TWI447974B - Led封裝結構 - Google Patents

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TWI447974B TW100114548A TW100114548A TWI447974B TW I447974 B TWI447974 B TW I447974B TW 100114548 A TW100114548 A TW 100114548A TW 100114548 A TW100114548 A TW 100114548A TW I447974 B TWI447974 B TW I447974B
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Description

LED封裝結構
本發明涉及一種LED封裝結構，尤其涉及一種具有較佳散熱效能的LED封裝結構。
LED產業是近幾年最受矚目的產業之一，發展至今，LED產品已具有節能、省電、高效率、反應時間快、壽命週期時間長、且不含汞、具有環保效益等優點。然而LED高功率、亮度與高密度封裝的運用趨勢下，其散熱問題面臨愈來愈嚴峻的考驗，如果不適時解決將嚴重影響LED的壽命。LED封裝結構中通常會使用LED晶片的載體基板協助散熱，例如採用陶瓷基板或是金屬基板。這些具有散熱效能的基板因材料特性限制而有一定的散熱效率，但是LED為一高熱流密度的點光源，僅靠陶瓷或是金屬材料散熱，無法將熱點快速擴散，對於維護LED使用壽命的成效上仍顯不足。另外，LED封裝結構的電極也是一個高傳熱率的材料，因此當LED以表面黏著技術SMT(Surface Mount Technology)設置于電路板時，焊接的高溫可能造成所謂爬錫問題(又稱SMT燈芯效應)，而產生焊接的缺陷。所以如何有效快速的提高LED的散熱效率，仍然是企業需要解決的問題。
有鑒於此，有必要提供一種可加快散熱效率、避免爬錫反應的 LED封裝結構。
一種LED封裝結構，其包括一第一散熱元件、一第二散熱元件、兩電極、一LED晶片以及一封裝層。該第一散熱元件用以設置該兩電極以及該LED晶片，並使該兩電極與該LED晶片達成電性連接。該第二散熱元件坎置於該第一散熱元件內，並位於該LED晶片的相對位置。該封裝層，覆蓋該LED晶片。
上述的LED封裝結構，由於該第二散熱元件位於該第一散熱元件內，並相對於該LED晶片的位置，可直接將該第一散熱元件所傳導的熱量迅速對外傳出，增加該LED封裝結構對外散熱的效率，從而可提高並維護其使用壽命。
10、20、30‧‧‧LED封裝結構
12、22、32‧‧‧第一散熱元件
120、220‧‧‧凹槽
122、222、322‧‧‧頂面
124、224‧‧‧底面
126、226‧‧‧側面
14、24、34‧‧‧第二散熱元件
15、25、35‧‧‧電極
16、26、36‧‧‧LED晶片
162、262‧‧‧導電線
18、28、38‧‧‧封裝層
29‧‧‧凹坑
39‧‧‧反射杯
圖1是本發明第一實施例LED封裝結構的剖視圖。
圖2是圖1第一實施例LED封裝結構俯視圖。
圖3是本發明第二實施例LED封裝結構的剖視圖。
圖4是圖3第二實施例LED封裝結構俯視圖。
圖5是本發明第三實施例LED封裝結構的剖視圖。
下面將結合附圖對本發明作一具體介紹。
請參閱圖1，所示為本發明第一實施例LED封裝結構10，其包括一第一散熱元件12、一第二散熱元件14、兩電極15、一LED晶片16以及一封裝層18。該第一散熱元件12具有一頂面122以及相對的一底面124，該頂面122用以設置該兩電極15以及該LED晶片16， 該LED晶片16通過導電線162與該兩電極15達成電性連接。該底面124用以坎置該第二散熱元件14，使該第二散熱元件14與該LED晶片16相對設置。該兩電極15一為正電極，一為負電極，分別設置於該頂面122的兩側，並由該頂面122延伸至該第一散熱元件12的側面126。該兩電極15的電極厚度在該頂面122的中央部位形成一凹槽120，該凹槽120用以設置該LED晶片16。該凹槽120的面積大於該第二散熱元件14的面積(如圖2中虛線所標示)，該LED晶片16的面積則小於該第二散熱元件14的面積。該第一散熱元件12的材料是矽、陶瓷或高導熱的絕緣材料。該第二散熱元件14的材料是金屬或高導熱材料。該第一散熱元件12的熱傳導速率小於該第二散熱元件14的熱傳導速率。該封裝層18覆蓋該LED晶片16，該封裝層18的材料是透明材質，例如，矽氧樹脂(Silicone)或是環氧樹脂(Epoxy)材料。該封裝層18可以包含至少一種螢光粉(圖中未標示)。
上述第一實施例LED封裝結構10，該LED晶片16位於該第一散熱元件12的頂面122上，其發光運作所產生的高熱，通過該第一散熱元件12進行散熱。該第二散熱元件14坎置於該第一散熱元件12內，並位於該LED晶片的相對位置處，該LED晶片16所產生的高熱將可通過該第一散熱元件12後，再藉由該第二散熱元件14對外散熱。該第二散熱元件14的熱傳導速率是大於該第一散熱元件12，因此該第二散熱元件14可以通過該第一散熱元件12加速地對該LED晶片處產生的高熱進行散熱。相較於一般散熱元件固定的散熱速率，本實施例LED封裝結構10能更快速地對該LED晶片16處產生的高熱進行散熱。該第二散熱元件14的快速散熱作用，顯然更能有效地維護該LED封裝結構10的使用壽命，並維持其良好的發光效 能。
請再參閱圖3，是本發明第二實施例LED封裝結構的剖視圖。該LED封裝結構20基本上與該第一實施例LED封裝結構10相同，其包括一第一散熱元件22、一第二散熱元件24、兩電極25、一LED晶片26以及一封裝層28。該第一散熱元件22具有一頂面222以及相對的一底面224，該頂面222用以設置該兩電極25以及該LED晶片26，該LED晶片26通過導電線262與該兩電極25達成電性連接。該底面224用以坎置該第二散熱元件24，使該第二散熱元件24與該LED晶片26相對設置。該兩電極25的電極厚度在該頂面222的中央部位形成一凹槽220，該凹槽220用以設置該LED晶片26。該封裝層28覆蓋該LED晶片26。不同在於；該兩電極25自該頂面222兩側延伸至該第一散熱元件22的側面226，該兩電極25的電極厚度與該底面224之間形成凹坑29。該凹坑29在該LED封裝結構20設置于電路板時，該凹坑29可以提供作為焊料的容置空間，防止焊料循著該電極25傳導焊接時的高溫而產生爬錫的現象。另外，該凹坑29的防爬錫作用，使該第二散熱元件24的面積可以增加以提高該LED封裝結構20在設置于電路板時的對外散熱效率。該第二散熱元件24的面積大於該凹槽220的面積(如圖4所示)，使該第二散熱元件24延伸靠近該第一散熱元件22的側面226，增加焊接時的散熱效率，維護該LED封裝結構20。
最後，請再參閱圖5，是本發明第三實施例LED封裝結構的剖視圖。該LED封裝結構30基本上與該第一實施例LED封裝結構10相同，其包括一第一散熱元件32、一第二散熱元件34、兩電極35、一LED晶片36以及一封裝層38。由於基本結構特徵相同因此不再贅 述。不同在於；該第一散熱元件32的該頂面322上具有一反射杯39設置，該反射杯39環繞於該頂面322的周緣。該反射杯39是以模造成型(Molding)方式成型，有助於提升該LED封裝結構30的發光效能。該反射杯39的材料是塑膠或是高分子的材料，例如，PPA(Polyphthalamide)塑膠或是環氧樹脂材料。
綜上，本發明LED封裝結構的該第二散熱元件位於該第一散熱元件內，並位於該LED晶片的相對位置上，且該第二散熱元件的熱傳導速率是大於該第一散熱元件，使該LED晶片產生的高熱可藉由該第二散熱元件加速對外傳導，從而可增加該LED封裝結構對外散熱的效率，提高其維護使用的壽命。
應該指出，上述實施例僅為本發明的較佳實施方式，本領域技術人員還可在本發明精神內做其他變化。這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。
10‧‧‧LED封裝結構
12‧‧‧第一散熱元件
120‧‧‧凹槽
122‧‧‧頂面
124‧‧‧底面
126‧‧‧側面
14‧‧‧第二散熱元件
15‧‧‧電極
16‧‧‧LED晶片
162‧‧‧導電線
18‧‧‧封裝層

Claims (12)

  1. 一種LED封裝結構，其包括一第一散熱元件、一第二散熱元件、兩電極、一LED晶片以及一封裝層，該第一散熱元件用以設置該兩電極以及該LED晶片，並使該兩電極與該LED晶片達成電性連接，該第二散熱元件坎置於該第一散熱元件內，並位於該LED晶片的相對位置，該封裝層覆蓋該LED晶片，其中，該兩電極，一為正電極，一為負電極，由該第一散熱元件頂面的兩側延伸至側面，該兩電極的電極厚度在該頂面的中央部位形成一凹槽，該凹槽設置該LED晶片，該LED晶片通過導電線與該兩電極達成電性連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的LED封裝結構，其中，該第一散熱元件，具有一頂面以及相對的一底面，該頂面用以設置該兩電極以及該LED晶片，該底面用以坎置該第二散熱元件。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的LED封裝結構，其中，該第一散熱元件，材料是矽、陶瓷或高導熱的絕緣材料。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的LED封裝結構，其中，該第一散熱元件，熱傳導速率小於該第二散熱元件的熱傳導速率。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的LED封裝結構，其中，該第二散熱元件，材料是金屬或高導熱材料。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的LED封裝結構，其中，該凹槽，面積大於該第二散熱元件的面積，該LED晶片的面積小於該第二散熱元件的面積。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的LED封裝結構，其中，該兩電極的電極厚度，在該第一散熱元件的側面與該底面之間形成凹坑，使該第二散熱元件的面積大於該凹槽的面積。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的LED封裝結構，其中，該封裝層，材料是透明材質，包括矽氧樹脂(Silicone)或是環氧樹脂(Epoxy)材料。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的LED封裝結構，其中，該封裝層，包含至少一種螢光粉。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的LED封裝結構，其中，該第一散熱元件，具有一反射杯設置，該反射杯環繞於該第一散熱元件的頂面周緣。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的LED封裝結構，其中，該反射杯，是以模造成型方式成型。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的LED封裝結構，其中，該反射杯，材料是塑膠或是高分子的材料，例如，PPA(Polyphthalamide)塑膠或是環氧樹脂材料。
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