專利名稱：功能照明型發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及發(fā)光二極管(LED)，尤其涉及一種發(fā)出白光的功能照明型發(fā)光二極管。
背景技術(shù)：
白光LED是一種將電流順向通到半導體PN結(jié)處而發(fā)光的器件。具有很多相對于傳統(tǒng)光源的優(yōu)點。最顯著的優(yōu)點是節(jié)能、環(huán)保、使用壽命長。相比傳統(tǒng)光源節(jié)能80％，而且采用低壓供電方式，更安全可靠。目前，LED的封裝有插件式小功率(0.06W)燈珠及大功率(0.5W以上)燈珠和直接將芯片封裝在鋁基板上的兩種方式。如

圖1所示，現(xiàn)有插接式的白光發(fā)光二極管由兩腿式的引線支架01、設(shè)于一支架碗杯中的芯片02、覆蓋芯片的熒光粉03和封裝芯片的環(huán)氧樹脂透鏡04組成，這種封裝結(jié)構(gòu)散熱差，以致LED的光效低、光衰大和使用壽命底，多用于輔助照明。如圖2、圖3所示，后一種封裝結(jié)構(gòu)是在一帶有印刷電路010的鋁基板05的表面設(shè)置若干個凹坑-碗杯06，碗杯中設(shè)有芯片07，熒光粉覆蓋該芯片，通過引線08將芯片與印刷電路連接起來，然后通過環(huán)氧樹脂透鏡09分別封裝芯片07。這種封裝方式在散熱上優(yōu)于前者，但仍然存在幾點不足1、該結(jié)構(gòu)是直接在鋁基板上銑出一個或多個碗杯用于放置芯片，由于該碗杯電鍍處理難度較大，故現(xiàn)有技術(shù)未作電鍍處理，導致碗杯的反光效果較差從而導致光通量減少；2、該結(jié)構(gòu)散熱雖比插件式封裝有所改良，但存在散熱分布不均的問題；3、該結(jié)構(gòu)對連接芯片PN極的倒行導線及印刷電路材質(zhì)、尺寸、串并聯(lián)方式未作優(yōu)化處理(通常PN結(jié)導線、印刷線路要用銅底(0.5mm寬)鍍光金做優(yōu)化處理)。所以電流密度較大、熱阻偏高、結(jié)溫偏高；4、芯片透鏡采用環(huán)氧樹脂將碗杯芯片及PN結(jié)導線完全包裹的厚實封裝，光效和散熱均受影響。
由于現(xiàn)有白光LED的光效差、光衰嚴重、安裝使用不方便而導致器件的使用壽命較低，從而困擾白光LED向功能照明的快速發(fā)展。業(yè)界一直在不斷的探求一種光效高、壽命長、安裝使用方便的白光LED，期望產(chǎn)生一次照明業(yè)界的大變革。
實用新型內(nèi)容本實用新型是為了解決現(xiàn)有白光LED的光效低、光衰嚴重和散熱差的技術(shù)問題，提供一種高光效、低光衰、壽命長和安裝、使用方便的發(fā)白光的功能照明型發(fā)光二極管。
為解決上述問題，本實用新型的技術(shù)方案是構(gòu)造一種功能照明型發(fā)光二極管，包括一面帶有印刷電路的高導熱性的基板，該基板上至少設(shè)有一通孔，該通孔的外圍設(shè)有與所述印刷電路導通的焊盤，通孔中嵌裝有一高導熱性的基座，該基座朝向印刷電路一端的端面上設(shè)有一碗杯，該碗杯中至少設(shè)有一塊芯片，該芯片的正、負電極各自通過一引線與所述的焊盤連接，所述芯片上覆蓋有一層熒光粉，一抗紫外線的透鏡罩與所述基板連接形成中空封罩。
本實用新型的較佳實施例，所述的基座為一柱狀體，其相對帶有碗杯的端面設(shè)有環(huán)形凸臺，該環(huán)形凸臺緊貼所述基板的表面。
其中，所述基座上碗杯的表面還設(shè)有一鍍銀層。
所述芯片正、負極的引線為金線，其直徑為1.2-2.0mil；所述焊盤及印刷電路的導線設(shè)有鍍金層，該鍍金層寬度為1-1.5mm，鍍金層后度為3-5mil。
所述透鏡罩與基板的空腔內(nèi)填充有惰性氣體，如氮氣、氨、氖、氬、氙的一種。
所述碗杯內(nèi)圓周面兩側(cè)斜線的夾角為80至120度。
所述基座由銅材、鋁材、鐵材中任一種材料制作。
所述透鏡罩由抗紫外線光學玻璃、抗紫外線樹脂、陶瓷中任一種材料制作。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較有如下優(yōu)點1、采用高導熱性的材料分別制作基板與基座，后將基座鑲嵌與基板上，芯片發(fā)光時產(chǎn)生的熱量可迅速通過高導熱性的基座散走，增強了散熱效果；2、在基座上加工碗杯和電鍍方便，電鍍后碗杯的反射光強、光通量增加；3、芯片正、負極引線由原直徑1.0mil的金線增到1.2mil以上，鍍金焊盤及鍍金電路導線寬度由原0.5mm增加到1mm以上，鍍金層厚度增至3mil以上，有效起到降低電流密度、降低溫度、散熱的作用；4、本實用新型便于量產(chǎn)，光通量較現(xiàn)有鋁基板上直接做碗杯封芯片的封裝結(jié)構(gòu)提高20％以上，光衰減低40％本實用新型采用最具有代表性的九顆芯片串聯(lián)封裝在鋁基板上的模塊為例，經(jīng)過長時間的測試，與現(xiàn)有鋁基板上直接做碗杯封芯片的封裝結(jié)構(gòu)主要參數(shù)對比表如下。
所用芯片、熒光粉、熒光膠和芯片粘合劑均相同。在正向電流IF＝20MA、環(huán)境溫度Ta＝22.3℃、相對濕度PH＝57％的條件下測試，對比結(jié)果如下一、光參數(shù)(照度值，光效)

從上面圖表可以看出本實用新型白光LED與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)白光LED相比，照度增加了10％、光效提高了30％。
二、壽命對比表

表中橫坐標表示LED的老化測試時間，單位為小時。縱坐標表示對應老化測試時間光通量與初始光通量衰減的百分比。左縱表示現(xiàn)有現(xiàn)有結(jié)構(gòu)白光LED衰減百分比。右縱是表示本實用新型改良型白光LED衰減百分比。

現(xiàn)有結(jié)構(gòu)白光LED的測試曲線；

為本實用新型改良型白光LED的測試曲線。
通過以上對比，可以看出現(xiàn)有白光LED在1000H老化后光通量僅有初始光通量的38％；本實用新型改良型的白光LED在1000H老化后只衰減到初始光通量的90％。從而可以看出結(jié)構(gòu)本實用新型改良型白光LED的壽命大大增加，為真正實現(xiàn)白光LED的功能照明提供了可靠的基本產(chǎn)品。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明，其中圖1為現(xiàn)有插接式的白光發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有鋁基板上直接做碗杯封芯片的封裝結(jié)構(gòu)俯視圖；圖3為圖2橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型較佳實施例剖切結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實用新型較佳實施例基板結(jié)構(gòu)的俯視示意圖；圖6為本實用新型較佳實施例基座剖切結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
圖4、圖5示出了本實用新型較佳實施例的基本結(jié)構(gòu)，由九個芯片串聯(lián)封裝在一鋁基板上的模塊結(jié)構(gòu)，芯片個數(shù)可以根據(jù)需要選定。這種功能照明型發(fā)光二極管模塊，包括一面帶有印刷電路的高導熱性的鋁基板1，該鋁基板上均布九個通孔，每一通孔的外圍設(shè)有與所述印刷電路導通的正、負極焊盤5，而每一通孔中嵌裝有一高導熱性的銅基座2，該基座朝向印刷電路一端的端面上設(shè)有一碗杯3，該碗杯中至少設(shè)有一塊芯片4，該芯片的正、負電極各自通過一引線6分別與所述的焊盤5對應連接。芯片4上覆蓋有一層熒光粉，一抗紫外線的透鏡罩7與鋁基板1連接形成中空封罩。本實施例中的銅基座2為一柱狀體(請參閱圖6)，也可以是其他形狀的柱體，其相對帶有碗杯3的端面設(shè)有環(huán)形凸臺9，該環(huán)形凸臺緊貼基板1的外表面(可以加速散熱)?；?還可以采用鋁材、鐵材的等材料來制作。碗杯3內(nèi)圓周面兩側(cè)斜線的夾角為80至120度，夾角的最佳值為90度，而在基座上碗杯3的表面設(shè)有一鍍銀層，利用亞光處理技術(shù)改良碗杯的光學反射系數(shù)。芯片正負極的引線6為金線，其直徑為1.2-2.0mil；所述焊盤5及印刷電路的導線11設(shè)有鍍金層，該鍍金層寬度為1-1.5mm，鍍金層后度為3-5mil。碗杯3中芯片的塊數(shù)可以根據(jù)需要設(shè)置，如、設(shè)置三塊不同顏色的芯片等等。透鏡罩7的空腔內(nèi)填充惰性氣體8，如、氮氣、氦氣、氖氣、氬氣、氙氣等。透鏡罩5可以采用K7抗紫外線光學玻璃材料來制作，也可以采用其他抗紫外線的材料來制作，如，抗紫外線樹脂、陶瓷等。
采用高導熱性的材料分體制作基板與基座，后合二而一，增強了散熱效果；在基座上加工碗杯和電鍍方便，使得光通量增加；加粗芯片正負極金引線的直徑、加大鍍金焊盤及鍍金電路導線的寬度和鍍金層厚度，可以有效起到降低電流密度、降低溫度、散熱的作用。本實用新型通過結(jié)構(gòu)上的改進，使得白光LED的光通量增加、光衰降低和壽命大大增加，為真正實現(xiàn)白光LED的功能照明，提供了可靠的基本產(chǎn)品。
權(quán)利要求1.一種功能照明型發(fā)光二極管，包括一面帶有印刷電路的高導熱性的基板(1)，其特征在于所述基板(1)上至少設(shè)有一通孔，該通孔的外圍設(shè)有與所述印刷電路導通的正、負極焊盤(5)，通孔中嵌裝有一高導熱性的基座(2)，該基座朝向印刷電路一端的端面上設(shè)有一碗杯(3)，該碗杯中至少設(shè)有一塊芯片(4)，該芯片的正、負電極各自通過一引線(6)分別與所述的焊盤(5)對應連接，所述芯片(4)上覆蓋有一層熒光粉，一抗紫外線的透鏡罩(7)與所述基板(1)連接形成中空封罩。
2.如權(quán)利要求1所述的功能照明型發(fā)光二極管，其特征在于所述的基座(2)為一柱狀體，其相對帶有碗杯(3)的端面設(shè)有環(huán)形凸臺(9)，該環(huán)形凸臺緊貼所述基板(1)的表面。
3.如權(quán)利要求1所述的功能照明型發(fā)光二極管，其特征在于所述基座上碗杯(3)的表面設(shè)有一鍍銀層。
4.如權(quán)利要求1所述的功能照明型發(fā)光二極管，其特征在于所述透鏡罩(7)與基板(1)的空腔內(nèi)填充有惰性氣體(8)。
5.如權(quán)利要求4所述的功能照明型發(fā)光二極管，其特征在于所述的惰性氣體(8)為氮氣、氦、氖、氬、氙的一種。
6.如權(quán)利要求1所述的功能照明型發(fā)光二極管，其特征在于所述碗杯(3)內(nèi)圓周面兩側(cè)斜線的夾角為80至120度。
7.如權(quán)利要求1所述的功能照明型發(fā)光二極管，其特征在于所述芯片正、負極的引線(6)為金線，其直徑為1.2-2.0mil；所述焊盤(5)及印刷電路的導線(11)設(shè)有鍍金層，該鍍金層寬度為1-1.5mm，鍍金層后度為3-5mil。
8.如權(quán)利要求1所述的功能照明型發(fā)光二極管，其特征在于所述基座(2)由銅材、鋁材、鐵材中任一種材料制作。
9.如權(quán)利要求1所述的功能照明型發(fā)光二極管，其特征在于所述透鏡罩(7)由抗紫外線光學玻璃、抗紫外線樹脂、陶瓷中任一種材料制作。
專利摘要本實用新型公開了一種功能照明型發(fā)光二極管，其包括一面帶有印刷電路的高導熱性的基板，該基板上至少設(shè)有一通孔，該通孔的外圍設(shè)有與所述印刷電路導通的正、負極焊盤，通孔中嵌裝有一高導熱性的基座，該基座朝向印刷電路一端的端面上設(shè)有一碗杯，該碗杯中至少設(shè)有一塊芯片，該芯片的正、負電極各自通過一引線與所述的焊盤對應連接，所述芯片上覆蓋有一層熒光粉，一抗紫外線的透鏡罩與所述基板連接形成中空封罩。本實用新型通過結(jié)構(gòu)上的改進，使得白光LED的光通量增加、光衰降低和壽命大大增加，為真正實現(xiàn)白光LED的功能照明，提供了可靠的基本產(chǎn)品。
文檔編號H01L23/36GK2935474SQ20072011805
公開日2007年8月15日 申請日期2007年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月12日
發(fā)明者吳慶華 申請人:吳慶華