專利名稱：發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，特別指一種利用高導(dǎo)熱系數(shù)的 散熱基座提供高熱量傳輸路徑的發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Ligh Emitting Diode, LED)已成為未來照明時(shí)代眾所矚目 的應(yīng)用產(chǎn)品，為了提升亮度，由電能轉(zhuǎn)換為發(fā)光的效率成為首要課題，目前在 低功率的發(fā)光二極管發(fā)光效率約為64%;而在高功率的發(fā)光二極管應(yīng)用上， 僅有15~20%的輸入功率產(chǎn)生光，卻有80%以上的能量用于產(chǎn)生熱量，而熱 對(duì)發(fā)光二極管本身又將造成不可預(yù)期的損害，若組件無法散去這些高熱，除了 各種封裝材料會(huì)因?yàn)楸舜碎g膨脹系數(shù)的不同而有產(chǎn)品可靠度的問題，例如環(huán)氧 樹脂的封裝達(dá)到玻璃轉(zhuǎn)移溫度時(shí)，樹脂材料會(huì)很快速的膨脹，在半導(dǎo)體與焊點(diǎn) 接觸的位置產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致連接點(diǎn)的變形或斷裂；同時(shí)發(fā)光二極管晶粒溫度上 升也將對(duì)于發(fā)光效率及組件壽命造成極大影響。目前在高亮度發(fā)光二極管的應(yīng) 用上，研究發(fā)光二極管散熱系統(tǒng)是很重要的技術(shù)方向。
然而，另一方面，降低發(fā)光二極管界面溫度更可以提高發(fā)光二極管組件色 彩穩(wěn)定度、組件使用壽命以及加強(qiáng)光輸出強(qiáng)度等優(yōu)勢(shì)，故解決發(fā)光二極管散熱 問題實(shí)為發(fā)光二極管產(chǎn)業(yè)進(jìn)一 步發(fā)展的 一 大技術(shù)瓶頸。
最初的單芯片發(fā)光二極管的功率不高，發(fā)熱量有限，熱的問題不大，因此 其封裝方式相對(duì)簡單。但近年隨著發(fā)光二極管材料技術(shù)的不斷突破，發(fā)光二極 管的封裝技術(shù)也隨之改變，從早期單芯片的炮彈型封裝逐漸發(fā)展成扁平化、大 面積的多芯片封裝模塊；其工作電流由早期20mA左右的低功率的發(fā)光二極 管，發(fā)展到目前的1/3至1A左右的高功率的發(fā)光二極管。由于高亮度、高功 率發(fā)光二極管系統(tǒng)所衍生的熱問題將是影響產(chǎn)品功能優(yōu)劣的關(guān)鍵，要將發(fā)光二
4極管組件的發(fā)熱量迅速排出至周遭環(huán)境，首先必須從封裝層的熱管理著手，而目前業(yè)界的作法是將發(fā)光二極管晶粒以焊料或?qū)岣嘟又谝痪鶡崞?，?jīng)由均熱片降低封裝模塊的熱阻抗；或是通過散熱片、熱管、風(fēng)扇及熱界面材料所組成的氣冷模塊將熱量導(dǎo)出。然而上述現(xiàn)有構(gòu)造在實(shí)際使用時(shí)，仍具有以下缺點(diǎn)
1、 高單價(jià)及可靠度的問題；以及
2、 風(fēng)扇耗電及噪音等問題。
故本實(shí)用新型的發(fā)明人有鑒于上述現(xiàn)有的發(fā)光二極管的散熱系統(tǒng)在實(shí)際使用時(shí)的缺點(diǎn)，且積累個(gè)人從事相關(guān)產(chǎn)業(yè)開發(fā)實(shí)務(wù)上多年的經(jīng)驗(yàn)，精心研究，終于提出一種設(shè)計(jì)合理且有效改善上述問題的發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，通過高導(dǎo)熱系數(shù)的散熱基座直接接觸在發(fā)光二極管單元，以提供快速導(dǎo)出熱量的要求。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供一種發(fā)光二才及管組合結(jié)構(gòu)，包括多 個(gè)發(fā)光二極管單元；一電路基板，具有多個(gè)穿孔，所述發(fā)光二極管單元穿設(shè)于所述穿孔中；以及一設(shè)置在所述電路基板下方的散熱基座，所述散熱基座上表面凸設(shè)有多個(gè)對(duì)應(yīng)于所述發(fā)光二極管單元的凸塊，每一凸塊頂?shù)衷谙鄬?duì)應(yīng)的發(fā)光二極管單元。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型還提供一種發(fā)光二4及管組合結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)發(fā)光二極管單元；兩個(gè)長條形的電路基板，所述發(fā)光二極管單元跨接在所述電路基板；以及一散熱基座，所述散熱基座上表面凸設(shè)置有一對(duì)應(yīng)于所述發(fā)光二極管單元的長條形凸塊，所述長條形凸塊頂?shù)衷谒霭l(fā)光二極管單元。
本實(shí)用新型具有以下有益效果本實(shí)用新型提出的發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，可利用散熱基座提供快速的導(dǎo)熱模式，用于迅速將發(fā)光二極管所產(chǎn)生的熱量由系統(tǒng)中導(dǎo)出。
為使能更進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，并非用來對(duì)本實(shí)用新型加以限制。


圖1為本實(shí)用新型的發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例的分解示意圖2為本實(shí)用新型的發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例的側(cè)-現(xiàn)圖3為本實(shí)用新型的發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例的分解示意圖4為本實(shí)用新型的發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例的側(cè)視圖。
主要組件符號(hào)說明 發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)1 發(fā)光二極管單元10
導(dǎo)線支架101 電路基板11、 11A、 11B 穿孔111 導(dǎo)電線路112 散熱基座12 凸塊121
長條形凸塊121A 散熱結(jié)構(gòu)122 側(cè)部123 反光杯單元1具體實(shí)施方式
首先，請(qǐng)參閱圖1與圖2所示，為本實(shí)用新型提出的一種發(fā)光二極管組合 結(jié)構(gòu)l，包括多個(gè)發(fā)光二極管單元10; —電^各基板11，上述電路基板ll具 有多個(gè)穿孔lll，上述發(fā)光二極管單元10穿設(shè)于上述穿孔111中；以及一設(shè)置 在上述電路基板11下方的散熱基座12,上述散熱基座12上表面凸設(shè)有多個(gè) 對(duì)應(yīng)于上述發(fā)光二極管單元10的凸塊121,每一凸塊121頂4氐在相對(duì)應(yīng)的發(fā) 光二極管單元10。
每一個(gè)發(fā)光二極管單元10兩端分別具有至少一導(dǎo)線支架101，上述導(dǎo)線 支架101電性連接在上述電路基板11上的導(dǎo)電線路112上，以傳輸訊號(hào)與電 源，進(jìn)而提供上述發(fā)光二極管單元IO發(fā)出光源。另外，上述發(fā)光二極管單元 10的尺寸大小略小于上迷穿孔111，以使上述發(fā)光二極管單元10穿設(shè)在上述 穿孔lll之中。
再者，上述發(fā)光二極管單元10與電路基板11可放置在一散熱基座12上， 上述散熱基座12可提供上述發(fā)光二極管單元10散熱功能；而該散熱基座12 為金屬材質(zhì)，例如高導(dǎo)熱率的鋁、銅金屬，但不限于此。該散熱基座12的 上表面凸設(shè)有多個(gè)凸塊121,且每一凸塊121對(duì)應(yīng)于每一穿孔111以及每一發(fā) 光二極管單元IO。而每一凸塊121的大小尺寸也略小于該穿孔111，當(dāng)該電路 基板11放置在該散熱基座12的上表面，每一個(gè)凸塊121可延伸至該凸塊121 對(duì)應(yīng)的穿孔111內(nèi)部，并頂?shù)衷谠撏箟K121對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管單元10;同樣 通過該電路基板11上的穿孔111,該散熱基座12的每一個(gè)凸塊121可接觸該 凸塊121對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管單元10。
另外，該散熱基座12的下表面更進(jìn)一步成型有多個(gè)散熱結(jié)構(gòu)122,例如 散熱鰭片等，以提供良好散熱功能的結(jié)構(gòu)。當(dāng)上述發(fā)光二極管單元IO發(fā)出光 源時(shí)，所產(chǎn)生的熱量可以通過與凸塊121的接觸而快速導(dǎo)出，由于該散熱基座 12具有高導(dǎo)熱性，且設(shè)有散熱結(jié)構(gòu)122，上述發(fā)光二極管單元IO所產(chǎn)生的熱 量可以通過散熱基座12所提供的良好的縱向(垂直)以及橫向(水平)導(dǎo)熱 模式快速散逸，進(jìn)而降低上述發(fā)光二極管單元10的界面溫度，以提升上述發(fā) 光二極管單元10的發(fā)光特性。
另一方面，本實(shí)施例中發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)1更進(jìn)一步設(shè)有反光杯單元 13,上述反光杯單元13對(duì)應(yīng)于上述穿孔111,且固定在該電路基板H上。反 光杯單元13的作用是收集晶粒側(cè)面、界面發(fā)出的光，并朝期望的方向角發(fā)射。 而每一個(gè)反光杯單元13頂部具有包封的環(huán)氧樹脂，可以保護(hù)上述發(fā)光二極管 單元IO等不受外界影響；采用不同的形狀和材料性質(zhì)(例如添加色散劑等)， 以達(dá)成透鏡或漫射透鏡的功能，進(jìn)而控制光的發(fā)散角；另夕卜，封頂所使用的環(huán) 氧樹脂一般須具有耐濕性、絕緣性及機(jī)械強(qiáng)度，且對(duì)于晶粒發(fā)出光的折射率和 透射率高。選擇不同折射率的封裝材料，封裝幾何形狀對(duì)光子逸出效率的影響
是不同的，發(fā)光強(qiáng)度的角分布也與LED晶粒結(jié)構(gòu)、光輸出方式、封裝透鏡所 用材質(zhì)和形狀有關(guān)。
接著，請(qǐng)參考圖2及圖3，為本實(shí)用新型的第二實(shí)施例。在本實(shí)施例中， 該發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)l,包括多個(gè)發(fā)光二極管單元10;兩個(gè)長條形的電路基 板11A、 11B,上述發(fā)光二極管單元IO跨接在該兩電路基板IIA、 IIB上；以 及一散熱基座12。該散熱基座12上表面凸設(shè)有一對(duì)應(yīng)于上述發(fā)光二極管單元 10的長條形凸塊121A,其中該長條形凸塊121A頂?shù)衷谏鲜霭l(fā)光二極管單元 10。
本實(shí)用新型的第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于，第二實(shí)施例利用兩個(gè) 長條形的電路基板11A、 IIB進(jìn)行電路與訊號(hào)的連接；也就是每一個(gè)發(fā)光二極 管單元10具有兩導(dǎo)線支架101,該兩導(dǎo)線支架101跨接并電性連接在該兩長 條形的電路基板11A、 IIB上，以傳輸訊號(hào)與電源進(jìn)而提供上述發(fā)光二極管單 元IO發(fā)出光源，而上述發(fā)光二極管單元IO是設(shè)置在上述兩長條形的電路基板 IIA、 IIB之間而形成一列的發(fā)光源。
而上述發(fā)光二極管單元10與上述兩長條形的電路基板IIA、 11B可放置 在一散熱基座12上，該散熱基座12可提供上述發(fā)光二極管單元10的散熱功 能；而該散熱基座12為金屬材質(zhì)，例如高導(dǎo)熱率的鋁、銅金屬，但并不限 于此。該散熱基座12的上表面凸設(shè)有一長條形凸塊121A，且該長條形凸塊 121A是對(duì)應(yīng)于上述成串排列的發(fā)光二極管單元10。當(dāng)上述兩長條形的電路基 板11A、 IIB放置在上述散熱基座12的上表面時(shí)，該長條形凸塊121A可延伸 至該兩長條形的電路基板IIA、 IIB所形成的空間，并頂?shù)衷谏鲜龀纱帕械?發(fā)光二極管單元10;也就是通過上述兩長條形的電路基板IIA、 IIB所形成的 空間，上述長條形凸塊121A可接觸上述發(fā)光二極管單元10,而上述兩長條形 的電路基板11A、 IIB可分別放置在該長條形凸塊121A的兩側(cè)。另一方面， 該散熱基座12上表面最佳地成型有兩側(cè)部123在該散熱基座12的兩側(cè)，而該 兩長條形的電路基板IIA、 11B可分別容置在該長條形凸塊121A與該兩側(cè)部 123所形成的凹部空間，使該兩長條形的電路基板IIA、 IIB可更加穩(wěn)固的設(shè) 置在該散熱基座12上，進(jìn)而提高該發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)1的可靠度。
同樣的，該散熱基座12的下表面更進(jìn)一步成型有多個(gè)散熱結(jié)構(gòu)122，例
如散熱鰭片等提供良好散熱功能的結(jié)構(gòu)。當(dāng)上述發(fā)光二極管單元IO發(fā)出光 源時(shí)，其所產(chǎn)生的熱量可以借著與長條形凸塊121A的接觸而快速導(dǎo)出，由于 該散熱基座12具有高導(dǎo)熱性且設(shè)有散熱結(jié)構(gòu)122，上述發(fā)光二極管單元10所 產(chǎn)生的熱量可以通過散熱基座12所提供的良好的縱向(垂直)以及橫向(水 平)導(dǎo)熱模式快速散逸，進(jìn)而降低上述發(fā)光二極管單元10的界面溫度，以提 升上述發(fā)光二極管單元10的發(fā)光特性以及使用壽命。 綜上所述，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 本實(shí)用新型的發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)1可應(yīng)用在多種不同類型的發(fā)光二 極管上，可提供高導(dǎo)熱效率的傳導(dǎo)路徑，以快速將發(fā)光二極管所產(chǎn)生的熱量散 逸至環(huán)境中，進(jìn)而降低發(fā)光二極管的界面溫度。
2、 本實(shí)用新型通過散熱基座12所凸設(shè)的凸塊121或長條形凸塊121A直 接接觸發(fā)光二極管單元10,可大幅提升導(dǎo)熱效率。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳可行實(shí)施例，并不是以此局限本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍，凡運(yùn)用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效技術(shù)變化，均在 本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括多個(gè)發(fā)光二極管單元；一電路基板，具有多個(gè)穿孔，所述發(fā)光二極管單元穿設(shè)于所述穿孔中；以及一設(shè)置在所述電路基板下方的散熱基座，所述散熱基座上表面凸設(shè)有多個(gè)對(duì)應(yīng)于所述發(fā)光二極管單元的凸塊，每一個(gè)所述凸塊頂?shù)衷谙鄬?duì)應(yīng)的所述發(fā)光二極管單元。
2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述散熱基 座下表面成型有多個(gè)散熱結(jié)構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述散熱結(jié) 構(gòu)為多個(gè)散熱鰭片。
4. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述散熱基 座為金屬材質(zhì)。
5. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括多個(gè) 反光杯單元，所述反光杯單元對(duì)應(yīng)于所述穿孔，且固定在所述電路基板上。
6. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電路基 板上包括至少一個(gè)導(dǎo)電線路，且所述發(fā)光二極管單元電連接在所述導(dǎo)電線路 上。
7. —種發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括 多個(gè)發(fā)光二極管單元；兩個(gè)長條形的電路基板，所述發(fā)光二極管單元跨接在所述兩個(gè)長條形的電 路基板；以及一散熱基座，所述散熱基座上表面凸設(shè)置有一對(duì)應(yīng)于所述發(fā)光二極管單元 的長條形凸塊，所述長條形凸塊頂?shù)衷谒霭l(fā)光二極管單元。
8. 如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，其特征在于，每一個(gè)所述 發(fā)光二極管單元的兩側(cè)設(shè)置有至少一個(gè)導(dǎo)線支架，所述導(dǎo)線支架連接在所述電 路基板上。
9. 如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電路基 板設(shè)置在所述長條形凸塊的兩側(cè)。
10. 如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述散熱基 座下表面成型有多個(gè)散熱結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種發(fā)光二極管組合結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)發(fā)光二極管單元；一電路基板，具有多個(gè)穿孔，所述發(fā)光二極管單元穿設(shè)于所述穿孔中；以及一設(shè)置在所述電路基板下方的散熱基座，所述散熱基座上表面凸設(shè)有多個(gè)對(duì)應(yīng)于所述發(fā)光二極管單元的凸塊，其中每一凸塊頂?shù)衷谙鄬?duì)應(yīng)的發(fā)光二極管單元。通過所述凸塊直接接觸發(fā)光二極管單元，可快速地將發(fā)光二極管單元伴隨發(fā)光而生成的熱量散逸至環(huán)境中。
文檔編號(hào)H01L23/367GK201180947SQ200820009118
公開日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月2日
發(fā)明者麒 熊 申請(qǐng)人:林文欽