专利名称：一种高功率发光二极管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光二极管结构，特别是涉及一种高功率发光二极管的结构。
背景技术：
发光二极管(Light Emitting Diode,LED)是属于化合物半导体的一种，其是利用 P型及N型半导体材料中的电子空穴结合时，以发光形式来释放出能量。由于发光二极管具 有体积小、寿命长、耗电量低、反应速率快等优点，近年来已广泛的应用于光学显示装置、通 讯装置与照明设备上，成为日常生活中不可或缺的光电元件。随着磊晶技术的提升，并配合不同的需求，目前市面上已发展出高功率发光二极 管照明(High Power LEDs)，所谓高功率发光二极管照明(HighPower LEDs)是指消耗功率 超过1瓦的发光二极管照明，与传统发光二极管相比较，高功率发光二极管的输入电能转
换率更高。而传统高功率发光二极管的封装方法，需先完成导线架以及发光晶粒打线后，再 进行点胶以及外加透镜的步骤。此外，晶粒下方的导线架是以穿孔式(through hole)的方 法，插入印刷电路板的孔洞中，最后以焊接的方式固定于电路板上。此种封装方式除了步骤 繁复外，且由于目前常用的印刷电路板导热能力不佳，金属导线架和发光二极管的接触面 积较小，使得散热效果受限，造成高功率发光二极管在长时间运作后所累积的热能，无法经 由金属支架或电路板散出，进而降低高功率发光二极管的发光效能。由此可见，上述现有的高功率发光二极管在结构与使用上，显然仍存在有不便与 缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解 决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解 决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的高功率 发光二极管，改善高功率发光二极管的结构设计，提高使用时的散热效率，进而使晶片能够 保持低温状态，同时降低工艺步骤的繁复，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极 需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的高功率发光二极管存在的缺陷，而提供一种新型 结构的高功率发光二极管，所要解决的技术问题是使其用以改善散热效率，并降低工艺的 繁复，非常适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出 的一种高功率发光二极管，设置在一平面上，该发光二极管包含一导热支架，具有一散热 部及由该散热部下端向外延伸的一固定基座，该散热部的顶端设有一承载部，用以设置一 发光二极管晶粒；一第一导电支架及一第二导电支架，分别设置在该导热支架两侧，其中该 第一导电支架具有一第一连接部及一由该第一连接部下端向外延伸的第一固定部，该第二 导电支架具有一第二连接部及一由该第二连接部下端向外延伸的第二固定部，该第一导电支架及该第二导电支架的电性相反且该第一连接部与该第二连接部分别与该发光二极管 晶粒电性连接；以及一封装胶体，包覆该散热部、该发光二极管晶粒、该第一连接部及该第 二连接部，而露出该固定基座、该第一固定部及该第二固定部，其中该固定基座、该第一固 定部及该第二固定部贴附于该平面上，使得该高功率发光二极管可设置在该平面上。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的一种高功率发光二极管，其中所述的导热支架的材料为铜合金。前述的一种高功率发光二极管，其中所述的导热支架的厚度为0. 5mm以上。前述的一种高功率发光二极管，其中所述的第一导电支架与该第二导电支架的厚 度为0. 5讓以上。前述的一种高功率发光二极管，其中所述的封装胶体的材料是选自下列群组环 氧树脂、甲基橡胶、甲基树脂、苯环橡胶、苯环树脂、有机变性硅胶及其组合。本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的 一种高功率发光二极管装置，其包含一散热基座；一导热支架，具有一散热部及一由该散 热部下端向外延伸的固定基座，该散热部的顶端设有一承载部，用以设置一发光二极管晶 粒；一第一导电支架及一第二导电支架，分别设置在该导热支架两侧，其中该第一导电支架 具有一第一连接部及一由该第一连接部下端向外延伸的第一固定部，该第二导电支架具有 一第二连接部及一由该第二连接部下端向外延伸的第二固定部，该第一导电支架及该第二 导电支架的电性相反且该第一连接部与该第二连接部分别与该发光二极管晶粒电性连接； 以及一封装胶体，包覆该散热部、该发光二极管晶粒、该第一连接部及该第二连接部，而露 出该固定基座、该第一固定部及该第二固定部，其中该固定基座、该第一固定部及该第二固 定部分别贴附并连接在该散热基座上。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的一种高功率发光二极管装置，其中所述的导热支架的材料为铜合金。前述的一种高功率发光二极管装置，其中所述的导热支架的厚度为0. 5mm以上。前述的一种高功率发光二极管装置，其中所述的第一导电支架与该第二导电支架 的厚度为0. 5mm以上。前述的一种高功率发光二极管装置，其中所述的封装胶体的材料是选自下列群 组环氧树脂、甲基橡胶、甲基树脂、苯环橡胶、苯环树脂、有机变性硅胶及其组合。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目 的，本发明提供了一种高功率发光二极管，其设置在一平面上，该发光二极管包含一导热支 架、一第一导电支架、一第二导电支架、以及一封装胶体。其中该导热支架具有一散热部及 一由该散热部下端向外延伸的固定基座，该散热部的顶端设有一承载部，用以设置一发光 二极管晶粒。该第一导电支架及该第二导电支架分别设置在该导热支架两侧，其中该第一 导电支架具有一第一连接部及一由该第一连接部下端向外延伸的第一固定部，该第二导电 支架具有一第二连接部及一由该第二连接部下端向外延伸的第二固定部，该第一导电支架 及该第二导电支架的电性相反且该第一连接部与该第二连接部分别与该发光二极管晶粒 电性连接。该封装胶体则包覆该散热部、该发光二极管晶粒、该第一连接部及该第二连接 部，而露出该固定基座、该第一固定部及该第二固定部，其中该固定基座、该第一固定部及 该第二固定部贴附于该平面上，使得该高功率发光二极管可设置在该平面上。
依照本发明的一实施例，导热支架的材料为铜合金，其厚度为0.5mm以上。由于第
一固定部与第二固定部与固定基座是露于封装胶体外，故可藉由表面粘着技术与一散热基 座表面接合。依照本发明的另一实施例，封装胶体的材料是选自下列群组环氧树脂、甲基橡 胶、甲基树脂、苯环橡胶、苯环树脂、有机变性硅胶及其组合。借由上述技术方案，本发明一种高功率发光二极管至少具有下列优点及有益效 果本发明的高功率发光二极管是将晶粒固接于导热支架上，藉由导热支架的大散热面积， 再利用两导电支架与散热基座电性连接，以此种电热分离的结构提高散热效果。另外，此高 功率发光二极管所采用的封装胶体，属于炮弹型封装方式，可直接封装高功率发光二极管 的内部元件，且封装胶体可同时作为光学透镜使用，故可以免除外加透镜的步骤，减少工艺 的繁复与降低成本。综上所述，本发明是有关于一种一种高功率发光二极管，包含发光晶粒、导热支 架、第一导电支架、第二导电支架以及封装胶体。其中导热支架由上至下依序具有承载部、 散热部以及固定基座，其中承载部是用于容纳发光晶粒。由于此高功率发光二极管其导热 支架具有较大的散热面积，且其固定基座更可连接至一散热基座上，因此藉由将晶粒固接 于导热支架上，可以让散热效能大为提升。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积 极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是本发明一较佳实施例中一高功率发光二极管封装的立体图。 图2是本发明另一较佳实施例中一具有散热基座的高功率发光二极管的立体图<
100 高功率发光二极管 102 发光晶粒 104:导热支架 106:第一导电支架 107a 第一连结部 107b 第一固定部 108:第二导电支架
109a 第二连结部 109b 第二固定部 110 封装胶体 112 承载部 114:散热部 116 固定基座 200 散热基座
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合 附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种高功率发光二极管其具体实施方式
、结构、特 征及其功效，详细说明如后。有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参阅图式的较佳实 施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式
的说明，当可对本发明为达成预定目 的所采取的技术手段及功效获得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。请参阅图1所示，是本发明一较佳实施例中一高功率发光二极管封装的立体图。 在此实施例中，高功率发光二极管100是以炮弹型封装方式进行封装。在图1中，高功率发 光二极管100，设置在一平面上，主要包含发光晶粒102、导热支架104、第一导电支架106、 第二导电支架108与封装胶体110。其中导热支架104包含承载部112、散热部114及由 散热部114下端向外延伸的一固定基座116。导热支架材料为铜合金，其厚度为0. 5mm以 上。承载部112是设置在导热支架104的上表面的凹陷处，而发光晶粒102则利用金属胶 材或以共晶的方式，固设于承载部112中。据此，请参阅图2所示，是本发明另一较佳实施 例中一具有散热基座的高功率发光二极管的立体图。藉由导热支架104可扩大发光晶粒 102的散热表面。而导热支架104的固定基座116可藉由表面粘着技术(Surface Mount Technology, SMT)，进而与散热基座200表面接合，此散热基座可为印刷电路板、金属核心 印刷电路板(Metal Core Printed Circu t Board, MCPCB)或散热块等，需要说明的是，图 2的散热基座200尺寸大小仅为示例，在其他实施例中，尺寸大小不以此为限。上述的第一导电支架106设置于导热支架104的一侧，其主要包含第一连结部 107a与由第一连结部107a下端向外延伸的第一固定部107b两部分。其中第一连结部107a 是与第一固定部107b垂直，且第一连结部107a与发光晶粒102电性连接。而第二导电支 架108是设置于导热支架104相对于第一导电支架106的另一侧，且第二导电支架108是 与第一导电支架106极性相反。同样地，第二导电支架108也包含第二连结部109a与由第 二连结部109a下端向外延伸的第二固定部109b两部分，且第二连结部109a与第二固定部 109b相互垂直，并分别与发光晶粒102以及散热基座200表面电性接合。而上述第一导电 支架106与该第二导电支架108的厚度为0. 5mm以上。上述的封装胶体110则包覆导热支架104的承载部112、散热部114、第一导电支 架106的第一连结部107a以及第二导电支架108的第二连结部109a，以使固定基座116、 第一固定部107b、以及第二导电支架108的第二固定部109b露于封装胶体110外，进而使 第一固定部107b、第二固定部109b以及固定基座116三者利用SMT的方式与散热基座200 表面接合。而封装胶体110的材料是选自下列群组环氧树脂、甲基橡胶、甲基树脂、苯环橡 胶、苯环树脂、有机变性硅胶及其组合。由于上述高功率发光二极管其导热支架具有加大的散热面积，故可藉由将晶粒固 接于导热支架上，进而提高散热效能，使散热面积不再限于导电支架与散热基座的接触面。此外，相比较于传统穿孔式的封装方法，此高功率发光二极管更可藉由SMT的方 式，将固定部与散热基座接合，使工艺更为简化，除了可以有效降低成本外，也可以加强散 热机制。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人 员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰 为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质 对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
一种高功率发光二极管，其特征在于其设置在一平面上，该发光二极管包含一导热支架，具有一散热部及由该散热部下端向外延伸的一固定基座，该散热部的顶端设有一承载部，用以设置一发光二极管晶粒；一第一导电支架及一第二导电支架，分别设置在该导热支架两侧，其中该第一导电支架具有一第一连接部及一由该第一连接部下端向外延伸的第一固定部，该第二导电支架具有一第二连接部及一由该第二连接部下端向外延伸的第二固定部，该第一导电支架及该第二导电支架的电性相反且该第一连接部与该第二连接部分别与该发光二极管晶粒电性连接；以及一封装胶体，包覆该散热部、该发光二极管晶粒、该第一连接部及该第二连接部，而露出该固定基座、该第一固定部及该第二固定部，其中该固定基座、该第一固定部及该第二固定部贴附于该平面上，使得该高功率发光二极管可设置在该平面上。
2.根据权利要求1所述的一种高功率发光二极管，其特征在于其中所述的导热支架的 材料为铜合金。
3.根据权利要求1所述的一种高功率发光二极管，其特征在于其中所述的导热支架的 厚度为0. 5mm以上。
4.根据权利要求1所述的一种高功率发光二极管，其特征在于其中所述的第一导电支 架与该第二导电支架的厚度为0. 5mm以上。
5.根据权利要求1所述的一种高功率发光二极管，其特征在于其中所述的封装胶体的 材料是选自下列群组环氧树脂、甲基橡胶、甲基树脂、苯环橡胶、苯环树脂、有机变性硅胶 及其组合。
6.一种高功率发光二极管装置，其特征在于其包含一散热基座；一导热支架，具有一散热部及一由该散热部下端向外延伸的固定基座，该散热部的顶 端设有一承载部，用以设置一发光二极管晶粒；一第一导电支架及一第二导电支架，分别设置在该导热支架两侧，其中该第一导电支 架具有一第一连接部及一由该第一连接部下端向外延伸的第一固定部，该第二导电支架具 有一第二连接部及一由该第二连接部下端向外延伸的第二固定部，该第一导电支架及该第 二导电支架的电性相反且该第一连接部与该第二连接部分别与该发光二极管晶粒电性连 接；以及一封装胶体，包覆该散热部、该发光二极管晶粒、该第一连接部及该第二连接部，而露 出该固定基座、该第一固定部及该第二固定部，其中该固定基座、该第一固定部及该第二固 定部分别贴附并连接在该散热基座上。
7.根据权利要求6所述的一种高功率发光二极管装置，其特征在于其中所述的导热支 架的材料为铜合金。
8.根据权利要求6所述的一种高功率发光二极管装置，其特征在于其中所述的导热支 架的厚度为0. 5mm以上。
9.根据权利要求6所述的一种高功率发光二极管装置，其特征在于其中所述的第一导 电支架与该第二导电支架的厚度为0. 5mm以上。
10.根据权利要求6所述的一种高功率发光二极管装置，其特征在于其中所述的封装胶体的材料是选自下列群组环氧树脂、甲基橡胶、甲基树脂、苯环橡胶、苯环树脂、有机变 性硅胶及其组合。
全文摘要
本发明是有关于一种高功率发光二极管，包含导热支架，具有散热部及固定基座，散热部顶端设有承载部，以设置发光二极管晶粒；第一及第二导电支架，分别设置在导热支架两侧，第一导电支架具有第一连接部及第一固定部，第二导电支架具有第二连接部及第二固定部，第一及第二导电支架电性相反且第一与第二连接部分别与发光二极管晶粒电性连接；封装胶体，包覆散热部、发光二极管晶粒、第一及第二连接部，露出固定基座、第一及第二固定部，固定基座、第一及第二固定部贴附于平面上，使发光二极管可设置在平面上。由于发光二极体的导热支架具有较大散热面积，其固定基座可连接至一散热基座，因此藉由将晶粒固接于导热支架，可让散热效能大为提升。
文档编号H01L33/00GK101924168SQ20091014906
公开日2010年12月22日 申请日期2009年6月15日 优先权日2009年6月15日
发明者张汉锜, 沈素靖 申请人:亿光电子工业股份有限公司