专利名称：光源装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光源装置，特别涉及一种具有发光二极管芯片等固态发光元件的光源装置。
背景技术：
现在，发光二极管(Light Emitting Diode, LED)已经被广泛应用到很多领域，在此， 一种新型发光二极管可参见Daniel A. Steigerwald等人在文献IEEE Journal on Selected Topics in Quantum Electronics, Vol. 8， No. 2， March/April 2002中的Illumination With Solid State Lighting Technology—文。发光二极管一般可发出特定波长的光，例如 可见光，但是发光二极管所接收能量的大部分被转换为热量，其余部分的能量才被真正转换 为光能。因此，发光二极管发光所产生的热量必须被疏散掉以保证发光二极管的正常运作。
如图1所示， 一种光源装置IO，其包括一壳体ll， 一个光源模组12及一个灯罩13。该光 源模组12设置在该壳体11中，且该灯罩13设置在该光源模组12的上方以保护该光源模组12。 该光源模组12包括 一个印刷电路板(Printed Circuit Board, PCB) 121、设置在该印刷电 路板121上的一个金属线路层122与多个发光元件123(如，发光二极管芯片)，以及覆盖该发 光元件123的封装体124。该多个发光元件123与该金属线路层122电性连接。然而，该多个发 光元件123所产生的热量不能及时有效的从该壳体11中排除，进而降低了该多个发光元件 123的发光效率。由此可见，有必要提供一种散热效率较高的光源装置。
发明内容
以下将以实施例说明一种散热效率较高的光源装置。
一种具有发光二极管芯片的光源装置，其包括 一个绝缘体，该绝缘体具有一容置槽； 一个导热体，其设置在该绝缘体中且与该容置槽相对，该导热体具有一暴露在该容置槽底部 的承载部； 一个平板状第一电极和一个平板状第二电极，该第一电极和第二电极分别嵌设在 该绝缘体中并均延伸至该容置槽中，并且与该导热体相分离； 一个发光二极管芯片，其直接 设置在该导热体的承载部上；以及金属线，该第一电极和第二电极分别通过该金属线与该发 光二极管芯片形成电连接。
与现有技术相比，该光源装置中的发光二极管芯片直接设置在导热体的承载部上并且与 导热体形成良好的热连接，所以发光二极管芯片发光时产生的热量可以直接传导至导热体，再由导热体将吸收到的热量传导至外部空气，从而降低了发光二极管芯片的温度，提高了光 源装置的散热效率，以及发光二极管芯片的发光效率和使用寿命。另外，该第一电极和第二 电极分别嵌设在该绝缘体中并均延伸至该容置槽中，使得与该光源装置电性连接的外部电路 位于该光源装置的上方；发光二极管芯片与其下方的导热体热性连接，使得该光源装置的导 热方向向下，从而有效的避开了外部电路，进而减小了该光源装置的热阻，提高了其散热效 能。
图1为一种现有光源装置的截面示意图。
图2为本发明第一实施例提供的光源装置的俯视示意图。
图3为图2所示光源装置中沿III-III的截面示意图。
图4为图2所示光源装置的导热体的底部具有通孔的截面示意图。
图5为图2所示光源装置的导热体具有长方体结构的截面示意图。
图6为本发明第二实施例提供的光源装置的俯视示意图。
图7为图6所示光源装置中沿VII-VII的截面示意图。
图8为本发明第三实施例提供的光源装置的截面示意图。
图9为本发明第四实施例提供的光源装置的截面分解示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
请参见图2和图3，本发明第一实施例提供的一种光源装置20，其包括绝缘体21，导热体 22，第一电极23，第二电极24，发光二极管芯片25，及金属线26。
绝缘体21包括一支撑部210及一与该支撑部210—体成型的反光部212。该反光部212位于 该支撑部210的一侧，在本实施例中，反光部212位于支撑部210的上方。该反光部212具有一 容置槽2120，该容置槽2120的底部延伸至该支撑部210，即该支撑部210与该容置槽2120相对 的部分暴露在该容置槽2120的底部。该容置槽2120具有一圆锥形侧壁2102，该圆锥形侧壁 2102上可设置反射层2104。绝缘体21所用材料可为塑料，例如聚对苯二酰对苯二胺 (Polyphthalamide， PPA)，液晶聚合物(Liquid crystal polymer, 1XP)等。
导热体22沿靠近该反光部212的方向嵌设在绝缘体21的支撑部210中且与该容置槽2120相 对。导热体22具有一暴露在该容置槽2120底部的承载部220及一与该承载部220相对的底部 221，该承载部220用以承载该发光二极管芯片25。在本实施例中，该承载部220的宽度d小于 该底部221的宽度D。导热体22所用材料可为铜、铝等具有较好导热性能的金属，或硅胶、陶瓷等导热物质。
第一电极23和第二电极24均为平板状，即二者均不具有弯折处，从而使其在受到较大外 力作用时不会由其自身应力变化较大导致断裂等情况发生，提高了第一电极23和第二电极 24的可靠度。第一电极23的一端与第二电极24的一端分别嵌设在该绝缘体21的支撑部210与 反光部212的结合处并均延伸至该容置槽2120中，且分别具有暴露在该容置槽2120底部的部 分。第一电极23的另一端和第二电极24的另一端均延伸出该容置槽2120，用以与外部电路( 图未示)相连。第一电极23及第二电极24均与导热体22电绝缘。另外，第一电极23和第二电 极24分别设置在该发光二极管芯片25的左右两侧，在此，该发光二极管芯片25通过两条金属 线26分别与第一电极23和第二电极24的暴露在该容置槽2120底部的部分形成电连接。
发光二极管芯片25设置在导热体22的承载部220上，在此发光二极管芯片25可以通过粘 合方式与导热体22形成热连接，例如在发光二极管芯片25与导热体22的承载部220之间设置 有银胶、导电胶等粘胶。可以理解的是，发光二极管芯片25也可以通过其他方式与导热体 22形成热连接，例如共晶方式(Eutectic Bonding)。发光二极管芯片25发出的光线经由该容 置槽2120的开口射出，入射至该容置槽2120的侧壁2102上的光线可以经由该侧壁2102上的反 射层2104反射并从该容置槽2120的开口射出，从而提高了发光二极管芯片25的出光效率。
光源装置20还包括一封装体27，封装体27设置在绝缘体21的容置槽2120中用以覆盖发光 二极管芯片25与金属线26，以避免发光二极管芯片25与金属线26与水气相接触而被氧化。封 装体27的外表面270可为凸曲面或凹曲面，以改变发光二极管芯片25发出的光线经由外表面 270出射的角度，从而可以改变光源装置20的照射范围。封装体27中还可设置有光波长转换 物质，例如荧光粉。若封装体27中掺杂有黄色荧光粉，发光二极管芯片25发出的蓝光经由封 装体27出射时，有部分蓝光被转换为黄光，未被转换的蓝光与转换得到的黄光结合后将形成 白光。封装体27所用材料为环氧树脂、硅树脂或其他电绝缘的透明材料。
在本实施例中，导热体22，第一电极23及第二电极24是通过嵌入式射出成型技术 (insert-molding)设置在绝缘体21中，保证了第一电极23及第二电极24与导热体22之间具有 良好的电绝缘性能，以及导热体22与绝缘体21之间具有良好的热传导性能。
由于发光二极管芯片25直接设置在导热体22的承载部220上并且与导热体22形成良好的 热连接，所以发光二极管芯片25发光时产生的热量可以直接传导至导热体22，再由导热体 22将吸收到的热量传导至外部空气，从而降低了发光二极管芯片25的温度，提高了光源装置 20的散热效率，以及发光二极管芯片25的发光效率和使用寿命。
另外，第一电极23及第二电极24位于光源装置20的上半部分，并延伸出该容置槽2120以与外部电路(图未示)相连，使得外部电路位于该光源装置20的上方；而发光二极管芯片25与 其下方的导热体22热性连接，使得该光源装置20的导热方向向下，从而有效的避开了外部电 路，进而减小了该光源装置20的热阻，提高了其散热效能。
请参见图4，导热体22的底部221还可具有一通孔2210，通过嵌入式射出成型技术使导热 体22设置在绝缘体21的支撑部210中时可以使该支撑部210中的部分结构布满该通孔2210，提 高了导热体22与支撑部210的接触面积与接触可靠度。导热体22的底部221的宽度H大于该第 一电极23与第二电极24的总宽度h，有效地提高了导热体22的散热效率。
请参见图5，导热体22具有一长方体结构，其有部分暴露在该容置槽2120底部，发光二 极管芯片25设置在导热体22上并与该导热体22热连接，在此，发光二极管芯片25位于该容置 槽2120的底部。
请参见图6和图7，本发明第二实施例提供的一种光源装置30，其与上述第一实施例提供 的光源装置20基本相同，不同之处在于第一电极33和第二电极34均为长条形，二者分别设 置在发光二极管芯片25的相对的两侧，第一电极33的中部330和第二电极34的中部340均有暴 露在绝缘体31的容置槽310的部分，该第一电极33的两端及该第二电极34的两端分别延伸出 该容置槽310;导热体32的底部321为一 "T"型结构，提高了导热体32与绝缘体31的接触面 积与接触可靠度。在此，该长条形第一电极33的两端及该长条形第二电极34的两端分别延伸 出该容置槽310，有利于与外接电路板串联或并联，提高了光源装置30的实用性以及与该光 源装置30相连的电路板的布线设计灵活性。
请参见图8，本发明第三实施例提供的一种光源装置40，其与上述第一实施例提供的光 源装置20基本相同，不同之处在于
导热体42的承载部420上设置有一导热贴片(Submount)48，该导热贴片48与该承载部 420之间可通过粘合方式或共晶方式接合，该导热贴片48所用材料可为硅、氮化铝、氧化铍 、二氧化桂、类钻石(Diamond like Carbon) 、 P甸瓷铅基板(Ceramic Aluminim substrate) 等；
发光二极管芯片45通过两个形成在发光二极管芯片45的正负电极上的金属凸块49(例如 金凸块、锡球等)覆晶封装(Flip chip)在导热贴片48上，该两个金属凸块49分别与第一电极 43及第二电极44打线连接。
请参见图9，本发明第四实施例提供的一种光源装置50，其包括一电路板500，多个第一 实施例提供的光源装置20，及一个散热鳍片510。
电路板500具有多个通孔501及设置在该电路板500—侧并位于两相邻通孔501之间的金属连接层502，每个光源装置20的反光部212分别穿设在该多个通孔501中。第一电极23和第二 电极24与该电路板500的金属连接层502电连接。
散热鳍片510设置在该多个光源装置20的与该电路板500相对的一侧，并与每个光源装置 20的导热体22热性连接用以对该光源装置20进行散热。
由于该多个光源装置20设置在该电路板500与该散热鳍片510之间，每个光源装置20的第 一电极23及第二电极24与该电路板500的金属连接层502电连接。所以，该电路板500位于该 多个光源装置20的上方，而每个光源装置20的导热体22均与散热鳍片510热性连接，使得该 多个光源装置20的导热方向向下，从而有效的避开了该电路板500，进而减小了光源装置50 的热阻，提高了其散热效能。
可以理解的是，上述第二、第三实施例所提供的光源装置同样可以应用到上述第四实施 例中。
另外，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效 果，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种具有发光二极管芯片的光源装置，其包括一个绝缘体，该绝缘体具有一容置槽；一个导热体，其设置在该绝缘体中且与该容置槽相对，该导热体具有一暴露在该容置槽底部的承载部；一个平板状第一电极和一个平板状第二电极，该第一电极和第二电极分别嵌设在该绝缘体中并均延伸至该容置槽中，并且与该导热体相分离；一个发光二极管芯片，其直接设置在该导热体的承载部上；以及金属线，该第一电极和第二电极分别通过该金属线与该发光二极管芯片形成电连接。
2.如权利要求l所述的光源装置，其特征在于该绝缘体包括一支撑 部及一与该支撑部一体成型的反光部，该反光部位于该支撑部的一侧，该容置槽位于该反光 部中且该容置槽的底部延伸至该支撑部，该第一电极的一端与第二电极的一端分别嵌设在该 绝缘体的支撑部与反光部的结合处并均延伸至该容置槽中。
3.如权利要求l所述的光源装置，其特征在于该光源装置还包括一 个封装体，该封装体设置在该容置槽中用以覆盖该发光二极管芯片及该金属线。
4.如权利要求l所述的光源装置，其特征在于该导热体具有一个与该承载部相对的底部，该导热体的承载部的宽度小于该导热体的底部的宽度。
5.如权利要求4所述的光源装置，其特征在于该底部的宽度大于该第一电极与第二电极的总宽度。
6.如权利要求4所述的光源装置，其特征在于该光源装置还包括一个散热鳍片，该散热鳍片与该导热体的底部热连接。
7.如权利要求l所述的光源装置，其特征在于该第一电极和第二电 极均为长条形并分别设置在该发光二极管芯片的相对的两侧，该第一电极的中部和第二电极 的中部暴露在该容置槽中，该第一电极的两端和第二电极的两端分别延伸出该容置槽。
8.如权利要求l所述的光源装置，其特征在于该容置槽的内壁设置有反射层，用以反射该发光二极管芯片发出的光线。
9.如权利要求l所述的光源装置，其特征在于该发光二极管芯片是 通过粘合方式或共晶方式设置在该导热体的承载部上。
10.如权利要求l所述的光源装置，其特征在于该发光二极管芯片 是通过金属凸块覆晶封装在该导热体的承载部上，该金属凸块与该第一电极及第二电极打线 连接。
11.如权利要求l所述的光源装置，其特征在于该光源装置还包括 一个电路板，该电路板包括通孔及金属线路，该绝缘体的容置槽穿设在该通孔中，该第一电 极和第二电极与该金属线路电连接。
全文摘要
本发明涉及一种光源装置，其包括一个绝缘体，该绝缘体具有一容置槽；一个导热体，其设置在该绝缘体中且与该容置槽相对，该导热体具有一暴露在该容置槽底部的承载部；一个平板状第一电极和一个平板状第二电极，该第一电极和第二电极分别嵌设在该绝缘体中并均延伸至该容置槽中，并且与该导热体相分离；一个发光二极管芯片，其直接设置在该导热体的承载部上；以及金属线，该第一电极和第二电极分别通过该金属线与该发光二极管芯片形成电连接。
文档编号F21V29/00GK101556034SQ200810300870
公开日2009年10月14日 申请日期2008年4月8日 优先权日2008年4月8日
发明者张忠民, 徐智鹏, 王君伟 申请人:展晶科技(深圳)有限公司;先进开发光电股份有限公司