专利名称：发光二极管的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于商业器件的发光二极管，诸如个人计算机、打印机、PDA(个人数字助理)、传真、寻呼机和移动电话，更具体地，涉及具有优良的热释放效果的发光二极管。
背景技术：
传统上，在追求瘦小和小型化的电子器件的表面安装发光二极管中，已经知道的结构中LED芯片被安装在形成在玻璃环氧树脂基片的上表面的电极图形上，透明的树脂被提供在基片上以密封LED芯片(日本专利公开2002-280614，p2，Fig.4)。
图3举例说明如该专利文档所公开的发光二极管30。
发光二极管30具有的结构中，在电路基片31上集成涂镀的一对上表面电32a，32b和下表面电极33a，33b被构图以包围电路基片31的一部份上表面和下表面，电路基片由绝缘材料做成，例如玻璃环氧树脂，LED芯片34藉由透明粘合剂安装在上表面电极32a的一部份上，并藉由键合丝35和36电连接于上表面电极32a和32b，LED芯片34和键合丝35和36被用透明树脂做成的密封体37封闭。
当使用的时候，发光二极管30是表面安装在印刷线路板38上，这通过装载发光二极管到印刷线路板的上表面上，并通过焊接电固定下表面电极33a和33b到印刷线路板38上的印刷布线上而实现的。
然而，如果上述发光二极管被用于高亮度和高输出的应用，有关来自LED芯片的热量释放有下列问题。
图4举例说明在在LED芯片中流动的驱动电流和其亮度之间的关系。图4(a)示出来自LED芯片的有效热释放的情况，图4(b)示出来自LED芯片的低效率热释放的情况。LED芯片有驱动电流和亮度是基本上正比例的关系，直到到达一个恒定的工作区，为获得高的亮度，驱动电流增加。
然而，当驱动电流增加的时候，LED芯片的功率损耗随着驱动电流的增量成比例的增加。换句话说，大部分能量转换成热，而热抬高LED芯片的温度更高。由于LED芯通过电镀电极图形安装于其上的电路基片的材料是玻璃环氧树脂，材料的导热性非常小。因此，来自热的LED芯片的热释放只通过电极图形的电镀表面进行，因此热释放几乎不进行。结果，LED芯片的温度不被减少。
如果LED芯片的温度底，发光效率，换句话说，电—光转换系数是比较高的。因此，LED芯片被加热，有发光亮度降低的问题。此外，当在较高的温度中工作的时候LED芯片的工作寿命变得比较短。此外，有密封LED芯片的透明密封体由于热量而变色的问题，和透明性降低。除此之外，有当在高输出和高亮度应用中使用的时候LED芯片容易有较短工作寿命和较不可靠的问题。
发明内容
本发明考虑到现有技术的问题而做成。本发明的目的之一是提供一种紧凑的，薄和廉价的发光二极管，具有优良的热释放特性。
为了要达到上述目的，本发明的一个方面提供一种发光二极管，包括电路基片；LED芯片；热辐射机构，被提供在所述电路基片上，并支持所述LED芯片以接收来自LED的热并辐射热；以及密封体，提供在所述LED芯片上以覆盖所述LED芯片。
LED中产生的热量经过热量辐射机构被释放到电路基片的外面。
图1是表现根据本发明的发光二极管的第一实施例的剖视图。
图2是表现根据本发明的发光二极管的第二实施例的剖视图。
图3是表现一个常规发光二极管的剖视图。
图4是表现在电流和亮度之间的关系的图表，比较来自一个LED芯片的有效热量释放和无效热量释放。
具体实施例方式
根据本发明的一个发光二极管的优选实施例将会参照附图被解释。
图1举例说明本发明的第一实施例的发光二极管1。
发光二极管1包括LED芯片4，LED芯片4被置于其中的绝缘电路基片3和一个印刷线路板2.绝缘电路基片3是用玻璃环氧树脂，硅酮或类似材料制成。
一对整体地形成的上和下表面电极5a，6a和5b，6b被提供在电路基片3上。
电路基片3具有一个热量辐射机构7。辐射机构7包括一个热量辐射部件9，它在图1中显示的实施例中被布置在电路基片3的基本上中央部分中形成的储存部分8中。储存部分8例如包括一个形成在电路基片3中的通孔。当热量辐射部件9被插入在储存部分8中的时候，热量辐射部件9被布置成通过下电极6a接触印刷线路板2的表面，印刷线路板2接触电路基片3的下表面，热量辐射部件9被未显示的适当固定方式，例如超声焊接，所固定，最好用与辐射部件9相同类型的金属等进行铜焊(blaze)。
LED芯片4通过透明粘合剂等被固定在热辐射部件9的上表面上。
热量辐射部件9优选地用具有好的导热性的材料做成，例如Al或Cu材料。
LED芯片4通过丝线10和11借助丝线键合技术电连接于电极5a和5b的上表面。
LED芯片4和丝线10，11被密封体12封闭。密封体12是用附着到电路基片3的透明树脂制成以覆盖LED芯片4和丝线10，11。密封体12也用于将热量辐射部件9压向印刷线路板2以阻止由于振动等使热量辐射部件9与印刷线路板2分离。
上述的发光二极管1是表面安装的，使得电路基片3被放置在印刷线路板2上，印刷线路板2的印刷布线(未显示)和电路基片3的下表面电极6a，6b经过例如焊接13而电连接。
除此之外，如果架设LED芯片4的热量辐射部件9的上表面具有低于电路基片3的高度，则降低密封体12的高度是可能的，由此降低发光二极管的整个高度。图1显示电镀电极(plated electrode)6延伸到热量辐射部件9，然而，热量辐射部件9直接地布置在印刷线路板2上也是可行的。
下面，将会解释如上所述的发光二极管的操作。
当发光二极管1被用于高亮度和高输出应用的时候，通过LED芯片4的驱动电流增加以获得高的亮度，而且LED芯片4被加热到一相当高的温度。在LED芯片4中产生的热量被传送到热量辐射部件9，然后经由诸如铜箔的、由具有高导率的材料制成的下表面电极6a和6b从热辐射部件9释放到印刷线路板2，藉此LED的温度快速地减低，结果，在LED芯片4中的温度提升可以停止，避免了发光效率的减低。
还避免了密封LED芯片4的密封体12的透明性由于热量改变其颜色而降低。
图2举例说明本发明的第二实施例的发光二极管20。
在第二个实施例中，相同的数字加到第一实施例中的类似的部件。
第二实施例不同于第一实施例在于，没有使用在通孔的储存部分8中放置的热辐射部件9。
凹座21是通过提供一个凹进部分22形成，使由绝缘玻璃环氧树脂制成的电路基片8的在凹座21的最里面的部分一部份保留得尽可能薄。LED芯片4被插入在凹进部分22中并被安装在凹座21的最里面。LED芯片4通过透明粘合剂或类似物被固定在凹座21的最里面，类似于如上所述的第一个实施例。
类似地如第一个实施例，用透明树脂做成的密封体12被提供在凹进部分22和电路基片3的上表面以覆盖LED芯片4。
发光二极管20以如同第一个实施例一样的方式表面安装在印刷线路板2上。
电镀的电极6b延伸到凹座21和最里面部分的下侧，并用作第一实施例中的热量辐射部件9。在LED芯片4中产生的热量经过电路基片3的变薄部分和延伸的基片6b释放到印刷线路板2。
结果，LED芯片4的温度增加可被阻止，发光效率不减少。因为LED芯片4的温度不抬高，密封体12的透明度不减少。因为LED芯片4被包含在凹进部分22中，发光二极管可被作薄。
在第一和第二实施例中，因为热量辐射部件9、由具有好的导热性的材料做成的延伸电极6a或6b接触印刷线路板的表面，LED芯片4的热量可以非常有效率地被发出到印刷线路板2。
如上所述，本发明使提供一个轻巧的、薄和廉价的发光二极管成为可能，光发射效率和LED芯片的工作寿命没有降低。即使LED芯片的驱动电流增加，密封体的透明度的降低可以通过经由热量辐射机构向印刷线路板释放在LED中产生的热而防止。
虽然已经描述本发明的优选实施例，但是本发明并不局限于实施例，对实施例可以进行各种变化和修改。
权利要求
1.发光二极管，包括电路基片；LED芯片；热辐射机构，被提供在所述电路基片上，并支持所述LED芯片以接收来自LED的热量并辐射所述热量；以及密封体，提供在所述LED芯片上以密封所述LED芯片。
2.根据权利要求1的发光二极管，其中所述热辐射机构包括容纳在电路基片中形成的储存部分中的热量辐射部件，以及其中该LED芯片被安装在该热辐射部件的上表面上。
3.根据权利要求1的发光二极管，其中所述热辐射机构包括延伸的下表面电极，在该延伸的下表面电极上安装所述LED芯片。
4.根据权利要求2的发光二极管，其中所述储存部分包括形成在电路基片中的通孔。
5.根据权利要求2的发光二极管，其中该热辐射部件由Al或Cu制成。
6.根据权利要求1的发光二极管，其中所述发光二极管被固定使得电路基片被安装在一个印刷线路板上；以及其中所述热辐射机构被配置成向该印刷线路板释放LED芯片的热量。
全文摘要
一种发光二极管，包括电路基片；LED芯片；热辐射机构，被提供在所述电路基片上，并支持所述LED芯片以接收来自LED的热并辐射热；以及密封体，提供在所述LED芯片上以覆盖所述LED芯片。
文档编号H01L33/62GK1581527SQ200410057418
公开日2005年2月16日 申请日期2004年8月12日 优先权日2003年8月13日
发明者今井貞人 申请人:西铁城电子股份有限公司