专利名称：Led支架及器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及LED封装技术，具体是涉及一种LED支架及器件。
背景技术：
近年来，由于LED发光二极管在亮度等主要技术指标方面有飞速的发展，已经广泛地应用于景观照明、大屏幕显示的多种场合，并将大规模地进入普通照明领域。在LED的研发活动中，最根本最重要也是最受关注的莫过于LED的发光强度，目前这方面的改进集中在LED发光材料的探索上。而另一方面，不可忽视的是，LED的封装技术对LED产品最终所表现出来的发光效果同样会产生相当大的作用和影响，也就是说，采用同样的LED管芯而进行不同结构形式的封装，最后得到的发光效果可能差距甚远。LED的封装设计从早期的圆柱型、圆锥型、草帽型等简单的2引脚封装结构，到逐渐适应于较大功率LED管芯的食人鱼型、PLCC型等结构已经历了很大发展。最大限度的发挥LED管芯的发光能力并尽可能的减少热量积聚始终是封装设计者不懈的追求。
目前，尽管LED的封装结构多种多样，总的来说LED管芯一般都安装在一个中部具有凹陷的支撑体上，其示意图如图1所示，图1中A为LED管芯，B为支撑体。现有支架的凹陷深度一般都略小于所装入管芯的高度或者持平，这种结构使得LED管芯发出的光线以很大角度发散出去。由于支撑体周围还具有其它的封装结构和界面，一般而言沿凹陷开口的方向出射光线的衰减才是最小的，上述结构使得很多光线由于聚集性较差经周围材质的多次反射、折射和吸收后最终没有发射出去而是变为热量耗散在LED器件内。此外，由于LED管芯发出的光不具有方向性，它是朝着各个方向发出的，那些发射方向不是正对凹陷开口的光线总是希望能够通过凹陷内表面的反射而最终发射出去，而按照图1中的安装结构，有较大部分光线，特别是LED管芯靠近底部的部分发出的光线将无法通过多次反射发射出去，而最终耗散为热量。这些缺陷不仅降低了LED的发光效果，同时对LED的稳定工作和寿命是十分有害的。
另一方面，食人鱼型支架是一种结构简单而具有较好散热效果的LED封装支架，常被用于功率型LED的封装。现有食人鱼支架一般采用图2所示的结构，包括位于中心的杯形支撑体1和位于其周围的四个引脚2。由于其支撑体顶部周围面积狭小而与引脚之间具有较大空隙，LED灯在使用时可以在支撑体下方的电路板上看到明亮的光斑。这说明有相当一部分光线没有被发射出去，而是漏到了电路板上并最终耗散为热量，相对于LED材料来之不易的功率和亮度提升，这是很大的浪费。
发明内容本发明要解决的技术问题是克服上述缺点提供一种能够尽量将LED管芯发出的光线都发射出去以增强LED的发光效果，减小光热转换的LED支架及器件。
为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是一种LED支架，包括中部具有凹陷的支撑体，所述支撑体的凹陷底部用于安装LED管芯，所述凹陷的深度大于用于安装的LED管芯高度，使得LED管芯安装在凹陷内后，其顶部低于支撑体上沿。
优选的是，所述支撑体上沿较LED管芯顶部高出0.1～1.0mm。或者，根据现有LED管芯的普遍厚度参数，所述凹陷的深度可以是0.3～1.2mm，该深度进一步优选为0.4～1.0mm。
优选的是，在所述凹陷底部用于安装LED管芯的位置周围还有一圈低于底部表面的凹槽。
优选的是，所述支架是食人鱼型支架。
进一步优选的是，所述凹槽的深度为0.1～1.0mm。
进一步优选的是，所述食人鱼型支架的支撑体周围设有四个引脚，支撑体上部边缘向其引脚处延伸，形成一个反光面。
优选的是，所述反光面具有边缘略高的弧面形状。
为本发明的目的还提供，在封装结构中采用上述任意一种LED支架的LED器件。
本发明LED支架可采用这样的制造方法，包括在支撑体的中部冲出凹陷的步骤，所述支撑体的凹陷底部用于安装LED管芯，所冲出凹陷的深度大于用于安装的LED管芯高度，使得LED管芯安装在凹陷内后，其顶部低于支撑体上沿。
上述制造方法中，还可包括在所述凹陷底部用于安装LED管芯的位置周围冲出一圈低于底部表面的凹槽的步骤。
采用上述技术方案，本发明有益的技术效果在于1)加深支撑体凹陷的深度，使得LED管芯上表面低于支撑体上沿，能够令LED发出的光线经凹陷内壁反射而具有更好的方向性，促使更多的光线沿凹陷开口方向出射，以减小光的衰减。实际上，光线从LED管芯发出到真正到达照明空间需要经过环氧树脂层、外封壳膜等多个界面的反射和折射，有的还要通过封装在器件内的小型光学透镜，因此，发散角度的些微调整都可能导致界面反射折射次数的大幅度变化，经过上述看似小小的改进而带来的方向性的增强，竟然能够提高LED的光效10％以上！2)在支撑体的凹陷底部用于安装LED管芯的位置周围设置一圈低于底部表面的凹槽，不仅增大了凹陷内表面的反光面积，并且这个凹槽的位置低于底部表面，使得LED管芯向下发出的光线，特别是LED管芯靠近底部的部分发出的光线能够通过凹槽的表面被有效的反射出去，设置凹槽后能够在其他条件相同的情况下(采用相同的LED管芯以及相同的外部封装结构)提高LED的光效大约5％。这就意味着发光效果的增强同时伴随着热量积聚的降低，大大提高了LED产品的性能和可靠程度。3)本发明优选在食人鱼型支架上进行实施，该类型支架的支撑体部分一般由金属材料冲制而成且具有较大的面积，能够很容易的进行本发明所提供的结构改进，此外，由于该类型支架主要应用于较大功率LED的封装，与本发明结合后能够发挥出优良的效果。4)采用本发明针对食人鱼支架进行的改进，能够有效改善其“漏光”问题，使得下漏的光线(即被上部封装界面反射回的光线)经延伸出的支撑体上表面反射后，被充分发射出去，大大提高了光效。5)所提供的凹陷及凹槽深度参数综合考虑了实际效果以及工艺上的可操作性，使得各支架生产单位能够利用现有生产设备进行本发明产品的制造和本发明方法的实施，既能够发挥良好的反光效果又照顾到了工艺上的易操作性，非常有利于本发明新技术的迅速推广和使用。
以下结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明
图1是现有LED支架的支撑结构示意图。
图2是现有食人鱼型LED支架结构示意图。
图3是本发明LED支架的一种支撑结构示意图。
图4是本发明LED支架的另一种支撑结构示意图。
图5是一种具有反光面的食人鱼支架结构示意图。
具体实施方式本发明提供一种LED支架，其支撑结构如图3所示，支撑体C中部具有凹陷，LED管芯D安装在所述凹陷的底部，所述凹陷的深度大于用于安装的LED管芯高度，使得LED管芯安装在凹陷内后，其顶部低于支撑体上沿。这样的结构，可以使得LED管芯发出的光线经凹陷内壁反射后具有更好的方向性，从而减小光衰，为使效果明显，所述支撑体上沿较LED管芯顶部最好高出0.1mm以上，但考虑到现有支架生产设备的实际情况，不宜高出超过1mm，否则现有设备将难以完成该冲制过程。同时，如果凹陷过深，光线在凹陷内的反射次数过多，也会带来不必要的吸收和衰减，造成管芯工作温度的升高，这同样是有害的。
做为对上述结构的进一步改进，本发明还提供另一种LED支架，其支撑结构如图4所示，与图3中结构相比，其在凹陷底部安装LED管芯D的位置周围还有一圈低于底部表面的凹槽E。凹槽E的设置，能够大大提高LED管芯所发出光线被发射出去的几率，减小光热转换从而降低LED器件的热量积聚。对于采用金属支撑结构的支架可以通过模具冲压的方式来形成凹槽E。考虑到效果，凹槽的深度最好多于0.1mm，但不宜大于1mm，否则现有设备同样难以完成该冲制过程。
上述两种支撑结构可以应用于各种类型的支架中，特别是在功率型LED的封装结构中使用能够产生相当明显的效果。在实际生产中一般还会在凹陷的内表面(包括凹槽表面)镀上反光良好的膜，例如镀银或铝等，来增强反光效果提高发光能力。
对于食人鱼型支架，本发明还特别提供一种解决其“漏光”问题的技术方案，结合图5，可以看出，该方案的一个改进点在于将传统食人鱼型支架的支撑体的上部边缘向其引脚处延伸，形成一个反光面3。这样一来，LED芯片发出的光在被外部封装界面反射回来后很大一部分就不会经由支撑体与引脚之间的空隙漏到电路板上，而是由支撑体上部延伸出的“反光面”重新反射出去。这个反射过程会重复若干次，每次总是大部分的光线透过封装界面而少部分被再次反射回来，总的来说，光效会得到较大的提升。为了提高反光面的反光效果，更好的是使反光面具有边缘略高的弧面形状，这样更有利于出射光线的集中。图5中的食人鱼型LED支架结合采用了凹陷深化和延伸反光面结构，其凹陷深度为0.5mm，其相对于图1中的现有食人鱼型支架可提高光效超过35％。
权利要求1.一种LED支架，包括中部具有凹陷的支撑体，所述支撑体的凹陷底部用于安装LED管芯，其特征是所述凹陷的深度大于用于安装的LED管芯高度，使得LED管芯安装在凹陷内后，其顶部低于支撑体上沿。
2.根据权利要求1所述的LED支架，其特征是所述支撑体上沿较LED管芯顶部高出0.1～1.0mm。
3.根据权利要求1所述的LED支架，其特征是所述凹陷的深度为0.3～1.2mm。
4.根据权利要求3所述的LED支架，其特征是所述凹陷的深度为0.4～1.0mm。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的LED支架，其特征是在所述凹陷底部用于安装LED管芯的位置周围还有一圈低于底部表面的凹槽。
6.根据权利要求5所述的LED支架，其特征是所述凹槽的深度为0.1～1.0mm。
7.根据权利要求1～4任意一项所述的LED支架，其特征是所述支架是食人鱼型支架。
8.根据权利要求7所述的LED支架，其特征是所述食人鱼型支架的支撑体周围设有四个引脚，支撑体上部边缘向其引脚处延伸，形成一个反光面。
9.根据权利要求8所述的LED支架，其特征是所述反光面具有边缘略高的弧面形状。
10.一种在封装结构中采用上述任意一项权利要求所述的LED支架的LED器件。
专利摘要本实用新型公开了一种LED支架，包括中部具有凹陷的支撑体，所述支撑体的凹陷底部用于安装LED管芯，所述凹陷的深度大于用于安装的LED管芯高度，使得LED管芯安装在凹陷内后，其顶部低于支撑体上沿。本实用新型并提供具有上述支架的LED器件以及上述支架的制造方法。本实用新型的优点在于加深支撑体凹陷的深度，使得LED管芯上表面低于支撑体上沿，能够令LED发出的光线经凹陷内壁反射而具有更好的方向性，促使更多的光线沿凹陷开口方向出射，以减小光的衰减。
文档编号H01L23/12GK2881963SQ20052003441
公开日2007年3月21日 申请日期2005年6月7日 优先权日2005年6月7日
发明者连伟 申请人:连伟