专利名称：功能照明型发光二极管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发光二极管(LED)，尤其涉及一种发出白光的功能照明型发光二极管。
背景技术：
白光LED是一种将电流顺向通到半导体PN结处而发光的器件。具有很多相对于传统光源的优点。最显著的优点是节能、环保、使用寿命长。相比传统光源节能80％，而且采用低压供电方式，更安全可靠。目前，LED的封装有插件式小功率(0.06W)灯珠及大功率(0.5W以上)灯珠和直接将芯片封装在铝基板上的两种方式。如
图1所示，现有插接式的白光发光二极管由两腿式的引线支架01、设于一支架碗杯中的芯片02、覆盖芯片的荧光粉03和封装芯片的环氧树脂透镜04组成，这种封装结构散热差，以致LED的光效低、光衰大和使用寿命底，多用于辅助照明。如图2、图3所示，后一种封装结构是在一带有印刷电路010的铝基板05的表面设置若干个凹坑-碗杯06，碗杯中设有芯片07，荧光粉覆盖该芯片，通过引线08将芯片与印刷电路连接起来，然后通过环氧树脂透镜09分别封装芯片07。这种封装方式在散热上优于前者，但仍然存在几点不足1、该结构是直接在铝基板上铣出一个或多个碗杯用于放置芯片，由于该碗杯电镀处理难度较大，故现有技术未作电镀处理，导致碗杯的反光效果较差从而导致光通量减少；2、该结构散热虽比插件式封装有所改良，但存在散热分布不均的问题；3、该结构对连接芯片PN极的倒行导线及印刷电路材质、尺寸、串并联方式未作优化处理(通常PN结导线、印刷线路要用铜底(0.5mm宽)镀光金做优化处理)。所以电流密度较大、热阻偏高、结温偏高；4、芯片透镜采用环氧树脂将碗杯芯片及PN结导线完全包裹的厚实封装，光效和散热均受影响。
由于现有白光LED的光效差、光衰严重、安装使用不方便而导致器件的使用寿命较低，从而困扰白光LED向功能照明的快速发展。业界一直在不断的探求一种光效高、寿命长、安装使用方便的白光LED，期望产生一次照明业界的大变革。
实用新型内容本实用新型是为了解决现有白光LED的光效低、光衰严重和散热差的技术问题，提供一种高光效、低光衰、寿命长和安装、使用方便的发白光的功能照明型发光二极管。
为解决上述问题，本实用新型的技术方案是构造一种功能照明型发光二极管，包括一面带有印刷电路的高导热性的基板，该基板上至少设有一通孔，该通孔的外围设有与所述印刷电路导通的焊盘，通孔中嵌装有一高导热性的基座，该基座朝向印刷电路一端的端面上设有一碗杯，该碗杯中至少设有一块芯片，该芯片的正、负电极各自通过一引线与所述的焊盘连接，所述芯片上覆盖有一层荧光粉，一抗紫外线的透镜罩与所述基板连接形成中空封罩。
本实用新型的较佳实施例，所述的基座为一柱状体，其相对带有碗杯的端面设有环形凸台，该环形凸台紧贴所述基板的表面。
其中，所述基座上碗杯的表面还设有一镀银层。
所述芯片正、负极的引线为金线，其直径为1.2-2.0mil；所述焊盘及印刷电路的导线设有镀金层，该镀金层宽度为1-1.5mm，镀金层后度为3-5mil。
所述透镜罩与基板的空腔内填充有惰性气体，如氮气、氨、氖、氩、氙的一种。
所述碗杯内圆周面两侧斜线的夹角为80至120度。
所述基座由铜材、铝材、铁材中任一种材料制作。
所述透镜罩由抗紫外线光学玻璃、抗紫外线树脂、陶瓷中任一种材料制作。本实用新型与现有技术比较有如下优点1、采用高导热性的材料分别制作基板与基座，后将基座镶嵌与基板上，芯片发光时产生的热量可迅速通过高导热性的基座散走，增强了散热效果；2、在基座上加工碗杯和电镀方便，电镀后碗杯的反射光强、光通量增加；3、芯片正、负极引线由原直径1.0mil的金线增到1.2mil以上，镀金焊盘及镀金电路导线宽度由原0.5mm增加到1mm以上，镀金层厚度增至3mil以上，有效起到降低电流密度、降低温度、散热的作用；4、本实用新型便于量产，光通量较现有铝基板上直接做碗杯封芯片的封装结构提高20％以上，光衰减低40％本实用新型采用最具有代表性的九颗芯片串联封装在铝基板上的模块为例，经过长时间的测试，与现有铝基板上直接做碗杯封芯片的封装结构主要参数对比表如下。
所用芯片、荧光粉、荧光胶和芯片粘合剂均相同。在正向电流IF＝20MA、环境温度Ta＝22.3℃、相对湿度PH＝57％的条件下测试，对比结果如下一、光参数(照度值，光效)
从上面图表可以看出本实用新型白光LED与现有结构白光LED相比，照度增加了10％、光效提高了30％。
二、寿命对比表
表中横坐标表示LED的老化测试时间，单位为小时。纵坐标表示对应老化测试时间光通量与初始光通量衰减的百分比。左纵表示现有现有结构白光LED衰减百分比。右纵是表示本实用新型改良型白光LED衰减百分比。
现有结构白光LED的测试曲线；
为本实用新型改良型白光LED的测试曲线。
通过以上对比，可以看出现有白光LED在1000H老化后光通量仅有初始光通量的38％；本实用新型改良型的白光LED在1000H老化后只衰减到初始光通量的90％。从而可以看出结构本实用新型改良型白光LED的寿命大大增加，为真正实现白光LED的功能照明提供了可靠的基本产品。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中图1为现有插接式的白光发光二极管的结构示意图；图2为现有铝基板上直接做碗杯封芯片的封装结构俯视图；图3为图2横截面的结构示意图；图4为本实用新型较佳实施例剖切结构示意图；图5为本实用新型较佳实施例基板结构的俯视示意图；图6为本实用新型较佳实施例基座剖切结构示意图。
具体实施方式
图4、图5示出了本实用新型较佳实施例的基本结构，由九个芯片串联封装在一铝基板上的模块结构，芯片个数可以根据需要选定。这种功能照明型发光二极管模块，包括一面带有印刷电路的高导热性的铝基板1，该铝基板上均布九个通孔，每一通孔的外围设有与所述印刷电路导通的正、负极焊盘5，而每一通孔中嵌装有一高导热性的铜基座2，该基座朝向印刷电路一端的端面上设有一碗杯3，该碗杯中至少设有一块芯片4，该芯片的正、负电极各自通过一引线6分别与所述的焊盘5对应连接。芯片4上覆盖有一层荧光粉，一抗紫外线的透镜罩7与铝基板1连接形成中空封罩。本实施例中的铜基座2为一柱状体(请参阅图6)，也可以是其他形状的柱体，其相对带有碗杯3的端面设有环形凸台9，该环形凸台紧贴基板1的外表面(可以加速散热)。基座2还可以采用铝材、铁材的等材料来制作。碗杯3内圆周面两侧斜线的夹角为80至120度，夹角的最佳值为90度，而在基座上碗杯3的表面设有一镀银层，利用亚光处理技术改良碗杯的光学反射系数。芯片正负极的引线6为金线，其直径为1.2-2.0mil；所述焊盘5及印刷电路的导线11设有镀金层，该镀金层宽度为1-1.5mm，镀金层后度为3-5mil。碗杯3中芯片的块数可以根据需要设置，如、设置三块不同颜色的芯片等等。透镜罩7的空腔内填充惰性气体8，如、氮气、氦气、氖气、氩气、氙气等。透镜罩5可以采用K7抗紫外线光学玻璃材料来制作，也可以采用其他抗紫外线的材料来制作，如，抗紫外线树脂、陶瓷等。
采用高导热性的材料分体制作基板与基座，后合二而一，增强了散热效果；在基座上加工碗杯和电镀方便，使得光通量增加；加粗芯片正负极金引线的直径、加大镀金焊盘及镀金电路导线的宽度和镀金层厚度，可以有效起到降低电流密度、降低温度、散热的作用。本实用新型通过结构上的改进，使得白光LED的光通量增加、光衰降低和寿命大大增加，为真正实现白光LED的功能照明，提供了可靠的基本产品。
权利要求1.一种功能照明型发光二极管，包括一面带有印刷电路的高导热性的基板(1)，其特征在于所述基板(1)上至少设有一通孔，该通孔的外围设有与所述印刷电路导通的正、负极焊盘(5)，通孔中嵌装有一高导热性的基座(2)，该基座朝向印刷电路一端的端面上设有一碗杯(3)，该碗杯中至少设有一块芯片(4)，该芯片的正、负电极各自通过一引线(6)分别与所述的焊盘(5)对应连接，所述芯片(4)上覆盖有一层荧光粉，一抗紫外线的透镜罩(7)与所述基板(1)连接形成中空封罩。
2.如权利要求1所述的功能照明型发光二极管，其特征在于所述的基座(2)为一柱状体，其相对带有碗杯(3)的端面设有环形凸台(9)，该环形凸台紧贴所述基板(1)的表面。
3.如权利要求1所述的功能照明型发光二极管，其特征在于所述基座上碗杯(3)的表面设有一镀银层。
4.如权利要求1所述的功能照明型发光二极管，其特征在于所述透镜罩(7)与基板(1)的空腔内填充有惰性气体(8)。
5.如权利要求4所述的功能照明型发光二极管，其特征在于所述的惰性气体(8)为氮气、氦、氖、氩、氙的一种。
6.如权利要求1所述的功能照明型发光二极管，其特征在于所述碗杯(3)内圆周面两侧斜线的夹角为80至120度。
7.如权利要求1所述的功能照明型发光二极管，其特征在于所述芯片正、负极的引线(6)为金线，其直径为1.2-2.0mil；所述焊盘(5)及印刷电路的导线(11)设有镀金层，该镀金层宽度为1-1.5mm，镀金层后度为3-5mil。
8.如权利要求1所述的功能照明型发光二极管，其特征在于所述基座(2)由铜材、铝材、铁材中任一种材料制作。
9.如权利要求1所述的功能照明型发光二极管，其特征在于所述透镜罩(7)由抗紫外线光学玻璃、抗紫外线树脂、陶瓷中任一种材料制作。
专利摘要本实用新型公开了一种功能照明型发光二极管，其包括一面带有印刷电路的高导热性的基板，该基板上至少设有一通孔，该通孔的外围设有与所述印刷电路导通的正、负极焊盘，通孔中嵌装有一高导热性的基座，该基座朝向印刷电路一端的端面上设有一碗杯，该碗杯中至少设有一块芯片，该芯片的正、负电极各自通过一引线与所述的焊盘对应连接，所述芯片上覆盖有一层荧光粉，一抗紫外线的透镜罩与所述基板连接形成中空封罩。本实用新型通过结构上的改进，使得白光LED的光通量增加、光衰降低和寿命大大增加，为真正实现白光LED的功能照明，提供了可靠的基本产品。
文档编号H01L23/36GK2935474SQ20072011805
公开日2007年8月15日 申请日期2007年1月12日 优先权日2007年1月12日
发明者吴庆华 申请人:吴庆华