專利名稱：豎直型功率led及水平型功率led的熱輻射結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及豎直型功率LED及水平型功率LED的熱輻射結(jié)構(gòu)，其可通過有效地輻射從豎直型功率LED芯片所產(chǎn)生的熱來延長(zhǎng)其部件的壽命并使部件的特性變化最小，所述豎直型功率LED芯片通過在燈型LED上安裝功率芯片并封裝其上安裝有功率芯片的燈型LED而獲得。
更具體而言，本發(fā)明涉及豎直型功率LED及水平型功率LED的熱輻射結(jié)構(gòu)，其可迅速輻射從具有高亮度和高功率的豎直型功率LED以及封裝的水平型功率LED所產(chǎn)生的熱，所述水平型功率LED是通過將引線框架彎曲并將其附著到熱沉(heat sink)而獲得的。
背景技術(shù)：
一般而言，光發(fā)射二極管(LED)是具有n-型半導(dǎo)體和p-型半導(dǎo)體的結(jié)結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體元件。分類為紅LED、藍(lán)LED和黃LED的LED是封裝的高功率光發(fā)射元件，用于280至650nm的波長(zhǎng)帶的前照明或側(cè)照明。
更具體而言，LED通過使用半導(dǎo)體的p-n結(jié)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生和復(fù)合注入的少數(shù)載流子(諸如電子和空穴)來發(fā)射光。半導(dǎo)體發(fā)光元件簡(jiǎn)要地分類為L(zhǎng)ED和激光二極管(LD)。由于LED或LD從開始即發(fā)射所需的窄波長(zhǎng)帶的光，因此，與使用黑體輻射產(chǎn)生寬譜光并使用所需濾色器對(duì)所產(chǎn)生的光進(jìn)行濾色的現(xiàn)有白熾電燈相比，其具有很高的效率。
LED或LD可以以50mW至100mW范圍內(nèi)的明顯低的功耗來驅(qū)動(dòng)，并且，與這樣的低功耗相對(duì)照，具有好的光發(fā)射效率。但是，LED或LD的缺陷在于由于其小尺寸和低發(fā)光效率，其作為照明元件的使用是受限的。
參考圖1，一種傳統(tǒng)燈型LED包括第一引線框架2，在其上LED元件1裝在形成為杯形的凹槽6的中心部分上；第二引線框架4，經(jīng)由導(dǎo)線3連接到LED元件1，用于從外部為L(zhǎng)ED元件1提供功率，并設(shè)置成與第一引線框架2相對(duì)；以及透鏡5，通過以透明材料，如硅等模制第一和第二引線框架2和3的上部及LED元件1而形成。
制造燈型LED的工藝簡(jiǎn)要地包括將LED安裝在引線框架上并連接元件的接觸的前工藝，將帽置于元件的接觸連接于其中的半成品上的后工藝，及測(cè)試成品的電特性和外觀的測(cè)試工藝。
同時(shí)，為了實(shí)施具有高亮度和高功率的光發(fā)射裝置，LED芯片被表面安裝于鋁制熱沉上，以輻射從封裝中的LED芯片所產(chǎn)生的熱。在LED應(yīng)用于具有高功率(高于1W)的產(chǎn)品的情況下，LED由于高熱阻(120℃)而遭受電或熱應(yīng)力，使得元件的特性有可能變化，并且縮短元件的壽命。
參考圖2，一種燈型LED的傳統(tǒng)熱輻射結(jié)構(gòu)包括第一引線框架2，在其上LED元件1裝在形成為杯形的凹槽6的中心部分上；第二引線框架4，經(jīng)由導(dǎo)線3連接到LED元件1，用于從外部為L(zhǎng)ED元件1提供功率，并設(shè)置成與第一引線框架2相對(duì)；以及框架8，通過以環(huán)氧樹脂模制第一和第二引線框架2和3的上部及LED元件1和導(dǎo)線3而形成。
該傳統(tǒng)熱沉結(jié)構(gòu)亦包括透鏡5，形成于框架8的上表面上，以容納LED元件1；以及熱沉7，固定于第一和第二引線框架2和4的下端部，以便輻射從LED元件1產(chǎn)生的熱。
通過用環(huán)氧樹脂來模制LED元件1、導(dǎo)線3及第一和第二引線框架2和4的上表面，該傳統(tǒng)的熱沉結(jié)構(gòu)使用了單獨(dú)的框架8。附著到第一和第二引線框架2和4的熱沉7亦應(yīng)單獨(dú)設(shè)計(jì)。結(jié)果，其制造工藝和部件數(shù)量增加，使其制造成本亦增加。
另外，所述燈型LED的傳統(tǒng)熱輻射結(jié)構(gòu)僅可應(yīng)用于水平型功率LED(亦稱為SMD型LED)，而不能應(yīng)用于豎直型功率LED，因此降低了其實(shí)際使用。

發(fā)明內(nèi)容
因此，做出本發(fā)明是為了解決存在于現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，而本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種豎直型功率LED以及一種水平型功率LED的熱輻射結(jié)構(gòu)，其可迅速輻射從具有高亮度和高功率的豎直型功率LED以及封裝的水平型功率LED所產(chǎn)生的熱，所述水平型功率LED是通過彎曲引線框架并將其附著到熱沉而獲得的。
本發(fā)明的另一目的是提供一種豎直型功率LED以及一種水平型功率LED的熱輻射結(jié)構(gòu)，由此，該水平型功率LED可應(yīng)用于傳統(tǒng)熱沉，而無需設(shè)計(jì)單獨(dú)的熱沉。
本發(fā)明的又一目的是提供一種豎直型功率LED以及一種水平型功率LED的熱輻射結(jié)構(gòu)，其可通過有效地輻射從豎直型功率LED芯片所產(chǎn)生的熱來延長(zhǎng)其部件的壽命并使部件的特性變化最小，所述豎直型功率LED芯片通過在燈型LED上安裝功率芯片并封裝其上安裝有功率芯片的燈型LED而獲得。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供了一種豎直型功率LED，其通過在燈型LED上安裝功率芯片并封裝其上安裝有所述功率芯片的所述燈型LED而獲得，根據(jù)本發(fā)明，其包括第一引線框架，具有其中裝有LED元件的杯形凹槽，經(jīng)由導(dǎo)線連接到所述LED元件，用于從外部為所述LED元件提供功率，并具有至少一個(gè)熱輻射通孔，用于增加熱輻射速度；第二引線框架，經(jīng)由導(dǎo)線連接到所述LED元件，用于從外部為所述LED元件提供功率，并設(shè)置成與所述第一引線框架相對(duì)；及模制部，通過以透明材料模制所述第一和第二引線框架的上部以便包含所述LED元件而形成。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種水平型功率LED的熱輻射結(jié)構(gòu)，其通過在燈型LED上安裝功率芯片并封裝其上安裝有所述功率芯片的所述燈型LED而獲得，其包括第一引線框架，具有其中裝有LED元件的杯形凹槽，經(jīng)由導(dǎo)線連接到所述LED元件，用于從外部為所述LED元件提供功率，并具有至少一個(gè)熱輻射通孔，用于增加熱輻射速度；第二引線框架，經(jīng)由導(dǎo)線連接到所述LED元件，用于從外部為所述LED元件提供功率，并設(shè)置成與所述第一引線框架相對(duì)；模制部，通過以透明材料模制所述第一和第二引線框架的上部以形成包含所述LED元件的透鏡而形成；以及熱沉，固定于伸出到透鏡外并且彎曲的所述第一和第二引線框架的端部，用于將從所述LED元件所產(chǎn)生的熱輻射到外部。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述第一和第二引線框架的每個(gè)可被提供有在其側(cè)的第一槽口，具有50°至70°的交角(cut angle)和0.3mm至0.7mm的深度；以及在其前或后側(cè)的第二槽口，具有80°至90°的交角和0.01mm至0.1mm的深度。
所述第一和第二引線框架可由鋁或銅制成。
而且，從所述模制部伸出的所述第一和第二框架可在與所述LED元件的光發(fā)射方向垂直的方向上彎曲，以便自由調(diào)整從所述LED元件向前發(fā)射的光的定向角(orientation angle)。


根據(jù)結(jié)合附圖進(jìn)行的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，在附圖中圖1是一個(gè)傳統(tǒng)燈型LED的透視圖；圖2是圖示一個(gè)傳統(tǒng)燈型LED的熱輻射結(jié)構(gòu)的透視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的封裝的豎直型功率LED的透視圖；圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明的水平型功率LED的熱輻射結(jié)構(gòu)的透視圖；圖5是圖4的側(cè)視圖；圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明的水平型功率LED的熱輻射結(jié)構(gòu)的平面圖；圖7是圖示根據(jù)本發(fā)明的水平型功率LED的熱輻射結(jié)構(gòu)的引線框架的視圖，其中引線框架以前視圖和側(cè)視圖示出；以及圖8是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)可替選實(shí)施例的封裝的豎直型功率LED的透視圖。
具體實(shí)施例方式
下文中將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。說明書中限定的內(nèi)容，如詳細(xì)構(gòu)造和元件，僅僅是用于幫助本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員全面理解本發(fā)明的特定細(xì)節(jié)，且因此本發(fā)明不限于這些內(nèi)容。
參考圖3、7和8，根據(jù)本發(fā)明的一種豎直型功率LED，其通過將功率芯片安裝在燈型LED上并封裝其上安裝有該功率芯片的該燈型LED而獲得，包括第一引線框架13，具有其中裝有LED元件(亦稱作功率芯片)11的杯形凹槽，經(jīng)由導(dǎo)線12連接到該LED元件，用于從外部為該LED元件提供功率，并具有至少一個(gè)熱輻射通孔18(例如，兩個(gè)熱輻射通孔)，用于增加熱輻射速度；第二引線框架15，經(jīng)由導(dǎo)線14連接到LED元件11，用于從外部為該LED元件提供功率，并設(shè)置成與第一引線框架13相對(duì)；及模制部16，通過以透明材料模制第一和第二引線框架13和15的上部以便包含LED元件11而形成。
如圖3至7中所示，根據(jù)本發(fā)明的一種水平型功率LED的熱輻射結(jié)構(gòu)，其通過將功率芯片安裝在燈型LED上并封裝其上安裝有該功率芯片的所述燈型LED而獲得，包括第一引線框架13，具有其中裝有LED元件(亦稱作功率芯片)11的杯形凹槽10，經(jīng)由導(dǎo)線12連接到LED元件11，用于從外部為該LED元件提供功率，并具有至少一個(gè)熱輻射通孔18(例如，兩個(gè)熱輻射通孔)，用于增加熱輻射速度；第二引線框架15，經(jīng)由導(dǎo)線14連接到LED元件11，用于從外部為該LED元件提供功率，并設(shè)置成與第一引線框架13相對(duì)；模制部16，通過以透明材料模制第一和第二引線框架13和15的上部以形成包含該LED元件的透鏡而形成；以及熱沉17，通過粘合劑固定于伸出到透鏡外并且彎曲的第一和第二引線框架13和15(亦稱作水平型引線框架)的端部，以便將從所述LED元件所產(chǎn)生的熱輻射到外部。
在該情況下，為了容易地彎曲第一和第二引線框架13和15，第一和第二引線框架13和15的每個(gè)被提供有在其側(cè)的第一槽口19，具有50°至70°的交角θ1和0.3mm至0.7mm的深度D1；以及在其前或后側(cè)的第二槽口20，具有80°至90°的交角θ2和0.01mm至0.1mm的深度D2。
第一和第二引線框架13和15以及熱沉17可由具有良好導(dǎo)熱性的材料，如鋁(Al)或銅(Cu)制成。
在附圖中，參考數(shù)字30指示一標(biāo)記，其提供在第二引線框架15上，以便顯示制造商所限定的商標(biāo)或標(biāo)志。
現(xiàn)在將參考附圖來描述豎直型功率LED以及水平型功率LED的熱輻射結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。
如圖3至7中所示，從裝在凹槽10的中心部分上并由模制部16封閉的LED11產(chǎn)生的熱的一部分通過導(dǎo)線12、第一引線框架13和熱沉17向外輻射。這可防止導(dǎo)線12由于熱應(yīng)力而損壞。
而且，從LED11產(chǎn)生的熱的一部分通過由鋁或銅制成的第一引線框架13及由鋁或銅制成并附著于第一和第二引線框架13和15的熱沉17向外輻射。因此，在由于高熱阻(120℃)而遭受電或熱應(yīng)力的具有高亮度和高功率的產(chǎn)品的情況下，可防止產(chǎn)品的特性變化。另外，由于允許多于約150mA的電流，因此，與傳統(tǒng)的燈相比，可以以低成本獲得高亮度效果。
而且，由于熱輻射通孔18(例如，附圖中所示的兩個(gè)熱輻射通孔)形成于第一引線框架13上，因此增加了第一引線框架13和環(huán)境的接觸面積。在該情況下，由于縮短了輻射從LED元件11產(chǎn)生的熱所需的時(shí)間，因此增加了熱輻射速度。
如圖7中所示，具有50°至70°的交角θ1和0.3mm至0.7mm的深度D1的第一槽口19形成于以薄板制成的第一和第二引線框架13和15的每側(cè)，而具有80°至90°的交角θ2和0.01mm至0.1mm的深度D2的第二槽口20形成于第一和第二引線框架13和15的每個(gè)前或后側(cè)。因此，由于形成于第一和第二引線框架13和15上的第一和第二槽口19和20的結(jié)構(gòu)，從模制部16伸出的第一和第二引線框架13和15的部分可容易地在水平方向上彎曲(亦稱作水平型引線框架)。
凹槽10起到反射鏡的作用，以將從LED元件11輻射的光向前反射。
同時(shí)，如圖8中所示，在根據(jù)本發(fā)明一個(gè)可替選實(shí)施例的豎直型功率LED中，從模制部16伸出的第一和第二引線框架13和15在與LED元件11的光發(fā)射方向垂直的方向上彎曲，以便自由調(diào)整從LED元件11向前輻射的光的定向角。由于除了第一和第二引線框架13和15以直角彎曲之外，該實(shí)施例與圖3中所示的實(shí)施例基本上相似，因此將省略對(duì)其的詳細(xì)描述。
如上所述，由于熱沉17通過粘合劑固定于第一和第二引線框架13和15的端部，因此，對(duì)于將傳統(tǒng)熱沉應(yīng)用于LED元件來說，設(shè)計(jì)熱沉的單獨(dú)工藝是不必要。而且，與由透鏡封閉的傳統(tǒng)LED相對(duì)照，可改善從LED元件11向前輻射的光的定向角。
此外，通過附著于第一和第二引線框架13和15的熱沉17的構(gòu)造，可有效地向外輻射從LED元件11產(chǎn)生的熱。因此，即使當(dāng)多于約150mA的電流流過LED元件時(shí)，亦可防止該LED元件由于熱而損壞，并可使部件由于熱而導(dǎo)致的特性變化最小。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明，所述豎直型功率LED以及所述水平型功率LED的熱輻射結(jié)構(gòu)具有下列優(yōu)點(diǎn)。
由于引線框架的伸出部分是彎曲的，且熱沉附著于引線框架的彎曲部分以便輻射來自豎直型功率LED的熱，因此，可迅速輻射從封裝的水平型功率LED芯片產(chǎn)生的熱，并且因此，應(yīng)用了本發(fā)明的產(chǎn)品在市場(chǎng)上是有競(jìng)爭(zhēng)力的。
由于熱沉附著于水平型功率LED而無需設(shè)計(jì)單獨(dú)的熱沉，可將水平型功率LED應(yīng)用于現(xiàn)有熱沉板，以降低制造成本。
此外，有效地輻射了從通過將功率芯片安裝于燈型LED上并封裝其上安裝有該功率芯片的該燈型LED而獲得的豎直型功率LED產(chǎn)生的熱，從而延長(zhǎng)了部件的壽命并使部件的特性變化最小。
盡管以上為說明的目的而描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可在所附權(quán)利要求所披露的本發(fā)明的范圍和主旨內(nèi)進(jìn)行各種修改、添加、和替換。
權(quán)利要求
1.一種豎直型功率LED，其通過將功率芯片安裝在燈型LED上并封裝其上安裝有所述功率芯片的所述燈型LED而獲得，該豎直型功率LED包括第一引線框架，具有其中裝有LED元件的杯形凹槽，經(jīng)由導(dǎo)線連接到所述LED元件，用于從外部為所述LED元件提供功率，并具有至少一個(gè)熱輻射通孔，用于增加熱輻射速度；第二引線框架，經(jīng)由導(dǎo)線連接到所述LED元件，用于從外部為所述LED元件提供功率，并設(shè)置成與所述第一引線框架相對(duì)；及模制部，通過以透明材料模制所述第一和第二引線框架的上部以便包含所述LED元件而形成。
2.如權(quán)利要求1的豎直型功率LED，其中從所述模制部伸出的所述第一和第二框架在與所述LED元件的光發(fā)射方向垂直的方向上彎曲，以便自由調(diào)整從所述LED元件向前發(fā)射的光的定向角。
3.如權(quán)利要求1或2的豎直型功率LED，其中所述第一和第二引線框架的每個(gè)被提供有在其側(cè)的第一槽口，具有50°至70°的交角和0.3mm至0.7mm的深度；以及在其前或后側(cè)的第二槽口，具有80°至90°的交角和0.01mm至0.1mm的深度。
4.如權(quán)利要求1或2的豎直型功率LED，其中所述第一和第二引線框架由鋁或銅制成。
5.一種水平型功率LED的熱輻射結(jié)構(gòu)，其通過將功率芯片安裝在燈型LED上并封裝其上安裝有所述功率芯片的所述燈型LED而獲得，該熱沉結(jié)構(gòu)包括第一引線框架，具有其中裝有LED元件的杯形凹槽，經(jīng)由導(dǎo)線連接到所述LED元件，用于從外部為所述LED元件提供功率，并具有至少一個(gè)熱輻射通孔，用于增加熱輻射速度；第二引線框架，經(jīng)由導(dǎo)線連接到所述LED元件，用于從外部為所述LED元件提供功率，并設(shè)置成與所述第一引線框架相對(duì)；模制部，通過以透明材料模制所述第一和第二引線框架的上部以形成包含所述LED元件的透鏡而形成；以及熱沉，固定于伸出到所述透鏡外并且彎曲的所述第一和第二引線框架的端部，用于將從所述LED元件產(chǎn)生的熱輻射到外部。
6.如權(quán)利要求5的熱沉結(jié)構(gòu)，其中所述第一和第二引線框架的每個(gè)被提供有在其側(cè)的第一槽口，具有50°至70°的交角和0.3mm至0.7mm的深度；以及在其前或后側(cè)的第二槽口，具有80°至90°的交角和0.01mm至0.1mm的深度。
7.如權(quán)利要求5的熱沉結(jié)構(gòu)，其中所述第一和第二引線框架由鋁或銅制成。
全文摘要
公開了一種豎直型功率LED以及一種水平型功率LED的熱輻射結(jié)構(gòu)，其可有效輻射從豎直型功率LED產(chǎn)生的熱。該豎直型功率LED通過將功率芯片安裝在燈型LED上并封裝其上安裝有所述功率芯片的所述燈型LED而獲得。該豎直型功率LED包括第一引線框架，具有其中裝有LED元件的杯形凹槽，經(jīng)由導(dǎo)線連接到所述LED元件，用于從外部為所述LED元件提供功率，并具有至少一個(gè)熱輻射通孔，用于增加熱輻射速度；第二引線框架，經(jīng)由導(dǎo)線連接到所述LED元件，用于從外部為所述LED元件提供功率，并設(shè)置成與所述第一引線框架相對(duì)；及模制部，通過以透明材料模制所述第一和第二引線框架的上部以便包含所述LED元件而形成。
文檔編號(hào)F21V29/00GK101086328SQ200610083368
公開日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2006年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月6日
發(fā)明者黃仁赫 申請(qǐng)人:木山電子株式會(huì)社