專利名稱:交流發(fā)光二極管指示燈的制作方法
本實用新型是一種交流發(fā)光二極管指示燈，屬于結(jié)型半導體電發(fā)光器件。
半導體發(fā)光二極管功耗低、壽命長、可靠性高、耐沖擊振動，近年來出現(xiàn)了各種大直徑發(fā)光二極管指示燈，已有可能部分替代白熾光源，用于各種儀表設備上。我們早先提出的發(fā)明專利申請(申請?zhí)?5103944)提出了一種直徑大于或等于7.6mm的多色發(fā)光二極管指示燈，就是一例。由于發(fā)光二極管本身的P-N結(jié)發(fā)光特性，這些發(fā)光二極管都在直流電壓下工作，在很多交流供電的儀表設備上要另外設置整流穩(wěn)壓裝置，這就增加了設備投資，而在有些不便設置或沒有整流裝置的應用領域，就不能使用，或者使電能利用率損失一半。
為了克服上述缺點，本實用新型用偶數(shù)個發(fā)光二極管管芯按裝在同一管座上，使每一對管芯的極性相反，交流驅(qū)動的正半周和負半周，都有一個管芯發(fā)光，同時，控制交流電壓峰值，使不超過P-N結(jié)反向擊穿電壓，從而得到交流發(fā)光二極管指示燈，滿足交流儀表設備及廣告、顯示裝置的需要。
本實用新型使用我們顯示早先的專利申請?zhí)?申請?zhí)?5100503)中提出的發(fā)光器件反射腔，即硅反射腔，很容易實現(xiàn)將偶數(shù)個發(fā)光二極管管芯裝在同一管座上并使每一對管芯的極性相反。硅反射腔是利用硅單晶的各向異性腐蝕特性，應用半導體平面器件的工藝方法制造的。將硅片拋光、氧化(或沉積氮化硅或二氧化硅)、光刻后，用各向異性腐蝕液腐蝕出倒錐形的反射腔，再蒸鍍An、Ag或Al等反射鍍層作為反射鏡面，得到硅反射腔。用粘接劑把反射腔安裝在管座，特別是大于、等于7.6mm的管座上，每個反射腔安裝一個發(fā)光二極管管芯。發(fā)光管管芯可以是二個、四個、六個或更多個偶數(shù)管芯，可以是同一種顏色(例如紅色或綠色)，也可以按裝不同顏色的發(fā)光管管芯以產(chǎn)生其它顏色。反射腔可以是只能安裝一個管芯的單一反射腔，也可以是安裝二個、三個或更多管芯的集成反射腔。管芯及反射腔的具體數(shù)量視對亮度的要求及管殼的尺寸而定。最后用熱壓或超聲鍵合電極引線，再用環(huán)氧樹脂封裝。注意鍵合引線時，務使每一對管芯的極性相反，以使交流驅(qū)動時，二個管芯交替發(fā)光。
本實用新型具有半導體發(fā)光二極管的一般特性，由于使用硅反射腔技術，提高了發(fā)光管的光亮度，且可方便地安裝多個管芯在管座上，可制成大直徑(≥7.6mm)指示燈。它的亮度高，視角大，開關狀態(tài)反差明顯。同時，可直接用低壓交流電驅(qū)動，交流工作電壓2V左右，工作電流一般20mA。其功耗比同亮度的白熾燈低一個數(shù)量級。由于可方便地安裝發(fā)不同顏色光的發(fā)光二極管管芯，易于顯示不同的顏色。本實用新型的交流發(fā)光二極管指示燈，可替代帶不同顏色燈罩的白熾燈，作為交流儀表設備的指示燈，也可用于各種廣告、顯示裝置中。
附圖中〔1〕是管座，〔2〕是管座引線腳，〔3 〕是單一硅反射腔，〔4〕是集成硅反射腔，〔5〕是發(fā)光管管芯，〔6〕為電極引線，〔7〕是環(huán)氧樹脂，〔8〕是粘接劑，〔9〕是導電膠。
硅反射腔的具體制作工藝是用一中阻〔100〕晶向硅單晶(例如電阻率1-10歐姆厘米)進行常規(guī)的切片、磨片、拋光工藝，得到一鏡面拋光的(100)硅片，其厚度以能保證足夠的機械強度為準(如300μm)。硅片經(jīng)清潔處理、熱氧化(或沉積氮化硅或沉積二氧化硅)、光刻出長方形或正方形的窗孔，窗孔邊長1-1.5mm，并使其一邊與〔110〕晶向平行(或垂直)，用氫氧化鉀水溶液(44克KOH加100ml水)在室溫——80℃范圍內(nèi)腐蝕窗孔，腐蝕深度比發(fā)光二極管管芯略厚。對腐蝕窗孔的硅片清潔處理后，蒸鍍一層金屬(An、Ag或Al等)作為反射鍍層，然后劃片，形成有良好鏡面反光特性的硅反射腔。依光刻圖形的不同，反射腔可以是單一的，如圖1與2中的〔3〕，它只有一個腐蝕窗孔，安裝一個發(fā)光管管芯，也可以是集成的，可以有2、3或4個腐蝕窗孔，安裝2、3或4個管芯，圖3中〔4〕為可安裝二個管芯的集成硅反射腔。
圖1和2可作為單一反射腔的交流發(fā)光二極管指示燈的實施例。圖1為剖視圖，圖2是封裝前的頂視圖。將二個單一硅反射腔〔3〕用粘接劑〔8〕對稱粘接在管座〔1〕上，本例的管座尺寸是7.6mm)，二個發(fā)光二極管管芯〔5〕用導電膠〔9〕裝入二個反射腔中，超聲或熱壓鍵合電極引線〔6〕，用環(huán)氧樹脂〔7〕封裝。當二個發(fā)光二極管管芯〔5〕是同一種顏色發(fā)光管，則為該顏色的交流發(fā)光二極管指示燈。若二個管芯〔5〕是發(fā)不同顏色光的，則視交流驅(qū)動的頻率，頻率低，可交替顯示二種顏色，若頻率高，則為顯示混合色的交流發(fā)光二極管指示燈。
圖3是有集成反射腔〔4〕的實施例，本例中的二個集成反射腔對稱排列，每一集成反射腔內(nèi)裝二個極性相同的管芯〔5〕，二個集成反射腔的管芯極性相反。與上一實施例一樣，當四個管芯〔5〕是同一種顏色發(fā)光管管芯時，則為該顏色的交流發(fā)光二極管指示燈，如同一集成反射腔的二個管芯是不同顏色時，則為二種顏色混合色的交流發(fā)光二極管指示燈。若二種發(fā)不同顏色光的管芯分別對稱安裝在二個集成反射腔中，則同上一實施例一樣，當驅(qū)動頻率高時，顯示混合色，頻率低時，則交替顯示二種顏色。
權利要求
1.一種屬于結(jié)型半導體發(fā)光器件的發(fā)光二極管指示燈，由管芯、硅反射腔及管座封裝而成，其特征在于一個管座上至少安裝二個管芯，每一對管芯的極性相反連接并以交流驅(qū)動。
2.如權利要求
1所說的指示燈，其特征在于二種顏色的發(fā)光管管芯裝在同一管座上，顯示出二種顏色的混合色或交替顯示二種顏色。
3.如權利要求
1或2所說的指示燈，其特征在于管座的直徑大于或等于7.6mm，硅反射腔有偶數(shù)個，硅反射腔和管芯是對稱排列的。
專利摘要
本實用新型是一種交流發(fā)光二極管指示燈，屬于結(jié)型半導體電發(fā)光器件。它由管座和安裝在硅反射腔中的二個以上的發(fā)光管管芯構成，每一對發(fā)光管管芯極性相反，以交流驅(qū)動，當管芯是發(fā)不同顏色光的發(fā)光二極管管芯時，還可以顯示混合色或交替顯示二種顏色。本實用新型具有半導體發(fā)光器件功耗低、壽命長、可靠性高的特點外，還有直徑大，亮度高，視角大，反差明顯的優(yōu)點，可用于交流儀表設備的指示燈及各種廣告、顯示裝置中。
文檔編號H01L33/00GK86202512SQ86202512
公開日1986年10月1日 申請日期1986年4月22日
發(fā)明者孫體忠 申請人:中國科學院上海冶金研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan