專利名稱：發(fā)光裝置的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及使用發(fā)光二極管的發(fā)光裝置。


圖16為日本特許3,302,203中所揭示的常規(guī)發(fā)光裝置的透視圖。發(fā)光裝置1包括用樹脂如環(huán)氧樹脂制造的基板2、一對固定在基板2上側(cè)和下側(cè)的電極2a和2b、安裝在電極2a上并經(jīng)導(dǎo)線4連接到電極2b上的LED3以及用透明樹脂制成的密封部件5用于封裝LED3。
發(fā)光裝置1安裝在印刷襯底6上，用一對導(dǎo)電圖型6a、6b將電極2a、ab相連接。
當(dāng)電流從圖型6a、6b通過電極2a、2b加到LED3時，LED3發(fā)射光7。
因為發(fā)光裝置是通過薄電極2a、2b安裝到印刷襯底6之上的，所以發(fā)光裝置1的厚度可以降低。然而，由環(huán)氧樹脂之類的樹脂制成的襯底2熱傳導(dǎo)率很低，只是銅的百分之一左右。因此，LED3所散發(fā)的熱量幾乎不會傳遞到印刷襯底6上。其結(jié)果是，當(dāng)為了產(chǎn)生高亮度而向LED施加大電流時，所散發(fā)的熱量變成了高溫，這使得LED的結(jié)發(fā)生退化，使密封部件5變色從而降低該部件的透明度。因而，LED裝置的質(zhì)量大大降低。
圖17是日本特許公開11-307820中揭示的另一種常規(guī)發(fā)光裝置的透視圖，其散熱性得到了改善。
發(fā)光裝置10包括一對導(dǎo)電部件11a、11b，是熱導(dǎo)率高的金屬制成的，一絕緣部件12，是樹脂制成的，用于隔絕電部件并把部件結(jié)合起來。絕緣部件具有扁圓形狀的開口13。各導(dǎo)電部件11a、11b的一部分被置于該開口內(nèi)。LED14被固定于導(dǎo)電部件11a、11b的暴露部分上，以致于LED14與導(dǎo)電部件11a、11b實現(xiàn)電及熱連接。LED14用透明密封部件15進行密封。
發(fā)光裝置10被安裝在印刷襯底16上，導(dǎo)電部件11a、11b通過焊接連接到一對導(dǎo)電圖型16a、16b上。
當(dāng)電流從16a、16b經(jīng)過導(dǎo)電部件11a、11b加到LED14時，該LED發(fā)光17。在LED14中產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)電部件11a、11b傳到印刷襯底16，以致熱量可有效地從印刷襯底16上散發(fā)出去，如果該襯底是用高熱導(dǎo)性金屬材料制成。
然而，印刷襯底16一般是由環(huán)氧樹脂之類的廉價材料制造的。如前所述，環(huán)氧樹脂的熱導(dǎo)性差。因此，熱量不能充分地傳到印刷襯底上，因而使LED的溫度升高，質(zhì)量降低。
在此，如果印刷襯底是用高熱導(dǎo)性材料制造，熱輻射的問題可以解決。但是，印刷襯底不只為安裝發(fā)光裝置，還要安裝CPU、存儲器等其它電子器件。
對于其它電子器件而言，熱傳導(dǎo)性高是不必要的。相反，金屬制造的印刷襯底會使電子裝置的成本增加。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的在于提供一種具有有效散熱裝置的發(fā)光裝置。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種發(fā)光裝置，包括基體部件、設(shè)置在基體部件上的多個導(dǎo)電部件和用于固定并隔離這些導(dǎo)電部件的絕緣部件、安裝在基體部件上的發(fā)光二極管組件、設(shè)置于發(fā)光裝置之中并安裝在高熱導(dǎo)性的導(dǎo)電部件之上的發(fā)光二極管、用于將發(fā)光元件與導(dǎo)電部件電連接的連接裝置、從其上安裝著發(fā)光二極管的導(dǎo)電部件的另一側(cè)向外伸出用于散熱的突起部。
在發(fā)光裝置中還設(shè)有電路襯底，而連接裝置包括設(shè)在電路襯底上的電路圖以及連接發(fā)光二極管和電路圖的導(dǎo)線。
印刷襯底帶有開口，突起部插在該開口內(nèi)，基體部件固定于印刷襯底。
電路襯底帶有開口，發(fā)光二極管安裝在暴露于該開口內(nèi)的導(dǎo)電部件上。
導(dǎo)電部件具有導(dǎo)電性，以便將電流加到發(fā)光二極管上。
印刷襯底有一發(fā)光二極管驅(qū)動電路圖型連接到導(dǎo)電部件上以向發(fā)光二極管施加電流，并在開口的內(nèi)壁上以及印刷襯底的底面上形成有熱輻射圖型。
在印刷襯底的底面上固定有冷卻部件用于冷卻發(fā)光二極管。
本發(fā)明還提供一種制造發(fā)光裝置的方法，包括的步驟有將導(dǎo)電部件與絕緣部件如絕緣樹脂相結(jié)合形成基體部件組件、形成帶有多個開口和電流圖的電路襯底組件、將電路襯底組件固定到基體部件組件上、將各發(fā)光二極管安裝到暴露在電路襯底組件各開口中的導(dǎo)電部件上、將各發(fā)光二極管與各電路圖至少用一根導(dǎo)線相連接、用透明樹脂等密封部件將發(fā)光二極管和導(dǎo)線封裝在電路襯底組件上、通過切割成塊(dicing)的形式將各獨立發(fā)光裝置相互分離。
結(jié)合附圖閱讀下面詳細說明，本發(fā)明的以上和其它目的及特征將會變得更加清楚。
附圖簡要說明圖1為用于本發(fā)明發(fā)光裝置的基體部件的透視圖；圖2為本發(fā)明發(fā)光裝置的透視圖3為用于本發(fā)明發(fā)光裝置的印刷襯底平面圖；圖4為安裝在帶有冷卻部件的印刷襯底之上的發(fā)光裝置的剖面圖；圖5為作為本發(fā)明第一實施例的另一例中排列安裝在印刷襯底上的多個發(fā)光裝置的側(cè)面圖；圖6為本發(fā)明另一實施例的發(fā)光裝置的剖面圖；圖7為本發(fā)明第二實施例發(fā)光裝置的透視圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明第二實施例安裝在帶有多個冷卻翅片的印刷襯底上的發(fā)光裝置的側(cè)面圖；圖9為本發(fā)明第三實施例的發(fā)光裝置的透視圖；圖10為導(dǎo)電部件組件和電路襯底組件的透視圖，說明根據(jù)本發(fā)明的第一實施例制造多個發(fā)光裝置的步驟；圖11為導(dǎo)電部件組件和電路組件的組件透視圖，說明根據(jù)本發(fā)明的第一實施例制造多個發(fā)光裝置的步驟；圖12為說明根據(jù)本發(fā)明第一實施例制造多個發(fā)光裝置的LED安裝步驟的透視圖；圖13為說明根據(jù)本發(fā)明第一實施例制造多個發(fā)光裝置的導(dǎo)線連接步驟的透視圖；圖14為說明根據(jù)本發(fā)明第一實施例制造多個發(fā)光裝置的封裝步驟的透視圖；圖15為說明根據(jù)本發(fā)明第一實施例制造多個發(fā)光裝置的分離發(fā)光裝置組件的步驟的透視圖；圖16為常規(guī)發(fā)光裝置的透視圖；圖17為另一常規(guī)發(fā)光裝置的透視圖。
較佳實施例的詳細說明圖1為用于本發(fā)明發(fā)光裝置的基體部件的透視圖；圖2為本發(fā)明第一實施例發(fā)光裝置的透視圖。
基體部件20包括一對導(dǎo)電部件21a、21b和21c，四個樹脂制的絕緣部件23a～23d。絕緣部件23b、23c將導(dǎo)電部件21a、21b、21c進行電隔離并將這些部件結(jié)合在一起。導(dǎo)電部件21c是由熱導(dǎo)性優(yōu)良的金屬制成的。各部件有一方形棱鏡(quadratic prism)。導(dǎo)電部件21c有一較低的突起21d。
參照圖2，所示我本發(fā)明的發(fā)光裝置30a，該發(fā)光裝置30a包括發(fā)光元件組件30和基體部件20。
發(fā)光元件組件30具有通過熱壓接合固定到基體部件上表面的電路襯底31上。電路襯底31具有一對形成于其表面上的銅箔電路圖型31a、31b，以及形成于中心部的開口31c，暴露出熱導(dǎo)性部件21c上表面的一部分。圖型31a、31b上設(shè)有通孔32a、32b用于將該圖型與導(dǎo)電部件21a、21b電連接。通過銀膏把LED33安裝到熱導(dǎo)部件21c的暴露部分上。如此，LED33熱連接到熱導(dǎo)部件21c、LED33的陽極和陰極(未示出)通過導(dǎo)線34a、34b連接到電路圖型31a、31b上。這樣，LED33的電極就通過圖型31a、31b和通孔32a、32b電連接到導(dǎo)電部件21a、21b上。LED33和導(dǎo)線34a、34b用密封部件35封裝。
圖3為用于本發(fā)明第一實施例發(fā)光裝置的印刷襯底平面圖；圖4為安裝在印刷襯底上的發(fā)光裝置的剖面圖。
印刷襯底40有一對分別為T形的LED驅(qū)動圖型40a和40b、和一熱輻射開口40d，其形狀有利于容納熱導(dǎo)部件21c的較低的突起21d。在印刷襯底40的表面上圍繞熱輻射開口40d、在開口40d的內(nèi)側(cè)壁、在印刷襯底40的底面上形成有熱輻射圖型40c。
如圖4所示，開口40d的深度等于突起21d的高度。發(fā)光裝置30a安裝在印刷襯底40上，將突起21d插入開口40d。
導(dǎo)電部件21a和21b通過焊接(未示出)固定到LED驅(qū)動圖型40a和40b上。在圖3中，方形線40e示出了發(fā)光裝置30a的安裝區(qū)域。如此，LED33通過導(dǎo)線34a、34b、圖型31a、31b、通孔32a、32b以及導(dǎo)電部件21a、21b電連接到LED驅(qū)動圖型40a、40b上。
突起21d的底面與印刷襯底40的底面基本上處于相同水平。如圖4所示，由導(dǎo)熱性金屬制成并帶有多個冷卻翅片41a的冷卻部件41被附著到印刷襯底底面的熱輻射圖型40c上，并通過焊接料41d固定在圖型41c上。
這樣，LED33通過熱導(dǎo)部件21c的暴露部分、突起21d和熱輻射圖型40c而與冷卻部件41熱連接。
當(dāng)驅(qū)動電壓被加到LED驅(qū)動圖型40a、40b上時，電壓通過導(dǎo)電部件21a和21b、通孔32a和32b、圖型31a和31b以及導(dǎo)線34a和34b而施加到LED33。如此，LED33被驅(qū)動發(fā)射出光，并變熱。LED的熱量通過作為散熱器的導(dǎo)電部件21c以及熱輻射圖型40c傳遞至冷卻部件41。這樣，傳遞的熱量通過冷卻翅片41a而冷卻。
盡管以上描述的實施例中導(dǎo)電部件21c上只安裝了一個LED33，但是，在導(dǎo)電部件21c可以安裝多個LED33，電流通過獨立的電路施加到各LED上。
圖5為本發(fā)明第一實施例的另一例子中的側(cè)面圖。如圖5所示，在長形印刷襯底40e中形成有三個熱輻射開口40d。三個發(fā)光裝置安裝在印刷襯底40上，把各個突起部21d插入于熱輻射開口40d。與冷卻部件41構(gòu)造相類似的帶有多個冷卻翅片42a的長形冷卻部件42被固定到印刷襯底40e的底面。
在發(fā)光裝置例子中，因為對于三個發(fā)光裝置30a只提供了一個印刷襯底40e，安裝操作以及構(gòu)造都簡化了，相對于三個獨立裝置所占面積而言，裝置的面積也減小。
圖6為本發(fā)明再一例子的發(fā)光裝置的剖面圖。
發(fā)光裝置30a在其印刷襯底的底面具有熱輻射圖型40c，其面積比第一實施例的大。突起21d通過大厚度的寬焊點43與熱輻射圖型40c相連接。因此，熱輻射圖型40c和焊點43有效地從突起21d輻射熱量。由于沒有冷卻部件41，安裝操作和構(gòu)造都簡化了，生產(chǎn)成本降低。
圖7為本發(fā)明第二實施例發(fā)光裝置的透視圖。與第一實施例相同的部件用與第一實施例相同的標號表示，其說明在此省略。發(fā)光裝置50有一不同于第一實施例的導(dǎo)熱部件。
熱導(dǎo)部件21c有一突起部21e從其一側(cè)端橫向伸出。
圖8為安裝在印刷襯底上的發(fā)光裝置50的側(cè)面圖。發(fā)光裝置50安裝在印刷襯底40上，將橫向突起21e插入開口41d。如此，發(fā)光裝置50是以豎直位置安裝的。因此，LED33在水平方向上發(fā)射光36。
LED33所輻射的熱量通過熱導(dǎo)性優(yōu)良的導(dǎo)電部件21c、熱輻射圖型40c傳遞到冷卻部件41上，并從冷卻部件41上輻射出去。這樣，LED33得以冷卻。
圖9為本發(fā)明第三實施例的發(fā)光裝置的透視圖。
發(fā)光裝置51包括基體部件20a和發(fā)光元件組件30b?；w部件20a包括導(dǎo)電部件21a、具有導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性的導(dǎo)電部件21f、以及絕緣部件23e、23f、23g。LED52安裝在導(dǎo)電部件21f上，以致LED底面上的電極被連接到導(dǎo)電部件21f上。電路襯底31只有通過導(dǎo)線34a連接到LED52的電極上的電極圖型31a。如此，LED52與導(dǎo)電部件21a電連接，與作為熱沉(heatsink)的導(dǎo)電部件21f電連接并熱連接。
根據(jù)第三實施例，由于只提供了單個圖型31a和一對導(dǎo)電部件21a和21f，構(gòu)造簡化。
接下來，將說明制造多個第一實施例的發(fā)光裝置30a的方法。
圖10為導(dǎo)電部件組件60和電路襯底組件61的透視圖。導(dǎo)電部件組件60包括六條長導(dǎo)電部件60a、60b和60c，對應(yīng)于導(dǎo)電部件21a、21b和21c。
電路襯底組件61是樹脂制成的，且在其上表面上有一銅箔薄膜61a。電路襯底組件有四個分區(qū)，在四個分區(qū)中有四個開口61b。
圖11為導(dǎo)電部件組件和電路組件的組件透視圖。導(dǎo)電部件60a、60b和60c通過熱壓接合方式固定到電路襯底組件61的底面。其后，在導(dǎo)電部件60a、60b和60c之間的空間中充填樹脂以形成絕緣部件62。
接下來，形成多個通孔并用銅涂覆，然后在預(yù)定位置上通過蝕刻形成4套銅箔圖型31a和31b。
圖12為說明LED安裝步驟的透視圖。通過銀膏將LED33安裝到導(dǎo)電部件60c在各開口61b中暴露的部分上。
圖13為說明連接導(dǎo)線步驟的透視圖。各LED33通過導(dǎo)線34a和34b電連接到銅箔圖型31a和31b上。
圖14為說明封裝步驟的透視圖。如圖14所示，電路襯底組件61的上表面用一封裝部件62所覆蓋，從而封裝各LED33和導(dǎo)線34a和34b。這樣，完成了發(fā)光裝置組件63。
圖15為說明發(fā)光裝置組件的分離步驟的透視圖。發(fā)光裝置組件63在相鄰分區(qū)之間分割成小區(qū)。如此，生產(chǎn)出四個發(fā)光裝置30a。
依照本發(fā)明，由于LED是直接安裝在具有優(yōu)良熱導(dǎo)性的導(dǎo)電部件上，LED得以有效冷卻。LED的特性得以保留，其可靠性提高。
雖然已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明較佳具體實施例描述了本發(fā)明，但是要理解的是，本說明書意在示意而非限制由所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，其特征在于，包括基體部件，它具有多個熱傳導(dǎo)性能優(yōu)良的導(dǎo)電部件和將各導(dǎo)電部件固定并分隔的絕緣部件；發(fā)光二極管，安置在所述導(dǎo)電部件之一上；電連接裝置，將發(fā)光二極管和導(dǎo)電部件相連接以向發(fā)光元件施加電流；密封部件，將發(fā)光二極管和電連接裝置覆蓋加以保護；突起部，從其上安置發(fā)光二極管的導(dǎo)電部件的另一側(cè)向外伸出以利散熱。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電部件與外部冷卻部件接觸以利散熱。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電連接裝置包括一電路襯底，該襯底有電路圖型固定到所述基體部件上，以及至少一導(dǎo)線，以便將電流施加到發(fā)光二極管上，以及所述電路襯底具有開口，以便將發(fā)光二極管直接設(shè)置在導(dǎo)電部件上。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述多個導(dǎo)電部件由金屬型芯材料制造。
5.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，還包括外部印刷襯底，其上有通孔，以便插入導(dǎo)電部件的突起部并使突起部與固定至印刷襯底另一側(cè)的冷卻部件相接觸。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述冷卻部件具有多個冷卻翅片。
7.一種制造發(fā)光裝置的方法，其特征在于，包括以下步驟將導(dǎo)電部件與絕緣部件相接合形成用于多個發(fā)光裝置的基體部件組件；形成有多個開口以及用于多個發(fā)光裝置的電路圖型的電路襯底組件；將電路襯底組件固定到基體部件組件上；至少用一條導(dǎo)線將各發(fā)光二極管與各電路圖型相連接；用密封部件將發(fā)光二極管和導(dǎo)線密封在電路襯底組件上；以及通過切割的形式分離各獨立發(fā)光裝置。
全文摘要
一種發(fā)光裝置具有多個設(shè)置在基體部件中的導(dǎo)熱性能優(yōu)良的導(dǎo)電部件，這些導(dǎo)電部件通過設(shè)置在它們之間的絕緣部件而隔離。一發(fā)光元件裝置被安置在基體部件上。在發(fā)光裝置中設(shè)有發(fā)光二極管并安裝在導(dǎo)電部件上。一突起部從導(dǎo)熱部件上突出以便冷卻LED。
文檔編號F21V29/00GK1501520SQ20031011611
公開日2004年6月2日 申請日期2003年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月15日
發(fā)明者磯田寬人 申請人:株式會社西鐵城電子