專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)光二極管模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管模組，特別是指一種散熱效率較高的發(fā)光二 極管模組。背景纟支術(shù)隨著發(fā)光效率的提升，發(fā)光二極管已被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng) 中，如住宅照明燈、工業(yè)照明燈及交通指示燈等等。在這些應(yīng)用當(dāng)中，通常 將大量的發(fā)光二極管串接到多塊電路板上，以便將電流同時(shí)輸入進(jìn)這些發(fā)光 二極管內(nèi)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)其發(fā)出光線(xiàn)。但是，由于電路板的傳熱能力有限，發(fā)光 二極管工作產(chǎn)生的大量熱量將難以通過(guò)電路板及時(shí)地散發(fā)出去，從而影響發(fā) 光二極管的發(fā)光效率。為此，相關(guān)廠(chǎng)商設(shè)計(jì)出了各種解決方案，如美國(guó)KoninklijkePhilips公司 在美國(guó)專(zhuān)利第US 6,392,778 Bl號(hào)所揭示的一種發(fā)光二極管燈具，其包括一金 屬散熱器及若干安裝于散熱器表面的發(fā)光二極管。該散熱器的安裝面上依次 形成一絕緣層及一導(dǎo)電層，以將電路板和散熱器合并為一體，從而獲得一具 有良好散熱能力的電路板。絕緣層及導(dǎo)電層均被相應(yīng)的溝槽分隔成若干相互 隔離的部分，以棵露出散熱器表面。發(fā)光二極管的基座通過(guò)導(dǎo)熱膠黏結(jié)至棵 露的散熱器表面，以將發(fā)光二極管產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至散熱器上，確保發(fā)光二 極管的正常運(yùn)作。但是，該種類(lèi)型的發(fā)光二極管模組受其結(jié)構(gòu)影響，散熱效率有限。由于 熱量在從芯片至散熱器間的傳輸過(guò)程中需經(jīng)過(guò)位于芯片及散熱器間的基座， 導(dǎo)致芯片至散熱器間的導(dǎo)熱路徑較長(zhǎng)，熱量無(wú)法快速地從芯片傳遞至散熱器 上。如若基座的導(dǎo)熱效果不佳，其對(duì)于熱量傳輸?shù)挠绊懜醮蟛糠值臒崃?將被基座阻隔在芯片內(nèi)而無(wú)法及時(shí)M出去，致使芯片的溫度急劇升高，嚴(yán) 重影響到芯片的發(fā)光效率。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，實(shí)有必要提供一種可快速散熱的發(fā)光二極管模組。一種發(fā)光二極管模組，其包括一導(dǎo)熱板及若干安裝于導(dǎo)熱板上的發(fā)光二 極管，每一發(fā)光二極管包括一發(fā)光二極管芯片、 一環(huán)繞芯片的基座及一結(jié)合 至基座且包封住芯片的封膠，該芯片通過(guò)一層導(dǎo)熱膠直"^妄粘結(jié)于導(dǎo)熱板上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的發(fā)光二極管模組的發(fā)光二極管芯片通過(guò)導(dǎo)熱 膠直接粘結(jié)至導(dǎo)熱板上，大大縮短了芯片至導(dǎo)熱板間的導(dǎo)熱路徑。因此，芯 片所產(chǎn)生的熱量可通過(guò)導(dǎo)熱膠及時(shí)地傳輸至導(dǎo)熱板上，確保芯片在其正常的 溫度范圍之內(nèi)穩(wěn)定地工作。下面參照附圖，結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的發(fā)光二極管模組中的發(fā)光二極管組合的立體 組裝圖。圖2是圖1的俯視圖。 圖3是圖1的仰^L圖。圖4是圖1中的單個(gè)發(fā)光二極管的立體圖，其中該發(fā)光二極管的透鏡被 移去以方便觀(guān)察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 圖5是圖4的俯視圖。 圖6是圖4的仰視圖。 圖7是圖4的側(cè)視圖。圖8是圖1的側(cè)視圖，此時(shí)發(fā)光二極管模組中的導(dǎo)熱板設(shè)置于發(fā)光二極 管組合下方。圖9是本發(fā)明第二實(shí)施例的發(fā)光二極管模組的縱向剖視圖。圖10是與圖9相似的視圖，但其導(dǎo)熱板內(nèi)填充有工作流體。圖ll是與圖IO相似的視圖，但其導(dǎo)熱板的頂部形成一容置芯片的開(kāi)孔。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖l及圖8，本發(fā)明的發(fā)光二極管模組包括一導(dǎo)熱板10及一固設(shè) 于導(dǎo)熱板10上的發(fā)光二極管組合200。導(dǎo)熱板IO為一實(shí)心的板體，其由熱導(dǎo)性良好的金屬材料制成，如銅、鋁 或二者的合金。導(dǎo)熱板10的頂部形成一平坦的表面，供發(fā)光二極管組合200貼合。請(qǐng)一并參閱圖4,發(fā)光二極管組合200由若干發(fā)光二才及管20彼此焊接而 成。每一發(fā)光二極管20包括一正六邊形的基座22、 一粘接于基座22上的發(fā) 光二極管芯片23、 二分別插設(shè)于基座22相對(duì)兩側(cè)的第一引腳24及第二引腳 26及一固定至基座22上且包封住芯片23的封膠29 (如圖1 )。請(qǐng)一并參閱圖5至圖7,基座22由陶瓷制成，可以理解地，基座22還 可釆用現(xiàn)有技術(shù)中其他導(dǎo)熱且絕緣的材料制成，以在傳輸芯片23熱量的同時(shí) 對(duì)第一引腳24及第二引腳26絕緣。該基座22的頂面的中部區(qū)域向下凹陷出 一正六邊形的凹槽220,用于容置芯片23。該凹槽220的內(nèi)徑小于基座22的 外徑，由此，基座22環(huán)繞凹槽220的外側(cè)部分形成一環(huán)形的臺(tái)階222，以供 第一引腳24及第二引腳26插設(shè)。三扣腳28自基座22的外側(cè)面一體向外輻 射而出，每一扣腳28包括一矩形的橫梁280及一形成于橫梁280末端的梯形 的扣合部282 (如圖6 )，其中扣合部282用于嵌入相鄰的發(fā)光二極管20的基 座22內(nèi)，橫梁280則用于將相鄰的發(fā)光二極管20隔開(kāi)。該三扣腳28的底面 均與基座22的底面共面，并與導(dǎo)熱板10的頂面接觸(如圖8)，以將基座22 所吸收的熱量散布至導(dǎo)熱板10上；這些扣腳28的頂面設(shè)置為低于第一引腳 24及第二引腳26的底面，以與第一引腳24及第二引腳26隔開(kāi)距離(如圖7)。 請(qǐng)一并參閱圖3及圖6,三缺口 224相對(duì)于三扣腳28交替地環(huán)設(shè)于基座22 的底面周緣，其中每一缺口 224均呈梯形，且向外貫穿基座22的外側(cè)面，以 收容相鄰發(fā)光二極管20的相應(yīng)扣腳28的扣合部282,從而將這些發(fā)光二極 管20扣接成一整體。請(qǐng)?jiān)僖徊㈤唸D2，第一引腳24及第二引腳26均為完全平行于導(dǎo)熱板 IO的金屬片，其相對(duì)設(shè)置于靠近基座22的頂面，以與導(dǎo)熱板10隔開(kāi)距離。 每一第 一 引腳24及第二引腳26均包括一 穿設(shè)于臺(tái)階222內(nèi)的固定部240 、 260及一 自固定部240、 260水平向外延伸的矩形的連4妻部242、 262(如圖5 )， 其中連接部242、 262的尺寸遠(yuǎn)小于固定部240、 260的尺寸。每一固定部240、 260的內(nèi)側(cè)部分呈弧形，其暴露于凹槽220的底部，且通過(guò)金線(xiàn)(圖未示) 連接至芯片23的正負(fù)電極(圖未示)，以實(shí)現(xiàn)每一發(fā)光二極管20內(nèi)部的電氣 連接；每一固定部240、 260的外側(cè)部分呈矩形，其"9^敖凸伸出基座22的外 側(cè)面，以增加第一引腳24及第二引腳26的機(jī)械穩(wěn)定性。這些連接部242、 262通過(guò)相應(yīng)的固定部240、 260懸設(shè)于導(dǎo)熱板10的上方(如圖8 ),以避免與導(dǎo)熱板10直接接觸。第一引腳24的連接部242的末端開(kāi)設(shè)一大致呈圓形 的凹部244，第二引腳26的連接部262的末端則水平向外凸伸出一大致呈圓 形的凸片264。如圖2所示，該凹部244用于收容一相鄰發(fā)光二極管20的第 二引腳26的凸片264，而該凸片264則用于嵌入另一相鄰發(fā)光二極管20的 第一引腳24的凹部244內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)這些發(fā)光二極管20間的外部電氣連接。 該凹部244的深度大于凸片264的厚度，當(dāng)凸片264容置于凹部244內(nèi)時(shí)， 凹部244的內(nèi)周面與凸片264的頂面將共同形成一較淺的凹坑248(如圖1 )， 以在焊接相鄰發(fā)光二極管20的第一引腳24及第二引腳26時(shí)容置多余的焊 料。如圖l所示，所述封膠29呈半球形，其由透明的絕熱性材料制成，如環(huán) 氧樹(shù)脂或硅膠。該封膠29用于將芯片23所發(fā)出的光線(xiàn)會(huì)聚至一預(yù)設(shè)的光束 內(nèi)，/人而實(shí)現(xiàn)對(duì)外部的照明。請(qǐng)一并參閱圖1-4,組裝該發(fā)光二極管模組時(shí)，首先將每一發(fā)光二極管 20的三扣腳28的扣合部282扣入相鄰三發(fā)光二極管20的基座22的三缺口 224內(nèi)，并使該每一發(fā)光二極管20的三缺口 224收容另外三相鄰發(fā)光二才及管 20的三扣合部282,由此完成發(fā)光二才及管組合200的枳4成連接；與此同時(shí)， 將該每一發(fā)光二極管20的第二引腳26的凸片264嵌入一相鄰的發(fā)光二極管 20的第一引腳24的凹部244內(nèi)，并使該每一發(fā)光二極管20的第一引腳24 的凹部244容置另一相鄰的發(fā)光二極管20的第二引腳26的凸片264，由此 完成發(fā)光二極管組合200的電氣連接。然后，將已組裝好的發(fā)光二極管組合 200固定至導(dǎo)熱板IO上，以構(gòu)成完整的發(fā)光二極管模組。最后，焊接相鄰發(fā) 光二極管20的第 一 引腳24及第二引腳26,使其相互間穩(wěn)定連接?？梢岳斫獾兀瑸槭剐酒?3所產(chǎn)生的熱量可快速傳輸至導(dǎo)熱板10上，上 述實(shí)施例中的發(fā)光二極管20的構(gòu)造可作相應(yīng)的變化。請(qǐng)參閱圖9，示出了本 發(fā)明的第二實(shí)施例。本實(shí)施例與上一實(shí)施例的主要區(qū)別在于發(fā)光二極管20g 的芯片23g通過(guò)厚度小于1亳米的導(dǎo)熱膠25g直接粘結(jié)于導(dǎo)熱板10的頂面。 可以選擇地，為在充分短的導(dǎo)熱路徑及充夠強(qiáng)的粘接力之間獲取一較佳的平 衡，導(dǎo)熱膠25g的厚度可限制在0.5毫米左右。此外，為配合上述芯片23g 及導(dǎo)熱板10間位置關(guān)系的變化，發(fā)光二極管20g的其他部分的構(gòu)造亦有所改 變。基座22g位于芯片23g及導(dǎo)熱板IO之間的部分被移去，其剩余部分則環(huán) 設(shè)于芯片23g四周。封膠29g的上部凸伸出基座22g并部分覆蓋住基座22g的頂面，以加強(qiáng)與基座22g間的結(jié)合度。經(jīng)由此種變更i殳計(jì)，由于不存在基 座22g的阻隔，芯片23g至導(dǎo)熱板10間的導(dǎo)熱路徑大為縮短，芯片23g所產(chǎn) 生的熱量可經(jīng)由導(dǎo)熱膠25g直接傳輸至導(dǎo)熱板10上，/人而4吏芯片23g的溫度 控制在其正常工作范圍之內(nèi)。如圖IO所示，還可以理解地，為使芯片23g的溫度得到進(jìn)一步的降低， 可將第二實(shí)施例中的實(shí)心的導(dǎo)熱板IO替換成填充液體的導(dǎo)熱板10g，如板型 熱管或蒸發(fā)腔。借由導(dǎo)熱板10g的工作流體相變化時(shí)吸收大量熱量的特性， 將芯片23g所產(chǎn)生的熱量迅速散發(fā)至周?chē)目諝庵?，確保芯片23g更加穩(wěn)定 地工作。如圖11所示，還可以理解地，為方便芯片23g在導(dǎo)熱板10g上的定位， 還可在導(dǎo)熱板10g的相應(yīng)位置處沖出若干開(kāi)孔12g (圖11中僅示出一個(gè)開(kāi)孔 12g)。這些開(kāi)孔12g在對(duì)芯片23g定位的同時(shí)，還可收容多余的導(dǎo)熱膠25g, 以防止由于導(dǎo)熱膠25g過(guò)多漫溢至導(dǎo)熱板10g的其他位置處而造成清理不便 的情況發(fā)生。此外，為提升發(fā)光二極管20g的出光效率，還可在開(kāi)孔12g的 內(nèi)壁面上涂覆一層反光材料(圖未示)，使自芯片23g側(cè)面發(fā)出的光線(xiàn)亦可被 反射至封膠29g內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種發(fā)光二極管模組，其包括一導(dǎo)熱板及若干安裝至導(dǎo)熱板上的發(fā)光二極管，每一發(fā)光二極管包括一發(fā)光二極管芯片、一基座及一結(jié)合至基座上并包封芯片的封膠，其特征在于所述芯片通過(guò)導(dǎo)熱膠直接粘結(jié)至導(dǎo)熱板上并被基座所環(huán)繞。
2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于所述導(dǎo)熱板內(nèi)填 充有工作流體。
3. 如權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于所述導(dǎo)熱板為一 熱管或蒸發(fā)腔。
4. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于所述導(dǎo)熱板上開(kāi) 設(shè)一容置芯片的開(kāi)孔。
5. 如權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于所述開(kāi)孔的內(nèi)壁 面上涂覆一層反光材料。
6. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于所述發(fā)光二極管 還包括插設(shè)于基座內(nèi)的一第一引腳及一第二引腳，該第一引腳及第二引腳的 一部分凸伸于基座內(nèi)并與芯片電性連接。
7. 如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于所述第一引腳及 第二引腳完全平行于導(dǎo)熱板。
8. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于所述封膠部分覆 蓋住基座的頂面。
9. 如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于所述 導(dǎo)熱膠的厚度小于1毫米。
10. 如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于所述導(dǎo)熱膠的厚 度為0.5毫米。
全文摘要
一種發(fā)光二極管模組，其包括一導(dǎo)熱板及若干安裝于導(dǎo)熱板上的發(fā)光二極管，每一發(fā)光二極管包括一發(fā)光二極管芯片、一環(huán)繞芯片的基座及一結(jié)合至基座且包封住芯片的封膠，該芯片通過(guò)一層導(dǎo)熱膠直接粘結(jié)于導(dǎo)熱板上。本發(fā)明的發(fā)光二極管模組的發(fā)光二極管芯片通過(guò)導(dǎo)熱膠直接粘結(jié)至導(dǎo)熱板上，大大縮短了芯片至導(dǎo)熱板間的導(dǎo)熱路徑。因此，芯片所產(chǎn)生的熱量可通過(guò)導(dǎo)熱膠及時(shí)地傳輸至導(dǎo)熱板上，使芯片工作在其正常的溫度范圍之內(nèi)。
文檔編號(hào)H01L25/00GK101546754SQ200810066349
公開(kāi)日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2008年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月26日
發(fā)明者古金龍 申請(qǐng)人:富準(zhǔn)精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻準(zhǔn)精密工業(yè)股份有限公司