專利名稱：發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode)是利用半導體材料中的電子與空穴結(jié) 合時能量帶位階的改變，以發(fā)光的形式釋^t出能量。由于發(fā)光二4l管具有體 積小、壽命長、驅(qū)動電壓低、反映速度快、耐震性佳等優(yōu)點，已被廣泛地應(yīng) 用在廣告板、交通標志、日常照明等各種領(lǐng)域中。
圖1所示為一種典型的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，包括基座10，位于基座10上 的發(fā)光二極管陣列12及包圍該發(fā)光二極管陣列12外圍的封膠體14。每一 發(fā)光二極管通過導線13與基座10上的導電組件(圖未示)電連接。該基座 IO呈平板狀，發(fā)光二極管所產(chǎn)生的熱量首先通過該基座10散發(fā)。
通常，發(fā)光二極管發(fā)光時所消耗的能量僅大約10~20%被轉(zhuǎn)換成光能，而 其余的能量被轉(zhuǎn)換成熱量，這些熱量必須及時疏散掉以保證發(fā)光二極管的正 常工作。該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)中，由于每一發(fā)光二極管與基座之間的接觸面積 小，工作時，每一發(fā)光二極管所產(chǎn)生的熱量首先被集中在該接觸區(qū)域，由于 該基座受制于材料本身有限的熱傳導性，熱量沿基座的水平方向熱傳遞效果 較差，熱量來不及傳遞到基座的其余部分進行均勻地散發(fā)，而于基座上與每 一發(fā)光二極管相對應(yīng)的接觸區(qū)域分別形成熱量集中區(qū)域，即形成熱點(hot spot)。因此，該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的散熱效果不佳，進而影響發(fā)光二極管的發(fā) 光效率與壽命。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種具有較好散熱性能的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。 一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，包括一基座、安裝于基座上表面的至少一發(fā)光二 極管芯片及保護所述發(fā)光二極管芯片的一封裝體，基座上設(shè)有沿基座的厚度
4方向延伸的若干第一散熱通道及至少一第二散熱通道，所述第一散熱通道靠 近基座的上表面，所述第二散熱通道靠近基座的下表面，且所述第一散熱通 道于基座的下表面上的投影與第二散熱通道于基座的下表面上的投影不重 合，所述第一散熱通道與第二散熱通道內(nèi)填充有散熱柱。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)通過于基座上設(shè)置若干第一散熱通 道及第二散熱通道，所述第一散熱通道于基座的下表面上的投影與第二散熱 通道于基座的下表面上的投影不重合，即第一散熱通道與第二散熱通道于基 座內(nèi)分別交4l"i殳置，且散熱通道內(nèi)填充有散熱柱，利用該散熱柱將熱量均勻 分布于該基座內(nèi)并迅速對外散發(fā)，從而防止基座上與發(fā)光二極管芯片接觸的
相對應(yīng)位置處形成熱點(hotspot)。


圖1為一種典型的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2為本發(fā)明第一實施例中發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。 圖3為圖2沿Ill-Ill線的剖示圖。
圖4為本發(fā)明第二實施例中發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。 圖5為圖4沿V-V線的剖示圖。
圖6為本發(fā)明第三實施例中發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。
圖7為圖6沿vn-vn線的剖示圖。
具體實施例方式
下面參照附圖，結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
圖2及圖3所示為本發(fā)明第一實施例中發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的示意圖。該發(fā) 光二極管結(jié)構(gòu)包括一基座20、安裝于基座20上的一發(fā)光二極管陣列30、保 護該發(fā)光二極管陣列30的透明封裝體40及罩設(shè)于該封裝體40上方的一透鏡 50。
該發(fā)光二極管陣列30包括呈矩陣分布的若干發(fā)光二極管芯片31。每一 發(fā)光二極管芯片31與該基座20上的導電組件(圖未示)電性連接以便使發(fā) 光二極管芯片31可以與外部電源等電性連接。本實施例中，四個發(fā)光二極管芯片31形成沿基座20橫向排列的一列，且四個發(fā)光二極管芯片31形成沿基 座20縱向排列的一行。
該基座20包括相互貼合的第一基座21與第二基座22。所述發(fā)光二極管 芯片31布設(shè)于該第一基座21的上表面。該第一基座21于每一發(fā)光二極管芯 片31的四周設(shè)有四個第一散熱通道211(圖3僅示出每一發(fā)光二極管芯片31 左右兩側(cè)的第一散熱通道211 )。該第一散熱通道211沿基座20的厚度方向貫 穿第一基座21，從該第一基座21的上表面向下延伸至其下表面。該第一散 熱通道211內(nèi)填充有散熱柱212。該散熱柱212為內(nèi)部形成有大量孔隙的多 孔性柱狀結(jié)構(gòu)。散熱柱212可為由熱傳導系數(shù)較高的材料，如銅或鋁等制成 的發(fā)泡金屬柱體，或者為由金屬粉末通過燒結(jié)制成的多孔性柱體。由于該散 熱柱212的內(nèi)部形成大量孔隙,可以增加其與空氣的接觸面積，減小熱阻， 提高該第一基座21的上表面與下表面之間的熱對流性能。
該第二基座22的上表面與第一基座21的下表面相互緊貼，第一基座21 與第二基座22之間可以涂布導熱膠等熱界面材料，以填充兩者之間的空氣間 隙，增加熱傳遞效率。該第二基座22內(nèi)對應(yīng)每一發(fā)光二極管芯片31設(shè)有沿 基座20的厚度方向貫穿第二基座22的一個第二散熱通道221，該第二散熱 通道221與所述第一散熱通道211不連通，即第一散熱通道211與第二散熱 通道221之間相互錯開，使第二散熱通道221于基座20的下表面上的投影與 所述第一散熱通道211于基座20的下表面上的投影不重合。所述第一散熱通 道211于基座20的下表面上的投影位于發(fā)光二極管芯片31于基座20的下表 面上的投影的周圍，所述第二散熱通道221于基座20的下表面上的投影相對 于每一第 一散熱通道211于基座20的下表面上的投影更靠近發(fā)光二極管芯片 31于基座20的下表面上的投影。本實施例中，第二散熱通道221大致位于 對應(yīng)的發(fā)光二極管芯片31的正下方，每一第二散熱通道221于基座20的下 表面上投影與對應(yīng)的發(fā)光二極管芯片31于基座20的下表面上的投影相重合， 且位于相鄰的兩個第一散熱通道211之間。該第二散熱通道221內(nèi)亦填充有 散熱柱212。所述第一基座21與第二基座22均可以由環(huán)氧樹脂、玻璃纖維、 氧化鈦、氧化鈣、或陶瓷等制成。
該封裝體40將該發(fā)光二極管陣列30包覆在內(nèi)，可防止該發(fā)光二極管芯片31受到外力沖擊等損壞。形成該封裝體40的材料可以為環(huán)氧樹脂、硅膠、 聚酰亞胺、或壓克力等。該封裝體40的內(nèi)壁為斜向上及向外傾斜的反射性內(nèi) 表面41 。該封裝體40的上表面向內(nèi)凹陷形成一可恰好收容透鏡50的空間。
該透鏡50為一凸透鏡，該透鏡50的下表面與封裝體40的上表面相互貼 合。該透鏡50可以對發(fā)光二極管芯片31射出封裝體40的光線聚光，提高發(fā) 光二極管芯片31的光利用率。
工作時，發(fā)光二極管芯片31產(chǎn)生熱量并將熱量傳遞至下方的第一基座 21,熱量首先集中在第一基座21與每一發(fā)光二極管芯片31接觸的區(qū)域，并 從該每一接觸的區(qū)域逐漸沿水平方向向第一基座21的其余部分傳遞，同時沿 豎直方向向下方的第二基座22傳遞。由于該第一基座21內(nèi)與每一發(fā)光二極 管芯片31相鄰的地方均設(shè)有散熱柱212，使每一接觸區(qū)域的熱量可快速傳遞 至散熱柱212處，并沿散熱柱212迅速向下傳遞，從而使熱量可迅速且均勻 地傳遞至下方的第二基座22,提高該第一基座21的上表面與下表面之間的 熱傳遞性能。
該第二基座22具有與第一基座21相似的散熱效果，由于第二基座22內(nèi) 的散熱柱212大致位于第一發(fā)光二極管芯片31的正下方，即位于該第一基座 21上每一接觸區(qū)域的正下方，熱量直接向下傳遞至第二基座22后可進一步 利用該第二基座22上的散熱柱212的高熱傳遞性能迅速向下傳遞并對外散 發(fā)；另外，由于每一第二散熱通道221于基座20的下表面上的投影與第一散 熱通道211于基座20的下表面上的投影不重合，第二散熱通道221與第一散 熱通道211不連通，有利于熱量從第一基座21的散熱柱212向下傳遞后再沿 水平方向向第二基座22的散熱柱212處傳遞，乂人而使熱量可大致均勾地分布 于第二基座22內(nèi)并對外散發(fā)。該基座20可以較好地解決發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)中 的熱點問題，具有較好的散熱性能。
所述第一基座21與第二基座22也可以一體成型為一個基座，此時，所 述第一散熱通道211沿基座20的厚度方向設(shè)于該基座的上半部分，所述第二 散熱通道221沿基座20的厚度方向設(shè)于基座的下半部分，所述第一散熱通道 211的下端與第二散熱通道221的上端平齊。可以理解地，所述第一散熱通 道211的下端與第二散熱通道221的上端也可以不平齊，即第一散熱通道211的下端低于第二散熱通道221的上端，或者第一散熱通道211的下端高于第 二散熱通道221的上端。
該第一散熱通道211與第二散熱通道221于基座20內(nèi)相互交錯設(shè)置時可 以有多種方式。如圖4及圖5所示為本發(fā)明第二實施例中發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的 示意圖，其與上述第一實施例不同的是該第一基座21a于每一發(fā)光二極管 芯片31的周圍設(shè)有相互均勻間隔的六個第一散熱通道211a。本實施例中，該 每一第二散熱通道221于基座20a的下表面上的投影與所述第一散熱通道 211a于基座20a的下表面上的投影不重合，即所述第二散熱通道221與第一 散熱通道211a不連通。工作時，發(fā)光二極管芯片31所產(chǎn)生的熱量通過第一 散熱通道211a與第二散熱通道221首先迅速均勻分布于該第 一基座21a與第 二基座22內(nèi)再對外散發(fā)，該基座20a具有較好的散熱效果。
如圖6及圖7所示為本發(fā)明第三實施例中發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的示意圖，其 與上述第一實施例不同的是該第一基座21b于每一發(fā)光二極管芯片31的周 圍設(shè)有相互均勻間隔的六個第一散熱通道211b,該第二基座22b于鄰近每一 發(fā)光二極管芯片31正下方的位置設(shè)有相互毗鄰在一起的四個第二散熱通道 221b,該四個第二散熱通道221b位于對應(yīng)的發(fā)光二極管芯片31的正下方。 該第二散熱通道221b與第一散熱通道211b不連通，即該每一第二散熱通道 221b于基座20b的下表面上的投影與所述第一散熱通道211b于基座20b的 下表面上的投影不重合。且所述第二散熱通道221b于基座20b的下表面上的 投影相對于第一散熱通道211b于基座20b的下表面上的投影更靠近該對應(yīng)的 發(fā)光二極管芯片31于基座20b的下表面上的投影，即靠近該第一基座21b與 每一發(fā)光二極管芯片31所形成的每一接觸區(qū)域。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，包括一基座、安裝于基座上表面的至少一發(fā)光二極管芯片及保護所述發(fā)光二極管芯片的一封裝體，其特征在于基座上設(shè)有沿基座的厚度方向延伸的若干第一散熱通道及至少一第二散熱通道，所述第一散熱通道靠近基座的上表面，所述第二散熱通道靠近基座的下表面，且所述第一散熱通道于基座的下表面上的投影與第二散熱通道于基座的下表面上的投影不重合，所述第一散熱通道與第二散熱通道內(nèi)填充有散熱柱。
2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第一散熱通 道于基座的下表面上的投影位于發(fā)光二極管芯片于基座的下表面上的投影的 周圍，所述第二散熱通道于基座的下表面上的投影與所述發(fā)光二極管芯片于 基座的下表面上的投影相重合。
3. 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第一散熱通 道于基座的下表面上的投影位于發(fā)光二極管芯片于基座的下表面上的投影的 周圍，所述第二散熱通道于基座的下表面上的投影相對每一第一散熱通道于 基座的下表面上的投影更靠近所述發(fā)光二極管芯片于基座的下表面上的投 影。
4. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第一散熱通 道位于基座的上半部分，所述第二散熱通道位于基座的下半部分。
5. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于所述基座包括第 一基座及貼設(shè)于該第一基座下方的第二基座，所述第一散熱通道設(shè)于第一基 座內(nèi)，第二散熱通道設(shè)于第二基座內(nèi)。
6. 如權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第一散熱通 道貫穿該第一基座，所述第二散熱通道貫穿該第二基座。
7. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于所述散熱柱為內(nèi) 部形成有大量孔隙的多孔性結(jié)構(gòu)。
8. 如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于所述散熱柱為發(fā) 泡金屬。
9. 如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于所述散熱柱由金屬并分末燒結(jié)而成。
10.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第一散熱 通道相互間隔設(shè)置，所述第二散熱通道的數(shù)量為多個且相互毗鄰地設(shè)置在一 起，且所述第一散熱通道于基座的下表面上的投影位于所述第二散熱通道于 基座的下表面上的投影的周圍。
全文摘要
一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，包括一基座、安裝于基座上表面的至少一發(fā)光二極管芯片及保護所述發(fā)光二極管芯片的一封裝體，基座上設(shè)有沿基座的厚度方向延伸的若干第一散熱通道及至少一第二散熱通道，所述第一散熱通道靠近基座的上表面，所述第二散熱通道靠近基座的下表面，且所述第一散熱通道于基座的下表面上的投影與第二散熱通道于基座的下表面上的投影不重合，所述第一散熱通道與第二散熱通道內(nèi)填充有散熱柱。
文檔編號H01L23/28GK101598312SQ20081006767
公開日2009年12月9日 申請日期2008年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者張家壽 申請人:富準精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻準精密工業(yè)股份有限公司