[实用新型]高功率发光二极管

说明书

技术领域

本实用新型是有关于一种高功率发光二极管，且特别是有关于一种具有良好散热设计及反应速度的高功率发光二极管。

背景技术

近年来，发光二极管(light emitting diode；LED)的应用范围持续扩大，已逐渐成为日常生活中不可或缺的重要组件，目前广泛应用于汽车、通讯、消费性电子及工业仪表等各种不同领域。由于传统单颗LED亮度远低于一般照明需求，因此高功率LED借着提高操作电流或将单颗LED的晶粒面积放大，以符合照明使用所需。然而，增大LED晶粒面积虽可提高额定电流，却相对衍生出散热与发光效率大幅降低的问题。由于大晶粒使用较大电流将使晶粒温度升高，其所产生的热量需自封装体中有效导出，才能提升光输出功率，因此在使用设计上对基材的散热考虑便十分重要。

传统的LED封装技术是将发光半导体组件固定于金属导线架或印刷电路板上加以运用，但由于金属导线架及印刷电路板的导热性不佳，因此并不适用于高功率操作场合。请参照图1，为一习知的发光二极管封装结构。一电极片110配置于一基材120底部，基材120上方配置一导电垫130及一导电片140，导电垫130上方固定一发光半导体组件150，并以一焊线160电性连结至导电片140。其中，此基材120的材质为绝缘体，由于受限于材质本身的导热能力，需要再搭配导热材料才能将热量导出，无形中增加制程的复杂度和成本。并且由于不同材料间热膨胀系数的差异，其散热效果亦有限，使得热阻增加而大幅降低了发光效率。

因此，需要一种具有良好散热效果的设计，可兼具降低热阻及制程复杂度，以达到降低成本并提升高功率发光二极管发光效率的目的。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的就是在提供一种具有良好散热设计的高功率发光二极管，用以改善传统发光二极管于高功率操作下，产生的大量热量无法从封装体中导出的缺点。

本实用新型的另一目的是在提供一种具有高导热效果的发光半导体组件基材设计，以改善因基材导热性不佳所造成之热阻过高而影响光输出功率的情形。

本实用新型的又一目的是在提供一种与基材一次成型的光学反应机构，以避免为了提高发光强度而衍生之制程复杂度及生产成本的增加。

本实用新型的再一目的是提供一种兼具高导热及高导电效率的发光半导体组件基材设计，以解决发光半导体组件于高功率操作下，额定电流提高产生的热阻使反应速度变慢的问题。

根据本实用新型的上述目的，提出一种具有良好散热设计的高功率发光二极管。依照本实用新型一较佳实施例，这种具有良好散热设计的高功率发光二极管包含一散热性佳的基材，此基材可以是一导体散热块，例如一金属材料。此基材的上表面具有一底部平坦且侧壁倾斜的凹杯构造，根据本实用新型的实施例，此凹杯构造可为圆弧形、锥形或其它适当的形状。此凹杯构造的内部表面可附着一高反射率物质，例如银、金及其组成的族群，以作为反射器之用。此基材中配置有一或多个导电插塞，是作为发光半导体组件的电源接点，根据本实用新型的实施例，此导电插塞的材质为一导体，例如银、铜、铜合金、铜银合金、铝、铝合金或其组合。此基材中配置有一或多个绝缘插塞邻接导电插塞，是作为基材与导电插塞间的电性绝缘，根据本实用新型的实施例，绝缘插塞至少包含一绝缘性材料，例如高分子材料、陶瓷材料或其它适当的绝缘性材料。一或多个发光半导体组件固定于凹杯中，以导电插塞作为发光半导体组件的电源接点，并以一或多条焊线电性连结发光半导体组件与基材，将发光半导体组件的电极导引至基材与导电插塞底部。根据本实用新型的实施例，此发光半导体组件可依实际需求配设成并联或串联形式。一包覆层填充于凹杯中并包覆发光半导体组件及焊线，此包覆层材料可为高分子填充材料，例如环氧树脂、硅胶及树脂。一保护层覆盖于此包覆层的上表面，此保护层材料可为透光性材质，例如玻璃或高透光性树脂。根据本实用新型的实施例，此保护层可保护封装结构内部及作为一聚光光学透镜，此保护层之外型可为平板状、平凸透镜状及双凸透镜状。根据本实用新型的实施例，可于保护层的一面涂布一种萤光材质，或将萤光粉混合封填于高分子透光材质中。

因此，应用本实用新型可具有下列优点：

1.利用金属基材形成的导体散热块，具有良好的散热特性，改善传统基材因导热性不佳影响光输出功率的问题。金属的良好传热特性能有效将热量自封装体中导出，使发光二极管于高功率操作下仍可维持在适当温度，更提升光输出功率。