[发明专利]发光二极管的封装结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管的封装结构，特别涉及一种以卡合方式使用镜片固定座将光学镜片固定在基座上且可以快速更换光学镜片的封装结构。

背景技术

发光二极管(LED)利用电能直接转化为光能的原理，在半导体内正负极两个端子施加电压，当电流通过时，使电子与空穴相结合而释放能量，所述能量以光的形式释放，这就是发光二极管的发光原理。发光二极管按照使用的材料不同，所述材料的能阶的高低使光子能量产生不同波长的光。发光二极管具有体积轻巧、反应速度快及无污染等优势，这些优势使发光二极管的应用领域逐渐涉及到各种产业，且逐渐开发出高功率的发光二极管，以解决亮度不足的问题，使发光二极管也可以应用于照明光源领域，并有逐渐取代传统钨丝灯的趋势，发光二极管是未来替代传统照明的潜力产品。

发光二极管主要由基座、发光二极管芯片、光学镜片和镜片固定座构成，基座为发光二极管芯片提供承载和电极连接，在结构上，光学镜片通常通过镜片固定座固定在基座上，或使用粘胶将光学镜片粘固在基座上。发光二极管的结构如美国专利US2004/0126913，将LED组装在引线框架(lead frame)上，光学镜片则嵌合在基座或反光罩上；或者如日本专利JP3191580，使用导电夹(electric contacts)固定发光二极管芯片与光学镜片；或者如俄罗斯专利WO2006109113，将光学镜片穿过载板(substrate)以导杆(melted plasticindexing means)固定；或者如台湾专利TW238542，使用螺纹或插槽(Socket)固定；或者如日本专利JP2007080879，将光学镜片卡勾在基座上；其他各种组装结构如日本专利JP2000150968，美国专利US5440468、US5068771、US200702301、US2004190304、US2007139931等。由于使用粘胶填充在发光二极管芯片与光学镜片之间，以固定光学镜片与基座，因此可能因粘胶受热老化或粘胶黄化而影响亮度；而使用镜片固定座将光学镜片固定的方法是一种实用的结构，如日本专利JP60198412等。如图1所示，图1是示出使用镜片固定座的发光二极管的封装结构的侧视图。在图1中，封装结构1包括基座(base)10、发光二极管芯片(LED die)11、光学镜片12和镜片固定座(lensholder)13。发光二极管芯片11设置在基座10上，透镜12覆盖该发光二极管芯片，并置于镜片固定座13和基座10之间且穿过镜片固定座13的开孔。基座10的表面具有至少一个通孔101，而镜片固定座13的支撑柱131穿过通孔101，接着将支撑柱131的露出通孔101的支撑柱露出通孔部分19热熔而产生形变，使支撑柱131无法脱离通孔，从而达到镜片固定座13将光学镜片12固定在基座上的目的。使用这种结构除了可以固定光学镜片外，也可适当防止由于热膨胀造成光学镜片与基座的分离，尤其适用于具有特殊光型(light pattern)的LED；特殊光型的LED在结构上更需要光学镜片与基座能稳固结合。然而，这种结构却难以达到光学镜片与基座定位的效果，且需要使用热熔使支撑柱131产生形变，在组装上难以达到快速的目的。

随着发光二极管的日益普及，应用的领域也越来越广，对于能产生特殊光型的发光二极管的需求也越来越多，如第2图所示的发光二极管发出五角形的光型。然而，这种能产生特殊光型的发光二极管对于封装结构中的光学镜片的定位要求十分严格，因为只要光学镜片的位置有微小的改变，或是光学镜片有微小的转动，都会影响这种发光二极管的光型质量。而上述公知技术的封装结构1仅以镜片固定座13的支撑柱131被限定在通孔101中的方式来将镜片固定座13和光学镜片12固定在基座10上，但是经过长时间的使用，封装结构难免会受到外力晃动或震动，致使支撑柱露出通孔部分19无法有效地将支撑柱131限定在通孔101中，使得镜片固定座13可能会松动而导致光学镜片12的移动或转动，进而影响发光二极管的发光光型。

尤其，如果使用粘胶或支撑柱131热熔而产生形变所制造的发光二极管，若将其安装在灯具或其它发光体上，则其光型因为光学镜片固定于发光二极管而无法改变；当存在更换光型的需求时，必须替换整组发光二极管，这造成不便及费用的提高。

为解决上述提出的问题，本申请的发明人基于多年从事研究与诸多实务经验，经多方研究设计与专题探讨，在本发明中提出一种发光二极管的封装结构，以作为前述期望的一种实现方式与依据。

发明内容