專利名稱：雙向發(fā)光散熱的發(fā)光二極管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管(LED)技術領域，特指一種雙向發(fā)光散 熱的發(fā)光二極管。
背景技術：
發(fā)光二極管(LED)是一種半導體固體發(fā)光器件，它是利用固體 半導體晶片作為發(fā)光材料，當兩端加上正向電壓，半導體中的載流子 發(fā)生復合引起光子發(fā)射而產生光，是當今最熱門的光源技術，LED光源的特點是節(jié)能消耗能量較同光效的白熾燈減少80%;使用低壓電源(在6-24V之間)，安全性好；體積小，可以制備成各種形狀的 器件；壽命長；響應時間快白熾燈的響應時間為毫秒級，LED燈的 響應時間為納秒級；無有害金屬汞對環(huán)境的污染等，隨著大功率LED 燈的開發(fā)應用，LED燈己從點光源向功能性照明的方向發(fā)展，發(fā)展前 景無比廣闊。然而，從應用實踐中發(fā)現(xiàn)，目前國內外生產的LED燈，特別是白 光LED燈有其明顯的不足1、 晶片發(fā)出光的利用率低參見圖1_2:晶片03或晶片4單面 發(fā)光，晶片03或晶片4靠在碗杯的一面不發(fā)光，而只能以發(fā)熱的形 式通過碗杯3傳遞出來， 一是造成熱量的增加，二是造成能源的浪費 或光通量的減少。2、 白光二極管的色溫穩(wěn)定性差、產品使用壽命低參見圖l,該 LED燈是由兩條腿式的引線支架01及設于一支架碗杯中的晶片02、 覆蓋晶片02上的熒光粉03和封裝晶片02的環(huán)氧樹脂04組成，其缺
點是環(huán)氧樹脂04封裝時將晶片02及熒光粉03無縫隙地包覆，晶片 02發(fā)出的光和熱使得熒光粉03加速老化，環(huán)氧樹脂的厚實封裝使得 LED的散熱效果變差，加之兩條腿式的引線支架01的散熱能力不足， 均導致LED的光效和壽命的降低；針對上述產品的不足， 200620015677. 3號中國專利(參見圖2)對LED燈進行了有益的改進， 該LED產品是在柱狀基板2上設置有碗杯3，在碗杯3內設置有晶片 4，在晶片4的外表面涂有一層熒光粉5，基板2用抗紫外線的中空的 透鏡罩7封罩，在透鏡罩7的空腔內填充有惰性氣體8，晶片4的正 負極分別用引線6引出并與延伸至透鏡罩7之外的導腳1連接，該結 構由于柱狀基板2、導腳1及惰性氣體8的導熱性，使晶片4周圍的 溫度有所降低，但是，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，該結構由于晶片4與熒光粉5直 接接觸，熒光粉5直接受熱，導致熒光粉5容易迅速老化及碳化發(fā)黑， 使藍光晶片發(fā)出的藍光與熒光粉5結合生成的白色光在短時間內產生 光通量降低、大幅度的光衰減、色溫改變，直至死燈即LED燈報廢； 因此，只有降低熒光粉的環(huán)境溫度，才能防止熒光粉的老化及碳化發(fā) 黑，保持色溫不發(fā)生變化，進一步延長LED燈的工作壽命，提高LED 燈的光效。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種進一步提高晶片發(fā)出光的利用率、降低 熒光粉的環(huán)境溫度、延長LED燈的工作壽命的雙向發(fā)光散熱的發(fā)光二 極管。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的雙向發(fā)光散熱的發(fā)光二極管，是將發(fā)光二極管晶片上的正、負電極分別用引線引出并與延伸至透鏡罩之外的導 腳連接，透鏡罩可罩住晶片，其特征在于在基板上的通孔內至少固定
有一個晶片。上述的晶片為紅光或黃光或藍光或綠光或橙光的晶片。 上述的通孔的上下端為兩個向外擴張的杯狀的無底的凹槽。上述的基板是用PCB基或銅基或鋁基或鐵基材料制成的。上述的透鏡罩與介質之間可設置有空腔，在空腔內填充有氮氣、 氦氣、氖氣、氬氣、氙氣之一的惰性氣體。上述的透鏡罩是用抗紫外線的光學玻璃或光學塑料或樹脂或硅 膠或環(huán)氧樹脂或陶瓷材料制作的，透鏡罩的外形為圓形或橢圓形或半 圓形或平面形或方形或蜂窩六角形。在上述的晶片中的藍光晶片的外表面設置有透光、隔熱的介質， 在介質的外表面或透鏡罩上設置有一層熒光粉。上述的介質是用隔熱、透光、抗紫外線的硅膠或環(huán)氧樹脂或陶瓷 或光學塑料或光學玻璃材料制作的。上述的熒光粉設置在透鏡罩上是指設置在透鏡罩的夾層內或透 鏡罩的內表面或透鏡罩的外表面或混合在制作透鏡罩的材料內。雙向發(fā)光散熱的發(fā)光二極管的用途，可用于制做LED照明燈、LED 信號燈、LED指示燈、LED裝飾燈、LED燈帶、LED燈杯、LED節(jié)能燈、 LED地埋燈、LED輪廓燈、LED投光燈。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術突出的優(yōu)點是-1、 LED燈的光效高由于本發(fā)明可使LED晶片20的雙面發(fā)光， 經(jīng)試驗驗證，本發(fā)明相比同功率的現(xiàn)有技術1和現(xiàn)有技術2分別提高 光效36%和16%。2、 LED燈的發(fā)光強度穩(wěn)定由于本發(fā)明將熒光粉31的位置從晶 片20的周圍外移，并用介質30將熒光粉31與晶片20隔離開，由于
介質30的隔熱性，使晶片20由于發(fā)光所激發(fā)出的熱量大部分被金屬 基板10帶走，少部分被光帶走，形成了熒光粉31周圍良好的環(huán)境溫 度，熒光粉就不宜老化及碳化發(fā)黑，保持色溫不發(fā)生變化，使LED燈 的發(fā)光強度穩(wěn)定。3、本發(fā)明的使用壽命延長由于本發(fā)明的熒光粉與晶片不直接 接觸，使熒光粉的環(huán)境溫度變好，不易使熒光粉5受熱導致迅速老化 及碳化發(fā)黑，從而延長了 LED燈的工作壽命，經(jīng)試驗驗證，LED燈在 5000小時老化后，現(xiàn)有技術1的光通量僅有初始光通量的10%,現(xiàn)有 技術2的光通量為初始光通量的85%，而本發(fā)明的光通量為初始光通 量的90%以上，使LED燈的工作壽命大大延長。
圖1是現(xiàn)有技術1的結構示意圖；圖2是現(xiàn)有技術2的結構示意圖；圖3是本發(fā)明實施例1_4中基板的剖視示意圖；圖4是本發(fā)明實施例1的結構示意圖；圖5是本發(fā)明實施例2的結構示意圖；圖6是本發(fā)明實施例3的結構示意圖；圖7是本發(fā)明實施例4的俯視示意圖；圖8是圖7的A—A向剖視圖。
具體實施例方式下面以具體實施例對本發(fā)明作進一步描述實施例l:參見圖3—4:雙向發(fā)光散熱的發(fā)光二極管，是將發(fā)光二極管晶片20上的正、負電極分別用引線21引出并與延伸至透鏡罩 40之外的導腳22連接，透鏡罩40可罩住晶片20，在基板10上的通 孔15內至少固定有一個晶片20。
上述的晶片20為紅光或黃光或藍光或綠光或橙光的晶片。 上述的通孔15的上下端為兩個向外擴張的杯狀的無底的凹槽11、12。上述的基板10是用PCB基或銅基或鋁基或鐵基材料制成的。上述的透鏡罩40與介質30之間可設置有空腔32，在空腔32內 填充有氮氣、氦氣、氖氣、氬氣、氙氣之一的惰性氣體。上述的透鏡罩40是用抗紫外線的光學玻璃或光學塑料或樹脂或 硅膠或環(huán)氧樹脂或陶瓷材料制作的，透鏡罩40的外形為圓形或橢圓 形或半圓形或平面形或方形或蜂窩六角形實施例2:參見圖5:基本結構與實施例1基本相同，只是晶片 20為藍光晶片時，在藍光晶片的外表面設置有透光、隔熱的介質30， 在介質30的外表面或透鏡罩40上設置有一層熒光粉31。上述的介質30是用隔熱、透光、抗紫外線的硅膠或環(huán)氧樹脂或 陶瓷或光學塑料或光學玻璃材料制作的。上的熒光粉31設置在透鏡罩40上是設置在透鏡罩40的夾層內 或透鏡罩的內表面或透鏡罩的外表面或混合在制作透鏡罩40的材料 內。實施例3:參見圖6:基本結構與實施例2基本相同，只是，只 是上述的一層熒光粉31設置在透鏡罩40上，即設置在透鏡罩40的 夾層內，當然，上述的熒光粉設置在透鏡罩的夾層內或透鏡罩的內表 面或透鏡罩的外表面或混合在制作透鏡罩的材料內。實施例4:參見圖7—8:采用的基板、晶片、碗狀的凹杯、介質、 惰性氣體、引線及導腳與實施例2或實施例3基本相同，只是將多個 LED燈組件安裝在一個金屬盒體50內，盒體50的上下部均用抗紫外
線的光學玻璃或光學塑料或樹脂或硅膠或環(huán)氧樹脂或陶瓷材料制作成上、下平面透鏡罩41封蓋，在透鏡罩41的夾層內分別設置有一層 熒光粉31，當然，也可以將熒光粉31設置在透鏡罩41的內表面或透 鏡罩41的外表面或混合在制作透鏡罩41的材料內，也可以像實施例 2那樣，將熒光粉31設置在介質30的外表面，晶片的正、負電極分 別用引線引出再分別與導腳并聯(lián)連接，當然，LED的數(shù)量多少可視光 照強度的需求而設計，由于熒光粉31被介質30隔熱及其散熱空間加 大，金屬盒體50的散熱效果好，使得LED的穩(wěn)定性變好、光效增大、 壽命增長，試驗證明，熒光粉31的環(huán)境溫度越低，其工作環(huán)境就越 好，光效就越大，壽命就越長。利用所述的雙向發(fā)光散熱的發(fā)光二極管可制造出系列的LED照明燈、 LED信號燈、LED指示燈、LED裝飾燈、LED燈帶、LED燈杯、LED節(jié) 能燈、LED地埋燈、LED輪廓燈、LED投光燈等各種發(fā)光類燈具，制 作時可利用現(xiàn)有的燈具的引腳及外部結構，連接定位上本發(fā)明的結構 即可，也可重新設計制造新式的燈具結構，適應人們的不同需求，以 達到真正意義上的節(jié)能降耗。
權利要求
1、 雙向發(fā)光散熱的發(fā)光二極管，是將發(fā)光二極管晶片(20)上 的正、負電極分別用引線(21)引出并與延伸至透鏡罩(40、 41)之 外的導腳(22)連接，透鏡罩(40、 41)可罩住晶片(20)，其特征 在于在基板(10)上的通孔(15)內至少固定有一個晶片(20)。
2、 根據(jù)權利要求1所述的雙向發(fā)光散熱的發(fā)光二極管，其特征 在于所述的晶片(20)為紅光或黃光或藍光或綠光或橙光的晶片。
3、 根據(jù)權利要求1所述的雙向發(fā)光散熱的發(fā)光二極管，其特征 在于所述的通孔(15)的上下端為兩個向外擴張的杯狀的無底的凹槽(11、 12)。
4、 根據(jù)權利要求1所述的雙向發(fā)光散熱的發(fā)光二極管，其特征 在于所述的基板(10)是用PCB基或銅基或鋁基或鐵基材料制成的。
5、 根據(jù)權利要求1所述的雙向發(fā)光散熱的發(fā)光二極管，其特征 在于所述的透鏡罩(40、 41)與介質(30)之間可設置有空腔(32)， 在空腔(32)內填充有氮氣、氦氣、氖氣、氬氣、氙氣之一的惰性氣 體。
6、 根據(jù)權利要求1所述的雙向發(fā)光散熱的發(fā)光二極管，其特征 在于所述的透鏡罩(40、 41)是用抗紫外線的光學玻璃或光學塑料或 樹脂或硅膠或環(huán)氧樹脂或陶瓷材料制作的，透鏡罩(40、 41)的外形 為圓形或橢圓形或半圓形或平面形或方形或蜂窩六角形。
7、 根據(jù)權利要求1或2所述的雙向發(fā)光散熱的發(fā)光二極管，其 特征在于在所述的晶片(20)中的藍光晶片的外表面設置有透光、隔 熱的介質(30)，在介質(30)的外表面或透鏡罩(40、 41)上設置 有一層熒光粉(31)。
8、 根據(jù)權利要求7所述的雙向發(fā)光散熱的發(fā)光二極管，其特征 在于所述的介質(30)是用隔熱、透光、抗紫外線的硅膠或環(huán)氧樹脂 或陶瓷或光學塑料或光學玻璃材料制作的。
9、 根據(jù)權利要求7所述的雙向發(fā)光散熱的發(fā)光二極管，其特征 在于所述的熒光粉(31)設置在透鏡罩(40、 41)上是指設置在透鏡 罩(40、 41)的夾層內或透鏡罩的內表面或透鏡罩的外表面或混合在 制作透鏡罩(40、 41)的材料內。
10、 雙向發(fā)光散熱的發(fā)光二極管的用途，其特征在于可用于制做 LED照明燈、LED信號燈、LED指示燈、LED裝飾燈、LED燈帶、LED 燈杯、LED節(jié)能燈、LED地埋燈、LED輪廓燈、LED投光燈。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管(LED)技術領域，即雙向發(fā)光散熱的發(fā)光二極管，是將發(fā)光二極管晶片上的正、負電極分別用引線引出并與延伸至透鏡罩之外的導腳連接，透鏡罩可罩住晶片，在基板上的通孔內至少固定有一個晶片，也可在晶片的外表面設置透光、隔熱的介質，在介質的外表面或透鏡罩上設置一層熒光粉，優(yōu)點是由于本發(fā)明的晶片可雙向發(fā)光，使LED燈的光效提高16-36％，由于白光的LED燈將熒光粉與晶片隔離開，使熒光粉不宜受熱而老化及碳化發(fā)黑，使色溫及發(fā)光強度穩(wěn)定，產品經(jīng)5000小時老化試驗，光通量仍為初始光通量的90％以上，可用于制做各種發(fā)光類LED燈。
文檔編號F21V13/02GK101123289SQ200710030060
公開日2008年2月13日 申請日期2007年9月5日 優(yōu)先權日2007年9月5日
發(fā)明者鄒本壯 申請人:昌鑫光電(東莞)有限公司