專利名稱：大功率發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是一種大功率發(fā)光二極管，用于照明、交通燈、汽車燈、飛機閱讀燈、射燈和信息顯示等。
背景技術(shù)：
目前，發(fā)光二極管已被廣泛用于顯示器、指示燈等。它包括有發(fā)光二極管的芯片，被安裝在一個金屬引出線頂部的反射碗內(nèi)，發(fā)光二極管的另一引出線通過金屬引線與發(fā)光二極管芯片相連，芯片的周圍有透光介質(zhì)，例如環(huán)氧樹脂。當(dāng)引出線之間加上適當(dāng)?shù)碾妷簳r，發(fā)光二極管芯片即發(fā)光。由發(fā)光二極管芯片發(fā)出的光、一部分可直接或經(jīng)由反射碗從透光介質(zhì)頂部出射，這部分為有用的光；但由發(fā)光二極管芯片發(fā)出的另一部分光將從發(fā)光二極管的側(cè)面逃脫，另有一部分將在發(fā)光二極管內(nèi)產(chǎn)生全反射而從發(fā)光二極管的側(cè)面或底部逃脫。同時，現(xiàn)有發(fā)光二極管芯片周圍均為絕熱的透光介質(zhì)，而引出線為一細(xì)的金屬線，或被安裝在印刷電路板上，發(fā)光二極管芯片產(chǎn)生的熱難于有效地散發(fā)掉，當(dāng)輸入功率升高時，芯片溫度容易升高，使發(fā)光效率下降，使用壽命縮短，因而難于制成高效率大功率發(fā)光二極管燈。
總結(jié)以上現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足有一是發(fā)光二極管芯片所發(fā)的光不能被充分利用，部分從芯片發(fā)出的光會從發(fā)光二極管側(cè)墻和因發(fā)光二極管內(nèi)部的光的全反射而損失掉；特別是在為了制造大功率高效率發(fā)光二極管而使用較大面積或多個發(fā)光二極管芯片時，這些損失就更為嚴(yán)重；二是芯片被安裝在一個小的金屬反射體上，此金屬體和芯片周圍都是透光介質(zhì)，例如環(huán)氧樹脂，所述透光介質(zhì)是熱的不良導(dǎo)體，而輸入芯片的電功率約有80％將轉(zhuǎn)變成熱能，增加輸入功率容易使芯片溫度升高，而現(xiàn)有發(fā)光二極管芯片的發(fā)光效率幾乎隨溫度的上升而直線下降，因而難于制成大功率高效率發(fā)光二極管。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服上述存在的不足，而提供一種可制成大功率高效率的發(fā)光二極管。它包括至少一個發(fā)光二極管芯片，其特征在于發(fā)光二極管芯片被安裝在高熱導(dǎo)率金屬基體的光反射面或光反射碗上，發(fā)光二極管芯片的電極經(jīng)至少一個引出線或金屬基體引出，用于連接外電源。
所述的引出線與金屬基體之間有絕緣裝置和絕緣層，絕緣裝置由環(huán)形或其它形狀的電路板構(gòu)成，其上表面有電路導(dǎo)電層，電路導(dǎo)電層與發(fā)光二極管芯片的電極之間有引線，引出線與電路導(dǎo)電層連接。
所述的電路導(dǎo)電層上可安裝有電子元件。本實用新型所述的金屬基體的下端面設(shè)置有至少一個螺絲或至少一個螺絲孔，并與一散熱裝置直接接觸連接。
所述的金屬基體的下端面設(shè)置有至少一個螺絲或至少一個螺絲孔，并與一散熱裝置通過中間的導(dǎo)熱絕緣層或?qū)釋?dǎo)電層相互連接。
所述的散熱裝置的形狀為燈罩形或其它形狀，其內(nèi)表面制有一層光反射面，外表面可帶有散熱葉片。
所述的散熱裝置上有一電連接裝置，用于把發(fā)光二極管與外電源相連接。在所述的電連接裝置內(nèi)咳裝有發(fā)光二極管的驅(qū)動電路。
所述的散熱裝置與電連接裝置之間還可設(shè)置有一金屬基板，且散熱裝置被固定在金屬基板上。
本實用新型所述的發(fā)光二極管芯片的周圍有如環(huán)氧樹脂或光學(xué)膠等制成的透光介質(zhì)，透光介質(zhì)的頂面被設(shè)計成平面、球面、橢球面或其它非球面狀。所述的發(fā)光二極管芯片上還可有可吸收芯片所發(fā)出光的光轉(zhuǎn)換材料。
本實用新型的發(fā)光二極管的光反射裝置和散熱裝置，可提高現(xiàn)有發(fā)光二極管的光利用率，散熱好，可使大功率發(fā)光二極管芯片工作于高效率的較低溫度下，芯片所發(fā)的光可充分得到利用。它與現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光二極管相比，具有效率高、功率大、壽命長等優(yōu)點。


圖1為本實用新型的大功率發(fā)光二極管的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型的大功率發(fā)光二極管的又一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型作詳細(xì)介紹。圖1所示為本實用新型的大功率發(fā)光二極管的一個實施例的原理結(jié)構(gòu)示意圖，它也可以是一種大功率發(fā)光二極管燈。它包括有至少一個大功率發(fā)光二極管1，一個散熱裝置3，所述散熱裝置3可帶有光反射面2，一個電連接裝置4。
所述大功率發(fā)光二極管1包括有至少一個發(fā)光二極管芯片5，所述芯片5被安裝在至少一個高熱導(dǎo)率金屬基體6的光反射面或光反射碗7上，所述金屬基體6與散熱裝置3緊密熱接觸；發(fā)光二極管芯片5的電極可經(jīng)至少一個引線10、至少一個引出線11或金屬基體6引出，用于連接外電源，以點亮發(fā)光二極管。引出線11與金屬基體6之間有絕緣裝置12和絕緣層13，所述絕緣裝置12可為一環(huán)形或其它形狀的電路板，由陶瓷、環(huán)氧電路板、半導(dǎo)體等制成，其上表面有電路導(dǎo)電層14，用于連接引線10和引出線11以及用于多個芯片之間的連接，也可用于安裝電子元件15，若為半導(dǎo)體板，則還可有半導(dǎo)體電路。
所述金屬基體6由高熱導(dǎo)率金屬、例如銅、銀、鋁或合金等制成。所述金屬基體6還有至少一個螺絲8或至少一個螺絲孔(圖中未示出)，用于將發(fā)光二極管和散熱裝置3相連接。所述金屬基體6可直接與散熱裝置3緊密接觸，也可在二者之間有導(dǎo)熱絕緣層或?qū)釋?dǎo)電層9。
所述的散熱裝置3可帶有光反射面2、帶有散熱葉片，為燈罩形或其它形狀的散熱器，由高熱導(dǎo)率材料，例如銅、銀、鋁或合金等制成；所述的光反射面2為錐形、柱面、平面、拋物面(如圖2中23所示)等，光反射面為高反射率面，例如為銀、鋁、合金層或其它高反射率面。
所述芯片5的周圍為透光介質(zhì)16，例如環(huán)氧樹脂或光學(xué)膠等，它為透明、著色或漫射的，其頂面17可按輸出光結(jié)構(gòu)的要求設(shè)計成平面、球面、橢球面或其它非球面。
所述至少一個發(fā)光二極管芯片4可以是相同發(fā)光色或不同發(fā)光色的，它們可按需要并聯(lián)、串聯(lián)或串并聯(lián)，從而可得到不同色的或可變色的燈或顯示器。
所述至少一個發(fā)光二極管芯片4上還可有光轉(zhuǎn)換材料18，它可吸收芯片5所發(fā)的光，例如藍(lán)光或紫外線，發(fā)出所需色的光，從而可制成白光或其它所需色光的發(fā)光二極管。
圖2所示為本實用新型的大功率高效率發(fā)光二極管和用它制成大功率發(fā)光二極管燈的又一個實施例的原理結(jié)構(gòu)示意圖。其特征在于所述的電連接裝置4a中有發(fā)光二極管的驅(qū)動電路19，所述驅(qū)動電路的輸入經(jīng)至少一個引線20與電連接器21相連，用于連接外電源和電信號，其輸出經(jīng)至少一個引出線22、22a或至少一個引出線23與發(fā)光二極管1相連，用于控制發(fā)光二極管芯片的發(fā)光亮度，可用于調(diào)節(jié)燈的光亮度或得到不同色的光、可變色的燈，也可用于顯示器。
發(fā)光二極管的至少一個引出線也可以從發(fā)光二極管的絕緣裝置12上的電路導(dǎo)電層14直接引出，如圖2中部22、22a所示，連結(jié)處的絕緣裝置12可有至少一部分較大，其上表面的電路導(dǎo)電層14，可用于連接發(fā)光二極管的引出線22a。
散熱裝置3也可固定在另一金屬板25上，以增散熱效果。
本實用新型要求保護的范圍不限于本文中介紹的各實施例，涉及的專門技術(shù)是本專業(yè)一般人員所熟悉的，因此只要了解本實用新型的內(nèi)容，可以做各種形式的變換和代換。
權(quán)利要求1.一種大功率發(fā)光二極管，它包括至少一個發(fā)光二極管芯片，其特征在于發(fā)光二極管芯片(5)被安裝在高熱導(dǎo)率金屬基體(6)的光反射面或光反射碗(7)上，發(fā)光二極管芯片(5)的電極經(jīng)至少一個引出線(11)或金屬基體(6)引出，并與外電源連接。
2.如權(quán)利要求1所述的大功率發(fā)光二極管，其特征在于所述的引出線(11)與金屬基體(6)之間有絕緣裝置(12)和絕緣層(13)，絕緣裝置(12)由環(huán)形或其它形狀的電路板構(gòu)成，其上表面有電路導(dǎo)電層(14)，電路導(dǎo)電層(14)與發(fā)光二極管芯片(5)的電極之間有引線(10)，引出線(11)與電路導(dǎo)電層(14)連結(jié)；引出線可經(jīng)金屬基體(6)引出(11)，也可由電路導(dǎo)電層(14)直接引出(22、22a)。
3.如權(quán)利要求2所述的大功率發(fā)光二極管，其特征在于所述的電路導(dǎo)電層(14)上安裝有電子元件(15)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的大功率發(fā)光二極管，其特征在于所述的金屬基體(6)的上設(shè)置有至少一個螺絲(8)或至少一個螺絲孔，用于和散熱裝置(3)直接接觸連接。
5.如權(quán)利要求1或2所述的大功率發(fā)光二極管，其特征在于所述的金屬基體(6)的上設(shè)置有至少一個螺絲(8)或至少一個螺絲孔，用于和散熱裝置(3)相連接，金屬基體(6)和散熱裝置(3)間有導(dǎo)熱絕緣層或?qū)釋?dǎo)電層(9)。
6.如權(quán)利要求1所述的大功率發(fā)光二極管，其特征在于所述的散熱裝置(3)的形狀為燈罩形或其它形狀，其內(nèi)表面可制有一層光反射面，外表面可帶有散熱葉片。
7.如權(quán)利要求5和6所述的大功率發(fā)光二極管，其特征在于所述的散熱裝置(3)上有電連接裝置(4)，用于大功率發(fā)光二極管和外電源連接；所述的電連接裝置(4)內(nèi)裝還可有發(fā)光二極管的驅(qū)動電路(17)。
8.如權(quán)利要求7所述的大功率發(fā)光二極管，其特征在于所述的散熱裝置(3)與電連接裝置(4)之間還設(shè)置有一金屬基板(25)，且散熱裝置被固定在金屬基板(25)上。
9.如權(quán)利要求1所述的大功率發(fā)光二極管，其特征在于所述的發(fā)光二極管芯片(5)的周圍有如環(huán)氧樹脂或光學(xué)膠等制成的透光介質(zhì)(16)，透光介質(zhì)的頂面(17)被設(shè)計成平面、球面、橢球面或其它非球面狀。
10.如權(quán)利要求1或9所述的大功率發(fā)光二極管，其特征在于所述的發(fā)光二極管芯片(5)上還有可吸收芯片所發(fā)出光的光轉(zhuǎn)換材料(18)
專利摘要一種大功率發(fā)光二極管，它包括有至少一個安裝在高熱導(dǎo)率金屬基體的光反射面上的發(fā)光二極管芯片，所述金屬基體有至少一個螺絲或至少一個螺絲孔，用于和散熱裝置緊密熱接觸；金屬基體上有絕緣層和絕緣裝置，用于連接引出線，從而可制成大功率、高效率的發(fā)光二極管和燈，用于照明、交通燈、汽車燈、飛機閱讀燈、射燈和信息顯示等，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有功率大、效率高、壽命長等特點。
文檔編號H01L33/00GK2544416SQ0223363
公開日2003年4月9日 申請日期2002年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月17日
發(fā)明者葛世潮, 黃晞 申請人:葛世潮