CN100391017C - 发光器件 - Google Patents

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CN100391017C CNB2004800147284A CN200480014728A CN100391017C CN 100391017 C CN100391017 C CN 100391017C CN B2004800147284 A CNB2004800147284 A CN B2004800147284A CN 200480014728 A CN200480014728 A CN 200480014728A CN 100391017 C CN100391017 C CN 100391017C
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Abstract

一种发光器件，其包括：底座，其包括由电绝缘材料制成的安装基底，安装在安装基底上的至少一个发光二极管晶片和形成于所述安装基底上以电连接到所述发光二极管晶片的电导线；和用于传热的第一板，其包括金属板；其中与所述第一板的金属板相对的安装基底的第一平面被热接合到所述第一板，并且所述安装基底具有凹口，所述至少一个发光二极管晶片安装在所述凹口的底部上。所述传热意味着热量通过所述底座和用于传热的所述第一板之间的固体材料进行传导。热连接包括两平面之间的接触或其用焊料或类似物接合。

Description

发光器件
技术领域
本发明涉及一种具有发光二极管的发光器件，尤其涉及一种具有良好传热性能的发光器件。
背景技术
近来，通过基于氮化镓半导体发射蓝光或紫外线的发光二极管(LED)晶片与各种类型的荧光材料结合，发出不同于LED晶片发出的光的一种或多种颜色的光(包括白光)的发光器件已被开发。该发光器件例如具有体积小、重量轻和功耗低的优点，并且广泛地用于显示器的光源，代替小灯泡的光源，液晶显示器的光源，等等。当这样的发光器件被用于显示器的光源、液晶板的光源或类似的光源时，每个晶片的亮度低并且不足。于是提供LED管壳以使LED晶片安装和密封在安装基底上，该安装基底具有待连接到外电路的导电部分，通常所需数量的LED管壳被安装在印刷电路板上。例如，日本专利特开2001-134558公开了一种发光器件，其中在其凹口中具有发光二极管晶片的金属块被安装在金属平板上。
为了提供高的光强度，可以增加用于LED晶片的注入电流。由于现在可用的LED晶片具有小至10％的效率，大部分输入电能被转化为热量，因此热量随着电流的增加而增加。我们已经知道当温度因产生的热量而升高时诸如LED晶片的使用寿命和效率这样的特性受到损害。由于用来安装LED管壳的印刷电路板通常由诸如聚酰亚胺或环氧树脂这样的低热传导率的树脂制造，因此产生的热量不会有效地从LED管壳被散发。
图1显示了有效地传递在LED管壳中产生的热量的现有技术的发光器件99的一个例子(例如，日本专利特开2002-162626)。每个LED管壳90具有一对被称为平面安装型的外端子95，并且被安装在膜基底92上，该膜基底是由聚酰亚胺制成的印刷电路板。导电图案的线路区域93形成于膜基底92的顶面上，而其背面用粘合剂接合到由金属制成的支承框架91上。LED管壳90的电极95连接到线路93。此外，在LED管壳90下方的区域垂直地通过膜基底92和框架91形成孔，具有高热传导率的粘性填充物94被填充到所述孔中直到LED管壳90的后面。由LED晶片产生的一部分热量经线路区域93传导到膜基底92并且进一步传导到框架91以从那里散发。此外，由LED管壳产生的大部分热量直接通过粘性填充物传导到膜基底92并且进一步传导到框架91以从那里散发。
然而，上述的发光器件的传热结构具有以下的问题。主要由硅树脂制成并且具有高热传导率的粘性填充物被用来传导在LED晶片中产生的热量，但是它具有的热传导率比诸如金属或陶瓷这样的材料更小。此外，除了将LED管壳安装到线路区域93的步骤之外，在其封装过程中至少还需要将所述填充物填充到所述孔中以用于形成传热路径的步骤。而且，填充步骤麻烦。
发明内容
本发明的目的是提供一种带有LED晶片的发光器件，其具有简单的结构以改善传热。
在本发明的一个方面，提供一种发光器件，其包括：底座(submount)，其包括由电绝缘材料制成的安装基底，安装在安装基底上的至少一个发光二极管晶片和形成于所述安装基底上以电连接到所述发光二极管晶片的电导线；和用于传热的第一板，其包括金属板；其中与所述第一板的金属板相对的安装基底的第一平面被热接合到所述第一板，并且所述安装基底具有凹口，所述至少一个发光二极管晶片安装在所述凹口的底部上。所述传热意味着热量通过所述底座和用于传热的所述第一板之间的固体材料进行传导。热连接包括两平面之间的接触或其用焊料或类似物接合。
优选地，用于传热的所述第一板包括所述金属板、形成于金属板上的绝缘层、和形成于所述绝缘层上的电连接图案层。所述底座的安装基底的第一平面被热接合到所述第一板的所述金属板的一部分，所述金属板的所述一部分为在与所述底座相对的一侧通过去除所述绝缘层和所述图案层而暴露的部分。所述底座的所述电导线电连接到所述第一板的所述电连接图案层。在所述晶片中产生的热量可以被传递到所述金属板。
优选地，所述安装基底和所述第一板中的至少一个具有突起，该突起具有平面以热接合到所述安装基底和所述第一板中的另一个。因此，所述安装基底可以直接被接合到所述第一板。
优选地，所述安装基底和所述第一板中的一个具有突起，而另一个具有凹口，从而所述突起适配在所述凹口中以在它们之间热接合。
优选地，用接合材料使所述发光二极管晶片面朝下地被安装到所述安装基底。
优选地，所述安装基底包括通孔，所述通孔由热传导率高于所述安装基底的材料制成的层覆盖。例如，所述通孔充满热传导率高于所述安装基底的材料。
优选地，所述发光器件进一步包括设在所述安装基底和用于传热的所述第一板之间的金属元件。所述金属元件与所述底座的安装基底以及所述第一板的所述金属板的所述暴露部分热接合。例如，所述金属元件是接合元件，以将所述底座的安装基底接合到所述第一板的所述金属板的所述暴露部分。
优选地，所述安装基底由陶瓷材料制造。因此，可以比由树脂制造的安装基底更有效地传递热量。
在本发明的不同方面，一种发光器件进一步包括在所述安装基底的第一平面上的至少一个凹槽。优选地，所述至少一个凹槽中的每一个都包括一个底部和两个侧面，所述两个侧面之间的宽度沿着从所述底部向所述至少一个凹槽中的每一个的开口的方向增加。
优选地，所述发光器件进一步包括在所述至少一个凹槽上形成的层，所述层由热传导率高于所述安装基底的材料形成。
优选地，用接合材料使所述发光二极管晶片面朝下地被安装到所述安装基底，并且所述至少一个凹槽形成于所述接合材料和所述安装基底的第一平面之间以热接合到所述金属板的所述暴露部分。
优选地，提供了两个或以上的凹槽，并且所述凹槽的密度朝着刚好处于所述二极管晶片之下的区域增加。
优选地，所述至少一个凹槽的数量等于或大于两个，并且所述凹槽具有不同的深度。所述凹槽的深度朝着刚好处于所述二极管晶片之下的区域增加。
优选地，所述至少一个凹槽的数量等于或大于两个，并且所述凹槽的密度朝着刚好处于所述接合材料之下的区域增加。
优选地，所述至少一个凹槽的数量等于或大于两个，并且所述凹槽具有不同的深度。所述凹槽的深度朝着刚好处于所述接合材料之下的区域增加。
优选地，所述至少一个凹槽的数量等于或大于两个，并且所述凹槽具有不同的深度。所述至少一个凹槽的数量等于或大于两个，并且所述凹槽的密度朝着刚好处于所述发光二极管晶片中的中央发光二极管晶片之下的区域增加。
优选地，所述至少一个发光二极管晶片的数量等于或大于两个，所述至少一个凹槽的数量等于或大于两个，所述凹槽具有不同的深度，并且所述凹槽在所述至少一个发光二极管晶片中的中央发光二极管晶片和所述金属板的所述暴露部分之间的区域中的深度大于在其它区域中的深度。
在本发明的另一方面，除了用于传热的第一板之外，所述发光器件进一步包括用于传热的第二板，该第二板被热接合到不同于其第一平面的所述底座的第二平面。因此在所述发光二极管晶片中产生的热量可以以两种方式通过所述第一和第二板被传递。所述传热意味着热量通过所述底座和用于传热的所述第一和第二板之间的固体材料进行传导。
优选地，用于传热的所述第二板包括另一金属板、形成于另一金属板上的绝缘层、和形成于所述绝缘层上的电连接图案层。所述电连接图案层电连接到所述底座的所述导线。如果所述底座的所述安装基底被直接接合到所述金属板，那么热量被更有效地传递到所述第二板。
优选地，所述第一和第二板中的一个包括至少一个板状元件以与所述第一和第二板中的另一个热接合。
优选地，所述发光器件进一步包括设在所述第一和第二板之间的导热元件以与所述第一和第二板中的每一个热接合。
优选地，所述第一和第二平面中的一个具有在安装在所述安装基底上的所述至少一个发光二极管晶片之上的开口。
优选地，所述安装基底包括嵌入到其中的传热材料，所述传热材料具有比所述安装基底的主体更高的热传导率。例如，所述传热元件与所述第一和第二板中的至少一个接合。
本发明的一个优点是在发光二极管晶片中产生的热量可以容易地通过热接合从底座传递到与其热接合的第一板。
本发明的另一个优点是发光二极管晶片的温度升高可以因有效的传热而下降。
本发明的进一步的优点是在发光二极管晶片中产生的热量可以更有效地通过多个传热路径被传递，以减小发光二极管晶片的温度。
附图说明
图1是现有技术的发光器件的剖面图；
图2是本发明的一个实施例的发光器件的剖面图；
图3是本发明的另一实施例的发光器件的剖面图；
图4是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图；
图5A是用于本发明的又一实施例的发光器件的LED的底座的剖面图，图5B是所述发光器件的剖面图；
图6是本发明的一个实施例的发光器件的又一实施例的剖面图；
图7是用于本发明的又一实施例的发光器件的LED的底座的剖面图；
图8是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图；
图9是本发明的一个实施例的发光器件的又一实施例的剖面图；
图10是本发明的又一实施例的另一发光器件的剖面图；
图11是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图；
图12是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图；
图13是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图；
图14是本发明的又一实施例的发光器件的一个应用的剖面图；
图15是本发明的所述实施例的发光器件的另一应用的剖面图；
图16是用于本发明的又一实施例的发光器件的LED的底座的剖面图；
图17是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图；
图18是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图；
图19A是用于本发明的又一实施例的发光器件的LED的底座的剖面图，图19B是用于LED的底座的底视平面图，图19C是所述发光器件的剖面图，图19D是所述发光器件的改进实施例的剖面图；
图20A是用于本发明的又一实施例的发光器件的LED的底座的剖面图，图20B是用于LED的底座的底视平面图，图20C是所述发光器件的剖面图，图20D是所述发光器件的改进实施例的剖面图；
图21是本发明的一个实施例的发光器件的又一实施例的剖面图；
图22是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图；
图23是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图；
图24是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图；
图25是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图；
图26是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图；
图27是本发明的一个实施例的发光器件的又一实施例的剖面图；
图28是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图；
图29是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图；
图30是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图；
图31是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图；
图32A是用于本发明的又一实施例的发光器件的LED的底座的剖面图，图32B是所述底座的底视平面图；
图33是用于本发明的一个实施例的发光器件的LED的底座的底视平面图；
图34是用于本发明的又一实施例的发光器件的LED的底座的底视平面图；
图35A是用于本发明的又一实施例的发光器件的LED的底座的剖面图；图35B是用于LED的所述底座的底视平面图；
图36是用于本发明的又一实施例的发光器件的LED的底座的底视平面图；
图37是用于本发明的又一实施例的发光器件的LED的底座的底视平面图；
图38是用于本发明的又一实施例的发光器件的LED的底座的底视平面图；
图39是用于本发明的又一实施例的发光器件的LED的底座的底视平面图；
图40A是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图，图40B是用于所述发光器件的LED的底座的透视图；
图41A是是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图，图41B是用于所述发光器件的LED的底座的透视图；
图42是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图；
图43是用于本发明的又一实施例的发光器件的LED的底座的透视图；
图44是用于本发明的又一实施例的发光器件的LED的底座的透视图；
图45是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图；
图46A是用于图45中所示的发光器件的LED的底座的前视图，图46B是其沿线E-E′的剖面图；
图47是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图；
图48是从右侧观察到的图47中所示的发光器件的剖面图；
图49A是用于图47中所示的发光器件的LED的底座的前视图，图49B是其右侧视图；
图50A是用于图47中所示的发光器件的、用于传热的第一板的示图，图50B是其右侧视图；
图51是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图；
图52A是用于图51中所示的发光器件的LED的底座的前视图，图52B是其沿线F-F′的剖面图；
图53是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图；
图54A是用于图53中所示的发光器件的LED的底座的前视图，图54B是其沿线G-G′的剖面图；
图55是本发明的又一实施例的发光器件的剖面图；
图56A用于图55中所示的发光器件的LED的底座的前视图，图56B是其沿线H-H′的剖面图；
图57A是用于根据本发明的一个实施例的发光器件的LED的底座的前视图，图57B是其沿线I-I′的剖面图；
图58A是带有用于LED的底座的所述发光器件沿图57A中的线I-I′的剖面图，图58B是沿图57B中的线J-J′的又一剖面图；
图59A是用于本发明的又一实施例的发光器件的LED的底座的剖面图，图59B是其被安装在板上的状态下的剖面图，图59C是用于解释制造用于传热的多层型式的过程的剖面图；和
图60A是一种发光器件的剖面图，该发光器件具有安装在用于传热的印刷板上用于光量控制的透镜，图60B是设置成与印刷板分离的光量控制透镜的剖面图。
具体实施方式
下面参考附图解释本发明的若干实施例的发光器件，其中在全部的若干视图中相同的参考字符表示相同的或对应的部件。
图2显示了本发明的实施例的发光器件200。在发光器件200中，用于LED的底座100的底部11与电路板300的金属板30热接触。底座100具有安装基底10和安装在安装基底10上的发光二极管(LED)晶片5，所述安装基底具有导线12-14和15-17。LED晶片5沿垂直于其上示出了图2的纸张的方向发出线束。电路板300具有金属板30和用于形成于电绝缘层40上的电导体的金属图案41。LED晶片5具有氮化镓半导体。在该实施例和以下的实施例中，LED晶片5具有氮化镓半导体，但并不局限于此。
底座100具有安装基底10，该安装基底具有类似于杯体的凹口以用于在其中央安装LED晶片5。它具有台阶以形成突起11，所述突起形成于其底面并且向下延伸，并且这样产生了类似字母T的剖面。此外，它在底座100上具有导线12-14和其它导线15-17，导线12-14从所述杯体的底部附近沿图2中的向右方向朝着所述板的下台阶的底部延伸，导线15-17从所述杯体的底部附近沿图2中的向左方向朝着所述底部延伸。底座100通常关于围绕类似字母T形状的轴线的旋转具有对称形状，但是其形状并不局限于此。例如，它可以是矩形的。
用压模接合材料将LED晶片5接合到安装基底10上的杯体的底部，并且设在其顶上的两个电极(未示出)用线6连接到为在所述电导线中的布线提供的部分12、15。
此外，电路板300的金属板30的一部分在底座100的一侧被暴露，通过热接触与用于安装LED晶片5的顶面相对的突起11的底部平面，底座100被安装到所述暴露部分。安装基底10的底部平面与金属板30的所述暴露区域接触的部分在下文中被称为热接触部分1。电导线12-14、15-17用焊料42接合到电路板300的图案41。在该结构中，传热路径从安装基底10被提供给金属板30，从而在LED晶片5中产生的热量可以容易地被引导到电路板300。此外，通过使用用于电路板300的电图案41的电连接的回流焊步骤，制造过程可以被简化，其中热接触可以同时形成于安装基底10和电路板300之间以提高传热效率。通过在与金属板30相对的安装基底10的平面上形成金属层，并且通过用焊料将其接合到金属板30的所述暴露区域，可以进一步提高传热效率。这也适用于随后说明的其它实施例。
图3显示了本发明的另一实施例的发光器件201。该发光器件201类似于第一实施例的发光器件200，区别在于底座101的安装基底10具有用于安装LED晶片5的平坦顶面。例如，当底座101在安装基底10的顶板上难以具有凹口时，例如如果它由陶瓷材料制造，或者当它不需要在顶板上具有凹口时，该类型的底座可以被用于安装LED晶片5。
图4显示了本发明的又一实施例的发光器件202。在发光器件202中，底座102被安装在电路板302上，其中LED晶片50面朝下地被安装在安装基底10上(倒装片接合)。安装基底10具有没有突出的平坦底板，而电路板302在暴露区域具有突起31。底座102和电路板302之间的接合等等类似于上述的发光器件。
下面解释LED晶片50及其面朝下安装。LED晶片50具有相继叠加在其上的透明晶体板60，n型半导体层61，p型半导体层64，以及形成于所述半导体层上的电极62、65。此外，电绝缘层67和金属层68相继形成于p型半导体层64上。通过将透明晶体板60安置在上面而将电极62、65安置在下面(面朝下)，LED晶片50被安装在安装基底10的杯体上。
在安装基底10的杯体的底部，除了电导线12、15之外，形成假图案18。接合材料63、66、69预先被设置在底部的图案上以用于使它们与LED晶片50的电极接合。n型半导体层61与电极62和安装基底10上的图案12之间的接合材料63电连接。p型半导体层64与电极65和安装基底10上的图案15之间的接合材料66电连接。此外，LED晶片上的金属层68用接合材料69与安装基底10上的假图案18连接。
接合材料63、66、69对于螺柱***由诸如金或合金这样的金属制造，或者对于焊料***由焊料制造。通过使用这样的接合材料，LED晶片50和安装基底10之间的热接合可以被提高并超过引线接合，从而可以提高传热效率。对于每个电极62和65，接合材料可以是一个，但是通过为每个电极提供多个接合材料，可以进一步提高传热效率。
如果用于接合的必要区域的开口形成于在电极上和在半导体层上形成的绝缘层上，接合材料之间缩短的可能性可以被减小，从而可以使用更多的接合材料。作为另一选择，绝缘层67的一部分被金属化以形成与其它电极62和65绝缘的金属层68，除了用于其它电极62、65的接合之外，可以增加用于接合的所述区域的尺寸，这增强了热接触。
图5A是用于本发明的又一实施例的发光器件203的LED的底座103的剖面图，图5B是发光器件203的剖面图。底座103具有一种结构，其中安装基底10具有通孔20，所述通孔从用于安装LED晶片50的顶部上的凹口的底部延伸到安装基底10的底板。通孔20的尺寸朝着安装基底10的底部增加，并且金属层21用焊接或类似方法形成于通孔20的内表面上，这类似于图案。当底座103被安装到电路板303时，通孔20上的金属层21用焊料43连接到电路板303的金属板30的暴露金属区域。在该结构中，由于在LED晶片50中产生的热量通过热传导率高于传统安装基底的金属层21朝着电路板303传导。于是，可以进一步提高传热效率。
图6显示了本发明的又一实施例的发光器件204，所述发光器件带有含通孔20的安装基底10。发光器件204与图5A和5B中所示的发光器件203不同，原因在于底座104在其底部具有突起11。电路板300的金属板30具有平坦的暴露区域。与前述实施例类似的优点也可以在该结构中实现。
图7显示了本发明的又一实施例的底座105，该底座具有充满填充物23的通孔，所述填充物例如为铜、银或焊料，其具有比安装基底10更高的热传导率。因此，与图5A、5B和6中所示的发光器件相比，可以进一步提高传热效率。
图8显示了本发明的又一实施例的发光器件206。发光器件206的底座106类似于图4中所示的底座102的安装基底10，区别在于为字母V形的凹口19形成于底座106的安装基底10的底部。电路板302类似于图4中所示的电路板302，区别在于它具有类似字母V的电路板302的金属板30的凸出32，该凸出与凹口19对应。通过将金属板30的凸出32适配到底座106的凹口19而制造发光器件206。在该结构中，可以增大安装基底10和金属板30之间的接触面积。于是它们之间的热接触变得可靠，它们之间的热阻被减小，并且用于LED晶片50的传热效率被提高。此外，可以在将底座106安装到电路板306的步骤中容易地执行底座106和电路板306的对准。
图9-12显示了根据本发明的又一实施例的四种类型的发光器件207-210，所述发光器件在底座和电路板之间的热接触的结构上具有不同的组合。首先，在图9中所示的发光器件207中，图2中所示的发光器件中的突起的位置被颠倒。也就是说，在图2中所示的发光器件200中，电路板308的金属板30的暴露区域是平坦的，而在发光器件207中，暴露区域具有突起31，该突起与安装基底10的平坦底部接触。在该情况下，与图2中所示的发光器件200中的配对物相比，LED晶片5和金属板30之间的距离变短，因此提高了传热效率。
在另一方面，在图10、11和12中所示的发光器件208、209和210中，安装基底10的底面和金属板30的暴露区域中的一个具有突起，而另一个具有凹口，并且所示突起适配所述凹口。需要注意的是发光器件209和210具有带突起和凹口的双组合的结构，其中突起和凹口进一步具有内部的凹口或突起。在凹口(一个或多个)适配到突起(一个或多个)的这些结构中，可以更精确地在制造过程中进行底座和电路板之间的对准，同时保持传热效率。
在图11所示的发光器件209中，凹口33形成于金属板30的突起31中，并且金属板30的凹口33适配到安装基底10的突起11。在该结构中，电路板309与底座的安装基底10之间的热接触区1的热接触面积大于图10所示的发光器件208中的情况，因此进一步提高了传热效率。
图12中所示的发光器件210具有类似于图10中所示的发光器件208的结构，区别在于凹口形成于安装基底10的突起11中以适配到金属板30的突起31。因此，类似于发光器件208，金属板30和安装基底10之间的接触面积大于发光器件208的情况，并且LED晶片5和金属板30之间的距离更短，因此进一步提高了传热效率。
图13显示了本发明的又一实施例的发光器件211。在发光器件211中，图2中所示的发光器件200中的突起11被具有更高的热传导率的金属板25替换。因此，与图2中所示的发光器件200相比，热阻被减小以提高传热效率。作为另一选择，电路板300可以具有薄绝缘层(例如厚度等于或小于大约100微米)并且一层形成有焊料、银膏等以替代金属板25。
接着，图14和15显示了上述发光器件的应用。图14显示了上述的一个发光器件208应用于液晶显示器的背光，交通信号的发光部分等等。为了发出期望颜色的光，用于发出预定颜色的LED晶片5被选择，并且它与包括荧光材料的荧光元件81组合，所示荧光元件具有转换颜色的功能。具有期望颜色的光由LED晶片5和荧光元件81获得，并且它进入导向板82以朝着显示部分(未示出)被导向，并且被发射到外部空间。
此外，在图15所示的应用中，与上述的荧光元件81组合的发光器件208获得光，所述光进入具有透镜部分84的光学部件83，并且由透镜部分84聚合的光沿预定方向传递。
图16显示了用于本发明的又一实施例的发光器件的底座114。在如图4中所示的具有面朝下的LED晶片的底座的上述实施例中，接合材料69与其它电极65电绝缘。在底座114中，接合材料69连接到从p型半导体层64上的电极65延伸的部分。在该结构中，不需要新的电极来连接接合材料69，从而制造过程变得更简单。
图17和18显示了用于本发明的又一实施例的发光器件215、216的底座115、116。这些发光器件具有不同类型的底座。安装基底10的电导线不延伸，从而具有平行于电路板300的金属图案41的截口。
在图17所示的发光器件215中，通过用焊料42将安装基底10的电导线13、16连接到电路板300的金属图案41，底座115被安装到电路板300。底座115在其两侧用焊料42接合，而在图2所示的发光器件200中，底座100在其底面用焊料42接合。由于底座115在其底部不具有电导线，因此制造过程变得更简单。此外，由于没有焊接层存在于底座115和电路板300之间，因此发光器件的尺寸不会因焊接层而变化。于是，可以精确地设置在该方向上的尺寸，并且热接触的可靠性变得更高。
在图17所示的发光器件215中，安装基底10的顶部具有朝着电路板300倾斜的平面，并且电导线12、15在其上延伸。与图17中所示的底座类似，没有焊接层存在于底座115和电路板300之间，从而制造过程变得更简单。此外，由于底座的顶部不平坦并且其肩部变得更低，因此可以减小用于安装基底的材料用量，并且发光器件的尺寸不会因焊接层而变化。
接着解释上述实施例的修改。在图5和6所示的发光器件203和204中，底座和金属板的暴露区域之间的热接触区1用焊料连接，而在其它发光器件中底座在热接触区1处与金属板的暴露区域接触而在它们之间没有中间元件。在其它发光器件中，金属层可以形成于安装基底的底部，并且底座可以用焊料连接到金属板的暴露区域。于是可以进一步增加传热效率。在制造过程中，在用于图案的电连接的回流步骤中可以同时在热接触处形成焊接层。
当在热接触区1形成焊接层时，优选的是，所述热接触区的位置低于电路板的图案41的高度。例如，在图2所示的发光器件200中，当热接触区被焊接时，可以防止图案14和17由焊料短路。在图10和12所示的发光器件208和210中，在最外部的接触部分仍然低于电路板309、310的绝缘层，因此可以确保防止在热接触处的短路。
接着解释一系列发光器件，其在与电路板的金属板30接触的底座的安装基底10的平面处具有一个或多个凹槽。如上所述在背景技术中，能量的一部分作为从LED晶片的p和n层发出的光被输出，但是其大部分被转化为热量。在LED晶片中产生的一部分热量以对流和热辐射的形式被传递到外部，但是其大部分通过接合材料或类似材料传导到安装基底，并且进一步通过在其底部的焊料到达电路板，并且从电路板的表面散发。
在上述的传导路径中，在具有低热传导率(0.3-10W/mK)的安装基底中热阻最大。热阻与在厚度方向的安装基底的厚度成正比并且与热传导率成反比。因此，可取的是低于LED晶片的安装基底的厚度小。然而，低于LED晶片的安装基底或主要传导路径的厚度的减小使其难以形成安装基底。此外，这减小了安装基底的强度，从而安装基底在将LED晶片安装到安装基底的制造步骤中易于破裂。于是如下所述一个或多个凹槽形成于安装基底上，从而可以容易地形成安装基底，同时保持其强度，并且可以显著降低安装基底的热阻。
图19A-19D显示了在安装基底上具有凹槽的发光器件的第一例子。在该例子中，彼此平行地在安装基底10的底部上提供多个凹槽(凹部)。如图19A和19B中所示，LED晶片50用接合元件51面朝下地安装到形成于底座117的安装基底10的顶部的凹口的底部上(倒装片)。安装基底10例如由氧化铝制造，并且在其底部具有突起11。如图19B中所示，三个凹槽7平行地形成于突起11的中央。为了有效地散热，凹槽7被定位成穿过区域50a，该区域是LED晶片50在垂直方向的投影图像。也就是说，低于LED晶片50的安装基底10的平均厚度变得更小，或者在该区域的热阻被减小。
当底座117被安装到电路板300上时，如图19C中所示，焊接层7形成于安装基底10的底部和电路板300的顶部之间。焊接层30也充满凹槽7，从而通过提供焊接层7进一步减小LED晶片50和金属板30之间的平均热阻。
通过使用具有上述凹槽7的结构，即使对于由诸如氧化铝这样的较脆材料制造的安装基底，也可以在保持强度的同时减小厚度。此外，例如可以用更高热传导率(313W/mK)的镀铜形成金属薄膜。可以通过将焊料(热传导率，50W/mK)填充到凹槽7中进一步将热阻减小到更大的程度。由于作为主要传导路径低于LED晶片50的安装基底10的热阻被减小，因此LED晶片50的温度上升可以被减小。淀积法或类似方法可以用于形成金属薄膜。金属薄膜可以由铜、金、银或热传导率高于安装基底10并且具有用于接合的良好湿度的类似物制造。通过在凹槽7的表面上提供铜薄膜或类似薄膜，便于热量从安装基底10传递到金属板30。作为用于传热的辅助材料的用于填充凹槽7的填充物并不限于上述的焊料。例如，可以使用热传导率高于安装基底10的银膏、硅树脂或类似物。用于传热的辅助材料可以是焊接金属线，例如焊接铜线。
如图19D中所示，凹槽7可以具有侧壁，在所述侧壁之间具有空间，该空间从底部向其开口增加。由于凹槽7朝其开口变宽，因此与图18C中所示的凹槽相比，便于热量从安装基底10传递到电路板的金属板30。此外，在凹槽7的该结构中，诸如焊料这样的填充物可以被填充到凹槽7内，同时抑制气泡的生成。因此，该结构有利于提高传热效率。
图20A-20D显示了上述发光器件的修改实例。图19中所示的底座17在安装基底10之下具有突起11，该突起类似于图2中所示的底座100，同时不带有突起的该例子的底座118可以在安装基底10的底部具有凹槽7。如图20A和20B中所示，凹槽7可以平行地形成于整个底部上。
当底座118被安装到电路板300上时，如图19C所示，电路板300可以具有薄绝缘层40(例如等于或小于大约100微米)，除了与用于传导层的焊料42接合之外，通过使用焊接形成的焊接层43，底座118可以被直接安装到电路板300的金属板30上。
作为另一选择，当底座118被安装到电路板300上时，具有图4中所示的突起的板300可以用于接触安装基底10的底部。作为另一选择，如图20D中所示，具有与凹槽7适配的突起的金属元件25a可以被***到安装基底10和金属板30之间。
接着，解释在具有含上述凹槽7的底座117、118的发光器件上传导的模拟的结果。在三种情况下执行传导模拟，其中LED晶片的热条件和环境温度保持相同。在第一种情况下，凹槽未被设置于安装基底10的底部上；在第二种情况下，凹槽7在它们之间等距离地被设置于安装基底10上；在第三种情况下，凹槽7被设置于安装基底10上，从而凹槽中空间的总体积与第二种情况相同，但是凹槽7仅被设置于LED晶片5的接合材料之下。模拟结果显示了LED晶片5的温度在按照第一种情况，第二种情况和第三种情况的顺序递减。如果在第一种情况下的LED晶片5的温度被设置成100，它在第二种情况下减小为83，在第三种情况下减小为77。因此，可以发现如果凹槽7仅仅被设置在LED晶片50的接合材料51之下，可以进一步提高传热效率，并且LED晶片50的温度上升可以被减小。
图21显示了具有凹槽结构的本发明的又一实施例的发光器件。在所述发光器件中仅在接合元件51之下的凹槽7所具有的深度大于其它情况。在凹槽7的该结构中，仅在LED晶片50之下的安装基底10的厚度可以进一步被减小而不减小安装基底10的强度。于是从LED晶片50到金属板30的热阻可以进一步被减小，并且LED晶片50的温度上升可以被降低。
图22显示了具有凹槽结构的本发明的另一实施例的发光器件。在所述发光器件中，凹槽7被布置成使得仅在接合元件51之下的凹槽7具有最深的深度，同时邻近具有最深的深度的其中一个凹槽的凹槽随着离所述具有最深的深度的所述其中一个凹槽的距离的增加而逐渐增加。类似于图21中所示的发光器件，仅在LED晶片50之下的安装基底10的厚度可以进一步被减小而不损害安装基底10的强度。于是从LED晶片50到金属板30的热阻可以进一步被减小，并且LED晶片50的温度上升可以被降低。
图23显示了具有凹槽结构的本发明的又一实施例的发光器件。在所述发光器件中，宽凹口71被设置在LED晶片50之下的安装基底10的底部中，并且凹槽7被设置在用于LED晶片50的接合材料51之下的凹口71的内部。由于凹口71较宽并且凹槽7的深度比图22中的配对物浅，因此焊料更容易进入和填充凹槽7。
图24-27显示了具有凹槽结构和多个LED晶片50的本发明的又一实施例的发光器件。在所述发光器件中，LED晶片50彼此邻近地安装在安装基底10地中央，同时凹槽(或凹口)7被设置在LED晶片50之下的安装基底10上。在图24所示的发光器件中，凹槽7具有相同的尺寸。在图25所示的发光器件中，对于多个LED晶片50之中的中央LED晶片50，凹槽7的深度最深，并且在其两侧根据离用于中央LED晶片50的中央凹槽的距离而变浅。在图26所示的发光器件中，对于每个LED晶片50设置了宽度狭窄的多个凹槽，并且对于中央LED晶片，在LED晶片50之下的凹槽的数量和密度变为最高。此外，图27中所示的发光器件具有类似于图25和26中所示的凹槽7，但是用于中央LED晶片50的凹槽具有最高的密度和最深的深度。于是，中央LED晶片50可以有效地散热，从而可以使LED晶片50的温度分布均匀。
图28-31显示了具有本发明的又一实施例的发光器件，所述发光器件具有类似于图24-27中所示的凹槽结构，但是具有面朝上安装的LED晶片55。用诸如压模接合元件或镀层这样的接合材料57安装LED晶片55。用引线接合执行对LED晶片55的电极56的电连接。在所述发光器件中，凹槽7的结构具有的优点是使温度分布均匀和有效地散热，类似于上述的发光器件。
图32A和32B显示了具有凹槽结构的本发明的又一实施例的底座119。在底座119中，如图32B中所示，凹槽7在垂直和横向方向形成于其底部(或后部)上。当底座119被安装到电路板300上时，焊料或类似物被***到底座119的底部和电路板之间，并且如上述图20D中所示，它被填充到凹槽7中。
在安装基底10的结构中，与图19和20中所示的其中凹槽7仅仅沿一个方向被布置的配对物相比，凹槽7可以以更高的密度垂直地和横向地形成，同时不减小安装基底10的强度。此外，热量可以有效地从LED晶片50散发到电路板30，并且LED晶片50的温度可以进一步被减小。此外，由于同时垂直地和横向地形成凹槽7，当焊料53被填充到凹槽7中时空气可以容易地从突起的侧面泄漏。因此，能更容易地将焊料填充到凹槽7中。此外，由于焊料43的热传导率高于安装基底10，因此热量可以有效地被散发。如果LED晶片50被安装到垂直和横向凹槽的交点之上，可以更有效地进行传热。
图33显示了具有凹槽结构的本发明的又一实施例的底座。设置凹槽7以从安装基底10的突起11的中央径向延伸。尽管在该例子中仅有一个LED晶片(未示出)被安装在突起11的中央的区域50a之上，但是也可以安装多个LED晶片。当多个LED晶片被安装时，它们可以从光学视点径向地被安装。在这种情况下，当上述径向凹槽7被形成时，可以减小位于仅在它们之中的中央LED晶片之下的安装基底10的厚度。于是，促进了从LED晶片到金属板的传热，并且可以降低LED晶片的平均温度。
图34显示了具有凹槽结构的本发明的又一实施例的底座。凹槽7在一些区域密集地被形成，而在安装基底10的底部的其它区域疏松地被形成。尤其是，凹槽7在中央区域密集地被形成，从而可以减小仅在LED晶片之下的安装基底10的厚度，并且促进从LED晶片到印刷板的传热。
图35A和35B显示了具有凹槽结构的本发明的又一实施例的底座120。深孔72在仅处于用于LED晶片50的接合元件之下的区域中形成于安装基底10的底部上，并且凹槽7垂直地和横向地通过孔72形成。焊料被填充到安装基底10的底部与印刷板(未示出)的金属板之间的凹槽7和孔72中。凹槽7和孔72的数量以及它们的位置关系并不限于图35A和35B中所示的例子。由于深孔72形成于LED晶片之下的上述结构中以用于LED晶片的主传热路径，因此，可以减小刚好处于LED晶片之下的安装基底10的厚度。于是，促进了从LED晶片到金属板的传热，并且可以降低LED晶片的温度。
图36显示了具有凹槽结构的本发明的又一实施例的底座。凹槽7从安装基底10的突起11的中央径向延伸，并且其它凹槽7a同心地形成于突起11上。当多个LED晶片被安装时，它们可以从光学视点径向地被安装。在该例子中，上述的凹槽7、7a在每个LED晶片周围径向地形成以安装到区域50a之上。于是，可以减小刚好处于LED晶片(一个或多个)之下的安装基底10的厚度。于是，促进了从LED晶片(一个或多个)到电路板的传热，并且可以降低LED晶片(一个或多个)的温度。
图37显示了具有凹槽结构的本发明的又一实施例的底座。凹槽7在每个LED晶片的周围径向地形成以安装到区域50a之上。于是，当多个LED晶片被安装时，可以接收刚好处于LED晶片之下的安装基底10的厚度。于是，促进了从LED晶片到电路板的传热，并且可以降低LED晶片的温度。
图38和39显示了具有凹槽结构的本发明的又一实施例的底座。在图38所示的底座中，一个螺旋凹槽7形成于安装基底10的底部上的突起11上，而在图39所示的底座上中，一个凹槽7曲折地形成于安装基底10的底部上的突起11上。当底座被安装到电路板(未示出)的金属板上时，用于接合的焊接层被***到底座和金属板之间。
在图38或39所示的凹槽中，诸如焊接铜线这样的焊接金属线可以作为促进传热的辅助材料被***到其中。金属线或铜线具有高于安装基底10和高于焊料的热传导率。因此，通过***所述线，可以更多地减小热阻。由于仅有一个凹槽形成于安装基底10的突起11的底部，因此容易将所述线***到凹槽7中。
图40A和40B显示了具有凹槽结构的本发明的又一实施例的底座121。两个凹口(凹槽)73在仅处于LED晶片50之下的区域的外部平行地形成于安装基底10的底部。用于接合的焊接层43被***到安装基底10和电路板300的金属层30之间。在具有凹口73的该结构中，沿安装基底10的表面从热接触(焊接层43)到导线和电路板300的图案41之间的电接触(焊料42)的长度变长，从而可以防止它们之间的电短路。
图41A和41B显示了具有凹槽结构的本发明的又一实施例的底座122。凹口74形成为类似于图40A和40B中所示的凹口73，但是具有比它更大的尺寸。如图41A中所示，凹口74具有一个底面和在所述底面和凹口74的开口之间延伸的两个平面，并且所述凹口的宽度朝其开口变宽。
在具有凹口74的结构中，类似于图40A和40B中所示的底座，沿安装基底10的表面从热接触(焊接层43)到导线和电路板300的金属图案41之间的电接触(焊料42)的长度变长，从而可以防止它们之间的电短路。此外，用于传热的区域被加宽，并且促进了传热。此外，由于安装基底10的厚度差异不太大，因此在图41A和41B中所示的安装基底10可以采用注塑容易地制造成三维电路板，并且可以减少用于注塑的材料的用量。
图42显示了具有凹槽结构的本发明的又一实施例的底座123。安装基底10具有类似于在图41A和41B中所示的凹口(凹槽74)，并且金属层74a形成于凹口中的侧板上。可以通过用银或诸如铜或镍这样的其它金属镀覆而形成金属层74a。作为另一选择，可以应用白漆。于是，除了在图41A和41B中所示的底座上的上述优点之外，有利的是金属层74a反射由LED晶片50发出并且传递到安装层10的一部分或所有光。因此，沿侧向方向的漫射光可以被聚集到顶面，从而可以增加使用发射光的效率。
图43显示了具有凹槽结构的本发明的又一实施例的底座124。安装基底10具有类似于在图41A和41B中所示的凹口74。此外，在安装基底10的底面上沿侧向方向从凹口74的内部至安装基底10的侧面形成气孔75。于是，可以因在侧向方向的气孔75而进一步促进传热。
图44显示了具有凹槽结构的本发明的又一实施例的底座125。安装基底10具有类似于在图43中所示的凹口74和气孔75。此外，沿垂直方向从凹口74的内部至安装基底10的顶部形成气孔。于是，可以因在垂直方向的气孔而进一步提高传热。
可以以各种方式修改上述实施例。例如，LED晶片和在底座中的安装基底并不限于引线接合、倒装等。在上述的实施例中，安装基底由氧化铝制造，但是它也可以由不同于氧化铝的陶瓷或树脂制造。用于凹槽的填充物并不限于焊料，也可以使用热传导率高于安装基底的诸如银膏或硅树脂这样的材料。此外，凹槽的数量和LED晶片的数量也并不限于上述实施例中所示的例子。
在下面将要解释的实施例中，为了进一步提高传热效率，除了在底座和电路板之间的热接触之外还增加了用于传热的附加路径。于是可以进一步增加用于LED晶片的注入电流。
图45显示了根据本发明的又一实施例的发光器件，图46A和46B显示了用于图45中所示的发光器件的底座126的结构。图45中所示的发光器件具有***到都为传热而提供的第一板30a和第二板30b之间的一个或多个底座126。如图46A和46B中所示，底座126具有带有导线12、15的安装基底10和安装在安装基底10上的LED晶片5。安装基底10在其顶部具有凹口435，并且两个电导线12、15形成于凹口435中和安装基底10的顶面上。安装基底10的形状并不限于图46A和46B中所示的情况。例如，它可以具有平坦的顶部平面。LED晶片5在凹口435的底部用它们之间的接合材料434连接到导线12、15，如图46B中所示，并且底座126如图45中所示地被安装在发光器件中。
第一板30是上述的电路板，其具有金属板411、绝缘层412和形成于绝缘层412上的金属图案。在安装基底10的顶面上的电导线12、15的两端被用作用于电连接的线路区域432以用作正极和负极端子。底座126的线路区域432和第一板30a的图案413用焊料415进行连接。与LED晶片5相对的板30a的一部分具有对应于凹口的开口410。诸如荧光材料这样的用于转换入射光的波长的器件可以设置在所述开口中。
第二板30b由金属板制造。电绝缘线路区域436用来焊接到安装基底10的底(后)平面上，并且它用焊料425接合到第二板30b。第二板30b具有导热部分424，该导热部分具有与第一板30a相对的平面。第二板30b的导热部分424接触第一板30a，或者优选地用焊接与之连接。导热部分424可以作为单独元件而设置，以用焊料或类似物与第一和第二板30a和30b接合，或者可以是第一或第二板30a，30b的组成部分。此外，导热部分424可以与底座126的侧面接触或与之接合。
在图45所示的结构中，消耗在安装基底10中的热量除了通过如前述实施例所述的第一板30a被散发之外，还通过第二板30b被散发。因此，与图2中所示的发光器件相比，可以进一步减小LED晶片5的温度。如果安装基底10由诸如氮化铝这样的具有高热传导率的陶瓷材料制造，那么可以更有效地导热，并且可以更多地减小LED晶片5的温度。
在图45所示的结构中，用于传热的两个板30a、30b被安装在底座(一个或多个)126之上和之下，但是板30a和30b的设置并不被局限于该例子。
如果安装基底10例如为模制互连设备(MID)板，那么在导线的延伸上没有限制。因此，根据发光器件所使用的空间上的要求，用于传热的所述两个板例如可以设置在两个平面或后平面和侧平面上的合适位置。这也适用于在下面说明的下述实施例。
此外，用于传热的板的数量并不限于两个。在图45所示的例子中，用于传热的第三和第四板可以进一步设置在底座126的两侧。这进一步促进了传热，并且进一步减小晶片温度。
图47显示了根据本发明的又一实施例的发光器件，图48显示了在图47中的右侧观察到的发光器件的剖面。此外，图49A、49B和50A、50B分别显示了用于图47中所示的发光器件的传热的底座127和第一板30a的结构。
该实施例的发光器件类似于图45和46中所示的发光器件，区别在于以下几点。如图50A和50B中所示，通过去除绝缘层412的一部分，第一板30a的金属板411的一部分被暴露，或者其上不形成导电图案，从而使金属板411接触安装基底10的顶部。如图49A和49B中所示，凹槽437形成于安装平面10的顶部，并且将延伸到电导线12、15的线路432形成于凹槽437中。图案413形成于第一板30a的一部分上以适配到安装基底10的顶平面上的凹槽437。线路区域432用焊料接合到第一板30a上的图案413。第一板30a用焊料416接合到在安装基底10的顶部形成的图案438。
与前述实施例类似，与LED晶片5相对的板30a具有开口410。此外，如果第二板30b是热传导率高于电路板的金属板，那么在陶瓷材料制造的安装基底10中扩散的热量可以进一步被扩散，并且LED晶片5的温度可以进一步被降低。
由于用于传热的所述板中的金属板与底座127接触或接合，因此可以更有效地传热，并且LED晶片5地温度可以进一步被降低。此外，由于电路板被用于传热，因此可以增加底座电连接的自由度。
图51显示了根据本发明的又一实施例的发光器件，图52A和52B显示了发光器件的底座128。底座128的安装基底10具有由平板制造的多层结构并且具有电导线12和15。然而，安装基底10的形状并不限于平面，它可以是具有凹口或类似物的板。如图52B中所示，电导线12和15从安装基底10的顶部通过通孔12a、15a延伸到内层并且进一步延伸到其侧面和安装基底10的底部的一部分。形成用于焊接在安装基底10的底部上的线路区域436形成于底座128的底部并且接合到第一板30a上的图案413，但是电绝缘。LED晶片5在安装基底10的电导线12、15上安装有接合材料434。
第一板30a具有金属板411、绝缘层412和形成于所述绝缘层412上的金属图案413。通过去除没有导电图案形成于其上的绝缘层412的一部分，第一板30a的金属板411的一部分被暴露，从而使金属板接触安装基底10的顶面。第一板30a用焊料416接合到在安装基底10的底平面处的电线路436。此外，在第一板30a的图案413的一端的线路区域用焊料415接合到安装基底10的图案413的一端处的线路432。
用于传热的第二板30b是由铜制造的金属板，在该实施例中它被接合到安装基底10的顶面。该金属板由铜制造，但是并不局限于此。开口420被设置在与LED晶片5相对的第二板30a的一部分中。优选的是开口420的侧部呈锥形，但是并不限于锥形。在该例子中，银被淀积在所述锥形部分的表面上，并且银膜被抛光。如果安装基底10由陶瓷材料制造，那么优选的是与第二板30b接触的平面例如用钨金属化，并且用于传热的该金属化部分可以直接被接合而不用焊接到第二板30b。
仍然在该例子中，在由高热传导率的陶瓷材料制造的安装基片10中扩散的热量被引导通过具有高热传导率的金属板，从而可以进一步降低LED晶片5的温度。此外，由于图案413可以形成于与底座128相对的第一板30a的两侧，通常固定到外部设备的第二板可以不具有图案。于是，有利的是电绝缘设计具有高自由度。
图53显示了根据本发明的又一实施例的发光器件，图54A和54B显示了其底座129。具有金属板411、绝缘层412和图案413的电路板30a被设置在底座129的底面。凹口435和凹槽437形成于底座129的顶部上，并且电导线12、15形成于凹槽437和凹口435的底部上。由于形成于底座129上的导线12和15形成于凹槽437中，它们不会接触第二板30b。作为第二板30b的金属板具有开口420，该开口具有与LED晶片5安装在其上的凹口435的开口大约相同的尺寸。由透明材料或诸如荧光材料这样的转换LED晶片5发出的入射光的波长的材料制造的盖426可以设置在第二板30b的开口420中，或者它可以被用作安放荧光材料的元件。
在该实施例中，在LED晶片5中产生的热量通过底座129的安装基底10被传导到第二板30b并且从第二板30b的表面散发。由于热量也从第二板30b被散发，因此促进了底座129的传热，并且LED晶片5的温度被减小。因此，发光器件具有更长的使用寿命。此外，由于可以流入较大电流，因此可以增加光强度。由于第二板也被用作保持荧光盖的元件，因此可以减小制造成本。
图55和56A、56B显示了根据本发明的又一实施例的发光器件。底座130的安装基底10由树脂或陶瓷制造，并且由诸如铜、焊料或金这样的具有高热传导率的金属制造的多个热通道439形成于安装基底10中。热通道439并不接触形成于底座130上的电导线12、15或与之绝缘。热通道439的顶平面在底座130的顶平面上被暴露。凹口435和凹槽437形成于底座130的顶部上，电导线12、15形成于其底面上。用作第二板30b的金属板被设置在与用作第一板30a的电路板的顶部相对的底座130的顶平面上。
第二板30b具有开口420，该开口具有与LED晶片5安装在其上的凹口435的开口大约相同的尺寸。安装基底10的第二板30b用焊料接合到形成于安装基底10中的热通道439。由透明材料或诸如荧光材料这样的转换LED晶片5发出的入射光的波长的材料制造的盖426可以设置在第二板30b的开口420中，或者它可以用作安放荧光材料的元件。由于电导线12和15形成于凹槽437中，因此它们并不接触第二板30b。可以通过从底座130的顶平面之上形成孔，通过在所述孔的侧面镀金和通过在其中填充焊料而制造热通道439。
由于热通道被定位成比底座130的侧平面更靠近LED晶片5，因此由LED晶片5产生的热量可能通过热通道439而非底座130的侧面传导。因此，热量从底座的安装基底10通过热通道439传导到第二板30b以从其表面散发。
如上所述，根据所述实施例，由于热量也从用于传热的第二板散发，因此促进了底座的传热，并且因此降低LED晶片的温度。因此，发光器件具有更长的使用寿命。此外，由于可以流入更大的电流，因此可以增加光强度。由于第二板也被用作保持荧光盖的元件，因此可以减小制造成本。
图57A和57B显示了底座131，图58A和58B显示了根据本发明的又一实施例的带有底座131的发光器件。在底座131的大致整个底平面上设置金属板436a。热通道439a-439f被嵌入到安装基底10中，并且其底平面接触金属板436a的顶部。金属板436a的底平面用焊料425接合到用作传热的第二板30b的金属板。因此，热通道439a-439f中的每一个都紧密地热连接到第二板30b。热通道439a-439f地底部可以被延伸到第二板30b的底平面。嵌入在安装基底10的四个角周围的热通道439a-439f的顶部在底座131的顶面被暴露，不接触电导线12、15，但接触第一板30a的金属板411。形成于底座131的凹口435上的电导线12、15延伸到安装基底10的顶面并且连接到衬垫432。
如图58A和58B中所示，用作第一板30a的电路板具有金属板411、绝缘层412和图案层413，并且图案层413的图案面对底座131的顶部。图案层413用焊料415连接到衬垫432，该衬垫连接到电导线12、15。在底座131的顶面暴露的热通道439a-439d的顶部用焊料连接到第一板30a的金属板411。金属板411也被用作用于安放荧光盖426的夹具。
在该实施例中，用于传热的第二板30b和底座131大面积地彼此连接以便于通过主要传热路径导热。当LED被用于发光器件或显示设备时，当绝缘处理之后，在底座的底面的板通常被固定到所述设备的主体。在该实施例的结构中，这对应于第二板30b。由于它与LED晶片5绝缘，因此不需要绝缘处理，或者说可以减小制造成本。此外，可以减小第二板30b和所述设备的主体之间的热阻，并且可以有效地进行传热。
图59A、59B和59C显示了根据本发明的又一实施例的发光器件。具有高热传导率的多个金属薄片层431a(用于传热)被设置在底座132的安装基底10a中。金属薄片有必要被水平地布置，但是它们理想地被布置成具有便于导热的良好平衡。它们被暴露于底座132的外部。金属板436b具有相继形成于其上的电导线431和绝缘层430b，并且它们被布置在底座132的底面上。它们延伸到侧面以在其顶面设置衬垫432。电导线431b形成于在底座132的顶平面的中央形成的凹口435上，以连接金属薄片431a和电导线431。
被用作用于热交换的第一板30a或电路板的金属板411的一部分被暴露，并且暴露部分用焊料416接合到底座132的金属板436b。衬垫432用引线接合连接到第一板30b中的图案413。用于电连接的技术不受限制。在图59A-59C所示的例子中，线432a的端部被接合，而其另一端用焊料415连接到图案413。
待连接到LED晶片5的p和n电极的金属薄片431a和在底座132的凹口435的侧面的金属层431b彼此独立，并且它们在p和n侧面之间不连接。如图59C中所示，可以通过在成形为具有预定形状的陶瓷薄片上形成金属薄片431a的图案，通过在金属板436b上的陶瓷薄片上叠加金属薄片，和通过对其进行固化，从而形成图案431b。
在该实施例中，在LED晶片中产生的热量通过用于传热的图案被传导到整个底座，因此从底座的表面的传热被加速。由于没有图案存在于与底座的底面相对的用于传热的第一板上，因此它们之间的接触区域变宽，从而向电路板的传热被增强，或者说通过该路径的传热被增加。
在该实施例中，由于向用于传热的第一板的传热被增强并且从底座的表面的传热也增加，因此LED晶片的温度可以被降低以给予发光器件更长的使用寿命。由于更大的电流可通过LED晶片流入，因此可以增加光强度。
图60A显示了根据本发明的又一实施例的发光器件，其中底座具有图59A-59C中所示的结构。设置在底座的顶面上的板30b也被用作用于安置荧光材料426和用于光控的透镜427的框架。热通道439通过薄片431a形成，但是在底座的顶部不暴露。热通道439的顶部具有金层，并且用于固定透镜的框架30b用焊料与之接合。作为另一选择，如图60B中所示，顶板30b也可以仅仅被用来安置荧光盖426，而透镜427可以与之分离。参考数字440代表电子部件。
作为另一选择，热通道439可以在底座的顶部暴露。在该情况下，电路板被设置在顶板上，并且作为电极的热通道连接到电路板或用于传热的第一板。
在该实施例的结构中，通过热通道向底座的传热变得均匀，并且在用于传热的第二板的向上方向上的传热也被加速。通过在底座的顶部上提供用于传热的金属板可以获得类似的优点，但是热通道可以更加加速传热。根据该实施例，通过使用用于传热的图案和热通道可以更加加速传热。在该实施例中，使用了底座，但是其类型并不限于此。
尽管参考附图结合其优选实施例全面描述了本发明，应当注意的是对于本领域的技术人员来说各种变化和修改是显而易见的。这样的变化和修改应当被理解成包含在由附加权利要求限定的本发明的范围内，除非它们脱离该范围。

Claims (27)

1.一种发光器件，其包括：
底座，其包括由电绝缘材料制成的安装基底，安装在安装基底上的至少一个发光二极管晶片和形成于所述安装基底上以电连接到所述发光二极管晶片的电导线；和
用于传热的第一板，其包括金属板；
其中与所述第一板的金属板相对的安装基底的第一平面被热接合到所述第一板；并且
所述安装基底具有凹口，所述至少一个发光二极管晶片安装在所述凹口的底部上。
2.根据权利要求1所述的发光器件，其中用于传热的所述第一板包括所述金属板、形成于金属板上的绝缘层、和形成于所述绝缘层上的电连接图案层，所述底座的安装基底的第一平面被热接合到所述第一板的所述金属板的一部分，所述金属板的所述一部分为在与所述底座相对的一侧通过去除所述绝缘层和所述电连接图案层而暴露的部分，并且所述底座的所述电导线电连接到所述第一板的所述电连接图案层。
3.根据权利要求2所述的发光器件，其中所述安装基底和用于传热的所述第一板中的至少一个具有突起，该突起具有平面以热接合到所述安装基底和所述第一板中的另一个。
4.根据权利要求2所述的发光器件，其中所述安装基底和所述用于传热的第一板中的一个具有突起，而另一个具有凹口，从而所述突起适配在所述凹口中以在它们之间热接合。
5.根据权利要求2所述的发光器件，其中用接合材料使所述发光二极管晶片面朝下地被安装到所述安装基底。
6.根据权利要求2所述的发光器件，其中所述安装基底包括通孔，所述通孔由热传导率高于所述安装基底的材料制成的层覆盖。
7.根据权利要求6所述的发光器件，其中所述通孔充满热传导率高于所述安装基底的材料。
8.根据权利要求2所述的发光器件，进一步包括设在所述安装基底和用于传热的所述第一板之间的金属元件，所述金属元件与所述底座的安装基底以及所述第一板的所述金属板的所述暴露部分热接合。
9.根据权利要求8所述的发光器件，其中所述金属元件是接合元件，以将所述底座的安装基底接合到所述第一板的所述金属板的所述暴露部分。
10.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述安装基底由陶瓷材料制造。
11.根据权利要求1所述的发光器件，其中至少一个凹槽被设置在所述安装基底的所述第一平面上。
12.根据权利要求11所述的发光器件，其中所述至少一个凹槽中的每一个都包括一个底部和两个侧面，所述两个侧面之间的宽度沿着从所述底部向所述至少一个凹槽中的每一个的开口的方向增加。
13.根据权利要求11所述的发光器件，进一步包括在所述至少一个凹槽上形成的层，所述层由热传导率高于所述安装基底的材料形成。
14.根据权利要求11所述的发光器件，其中用接合材料使所述发光二极管晶片面朝下地被安装到所述安装基底，并且所述至少一个凹槽形成于所述接合材料和所述安装基底的第一平面之间以热接合到所述金属板的暴露部分。
15.根据权利要求11所述的发光器件，其中所述至少一个凹槽的数量等于或大于两个，并且所述凹槽的密度朝着刚好处于所述发光二极管晶片之下的区域增加。
16.根据权利要求11所述的发光器件，其中所述至少一个凹槽的数量等于或大于两个，并且所述凹槽具有不同的深度，所述凹槽的深度朝着刚好处于所述发光二极管晶片之下的区域增加。
17.根据权利要求14所述的发光器件，其中所述至少一个凹槽的数量等于或大于两个，并且所述凹槽的密度朝着刚好处于所述接合材料之下的区域增加。
18.根据权利要求14所述的发光器件，其中所述至少一个凹槽的数量等于或大于两个，并且所述凹槽具有不同的深度，所述凹槽的深度朝着刚好处于所述接合材料之下的区域增加。
19.根据权利要求11所述的发光器件，其中所述至少一个发光二极管晶片的数量等于或大于两个，所述至少一个凹槽的数量等于或大于两个，并且所述凹槽的密度朝着刚好处于所述至少一个发光二极管晶片中的中央发光二极管晶片之下的区域增加。
20.根据权利要求11所述的发光器件，其中所述至少一个发光二极管晶片的数量等于或大于两个，所述至少一个凹槽的数量等于或大于两个，所述凹槽具有不同的深度，并且所述凹槽在所述至少一个发光二极管晶片中的中央发光二极管晶片和所述金属板的暴露部分之间的区域中的深度大于在其它区域中的深度。
21.根据权利要求1所述的发光器件，进一步包括用于传热的第二板，该第二板被热接合到不同于其第一平面的所述安装基座的第二平面。
22.根据权利要求21所述的发光器件，其中用于传热的所述第二板包括另一金属板、形成于其上的绝缘层、和形成于所述绝缘层上的电连接图案层，所述电连接图案层电连接到所述底座的所述电导线。
23.根据权利要求21所述的发光器件，其中所述第一和第二板中的一个包括至少一个板状元件以与所述第一和第二板中的另一个热接合。
24.根据权利要求21所述的发光器件，进一步包括设在所述第一和第二板之间的导热元件以与所述第一和第二板中的每一个热接合。
25.根据权利要求21所述的发光器件，其中所述安装基座的第一平面和第二平面中的一个具有在安装在所述安装基底上的所述至少一个发光二极管晶片之上的开口。
26.根据权利要求2或21所述的发光器件，其中所述安装基底包括嵌入到其中的传热材料，所述传热材料具有比所述安装基底的主体更高的热传导率。
27.根据权利要求26所述的发光器件，其中所述传热材料与所述第一和第二板中的至少一个接合。
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