CN101510582B - 一种垂直结构型发光二极管 - Google Patents

一种垂直结构型发光二极管 Download PDF

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Abstract

一种垂直结构型发光二极管，包含电极支架、与电极支架相对的晶片支架、和透光的包封体，晶片支架包含设置有晶片的晶片支架头和从晶片支架头下端延伸的晶片支架引脚，包封体包封着晶片支架头、和从晶片支架头下端起的部分晶片支架引脚，在晶片支架的被包封体包封部分的与电极支架所在一侧相反的另一侧上设置第一散热部，和/或在晶片支架引脚的与电极支架所在一侧相反的另一侧上设置第二散热部，和/或在晶片支架引脚的电极支架所在一侧上设置第三散热部。另外可在第一散热部上设置有至少一个与所述另一侧连通的缺口。该发光二极管的本身散热得到改善且包封体与晶片支架的结合牢度高，在外部散热结构的配合下，能大大提高发光二极管的使用寿命。

Description

一种垂直结构型发光二极管
技术领域
本发明涉及垂直结构型发光二极管(LED)。
背景技术
在现有技术中，发光二极管，特别是小功率发光二极管，例如5mm、
Figure G2009100473112D00012
3mm封装的垂直结构型发光二极管，通常由支架(电极支架和晶片支架，分别包含支架头和从支架头向下大致平行延伸形成的两引脚)、支架(晶片支架)上的晶片、包封晶片及支架头的由透明有机材料例如环氧树脂构成的包封体构成。这种发光二极管在构成节能型发光二极管灯中得到了广泛的应用。为了提高发光二极管的照明寿命，重要的手段之一是对其进行散热。目前的散热大多是在发光二极管外进行的，例如，在发光二极管灯中发光二极管附近开设对流的通孔，或对安装发光二极管的基板增设散热装置等。因此，当这种外部散热结构改进到一定程度以上将无助于发光二极管散热性能的进一步提高，从而使发光二极管的照明寿命得到制约。
发明内容
本发明为了解决上述问题，其目的在于提供一种通过本身结构改进以提高散热性能的垂直结构型发光二极管。另一目的在于提供一种通过本身结构改进以提高散热性能和封装强度的垂直结构型发光二极管。
本发明的垂直结构型发光二极管，包含电极支架、与电极支架相对的晶片支架、和透光的包封体，其中，晶片支架包含设置有晶片的晶片支架头和从晶片支架头下端延伸的晶片支架引脚，包封体包封着晶片支架头、和从晶片支架头下端起的部分晶片支架引脚，其特征在于，在晶片支架的被包封体包封部分的与电极支架所在一侧相反的另一侧上设置第一散热部，和/或在晶片支架引脚的与电极支架所在一侧相反的另一侧上设置第二散热部，和/或在晶片支架引脚的电极支架所在一侧上设置第三散热部。
本发明还在第一散热部上设置有至少一个与所述另一侧连通的缺口。
按照本发明的垂直结构型发光二极管，由于增加了散热部，因而发光二极管的本身散热得到改善；由于包含有第一散热部和第一散热部上的缺口，因而发光二极管的本身散热得到改善且发光二极管的封装强度也得到提高。如上构成的发光二极管在外部散热结构的配合下，能大大提高发光二极管的使用寿命。
附图说明
图1为显示本发明一实施例垂直结构型发光二极管的基本结构的正视图。
具体实施方式
参见图1，图1为本发明一实施例垂直结构型发光二极管的基本结构的正视图。本发明的垂直结构型发光二极管包含电极支架1、与电极支架1相对的晶片支架2、和透光的包封体3。其中，晶片支架2包含设置有晶片(未图示)的晶片支架头21和从晶片支架头21下端延伸的晶片支架引脚22。该引脚22是现有技术部分，即包含图中虚线部分的引脚22，它与电极支架1中从电极支架头11下端延伸的晶片支架引脚12有基本相同的形状和尺寸。在结构上，晶片支架引脚22也包含由切割上把手部(发光二极管制作中连接多个发光二极管的上方条形结构)留下的从引脚12两侧(即下文中提到的一侧和另一侧)凸出的用于装配定位用的定位部221、与定位部221相接并向下延伸的用于安装发光二极管的安装部224、和从对应的晶片支架头21下端延伸至定位部221的引脚上段225。在另一现有发光二极管的结构中也可不设置定位部221，这种情况下，引脚上段225通过剩余的上把手部与安装部224相连，构成连续平滑的晶片支架引脚22。包封体3包封着晶片支架头21，和从晶片支架头21下端起的部分晶片支架引脚226。
本发明的改进之处在于，在晶片支架2被包封体3包封的部分(即包封体3包封的晶片支架头21和从晶片支架头21下端起的部分晶片支架引脚226)的与电极支架1所在一侧相反的另一侧上设置第一散热部220，和/或在晶片支架2的与电极支架1所在一侧相反的另一侧的晶片支架引脚22上设置第二散热部223，和/或在晶片支架2的电极支架1所在一侧的晶片支架引脚22上设置第三散热部222。
在一优选实施例中，从散热效果出发，首先考虑设置第一散热部220，使其在另一侧延伸。然后考虑设置第三散热部222，使其在一侧延伸。第三散热部222的延伸以不与电极支架引脚12接触为限。最后考虑设置第二散热部223，使其在另一侧延伸。
本发明还在第一散热部220的侧面上设置有至少一个与另一侧连通的缺口。作为举例，图1中示出了两个缺口m，n。但也可设置一个，例如缺口m，或设置3个以上的缺口(未图示)。当设置两个以上缺口时，从晶片支架头21指向晶片支架引脚22的方向上的第一个缺口，例如缺口m，可以呈具有上下两边缘的完整缺口状态(如图1所示)，但也可呈仅具有下边缘的半缺口状态(未图示)。这种缺口设置在第一散热部220的另一侧的外周上，使得包封体3在缺口处形成的闭环包封部分直径最大，因而对晶片支架2的包封强度大大提高。
在一优选实施例中，考虑采用现有模具模制发光二极管的情况下，第一散热部220的未设置缺口的侧面为平面时，该侧面距离包封体3相邻外轮廓圆柱面上的与该侧面平行的切面(也是一平面)之间的距离，即如图1所示正视图中所述侧面的投影线至包封体3的相邻轮廓的投影线之间的距离D的上限取0.2毫米以下。从减小热阻提高散热效果出发，距离D越小越好，最好为零。但太小的距离D会引起发光二极管的模制困难，因此距离D的下限取、假想通过平移使所述侧面与所述包封体外轮廓圆柱面内接时、所述侧面上垂直于该侧面的、距离该圆柱面的最大距离以上。其中，所述侧面距离该圆柱面的距离，是指侧面上垂线与该圆柱面的交点和该垂线的垂足之间的距离。距离D的上限取决于模制用的模具精度，模具精度越高，距离D可取得越小。对于较好的模具精度，距离D的上限可取为0.1毫米以下。
在第一散热部220的远离晶片支架引脚22的顶部(在第一个缺口呈半缺口状态下，该缺口的下边缘构成该顶部)形成有倒角部A，用于模制灌封树脂时便于将两支架1，2***模具中。倒角部A可为例如弧形、直线形等各种形状。从便于***模具考虑，倒角部A的切除部分越大越好，但从散热考虑，越小越好。因此，倒角部A通常取曲率半径小于0.2毫米的弧形，或取切除两相邻边、每边切除的长度小于0.2毫米形成的直线形。
在一实施例中，第一散热部220的未设置缺口的侧面是平面。但为了将电极支架1和晶片支架2***模具中时减小对模具的磨损，该侧面也可取与包封体3同一轴线的圆柱面，或取包含有比该圆柱面更弯曲的曲面。当所述侧面取圆柱面或曲面时，所述侧面上、与垂直于该侧面并以所述轴线为中心的半径相交的、距离所述轴线最远的最远点，距离该半径与所述圆柱面相交的点的距离大于零，小于或等于0.2毫米。
在整个发光二极管制成后，还可以除去包封体3周围对应于第一散热部220的未设置缺口的侧面的表皮。这样，第一散热部220未设置缺口的侧面与包封体3的外部空间连通，以增加散热效果。
如果不采用现有模具模制发光二极管的情况(即为本发明而重新设计模具)下，也可使得第一散热部220的未设置缺口的侧面突出于包封体3，以增强散热效果。
当设置第二散热部223时，使其与第一散热部220相接。此时，从晶片支架头21指向晶片支架引脚22的方向上的最后一个缺口，例如缺口n，跨接第一散热部220和第二散热部223，即该最后一个缺口的一部分外露于包封体3。这样做的优点在于，当加宽第二散热部223以进一步增加散热效果的情况下，可通过绕引脚22弯曲第二散热部223，以免增加安装发光二极管的面积。
或者，本发明还可以以上述形成第二散热部223和第三散热部222的方式同时形成第二散热部223和第三散热部222。
参见图1，在一优选实施例中，包含第一散热部220、或包含第一散热部220和第三散热部222、或包含第一、第二和第三散热部220、223、222的晶片支架2，电极支架1，可由同一片金属片冲制而成，并位于同一平面型金属片。第二散热部223和第三散热部222为沿晶片支架引脚22两侧延伸的条形散热片。图1中，虽然第二条形散热片223和第三条形散热片222延伸至安装部224，但不限于此，只要不影响发光二极管的安装，可继续沿安装部224延伸，直至整个安装部224。
晶片支架2的上述各组成部分是以现有发光二极管的晶片支架结构为基础进行划分和描述的。从制成品来看，最佳实施例中的本发明的晶片支架2的各组成部分通过冲制金属板一体形成，图1中的虚线是不存在也看不到的，因此，本发明的晶片支架2的某些结构，例如第一散热部220、第二散热部223和第三散热部222，在外表上难以与现有技术的晶片支架的相应部分加以区分。总体上，本发明的晶片支架2与现有技术的晶片支架的根本区别在于，晶片支架引脚22的第三散热部222和/或第二散热部223所在的区段的宽度W大于现有晶片支架引脚(也即现有电极支架引脚)相应区段的宽度Y。例如，在一实施例中，现有的晶片支架引脚或电极支架引脚(不包括定位部221)的宽度Y约为0.5毫米，而本发明的晶片支架引脚的宽度W在1.0毫米以上。第一散热部220上的缺口，例如缺口m，n，以及第一散热部220的未设置缺口的部分距离包封体3外轮廓的距离D取0.2毫米以下，构成本发明带有第一散热部220的晶片支架头与现有晶片支架头(无缺口)的区别。
以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但是实施例中描述的细节不应构成对本发明的限定。本发明应当以所附权利要求书所限定的精髓为准。

Claims (11)

1.一种垂直结构型发光二极管，包含与晶片一电极相连的电极支架、与电极支架相对的晶片支架、和透光的包封体，其中，晶片支架包含设置有晶片的晶片支架头和从晶片支架头下端延伸的晶片支架引脚，所述包封体包封着晶片支架头、和从晶片支架头下端起的部分晶片支架引脚，其特征在于，在晶片支架的被包封体包封部分的与电极支架所在一侧相反的另一侧上设置第一散热部。
2.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，当设置有第一散热部的情况下，在第一散热部的侧面设置有至少一个与所述另一侧连通的缺口。
3.如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，在第一散热部的未设置所述缺口的侧面为平面时，该侧面距离包封体3相邻外轮廓圆柱面上的与该侧面平行的切面之间的距离在0.2毫米以下。
4.如权利要求3所述的发光二极管，其特征在于，在第一散热部的远离晶片支架引脚的顶部形成有倒角部。
5.如权利要求1-4任一权利要求所述的发光二极管，其特征在于，所述电极支架，和包含所述第一散热部的晶片支架，由同一片金属片冲制而成，并位于同一平面型金属片。
6.如权利要求1-4任一权利要求所述的发光二极管，其特征在于，在晶片支架引脚的电极支架所在一侧上设置第三散热部。
7.如权利要求6所述的发光二极管，其特征在于，所述电极支架，和包含所述第一散热部和所述第三散热部的晶片支架，由同一片金属片冲制而成，并位于同一平面型金属片。
8.如权利要求1-4任一权利要求所述的发光二极管，其特征在于，在晶片支架引脚的与电极支架所在一侧相反的另一侧上设置第二散热部，第一散热部与第二散热部之间跨接一缺口。
9.如权利要求8所述的发光二极管，其特征在于，所述电极支架，和包含所述第一散热部、所述第二散热部和所述第三散热部的晶片支架，由同一片金属片冲制而成，并位于同一平面型金属片。
10.如权利要求6所述的发光二极管，其特征在于，在晶片支架引脚的与电极支架所在一侧相反的另一侧上设置第二散热部，第一散热部与第二散热部之间跨接一缺口。
11.如权利要求10所述的发光二极管，其特征在于，所述电极支架，和包含所述第一散热部、所述第二散热部和所述第三散热部的晶片支架，由同一片金属片冲制而成，并位于同一平面型金属片。
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