CN102637814A

CN102637814A - 发光二极管总成的结构与其制造方法

Info

Publication number: CN102637814A
Application number: CN2011100432270A
Authority: CN
Inventors: 吴政道; 谢凤人; 郭雪梅
Original assignee: Mitac Technology Corp
Current assignee: Getac Technology Corp
Priority date: 2011-02-15
Filing date: 2011-02-15
Publication date: 2012-08-15

Abstract

本发明公开一种发光二极管总成的结构与其制作方法，该结构包括一散热器。在散热器的上表面上，配置一介电层，其具有至少一第一孔洞，以裸露出上表面的部分。在介电层上，则是配置一导电层，其具有多个导线，并且导电层也具有至少一第二孔洞，以裸露出该第一孔洞。在第一孔洞和第二孔洞中，配置有一导热层，其直接接合至散热器裸露在第一孔洞和第二孔洞的上表面的部分。另外，一发光二极管可以透过导热层而直接接合在散热器的上表面上。此外，发光二极管也具有一对电极，分别与导电层上的导线接合。

Description

发光二极管总成的结构与其制造方法

技术领域

本发明是有关于一种散热的结构，且特别是有关于一种发光二极管元件的散热结构。

背景技术

随着全球环保的意识抬头，节能省电已成为当今的趋势。发光二极管产业是近年来最受瞩目的产业之一。发展至今，发光二极管产品已具有节能、省电、高效率、反应时间快、寿命周期长、且不含汞，具有环保效益...等优点。随着高功率高亮度发光二极管(HB LED)的发展，发光二极管应用于照明、显示器背光源、汽车灯源及迷你型投影机等市场潜力愈来愈引起注意。

图1绘示为已知的发光二极管总成的剖面图。请参照图1，在已知的发光二极管总成100中，包括一散热器102。而在散热器102的上表面104形成一介电层110。而后在介电层110上形成图案化的导电层112。其中，导电层112的材质可以是铜。最后，借由锡膏122将一发光二极管116的电极118与导电层112接合。

在已知的发光二极管总成100中，发光二极管116发光时所产生的热能，需要依序透过锡膏122、导电层112与介电层110后，才会传导到散热器102上，因而导致发光二极管总成100的散热效能不佳，并且进而影响到发光二极管116的发光效能。

发明内容

因此，本发明提供一种发光二极管总成的结构，可以具有较佳的散热效能。

另外，本发明也提供一种发光二极管总成的制作方法，可以制作具有较佳散热效能的发光二极管总成。

本发明提供一种发光二极管总成的结构，包括一散热器。在散热器的上表面上，配置一经表面处理所形成的介电层，其具有至少一第一孔洞，以裸露出上表面的部分。在介电层上，则是配置一导电层，其具有多个导线，并且导电层也具有至少一第二孔洞，以裸露出该第一孔洞。在第一孔洞和第二孔洞中，配置有一导热层，其直接接合至散热器裸露在第一孔洞和第二孔洞的上表面的部分。另外，一发光二极管可以透过导热层直接与散热器的上表面接合。此发光二极管还具有一对电极，分别与导电层上的导线接合。

在本发明的一实施例中，导热层可以是散热膏，在另外一些实施例中，导热层则可以是锡膏。

从另一观点来看，本发明也提供一种发光二极管总成的制作方法，包括在一散热器的一上表面上形成一经表面处理所形成的介电层，并且在介电层中预留至少一第一孔洞，以裸露散热器的上表面的部分。接着，在介电层上涂布一导电层，并且预留形成至少一第二孔洞，以将第一孔洞裸露出来。另外，将一发光二极管放置在第一孔洞和第二孔洞中，并且利用一导热层直接将发光二极管元件接合到裸露在第一孔洞和第二孔洞中散热器的上表面的部分。而发光二极管单元还具有一对电极，可以分别与导电层上的导线接合。

在本发明的一实施例中，在导热层和散热器的上表面之间，还可以进行一表面处理，而形成一表面处理层，已使导热层和散热器的上表面之间有较佳的接合效果。

另外，在导电层的部分和介电层的部分二者至少其中之一上，还可以形成保护层。

由于在本发明中，发光二极管元件是透过导热层直接接合在散热器上，因此本发明会具有较佳的散热效能。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1绘示为已知的发光二极管总成的剖面图。

图2绘示为依照本发明第一实施例的一种发光二极管总成的剖面图。

图3绘示为依照本发明第二实施例的一种发光二极管总成的剖面图。

图4绘示为依照本发明第三较佳实施例发光二极管总成的剖面图。

图5绘示为依照本发明第四实施例发光二极管总成的剖面图。

图6绘示为依照本发明的一较佳实施例的一种发光二极管总成的制作方法的示意图。

主要元件符号说明：

100、200：发光二极管总成

102、202：散热器

104、204：上表面

106：散热膏

108：金属层

110、210：介电层

112、214：导电层

116、220：发光二极管

118、226a、226b：电极

122、502a、502b：锡膏

206：下表面

208：散热鳍片

212：第一孔洞

216：第二孔洞

222：散热部

228：散热膏

230：导电胶

232、504a、504b：表面处理层

402a、402b：保护层

404：散热胶

具体实施方式

图2为本发明第一实施例发光二极管总成的剖面图。本实施例所提供的发光二极管总成200，包括一散热器202，其材质例如是铝合金或镁合金或导热性金属。散热器202具有一上表面204和一下表面206。其中，在散热器202的下表面206上，配置有多个散热鳍片208。

散热器202的上表面204上配置一经表面处理(surface treatment)所形成的介电层210。介电层210是由绝缘材料经过表面处理后形成在散热器202的上表面204。其中，介电层210的表面处理可为网版印刷涂布或喷墨印刷。介电层210可包含绝缘材料，如氧化铝，较佳具有良好导热特性并可与散热器202紧密结合(bonding)。介电层210至少具有一第一孔洞212，会将散热器202的上表面204的部分裸露出来。

介电层210上形成一导电层214。此导电层214的材质为一导电化合物，例如是铜、银微粒和树脂形成的铜浆或银浆等，其特性较佳具有粘着性及导电性。导电层214在相对于第一孔洞212的位置形成一第二孔洞216。第一孔洞212与第二孔洞216至少部分重叠。并借由第一孔洞212与第二孔洞216的重叠部分令散热器202的部分上表面204裸露。

一发光二极管220配置在第一孔洞212和第二孔洞216中。发光二极管220包括散热部222以及电极226a和226b。在本实施例中，发光二极管220的散热部222会透过利用散热膏228当作导热层而接合在散热器202的上表面204上。借此，发光二极管220在工作时所产生的热量就会透过散热膏228而传导至散热器202上。在本实施例中，散热膏228可以是具有导电性的导热膏(例如是铜浆或银浆)，或是不具导电性的导热膏。

发光二极管220的电极226a和226b，会分别电性连接导电层214。在本实施例中，电极226a，226b分别与导电层214的接合处利用导电胶230加以固定。

图3为本发明第二实施例发光二极管总成的剖面图。本实施例大致上与前一实施例相同。两者差异处在于本实施例中的发光二极管结构不同，以及上表面204中裸露在第一孔洞212和第二孔洞216的部分400进行电镀或真空溅镀，借以增强散热膏228的接合。另外，在本实施例中，在散热膏228与散热器202的上表面204之间，还可以进行表面处理制程，例如是利用电镀或是真空溅镀来进行表面处理，而形成表面处理层232。借此，就可以加强散热膏228与散热器202之间的接合。

图4绘示为依照本发明第三较佳实施例发光二极管总成的剖面图。请参照图4，本实施例大致上与第二实施例相同。差异处在于，在导电层214和介电层210的上方，分别形成保护层402a和402b。在本实施例中所揭露的剖面图中，发光二极管220的电极226a和226b是并排在发光二极管220的一侧。另外，在本实施例中，是利用散热胶404当作导热层，而将发光二极管220的导热部222接合在散热器202的上表面204上。由于散热胶404相较于前述实施例的散热膏228，具有较佳粘着性，因此本实施例可以增强散热器202与发光二极管220之间的接合效果。

另外，由于保护层402a形成于导电层214的部分的上方，以及形成在导电层214与散热胶404之间，因此可以防止导电层214受到毁损。类似地，在本实施例中，由于介电层210至少部分上也形成保护层402b，因此也可以保护介电层210。

图5绘示为依照本发明第四实施例发光二极管总成的剖面图。请参照图5，本实施例大致上与第三实施例相同。差异处在于，在本实施例中，是以锡膏502a取代第三实施例中的散热胶504，并且在锡膏502a与散热器202的上表面204之间进行表面处理制程，而形成一表面处理层504a，以增强锡膏504与散热器202的接合效果。

特别的是，在本实施例中，发光二极管220的电极226a也是透过锡膏502b而接合在导电层214上。同样地，在导电层214与锡膏502b之间也可以进行表面处理，而行程表面处理层504b。

图6绘示为依照本发明的一较佳实施例的一种发光二极管总成的制作方法的示意图。请参照图6，首先，如步骤S602所述，在一散热器的上表面上形成一经表面处理所形成的介电层，并且在介电层中预留至少一第一孔洞，以裸露散热器的上表面的部分。其中，形成介电层方式包括网印或是涂布制程。接着，如步骤S604所述，在介电层210上涂布一导电层，并且在导电层中预留至少一第二孔洞，以将第一孔洞裸露出来。其中，第二孔洞与第一孔洞至少部分重叠，并借由第一孔洞与第二孔洞的重叠部分令散热器的部分上表面裸露。在本实施例中，形成导电层的方式，可以利用网版印刷涂布或喷墨印刷来形成。在另外的实施例中，导电层也可以利用真空溅镀的方式来形成。之后，再如步骤S606所述，在图案化的导电层上还可以直接形成多条导线。

此外，在步骤S608中，在第一孔洞和第二孔洞中会形成一散热层，以发光一发光二极管直接接合在散热器的上表面上。在一些实施例中，可以在散热器的上表面和导热层之间进行表面处理，以使导热层与散热器之间有较佳的接合性。最后，进行步骤S610，就是将发光二极管的一对电极接合到导电层上的导线。在一些实施例中，会利用导电胶将发光二极管的电极接合在导线上。

综上所述，本发明中的发光二极管会透过导热层而直接接合到散热器上。因此，本发明会有较佳的散热效果，并且因而有效地改善了发光二极管的发光效能。

另外，由于在本发明中，介电层和导电层都可以利用涂布的制程形成在散热器上，以改善整体散热的效能。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种发光二极管总成的结构，包括：

一散热器，具有一上表面；

一经表面处理所形成的介电层，该介电层由绝缘材料经过表面处理后形成在散热器的上表面，并具有至少一第一孔洞，以裸露出该散热器的上表面的部分；

一导电层，形成在该介电层上，并具有多个导线，且该导电层具有至少一第二孔洞，该第二孔洞与该第一孔洞至少部分重叠，并借由第一孔洞与第二孔洞的重叠部分令部分上表面裸露；

一导热层，配置在该第一孔洞和第二孔洞中，并直接接合至该散热器的上表面；以及

一发光二极管，具有电极，电极分别电性连接该导电层，且该发光二极管接合该导热层，并借由该导热层而令发光二极管的热量传导至裸露在第一孔洞和第二孔洞中的部分上表面。

2.如权利要求1所述的发光二极管总成的结构，其特征在于，该散热器的材料为铝合金或镁合金。

3.如权利要求1所述的发光二极管总成的结构，其特征在于，该导热层为具有导电性的散热膏。

4.如权利要求1所述的发光二极管总成的结构，其特征在于，该导热层为不具有导电性的散热膏。

5.如权利要求1所述的发光二极管总成的结构，其特征在于，该导热层为锡膏。

6.如权利要求5所述的发光二极管总成的结构，其特征在于，在与锡膏接触的部分导电层进行电镀或真空溅镀。

7.如权利要求5所述的发光二极管总成的结构，其特征在于，在与锡膏接触的部分上表面进行电镀或真空溅镀。

8.如权利要求1所述的发光二极管总成的结构，其特征在于，该发光二极管的电极和该导电层之间具有一导电胶。

9.如权利要求1所述的发光二极管总成的结构，其特征在于，该介电层的表面处理为网版印刷涂布或喷墨打印。

10.如权利要求1所述的发光二极管总成的结构，其特征在于，该介电层包含绝缘材料。

11.如权利要求10所述的发光二极管总成的结构，其特征在于，该绝缘材料包含氧化铝。

12.如权利要求1所述的发光二极管总成的结构，其特征在于，该导电层的材质为一导电化合物。

13.如权利要求12所述的发光二极管总成的结构，其特征在于，该导电化合物可为铜浆或银浆。

14.如权利要求1所述的发光二极管总成的结构，其特征在于，该上表面中裸露在第一孔洞和第二孔洞的部分进行电镀或真空溅镀。

15.如权利要求1所述的发光二极管总成的结构，其特征在于，该导热材料为一散热胶。

16.如权利要求1所述的发光二极管总成的结构，其特征在于，该部分导电层上方形成一保护层。

17.如权利要求1所述的发光二极管总成的结构，其特征在于，该导电层与导热材料之间形成一保护层。

18.如权利要求1所述的发光二极管总成的结构，其特征在于，该发光二极管与介电层之间形成一保护层。

19.一种发光二极管总成的结构的制作方法，包括下列步骤：

在一散热器的一上表面上形成一经表面处理所形成的介电层，并在该介电层预留至少一第一孔洞，以裸露该散热器的上表面的部分；

在该介电层上涂布一导电层，并预留至少一第二孔洞，以将该第一孔洞裸露出来；

直接在图案化的导电层上形成多个导线；以及

在该第一孔洞和该第二孔洞中形成一导热层，以将一发光二极管直接接合到裸露在该第一孔洞和该第二孔洞中该散热器的上表面的部分，且该发光二极管单元具有一对电极，分别与该导电层上的导线接合。

20.如权利要求19所述的制作方法，其特征在于，形成该导电层的步骤包括进行网版印刷涂布制程。

21.如权利要求19所述的制作方法，其特征在于，形成该导电层的步骤包括进行真空溅镀制程。

22.如权利要求19所述的制作方法，其特征在于，在将该导热材料接合至该散热器的步骤前，更包括将该导热层与该散热器的上表面之间进行表面处理制程。

23.如权利要求22所述的制作方法，其特征在于，进行该表面处理制程的步骤，包括进行电镀制程和真空溅镀制程二者其中之一。

24.如权利要求19所述的制作方法，其特征在于，将该发光二极管的电极接合至该导电层的步骤，包括利用导电胶或锡膏将发光二极管的电极接合至该导线。

25.如权利要求19所述的制作方法，其特征在于，更包括在该介电层的部分的上方形成一保护层，以保护该介电层。

26.如权利要求19所述的制作方法，其特征在于，更包括在该导电层的部分的上方形成一保护层，以保护该导电层。

27.如权利要求19所述的制作方法，其特征在于，在该介电层的部分的上方，以及该导电层和该导热层之间形成一保护层，以保护该导电层和该介电层。