CN103280518A - 直立悬空式led - Google Patents

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张荣民
田景明
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Abstract

本发明公开了一种直立悬空式LED，包括其上设置有金道的基板和垂直设置在基板上的LED芯片，所述的LED芯片包括衬底和形成在衬底上的PN结，所述的PN结的P极和N极均靠近LED芯片的一个侧边，导电胶分别将所述的P极和N极与基板上的金道连通并将LED芯片固定在基板之上。本发明可实现点胶与固晶一次性完成动作，且在银胶固晶工序之后，己经不需要再打线，完全简化了工序流程，降低加工成本。同时将ＬＥＤ芯片垂直站立在基板的表面，通过银胶与基板导通电流，所以可以从前后两个发光面取得出光，二倍的出光面积，大幅提升出光效率，得到三维出光效果。

Description

直立悬空式LED
技术领域
本发明涉及LED制备技术领域，特别是涉及一种直立悬空式LED。 
背景技术
半导体发光二极管(LED)是一种新型固态冷光源，具有效率高、寿命长、体积小、电压低等诸多优点，尤其是在节能环保方面，LED相比普通白炽灯和荧光灯具有明显的优势。目前LED已经广泛应用于人们的日常生活中，交通红绿灯、车头灯、户外显示器、手机背光源，电器的指示灯和照明路灯都已经开始采用LED。未来LED代替传统光源成为主要照明光源已经成为共识，然而要代替传统光源，LED在亮度和散热性能两方面还需要进一步的改善。 
现有技术中，按PN结的设置方式，LED芯片分为水平式上下层式LED芯片和垂直结构式LED芯片，所谓水平式上下层式LED芯片结构是指PN结的Ｐ与Ｎ电极是在同一个方向，且是位于芯片的上方并分列在左右两边，PN结的两极与基板分别通过引线连通。 
垂直结构式LED芯片，是指Ｐ电极在上侧，Ｎ电极在LED芯片的底部电镀层。当芯片使用时，Ｎ电极是通过银胶附着在基板表面与电路接触，Ｐ电极是通过焊线方式与电路接触。 
无论是水平式或者是垂直式结构，都有一个共同的现象，即是PN结是横方向设置在基板之上，因此PN结的另一面是被遮蔽的。当芯片通过电流之后，PN结所发出的光能，只有PN结上方的光能可以正常的导出，PN结下方的光能被银胶遮蔽了,仅有少量的光侧露出来,也就是说只是取得了芯片PN结的二分之一出光面积。 
但是上述现象却从未有人注意，这就导致设计人员片面追求加大芯片的尺寸面积，或者加大通过芯片的电流，以期望得到更多的光效能出来，结果导致附属的散热结构复杂，成本增加。 
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种能有效提高出光效率的直立悬空式LED。 
为实现本发明的目的所采用的技术方案是： 
一种直立悬空式LED，包括其上设置有金道的基板和垂直设置在基板上的 LED芯片，所述的LED芯片包括衬底和形成在衬底上的PN结，所述的PN结的P极和N极均靠近LED芯片的一个侧边，导电胶分别将所述的P极和N极与基板上的金道连通并将LED芯片固定在基板之上。 
所述的PN结的P极和N极形成在LED芯片的同一侧或分居LED芯片两侧。 
所述的P极为“8”字形结构，所述的N极为方形结构。 
所述的导电胶为银胶。 
与现有技术相比，本发明的有益效果是： 
本发明可实现点胶与固晶一次性完成动作，且在银胶固晶工序之后，己经不需要再打线，完全简化了工序流程，降低加工成本。同时将ＬＥＤ芯片垂直站立在基板的表面，通过银胶与基板导通电流，所以可以从前后两个发光面取得出光，二倍的出光面积，大幅提升出光效率，得到三维出光效果。 
附图说明
图1所示为本发明的LED芯片正视结构示意图； 
图2所示为本发明的直立悬空式LED结构示意图。 
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 
如图1和2所示，本发明的直立悬空式LED，包括其上设置有金道（图中未示意）的基板1和垂直设置在基板上的LED芯片2，所述的LED芯片包括衬底5和形成在衬底上的PN结，所述的PN结的P极3和N极4形成在衬底的同一侧且均靠近LED芯片的一个侧边，导电胶6分别将所述的P极和N极与基板上的金道连通并将LED芯片固定在基板1之上。 
当LED芯片垂直站立时，PN结的两个电极都是通过银胶与基板的金道相连，不使用任何导线，芯片是接近于悬空，只有一边与基板接触，银胶的表面张力足以支持LED芯片站立，其中，基板是一般常用的FR4或CEM-3基板材料，基板就是LED的固晶基础，其上金道作为连接电极，可采用印刷或者镀焊等任意工艺设置在基板之上。采用本发明的结构，可实现点胶与固晶一次性完成动作，且在银胶固晶工序之后，己经不需要再打线，完全简化了工序流程，降低加工成本。同时将ＬＥＤ芯片垂直站立在基板的表面，通过银胶与基板导通电流，所以可以从前后两个发光面取得出光，二倍的出光面积，大幅提升出光效率，得到三维出光效果。同时，LED芯片与基板间的银胶焊接可直视以观察焊接点的 良好与否，并可以直视修护，减少不良品的产生。 
所述的P极为“8”字形结构，所述的N极为方形结构，具体地说，P极为两个相交的圆形结构，优选两个相交圆与LED芯片的固定边平行设置或垂直设置，P极采用变形虫形状的结构设计，可以产生两个连接区域，增大了银胶与PN结的有效导通面积，避免了电极处电流拥挤现象，能实现LED芯片垂直站立且电导通，同时两个电极还保留了原有的焊线功能，可以跨越两种固晶平台使用，不会受到设备限制。又者，P极的变形虫式设计还可为检修维护带来便利。 
综上所述，本发明创造性地改进了旧有的芯片结构，从改造芯片的光罩布局设计下手，变更焊垫的布置位置，设计直立LED外延片芯片的光罩布局设计，在Ｐ电极与Ｎ电极的位置做了改变，使Ｐ与Ｎ二个电极都靠近芯片一侧，使PN结的两侧面都露出来，取得最大完整的出光面积，实现芯片PN结的真正100%导出全部光效能。 
需要指出的是，本发明可以采用现有PN结两极位于同侧的层迭结构，也可设计PN结的两极分别位于衬底两侧的芯片结构，两极分居芯片两侧的结构可以将LED芯片通过底部两侧的银胶与基板固定，能有效提高固定效果，这均在本发明的保护范围之内。 
针对本发明的LED，采用弱电流驱动并不需要做散热措施，且与芯片排列密度没有关连，这样在本发明的宗旨之下，LED可做芯片的高密度数组排列，形成类似钨丝光源，做到三维三轴发光效果，使达成高密度垂直固晶光源的制造可行性。 
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 

Claims (4)

1.一种直立悬空式LED，其特征在于，包括其上设置有金道的基板和垂直设置在基板上的LED芯片，所述的LED芯片包括衬底和形成在衬底上的PN结，所述的PN结的P极和N极均靠近LED芯片的一个侧边，导电胶分别将所述的P极和N极与基板上的金道连通并将LED芯片固定在基板之上。
2.如权利要求1所述的直立悬空式LED，其特征在于，所述的PN结的P极和N极形成在LED芯片的同一侧或分居LED芯片两侧。
3.如权利要求1或2所述的直立悬空式LED，其特征在于，所述的P极为“8”字形结构，所述的N极为方形结构。
4.如权利要求3所述的直立悬空式LED，其特征在于，所述的导电胶为银胶。
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