專利名稱：一體式散熱封裝led的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明器具，更詳而言之、特別指關(guān)于LED以本體予加壓均質(zhì)成型 搭配散熱構(gòu)件封裝，達(dá)到增加吸熱、散熱效果，提高使用安全性的一體式封裝散熱LED。
背景技術(shù)：
—般慣用發(fā)光二極管(LED)組裝使用，請參閱圖1所示，都僅是以工程塑料的基座 1嵌固一電極構(gòu)件2連接回路、供導(dǎo)通電流使用，但是發(fā)光二極管的晶體3固定在基座1的 中央承座4，基座1的中央承座4上涂布一熒光粉層覆蓋該晶體3，提供該晶體3發(fā)出的光 線調(diào)整白光照射，同時(shí)該基座1底側(cè)設(shè)一絕緣層5隔開底部的熱枕6，該熱枕6可以貼設(shè)于 一散熱體7，提供散熱。 但是發(fā)光二極管的晶體3在光電作用過程會(huì)產(chǎn)生熱，此熱傳遞到該電極構(gòu)件2及 熱枕6，該熱枕6僅僅是平貼散熱器7表面、其散熱往往不甚理想。 尤其是近來發(fā)光二極管的功率逐漸朝加大功率，或是以多數(shù)顆發(fā)光二極管串、并 聯(lián)組合成加大功率發(fā)展，相對慣用發(fā)光二極管以鋁板散熱，且照明燈具更需求更大功率或 集成、組合增加功率，相對鋁板散熱結(jié)構(gòu)顯得尤為不足，鋁板散熱結(jié)構(gòu)的體積必需大幅增 加，造成整體積過于龐大，不利于商品大眾化，限制了 LED照明燈具的發(fā)展；所以如有一種 散熱構(gòu)造符合小體積的時(shí)代潮流，則其不僅可解決習(xí)用缺失，也將為大眾所樂于接受的產(chǎn) 品，并為業(yè)者所急切努力解決的首要工作。 發(fā)明人以其多年從事照明及能源器材相關(guān)設(shè)備的制造及設(shè)計(jì)，鑒于慣用LED的散 熱無法有效排除熱量、限制LED本身功率及組成集合功率，必須改良LED整體結(jié)構(gòu)，使可增 加功率使用、更可提高壽命及增強(qiáng)安全性使用，積極研究改良、遂有本發(fā)明的開發(fā)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一體式封裝散熱LED的主要目的，本體的承座設(shè)導(dǎo)熱構(gòu)件具有導(dǎo)熱快、溫 度梯度大，可以快速排放晶體產(chǎn)生熱、增加散熱能力，可增加晶體整體發(fā)光效率、提高安全 性及使用壽命。合金組合橫梁和鋼、鋁合金組合立柱的鋼結(jié)構(gòu)與鋁合金結(jié)構(gòu)之間設(shè)有防腐 蝕墊片。 —種一體式封裝散熱LED，其制造程序由陶瓷離子化合物以一型模成型一本體，該
本體上設(shè)有一電極構(gòu)件、供固定一組晶體焊接導(dǎo)通電源，其主要特征在于 將具液相流動(dòng)特性的陶瓷離子化合物置于一容器、形成一致冷材料；該容器有一
通道可連接該型模； 將一壓力源連通該容器、導(dǎo)引適當(dāng)壓力，通過該壓力源導(dǎo)引適當(dāng)壓力施力于液相 該致冷材料，進(jìn)行微細(xì)均質(zhì)處理； 使液相該致冷材料朝該通道流動(dòng)、并進(jìn)入該型模，該液相致冷材料的分子形成朝 流動(dòng)方向整齊排列，液相該致冷材料注入該型模形成該本體； 接著將該本體加熱適當(dāng)高溫環(huán)境，該本體進(jìn)行陶瓷化處理形成高熱傳導(dǎo)效率的本體，該本體可以提供一接合部、該晶體固著封裝。 其中，選擇陶瓷離子化合微細(xì)處理到納米以上的粉體顆粒。 其中，該致冷材料以液相置于該容器，通過該壓力源導(dǎo)引適當(dāng)壓力施力于液相該
致冷材料，該致冷材料受壓流動(dòng)形成分子整齊排列進(jìn)行微細(xì)、均質(zhì)處理。 其中，選擇陶瓷離子化合微細(xì)均質(zhì)實(shí)體形成該本體、在高于攝氏140(TC以上環(huán)境，
進(jìn)行陶瓷化處理。 其中，該本體的承座、熱枕一體成型構(gòu)成熱良導(dǎo)體，該熱枕結(jié)合該散熱構(gòu)件，該本 體與該晶體封裝、該散熱構(gòu)件之間構(gòu)成加大溫度梯度特性，整體可以加快熱量傳遞排放。
其中，該本體的承座、熱枕以絕緣、良導(dǎo)熱陶瓷離子化合物的材質(zhì)一體成型，該承 座、熱枕隔開該散熱構(gòu)件防靜電結(jié)構(gòu)。 綜上所述本發(fā)明一體式散熱封裝LED，以本體的承座、熱枕以絕緣、良導(dǎo)熱陶瓷離 子化合物材質(zhì)進(jìn)行微細(xì)均質(zhì)處理，且一體成型供固定晶體、散熱構(gòu)件，并形成大溫度梯度差 形成熱傳導(dǎo)路徑，晶體產(chǎn)生熱快速、大量散發(fā)、保持工作溫度，提高使用安全性及壽命，具工 業(yè)上利用及首先創(chuàng)作的新穎性，符合發(fā)明專利的要件。
圖1是慣用封裝發(fā)光二極管LED的示意圖。 圖2是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例制造程序的示意圖。 圖3是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例部分制造設(shè)備的示意圖。 圖4是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例本體平面分解的示意圖。 圖5是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的本體的承座組裝的示意圖。 圖6是本發(fā)明圖5的部分組裝的部分剖視示意圖。 圖7是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的光學(xué)組件套合本體的承座組裝的示意圖。 圖8是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的LED組裝于散熱器使用的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明一體式封裝散熱LED，第一較佳實(shí)施例，請參閱圖2、3、4所示，其大體制造 方式如下，其組成結(jié)構(gòu)是包括一本體20、一晶體30、一散熱構(gòu)件40及一光學(xué)組件50所組 成 請參閱圖2所示，選擇陶瓷離子化合物，其以氧化鋁50%、氧化鎂12%、氧化鋅 12%、二氧化硅5%參混合多種半導(dǎo)性金屬氧化物21%制作為一致冷材料101 ;將該致冷材 料101微細(xì)處理到60納米以上的粉體顆粒，同時(shí)使該致冷材料101具液體流動(dòng)特性；陶瓷 離子化合物也可以是其他現(xiàn)有的產(chǎn)品，其并非本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)，上面僅僅是一個(gè)舉例。
請參閱圖2所示，再將該致冷材料101置于一容器形成半液體可流動(dòng)的狀態(tài)，該容 器有一通道可連接一型模100 ; 將一耐高溫金屬定位環(huán)26、固結(jié)組件25分別放置于該型模IOO，該定位環(huán)26位 于上側(cè)，該固結(jié)組件25位于底側(cè)，以利于提供安裝付屬配件， 一壓力源連通該容器、導(dǎo)引 10kg/cm2 35kg/cm2壓力，通過該壓力源導(dǎo)引適當(dāng)壓力施力于液相該致冷材料101 ;
使液相該致冷材料101朝該通道流動(dòng)、并進(jìn)入該型模100，液相該致冷材料101的分子形成朝流動(dòng)方向整齊排列，利用該致冷材料101微細(xì)化的特性、并加壓施力，該致冷材 料101分子與分子因流動(dòng)形成前后相銜接、鄰接并列整齊排列，該致冷材料101進(jìn)行以均質(zhì) 化處理具有均勻細(xì)致實(shí)體，液相該致冷材料101注入該型模100形成一導(dǎo)熱模塊本體20，該 本體20包覆該定位環(huán)26、該固結(jié)組件25 —體成型； 接著將該導(dǎo)熱模塊本體20微細(xì)均質(zhì)實(shí)體予以加熱140(TC至170(TC之間的加溫環(huán) 境，溫度設(shè)定在145(TC為最佳加溫環(huán)境，進(jìn)行陶瓷化處理成高熱傳導(dǎo)效率的導(dǎo)熱模塊，該本 體20具微細(xì)均質(zhì)實(shí)體，同時(shí)電氣絕緣性具有大于10的9次方Q 、密度大于3. 9 (g/立方公 分)、抗電壓擊穿大于2000(V/mm)、吸水率小于0. 02%、并具有優(yōu)異的抗靜電特性；
再將該本體20的承座21部位予以緊密固接一組金屬制的接合部25，該接合部25 依設(shè)定方式分布排列、且其間相隔適當(dāng)間隙，一電極構(gòu)件24固設(shè)于該承座21側(cè)邊，該電極 構(gòu)件24與該接合部25相隔適當(dāng)間隙，最后將該本體20搭配該晶體30、該散熱構(gòu)件40及該 光學(xué)組件50封裝組合完成LED。 該本體20，請參閱圖4所示，是以離子化合物的材質(zhì)一體成型一承座21 ，該承座21 以型模擠壓均質(zhì)成型使分子同方向整齊排列，該承座21延伸一熱枕22、整體形成一體成型 結(jié)構(gòu)；該承座21嵌設(shè)一電極構(gòu)件24， 一接合部25設(shè)于該承座21底側(cè)面，該接合部25可為 金屬銀材質(zhì)、具有良好導(dǎo)熱及導(dǎo)電特性，該電極構(gòu)件24端側(cè)間隔該接合部25 —間隙；另該 本體20頂側(cè)外周嵌設(shè)一定位環(huán)26，該定位環(huán)26設(shè)有缺口錯(cuò)開該電極構(gòu)件24，該定位環(huán)26 設(shè)有一凹槽27， 一導(dǎo)通管28嵌設(shè)于該承座21，該導(dǎo)通管28 —端延伸連通該接合部25，另一 端錯(cuò)開該定位環(huán)26伸出該本體20外測；一固結(jié)組件29設(shè)于該熱枕24、可以直接固定于外 部的散熱器傳遞熱散發(fā)。 該晶體30，是以晶體一一固設(shè)于該接合部25范圍內(nèi)的表面，多數(shù)的導(dǎo)線31 (本發(fā) 明為金線)按串、并聯(lián)布置連接該晶體30，該晶體30表面涂布膠合液、或添加熒光劑調(diào)整光 色溫，予以封裝固定。 該散熱構(gòu)件40，請參閱圖4、5所示，是一結(jié)合部41固定于該固結(jié)組件29接合該熱 枕22，該結(jié)合部41設(shè)一熱導(dǎo)管42，其端側(cè)予以封閉，該熱導(dǎo)管42依熱導(dǎo)管制造程序內(nèi)設(shè)有 毛細(xì)管結(jié)構(gòu)、并填充導(dǎo)熱液體，該熱導(dǎo)管42外周設(shè)有一冷卻組件43，該冷卻組件43設(shè)有冷 凝液體、快速傳遞熱排放，該冷卻組件43設(shè)有一接合端44。 該光學(xué)組件50，請參閱圖4、6所示，是一透光體51的外周形成一環(huán)緣52，該環(huán)緣 52搭配一密封圈53對應(yīng)該定位環(huán)26的凹槽27押入固定，該透光體51與該承座21固定該 晶體30之間構(gòu)成一密閉的隔離空間54 ;該透光體51形成多數(shù)散射區(qū)55及匯聚區(qū)56，該散 射區(qū)55及匯聚區(qū)56的底側(cè)面一瑩光層57、可供涂布瑩光粉。 通過上述結(jié)構(gòu)本發(fā)明組裝使用時(shí)，請參閱圖5所示，該晶體30依據(jù)功率及熱性能 特性，可以估算出需要的排散熱面積、體積，據(jù)此設(shè)定該接合部25之間特定的間隔距離、排 列分布，該晶體30 —一固設(shè)于該接合部25的表面，再以該導(dǎo)線31按串、并聯(lián)布置連接該 組晶體30，該電極構(gòu)件24連接該承座21的接合部25兩側(cè)，該導(dǎo)線31形成導(dǎo)通電流通路， 予以封裝固定；該本體20的承座21、熱枕22以絕緣、良導(dǎo)熱陶瓷離子化合物的材質(zhì)一體成 型，具有良好抗靜電物性，該承座21、熱枕22隔開該散熱構(gòu)件40防靜電結(jié)構(gòu)，可以防止靜電 放電產(chǎn)生瞬間大電流毀損該晶體30。 請參閱圖4、5所示，該晶體30固定于該承座21的接合部25上導(dǎo)通電流作用產(chǎn)生的熱，利用該接合部25固結(jié)于該承座21并直接緊密結(jié)合，該承座21具有分子同向排列構(gòu) 造、具有良好導(dǎo)熱傳遞功效，該接合部25的內(nèi)側(cè)面接觸該承座21結(jié)構(gòu)、使熱可以快速傳遞， 該承座21、該熱枕22熱良導(dǎo)體特性、可以讓熱快速傳遞排除；該晶體30產(chǎn)生的熱于該接合 部25上很快傳遞、并擴(kuò)散到該承座21，該接合部25之間特定的間隔距離、排列分布，該晶體 30產(chǎn)生的熱可以均勻傳遞到該承座21，該晶體30可避免傳統(tǒng)部分熱集中、造成晶體衰退受 損的缺失，本發(fā)明該晶體30固定于該承座21、該接合部25均勻散熱，可以提高使用安全性， 增加發(fā)光效率及壽命。 其次請參閱圖4、5、6所示，該瑩光層56涂布營光粉，該透光體51的散射區(qū)55及 匯聚區(qū)56底側(cè)面設(shè)定范圍、固著營光粉，該透光體51對合該本體20的承座21，請參閱圖 7、8所示，該透光體51的環(huán)緣52擠壓該密封圈53、利用該密封圈53質(zhì)軟變形特性，該透光 體51嵌合該定位環(huán)26固定，該環(huán)緣52、凹環(huán)42形成夾押該密封圈53，該密封圈53卡住該 環(huán)緣52、凹環(huán)42固定位，該光學(xué)組件40抵押嵌固于該承座21、該密封圈53構(gòu)成防漏的結(jié) 構(gòu)。 請參閱圖6所示，該導(dǎo)通管28延伸該本體20的承座21、連通該隔離空間54，該導(dǎo) 通管28另一端伸出外測，利用灌充惰性氣體于該光學(xué)組件50、該承座21之間的隔離空間 54，該導(dǎo)通管28予以封閉，該隔離空間54構(gòu)成阻隔熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，該承座21具有更好吸收該 接合部25固定該晶體30產(chǎn)生熱的功效。 另也可利用該導(dǎo)通管28連接真空幫浦、抽取空氣，該隔離空間54可以形成真空狀 態(tài)、構(gòu)成阻隔熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，該晶體30導(dǎo)電發(fā)光產(chǎn)生熱，該隔離空間54可以阻隔熱傳遞到該 透光體51底側(cè)面該瑩光層57的熒光粉，可大大降低該瑩光層57的熒光粉受熱影響壽命的 因素，該晶體30導(dǎo)電發(fā)光的光線可以保持該瑩光層57的熒光粉調(diào)整光的強(qiáng)度及色溫，相對 提高該晶體30導(dǎo)電發(fā)光的功效及壽命。 該熱枕22的固結(jié)組件29嵌固該散熱構(gòu)件40的結(jié)合部41緊密結(jié)合，該晶體30導(dǎo) 電發(fā)光產(chǎn)生熱、并傳遞到該承座21及該接合部22、電極構(gòu)件24，經(jīng)由該固結(jié)組件25的底側(cè) 該散熱構(gòu)件40傳遞并排放熱；該承座21、熱枕22陶瓷離子化合物均質(zhì)后構(gòu)成熱良導(dǎo)體，請 參閱圖7所示，該散熱構(gòu)件40 —端的結(jié)合部41形成較高溫度A，同時(shí)該熱導(dǎo)管42外周設(shè) 該冷卻組件43具有低溫冷凝特性B，在A、B區(qū)間形成導(dǎo)熱及冷卻區(qū)，該散熱構(gòu)件40形成很 大溫度梯度特性，而可以加快熱量傳遞排放，該承座21、熱枕22及該散熱構(gòu)件40成熱良導(dǎo) 體并冷卻供效的結(jié)合體，使該晶體30可以適時(shí)適切排出熱量、經(jīng)該承座21及該散熱構(gòu)件40 散發(fā)，該晶體30保持適宜的工作溫度、可以達(dá)到更好的發(fā)光效果，同時(shí)增加使用壽命。
綜上所述本發(fā)明一體式散熱封裝LED，以本體的承座、熱枕以絕緣、良導(dǎo)熱陶瓷離 子化合物材質(zhì)進(jìn)行微細(xì)均質(zhì)處理，且一體成型供固定晶體、散熱構(gòu)件，并形成大溫度梯度差 形成熱傳導(dǎo)路徑，晶體產(chǎn)生熱快速、大量散發(fā)、保持工作溫度，提高使用安全性及壽命，具工 業(yè)上利用及首先創(chuàng)作的新穎性，符合發(fā)明專利的要件。
權(quán)利要求
一種一體式封裝散熱LED，其制造程序由陶瓷離子化合物以一型模成型一本體，該本體上設(shè)有一電極構(gòu)件、供固定一組晶體焊接導(dǎo)通電源，其特征在于將具液相流動(dòng)特性的陶瓷離子化合物置于一容器、形成一致冷材料；該容器有一通道可連接該型模；將一壓力源連通該容器、導(dǎo)引適當(dāng)壓力，通過該壓力源導(dǎo)引一壓力施力于液相該致冷材料，進(jìn)行微細(xì)均質(zhì)處理；使液相該致冷材料朝該通道流動(dòng)、并進(jìn)入該型模，該液相致冷材料的分子形成朝流動(dòng)方向整齊排列，液相該致冷材料注入該型模形成該本體；接著將該本體加熱陶瓷化溫度的高溫環(huán)境，該本體進(jìn)行陶瓷化處理形成高熱傳導(dǎo)效率的本體，該本體可以提供一接合部、該晶體固著封裝。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式封裝散熱LED，其特征在于，選擇陶瓷離子化合微細(xì)處 理到納米以上的粉體顆粒。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式封裝散熱LED，其特征在于，該致冷材料以液相置于該 容器，通過該壓力源導(dǎo)引10kg/cm2 35kg/cm2壓力施力于液相該致冷材料，該致冷材料受 壓流動(dòng)形成分子整齊排列進(jìn)行微細(xì)、均質(zhì)處理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式封裝散熱LED，其特征在于，選擇陶瓷離子化合微細(xì)均 質(zhì)實(shí)體形成該本體、在加溫?cái)z氏130(TC至170(TC之間加熱環(huán)境，進(jìn)行陶瓷化處理。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式封裝散熱LED，其特征在于，該本體的承座、熱枕一體 成型構(gòu)成熱良導(dǎo)體，該熱枕結(jié)合該散熱構(gòu)件，該本體與該晶體封裝、該散熱構(gòu)件之間構(gòu)成加 大溫度梯度特性，整體可以加快熱量傳遞排放。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式封裝散熱LED，其特征在于，該本體的承座、熱枕以絕 緣、良導(dǎo)熱陶瓷離子化合物的材質(zhì)一體成型，該承座、熱枕隔開該散熱構(gòu)件防靜電 構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種一體式封裝散熱LED，其是導(dǎo)引壓力于液相致冷材料，一本體的承座進(jìn)行微細(xì)均質(zhì)處理成型使分子同方向整齊排列，該承座可緊密固結(jié)一接合部、其上設(shè)有一晶體，該本體連接一導(dǎo)熱構(gòu)件，該本體及導(dǎo)熱構(gòu)件形成大幅溫度差，該承座及導(dǎo)熱構(gòu)件構(gòu)成良好吸熱功效，該晶體可達(dá)到控溫工作、確保穩(wěn)定度及安全性。
文檔編號(hào)H01L33/00GK101740683SQ20091020349
公開日2010年6月16日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者官有占, 張?jiān)坡?lián) 申請人:官有占;張?jiān)坡?lián)