发光二极管的散热结构制造技术

本发明专利技术公开了一种发光二极管的散热结构，该散热结构包括由导热材料制成的阳极区和阴极区，同时在阳极区和阴极区上结合有一散热片。因此阳极区和阴极区具有相对较大的面积，从而使得该发光二极管可进行有效地散热。在阴极区上设有一反射凹槽，该反射凹槽内用于设置发光二极晶片。该发光二极管的散热结构可使该发光二极管在高驱动电流下仍能维持较低的接面温度，以致于该发光二极管在较高温度下仍能产生较高的亮度。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有散热控制结构的发光二极管，尤其是指一种利用热传导来处理发光二极管散热问题的发光二极管的散热结构。早在1960年间，发光二极管(light emiting diode，LED)就已经成功地发展成形。因发光二极管具有高效益的特性而使其已在各个领域中得到广泛地应用。近几年来所发展的高温、高亮度发光二极管已经被应用在汽车内部的仪表面板上、汽车外部的显示灯甚至应用在交通信号的标识上。虽然此类高温发光二极管的制造技术已经发展成熟，但是，当发光二极管的接面温度升高时，其发光亮度就会显著降低。例如，每当接面温度升高5℃时，发光二极管的发光强度就可能会减至室温时发光强度的一半。这种现象严重地影响了传统发光二极管的发光亮度。发光二极管通常被封装入可透光的环氧基树脂中(epoxy resin)。由于此类树脂不容易导热，从而使得发光二极管所产生的热量只有很少部分通过树脂被散发出去。这样严重影响了输入发光二极管的驱动电流，因为过大的驱动电流会使发光二极管产生高温，从而降低了发光的强度。此外，常用的环氧基树脂通常存在一个临界温度，当达到该临界温度时，环氧基树脂会从原来接近玻璃状的固体材质转变成类似橡胶的材质。同时在这个临界温度的转变过程中，将会显著的改变发光二极管的热膨胀系数，从而可能造成发光二极管的结构被损害，(例如，发光二极管的各单元零件被分离)，或造成连接发光二极管的导线断裂。对于具有低热阻的发光二极管而言，发光的相对强度几乎与正偏压的电流成正比。但是目前大部分发光二极管均为高热阻发光二极管，对这种发光二极管来说，光的相对强度随着正偏电流的增加而降低，并且这类高热阻发光二极管在操作时在其内部会累积大量的热量，导致该发光二极管的接面温度上升，又因接面温度的升高会导致正偏电流的增加，从而导致该发光二极管的发光强度降低。目前已经有一些具有散热功能的发光二极管被提出，试图将上述特性改善成当正偏电流增加时，输出亮度也同时增加，而不是随之降低。Hochstein在美国专利第5,857,767号中提出发光二极管的结构，其主要是将发光二极管固定在可导电的树脂散热装置中。这种结构的确可以使发光二极管承受高于一般发光二极管的驱动电流，同时又能维持较低的接面温度，从而提高发光强度。然而并不是所有发光二极管的结构都符合Hochstein的设计，因为大部分发光二极管都是利用导线框来做为晶片电极的，这种导线框的结构会使发光二极管必须借助于既长又细的接脚来进行散热，因而对于处理大量的接面热量来说并不太容易。为发解决上述所存在问题，本专利技术的目的在于提供一种具有快速、有效的散热功能，并能维持其接面温度，在提升驱动电流的情况仍能输出同样亮度的发光二极管的散热结构。本专利技术中发光二极管的散热结构主要有由可导热材料制成的阳极区和阴极区组合而成，其中发光二极管晶片被设置在阴极区中，使其所产生的热量通过导热材料来散发出去。另外本专利技术中的发光二极管可与散热片进行搭配使用，以提供更高的散热效率。本专利技术中发光二极管的散热结构，在发光二极管晶片和散热片之间提供有较大的截面积和较短的散热路径，从而提高了散热效率。该高效率的散热性质可使发光二极管在高驱动电流的操作下仍能保持较低的接面温度，进而提升发光二极管输出的亮度。因此，本专利技术中的发光二极管散热结构可使发光二极管晶片承受较高的驱动电流，以便输出更高的亮度；或在同样亮度的条件下可使用较少数目的发光二极管。下面将结合附图对本专利技术中发光二极管的散热结构作进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术中发光二极管的第一种散热结构的俯视图；图2是本专利技术中发光二极管的第一种散热结构的侧视图3是本专利技术中发光二极管的第二种散热结构的俯视图；图4是本专利技术中发光二极管的第二种散热结构的侧视图；图5是本专利技术中发光二极管的第三种散热结构的俯视图；图6是本专利技术中发光二极管的第三种散热结构的侧视图；图7是本专利技术中发光二极管的第四种散热结构的俯视图；图8是本专利技术中发光二极管的第四种散热结构的侧视图；图9是本专利技术中发光二极管的第五种散热结构的俯视图；图10是本专利技术中发光二极管的第五种散热结构的侧视图；图11是本专利技术中发光二极管的第六种散热结构的俯视图；图12是本专利技术中发光二极管的第六种散热结构的侧视图；图13是本专利技术中发光二极管的第七种散热结构的俯视图；图14是本专利技术中发光二极管的第七种散热结构的侧视图。如图1和如图2所示，本专利技术中发光二极管的散热结构有两区块组合而成，这两个区块均由如铝、铜或其它导热材料制成。所述两个区块分别为通过绝缘粘着剂粘接在一起阳极区140和阴极区150，其中在阴极区150上通过机械切削加工有反射凹槽120，同时将发光二极管晶片110放置在反射凹槽120中，通过导线130将发光二极管晶片110表面的阳极与阳极区140互相连通起来，最后发光二极管晶片110发出的光线通过透镜160折射到外界。另外发光二极管搭配有由铝或其它导热材料制成的散热片170，通过该散热片170带走发光二极管多余的热量。在图3和图4是中例举了一种与图1和图2中所示的发光二极管散热结构相似的发光二极管结构。这种发光二极管散热结构也由阳极区240和阴极区250组合而成，并且在阳极区240和阴极区250下方均延伸出一底部，以增加发光二极管的稳固性。其余结构与图1和图2中所示的发光二极管的结构相类同，即将发光二极管晶片210放置在设于阴极区250上的反射凹槽220中，并通过导线230将发光二极管晶片210表面的阳极与阳极区240互相连通起来，最后发光二极管晶片210发出的光线通过透镜260折射到外界。另外发光二极管也同样搭配有由铝或其它导热材料制成的散热片270，通过该散热片270带走发光二极管多余的热量。图7和图8示出了另一种发光二极管的结构，其阳极区440和阴极区450在组合后的整体截面形状为圆形，而不是长方形。另外阳极区440和阴极区450在组合后的整体截面形状可以是任意的，只要将阴极区440和阳极区450绝缘开来即可，同时将发光二极管晶片410设置于阴极区450上所设有的反射凹槽420内，再将晶片的正极与阳极区440通过导线430进行耦合，最后将阴极区450与阳极区440耦合到散热片470上。图5和图6示出了另一种相似的发光二极管，该发光二极管是将阳极区340以管状形式环绕在阴极区350的周围。其截面形状为圆形，但是不同截面形状的结构也落入本专利技术所保护的范围之内。与前一个发光二极管的结构相似，在阳极区340和阴极区350之间利用绝缘的粘着剂分开，并且在这种发光二极管中其他元件的设置均与前面所提到的发光二极管相同。图9和图10示出一种由长条状传导热材料构成的发光二极管结构。与上述发光二极管结构相比其不同的是，该发光二极管的阳极区540和阴极区550由同一块长条形材料制成。在该发光二极管的具体结构是由一个薄形的金属长条和两个较厚而短的金属长条组成，这两个厚而短的金属长条分别粘接在薄形金属长条的两侧，其中薄形金属长条与上层厚而短金属长条利用可导电的粘着剂粘接在一起，而薄形金属长条与下层厚而短的金属长条则是用绝缘的粘着剂进行粘接的。将这些金属长条固定在一起之后，用锯从上层厚而短的金属长条处开始切割，直至薄形金属长条，但不切割到下层厚而短的金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管的散热结构，其特征在于：所述发光二极管包括有由导热材料制成的阳极区和阴极区各一个，在阳极区和阴极区之间相互绝缘；同时在阴极区上设置有一个发光二极管晶片，该发光二极管晶片的阳极利用导线与所述阳极区进行耦合；另外，所述阳极区与阴极区同时耦合于一散热器上。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管的散热结构，其特征在于所述发光二极管包括有由导热材料制成的阳极区和阴极区各一个，在阳极区和阴极区之间相互绝缘；同时在阴极区上设置有一个发光二极管晶片，该发光二极管晶片的阳极利用导线与所述阳极区进行耦合；另外，所述阳极区与阴极区同时耦合于一散热器上。2.如权利要求1中所述的发光二极管的散热结构，其特征在于在所述阳极区和阴极区之间设有一层绝缘粘接剂层。3.如权利要求1中所述的发光二极管的散热结构，其特征在于所述阳极区和阴极区由一整块材料制成。4.如权利要求3中所述的散热结构，其特征在于所述阳极区和阴极区的下方设有支撑区块。5.如权利要求1中所述的散热结构，其特征在于所述阳极区环绕着所述阴极区。6.如权利要求5中所述的散热结构，其特征在于所述阴极区为圆柱状，所述阳极区为管状。7.如权利要求1中所述的散热结构，其特征在于所述阴极区与阳极区为一长条形形式，并在该阳极区和阴极区的下方设有支撑区块。8.如权利要求1中所述的散热结构，其特征在于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：施克文，
申请(专利权)人：施克文，
类型：发明
国别省市：US[美国]