發光二極體、其製法及以該發光二極體製造的照明器的製作方法

2023-08-08 10:22:51

專利名稱：發光二極體、其製法及以該發光二極體製造的照明器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種發光二極體，特別是涉及一種使用高導熱且高透光基
座的發光二極體；本發明另關於一種發光二極體的製法，特別是涉及一種 使用高導熱且高透光基座發光二極體照明器的製法。
背景技術：
由於發光二極體(Light-emittingDiode, LED)晶片在通電發光的能量 應用效率較傳統燈泡或螢光燈為優，兼之體積小而在製造上更具彈性且提 供更廣的應用範圍，邇來隨著白光發光二極體晶片的問世，以該些發光二 極管晶片所製成的照明器在照明器市場所佔比率逐年攀升，頗有取代傳統 燈泡或螢光燈照明器的趨勢。
請參閱圖25，揭露有現有發光二極體照明器的分解立體圖，其包括至少 一發光二極體及一固設板，其中
該發光二極體包括有
一基座80，包括有一由一塑膠材料或一樹脂材料所構成的本體81，其具 有一頂面及一背面，該本體81形成有一向頂面開口的容置空間，並另包括 有一導熱元件813，該導熱元件813是由金屬等導熱材料所構成，其埋設於 該本體81之中，且多形成為一導熱片的形態；該導熱元件813具有一頂端, 連通至前述容置空間底部中央，其另具有一底端，連通至該本體81的背面 且形成為平板狀；
二接腳82，其埋設於該基座本體81內,且自該本體81的容置空間中,並 向外延伸，供電連接之用；
一發光二極體晶片83，其是以銀膠粘合等方式設置於前述導熱元件813 的頂端上，且該晶片83藉由設置接線832等手段分別電連接其電極至前述 二接腳82上，以向外電連接而獲得所需的電能；前述發光二極體晶片83 及接線832等結構藉由一透明矽膠作為保護層而封住該晶片83及接線832 等結構；當該晶片83通電發光而產生熱量時，該熱量可藉由前述導熱元件 813傳導散熱。
前述發光二極體設於一固設板90上，以構成一發光二極體照明器。該 固設板90包括有一由金屬等導熱材料所構成的板體91,該板體91具有一 表面及一背面；該板體91的表面設有一絕緣材料92;該絕緣材料92上相 對於前述基座80的導熱元件813底端處開設有一連接孔921，以令該導熱元件813可經由該絕緣材料92的連接孔921熱連接至該板體91，使前述晶 片83產生的熱量可由該導熱元件813導出至該板體91以進行散熱；該絕 緣材料92上相對於前述二接腳82處分別設置導電材料93,該導電材料93 形成匹配於該些接腳82的腳位931,以令接腳82經由該導電材料93向外 電連接而讓晶片83獲得電能供應。
目前發光二極體研發的進展除了前述白光發光二極體之外,大功率發光 二極體也開發、生產而進入實用階段。
然而，由於前述發光二極體的構造是配合早期功率較小的發光二極體 晶片所設計，因此不適合配合大功率發光二極體晶片使用。勉強將功率大 於0.5W或甚至高達1W的大功率發光二極體晶片用於該現有發光二極體構 造時，不僅無法藉由前述導熱元件妥善散發大功率發光二極體晶片在通電 發光時所產生的熱量，該現有發光二極體的構造在散熱方面的弱點，更將 導致大功率發光二極體晶片無法以加大導熱元件的方式有效改善散熱效 果。
由於現有發光二極體的構造，為配合其生產方式是採用塑膠材料或樹脂 材料製作其基座80的本體81,而該些材料導熱性不佳而有礙導熱或散熱，因 此發光二極體晶片83產生的熱量完全被該本體81所阻擋，使需要發散的 熱能在發光二極體晶片83通電發光時不斷集中，就大功率晶片發光的情況 而言，其集中的熱量可令溫度達到攝氏400度的高溫；結果不但發光二極 管晶片83因受熱不能妥善運作而造成發光效果嚴重衰退的情況，該晶片83 的使用年限亦大幅縮短，不單對產品品質帶來負面影響，也提高製造成本，更 降低產品的市場竟爭力；再加上大功率發光二極體晶片價格昂貴，若因受 熱而不能完全發揮其效能，將加深製造成本的負擔，造成無謂的浪費。但 是在現有生產發光二極體的設備所能夠接受的範圍之內，無論如何加大該 導熱元件813,由於前述本體81材料不利散熱，其能提供的散熱效果均無 法趕上產熱速率，因此傳統採用塑膠材料或樹脂材料作為基座80本體81 的現有發光二極體無法解決該受熱的問題。
再者，前述塑膠材料或樹脂材料所構成的本體81不但散熱性差，其透 光性亦極低，因此設置於該本體81容置空間中的晶片83隻能朝向頂面發 光，其側面不能發出有效的光線，使得該現有發光二極體的照明角度受到 嚴重的局限，因此現有發光二極體只有頂面光而無側面光，不適合一般全 方位的照明用途，使其相關應用受到非常大的限制。
除此之外，由於現有生產發光二極體的設備多以連續衝壓成型的技術 手段先製造支架(圖中未示)，再將前述塑膠材料或樹脂材料所構成的本體 81於該支架上以表面粘著設計(surface mount design, SMD )的技術形成 基座80，為配合該生產方法，難以隨意更換其他材料。且其所使用的模具(圖中未示)不但價格昂貴，修改該些模具結構不僅有相當的因難，修改所 需的費用亦極可觀，因此難以依訂單的要述做相對應的改變。例如，前述
發光二極體是使用二接腳82配合一晶片83使用，若欲改採多個低功率晶 片組合製作發光二極體而需要改採多接腳結構時，勢必從頭建制生產線,對 生產者來說是難以承受的成本負擔。
又，由前述可知該現有發光二極體照明器，是以其導熱元件813的底 端連接至該固設板90的板體91以利散熱，由於導熱元件813的底端與固 設板90之間為配合表面粘著設計(SMD)的作業需要，是採平面對平面的 方式進行連接，難以達到完全密合的狀態，致使散熱效果不完全。
由上述可知，現有發光二極體受到結構、材料以及生產方式等限制,難 以採用大功率發光二極體晶片，其無法有效散熱、無側面光、受限於生產 方式而難以變更設計以及高成本、低效能的缺點亟待改善。

發明內容
本發明的主要目的在於，克服現有的發光二極體存在的缺陷，而提供 一種新型結構的發光二極體、其製法及以該發光二極體製造的照明器，所要 解決的技術問題是使其能夠有效散熱、具有側面光、易於變更設計且得以 考量成本而發揮高效能，非常適於實用。
本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據 本發明提出的一種發光二極體，其包括有 一基座，包括有一由高導熱且 高透光材料所構成的本體，該本體具有一頂面及一背面，且形成有至少一 向頂面開口的容置空間；至少二接腳，其埋設於該基座本體內，且自該本 體的容置空間內連接至該本體外部；至少一發光二極體晶片，其設置於前 述該本體的容置空間內，各晶片至少具有二電極，且該至少一晶片分別電
連接其電極至前述至少二接腳上；前述發光二極體晶片及其電連接至接腳
的結構覆蓋有一透明矽膠作為保護層。
本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。 前述的發光二極體，其中所述的發光二極體晶片設置於該本體的容置
空間底部。
前述的發光二極體，其另包括有一導熱元件，該導熱元件是由導熱材 料所構成，其埋設於該本體之中；該導熱元件具有一第一端，連通至前述 容置空間底部中央，其另具有一第二端，連通至該本體的背面；其中，前述 發光二極體晶片設置於該導熱元件的第 一端上。
前述的發光二極體，其中所述的矽膠填滿該本體的容置空間,而使該矽 膠微凸於容置空間的開口外。
前述的發光二極體，其中所述的基座的本體頂面上設有一罩住該本體容置空間開口的罩體；該罩體由玻璃材料所製成,其具有一表面與一底面,並 於其內部形成一空腔，該空腔於該罩體的底面上形成有一開口，該開口對
應於前述本體的容置空間開口，並令該罩體與該本體相結合。
前述的發光二極體，其中所述的罩體的表面形成為一外凸形狀而於其
表面處形成為類似凸透鏡的結構。
前述的發光二極體，其中所述的基座的本體頂面上設有一罩住該本體
容置空間開口，且透光率較玻璃為低的遮光體。
前述的發光二極體，其中所述的遮光體是塑膠材料所製成。 前述的發光二極體，其中所述的遮光體是毛玻璃材料所製成。 前述的發光二極體，其中所述的發光二極體晶片是15mil發光二極體晶片。
前述的發光二極體，其中所述的發光二極體晶片是MR16發光二極體 晶片。
前述的發光二極體，其中所述的基座的本體具有至少二供接腳埋設的 插孔其中該插孔於本體的容置空間與該本體底部分別形成有開口 ，且在各 開口處形成有點膠凹部。
前述的發光二極體，其中所述的基座的本體具有至少二供接腳埋設的 插孔，另在前述基座的本體的容置空間底部中央形成一貫通至本體底部的 通孔；其中該插孔在本體的容置空間與該本體底部分別形成有開口，且在 該開口處形成有點膠凹部；又該通孔於本體的容置空間與該本體底部分別 形成有開口，且在各開口處形成有點膠凹部。
前述的發光二極體，其中所述的導熱元件具有一凸環，且前述各接腳 具有一凸環；前述基座的本體具有至少二供接腳埋設的插孔，另在前述基 座的本體的容置空間底部中央形成一貫通至本體底部的通孔；前述雍孔具 有一匹配於導熱元件凸環的凹溝，而在連通於容置空間處形成為一具有傾 斜內壁的缽形開口；各插孔亦形成有匹配於前述接腳的凸環的凹溝，且在 連通於容置空間處形成缽形開口 。
前述的發光二極體，其中所述的通孔內周壁上形成有多個直條。
前述的發光二極體，其中所述的本體外周壁上形成多個山形凸起而呈 鋸齒外形。
前述的發光二極體，其中所述的本體外周壁上形成一凸緣。
前述的發光二極體，其中所述的接腳形成為片狀。
前述的發光二極體，其中所述的本體的容置空間區分為多個區塊，在各 區塊中設置有至少一發光二極體晶片，及以至少二接腳。
前述的發光二極體，其進一步包括有多個導熱元件，前述本體的容置 空間區分為多個區塊，在各區塊中設置有至少一前述導熱元件、至少一設置於該導熱元件上的發光二極體晶片，及以至少二接腳。
本發明的目的及解決其技術問題還採用以下技術方案來實現。依據本
發明提出的一種發光二極體照明器，其包括發光二極體，及一固設板;該固 設板包括有一由金屬等導熱材料所構成,且具有一表面及一底面的板體;該 板體的表面設有一絕緣材料；該絕緣材料上相對於前述基座的本體背面處 開設有一連接孔，該本體經由該絕緣材料的連接孔熱連接至該板體；該絕 緣材料上相對於前述二接腳處分別設置一導電材料，該導電材料形成匹配 於該些接腳的腳位。
本發明的目的及解決其技術問題另外還採用以下技術方案來實現。依 據本發明提出的一種發光二極體照明器，其包括發光二極體,及一固設板;該 固設板包括有一導熱板體，該板體上設有一絕緣材料，且在該絕緣材料上 設有 一導電材料，該導電材料在適當位置形成腳位以與前述接腳形成電連 接；又，該固設板的導熱板體形成對應前述導熱元件的孔位，該導熱元件 形成為棒狀而穿設於該孔位之中。
本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。 前述的發光二極體照明器，其進一步具有一筒狀金屬元件，該筒狀金 屬元件具有一開口 ，其可配合實際使用環境的需求分段,各段雖相互連接,但 形成為大小不同的筒徑；前述固設板設置於該筒狀金屬元件的開口處。
本發明的目的及解決其技術問題另外再採用以下技術方案來實現。依 據本發明提出的一種發光二極體照明器，其包括發光二極體,及一散熱棒;該 散熱棒形成為具有多個平面的直方棒狀，以導熱良好的金屬製造，且令多 個前述發光二極體的基座的本體分設於該散熱棒各平面上；前述各本體所 埋設的導熱元件與前述散熱棒相連接。
本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。 前述的發光二極體照明器，其中所述的導熱良好的金屬是鋁金屬。 本發明的目的及解決其技術問題另外再採用以下技術方案來實現。依 據本發明提出的 一種發光二極體照明器之的製法，其包括有以下步驟:a.提 供材料提供玻璃粉以及至少二接腳；該接腳系是以導熱之的金屬材料構 成；b.鑄模依據所需之的本體尺寸、形狀等設計製造模具以形塑本體;該 模具上形成有供前述接腳穿設之的穿設孔；c.半燒結將前述玻璃粉加以半 燒結以形成該本體；d.電鍍與組合將前述接腳鍍鎳，並且將鍍鎳完成之的 接腳穿置於模具上對應於本體之的穿設孔；e.氣體保護與完全燒結將半燒 結之的本體配合前述模具進行完全燒結，令該本體、導熱元件與接腳一體
成形，並於在燒結時提供至少一惰性氣體進行氣體保護；f.固晶將前述發 光二極體晶片設置於本體容置空間內；g.打線令各晶片之的電極分別與對
應之的接腳建立電連接；h.封膠採用矽膠作為保護層覆蓋於前述晶片及其電連接之的結構以發揮保護作用。
本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。
前述的發光二極體照明器的製法，其中a.在提供材料步驟所提供的材 料包括有一導熱元件，且該玻璃粉是已造粒的玻璃粉；b.在該模具上另形成 有供前述導熱元件穿設的穿設孔；d.將前述導熱元件鍍鎳，並且將鍍鎳完成 的導熱元件穿置於模具上對應於本體的穿設孔；f.前述本體具有一容置空 間，而前述導熱元件具有一連通至前述容置空間底部中央的第一端；前述 發光二極體晶片設置於該導熱元件第一端處。
前述的發光二極體照明器的製法，其中:a.前述玻璃粉是鈉鈣玻璃粉;b.前 述模具是以石墨板所製成；f.前述晶片是以銀膠粘合設置於該導熱元件第一 端上。
前述的發光二極體照明器的製法,其中a.該玻璃粉是電子級的鈉鈣玻璃粉。
前述的發光二極體照明器的製法，其中c.該玻璃粉在燒結前先採行燒 蠟過程處理。
前述的發光二極體照明器的製法，其中d.另將前述導熱元件加以鍍銅 並鍍銀。
前述的發光二極體照明器的製法,其中e.該完全燒結程序是在攝氏750 度的溫度下在爐內進行30分鐘。
前述的發光二極體照明器的製法，其中d.前述導熱元件及接腳是鍍銅2 微米，並鍍銀3微米。
前述的發光二極體照明器的製法，其中h.該矽膠是填充於該主體的容 置空間中。
本發明的目的及解決其技術問題另外再採用以下技術方案來實現。依 據本發明提出的一種發光二極體照明器的製法，其製法，且另包括以下步 驟
i.折腳令前述接腳彎折成適當的形狀；j.裝設固設板:令該發光二極體 照明器另^括有一 固設板,該固設板包括有一設有絕緣材料的導熱板體,其 絕緣材料上設有一形成有匹配前述接腳的腳位的導電材料，該些腳位與該 些接腳形成電連接，且該固設板的導熱板體形成有對應前述導熱元件的孔 位，該導熱元件的第二端是穿設於該孔位之中。
本發明的目的及解決其技術問題另外再採用以下技術方案來實現。依 據本發明提出的一種發光二極體照明器的製法，其特徵在於其包括有;a.提 供材料提供高導熱且高透光塑料以及至少二接腳；該接腳是以導熱的金 屬材料構成；b.鑄模依據所需的本體尺寸、形狀等設計製造模具以形塑本 體；該模具上形成有供前述接腳穿設的穿設孔；c.壓鑄將前述高導熱且高透光塑料加以壓鑄以形成該本體；d.電鍍與組合將前述接腳鍍鎳，並且將 鍍鎳完成的接腳穿置於模具上對應於本體的穿設孔，令該本體與接腳一體 成形；f.固晶將前述發光二極體晶片設置於本體容置空間內；g.打線令 各晶片的電極分別與對應的接腳建立電連接；h.封膠採用矽膠作為保護層 覆蓋於前述晶片及其電連接的結構以發揮保護作用。
本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。
前述的發光二極體照明器的製法，其中
a. 在提供材料步驟所提供的材料包括有一導熱元件，且該高導熱且高透 光塑料是選自由高導熱且高透光的塑膠(Plastic )、高導熱且高透光的PC 料、高導熱且高透光的壓克力料(Acryl)及其組合所構成的群組中；
b. 在該模具上另形成有供前述導熱元件穿設的穿設孔； d.將前述導熱元件鍍鎳，並且將鍍鎳完成的導熱元件穿置於模具上對應
於本體的穿設孔；
f.前述本體具有一容置空間，而前述導熱元件具有一連通至前述容置空 間底部中央的第一端；前述發光二極體晶片設置於該導熱元件第一端處。
前述的發光二極體照明器的製法，其中f.前述晶片是以4艮膠粘合設置 於該導熱元件第一端上。
前述的發光二極體照明器的製法，其中c.該玻璃粉在燒結前先採行燒 蠟過程處理。
前述的發光二極體照明器的製法,其中d.另將前述導熱元件加以鍍銅 並鍍銀。
前述的發光二極體照明器的製法，其中d.前述導熱元件及接腳是鍍銅2 微米，並鍍銀3微米。
前述的發光二極體照明器的製法，其中h.該矽膠填充於該主體的容置 空間中。
本發明的目的及解決其技術問題另外再採用以下技術方案來實現。依 據本發明提出的 一種發光二極體照明器的製法，其另包括以下步驟:i.折腳:令 前述接腳彎折成適當的形狀；j.裝設固設板令該發光二極體照明器另包括 有一固設板，該固設板包括有一設有絕緣材料的導熱板體，其絕緣材料上 設有一形成有匹配前述接腳的腳位的導電材料，該些腳位與該些接腳形成 電連接，且該固設板的導熱板體形成有對應前述導熱元件的孔位，該導熱 元件的第二端是穿設於該孔位之中。
本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上技術方案 可知，本發明的主要技術內容如下 令該發光二極體包括有
一基座，包括有一由高導熱且高透光材料所構成的本體，其形成有一向頂面開口的容置空間；
至少二接腳，其埋設於該基座本體內，且自該本體的容置空間內，向外 電連接以獲得電源供應；
至少一發光二極體晶片，其設置於前述該本體的容置空間內，且該晶
片分別電連接其電極至前述至少二接腳上，以獲得所需的電能；前述發光 二極體晶片及其電連接至接腳的結構藉由 一透明矽膠作為保護層，覆蓋住 該晶片及其電連接至接腳的結構以發揮保護效果；當該晶片通電發光而產 生熱量時，該熱量可藉由前述由高導熱且高透光材料所構成的本體傳導而 達到有效散熱的效果，且由於該本體具有高透光率，因此晶片的光線不僅 朝頂面，亦同時朝側面發出而達到全方位的照明效果。
為了達到上述目的，本發明提供了一種當前述構成本體的 高導熱且高透光材料是一玻璃材料時，該發光二極體的製法包括有以下步 驟
提供材料提供玻璃粉以及至少二接腳，可另提供一導熱元件；
鑄模依據所需的本體尺寸、形狀等設計製造模具以製作一本體；
半燒結將前述玻璃粉加以半燒結以形成該本體；
電鍍與插件將前述導熱元件及接腳鍍鎳，並且將鍍鎳完成的導熱元 件及接腳穿置於模具上對應於本體的既定位置；
氣體保護與完全燒結將半燒結的本體配合前述模具進行完全燒結,令 該本體、導熱元件與接腳一體成形，並於燒結時提供惰性氣體進行氣體保 護；且其可進一步包括一電鍍的步驟，以利該接腳進行電連接；
固晶將前述發光二極體晶片設置於本體容置空間內，較佳的是前述 導熱元件具有一連通於前述容置空間的第 一端，而前述發光二極體晶片設 置於該第一端上；
打線令各晶片的電極分別與對應的接腳建立電連接；
封膠採用矽膠保護層覆蓋於前述晶片及其電連接的結構以發揮保護 作用；為使矽膠有效率固化，亦可採用烤箱烘烤的方式加以短時間烘烤,直 到矽膠固化。
又，當前述本體釆用由諸如高導熱且高透光的塑膠(Plastic )、高導熱 且高透光的PC料或高導熱且高透光的壓克力料(Acryl)等高導熱且高透 光塑料所構成時，該發光二極體的製法包括有以下步^:
提供材料提供高導熱且高透光塑料以及至少二接腳，可另提供一導 熱元件；
鑄模依據所需的本體尺寸、形狀等設計製造模具以製作一本體;其中 該本體可配合前述至少二接腳等元件形成可供固定該些元件的倒勾形狀； 壓鑄將前述高導熱且高透光塑料加以壓鑄以形成該本體；電鍍與插件將前述導熱元件及接腳鍍鎳，並且將鍍鎳完成的導熱元 件及接腳穿置並固定於本體的既定位置，並且可配合本體所形成的倒勾形 狀加強固定該些導熱元件及接腳與本體之間的相對位置，令該本體、導熱
元件與接腳一體成形；且另可包括一點膠步驟以加強本體與導熱元件之間
以及本體與接腳之間的結合；
固晶將前述發光二極體晶片設置於本體容置空間內，較佳的是前述
導熱元件具有一連通於前述容置空間的第 一端，而前述發光二極體晶片設
置於該第一端上；
打線令各晶片的電極分別與對應的接腳建立電連接；
封膠採用矽膠保護層覆蓋於前述晶片及其電連接的結構以發揮保護
作用；為使矽膠有效率固化，亦可採用烤箱烘烤的方式加以短時間烘烤,直
到矽膠固化。
藉由上述技術方案，本發明發光二極體、其製法及以該發光二極體制 造的照明器至少具有下列優點及有益效果
本發明可提供一種發光二極體，其能夠有效散熱、具有側面光、易於 變更設計且得以考量成本而發揮高效能；另外本發明亦確可提供該發光二 極管的製法，以有效製造該發光二極體。
綜上所述，本發明具有上述諸多優點及實用價值，其不論在產品結構 或功能上皆有較大改進，在技術上有顯著的進步，並產生了好用及實用的 效果，且較現有的發光二極體具有增進的突出功效，從而更加適於實用。
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的 技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和 其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附 圖，詳細i兌明如下。


圖1是本發明第一實施例的側剖面圖。
圖2是本發明第二實施例的側剖面圖。
圖3是本發明第二實施例的另一側剖面圖。
圖4是本發明第三實施例的側剖面圖。
圖5是本發明第四實施例的側剖面圖。
圖6是本發明第五實施例所述發光二極體製法的流程圖。
圖7是本發明第六實施例所述發光二極體製法的流程圖。
圖8是本發明第七實施例的本體側剖面圖。
圖9是本發明第八實施例的本體側剖面圖。
圖10是本發明第八實施例固定發光二極體晶片於導熱元件上的示意圖。
圖11是本發明第八實施例另 一 固定發光二極體晶片於導熱元件上的示意圖。
圖12是本發明第九實施例的本體側剖面圖。
圖13是本發明第九實施例的本體立體圖。
圖14是本發明第九實施例設有直條的本體俯視剖面圖。
圖15是本發明第七實施例的立體圖。
圖16是本發明第八實施例的立體圖。
圖17是本發明第九實施例採用鋸齒外形本體的立體圖。
圖18是本發明第九實施例採用柱塔型外形本體的立體圖。
圖19是本發明第十實施例的立體圖。
圖20是本發明第十一實施例的立體圖。
圖21是本發明第十二實施例省略發光二極體晶片的立體圖。
圖22是本發明第十三實施例省略發光二極體晶片的立體圖。
圖23是本發明第十四實施例省略發光二極體晶片的立體圖。
圖24是本發明第十五實施例省略發光二極體晶片的立體圖。
圖25是現有發光二極體的分解立體圖。
10:基座100:本體
101:中央凹部102:插孔
1021:點力交凹部1022:點力交凹部
103:容置空間104:接腳
11:本體110:本體
111:通孔112:容置空間
113:插孔114:接腳
12:接腳121:導熱元件
122:發光二極體晶片13:發光二極體晶片
131:發光二極體晶片133:矽膠
140:本體140 a :本體
141:通孔1411: 4本形開口
1412:凹溝1413:直條
142:插孔1421:4本形開口
1422:凹溝143:容置空間
144 a :接腳20:基座
21:本體210:本體
211:接腳212:容置空間
213:導熱元件214:發光二極體晶片215:導熱元件216:容置空間
22:接腳220:本體
221:接腳223:容置空間
224:發光二極體晶片23:發光二極體晶片
230:本體231:導熱元件
232:接腳233:矽膠
234:容置空間240:本體
241:導熱元件242:接腳
246:導熱柱25:固設板
250:本體251:導熱元件
252:接腳256:筒狀金屬元件
257:印刷電路板26:板體
261:孔位27:絕緣材料
270:本體271:導熱元件
272:接腳273:容置空間
281:導電材料31:罩體
312:空腔41:遮光體
51提供材料52:鑄模
53半燒結54:電鍍與組合
55氣體保護與完全燒結55 a :電鍍
57固晶58:打線
59封膠61:折腳
62裝設固設板71:提供材料
72鑄模73:壓鑄
74電鍍與組合74 a :點膠
80基座81:本體
813:導熱元件82:接腳
83發光二極體晶片832:接線
90固設板91:板體
92絕緣材料921:連接孔
93導電材料931:腳位
具體實施例方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功 效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的發光二極體、其製法 及以該發光二極體製造的照明器其具體實施方式
、結構、特徵及其功效，詳細il明長口後。
請參閱圖l所示，揭露有本發明第一實施例的側剖面圖。 本發明第一實施例包括有一基座10，其包括有一由高導熱且高透光材 料所構成的本體ll，該本體11具有一頂面及一背面，且形成有一向頂面開
口的容置空間112;在本實施例中，該高導熱且高透光材料是一玻璃材料。
在該基座10的本體11內埋設有至少二接腳12，且該些接腳12是自該 本體11的容置空間112內，並向外延伸供電連接之用。
前述該本體11的容置空間112底部設置有至少一發光二極體晶片13， 在本實施例中是採用8顆15mil的發光二極體晶片13，其分別以銀膠(圖 中未示)固定於該本體11的容置空間112底部；各晶片13至少具有二電 極(圖中未示)，二電極分別電連接至前述至少二接腳12上，以進一步向 電連接以獲得電能。
又，前述發光二極體晶片13及其與接腳12電連接的結構上覆蓋有一 作為保護層的透明矽膠133以發揮保護效果。
本實施例的發光二極體可另與一固設板(圖中未示)組合以構成一發 光二極體照明器。該固設板包括有一由金屬等導熱材料所構成，且具有一 表面及一底面的板體；該板體的表面設有一絕緣材料；該絕緣材料上相對 於前述基座的本體11背面處開設有一連接孔(圖中未示)，以令該本體11 可經由該絕緣材料的連接孔熱連接至該板體，使前述發光二極體晶片13產 生的熱量除了經由該玻璃制本體11散發於空氣中，亦可藉由該本體11傳 導至該板體以進行散熱；該絕緣材料上相對於前述二接腳12處分別設置一 導電材料，該導電材料形成匹配於該些接腳12的腳位，以令接腳12經由 該導電材料向外電連接以獲電源。
本實施例除了如前述採用多個發光二極體晶片13之外，亦可以僅設置 單一發光二極體晶片13於該本體11的容置空間112底部，而在該單一晶 片的實施態樣之中，可採用功率為0.5W以下的發光二極體晶片。
當該晶片13通電發光而產生熱量時，因高導熱且高透光的玻璃材料遠 優於塑膠材料或樹脂材料的散熱效果，即使未採用額外的導熱元件(圖中 未示)，在本實施例中，其產生的熱量可順利藉由前述由玻璃材料所構成的 本體11傳導而有效進行散熱。
又由於該玻璃材料所構成的本體11具有高透光率，因此晶片13的光 線不僅朝頂面發出，亦同時穿過該高透光率的本體11而朝側面發出，達到 全方位的照明效果。前述多個發光二極體晶片13同時發光，其發光效果加 成的結果可媲美單一大功率發光二極體晶片13的發光效果。
另外，由於本實施例改採高導熱且高透光的玻璃材料製作該基座10的 本體11,其製造方法異於現有發光二極體的製造方法，且其模具(圖中未示)不但與製造現有發光二極體時所採用的模具不同，本實施例模具的成 本又遠較現有發光二極體製造用模具低廉，因此不會受到現有發光二極體 的製造方法的種種限制，可衡量訂單的要求與成本而變更設計，以製造採 用不同數量晶片，或具有不同數目接腳的發光二極體，抑或是改變基座的 大小。因此在設計多樣尺寸及形狀等設計相關的選擇方面均有相當的自由 度。
再者，從環境保護的角度觀之，玻璃材料主要由二氧化矽所構成，不會 如塑膠材料或樹脂材料造成環境汙染。
請參閱圖2所示，揭露有本發明第二實施例的側剖面圖。 本發明第二實施例類似上述第一實施例,同樣具有一基座20、至少二接 腳22、至少一發光二極體晶片23以及作為保護層的矽膠233;但該基座20 除了高導熱且高透光的玻璃材料所製成而具有容置空間212的本體21夕卜, 另包括有一導熱元件213，該導熱元件213是由金屬等導熱材料所構成,其埋 設於該本體21之中；該導熱元件213具有一第一端，連通至前述容置空間 212底部中央，其另具有一第二端，連通至該本體21的背面。其中，該晶 片23設置於該導熱元件213的第一端上。
如前所述，由於本發明的結構較不受到生產方式的限制，因此該導熱 元件213的第二端除了可以形成為適合表面粘著設計(SMD)的平板狀，亦 可以形成為適合穿設的棒狀或其他適合進一 步應用的形狀。
請參閱圖3所示，揭露有本發明第二實施例的另一側剖面圖。 通常該發光二極體另與一固設板25組合以構成一發光二極體照明器; 其中，該固設板25包括有一導熱板體26，該板體26上設有一絕緣材料27, 且於該絕緣材料27上設有一導電材料281，該導電材料於適當位置形成腳 位以與前述接腳22形成電連接；當本實施例裝設於該些固設板25時，可 令固設板25的導熱板體26形成對應前述導熱元件213的孔位261，且令該 導熱元件213形成為棒狀而穿設於該孔位261之中，以達到更優異的散熱 效果。
本實施例同時藉由該高導熱且高透光的玻璃材料本體21以及導熱元件 213進行散熱，使晶片23通電發光時產生的熱量可被極有效率地傳導而進 行散熱。
又，前述作為保護層的矽膠233除了可以採用近似第一實施例所採用 的量，以覆蓋發光二極體晶片23及其與接腳22電連接的結構，亦可以採 用較多量的矽膠233，不僅達到前述覆蓋效果，更將本體21的容置空間212 填滿，而使該矽膠233微凸於容置空間212的開口外，以提供聚光效果。
再者，本實施例亦如前述第一實施例，可採用多個發光體晶片或單一 發光體晶片。請參閱圖4所示，揭露有本發明第三實施例的側剖面圖。 本發明第三實施例概同於前述第二實施例，其不同之處在於本實施例 採用較少量的矽膠233，且於該基座20的本體21頂面上設有一罩住該本體 21容置空間212開口的罩體31。
該罩體31是由高導熱且高透光的玻璃材料所製成，其具有一表面與一 底面，並在其內部形成一空腔312，該空腔312在該罩體31的底面上形成 有一開口，該開口對應於前述本體21的容置空間212開口，並令該罩體31 與該本體21相結合；該罩體31的表面形成為一外凸形狀，使該罩體31在 其表面處形成為類似凸透鏡的結構。
在使用本實施例時，該發光二極體晶片23朝頂面所發出的光線經過該 罩體31表面處時，藉由該類似凸透鏡的結構，可縮小發光角度而發揮聚光 效果，特別適合用於照亮諸如展示品等物體(圖中未示)的局部，或用以 照射珠寶等需應用光影變化的物體(圖中未示)以提供更佳的展示效果。
當本實施例配合諸如MR16等大功率發光二極體晶片23使用時，除了 如上所述可發揮良好的照明效果之外，其通電發光時所產的熱量也可以借 由該高導熱且高透光的玻璃材料所製成的本體21及罩體31得到妥善的散 熱；且該本體21的容置空間212與該罩體31的空腔312中的氣體對流,有 助於所生熱量的傳導,使該熱量能更為平均的傳導至該本體21及罩體31,借 以加強散熱的效果。
再者，本實施例亦可採用多個發光體晶片或單一發光體晶片。 請參閱圖5所示，揭露有本發明第四實施例的側剖面圖。 本發明第四實施例概同於前述第二實施例，其不同之處在於本實施例 採用較少量的矽膠233，且在該基座20的本體21頂面上設有一罩住該本體 21容置空間212開口 ，且透光率較玻璃為低的遮光體41。
該遮光體41是由塑膠材料或毛玻璃材料所製成，其透光率較低而可發 揮遮光效果；該遮光體41的大小對應於前述本體21頂面，且可蓋住本體 21容置空間212的開口；該遮光體41是與該本體21相結合，以於該處阻 擋或減弱光線。
再者，本實施例亦可採用多個發光體晶片或單一發光體晶片。 在使用本實施例時，該發光二極體晶片23朝頂面所發出的光線經過該 遮光體41頂面處時，將受該遮光體41阻擋或減弱，使本實施例在頂面不 發出光線，或其於頂面發出的光線因受到減弱而使頂面光較側面光黯淡，並 因而得以提供嶄新的光線效果，而為發光二極體開展更寬闊的用途；例如 圖5所示，本發明第四實施例採用可適度減弱頂面光的遮光體，使較亮的 頂面光在減弱之後呈現與側面光近似的亮度，則使得本實施例形成為全方 面亮度相互調和的發光二極體，特別適合應用為汽車煞車燈、方向燈或後方警示燈等需要在各角度呈現相同亮度的燈具。
由上述可知本發明確可提供一種發光二極體，其能夠有效散熱又具有 側面光，且因其結構較不受生產方式的限制，因此得以考量成本、易於配 合訂單變更設計，更能配置單一或多個發光二極體而發揮高效能。
請參閱圖6所示，揭露有本發明第五實施例所述發光二極體製法的流 程圖。
本發明第五實施例是發光二極體的製法，其用以製造前述第二實施例 的發光二極體。
該製法依序包括有提供材料51、鑄模52、半燒結53、電鍍與組合54、 氣體保護與完全燒結55、固晶57、打線58以及封膠59等步驟，若欲採用 表面粘著設計(SMD)的裝設方式或配合一固設板(圖中未示)使用，亦 可進一步加入折腳61以及裝設固設板62等步驟，分述如下。
一、 提供材料51
請配合參閱圖2，在此步驟中所提供的材料包括玻璃粉(圖中未示)、導 熱元件213以及至少二接腳22，在本實施例中該玻璃粉是採用已造粒的玻 璃粉，以供製造基座20的本體21;該導熱元件213的尺寸、以及接腳22 的尺寸與數量均與前述本體21的尺寸、形狀等設計相匹配。又，在本實施 例中該導熱元件與該接腳22皆以導熱的金屬材料構成，且該導熱元件213 形成為棒狀。此外，前述玻璃粉可採用鈉鈣玻璃粉，其中又以選用電子級 的鈉鈣玻璃粉為上。其中該玻璃粉經燒結後可形成為一高導熱且高透光的 玻璃材料。
二、 鑄模52
此步驟依據所需的本體21尺寸、形狀等設計製造模具(圖中未示)以 形塑該本體21，且於該模具中規劃本體21上供前述導熱元件213與接腳 22穿設的穿設孔(圖中未示)。在本實施例中，該模具以石墨板所製成。
三、 半燒結53
將前述玻璃粉加以半燒結以形成該本體21。在本實施例中，事先採行 燒蠟過程處理，以取得乾淨的本體21。
四、 電鍍與組合54
由於本體21的玻璃材料與該導熱元件213及接腳22的金屬材料分別 具有相異的膨脹係數，為避免受到本體21、導熱元件213及接腳22各自不 同的熱膨脹程度影響造成玻璃破碎，在此步驟中將前述導熱元件213及接 腳22鍍鎳，並且將鍍鎳完成的導熱元件213及接腳22穿置於模具上對應 於本體21的穿設孔。前述導熱元件213與接腳22的電鍍方式除了前述鍍 鎳方法之外，另可以先鍍鎳，接著在鍍銅之後接著鍍銀，以利後續的作業。於 本實施例中，在鍍鎳之後鍍銅2微米，並鍍4艮3微米。五、氣體保護完全燒結55
將半燒結的本體21配合前述^^莫具進行完全燒結，令該本體21、導熱元 件213與接腳22 —體成形，且在燒結的過程中採行氣體保護以避免導熱元 件213與接腳22等金屬元件燒熔或嚴重氧化。在本實施例中，該完全燒結 程序是在攝氏750度的溫度下在爐內進行30分鐘，且採用所屬領域中常用 的惰性氣體進行氣體保護。
此外，在前述完全燒結程序之行完畢後，將對該接腳22再施行電鍍55 a的作業，藉由電鍍增強接腳22導電性，以利該接腳22進行電連接；其 中在此步驟中所電鍍者主要是鎳、銀、銅等金屬。
八、 固晶57
該本體21具有一容置空間212，而前述導熱元件213具有一連通至前 述容置空間212底部中央的第一端。在此步驟中將前述發光二極體晶片23 設置於該導熱元件213第一端處；本實施例在採用8顆15mil發光二極體晶 片23的實施態樣中，是將該8顆晶片23均以銀膠(圖中未示)粘合設置 於該導熱元件213第一端上。
九、 打線58
在此步驟中是採用多個接線(圖中未示)，以令各晶片23的電極分別與 對應的接腳22藉由該4妻線建立電連接。 十、封膠59
在此步驟中是採用矽膠233作為保護層以保護至少一晶片23及接線等 結構；且可配合訂單的需求或設計上的考量採用較少量的矽膠233覆蓋於 該晶片23及接線等結構，或採用較多量的矽膠233填充於該主體21的容 置空間212中。又，為使矽膠有效率固化，可在封膠後採用烤箱烘烤的方 式加以短時間烘烤使矽膠固化完成封膠步驟後可製得前述第二實施例的發 光二極體。
十一、折腳61
如需採用表面粘著設計(SMD)的作業方式裝設該發光二極體，在此 步驟中令前述接腳22彎折成適當的形狀，以配合表面粘著設計(SMD)作 業中諸如腳位(圖中未示)等相對結構的形狀。
十二、裝設固設板62
為配合後續應用上的方便，亦可令該發光二極體另與 一 固設板組合以 構成一發光二極體照明器；其中，該固設板包括有一設有絕緣材料的導熱 板體，其絕緣材料上設有一形成有匹配前述接腳22腳位的導電材料,以與該 些接腳22形成電連接,且該固設板的導熱板體形成有對應前述導熱元件213 的孔位(圖中未示)以供該導熱元件213的第二端穿設於該孔位之中,以達 到更優異的散熱效果。請參閱圖7，揭露有本發明第六實施例所述發光二極體製法的流程圖。
本發明第六實施例是發光二極體的製法，其是用以製造前述發光二極體。
該製法依序包括有提供材料71、鑄模72、壓鑄73、電鍍與組合74、 固晶57、打線58以及封膠59等步驟，若欲採用表面粘著設計(SMD)的 裝設方式或配合一固設板(圖中未示)使用，亦可進一步加入折腳61以及 裝設固設板62等步驟；其中除了提供材料71、鑄模72、壓鑄73及電鍍與 組合74等步驟之外，概同於前述第五實施例的製法，此處是將相異的提供 材料71、鑄模72、壓鑄73及電鍍與組合74等步驟分述如下。
一、 提供材料71
在此步驟中所提供的材料包括高導熱且高透光塑料(圖中未示)、導熱 元件213以及至少二接腳22，在本實施例中該高導熱且高透光塑料可採用諸 如高導熱且高透光的塑膠(Plastic )、 PC料或壓克力料(Acryl)等材料，以 供製造基座20的本體21;該導熱元件213的尺寸、以及接腳22的尺寸與 數量均與前述本體21的尺寸、形狀等設計相匹配。又，在本實施例中該導 熱元件與該接腳22皆以導熱的金屬材料構成，且該導熱元件213形成為棒 狀。
二、 鑄模72
此步驟依據所需的本體21尺寸、形狀等設計制il^莫具(圖中未示)以 形塑該本體21,且在該模具中規劃本體21上供前述導熱元件213與接腳 22穿設的穿設孔(圖中未示)。其中該本體21可配合前述至少二接腳22等 元件形成可供固定該些元件213、 22的倒勾形狀(圖中未示)。
三、 壓鑄73
將前述高導熱且高透光塑料加以壓鑄以形成該本體21;
四、 電鍍與組合74
將前述導熱元件213及接腳22依第五實施例所揭露的方法進行電鍍， 並且將鍍鎳完成的導熱元件213及接腳22穿置並固定於本體21的既定位 置，並且可配合本體21所形成的前述倒勾形狀加強固定該些導熱元件及接 腳與本體之間的相對位置，令該本體、導熱元件與接腳一體成形。
在本實施例中，提供材料71、鑄模72、壓鑄73及電鍍與組合74等步 驟相異於前述第五實施例，其中由於本發明第五與六實施例的材料特性不 同，因此在本實施中形成本體21的壓鑄73及電鍍與組合74等2步驟,對應 於前述第五實施例的半燒結53、電鍍與組合54及氣體保護與完全燒結55 等3步驟，其中另包括有一點膠步驟74a ，藉由在本體21與導熱元件213 之間,以及本體21與接腳22之間的結合處點上適量的膠體，可令本體21 、導 熱元件213與接腳22之間的結合效果。另外，本實施例所製得的發光二極體為配合後續應用上的方便，亦可
令該發光二極體另與 一 固設板組合以構成一發光二極體照明器；其間組合 的方式亦類同於前述第五實施例所揭露的方法，藉由連接導熱元件213與 固設板的導熱板體，可達到更優異的散熱效果。
由上述可知本發明亦確可提供該發光二極體的製法，以有效製造該發 光二極體。
又，請配合參閱圖1,當以該製法製造如前述第一實施例所示的發光二 極管時，由於其不採用導熱元件，因此在製作模具(圖中未示)時不形成 對應導熱元件的穿設孔，且令所採用的發光二極體晶片13設置於本體11 容置空間112底部，而非導熱元件的第一端。
請參閱圖8所示，揭露有本發明第七實施例的本體側剖面圖。
以前述第五或六實施例所述方法製造關於本實施例的發光二極體時,可 根據需求改變模具從而得到不同外形的本體100。該本體100除了具有一容 置空間103之外，尚具有一中央凹部101以供不需要導熱元件(圖中未示) 的小功率單晶發光二極體晶片(圖中未示)設置，並具有供接腳(圖中未 示)埋設的插孔102。其中該插孔102於本體100的容置空間103與該本體 100底部分別形成有開口 ，且於各開口處形成有供加強固定接腳之用的點膠 凹部1021、 1022,可在埋設接腳於該些插孔102後，在點膠凹部1021、 1022 點上膠體以進一 步固著接腳。
請參閱圖9至圖ll所示，分別揭露有本發明第八實施例的本體側剖面 圖及固定發光二極體晶片於導熱元件上的示意圖。
以前述第五或六實施例所述方法製造關於本實施例的發光二極體時,可 根據需求改變模具從而得到不同外形的本體110,該本體110具有一容置空 間(未標號)。本實施例的本體110設計為配合一埋設於本體110中的導熱 元件121使用，因此其不僅具有供埋設接腳的插孔113，其為設置較大功率 的發光二極體晶片131或多數較小功率的發光二極體晶片122而需採用前 述導熱元件121，且在本體110的容置空間底部中央形成一貫通至本體110 底部的通孔111以供前述導熱元件121插設。其中該通孔111在本體110 的容置空間底部中央與該本體110底部分別形成有開口，且在各開口處形 成有供加強固定接腳之用的點膠凹部(未標號)，可在埋設導熱元件121於 該些通孔111後，在點膠凹部點上月交體以進一步固著該導熱元件121。
請參閱圖12、圖13所示，分別揭露有本發明第九實施例的本體側剖面 圖及立體圖。
以前述第五或六實施例所述方法製造關於本實施例的發光二極體時,可 根據需求改變模具從而得到不同外形的本體140。本實施例的本體140是在 外周壁上形成多個山形凸起而呈鋸齒外形，其具有一容置空間143、匹配於一導熱元件的通孔141及匹配於接腳的插孔142。其採用具有凸環(圖中未 示)的導熱元件(圖中未示)與具有凸環(圖中未示)的接腳(圖中未示)。 此外，又令前述通孔141具有一匹配於導熱元件凸環的凹溝1412，且為便 於讓導熱元件自本體140的容置空間143插入該通孔141而在連通於容置 空間143處形成為一具有傾斜內壁的缽形開口 1411。另一方面，各插孔142 亦形成有匹配於前述接腳的凸環的凹溝1422，且在連通於容置空間143處 形成便於接腳插入插孔142的缽形開口 1421。前述固定方式為一在專業上 同時加強固定效果，以及提升電鍍與插件54、 74製程(圖6及圖7參照) 便利性的設計，提供了倒鉤式的固定效果而能同時促進電鍍與插件54、 74 製程順利進行。
請配合參閱圖14所示，揭露有本發明第九實施例設有直條的本體俯視 剖面圖。
在本實施態樣中，在前述的通孔141內周壁上形成有多個直條1413,以 利經過電鍍的導熱元件插入，而能更加妥善地將之固定。若以俯視剖面觀 察其構造，可發現前述通孔141內壁剖面因具有前述多個直條1413而形成 為齒輪條紋狀。
請配合參閱圖15至圖17所示，分別揭露有本發明第七至九實施例的 立體圖。
前述本發明第七至九實施例可配合所採用的發光二極體晶片而以不同 的實施態樣加以實施，以獲取最佳的實施效果。亦即可以根據需要，設計 不同的模具鑄出所需的本體100、 110、 140。
就前述第七實施例而言，由於第七實施例是以配合小功率發光二極體 晶片實施為主，因此其僅採用二接腳104，在大部分狀況下即足以供應小功 率發光二極體晶片發光所需電能。
請再配合參閱圖9至圖ll所示，本發明第八實施例如前述具有導熱元 件121，且主要配合設置較大功率的發光二極體晶片131或多數較小功率的 發光二極體晶片122。尤其為供應多個發光二極體晶片122，其採用四支接 腳114者有利於打線58製程(圖6及圖7參照)的進行。
前迷第九實施例主要技術特徵在於進一步加強固定效果以及電鍍與插 件54、 74製程(圖6、圖7參照)便利性，至於其形狀可如前揭採用鋸齒 外形本體140，亦可改採其他形狀的實施態樣，諸如本實施態樣所揭露的柱 塔型外形本體140 a (圖18參照)，其是在該本體140外周壁上形成一凸緣 (未標號)，但該外形上的變化完全不會影響到本實施例的優點。在配合較 大功率的發光二極體晶片(圖中未示)或多數較小功率的發光二極體晶片 (圖中未示)實施時，其亦可以採用四支^f妄腳144a 。
除了上述藉由配合發光二極體本身的實施態樣之外，關於該些發光二極體配合固設板或其他固設元件實施時，亦具其他不同的實施態樣。
請參閱圖19,揭露有本發明第十實施例的立體圖。
本發明第十實施例是採用連續形的本體210,其具有多個容置空間216 以供分別設置發光二極體晶片214,且在該本體210內埋設片狀的接腳211 以供電連接該些發光二極體晶片214與一外在電源(圖中未示)，另在該容 置空間216下方分別設置一大體積的導熱元件215，以供有效散去該些發光 二極體晶片214運作時所產生的熱量；又該片狀的接腳211對應各容置空 間213處延伸進入各容置空間213之中，以供電連接該些發光二極體晶片 214的電才及。
本實施例的導熱元件215可進一步與一外在的散熱裝置連接，適用於 需要大功率的壁櫥燈、照明燈等。
請參閱圖20所示，揭露有本發明第十一實施例的立體圖。
本發明第十一實施例概同於前述第十實施例，其不同之處在於本實施 例特針對小功率發光二極體晶片224而不採用前述第十實施例所述的導熱 元件，但其連續形的本體220，同樣具有多個容置空間223以供分別設置發 光二極體晶片224，且在該本體220內埋設片狀的接腳221以供電連接該些 小功率發光二極體晶片224與一外在電源(圖中未示)，其中該片狀的接腳 221對應各容置空間223處延伸進入各容置空間223,以供電連接該些小功 率發光二極體晶片224的電極。由於該本體220是由高導熱且高透光的材 料所構成，因此前述小功率發光二極體晶片224所產熱量藉由該本體220 即可獲致足夠的導熱效果。
本實施例中該小功率發光二極體晶片224所產熱量是直接由該本體220 導出，適用於小功率壁櫥燈、小夜燈、裝飾燈等。
請參閱圖21所示，揭露有本發明第十二實施例省略發光二極體晶片的 立體圖。
本發明第十二實施例具有一本體230，該本體230具有一寬闊的容置空間 234，該容置空間234可形成為方形或其他寬闊的形狀；且在該本體230上i殳 置有位於該容置空間234中央的導熱元件231以及圍繞該導熱元件231的六接 腳232。本實施例可設置紅綠藍三色光的發光二極體晶片，適用於裝飾燈等; 亦可採用多個白M光二極體晶片以加強亮度，以適用於檯燈等用途。
請參閱圖22所示，揭露有本發明第十三實施例省略發光二極體晶片的 立體圖。
本發明第十三實施例令多個發光二極體的基座的本體240設置於一 大 型散熱棒246上，該散熱棒246形成為具有多個平面的直方棒狀，以鋁等 導熱良好的金屬製造，前述多個本體240則可分設於其各平面上。各本體 240埋設有一導熱元件241及至少二4妄腳242。其中該導熱元件241與前述散熱棒246相連接以在其間傳導熱量；而前述接腳242則可依照例如所屬 領域中具有通常知識者所能完成的方法電連接至電源。本實施例由本體240 及導熱元件241所構成的散熱結構配合前述散熱棒246，更能挑戰大功率大 角度的照明，甚至取代現在照明普遍流行的白熾燈管。
請參閱圖23所示，揭露有本發明第十四實施例省略發光二極體晶片的 立體圖。
本發明第十四實施例具有一筒狀金屬元件256，該筒狀金屬元件256具 有一開口，其可配合實際使用環境的需求分段，各段雖相互連接,但形成為 大小不同的筒徑;在該筒狀金屬元件256的開口處設置有一固設板257,其主 要是一印刷電路板(Printed circuit board, PCB )以供設置多個本體250，各本 體250埋設有至少二接腳252及一導熱元件251。
前述固設板257的導熱板體(圖23中未示)，可供該些本體250的導 熱元件251連接，以獲得更佳的散熱效果，從而可設置多個大功率的發光 二極體晶片，並可能以少代多達到甚至超越傳統燈具的發光效果，具體而 言，具有本實施例結構的發光二極體燈具，可能取代傳統上諸如汽車燈等 應用範疇。
請參閱圖24所示，揭露有本發明第十五實施例省略發光二極體晶片的 立體圖。
本發明第十五實施例具有一本體270，該本體270具有一寬闊的容置空 間273，且在該容置空間273被區分為多個適當大小的區塊，在各區塊(未 標號)中設置有位於該區塊中央的導熱元件271以及圍繞該導熱元件271 的至少二接腳272，其中發光二極體晶片設置於該導熱元件271上。若本實 施例配合小功率發光二極體晶片(圖中未示)使用，亦可不採用前述導熱 元件271而直接設置該發光二極體晶片於各區塊之中，且令前述各區塊的 至少二接腳272圍繞設置於各區塊的發光二極體晶片。
本實施例特別適用於大面積的發光屏或者長條型的大功率燈條。並可 將之作為模組進行組裝。例如配合印刷電路板而以模組化方式加以組裝，可 以方便快捷地製造所需的產品。又此處所揭露者雖為2x2分區的實施態樣， 但根據需要，亦可以設計成2x3或3x3的方形分區，也可設計成圓形、橢 圓形。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式 上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定，本發 明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利 用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但 凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例 所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍 內。
權利要求
1. 一種發光二極體，其特徵在於其包括有一基座，包括有一由高導熱且高透光材料所構成的本體，該本體具有一頂面及一背面，且形成有至少一向頂面開口的容置空間；至少二接腳，其埋設於該基座本體內，且自該本體的容置空間內連接至該本體外部；至少一發光二極體晶片，其設置於前述該本體的容置空間內，各晶片至少具有二電極，且該至少一晶片分別電連接其電極至前述至少二接腳上；前述發光二極體晶片及其電連接至接腳的結構覆蓋有一透明矽膠作為保護層。
2. 根據權利要求1所述的發光二極體，其特徵在於前述發光二極體晶 片設置於該本體的容置空間底部。
3. 根據權利要求1所述的發光二極體，其特徵在於其另包括有一導熱 元件，該導熱元件是由導熱材料所構成，其埋設於該本體之中；該導熱元 件具有一第一端，連通至前述容置空間底部中央，其另具有一第二端，連 通至該本體的背面；其中，前述發光二極體晶片設置於該導熱元件的第一 端上。
4. 根據權利要求3所述的發光二極體，其特徵在於其中該矽膠填滿該 本體的容置空間，而使該矽膠微凸於容置空間的開口外。
5. 根據權利要求3所述的發光二極體，其特徵在於其基座的本體頂面 上設有一罩住該本體容置空間開口的罩體；該罩體由玻璃材料所製成，其具有一表面與一底面，並於其內部形成一空腔，該空腔於該罩體的底面上 形成有一開口，該開口對應於前述本體的容置空間開口 ，並令該罩體與該 本體相結合。
6. 根據權利要求5所述的發光二極體，其特徵在於該罩體的表面形成 為一外凸形狀而於其表面處形成為類似凸透鏡的結構。
7. 根據權利要求3所述的發光二極體，其特徵在於該基座的本體頂面 上設有一罩住該本體容置空間開口 ，且透光率較玻璃為低的遮光體。
8. 根據權利要求7所述的發光二極體，其特徵在於該遮光體是塑膠材 料所製成。
9. 根據權利要求7所述的發光二極體，其特徵在於該遮光體是毛玻璃材 料所製成。
10. 根據權利要求1至9中任一項所述的發光二極體，其特徵在於前述 發光二極體晶片是15mil發光二極體晶片。
11. 根據權利要求1至9中任一項所述的發光二極體，其特徵在於前述發光二極體晶片是MR16發光二極體晶片。
12. 根據權利要求1至9中任一項所述的發光二極體，其特徵在於前 述基座的本體具有至少二供接腳埋設的插孔其中該插孔於本體的容置空間 與該本體底部分別形成有開口 ，且在各開口處形成有點膠凹部。
13. 根據權利要求3至9中任一項所述的發光二極體，其特徵在於前 述基座的本體具有至少二供接腳埋設的插孔，另在前迷基座的本體的容置 空間底部中央形成一貫通至本體底部的通孔；其中該插孔在本體的容置空間與該本體底部分別形成有開口 ，且在該開 口處形成有點"交凹部；又該通孔於本體的容置空間與該本體底部分別形成有開口 ，且在各開口 處形成有點膠凹部。
14. 根據權利要求3至9中任一項所述的發光二極體,其特徵在於前述 導熱元件具有一凸環，且前述各接腳具有一凸環；前述基座的本體具有至少二供接腳埋設的插孔,另在前述基座的本體的 容置空間底部中央形成一貫通至本體底部的通孔；前述通孔具有一匹配於導熱元件凸環的凹溝，而在連通於容置空間處形 成為 一具有傾斜內壁的缽形開口 ；各插孔亦形成有匹配於前述接腳的凸環的凹溝，且在連通於容置空間處 形成缽形開口。
15. 根據權利要求14所述的發光二極體，其特徵在於前述通孔內周壁上 形成有多個直條。
16. 根據權利要求14所述的發光二極體,其特徵在於前述該本體外周壁 上形成多個山形凸起而呈鋸齒外形。
17. 根據權利要求14所述的發光二極體，其特徵在於前述該本體外周壁 上形成一凸緣。
18. 根據權利要求1至9中任一項所述的發光二極體，其特徵在於前述 接腳形成為片狀。
19. 根據權利要求1至9中任一項所述的發光二極體，其特徵在於前 述本體的容置空間區分為多個區塊，在各區塊中設置有至少一發光二極體晶片，及以至少二接腳。
20. 根據權利要求3至9中任一項所述的發光二極體，其特徵在於其 進一步包括有多個導熱元件，前述本體的容置空間區分為多個區塊，在各 區塊中設置有至少一前述導熱元件、至少一設置於該導熱元件上的發光二 極管晶片，及以至少二接腳。
21. —種發光二極體照明器，其特徵在於其包括有如權利要求1至9 中任一項所述的發光二極體，及一固設板；該固設板包括有一由金屬等'導熱材料所構成，且具有一表面及一底面的板體；該板體的表面設有一絕緣 材料；該絕緣材料上相對於前述基座的本體背面處開設有一連接孔，該本 體經由該絕緣材料的連接孔熱連接至該板體；該絕緣材料上相對於前述二 接腳處分別設置一導電材料，該導電材料形成匹配於該些接腳的腳位。
22. —種發光二極體照明器，其特徵在於其包括有如權利要求3至9 中任一項所述的發光二極體，及一固設板；該固設板包括有一導熱板體，該 板體上設有一絕緣材料，且在該絕緣材料上設有一導電材料，該導電材料 在適當位置形成腳位以與前述接腳形成電連接；又，該固設板的導熱板體 形成對應前述導熱元件的孔位，該導熱元件形成為糹奉狀而穿設於該孔位之 中。
23. 根據權利要求22所述的發光二極體照明器，其特徵在於其進一步 具有一筒狀金屬元件，該筒狀金屬元件具有一開口，其可配合實際使用環 境的需求分段，各段雖相互連接，但形成為大小不同的筒徑；前述固設板 設置於該筒狀金屬元件的開口處。
24. —種發光二極體照明器，其特徵在於其包括有如權利要求3至9 中任一項所述的發光二極體，及一散熱棒；該散熱棒形成為具有多個平面 的直方棒狀，以導熱良好的金屬製造，且令多個前述發光二極體的基座的 本體分設於該散熱棒各平面上；前述各本體所埋設的導熱元件與前述散熱 棒相連4妻。
25. 根據權利要求24所述的發光二極體照明器，其特徵在於前述導熱 良好的金屬是鋁金屬。
26. —種發光二極體照明器的製法，其特徵在於其包括有以下步驟a. 提供材料提供玻璃粉以及至少二接腳；該接腳是以導熱的金屬材料 構成；b. 鑄模依據所需的本體尺寸、形狀等設計製造模具以形塑本體；該模 具上形成有供前述接腳穿設的穿設孔；c. 半燒結將前述玻璃粉加以半燒結以形成該本體；d. 電鍍與組合將前述接腳鍍鎳，並且將鍍鎳完成的接腳穿置於模具上 對應於本體的穿設孔；e. 氣體保護與完全燒結將半燒結的本體配合前述模具進行完全燒結， 令該本體、導熱元件與接腳一體成形，並在燒結時提供至少一惰性氣體進 行氣體保護；f. 固晶將前述發光二極體晶片設置於本體容置空間內；g. 打線令各晶片的電極分別與對應的接腳建立電連接；h. 封膠採用矽膠作為保護層覆蓋於前述晶片及其電連接的結構以發揮 保護作用。
27. 根據權利要求26所述的製法，其特徵在於其中a. 在提供材料步驟所提供的材料包括有一導熱元件，且該玻璃粉是已造 粒的玻璃粉；b. 在該模具上另形成有供前述導熱元件穿設的穿設孔； d.將前述導熱元件鍍鎳，並且將鍍鎳完成的導熱元件穿置於模具上對應於本體的穿設孔；f.前述本體具有一容置空間，而前述導熱元件具有一連通至前述容置空 間底部中央的第一端；前述發光二極體晶片設置於該導熱元件第一端處。
28. 根據權利要求27所述的製法，其特徵在於其中a. 前述玻璃粉是鈉鈣玻璃粉；b. 前述模具是以石墨板所製成；f.前述晶片是以銀膠粘合設置於該導熱元件第 一端上。
29. 根據權利要求28所述的製法，其特徵在於其中 a.該玻璃粉是電子級的鈉鈣玻璃粉。
30. 根據權利要求29所述的製法，其特徵在於其中c. 該玻璃粉在燒結前先採行燒蠟過程處理。
31. 根據權利要求30所述的製法，其特徵在於其中d. 另將前述導熱元件加以鍍銅並鍍銀。
32. 根據權利要求31所述的製法，其特徵在於其中
33. 根據權利要求32所述的製法，其特徵在於其中 丄前述導熱元件及接腳是鍍銅2微米，並鍍銀3微米。
34. 根據權利要求33所述的製法，其特徵在於其中h. 該矽膠是填充於該主體的容置空間中。
35. —種發光二極體照明器的製法，其特徵在於其包括如權利要求27 至34中任一項所述的製法，且另包括以下步驟i. 折腳令前述接腳彎折成適當的形狀；j.裝設固設板令該發光二極體照明器另包括有一固設板，該固設板包 括有一設有絕緣材料的導熱板體，其絕緣材料上設有一形成有匹配前述接 腳的腳位的導電材料，該些腳位與該些接腳形成電連接，且該固設板的導 熱板體形成有對應前述導熱元件的孔位，該導熱元件的第二端是穿設於該 孔位之中。
36. —種發光二極體照明器的製法，其特徵在於其包括有a. 提供材料提供高導熱且高透光塑料以及至少二接腳；該接腳是以導 熱的金屬材料構成；b. 鑄模依據所需的本體尺寸、形狀等設計製造模具以形塑本體；該模具上形成有供前述接腳穿設的穿設孔；c. 壓鑄將前述高導熱且高透光塑料加以壓鑄以形成該本體；d. 電鍍與組合將前述接腳鍍鎳，並且將鍍鎳完成的接腳穿置於模具上 對應於本體的穿^:孔，令該本體與接腳一體成形；f. 固晶將前述發光二極體晶片設置於本體容置空間內；g. 打線令各晶片的電極分別與對應的接腳建立電連接；一 h.封膠採用矽膠作為保護層覆蓋於前述晶片及其電連接的結構以發揮 保護作用。
37. 根據權利要求36所述的製法，其特徵在於其中a. 在提供材料步驟所提供的材料包括有一導熱元件，且該高導熱且高透 光塑料是選自由高導熱且高透光的塑膠(Plastic )、高導熱且高透光的PC 料、高導熱且高透光的壓克力料(Acryl)及其組合所構成的群組中；b. 在該模具上另形成有供前述導熱元件穿設的穿設孔； d.將前述導熱元件鍍鎳，並且將鍍鎳完成的導熱元件穿置於模具上對應於本體的穿設孔；f.前述本體具有一容置空間，而前述導熱元件具有一連通至前述容置空 間底部中央的第一端；前述發光二極體晶片設置於該導熱元件第一端處。
38. 根據權利要求37所述的製法，其特徵在於其中 f.前述晶片是以銀膠粘合設置於該導熱元件第一端上。
39. 根據權利要求38所述的製法，其特徵在於其中c. 該玻璃粉在燒結前先採行燒蠟過程處理。
40. 根據權利要求39所述的製法，其特徵在於其中d. 另將前述導熱元件加以鍍銅並鍍銀。
41. 根據權利要求40所述的製法，其特徵在於其中 d.前述導熱元件及接腳是鍍銅2微米，並鍍銀3微米。
42. 根據權利要求41所述的製法，其特徵在於其中h. 該矽膠填充於該主體的容置空間中。
43. —種發光二極體照明器的製法，其特徵在於其包括如權利要求37 至42中任一項所述的製法，且另包括以下步驟i. 折腳令前述接腳彎折成適當的形狀；j.裝設固設板令該發光二極體照明器另包括有一固設板，該固設板包 括有一設有絕緣材料的導熱板體，其絕緣材料上設有一形成有匹配前述接 腳的腳位的導電材料，該些腳位與該些接腳形成電連接，且該固設板的導 熱板體形成有對應前述導熱元件的孔位，該導熱元件的第二端是穿設於該 孔位之中。
全文摘要
本發明是有關於一種發光二極體、其製法及以該發光二極體製造的照明器，該發光二極體，主要是令一基座具有一本體，該本體高導熱且高透光材料所制且形成一朝頂面開口的容置空間，本體內埋設至少向外電連接的二接腳，容置空間內設置至少一發光二極體晶片，藉由該高導熱且高透光本體而得妥善散熱；且該發光二極體尚可組合一固設板以構成一發光二極體照明器；本發明另關於該發光二極體的製法，包括有提供材料、鑄模、半燒結、電鍍與組合、氣體保護與完全燒結、電鍍、固晶、打線以及封膠等步驟以製造前述發光二極體。本發明的發光二極體能夠有效散熱、具有側面光、易於變更設計且得以考量成本而發揮高效能。
文檔編號H01L25/075GK101419962SQ20071018207
公開日2009年4月29日 申請日期2007年10月24日 優先權日2007年10月24日
發明者張守仁 申請人:張守仁