一种空腔导热式发光二极管的制作方法

专利2025-04-22  23


本发明涉及二极管,具体为一种空腔导热式发光二极管。


背景技术:

1、发光二极管与普通二极管不同,普通二极管中pn节处发的光为肉眼不可见光或者发光点被外部材料所遮挡,而发光二极管其外部的环氧树脂外壳为透明材质,在外壳中的上层半导体的厚度极薄,使pn节处的光线能够穿过该侧半导体和外壳到达外部,并通过聚光碗使光线更加聚集从而产生良好的发光效果;

2、例如文献号为cn1155117c的白色光发光二极管和中性色发光二极管,具有掺杂i、al、cl、br、ga、in作为sa发射中心的n型znse单晶衬底和包括znse、zncdse或znsete有源层和p-n结的外延膜结构。有源层发射蓝或蓝绿光。znse衬底中的sa发射中心将蓝或蓝绿光转变为黄或橘黄sa光发射。来自外延膜结构的蓝或蓝绿光和来自znse衬底的黄或橘黄光合成为白色光或红和蓝之间的中性色光;

3、又比如文献号为cn100454590c的一种发光二极管,其包括:一基底;一位于该基底上的发光二极管芯片,并与该基底电性连接;及一漏斗状透光光学镜片,其位于上述发光二极管芯片之上,该透光光学镜片包括一第一开口及一第二开口,第一开口与上述基底结合在一起,第二开口远离上述基底且直径较第一开口大,该发光二极管芯片发出的光线经由该透光光学镜片出射至外部环境。由于该光学镜片的发散作用,其可消除单点光源亮度现象,各个辐射角度的亮度均匀。该申请还提供一采用该发光二极管的发光二极管模组,其可产生高纯度白光,且色度及色温可调。本发明还提供一采用该发光二极管的背光系统,其具有较佳的亮度均一性,且白光纯度高;

4、或者文献号为cn100373638c的一种发光二极管及其发光二极管灯,该发光二极管包括:至少一个安装在高热导率的底座上的发光二极管芯片,该发光二极管芯片通过一电路板与电源电连接,该发光二极管芯片上方有透光介质;底座上表面为光反射面或底座四周安装光反射面,电路板安装在底座的上方;底座为金属底座;在该金属底座下表面设有一与底座成为一体的螺丝或螺丝孔,底座通过所述螺丝或螺丝孔直接与一散热器机械连接。上述发光二极管通过其引出线与一个驱动电路电连接,该驱动电路再通过其外壳与电连接器电连接后,套装上透光泡壳便可制成发光二极管灯。该发光二极管效率高、功率大、寿命长,还可用于制造发光二极管交通灯和发光二极管平面光源等;

5、由于现代发光二极管都是通过n型半导体以及p型半导体的贴合处的电流流动进行发光操作,并且通过环氧树脂外壳进行包裹保护,这就导致通电处以及连接处容易产生相对较高的温度,但同类技术中的发光二极管对于热量散发的效率无法进行有效的控制,导致二极管在日常长期使用或者经常性瞬时电流较大的环境中使用时,其因为发热量较高导致损毁率较高。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种空腔导热式发光二极管,以解决上述背景技术中提出由于现代发光二极管都是通过n型半导体以及p型半导体的贴合处的电流流动进行发光操作,并且通过环氧树脂外壳进行包裹保护,这就导致通电处以及连接处容易产生相对较高的温度,但同类技术中的发光二极管对于热量散发的效率无法进行有效的控制,导致二极管在日常长期使用或者经常性瞬时电流较大的环境中使用时,其因为发热量较高导致损毁率较高的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种空腔导热式发光二极管,包括构成二极管本体的外壳以及引脚,两个引脚的顶端通过连接件与发光组件相连,其中发光组件包含有基板以及依次设置在基板上方的第一半导体和第二半导体,三者外侧设置有用于反射光线的反光碗,二极管中还设置有空腔,该空腔用于将第一半导体与第二半导体通电后产生的热量导出,同时所述外壳的下表面还镶嵌有导热瓦,金属材质的导热瓦则用于隔开外壳与电路板。

3、作为进一步的,所述空腔包含有第一通道,其中垂直分布的第一通道的底端贯通在外壳的底壁,而该通道的顶端则位于发光组件的下方。

4、作为进一步的,所述导热瓦位于第一通道的下方,并且该导热瓦整体为环形结构,该环形结构的上表面连接有同样中空的金属层,并且金属层的外表面为反光结构,同时该金属层吻合在第一通道中。

5、作为进一步的,所述导热瓦的上表面以及下表面均设置有凹槽,该凹槽用于避免导热瓦的上下两面分别与外壳和电路板完全贴合。

6、作为进一步的,所述空腔还包含有第二通道,该第二通道垂直穿过发光组件,而其底端则连通字啊第一通道上。

7、作为进一步的,所述第二通道的顶端垂直贯穿外壳的顶端,使第一通道和第二通道共同组成垂直贯穿外壳整体的空腔。

8、作为进一步的,所述第一半导体、第二半导体以及基板均为环形结构,该环形结构被所述第二通道垂直贯穿,而反光碗则通过环绕分布的方式设置在导体以及基板的周围。

9、作为进一步的,所述金属层的顶端开设有垂直贯通的气孔,所述气孔用于垂直连通第一通道和第二通道。

10、作为进一步的,所述空腔还包含有第三通道,该通道则开设在引脚的内部,而且该通道的顶端延伸至外壳的内部并位于发光组件的边侧,同时该通道的底端则贯穿引脚的底端。

11、作为进一步的,所述引脚的侧壁留有切槽,该切槽的存在使引脚形成多个等角度分布的形变片。

12、与现有技术相比,本发明的有益效果是:该空腔导热式发光二极管,重新设计二极管内部结构,在保证整体工艺成本提升有限的情况下,极大的增加二极管的散热效率,通过增加发光二极管散热途径的方式,不仅能够增加降温效果,还能够使二极管本身在电路板中安装的更加稳定,有效的提高了发光二极管的使用年限,且更加节能环保,具体如以下内容所示:

13、1.第一通道的结构设置,首先能够起到让二极管本身更加轻量化的效果,其次,通过预留通道的结构设计,能够使该通道顶端与n型半导体以及p型半导体的贴合处更加接近的方式、使热量更加快速的传导至外部而非穿过导热性较差的环氧树脂外壳,从而实现提升散热效率的效果;

14、进一步的,导热瓦以及金属层的结构设计,一方面能够通过两者优良的导热效果,对二极管中的热量进行加速散发,另一方面能够利用金属层的镜面式表面,对光线进行充分反射,同时导热瓦中凹槽的结构设计,还能够通过增加气流通道的方式来进一步提升散热效果;

15、2.第二通道的结构设计,配合半导体以及基板和反光碗的环形结构设计,使发光二极管的外壳部分能够被垂直贯穿,一方面提供了上下空气对流的完整通道,提高了降温效果,另一方面则是大幅度的提升了空腔与半导体发热点的接触面积,因此效果更好;

16、3.形变片以及切槽和第三通道的结构设计,体现了从引脚处进行综合导热降温的设计思路,同时在实际生产时的制造难度低,不仅能够利用引脚本身的金属特性进行边缘导热,还能够利用形变片对二极管和电路板进行稳定连接,实际使用效果更好。



技术特征:

1.一种空腔导热式发光二极管,包括构成二极管本体的外壳(1)以及引脚(2),两个引脚(2)的顶端通过连接件(3)与发光组件相连,其中发光组件包含有基板(6)以及依次设置在基板(6)上方的第一半导体(4)和第二半导体(5),三者外侧设置有用于反射光线的反光碗(7),其特征在于:二极管中还设置有空腔,该空腔用于将第一半导体(4)与第二半导体(5)通电后产生的热量导出,同时所述外壳(1)的下表面还镶嵌有导热瓦(8),金属材质的导热瓦(8)则用于隔开外壳(1)与电路板(17)。

2.根据权利要求1所述的一种空腔导热式发光二极管,其特征在于:所述空腔包含有第一通道(9),其中垂直分布的第一通道(9)的底端贯通在外壳(1)的底壁,而该通道的顶端则位于发光组件的下方。

3.根据权利要求2所述的一种空腔导热式发光二极管,其特征在于:所述导热瓦(8)位于第一通道(9)的下方,并且该导热瓦(8)整体为环形结构,该环形结构的上表面连接有同样中空的金属层(11),并且金属层(11)的外表面为反光结构,同时该金属层(11)吻合在第一通道(9)中。

4.根据权利要求3所述的一种空腔导热式发光二极管,其特征在于:所述导热瓦(8)的上表面以及下表面均设置有凹槽(10),该凹槽(10)用于避免导热瓦(8)的上下两面分别与外壳(1)和电路板(17)完全贴合。

5.根据权利要求4所述的一种空腔导热式发光二极管,其特征在于:所述空腔还包含有第二通道(12),该第二通道(12)垂直穿过发光组件,而其底端则连通字啊第一通道(9)上。

6.根据权利要求5所述的一种空腔导热式发光二极管,其特征在于:所述第二通道(12)的顶端垂直贯穿外壳(1)的顶端,使第一通道(9)和第二通道(12)共同组成垂直贯穿外壳(1)整体的空腔。

7.根据权利要求5或6所述的一种空腔导热式发光二极管,其特征在于:所述第一半导体(4)、第二半导体(5)以及基板(6)均为环形结构,该环形结构被所述第二通道(12)垂直贯穿,而反光碗(7)则通过环绕分布的方式设置在导体以及基板(6)的周围。

8.根据权利要求7所述的一种空腔导热式发光二极管,其特征在于:所述金属层(11)的顶端开设有垂直贯通的气孔(13),所述气孔(13)用于垂直连通第一通道(9)和第二通道(12)。

9.根据权利要求8所述的一种空腔导热式发光二极管,其特征在于:所述空腔还包含有第三通道(14),该通道则开设在引脚(2)的内部,而且该通道的顶端延伸至外壳(1)的内部并位于发光组件的边侧,同时该通道的底端则贯穿引脚(2)的底端。

10.根据权利要求9所述的一种空腔导热式发光二极管,其特征在于:所述引脚(2)的侧壁留有切槽(15),该切槽(15)的存在使引脚(2)形成多个等角度分布的形变片(16)。


技术总结
本发明公开了一种空腔导热式发光二极管,包括构成二极管本体的外壳以及引脚,两个引脚的顶端通过连接件与发光组件相连,三者外侧设置有用于反射光线的反光碗,二极管中还设置有空腔,该空腔用于将第一半导体与第二半导体通电后产生的热量导出,同时所述外壳的下表面还镶嵌有导热瓦,金属材质的导热瓦则用于隔开外壳与电路板。该空腔导热式发光二极管,重新设计二极管内部结构,在保证整体工艺成本提升有限的情况下,极大的增加二极管的散热效率,通过增加发光二极管散热途径的方式,不仅能够增加降温效果,还能够使二极管本身在电路板中安装的更加稳定,有效的提高了发光二极管的使用年限,且更加节能环保。

技术研发人员:方成应
受保护的技术使用者:安徽泓冠光电科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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