專利名稱：一體式散熱封裝led的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種照明器具，更詳而言之、特別指關于LED以本體予加壓均質成型 搭配散熱構件封裝，達到增加吸熱、散熱效果，提高使用安全性的一體式封裝散熱LED。
背景技術：
—般慣用發光二極管(LED)組裝使用，請參閱圖1所示，都僅是以工程塑料的基座 1嵌固一電極構件2連接回路、供導通電流使用，但是發光二極管的晶體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發出的光 線調整白光照射，同時該基座1底側設一絕緣層5隔開底部的熱枕6，該熱枕6可以貼設于 一散熱體7，提供散熱。 但是發光二極管的晶體3在光電作用過程會產生熱，此熱傳遞到該電極構件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。 尤其是近來發光二極管的功率逐漸朝加大功率，或是以多數顆發光二極管串、并 聯組合成加大功率發展，相對慣用發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，相對鋁板散熱結構顯得尤為不足，鋁板散熱結構的體積必需大幅增 加，造成整體積過于龐大，不利于商品大眾化，限制了 LED照明燈具的發展；所以如有一種 散熱構造符合小體積的時代潮流，則其不僅可解決習用缺失，也將為大眾所樂于接受的產 品，并為業者所急切努力解決的首要工作。 發明人以其多年從事照明及能源器材相關設備的制造及設計，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整體結構，使可增 加功率使用、更可提高壽命及增強安全性使用，積極研究改良、遂有本發明的開發。
發明內容
本發明一體式封裝散熱LED的主要目的，本體的承座設導熱構件具有導熱快、溫 度梯度大，可以快速排放晶體產生熱、增加散熱能力，可增加晶體整體發光效率、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構與鋁合金結構之間設有防腐 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
本體上設有一電極構件、供固定一組晶體焊接導通電源，其主要特征在于 將具液相流動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、導引適當壓力，通過該壓力源導引適當壓力施力于液相 該致冷材料，進行微細均質處理； 使液相該致冷材料朝該通道流動、并進入該型模，該液相致冷材料的分子形成朝 流動方向整齊排列，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高溫環境，該本體進行陶瓷化處理形成高熱傳導效率的本體，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，通過該壓力源導引適當壓力施力于液相該
致冷材料，該致冷材料受壓流動形成分子整齊排列進行微細、均質處理。 其中，選擇陶瓷離子化合微細均質實體形成該本體、在高于攝氏140(TC以上環境，
進行陶瓷化處理。 其中，該本體的承座、熱枕一體成型構成熱良導體，該熱枕結合該散熱構件，該本 體與該晶體封裝、該散熱構件之間構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、良導熱陶瓷離子化合物的材質一體成型，該承 座、熱枕隔開該散熱構件防靜電結構。 綜上所述本發明一體式散熱封裝LED，以本體的承座、熱枕以絕緣、良導熱陶瓷離 子化合物材質進行微細均質處理，且一體成型供固定晶體、散熱構件，并形成大溫度梯度差 形成熱傳導路徑，晶體產生熱快速、大量散發、保持工作溫度，提高使用安全性及壽命，具工 業上利用及首先創作的新穎性，符合發明專利的要件。
圖1是慣用封裝發光二極管LED的示意圖。 圖2是本發明第一較佳實施例制造程序的示意圖。 圖3是本發明第一較佳實施例部分制造設備的示意圖。 圖4是本發明第一較佳實施例本體平面分解的示意圖。 圖5是本發明第一較佳實施例的本體的承座組裝的示意圖。 圖6是本發明圖5的部分組裝的部分剖視示意圖。 圖7是本發明第一較佳實施例的光學組件套合本體的承座組裝的示意圖。 圖8是本發明第一較佳實施例的LED組裝于散熱器使用的示意圖。
具體實施例方式
本發明一體式封裝散熱LED，第一較佳實施例，請參閱圖2、3、4所示，其大體制造 方式如下，其組成結構是包括一本體20、一晶體30、一散熱構件40及一光學組件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微細處理到60納米以上的粉體顆粒，同時使該致冷材料101具液體流動特性；陶瓷 離子化合物也可以是其他現有的產品，其并非本發明的發明點，上面僅僅是一個舉例。
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的狀態，該容 器有一通道可連接一型模100 ; 將一耐高溫金屬定位環26、固結組件25分別放置于該型模IOO，該定位環26位 于上側，該固結組件25位于底側，以利于提供安裝付屬配件， 一壓力源連通該容器、導引 10kg/cm2 35kg/cm2壓力，通過該壓力源導引適當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、并進入該型模100，液相該致冷材料101的分子形成朝流動方向整齊排列，利用該致冷材料101微細化的特性、并加壓施力，該致冷材 料101分子與分子因流動形成前后相銜接、鄰接并列整齊排列，該致冷材料101進行以均質 化處理具有均勻細致實體，液相該致冷材料101注入該型模100形成一導熱模塊本體20，該 本體20包覆該定位環26、該固結組件25 —體成型； 接著將該導熱模塊本體20微細均質實體予以加熱140(TC至170(TC之間的加溫環 境，溫度設定在145(TC為最佳加溫環境，進行陶瓷化處理成高熱傳導效率的導熱模塊，該本 體20具微細均質實體，同時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 依設定方式分布排列、且其間相隔適當間隙，一電極構件24固設于該承座21側邊，該電極 構件24與該接合部25相隔適當間隙，最后將該本體20搭配該晶體30、該散熱構件40及該 光學組件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一體成型一承座21 ，該承座21 以型模擠壓均質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 結構；該承座21嵌設一電極構件24， 一接合部25設于該承座21底側面，該接合部25可為 金屬銀材質、具有良好導熱及導電特性，該電極構件24端側間隔該接合部25 —間隙；另該 本體20頂側外周嵌設一定位環26，該定位環26設有缺口錯開該電極構件24，該定位環26 設有一凹槽27， 一導通管28嵌設于該承座21，該導通管28 —端延伸連通該接合部25，另一 端錯開該定位環26伸出該本體20外測；一固結組件29設于該熱枕24、可以直接固定于外 部的散熱器傳遞熱散發。 該晶體30，是以晶體一一固設于該接合部25范圍內的表面，多數的導線31 (本發 明為金線)按串、并聯布置連接該晶體30，該晶體30表面涂布膠合液、或添加熒光劑調整光 色溫，予以封裝固定。 該散熱構件40，請參閱圖4、5所示，是一結合部41固定于該固結組件29接合該熱 枕22，該結合部41設一熱導管42，其端側予以封閉，該熱導管42依熱導管制造程序內設有 毛細管結構、并填充導熱液體，該熱導管42外周設有一冷卻組件43，該冷卻組件43設有冷 凝液體、快速傳遞熱排放，該冷卻組件43設有一接合端44。 該光學組件50，請參閱圖4、6所示，是一透光體51的外周形成一環緣52，該環緣 52搭配一密封圈53對應該定位環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之間構成一密閉的隔離空間54 ;該透光體51形成多數散射區55及匯聚區56，該散 射區55及匯聚區56的底側面一瑩光層57、可供涂布瑩光粉。 通過上述結構本發明組裝使用時，請參閱圖5所示，該晶體30依據功率及熱性能 特性，可以估算出需要的排散熱面積、體積，據此設定該接合部25之間特定的間隔距離、排 列分布，該晶體30 —一固設于該接合部25的表面，再以該導線31按串、并聯布置連接該 組晶體30，該電極構件24連接該承座21的接合部25兩側，該導線31形成導通電流通路， 予以封裝固定；該本體20的承座21、熱枕22以絕緣、良導熱陶瓷離子化合物的材質一體成 型，具有良好抗靜電物性，該承座21、熱枕22隔開該散熱構件40防靜電結構，可以防止靜電 放電產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上導通電流作用產生的熱，利用該接合部25固結于該承座21并直接緊密結合，該承座21具有分子同向排列構 造、具有良好導熱傳遞功效，該接合部25的內側面接觸該承座21結構、使熱可以快速傳遞， 該承座21、該熱枕22熱良導體特性、可以讓熱快速傳遞排除；該晶體30產生的熱于該接合 部25上很快傳遞、并擴散到該承座21，該接合部25之間特定的間隔距離、排列分布，該晶體 30產生的熱可以均勻傳遞到該承座21，該晶體30可避免傳統部分熱集中、造成晶體衰退受 損的缺失，本發明該晶體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55及 匯聚區56底側面設定范圍、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的環緣52擠壓該密封圈53、利用該密封圈53質軟變形特性，該透光 體51嵌合該定位環26固定，該環緣52、凹環42形成夾押該密封圈53，該密封圈53卡住該 環緣52、凹環42固定位，該光學組件40抵押嵌固于該承座21、該密封圈53構成防漏的結 構。 請參閱圖6所示，該導通管28延伸該本體20的承座21、連通該隔離空間54，該導 通管28另一端伸出外測，利用灌充惰性氣體于該光學組件50、該承座21之間的隔離空間 54，該導通管28予以封閉，該隔離空間54構成阻隔熱傳導結構，該承座21具有更好吸收該 接合部25固定該晶體30產生熱的功效。 另也可利用該導通管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、構成阻隔熱傳導結構，該晶體30導電發光產生熱，該隔離空間54可以阻隔熱傳遞到該 透光體51底側面該瑩光層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導電發光的光線可以保持該瑩光層57的熒光粉調整光的強度及色溫，相對 提高該晶體30導電發光的功效及壽命。 該熱枕22的固結組件29嵌固該散熱構件40的結合部41緊密結合，該晶體30導 電發光產生熱、并傳遞到該承座21及該接合部22、電極構件24，經由該固結組件25的底側 該散熱構件40傳遞并排放熱；該承座21、熱枕22陶瓷離子化合物均質后構成熱良導體，請 參閱圖7所示，該散熱構件40 —端的結合部41形成較高溫度A，同時該熱導管42外周設 該冷卻組件43具有低溫冷凝特性B，在A、B區間形成導熱及冷卻區，該散熱構件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及該散熱構件40成熱良導 體并冷卻供效的結合體，使該晶體30可以適時適切排出熱量、經該承座21及該散熱構件40 散發，該晶體30保持適宜的工作溫度、可以達到更好的發光效果，同時增加使用壽命。
綜上所述本發明一體式散熱封裝LED，以本體的承座、熱枕以絕緣、良導熱陶瓷離 子化合物材質進行微細均質處理，且一體成型供固定晶體、散熱構件，并形成大溫度梯度差 形成熱傳導路徑，晶體產生熱快速、大量散發、保持工作溫度，提高使用安全性及壽命，具工 業上利用及首先創作的新穎性，符合發明專利的要件。
權利要求
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，該本體上設有一電極構件、供固定一組晶體焊接導通電源，其特征在于將具液相流動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、導引適當壓力，通過該壓力源導引一壓力施力于液相該致冷材料，進行微細均質處理；使液相該致冷材料朝該通道流動、并進入該型模，該液相致冷材料的分子形成朝流動方向整齊排列，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境，該本體進行陶瓷化處理形成高熱傳導效率的本體，該本體可以提供一接合部、該晶體固著封裝。
2. 根據權利要求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處 理到納米以上的粉體顆粒。
3. 根據權利要求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 壓流動形成分子整齊排列進行微細、均質處理。
4. 根據權利要求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均 質實體形成該本體、在加溫攝氏130(TC至170(TC之間加熱環境，進行陶瓷化處理。
5. 根據權利要求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 成型構成熱良導體，該熱枕結合該散熱構件，該本體與該晶體封裝、該散熱構件之間構成加 大溫度梯度特性，整體可以加快熱量傳遞排放。
6. 根據權利要求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、良導熱陶瓷離子化合物的材質一體成型，該承座、熱枕隔開該散熱構件防靜電 構。
全文摘要
本發明提供一種一體式封裝散熱LED，其是導引壓力于液相致冷材料，一本體的承座進行微細均質處理成型使分子同方向整齊排列，該承座可緊密固結一接合部、其上設有一晶體，該本體連接一導熱構件，該本體及導熱構件形成大幅溫度差，該承座及導熱構件構成良好吸熱功效，該晶體可達到控溫工作、確保穩定度及安全性。
文檔編號H01L33/00GK101740683SQ20091020349
公開日2010年6月16日 申請日期2009年5月27日 優先權日2009年5月27日
發明者官有占, 張云聯 申請人:官有占;張云聯