專利名稱：Led支架及器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED封裝技術(shù)，具體是涉及一種LED支架及器件。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于LED發(fā)光二極管在亮度等主要技術(shù)指標(biāo)方面有飛速的發(fā)展，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于景觀照明、大屏幕顯示的多種場(chǎng)合，并將大規(guī)模地進(jìn)入普通照明領(lǐng)域。在LED的研發(fā)活動(dòng)中，最根本最重要也是最受關(guān)注的莫過于LED的發(fā)光強(qiáng)度，目前這方面的改進(jìn)集中在LED發(fā)光材料的探索上。而另一方面，不可忽視的是，LED的封裝技術(shù)對(duì)LED產(chǎn)品最終所表現(xiàn)出來(lái)的發(fā)光效果同樣會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的作用和影響，也就是說，采用同樣的LED管芯而進(jìn)行不同結(jié)構(gòu)形式的封裝，最后得到的發(fā)光效果可能差距甚遠(yuǎn)。LED的封裝設(shè)計(jì)從早期的圓柱型、圓錐型、草帽型等簡(jiǎn)單的2引腳封裝結(jié)構(gòu)，到逐漸適應(yīng)于較大功率LED管芯的食人魚型、PLCC型等結(jié)構(gòu)已經(jīng)歷了很大發(fā)展。最大限度的發(fā)揮LED管芯的發(fā)光能力并盡可能的減少熱量積聚始終是封裝設(shè)計(jì)者不懈的追求。
目前，盡管LED的封裝結(jié)構(gòu)多種多樣，總的來(lái)說LED管芯一般都安裝在一個(gè)中部具有凹陷的支撐體上，其示意圖如圖1所示，圖1中A為L(zhǎng)ED管芯，B為支撐體?，F(xiàn)有支架的凹陷深度一般都略小于所裝入管芯的高度或者持平，這種結(jié)構(gòu)使得LED管芯發(fā)出的光線以很大角度發(fā)散出去。由于支撐體周圍還具有其它的封裝結(jié)構(gòu)和界面，一般而言沿凹陷開口的方向出射光線的衰減才是最小的，上述結(jié)構(gòu)使得很多光線由于聚集性較差經(jīng)周圍材質(zhì)的多次反射、折射和吸收后最終沒有發(fā)射出去而是變?yōu)闊崃亢纳⒃贚ED器件內(nèi)。此外，由于LED管芯發(fā)出的光不具有方向性，它是朝著各個(gè)方向發(fā)出的，那些發(fā)射方向不是正對(duì)凹陷開口的光線總是希望能夠通過凹陷內(nèi)表面的反射而最終發(fā)射出去，而按照?qǐng)D1中的安裝結(jié)構(gòu)，有較大部分光線，特別是LED管芯靠近底部的部分發(fā)出的光線將無(wú)法通過多次反射發(fā)射出去，而最終耗散為熱量。這些缺陷不僅降低了LED的發(fā)光效果，同時(shí)對(duì)LED的穩(wěn)定工作和壽命是十分有害的。
另一方面，食人魚型支架是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而具有較好散熱效果的LED封裝支架，常被用于功率型LED的封裝。現(xiàn)有食人魚支架一般采用圖2所示的結(jié)構(gòu)，包括位于中心的杯形支撐體1和位于其周圍的四個(gè)引腳2。由于其支撐體頂部周圍面積狹小而與引腳之間具有較大空隙，LED燈在使用時(shí)可以在支撐體下方的電路板上看到明亮的光斑。這說明有相當(dāng)一部分光線沒有被發(fā)射出去，而是漏到了電路板上并最終耗散為熱量，相對(duì)于LED材料來(lái)之不易的功率和亮度提升，這是很大的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服上述缺點(diǎn)提供一種能夠盡量將LED管芯發(fā)出的光線都發(fā)射出去以增強(qiáng)LED的發(fā)光效果，減小光熱轉(zhuǎn)換的LED支架及器件。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種LED支架，包括中部具有凹陷的支撐體，所述支撐體的凹陷底部用于安裝LED管芯，所述凹陷的深度大于用于安裝的LED管芯高度，使得LED管芯安裝在凹陷內(nèi)后，其頂部低于支撐體上沿。
優(yōu)選的是，所述支撐體上沿較LED管芯頂部高出0.1～1.0mm?；蛘?，根據(jù)現(xiàn)有LED管芯的普遍厚度參數(shù)，所述凹陷的深度可以是0.3～1.2mm，該深度進(jìn)一步優(yōu)選為0.4～1.0mm。
優(yōu)選的是，在所述凹陷底部用于安裝LED管芯的位置周圍還有一圈低于底部表面的凹槽。
優(yōu)選的是，所述支架是食人魚型支架。
進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述凹槽的深度為0.1～1.0mm。
進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述食人魚型支架的支撐體周圍設(shè)有四個(gè)引腳，支撐體上部邊緣向其引腳處延伸，形成一個(gè)反光面。
優(yōu)選的是，所述反光面具有邊緣略高的弧面形狀。
為本發(fā)明的目的還提供，在封裝結(jié)構(gòu)中采用上述任意一種LED支架的LED器件。
本發(fā)明LED支架可采用這樣的制造方法，包括在支撐體的中部沖出凹陷的步驟，所述支撐體的凹陷底部用于安裝LED管芯，所沖出凹陷的深度大于用于安裝的LED管芯高度，使得LED管芯安裝在凹陷內(nèi)后，其頂部低于支撐體上沿。
上述制造方法中，還可包括在所述凹陷底部用于安裝LED管芯的位置周圍沖出一圈低于底部表面的凹槽的步驟。
采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于1)加深支撐體凹陷的深度，使得LED管芯上表面低于支撐體上沿，能夠令LED發(fā)出的光線經(jīng)凹陷內(nèi)壁反射而具有更好的方向性，促使更多的光線沿凹陷開口方向出射，以減小光的衰減。實(shí)際上，光線從LED管芯發(fā)出到真正到達(dá)照明空間需要經(jīng)過環(huán)氧樹脂層、外封殼膜等多個(gè)界面的反射和折射，有的還要通過封裝在器件內(nèi)的小型光學(xué)透鏡，因此，發(fā)散角度的些微調(diào)整都可能導(dǎo)致界面反射折射次數(shù)的大幅度變化，經(jīng)過上述看似小小的改進(jìn)而帶來(lái)的方向性的增強(qiáng)，竟然能夠提高LED的光效10％以上！2)在支撐體的凹陷底部用于安裝LED管芯的位置周圍設(shè)置一圈低于底部表面的凹槽，不僅增大了凹陷內(nèi)表面的反光面積，并且這個(gè)凹槽的位置低于底部表面，使得LED管芯向下發(fā)出的光線，特別是LED管芯靠近底部的部分發(fā)出的光線能夠通過凹槽的表面被有效的反射出去，設(shè)置凹槽后能夠在其他條件相同的情況下(采用相同的LED管芯以及相同的外部封裝結(jié)構(gòu))提高LED的光效大約5％。這就意味著發(fā)光效果的增強(qiáng)同時(shí)伴隨著熱量積聚的降低，大大提高了LED產(chǎn)品的性能和可靠程度。3)本發(fā)明優(yōu)選在食人魚型支架上進(jìn)行實(shí)施，該類型支架的支撐體部分一般由金屬材料沖制而成且具有較大的面積，能夠很容易的進(jìn)行本發(fā)明所提供的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，此外，由于該類型支架主要應(yīng)用于較大功率LED的封裝，與本發(fā)明結(jié)合后能夠發(fā)揮出優(yōu)良的效果。4)采用本發(fā)明針對(duì)食人魚支架進(jìn)行的改進(jìn)，能夠有效改善其“漏光”問題，使得下漏的光線(即被上部封裝界面反射回的光線)經(jīng)延伸出的支撐體上表面反射后，被充分發(fā)射出去，大大提高了光效。5)所提供的凹陷及凹槽深度參數(shù)綜合考慮了實(shí)際效果以及工藝上的可操作性，使得各支架生產(chǎn)單位能夠利用現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行本發(fā)明產(chǎn)品的制造和本發(fā)明方法的實(shí)施，既能夠發(fā)揮良好的反光效果又照顧到了工藝上的易操作性，非常有利于本發(fā)明新技術(shù)的迅速推廣和使用。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明
圖1是現(xiàn)有LED支架的支撐結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是現(xiàn)有食人魚型LED支架結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明LED支架的一種支撐結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明LED支架的另一種支撐結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是一種具有反光面的食人魚支架結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式本發(fā)明提供一種LED支架，其支撐結(jié)構(gòu)如圖3所示，支撐體C中部具有凹陷，LED管芯D安裝在所述凹陷的底部，所述凹陷的深度大于用于安裝的LED管芯高度，使得LED管芯安裝在凹陷內(nèi)后，其頂部低于支撐體上沿。這樣的結(jié)構(gòu)，可以使得LED管芯發(fā)出的光線經(jīng)凹陷內(nèi)壁反射后具有更好的方向性，從而減小光衰，為使效果明顯，所述支撐體上沿較LED管芯頂部最好高出0.1mm以上，但考慮到現(xiàn)有支架生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際情況，不宜高出超過1mm，否則現(xiàn)有設(shè)備將難以完成該沖制過程。同時(shí)，如果凹陷過深，光線在凹陷內(nèi)的反射次數(shù)過多，也會(huì)帶來(lái)不必要的吸收和衰減，造成管芯工作溫度的升高，這同樣是有害的。
做為對(duì)上述結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改進(jìn)，本發(fā)明還提供另一種LED支架，其支撐結(jié)構(gòu)如圖4所示，與圖3中結(jié)構(gòu)相比，其在凹陷底部安裝LED管芯D的位置周圍還有一圈低于底部表面的凹槽E。凹槽E的設(shè)置，能夠大大提高LED管芯所發(fā)出光線被發(fā)射出去的幾率，減小光熱轉(zhuǎn)換從而降低LED器件的熱量積聚。對(duì)于采用金屬支撐結(jié)構(gòu)的支架可以通過模具沖壓的方式來(lái)形成凹槽E?？紤]到效果，凹槽的深度最好多于0.1mm，但不宜大于1mm，否則現(xiàn)有設(shè)備同樣難以完成該沖制過程。
上述兩種支撐結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于各種類型的支架中，特別是在功率型LED的封裝結(jié)構(gòu)中使用能夠產(chǎn)生相當(dāng)明顯的效果。在實(shí)際生產(chǎn)中一般還會(huì)在凹陷的內(nèi)表面(包括凹槽表面)鍍上反光良好的膜，例如鍍銀或鋁等，來(lái)增強(qiáng)反光效果提高發(fā)光能力。
對(duì)于食人魚型支架，本發(fā)明還特別提供一種解決其“漏光”問題的技術(shù)方案，結(jié)合圖5，可以看出，該方案的一個(gè)改進(jìn)點(diǎn)在于將傳統(tǒng)食人魚型支架的支撐體的上部邊緣向其引腳處延伸，形成一個(gè)反光面3。這樣一來(lái)，LED芯片發(fā)出的光在被外部封裝界面反射回來(lái)后很大一部分就不會(huì)經(jīng)由支撐體與引腳之間的空隙漏到電路板上，而是由支撐體上部延伸出的“反光面”重新反射出去。這個(gè)反射過程會(huì)重復(fù)若干次，每次總是大部分的光線透過封裝界面而少部分被再次反射回來(lái)，總的來(lái)說，光效會(huì)得到較大的提升。為了提高反光面的反光效果，更好的是使反光面具有邊緣略高的弧面形狀，這樣更有利于出射光線的集中。圖5中的食人魚型LED支架結(jié)合采用了凹陷深化和延伸反光面結(jié)構(gòu)，其凹陷深度為0.5mm，其相對(duì)于圖1中的現(xiàn)有食人魚型支架可提高光效超過35％。
權(quán)利要求1.一種LED支架，包括中部具有凹陷的支撐體，所述支撐體的凹陷底部用于安裝LED管芯，其特征是所述凹陷的深度大于用于安裝的LED管芯高度，使得LED管芯安裝在凹陷內(nèi)后，其頂部低于支撐體上沿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED支架，其特征是所述支撐體上沿較LED管芯頂部高出0.1～1.0mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED支架，其特征是所述凹陷的深度為0.3～1.2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED支架，其特征是所述凹陷的深度為0.4～1.0mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任意一項(xiàng)所述的LED支架，其特征是在所述凹陷底部用于安裝LED管芯的位置周圍還有一圈低于底部表面的凹槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED支架，其特征是所述凹槽的深度為0.1～1.0mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～4任意一項(xiàng)所述的LED支架，其特征是所述支架是食人魚型支架。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED支架，其特征是所述食人魚型支架的支撐體周圍設(shè)有四個(gè)引腳，支撐體上部邊緣向其引腳處延伸，形成一個(gè)反光面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的LED支架，其特征是所述反光面具有邊緣略高的弧面形狀。
10.一種在封裝結(jié)構(gòu)中采用上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的LED支架的LED器件。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種LED支架，包括中部具有凹陷的支撐體，所述支撐體的凹陷底部用于安裝LED管芯，所述凹陷的深度大于用于安裝的LED管芯高度，使得LED管芯安裝在凹陷內(nèi)后，其頂部低于支撐體上沿。本實(shí)用新型并提供具有上述支架的LED器件以及上述支架的制造方法。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于加深支撐體凹陷的深度，使得LED管芯上表面低于支撐體上沿，能夠令LED發(fā)出的光線經(jīng)凹陷內(nèi)壁反射而具有更好的方向性，促使更多的光線沿凹陷開口方向出射，以減小光的衰減。
文檔編號(hào)H01L23/12GK2881963SQ20052003441
公開日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2005年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月7日
發(fā)明者連偉 申請(qǐng)人:連偉