[实用新型]发光二极管元件及其装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发光二极管元件及其装置，尤其涉及一种具有高散热效率的发光二极管元件及其装置，其特别适用于一般的照明及显示用途。

背景技术

目前发光二极管(light emitting diode；LED)已广泛地使用在各种照明(illustration)及显示屏(display screen)用途。LED一般包含一发光二极管芯片(LED chip)及两条导线(conductive lead)，通过连接至所述发光二极管芯片的两条导线所形成的导电通路，在其连接一电源后，所述发光二极管芯片将开始发光。使用在照明用途时，单一发光二极管芯片所发出的光线已经无法满足需求，因此必须同时使用大量的发光二极管芯片才可以。一般的LED模块使用于照明及显示用途时，通常包含大量的LED以提供足够的亮度。然而，LED不仅发光，同时也会产生大量的热量。特别是排列紧密的LED所生成的热量必须有效率地实时排除，否则将对所述LED模块造成损害。

图1为常规的针脚式发光二极管结构10。其主要将一发光二极管芯片13粘贴于一支架12的一接脚121上，再经引线接合与另一支接脚122连接后，以透明或半透明胶体11将所述发光二极管芯片13与部分支架12封合，使所述发光二极管芯片13完全密封于所述胶体11之中。当所述发光二极管芯片13发光时，其所产生的热量将通过所述支架12传导至外部空气中。因此，所述针脚式发光二极管结构10普遍应用在较低电流的电路上，相对地其亮度并不适用于照明用途。

图2为另一常规的针脚式发光二极管结构10′。与图1相比较，其具有较佳的散热效率，因此也具有较高亮度。所述针脚式发光二极管结构10′的支架14包含四支接脚141～144，与图1所揭示的支架12相比较具有较大的散热面积。此外，所述针脚式发光二极管结构10′上的胶体15与支架14的四支接脚141～144接近。当发光二极管芯片16发光时，所述支架14容易将其所生成的热量移除至所述胶体15之外。因此，所述针脚式发光二极管结构10′具有良好的散热功能，也具有较高的亮度。然而，图2所揭示的针脚式发光二极管结构10′因与图1相比较增加了两个接脚，当焊接在电路板上时，也占用较大的面积，且其工艺成本较高也较复杂。

另外，为要符合目前的SMT(Surface Mount Technology)工艺需要，部分电子元件需要使用表面粘着型的包装结构。如图3所示，为一高亮度表面粘着式(surface mountdevices)的发光二极管20，其与图1及图2揭示的针脚式发光二极管结构10及10′类似，但其支架21共计有六支接脚211～216。其中两支接脚212～213及另两支接脚215～216分别连接一电源的正负极且形成一L形状，而另两支接脚211及214则空接。由于此所述表面粘着式发光二极管20的接脚数目较多，虽然具有较佳的散热特性，然而其总接脚面积较大，也会有占用电路板上较大面积的问题。

为改善上述发光二极管的散热问题并免除使用电路板，另一型式的发光二极管结构被研发出来。图4(a)及4(b)分别为一常规的发光二极管元件30的俯视图及分解图，其直接将复数个发光二极管芯片34置于一具有导电及导热的第一电极31上，并利用复数条导线35连接至一第二电极33。在所述第一电极31与所述第二电极33之间则利用一电绝缘环32彼此电隔绝。当所述第一电极31及所述第二电极33分别连接一电源Vs的正负极时，所述发光二极管芯片34即会发光。此时，伴随产生的热量则利用所述第一电极31移除；然而其散热效率仍不足(仅靠所述第一电极31的表面散热)。在使用时，所述第二电极33侧面具有一螺纹331，用以将所述发光二极管元件30整体旋入固定于一具有内螺纹的一凹槽(图未示)中。其中所述凹槽可设置在一大型散热板(图未示)中，而所述大型散热板再连接所述电源Vs的一极，以提供所述发光二极管芯片34所需的电源。然而，所述电绝缘环32往往因无法承受足够的扭力而损坏或松脱，造成所述第一电极31及所述第二电极33因互相接触而短路，进而使所述发光二极管元件30失效(fails)。另外，制作所述发光二极管元件30时，所述电绝缘环32利用一具有粘滞性(流体)的绝缘材料经固化(curing)而成，在其形成过程中，所述第一电极31及所述第二电极33必须小心对准(alignment)，以避免彼此相互接触而造成短路。因此，所述发光二极管模块30无法经由大量生产来降低成本。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种发光二极管元件，利用一体成形的圆柱导热电极，提供较大的散热面积，以快速有效地移除发光二极管芯片所产生的热量，进而延长所述发光二极管元件的使用寿命。