CN103515519A - 发光二极管及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管，其包括间隔设置的第一电极及第二电极、设于第一电极及第二电极之间的基板、及分别设置于第一电极及第二电极上顶面的发光芯片，所述第一电极的顶面位于所述第二电极顶面所在平面的一侧上方，从而使得所述发光芯片之间具有一高度差，所述基板的顶面的相对两端分别连接第一电极的顶面及第二电极的顶面相互靠近的一端，并且所述基板的顶面自靠近第一电极的一端朝向靠近第二电极的一端倾斜延伸。本发明还涉及一种发光二极管的制造方法。

Description

发光二极管及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种发光元件及其制造方法，特别设计一种发光二极管及其制造方法。
背景技术
发光二极管（发光芯片）作为一种新兴的光源，目前已广泛应用于多种照明场合之中，并大有取代传统光源的趋势。
而在目前使用的白光发光芯片中，人们通常将蓝光发光芯片作为激发光源，激发YAG(Yttrium Aluminum Garnet，钇铝石榴石)荧光粉得到黄光，黄光和蓝光发光芯片发出的剩余的蓝光再混合后得到所需要的白光，但是这种方法得到的白光色温偏高，对人眼的刺激较大，难于满足普通的照明需求。
为了解决上述问题，通常会把红色荧光粉加入到黄色荧光粉中来加强白光中的红色成分，可以降低温，但是由于目前红色荧光粉具有较低的转换效率，其光通量大大降低，很难得到实际应用。为了解决这一问题，目前通常用红光芯片代替红色荧光粉，通过分别控制通过红光芯片和蓝光芯片的电流大小来产生低色温高显色性的白光，并取得了良好的效果，但是通常情况下，人们都把蓝光发光芯片与红光发光芯片固定于同一水平面相互靠近的位置上。然而如此设置的蓝光发光芯片与红光发光芯片发出的光线在二者靠近的内侧强度较大，在远离内侧的二相对外侧强度较弱，如此导致二者发出的光线混合后容易出现不均匀的情况，进而影响了整个发光二极管的发光效率。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种发光效率较高的发光二极管。
一种发光二极管，其包括间隔设置的第一电极及第二电极、设于第一电极及第二电极之间的基板、及分别设置于第一电极及第二电极上顶面的发光芯片，所述第一电极的顶面位于所述第二电极顶面所在平面的一侧上方，从而使得所述发光芯片之间具有一高度差，所述基板的顶面的相对两端分别连接第一电极的顶面及第二电极的顶面相互靠近的一端，并且所述基板的顶面自靠近第一电极的一端朝向靠近第二电极的一端倾斜延伸。
一种发光二极管的制造方法，其包括：
提供第一电极及第二电极，使第一电极的顶面位于第二电极的顶面上方，且第一电极的顶面平行于第二电极的顶面；
提供基板，将该基板结合于第一电极及第二电极，且使基板的顶面相对两端分别连接第一电极的顶面及第二电极的顶面相互靠近的一端，并且所述基板的顶面自靠近第一电极的一端朝向靠近第二电极的一端倾斜延伸；
在该基板上形成开设有收容孔的封装体，该收容孔包括第一收容孔及第二收容孔；
提供至少二发光芯片，将发光芯片分别固定于第一电极及第二电极的顶面上，从而使得所述发光芯片之间具有一高度差，且所述发光芯片分别位于第一收容部及第二收容部的底部；
切割封装体形成多个独立的发光二极管。
本发明提供的发光二极管，由于收容孔的内表面及基板顶面的反射作用，使得发光芯片具有较高的发光效率，且由于发光芯片均直接贴设于第一电极、第二电极的表面，从而通过该第一电极、第二电极增强了其散热效果，再由于该第一电极及第二电极之间形成一高度差，从而减少了发光芯片之间的相互影响，从而提高了其发光效果。另外，所述基板的顶面自靠近第一电极的一端朝向靠近第二电极的一端倾斜延伸，其较竖直面具有更好的反射效果，出光效率更高。
下面参照附图，结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1为本发明提供的发光二极管的立体图。
图2至图11为本发明第一实施例中的发光二极管制造方法的各步骤示意图。
图12为本发明第二实施例中的发光二极管制造方法中第一挡墙及第二挡墙的制造步骤示意图。
主要元件符号说明
发光二极管 1
第一电极 11
第二电极 13
第一挡墙 15
第二挡墙 17
基板 20
第一金属板 21
第二金属板 23
封装体 40
收容孔 41
发光芯片 51、53
内侧面 111、131
第一主体部 151
第一弯折部 153
第二主体部 171
第二弯折部 173
第一收容部 411
第二收容部 413
正极焊点 511
负极焊点 513
正极 531
负极 533
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参见图1，本发明提供的发光二极管1，其包括一第一电极11及一第二电极13、设于第一电极11及第二电极13之间的基板20、分别设于第一电极11及第二电极13上的第一挡墙15及第二挡墙17、分别位于第一电极11及第二电极13上的发光芯片51、53以及围设发光芯片51、53并覆盖第一电极11及第二电极13的封装体40。
该第一电极11及第二电极13均为厚度均匀的矩形板体，且第一电极11的厚度大于第二电极13的厚度，因此，当第一电极11及第二电极13安装于同一平面时，其底面平齐、第一电极11的顶面位于第二电极13的顶面之上，即该第一电极11及第二电极13的顶面之间形成一高度差。
该基板20为一纵长的梯形绝缘板体，其设置于第一电极11及第二电极13相互靠近的内侧面111、131之间。该基板20的底面呈矩形且与该第一电极11及第二电极13的底面平行共面，基板20的左侧面呈矩形、贴设在第一电极11的内侧面111上且其尺寸与该内侧面111相等，基板20的右侧面呈矩形、贴设在第二电极13的内侧面131上且其尺寸与该内侧面131相等，基板20的顶面为连接左侧面顶端及右侧面顶端的矩形表面，其自左侧面的顶端朝向右侧面的顶端向下倾斜设置。该基板20的顶面的相对两端分别连接第一电极11的顶面及第二电极13的顶面相互靠近的一端，并且该基板20的顶面自靠近第一电极11的一端朝向靠近第二电极13的一端倾斜延伸。该基板20的顶面与该第二电极13的顶面之间形成有一夹角θ1，该夹角θ1的范围为40至60度之间，优选地，该夹角θ1的角度为57.5度。
该第一挡墙15及第二挡墙17均为厚度均匀的L形的金属条，且其横截面均为矩形，第一挡墙15及第二挡墙17分别贴设于第一电极11、第二电极13的顶面。
其中第一挡墙15的外侧面与第一电极11与第一挡墙15外侧面相应的侧面平行共面，第二挡墙17的外侧面与第二电极13与第二挡墙17相应的侧面平行共面。
该每一第一挡墙15包括一第一主体部151及自该第一主体部151垂直向右弯折的一第一弯折部153，该第一主体部151贴设于第一电极11远离第二电极13的左侧顶面，其外侧面与第一电极11相应的左侧面平行共面，且其远离第一弯折部153的一端面与第一电极11相应的前侧面平行共面。该第一弯折部153贴设于第一电极11与第一弯折部153相应的后侧顶面，其外侧面与第一电极11相应的后侧面平行共面，其远离第一主体部151的一端面位于第一电极11的右侧顶面内侧。
该每一第二挡墙17包括一第二主体部171及自该第二主体部171垂直向左弯折的一第二弯折部173，该第二主体部171贴设于第二电极13远离第一电极11的右侧顶面，其外侧面与第二电极13相应的右侧面平行共面，且其远离第二弯折部173的一端面与第二电极13相应的前侧面平行共面。该第二弯折部173贴设于第二电极13与第二弯折部173相应的后侧顶面，其外侧面与第一电极11相应的后侧面平行共面，其远离第二主体部171的一端面位于第二电极13的左侧顶面内侧，且与第一弯折部153相对间隔设置。
该封装体40覆盖第一电极11、第二电极13及第一挡墙15、第二挡墙17于其内，且该第一电极11的左侧面及后侧面、第二电极13的右侧面及后侧面、第一挡墙15及第二挡墙17的外侧面均外露于该封装体40的一侧表面。
该封装体40的中部开设有一收容孔41，其用以围设发光芯片51、53于其底部，该收容孔41的横截面为椭圆面，且其内径沿封装体40的厚度方向自上向下逐渐减小，该收容孔41的内部填充有包覆该发光芯片51、53的荧光粉。
本发明提供的该发光二极管1的制造方法，包括如下步骤：
第一步，请参见图2至图3，提供至少二第一电极11、二第二电极13及至少二第一金属板21、二第二金属板23，并将第一金属板21及第二金属板23分别贴设于该第一电极11及第二电极13一侧表面；
第二步，请参见图4，采用蚀刻的方式蚀刻二第一金属板21及二第二金属板23，以去除部分第一金属板21及部分第二金属板23，从而在第一电极11与第二电极13相互远离的两侧顶面上形成第一挡墙15及第二挡墙17，且使得所述第一主体部151的外侧面与第一电极11的左侧面平行共面，第一弯折部153的外侧面与第一电极11的后侧面平行共面，第二主体部171的外侧面与第二电极13的右侧面平行共面，第二弯折部173的外侧面与第二电极13的后侧面平行共面。
第三步，请参见图5，提供基板20，将该基板20设置在第一电极11、第二电极13之间并使其与第一电极11、第二电极13固定连接，该基板20与二第一电极11、二第二电极13共同形成二间隔的基座30。
该基板20夹设于该第一电极11及第二电极13相互靠近的内侧面111、131之间，其沿基座30横向延伸的长度等于第一电极11及第二电极13沿基座30横向延伸的长度，且基板20相对两端面分别与第一电极11及第二电极13的前侧面和后侧面平行共面。
第四步，请参见图6至图7，在基座30上形成一覆盖基座30的封装体40，并使第一主体部151及第二主体部171覆盖于封装体40内，第一弯折部153及第二弯折部173的外侧面外露于该封装体40的相应一侧表面。其中，图7为图6沿VII-VII线的剖视图。
该封装体40的材质为环氧树脂，硅树脂或聚邻苯二甲酰胺（Polyphthalamide, PPA）中的任何一种具有反射作用的材料。
该封装体40的相对两侧具有二收容孔41，该收容孔41分别对应位于二基座30的第一电极11及第二电极13的顶面上，且位于第一挡墙15及第二挡墙17之间。该收容孔41自封装体40远离基板20的顶面向靠近基板20的底面斜向下延伸形成，该收容孔41的内表面为一自封装体40顶面向封装体40底面斜向下延伸的环面，且收容孔41的内表面分别延伸至第一电极11及第二电极13的顶面，该收容孔41的孔径沿封装体40的厚度方向自上向下逐渐减小。由于第一电极11的厚度大于第二电极13的厚度且第一电极11的底面与第二电极13的底面共面，收容孔41靠近第二电极13的一侧内表面沿封装体40斜向下延伸至第二电极13的距离大于收容孔41靠近第一电极11的一侧内表面沿封装体40斜向下延伸至第一电极11的距离，且自第一电极11的顶面垂直向上延伸至封装体40顶面的距离小于自第二电极13的顶面垂直向上延伸至封装体40顶面的距离。如此，则在该收容孔41内形成相互连通的一第一收容部411及一第二收容部413。
该第一收容部411由收容孔41靠近第一电极11顶面一侧的内表面、第一电极11的顶面所在的平面、靠近第二电极13顶面一侧的内表面位于第一电极11顶面所在平面上方的部分共同围设形成，其沿I-I线的截面为梯形，其内径沿封装体40的厚度方向自上向下逐渐减小。该第一收容部411朝向第一电极11倾斜延伸的内表面与第一电极11顶面之间形成一夹角θ2，该夹角θ2的大小为40至60度之间，优选地，本实施例中，该夹角θ2为57.5度。
该第二收容部413由靠近第二电极13顶面一侧的内表面位于第一电极11顶面所在平面下方的部分、第二电极13的顶面以及基板20的顶面围设形成，其沿I-I线的截面也为梯形，其沿封装体40纵向延伸的宽度自上向下逐渐减小。该第二收容部413朝向第二电极13倾斜延伸的内表面与第二电极13顶面之间形成一夹角θ3，该夹角θ3的大小为40至60度之间，优选地，本实施例中，该夹角θ3为57.5度。
第五步，请参见图8，提供至少二发光芯片51、53，使该发光芯片51、53分别位于第一电极11及第二电极13的顶面上，并分别电性连接至第一电极11及第二电极13。本实施例中的发光芯片51、53至少为一蓝光发光芯片及一红光发光芯片。
该蓝光发光芯片的顶部上方具有一正极焊点511及一负极焊点513，该红光发光芯片的顶部和底部分别具有一正极531及一负极533，固定时，将蓝光发光芯片固定于第一电极11上，并该蓝光发光芯片的正极焊点511及负极焊点513分别通过金属引线电性连接至第一电极11及第二电极13，与此同时，将该红光发光芯片的正极531通过金属引线连接至第一电极11，将红光发光芯片的负极533直接与第二电极13电性连接，这样以来，该蓝光发光芯片与红光发光芯片并联于该发光二极管1的电路中，工作时，将会有电流分别通过该蓝光发光芯片及红光发光芯片，此时，通过外部的电路（图未示）分别控制流过该蓝光发光芯片与红光发光芯片的电流的大小，即可控制二者的发光效率，进而可以控制二者的混光效果，使其达到最佳的混光效果。再由于该蓝光发光芯片于红光发光芯片分别位于第一收容部411及第二收容部413的底部，而第一收容部411及第二收容部413的内表面以及基板的顶面均为斜面，因此可以将入射至该斜面的光线反射集中于该收容孔41的中部出射，其较内表面为竖直面的收容部具有更好的反射效果,从而提高发光芯片51、53的发光效率。
当然，也可以将蓝光发光芯片设置于第一电极11上，将红光发光芯片设置于第二电极13上，然后使二者并联于该发光二极管1的电路中。
由于第一电极11及第二电极13之间具有一高度差，而蓝光发光芯片与红光发光芯片分别位于第一电极11及第二电极13上，因此该蓝光发光芯片与红光发光芯片之间也形成一高度差，使得该蓝光发光芯片与红光发光芯片不在同一平面且相距较远，从而能够相对减小蓝光发光芯片发出的热量对红光发光芯片的干扰，再由于该红光发光芯片的负极直接贴设于第二电极13的顶面上，从而使得该第二电极13能够迅速地将红光发光芯片发出的热量导出，增强了红光发光芯片的散热效果，保证了红光发光芯片的稳定性，相对提高了其发光效率，于此同时，由于第一收容部411及第二收容部413的内表面的反射作用，使得蓝光发光芯片与红光发光芯片发出的光线都能集中于收容孔41顶面出射，提高了其发光效率。
第六步，请参见图9，在该封装体40的收容孔41内填充荧光粉形成一封装层43，该封装层43覆盖发光芯片51、53于该收容孔41的底部。本实施例中，该荧光粉为黄色荧光粉及绿色荧光粉的混合物。具体的，将荧光粉均匀填充于该收容孔41内，并使荧光粉包覆该发光芯片51、53。
第七步，请参见图10至图11，切割封装体40形成多个独立的发光二极管1。具体的，沿图中所示的虚线切割该封装体40，并使得第一挡墙15的第一主体部151及第二挡墙17的第二主体部171的外侧面分别外露于该封装体40的一侧表面。由于第一主体部151及第二主体部171也外露于封装体40，因此在该发光二极管1与电路板贴设时，该第一主体部151及第二主体部171外露于空气中，从而增强了该发光二极管1的散热效果。
第二实施例中，请参见图12，该第一电极11、第二电极13以及第一金属板21以及第二金属板23的组合方式也可以采用电镀的方式形成。具体的，首先提供至少二第一电极11及二第二电极13，然后在第一电极11及第二电极13相互远离的两侧分别电镀形成第一挡墙15及第二挡墙17。
当然，该第一电极11、第二电极13以及第一金属板21、第二金属板23的组合方式也可以采用压模的方式形成。
该发光二极管与电路板贴设时，首先，由于蓝光发光芯片及红光发光芯片分别收容于第一收容部及第二收容部内，因此该蓝光发光芯片与红光发光芯片发出的光线经由该第一收容部及第二收容部的内表面的反射后，均能集中于收容杯的中部出射，从而提高了其发光效率，相对提高了其混合后的均匀度；其次，可以通过外部电路（图未示）分别控制蓝光发光芯片与红光发光芯片的工作电流，进而可以控制二者的混光效果至最佳，从而提高二者的混光效果；再次，由于蓝光发光芯片与红光发光芯片处于不同的平面内，且二者之间具有一高度差，从而减小了蓝光发光芯片与红光发光芯片之间的相互影响，提高了二者的工作稳定性；最后，由于红光发光芯片的底部电极直接贴设于第二电极，从而增强了该红光发光芯片的散热效果，延长了其使用寿命。

Claims (10)

1.一种发光二极管，其包括间隔设置的第一电极及第二电极、设于第一电极及第二电极之间的基板、及分别设置于第一电极及第二电极上顶面的发光芯片，其特征在于：所述第一电极的顶面位于所述第二电极顶面所在平面的一侧上方，从而使得所述发光芯片之间具有一高度差，所述基板的顶面的相对两端分别连接第一电极的顶面及第二电极的顶面相互靠近的一端，并且所述基板的顶面自靠近第一电极的一端朝向靠近第二电极的一端倾斜延伸。
2.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述基板的顶面为一斜面，所述第一电极的顶面及第二电极的顶面均为平面且平行设置。
3.如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于：所述基板的顶面与第一电极、第二电极的顶面之间形成一夹角，所述夹角的角度为40至60度之间。
4.如权利要求3所述的发光二极管，其特征在于：所述夹角的角度为57.5度。
5.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一电极顶面所在的平面上方形成第一收容部，所述第一电极顶面所在的平面与第二电极的顶面之间形成形成第二收容部，所述发光芯片分别位于第一收容部及第二收容部的底部。
6.如权利要求5所述的发光二极管，其特征在于：所述第一收容部朝向第一电极倾斜延伸的内表面与第一电极顶面之间形成的夹角等于所述第二收容部朝向第二电极倾斜延伸的内表面与第二电极顶面之间形成夹角，且该夹角的范围为40至60度之间。
7.如权利要求6所述的发光二极管，其特征在于：所述夹角为57.5度。
8.一种发光二极管的制造方法，其包括：
提供第一电极及第二电极，使第一电极的顶面位于第二电极的顶面上方，且第一电极的顶面平行于第二电极的顶面；
提供基板，将该基板结合于第一电极及第二电极，且基板的顶面相对两端分别连接第一电极的顶面及第二电极的顶面相互靠近的一端，并且所述基板的顶面自靠近第一电极的一端朝向靠近第二电极的一端倾斜延伸；
提供至少二发光芯片，将所述发光芯片分别位于第一电极及第二电极的顶面上，从而使得所述发光芯片之间具有一高度差。
9.如权利要求8所述的发光二极管的制造方法，其特征在于：所述基板的顶面为斜面，且所述斜面与第一电极、第二电极的顶面之间形成的夹角为40至60度之间。
10.如权利要求9所述的发光二极管的制造方法，其特征在于：所述斜面与第一电极、第二电极的顶面之间形成的夹角为57.5度。
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