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CN106876567A - 高散热二极管封装结构 - Google Patents

高散热二极管封装结构 Download PDF

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CN106876567A CN201710144653.0A CN201710144653A CN106876567A CN 106876567 A CN106876567 A CN 106876567A CN 201710144653 A CN201710144653 A CN 201710144653A CN 106876567 A CN106876567 A CN 106876567A
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侯志刚
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Abstract

本发明公开了一种高散热二极管封装结构，包括基板、散热件、二极管芯片、负极引脚以及封装胶体，二极管芯片和散热件分别固接于基板的相对两面上，正极引脚和负极引脚与二极管芯片电连接，基板、散热件以及二极管芯片均封装于封装胶体中，还包括反射筒和多个导热条，反射筒外套于封装胶体上，多个导热条环绕二极管芯片布置，各导热条均嵌于封装胶体中，各导热条的端部均固接于基板上，各导热条的外壁均为反光层。本发明提供的高散热二极管封装结构，封装胶体内的导热条将热量传递给基板，由基板将热量由散热件散发出去，同时导热条通过其外壁的反光层将二极管芯片发的光发射出去，防止因为设置导热条而影响二极管芯片的发光效果。

Description

高散热二极管封装结构
技术领域
本发明涉及半导体技术，具体涉及一种高散热二极管封装结构。
背景技术
二极管封装体是基础的半导体元件，公知的，二极管封装体包括基板、设置于基板上的二极管芯片、与所述二极管芯片相连的正极引脚和负极引脚，基板、二极管芯片以及至少部分正极引脚和负极引脚均封装于所述封装胶体中。
散热性能是影响二极管封装体使用寿命以及发光效能的重要指标，二极管芯片工作过程中会产生较多的热量，为了散发该热量，现有技术大多基板上背离二极管芯片的一侧设置散热件，如高导热率的铝制品、铝合金制品等等，为了进一步提升散热效率，则在散热件的材料和结构上作进一步的改进，申请号为“201210062079.1”，公开日为“2016.8.23”，名称为“发光二极管封装结构”，以及申请号为“200980113720.6”，公开日为“2013.1.23”，名称为“发光二极管封装”的专利公开的某不是这种类型的二极管封装体。
现有技术集中在基板的背面(背离二极管芯片的一面)的设置散热结构的原因在于，基板的正面(设置二极管芯片的一面)为封装胶体，封装胶体为透明结构，其为二极管芯片的发光通道，其内部无法设置散热结构。但在实际应用中，基板背面的散热件大多具有高效的散热能力，其散热能力充足，恰是位于基板正面的封装胶体，其导热率较低且无额外的散热结构，使得其成为热量的集中点而难以充分释放，进而影响二极管封装体的使用寿命以及发光效能。
发明内容
本发明的目的是提供一种高散热二极管封装结构，以解决现有技术中的上述不足之处。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高散热二极管封装结构，包括基板、散热件、二极管芯片、正极引脚、负极引脚以及封装胶体，所述二极管芯片和散热件分别固接于所述基板的相对两面上，所述正极引脚和负极引脚与所述二极管芯片电连接，所述基板、散热件以及二极管芯片均封装于所述封装胶体中，还包括反射筒和多个导热条，所述反射筒外套于封装胶体上，多个所述导热条环绕所述二极管芯片布置，各所述导热条均嵌于所述封装胶体中，各所述导热条的端部均固接于所述基板上，各所述导热条的外壁均为反光层。
上述的高散热二极管封装结构，所述导热条的一面为弧形反光面，所述弧形反光面与所述二极管芯片相对设置。
上述的高散热二极管封装结构，所述导热条上从一端到另一端径向尺寸依次递增，所述导热条以其径向尺寸较大的一端连接于所述基板上。
上述的高散热二极管封装结构，所述导热条包括底面、与所述底面垂直设置的第一侧面以及与所述底面倾斜布置的第二侧面，所述第二侧面为弧形面，所述导热条以所述第二侧面与所述二极管芯片相对设置，所述底面与所述基板相贴合。
上述的高散热二极管封装结构，从所述二极管芯片的外壁到所述反射筒，所述导热条的布置密度依次变小，所述布置密度指的是单位体积所述封装胶体内所述导热条的总体积。
上述的高散热二极管封装结构，所述导热条与所述基板倾斜或垂直布置。
上述的高散热二极管封装结构，所述基板包括与所述二极管芯片相贴合的中心部和环绕所述中心部的环形部，所述中心部的厚度大于所述环形部的厚度，所述散热件上设置有凹槽，所述中心部嵌于所述凹槽中。
上述的高散热二极管封装结构，所述基板上设置有连接区，各所述导热条均连接于所述连接区的一个侧面上，所述连接区的相对另一个侧面上设置凸起结构，所述散热件上设置有与所述凸起结构相卡接的嵌槽。
上述的高散热二极管封装结构，所述连接区位于所述基板的边缘部分。
上述的高散热二极管封装结构，所述凸起结构为朝着背离所述二极管芯片的方向延伸的结构。
在上述技术方案中，本发明提供的高散热二极管封装结构，封装胶体内的导热条将热量传递给基板，由基板将热量由散热件散发出去，同时导热条通过其外壁的反光层将二极管芯片发的光发射出去，另外封装胶体外套反射筒，从两个方面防止因为设置导热条而影响二极管芯片的发光效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的高散热二极管封装结构的主视图；
图2为本发明实施例提供的高散热二极管封装结构的俯视图；
图3为本发明实施例提供的导热条的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的基板的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的散热件的结构示意图。
附图标记说明：
1、基板；1.1、中心部；1.2、环形部；1.3、连接区；1.4、凸起结构；2、散热件；2.1、凹槽；2.2、嵌槽；3、二极管芯片；4、正极引脚；5、负极引脚；6、封装胶体；7、反射筒；8、导热条；8.1、底面；8.2、第一侧面；8.3、第二侧面。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
如图1-5所示，本发明实施例提供的一种高散热二极管封装结构，包括基板1、散热件2、二极管芯片3、正极引脚4、负极引脚5以及封装胶体6，所述二极管芯片3和散热件2分别固接于所述基板1的相对两面上，所述正极引脚4和负极引脚5与所述二极管芯片3电连接，所述基板1、散热件2以及二极管芯片3均封装于所述封装胶体6中，还包括反射筒7和多个导热条8，所述反射筒7外套于封装胶体6上，多个所述导热条8环绕所述二极管芯片3布置，各所述导热条8均嵌于所述封装胶体6中，各所述导热条8的端部均固接于所述基板1上，各所述导热条8的外壁均为反光层。
具体的，二极管芯片3用于接电后发光，正极引脚4和负极引脚5用于为二极管芯片3引入电流，二极管芯片3固接于基板1的正面上，散热件2设置基板1的背面(背离于安装二极管芯片3的一面)上，散热件2为由高导热率材质制造的散热结构，如铝、铜及其合金制品，二极管芯片3工作过程中散发的热量传递给基板1，基板1再将该热量传递给散热件2，散热件2再将该热量散发出去，如此实现二极管芯片3靠近基板1一端的热量的散发。同时，二极管芯片3的大部分热量传递给封装胶体6中，封装胶体6内设置有多个导热条8，各导热条8的端部连接于基板1上，如此二极管芯片3位于封装胶体6内的部分的热量传递给了封装胶体6，封装胶体6内的大部分热量传递给导热条8，导热条8的热量传递给基板1，最后热量同样由散热件2散发出去。同样的，导热条8为高导热率材质制造，由于封装胶体6本身的导热率较低，导热条8的导热率较高，如此封装胶体6内的热量会源源不断地向导热条8集聚并传向基板1。
本实施例中，为了防止导热条8阻挡二极管芯片3发射的光线，将各导热条8环绕二极管芯片3布置，如此在垂直于基板1的方向上，二极管芯片3的发光方向上并无导热条8阻挡，如此二极管芯片3的大部分发光均不受影响，另外在平行于基板1的方向上，相当部分的二极管芯片3发射的光线会被导热条8阻挡，本实施例在导热条8的外壁上设置反光层，如镀银层或者其它的发光结构，如此尽量降低导热条8对二极管芯片3的发光的阻挡效果，另外，在封装胶体6的外侧设置反射筒7，封装胶体6被反射筒7环绕，反射筒7用于反射光线，如此二极管芯片3在平行于基板1的方向发射的光线部分直接到达反射筒7，由反射筒7反射出去，不影响或者几乎不影响二极管芯片3的发光效果，而另一部分由导热条8反射，由导热条8反射的光线部分直接反射出去，剩下的反射至反射筒7，最终也由反射筒7反射出去。本实施例中，优选的，导热条8与反射筒7平行设置或者近似平行设置，如此使得由导热条8反射的光线几乎都反射出去，而不会需要反射筒7的二次反射。
本发明实施例提供的高散热二极管封装结构，制备时，可以先将导热条8焊接到基板1上，最后进行基板1、导热条8、散热件2以及二极管芯片3的封装，也可以在封装结构后，通过激光蚀刻或者其它方法在封装胶体6上开设孔状结构直至基板1，最后在孔状结构中插入导热条8。
本发明实施例提供的高散热二极管封装结构，封装胶体6内的导热条8将热量传递给基板1，由基板1将热量由散热件2散发出去，同时导热条8通过其外壁的反光层将二极管芯片3发的光发射出去，另外封装胶体6外套反射筒7，从两个方面防止因为设置导热条8而影响二极管芯片3的发光效果。
本实施例中，如图3所示，进一步的，所述导热条8的一面为弧形反光面，所述弧形反光面与所述二极管芯片3相对设置，弧形反光面用于集聚并将二极管芯片3发射的光线反射到封装胶体6的外部，如此使得导热条8不仅不会影响二极管芯片3的发光效果，反而进一步提升其发光的集聚效果。
本实施例中，更进一步的，所述导热条8上从一端到另一端径向尺寸依次递增，所述导热条8以其径向尺寸较大的一端连接于所述基板1上，导热条8的热量从远离基板1的一端传递到基板1上，因此越靠近基板1其传递的热量越多，设置径向尺寸依次增大的导热条8提升其导热效率，且远离基板1的一端尺寸较小，降低其对二极管芯片3的发光效果的影响。
本实施例中，再进一步的，所述导热条8包括底面8.1、与所述底面8.1垂直设置的第一侧面8.2以及与所述底面8.1倾斜布置的第二侧面8.3，所述第二侧面8.3为弧形面，所述导热条8以所述第二侧面8.3与所述二极管芯片3相对设置，所述底面8.1与所述基板1相贴合，与基板1垂直设置的第一侧面8.2使得导热条8与基板1的连接如焊接、插接较为稳固，而倾斜的第二侧面8.3具有双重作用，其一可以设置的与反射筒7平行，使其反射效果较好，其二其与垂直的第一侧面8.2共同作用使得导热条8成为径向尺寸逐渐递增的结构，如此让导热条8同时具备三种技术效果：稳固连接、高反射效率以及高导热效率。
本实施例中，优选的，从所述二极管芯片3的外壁到所述反射筒7，所述导热条8的布置密度依次变小，所述布置密度指的是单位体积所述封装胶体6内所述导热条8的总体积，越靠近二极管芯片3的区域集聚的热量越多，设置越多的导热条8，从而加大该区域的散热效率。
本实施例中，如图4和5所示，进一步的，所述基板1包括与所述二极管芯片3相贴合的中心部1.1和环绕所述中心部1.1的环形部1.2，所述中心部1.1的厚度大于所述环形部1.2的厚度，所述散热件2上设置有凹槽2.1，所述中心部1.1嵌于所述凹槽2.1中，中心部1.1直接与二极管芯片3相连，其接收二极管芯片3散发的更多的热量，环形部1.2接收相比中心部1.1更少的热量，将中心部1.1设置的更厚使得其散热能力更强，也使得基板1和散热件2的散热能力更为均衡。
本实施例中，进一步的，所述基板1上设置有连接区1.3，各所述导热条8均连接于所述连接区1.3的一个侧面上，所述连接区1.3的相对另一个侧面上设置凸起结构1.4，所述散热件2上设置有与所述凸起结构1.4相卡接的嵌槽2.2，导热条8传递大量的热量到基板1上，在连接导热条8的基板1区域(连接区1.3)设置凸起机构以提升其传热能力。优选的，所述连接区1.3位于所述基板1的边缘部分，将连接于尽量远离中心部1.1和二极管芯片3，防止热量集聚到同一部分，均衡热量散发。
本实施例中，进一步的，所述凸起结构1.4为朝着背离所述二极管芯片3的方向延伸的结构，背离二极管芯片3设置，一方面使得凸起结构1.4尽量远离中心部1.1，另一方面，凸起结构1.4背离二极管芯片3成为与基板1倾斜布置的结构，从而提升凸起结构1.4的表面积，提升其导热能力。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种高散热二极管封装结构，包括基板、散热件、二极管芯片、正极引脚、负极引脚以及封装胶体，所述二极管芯片和散热件分别固接于所述基板的相对两面上，所述正极引脚和负极引脚与所述二极管芯片电连接，所述基板、散热件以及二极管芯片均封装于所述封装胶体中，其特征在于，还包括反射筒和多个导热条，所述反射筒外套于封装胶体上，多个所述导热条环绕所述二极管芯片布置，各所述导热条均嵌于所述封装胶体中，各所述导热条的端部均固接于所述基板上，各所述导热条的外壁均为反光层。
2.根据权利要求1所述的高散热二极管封装结构，其特征在于，所述导热条的一面为弧形反光面，所述弧形反光面与所述二极管芯片相对设置。
3.根据权利要求1所述的高散热二极管封装结构，其特征在于，所述导热条上从一端到另一端径向尺寸依次递增，所述导热条以其径向尺寸较大的一端连接于所述基板上。
4.根据权利要求2或3所述的高散热二极管封装结构，其特征在于，所述导热条包括底面、与所述底面垂直设置的第一侧面以及与所述底面倾斜布置的第二侧面，所述第二侧面为弧形面，所述导热条以所述第二侧面与所述二极管芯片相对设置，所述底面与所述基板相贴合。
5.根据权利要求1所述的高散热二极管封装结构，其特征在于，从所述二极管芯片的外壁到所述反射筒，所述导热条的布置密度依次变小，所述布置密度指的是单位体积所述封装胶体内所述导热条的总体积。
6.根据权利要求1所述的高散热二极管封装结构，其特征在于，所述导热条与所述基板倾斜或垂直布置。
7.根据权利要求1所述的高散热二极管封装结构，其特征在于，所述基板包括与所述二极管芯片相贴合的中心部和环绕所述中心部的环形部，所述中心部的厚度大于所述环形部的厚度，所述散热件上设置有凹槽，所述中心部嵌于所述凹槽中。
8.根据权利要求1所述的高散热二极管封装结构，其特征在于，所述基板上设置有连接区，各所述导热条均连接于所述连接区的一个侧面上，所述连接区的相对另一个侧面上设置凸起结构，所述散热件上设置有与所述凸起结构相卡接的嵌槽。
9.根据权利要求8所述的高散热二极管封装结构，其特征在于，所述连接区位于所述基板的边缘部分。
10.根据权利要求8所述的高散热二极管封装结构，其特征在于，所述凸起结构为朝着背离所述二极管芯片的方向延伸的结构。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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AD01 Patent right deemed abandoned

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