CN100527455C - 发光体封装装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光体封装装置，其特征在于：包括：一导热基板；至少一电路基板，是设置于该导热基板上；至少一导热片，是沿水平方向与该电路基板并排连接，并设置于该导热基板上；以及至少一发光模组，是设置于该电路基板上。本发明是利用水平式散热机制，以使得发光元件在工作时所产生的热能，可透过延伸出的导热片与导热基板的连接，得以利用较大的传导面积在较短时间内进行较大量的热量消散，使得发光元件可具有更高的工作效率，并延长其使用的期限。

Description

发光体封装装置
【技术领域】
本发明是有关一种封装装置，特别是有关一种发光体封装装置。
【背景技术】
LED应用于各种商品时所面临的课题不外乎散热、耗电性、演色性、色度不均等等，不过随着产业的不同解决方法却有独特且明显的差异，例如：照明业者与汽车业者为了提高光束的亮度，其所使用的LED数目是一般行动电话背光模组的数百倍，相对地，由于驱动电流大幅增加，因而使得LED的各个元件的散热机制，成为刻不容缓的首要问题，而目前最常见的对策则是将LED晶片直接封装于高导热系数的金属基板上，此即所谓的晶片直接封装(chipon board，COB)的技术，其主要是利用金属基板与导热端子的连接，以辅助散热的效果。
在习知的LED封装装置中，请参考图1A、1B所示，其是分别为习知的垂直堆叠式LED封装装置的立体分解示意图及其剖面示意图，其中，最下层是为一底座24，其上是设置有一底座杯面22，在此底座杯面22上是设置有一金属电路基板18，而于此金属电路基板18上则利用一具有导电性的粘胶层(未显示于图中)，以黏固方式使一LED晶粒16承载于该金属电路基板18之上，且于LED晶粒16上更覆盖一光学透镜10，一埋入式铸模体12围绕LED晶粒16设置，而在LED封装装置外部是延伸有数支电极14，且LED晶粒16与电极14之间则是透过引线20以进行连接；而由于习知的LED封装装置是为垂直堆叠式的构造，因此，当LED封装装置在电性导通后进行操作时，LED晶粒16产生的热能仅能垂直传导至金属电路基板18，再由金属电路基板18传递至外界，以消除热能，而此种金属电路基板18的制造成本相当地高，且制程稳定性不良，又加上LED封装装置中是有部分装置是由导热性不佳的胶体材料所制成，故，使得习知的LED封装装置的散热效果不佳。
【发明内容】
本发明的一目的，是在提供一种发光体封装装置，是将操作时会累积热能的发光模组、电路基板于水平方向上连接有导热片与导热基板，透过具有水平方向延伸的导热片、导热基板，以使得发光模组所产生的热能得以快速地自导热片立即且直接地传递至导热基板内，利用导热基板以将热能对外界进行消散，因为无须透过电路基板的传递，可大幅地提高热能消散的效率。
本发明的另一目的，是在提供一种发光体封装装置，利用水平式合并电路基板与导热基板的装置以做为发光模组的基板，可提供高效率的散热功能且同时兼具有电路连接的功用，可用以有效取代高价且制程复杂的金属电路板，降低产品的成本并提高其良率。
为达上述的目的，本发明提供一种发光体封装装置，其特征在于：包括：一电路基板；至少一导热片，其一端是设于该电路基板上，另一端沿水平方向延伸；以及至少一发光模组，是设置于该导热片异于该电路基板的一表面上；一导热基板，该导热基板是与该电路基板并排连接，且该导热片沿水平方向延伸的一端是延伸至该导热基板上。
所述的发光体封装装置，其特征在于：该发光模组是包括：至少一LED晶粒，是设置于该导热片上；数个电极；
数个引线，每一该引线是连接于该LED晶粒与该电极之间；以及一封装胶体，是覆盖于该LED晶粒及该引线，而该电极则是由该封装胶体内延伸至该封装胶体外部。
所述的发光体封装装置，其特征在于：该导热片与该LED晶粒的接触面设置有绝缘材料。
所述的发光体封装装置，其特征在于：该LED晶粒为数个LED晶粒，该数个LED晶粒呈直线、三角形或四边形排列于该导热片上。
所述的发光体封装装置，为了使导热片可以稳定地固定在导热基板上，在导热片与导热基板之间可利用螺丝锁固的方式或胶粘方式固定。
另外，电路基板上是设计有数个集成电路图形，LED晶粒则是透过数个引线与其连接的电极以与电路基板上的电路图形电性连接。
本发明还提供一种发光体封装装置，其特征在于：包括：一导热基板；至少一电路基板，是设置于该导热基板上；至少一导热片，是沿水平方向与该电路基板并排连接，并设置于该导热基板上；以及至少一发光模组，是设置于该电路基板上。
所述的发光体封装装置，其特征在于：该发光模组是包括：至少一LED晶粒；数个电极；数个引线，每一引线是连接于该LED晶粒与该电极之间；以及一封装胶体，是覆盖于该LED晶粒及该引线，而该电极则是由该封装胶体内延伸至该封装胶体外部。
所述的发光体封装装置，其特征在于：该导热片与该LED晶粒的接触面设置有绝缘材料。
因此，本发明所提供的发光体封装装置中的LED晶粒所产生出的热能是传递到导热片，再经由导热片以传递到导热基板，故，使得累积于LED晶粒或是电路基板上的热能，得以经由大面积的导热基板以与外界进行热能的传导、对流或辐射，而不会有过多的热能积存于发光模组或是电路基板内的问题。
以下藉由具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
【附图说明】
图1A为习知的垂直堆叠式LED封装装置的立体分解示意图。
图1B为图1A的剖面示意图。
图2A为本发明发光体封装装置的剖面示意图。
图2B为图2A发光体封装装置的立体示意图。
图3为本发明具有数个发光模组的发光体封装装置的结构示意图。
图4为本发明另一种发光体封装装置的剖面示意图。
图5A至图5D为本发明发光体封装装置采用三颗LED晶粒的俯视图。
图6A至图6C为本发明发光体封装装置采用四颗LED晶粒的俯视图。
【具体实施方式】
请参考图2A、2B所示，本发明发光体封装装置的剖面示意图及立体示意图，发光体封装装置包含一基板结构、至少一导热片38及至少一发光模组3；其中，基板结构包含一电路基板40与一导热基板42，电路基板40与导热基板42是以水平并排方式接合连接。电路基板40可为一般的印刷电路板，常见的材料有玻璃纤维、铜箔、低温共烧陶瓷或氮化铝等等，导热基板42则是可采用导热系数高的材料，常见的材料有铜、铝或与其他金属的合金，如铜钨合金、陶瓷或碳纤维等等。
导热片38位于电路基板40与导热基板42上方，且导热片38的一端设于电路基板40上，另一端沿水平方向延伸至导热基板42上方，使导热片38可横跨在电路基板40与导热基板42上。导热片38的材质则可为氮化铝片、低温共烧陶瓷片、陶瓷薄膜或钻石薄膜。另外，为了能使的导热片38可以稳定地固定在导热基板42上，在导热片38与导热基板之间可利用一螺丝50锁固的方式或胶粘方式固定。
发光模组3包含数个LED(发光二极管)晶粒32、数个引线34、数个电极36以及封装胶体30，数个LED晶粒32是沿水平方向间隔排列于导热片38异于电路基板40的表面上。为了避免电路上的短路，在导热片38与每一LED晶粒的接触面可设置绝缘材料。每一引线34是连接于LED晶粒32与电极36之间。封装胶体30的材质是可为环氧树脂或是含有硅的树脂，且其是覆盖LED晶粒32及引线34，而电极36则是由该封装胶体30内延伸至封装胶体30外部。另外，电路基板40上是设计有数个集成电路图形，LED晶粒32透过数个引线34与其连接的电极36以与电路基板40上的电路图形电性连接。其中，形成集成电路图形的材质是可为硅、锗或两者的组合物。
LED晶粒32所产生出的热能是传递到导热片38，再经由导热片38以传递到导热基板42，由于导热基板42与外界环境之间是存在有温度梯度且导热基板42是具有相当大的接触面积，因而加快了导热基板42的散热速度，故，大幅地降低热能累积于LED晶粒32或是电路基板40上的问题。由于本发明利用导热片38的设置来传导热能以取代习知使用金属电路板，故本发明只需采用导热性较差且价格低廉的电路基板即可，因此，可节省材料成本。
请参阅图3，本发明的发光体封装装置亦可包含数个发光模组3及数个导热片38，每一发光模组3相对应一导热片38，该些发光模组是以互相平行方式间隔排列于电路基板40上。
本发明的另一发光体封装装置的剖面示意图，请参考图4所示，发光体封装装置是包括有一导热基板42、电路基板40、一导热片38及发光模组，其中，电路基板40与导热片38是以水平并排方式设置于导热基板42上，发光模组3包含至少一LED晶粒32，LED晶粒32粘设在电路基板40上，LED晶粒32在电性导通时产生的热能沿垂直方向传递至与其电性连接的电路基板40后，再沿着水平方向传递至导热片38，以使由LED晶粒32所产生的热能得以快速地传递到导热基板42中，因此，当LED晶粒32在进行操作时，其所产生的热能不会累积在LED晶粒32的周遭，亦不会累积在电路基板40上，可使得整体的操作温度下降而提升了元件操作时的稳定性。
而在本发明的LED晶粒可以不同的组合方式排列在导热片上，请参考图5A至5D所示，是以三颗红色、绿色及蓝色LED晶粒为例，藉以混合形成一白光，LED晶粒可呈一直线排列(如图5A)或呈三角形排列(如图5B至5D)。而在图6A至6C中则是以四颗LED晶粒为例，四颗LFD晶粒可为一红色、一蓝色及二绿色LED晶粒，藉以提高发光模组的亮度，LED晶粒可呈一直线排列(如图6A)或呈四边形排列(如图6B及图6C)。
以上所述是藉由实施例说明本发明的特点，其目的在使熟习该技术者能暸解本发明的内容并据以实施，而非限定本发明的保护范围，故，凡在本发明的基础上所完成的等效修饰或修改，仍应包含在本发明的保护范围中。
图号说明：
10 光学透镜
12 埋入式铸模体
14 电极
16 LED晶粒
18 金属电路基板
20 引线
22 底座杯面
24 底座
3  发光模组
30 封装胶体
32 LED晶粒
34 引线
36 电极
38 导热片
40 电路基板
42 导热基板
50 螺丝

Claims (7)

1.一种发光体封装装置，其特征在于：包括：
一电路基板；
至少一导热片，其一端是设于该电路基板上，另一端沿水平方向延伸；以及
至少一发光模组，是设置于该导热片异于该电路基板的一表面上，
一导热基板，该导热基板与该电路基板并排连接，且该导热片沿水平方向延伸的一端延伸至该导热基板上。
2.如权利要求1所述的发光体封装装置，其特征在于：该发光模组是包括：
至少一LED晶粒，是设置于该导热片上；
数个电极；
数个引线，每一该引线是连接于该LED晶粒与该电极之间；以及
一封装胶体，是覆盖于该LED晶粒及该引线，而该电极则是由该封装胶体内延伸至该封装胶体外部。
3.如权利要求2所述的发光体封装装置，其特征在于：该导热片与该LED晶粒的接触面设置有绝缘材料。
4.如权利要求2所述的发光体封装装置，其特征在于：该LED晶粒为数个LED晶粒，该数个LED晶粒呈直线、三角形或四边形排列于该导热片上。
5.一种发光体封装装置，其特征在于：包括：
一导热基板；
至少一电路基板，是设置于该导热基板上；
至少一导热片，是沿水平方向与该电路基板并排连接，并设置于该导热基板上；以及
至少一发光模组，是设置于该电路基板上。
6.如权利要求5所述的发光体封装装置，其特征在于：该发光模组是包括：
至少一LED晶粒；
数个电极；
数个引线，每一引线是连接于该LED晶粒与该电极之间；以及
一封装胶体，是覆盖于该LED晶粒及该引线，而该电极则是由该封装胶体内延伸至该封装胶体外部。
7.如权利要求6所述的发光体封装装置，其特征在于：该导热片与该LED晶粒的接触面设置有绝缘材料。
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