CN101789422B - 发光二极管模块 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关于一种发光二极管模块,包含:一金属支架载板,提供多个第一群组电性并联排列,第一群组包含至少一个反射罩,每一第一群组包含多个发光二极管并配置于该至少一反射罩内,且该第一群组内的发光二极管呈电性串联排列,多个第一群组则彼此以并联方式呈现,多个发光二极管分别容置于上述的反射罩内以增加照明度。

Description

发光二极管模块
技术领域
[0001] 本发明涉及一种发光二极管模块,特别是涉及一种发光二极管串、并联线路成型于一支架上的发光二极管模块。
背景技术
[0002] 发光二极管(即二极体,本文均称为二极管)具有光束集中的特性,但十年前LED 的亮度不如目前,因此,普遍地只应用于信号灯、后车灯或是装饰灯,而拜蓝光LED的发明及其近年来价格的跌落之赐,白光LED的应用层面更广,特别是在标榜节能减碳的今天,各国玫府无不以政策鼓励,因此普遍地预期LED将会取代白炽灯泡而成为照明主流。LED有别于白炽灯泡的发光原理而被号称为冷阴极。它不但非常省电且只要适当的散热,它的使用寿命普遍可以超过数万小时,不但远远超过只有数百小时的白炽灯泡,也比省电灯泡的数千小时来得高很多。但即便如此,功率超过1瓦以上高亮度LED,仍然有极大比率的注入电流是被转换为热量的。
[0003] 用于照明时只有几瓦的LED所产生的流明是不足的,因此,灯具用的LED常至少会有一、二十颗LED,甚至更多,以矩阵型态排列,或是环状排列。特别是,为了节省空间下,可以想见几十颗LED挤在一个狭窄的空间时所产生的热量将十分可观。若是灯具包含了灯罩时,将会进一步使LED所处的环境更加恶劣。
[0004] LED也会像一般电子产品一样,温度升高时,将会限制注入的电流量,以防止过早衰竭(decay).这也是一般LED瓦数受限的原因。因此,如同前述高阶芯片(即晶片,本文均称为芯片)一样,照明用的LED芯片,除了封装载板会采用导热性良好的金属载板外,普遍也会在灯具的本身或周边加装散热模块(即模组,本文均称为模块)来散热,所不同的是,LED的散热模块普遍不使用散热风扇,而是使用散热膏及散热鳍片。以免额外地又增加一能源消耗的元件,此外,燥音问题及风扇的使用成本、寿命等,都是使LED的散热模块是没有风扇的主要原因。
[0005] 照明用的发光二极管,普遍地都会将多颗发光二极管芯片封装于一反射罩内。或者每一反射罩容置一发光二极管,再把多颗的发光二极管及反射罩封装在一印刷电路板 (PCB)内,以提高其照明能力。例如图1所示的一发光二极管灯具10,例如像是手电筒的灯头,它是把多颗的发光二极管芯片12封装于一反射罩15内。反射罩15的底部是一 PCB板 17,PCB板17有发光二极管芯片12连接的线路(未图示)及二引脚20,一圆形金属座25, 引脚20穿过金属座25。上述的灯具虽然有一大面积的金属座,但散热能力并不佳。主因是所述发光二极管太集中于一小面积了,尽管,它有一块大金属座,但事实上,二灯脚是经过绝缘漆才连接至金属座25,因此散热能力不佳,此外,芯片是粘着于PCB板17的,因此,若无额外的散热鳍片,它很快就会有过热的问题。
[0006] 另一先前技术的发光二极管封装体是将包含反射座的发光二极管封装于一 PCB 板上,PCB板厚约0. Olmm铜箔蚀刻成连接线路,而使发光二极管在PCB板上是串联及/或并联。但发光二极管与发光二极管之间必需是相隔相当的距离以避免过热,此外,反射罩另需以射出成型法射出于导线架上。然后,再自导线架上剥离。
[0007] 上述现有习知的发光二极管模块技艺,制造手续工法烦杂。因此不利于成本的降低。
[0008] 由此可见,上述现有的发光二极管模块制造手续工法烦杂。因此不利于成本的降低。为了解决上述存在的问题,相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道,但长久以来一直未见适用的设计被发展完成,而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题,此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的发光二极管模块,实属当前重要研发课题之一,亦成为当前业界极需改进的目标。
[0009] 有鉴于此,本发明的一目的便是提供另一种可以降低成本的发光二极管封装模块,它是以反射罩射出成型用的金属架做为发光二极管载板。因此,可以显著降低成本。
发明内容
[0010] 本发明的目的在于,克服现有的发光二极管模块存在的缺陷,而提供一种封装简单的发光二极管模块,、该发光二极管是直接由金属支架做为载体。该金属支架是反射罩射出成的金属支架,非常适于实用。
[0011] 本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种发光二极管模块,至少包含:多个发光二极管;以及一金属支架载板,该金属支架载板提供多个第一群组电性并联排列,该第一群组包含至少一个反射罩,该第一群组包含多个发光二极管并配置于该至少一反射罩内,且该第一群组内的发光二极管呈电性串联排列。
[0012] 本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0013] 前述的发光二极管模块,其中上述的第一群组内包含一个反射罩至三个反射罩。
[0014] 前述的发光二极管模块,其中上述的金属支架载板是一金属料带,提供以射出成型反射罩于其上。
[0015] 前述的发光二极管模块,其中上述的多个第一群组电性并联排列且每一该第一群组内的所有发光二极管的连接都是藉由该金属支架载板被冲压的形体来完成,因此没有额外的印刷线络。
[0016] 前述的发光二极管模块,其包含一由该金属支架载板冲压而成的电阻座,及一限电流电阻,坐于该电阻座上,以提供分压功能,将电源供应器提供于第一群组的发光二极管的额定定压后多余的电压分压
[0017] 前述的发光二极管模块,其中上述的限电流电阻是没有接脚,但端部有连接面的电阻。
[0018] 前述的发光二极管模块,其包含在该发光二极管模块的相反电性连接的二端部设有扣接孔以提供多个该发光二极管模块之间的并联连接,或者直接连接于一灯具上,该灯具具有相应的连接连接插座/或插头。
[0019] 前述的发光二极管模块,其中上述的金属支架是选自铜合金、纯铜、铝、铝合金的其中之一。
[0020] 前述的发光二极管模块,其包含一固定板以使该金属支架载板的各部分稳固。
[0021] 前述的发光二极管模块,其中上述的第一群组所包含的发光二极管的数量依据供给的电压及每一颗发光二极管的额定电压而调整。
[0022] 本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知,为达到上述目的,本发明提供了一种发光二极管模块,包含:一金属支架载板提供多个第一群组的并联连接。第一群组内有多颗位于反射罩的发光二极管以金属支架的子载板互相串联,多个第一群组彼此也以金属支架中的电源板及接地板而达到多个第一群组呈并联以增加照明度。第一群组内的反射罩可以有1个或3个。
[0023] 此外,一或二固定板也以射出成型法形成于金属支架上及/或下以稳固金属支架各个不连接点或面。
[0024] 借由上述技术方案,本发明发光二极管模块至少具有下列优点及有益效果:
[0025] 1.本发明的发光二极管模块可以单独配合灯具使用,也可以多条的发光二极管模块并联在一起使用。
[0026] 2.每一发光二极管封装体本身一条模块,增加照明亮度时只有将多条发光二极管模块,再以插头插座关系连接即可。
[0027] 3.用以射出成型反射罩的金属支架本身就是发光二极管的载板。一体成型,且不需要额外的连接线路,金属支架本身也是连接导线。散热面积大增。
[0028] 4.金属支架载体本身就可提供良好的散热,因此,就算不使用散热鳍片也不会使温度太高而缩短发光二极管寿命。
[0029] 综上所述,本发明本发明揭露一种发光二极管模块,包含:一金属支架载板,提供多个第一群组电性并联排列,第一群组包含至少一个反射罩,每一第一群组包含多个发光二极管并配置于该至少一反射罩内,且该第一群组内的发光二极管呈电性串联排列,多个第一群组则彼此以并联方式呈现,多个发光二极管分别容置于上述的反射罩内以增加照明度。本发明在技术上有显著的进步,并具有明显的积极效果,诚为一新颖、进步、实用的新设计。
[0030] 上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段, 而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。
附图说明
[0031] 图1是传统发光二极管模块的一实施例载板为PCB及金属座示意图。
[0032] 图2是传统发光二极管模块的另一实施例,载板为PCB板示意图。
[0033] 图3是本发明的一实施例中,金属支架各部分已预冲但尚有进行固定板及反射罩的射出成型示意图。
[0034] 图如是本发明的一实施例中,金属支架已射出成型反射罩于其上,图4b是电阻座的侧视图。
[0035] 图5是本发明的一实施例中,固定板形成于金属支架上以固定各部位示意图。
[0036] 图6是本发明的第二实施例中,一群组中只有一个反射罩示意图。
[0037] 10:发光二极管灯具 12、135:发光二极管芯片
[0038] 17:PCB 板 25:金属座
[0039] 20:引脚 100:金属支架[0040] IlOB :接地支架条
[0041] 116:扣件孔
115 :定位孔
118 :冲床固定孔及电源或接地孔 IlOA :电源支架条
[0042] 120A :第一子载板
[0043] 120B :第二子载板
[0044] 140 :长形固定板
[0045] 125 :第一群组
130 :反射罩 145 :电阻
117a、117b :电阻座 160 :连接板
[0046] 150 :发光二极管模块
具体实施方式
[0047] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的发光二极管模块其具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。
[0048] 有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效,在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明,当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解,然而所附图式仅是提供参考与说明之用,并非用来对本发明加以限制。
[0049] 有鉴于现有习知的发光二极管的模块,是将反射罩射出成型于金属支架上,然后, 再自支架上取下,再粘着于一载板上,以提供发光二极管芯片置于其中,载板上若是金属载板,则载板要有绝缘层层或绝缘漆或胶,才能避免发光二极管短路,另一种是以PCB板做为载板,但它的散热能力不佳,发光二极管必须适当间隔。或者有散热睹片,以避免过热。
[0050] 请参阅图3所示的示意图,金属支架100是一金属料带,包含预设为电源支架条 110A、接地支架条110B、第一子载板120A、第一子载板120A、定位孔115、扣件孔116、电阻座117a及117b及一冲床定位孔118。上述各个部位已预先以冲床冲过,因此,在反射罩及固定板射出后,电源的支架条110A、接地支架条IlOB 二者相连接的部位可以很容易的被分离以免短路,此外,也可以很容易地把子载板120和电源支架条110A、接地支架条IlOB分离。定位孔115提供金属料带的定位。扣件孔116提供本模块和其他发光二极管模块的连接。依据本发明的一实施例,金属支架纯铜或铜合金例如青铜,黄铜、铝、或铝合金等散热导电性良好的其中之一,厚度约为0. 1至0. 3mm以提供良好的导电导热能力及强度。冲床定位孔118提供冲床固定也提供成品的电源或接地的连接。另外也有一电阻座117a、117b,以冲床折压,请同时参阅图4b。
[0051] 如图如所示,在上述的金属支架100上施以一射出成型技术,用以在每两个子载板120A、120B之间形成三个反射罩130。如图如所示,电源支架条IlOA和第一子载板120A 之间,第一子载板120A和第二子载板120B之间,及第二子载板120B和接地支架条IlOB之
间各有一反射罩成型。
[0052] 依据本发明的一较佳实施例,三个反射罩130内分别有一个发光二极管135。三个发光二极管135正负极一一相接,串联而形成一第一群组125,是为了因应12伏的直流电源供应器(12V> (3. 7Vx3)),3. 7V仅是一例,电压大小与所使用的发光二极管规格有关。 此外,另一电阻145(嵌入式电阻,没有接脚)则坐于电阻座117a、117b上,连接于电源支架条IlOA或接地支架条IlOB与一连接板160之间以吃下多余的电压降以保护发光二极管模块,以免过电流,请同时参阅侧视图4b所示。上述第一群组125有三颗发光二极管135,发光二极管135可以是正负极同侧(以覆晶方式)贴附于反射罩130的底部或正负极不同侧 (要另外打线),并不用以限定本发明的范围。更高的电源电压供应时,就可以串联更多颗的发光二极管135。此外,为增加照明亮度,请注意第一群组125和第一群组125之间是以电性并联的方式连接在一起的。亦即,电源支架条IlOA连接于每一第一群组125的第一颗发光二极管135的正极。而接地支架条IlOB连接于每一第一群组125的第三颗发光二极管135的负极可以增加照明的亮度。上述连接板160可以是包含插座或插头的金属支架以连接另一发光二极管模块150,或是灯具(未图示)。
[0053] 如图5所示,一长形固定板140也是以塑胶成型法,将反射罩130、第一子载板 120A、第二子载板120B、电源支架条110A、和接地支架条110B,各个断开点或面连接在一起,以牢固发光二极管模块150。
[0054] 依据本发明的一实施例,在60mmX 12mm的发光二极管内有五个第一群组125,即 15颗发光二极管。12V工作电压0. 34安培下室温条件下连续烧机超过300小时以上时温度仍不会超过60°C。
[0055] 依据本发明的第二实施例中,一群组中只有一个反射罩。请参阅图6所示的示意图。图6中每一第一群组只有一个反射罩,如此,可以减少制造成本。除此之外,其它部分皆与图如相同。
[0056] 因此,本发明具有以下的优点:
[0057] 每一发光二极管封装体本身一条模块,增加照明亮度时只有将多条发光二极管模块,再以插头插座关系连接即可。
[0058] 用以射出成型反射罩的金属支架本身就是发光二极管的载板。一体成型,且不需要额外的连接线路,金属支架本身也是连接导线。散热面积大增。
[0059] 金属支架载体本身就可提供良好的散热,因此,就算不使用散热鳍片也不会使温度太高而缩短发光二极管寿命。
[0060] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1. 一种发光二极管模块,其特征在于至少包含: 一电源支架条;一接地支架条;多个子载板,该电源支架条、该接地支架条、该些子载板,皆为金属支架载板,但彼此分离 ;多个由多个发光二极管电性串联所组成的第一群组,每个该第一群组内包含至少一个反射罩,且该些发光二极管藉由该电源支架条、该些子载板及该接地支架条的承载而互相串联;该发光二极管模块,由该些第一群组藉由该电源支架条及该接地支架条电性并联所组成。
2.根据权利要求1所述的发光二极管模块,其特征在于其中上述的第一群组内的该些子载板的数目等于该些发光二极管的数目减一。
3.根据权利要求1所述的发光二极管模块,其特征在于其中上述的金属支架载板是一金属料带,提供以射出成型反射罩于其上。
4.根据权利要求1所述的发光二极管模块,其特征在于其中上述所有发光二极管的连接都是藉由该金属支架载板被冲压的形体来完成,因此没有额外的印刷线路。
5.根据权利要求1所述的发光二极管模块,其特征在于其更包含一由该金属支架载板冲压而成的电阻座,及一限电流电阻,坐于该电阻座上,以提供分压功能,将电源供应器提供于第一群组的发光二极管的额定电压后多余的电压分压。
6.根据权利要求5所述的发光二极管模块,其特征在于其中上述的限电流电阻是没有接脚,但端部有连接面的电阻。
7.根据权利要求1所述的发光二极管模块,其特征在于其更包含在该发光二极管模块的相反电性连接的二端部设有扣接孔以提供多个该发光二极管模块之间的并联连接,或者直接连接于一灯具上,该灯具具有相应的连接插座或插头。
8.根据权利要求1所述的发光二极管模块,其特征在于其中上述的金属支架是选自铜合金、纯铜、铝、铝合金的其中之一。
9.根据权利要求1所述的发光二极管模块,其特征在于其更包含一固定板以使该金属支架载板的各部分稳固。
10.根据权利要求1所述的发光二极管模块,其特征在于其中上述的第一群组所包含的发光二极管的数量依据供给的电压及每一颗发光二极管的额定电压而调整。
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