CN102160203B - 照明模块 - Google Patents

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Abstract

一种包括基板和被直接附着于基板的多个发光二极管（LED）芯片的照明模块。LED芯片与基板上的导电迹线进行电通信，所述导电迹线向LED芯片递送电流。还提出了此一般描述的照明模块的各种实施例。另外，提出了制备此类照明模块的方法和该照明模块的系统组件。

Description

照明模块
技术领域
本发明涉及照明模块。更具体而言，本发明涉及包括发光二极管芯片的照明模块。
背景技术
发光二极管（LED）是在被电能激励时发射光的半导体器件。通常，LED包括设置在封装内的LED芯片。LED芯片是用杂质浸渍或掺杂以产生p-n结的半导体材料（或材料组合）。当电流正向偏置地通过LED芯片时，电子“跳过（jump）”p-n结并发射光。该封装通常是具有电连接以将LED芯片耦合到电流源的塑料或陶瓷材料。LED封装的主要缺点是封装的热阻可能相当大（即，大于100℃/W），这降低LED芯片的寿命和性能。术语“发光二极管芯片”、“LED芯片”、“芯片”或“LED管芯”用来指示半导体p-n结，并从而与术语LED区别开，术语LED通常包括芯片及其封装两者。
LED是比白炽灯光源更加高效的光源。然而，针对使用LED作为用于一般照明应用的光源的一个挑战在于从单独LED芯片中取出充分的光。换言之，单独LED芯片与诸如例如钨丝的其它光源相比未提供足够的光。然而，当多个LED被组合成LED阵列时，阵列中的所有LED芯片的组合和累积效应产生具有足够光的光源。
LED在照明应用中的使用越来越多。照明器材中LED的早期使用趋向于在一般称为照明模块的物体中采用被分组在一起的高功率LED（通常为1W芯片）。然后，在照明器材中可以采用一个或多个照明模块。为了产生均匀光源，可以将LED放置为足够接近以通过扩散器将光“混合”。另外，对使照明器材的厚度最小化的需求增加，要求将LED一起放置得甚至更加紧密。随着LED被一起移动至更加紧密，对外来热管理解决方案（例如，风扇、散热片、热导管等）的需求增加。
除加热问题之外，必须将使用LED的照明模块设计为解决诸如色彩均匀度和合并（binning）的光学问题。例如，根据所使用的半导体材料，LED芯片可以递送不同色彩的光。为了产生白光，通常采用两种技术。在一种技术中，将三个LED芯片（一个红色、一个蓝色和一个绿色）捆绑在一起，使得累积输出导致白色光源。第二技术采用用荧光粉涂敷或封装的UV/蓝色LED芯片。LED芯片发射特定波长（在UV或蓝色区中）的光。发射的光激励荧光粉，这导致白光的发射。然而，当制造LED芯片时，单个半导体晶片可以产生变化波长的LED芯片。然后，LED芯片制造商必须采用昂贵的合并过程来以波长对LED芯片进行组织（或合并）。为了保证均匀度，LED照明模块的制造商将要求来自小范围的合并的LED芯片。此类限制增加了照明模块的生产成本。
发明内容
本文提出的是通常包括基板和被直接附着于基板的多个发光二极管（LED）芯片的照明模块。提出了此一般概念的各种实施例。另外，提出了制备照明模块的方法和照明模块的系统组件。
附图说明
结合到本说明书中并构成其一部分的附图举例说明本发明的实施例。连同提供的描述一起，附图用于解释本发明的原理并从而使得所属领域的技术人员能够完成和使用本发明。
图1是依照一个实施例的照明模块的示意图。
图2示出依照一个实施例的照明模块200。
图3示出替换照明模块布置的部分侧视图。
图4示出替换照明模块布置的部分侧视图。
图5示出替换照明模块布置的部分侧视图。
图6示出图5的照明模块布置的部分平面图。
图7示出替换照明模块布置的部分侧视图。
图8示出替换照明模块布置的部分侧视图。
图9示出图8的光盘的侧视图。
图10示出光杯的透视图。
图11A示出替换光杯的透视顶视图。
图11B示出图11A的光杯的透视底视图。
图12示出举例说明依照本发明产生照明模块的方法的流程图。
图13举例说明制备照明模块的方法。
图14举例说明用于使用本文所述的任何照明模块来为客户提供服务的方法。
图15A～15C提供支持本文提出的另一实施例的图示。
具体实施方式
本文提出的是通常包括基板和被直接附着于基板的多个发光二极管（LED）芯片的照明模块。提出了此一般概念的各种实施例。另外，提出了制备照明模块的方法和照明模块的系统组件。参考附图来描述所提供的实施例，其中相同的附图标记通常指示相同或在功能上类似的元件。并且，每个附图标记最左侧的数字通常对应于其中首先使用该附图标记的图。虽然讨论了特定配置和布置，但应当理解的是这仅仅是出于说明性目的进行的。所属领域的技术人员将认识到在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下可以使用其它配置和布置。
图1是依照本文提出的一个实施例的照明模块100的示意图。照明模块100包括设置在基底或基板111上的LED芯片110的阵列。LED芯片110被直接附着于基板111。如本文所使用的，术语“直接附着”或“直接地附着”意图广泛地指示在没有基础封装的情况下的LED芯片到基底的粘附或以其它方式附着。在一个实施例中，使用充Ag胶将LED芯片110粘附于基板111。可以使用其它技术将LED芯片110直接附着于基板111。例如，可以使用共晶焊接将LED芯片110直接附着于基板111。
在所示的实施例中，LED芯片110被以并联电路电耦合到第一和第二导电迹线112和114。虽然以并联电路示出LED芯片110，但本领域的技术人员将容易知道如何以等效串联电路布置LED芯片110。如图1所示，LED芯片110被直接附着于基板111与第一导电迹线112接触并被丝焊（wire bond）120电耦合到第二导电迹线114。然后将第一和第二导电迹线112、114耦合到电流调节器130，电流调节器130从电源140接收功率。电源140通常是AC电源。来自电源140的AC功率然后在电流调节器130处被转换成DC电流。本领域的技术人员将理解本文所使用的术语“电源”意图广泛地指示用于向LED芯片递送所需电流或电压的任何装置。照此，适当的电源可以是单个DC电源或与AC/DC转换器和/或电流调节器组合的AC电源。
电流调节器130、电源140和导电迹线112、114及等效结构充当用于通过对被递送到照明模块100的电流量设限（cap）并提供可靠的低噪声电流来向LED芯片110递送降额电流的装置。在一个实施例中，例如，电流调节器130被设计为提供低到0.050安培的电流，该电流具有至多约0.010安培的噪声变化。可以采用替换等效结构，最终结果是产生具有被电耦合到电源的阴极/阳极连接的多个LED芯片110的电路。
LED芯片110通常是小的低功率LED芯片。例如，LED芯片110可以小到约260μm宽×约450μm长，并具有约20mA的额定电流，正向电压约为3.2V。在替换实施例中，LED芯片110可以大到约500μm宽×约500μm长，并具有约88mA的额定电流和约3.2V的正向电压。
在一个实施例中，基板111是具有导电迹线112和114的印刷电路板（PCB）。如本领域的技术人员将已知的，可以采用各种基底作为用于保持多个LED芯片的装置。基底材料的选择部分地取决于照明模块的所需性质，并且更具体而言取决于照明应用和/或将容纳照明模块的照明器材的结构要求。例如，一个照明应用可能要求电绝缘陶瓷基底，而替换照明应用可能要求导热金属或陶瓷基底。此外，还可以针对特定的应用来调整基底的厚度。示例性基底包括铝箔、阳极化铝、金属包层印刷电路板、氮化铝和各种其它金属或陶瓷基底。替换实施例包括在基底上的涂层。例如，在一个实施例中，基底可以由具有涂敷在顶部的电介质层的阳极化铝形成。该电介质层可以是Al2O3的阳极化层。在替换实施例中，可以用聚合物电介质来涂敷基底。聚合物电介质可以是填充有诸如Al2O3、SiO2或TiO2的陶瓷颗粒的硅树脂（silicone）。在另一实施例中，可以用嵌入TiO2的硅树脂来涂敷基底。
在一个实施例中，依照特定的封装密度（pack-density），用LED芯片110来填充基板111。与趋向于使用少量的高功率封装LED的常用LED照明模块相反，本文提出的照明模块通过采用相对大量的低功率LED芯片来解决热和光学问题。LED芯片被直接附着于基板并通过向LED芯片递送“降额”电流来供电。芯片的降额从而保持大体上较低的总操作温度并增加单独芯片的输出效率。
照明模块100的封装密度考虑到当仅将对流和辐射视为热损失机制时，存在对给定区域的热输入（和温升）的限制。换言之，可以根据最大热通量或每单位面积的热输入用LED芯片110来填充基板111。在一个实施例中，例如，封装密度是依照以下数学关系式：
。
对于例如60℃的最大板温度（Tb)和例如20℃的恒定环境温度（To）而言，此类等式使左侧的每单位面积的热输入（Q/A）与右侧的辐射和对流平衡。在等式的辐射部分，符号是σ（Stefan-Boltzmann常数）和ε（发射率，其为常数且被任意地假设为0.5；或者对于黑体而言被设置为1）。在等式的对流部分中，符号hair是对流系数，并被假设常数，并且被任意地选择为15 W/m2K（但是可以从10W/m2K变化至100W/m2K）。
上述分析仅仅是示例，因为其过于简化并依赖于发射率和对流系数的任意值。然而，上述分析允许估计每单位面积的最大热输入作为设计指南。例如，每单位面积的热输入（Q/A）可以是约0.5 W/in2。在替换实施例中，每单位面积的热输入（Q/A）可以从约0.1W/in2变化至约0.7W/in2。此估计然后“固定”每单位面积的芯片的最大数目，如果在其额定电流下对其进行驱动的话。通过使用较小的芯片并减小每个芯片的驱动电流，在不增加板温度的情况下，可以在给定区域中设置更多芯片。例如，典型的1mm“高功率”芯片在350mA的额定正向电流下操作，其中正向电压（Vf）约为3.2V，导致1.12W的输入功率。通常，1mm芯片在此正向电流下处于约20%的效率，因此必须将约0.9W作为热量消散。根据上述分析，此芯片要求约1.8 in2以通过对流和辐射来消散热量并从而使板温度限于约60℃。（顺便说一句，从板至LED芯片存在约10～20℃的附加温度升高，因此芯片的实际温度（称为结温度（Tj））上升至约70～80℃。照此，1mm芯片的封装密度约为每1.8 in2一个芯片。使用0.5mm“低功率”芯片并将正向电流降额至约45 mA，导致约0.14W的每芯片的热输入。使用低功率芯片将可容许封装密度增加至每平方英寸约四个芯片。净效果是具有多个单独光源（每两平方英寸八个芯片对比每两平方英寸一个芯片）的照明模块。此外，此类照明模块不要求辅助散热技术。
在例如图13中提供的方法中可以采用上述分析。图13举例说明制备具有基板和多个LED芯片的照明模块的方法1300，其中照明模块被设计为具有低于60℃的操作温度。方法1300从步骤1301开始，其中根据辐射和对流来计算每单位面积的热输入。在步骤1303中，基于LED芯片的额定正向电流来计算LED芯片的热输入。在步骤1305中，LED芯片被直接附着于基板。在步骤1307中，向多个芯片递送降额电流。
在替换实施例中，依照特定的流明密度度量（metric）来用LED芯片110填充基板111。如本文所使用的，“流明密度度量”被缩写为“LD”并被定义为：
。
其中Ab是基板的面积，Ah是总对流面积，Aem是发射面积（即，芯片的尺寸乘以芯片的总数），L是流明，并且LPW是流明/瓦。在一个示例性实施例中，提供了一种具有被直接附着于约四英寸×四英寸的基板的二十五个LED芯片的照明模块。每个LED芯片约为500μm×500μm，具有约3.2 +/- 0.3伏的正向电压和约0.080 +/- 0.010安培的额定电流。估计此类照明模块具有约2.9×106流明平方/面积瓦特（lm2/mm2W）的LD。相反，本发明人已估计到现有技术照明模块具有小于约1.0×106 lm2/mm2W的LD。例如，估计LCD背光模块具有约7.0×105～8.1×105 lm2/mm2W的LD。OSTAR® LE W E3B、即由OSRAM Opto Semiconductors GmbH出售的照明模块具有约1,500 lm2/mm2W的估计LD。出于比较的目的，以下图表概述与用于各种现有技术照明模块的估计流明密度度量相比的用于上述示例性实施例的估计流明密度度量。
图2是依照一个实施例的照明模块200的侧视图。如图2所示，在没有标准LED封装的情况下，多个LED芯片110被直接附着于基板111。LED芯片110经由丝焊120与导电迹线（未示出）进行电通信（electrical communication）。虽然示出了丝焊技术，但将LED芯片110电耦合到阳极/阴极连接的其它手段在本领域的技术人员的知识范围内。例如，替换实施例可以使用“倒装（flip-chip）”技术来向LED芯片递送电流。
照明模块200包括分离器单元230以使基板111远离扩散板240。扩散板240充当用于扩散从多个LED芯片110发射的光的装置。照此，照明模块200的观看者未看到像素化的芯片阵列，而是替代地看到均匀光源。扩散板240还可以具有嵌入其中的荧光粉，使得当使用蓝/UV LED芯片时，扩散板240内的荧光粉将蓝光/UV光转换成白光。在一个实施例中，可以用荧光粉或荧光粉混合物来涂敷扩散板240。可替换地，可以用荧光粉或荧光粉混合物来点缀扩散板240。
图3示出替换照明模块布置300的部分侧视图。如图3所示，LED芯片110被直接附着于基板111。LED芯片110可以是蓝/UV LED芯片。然后可以通过用荧光粉掺杂的涂层/材料301覆盖LED芯片110来将从LED芯片110发射的光转换成白光。在所示的实施例中，涂层301采取覆盖LED芯片110的“气泡（bubble）”的形式。在替换实施例中，涂层301可以简单地覆盖LED芯片110的表面或一部分。
图4示出替换照明模块布置400的部分侧视图。如图4所示，LED芯片110被直接附着于基板111。LED芯片110可以是蓝/UV LED芯片。然后通过直接在LED芯片110上将荧光粉掺杂的圆顶401附着于基板111来将从LED芯片110发射的光转换成白光。
图5示出替换照明模块布置500的部分侧视图。图6示出照明模块布置500的部分平面图。LED芯片110被直接附着于基板111，使得LED芯片110经由丝焊120与第一和第二导电迹线112、114进行电通信。然后将光杯501附着于基板111，从而围绕LED芯片110。光杯501由向上延伸的周边壁504和倾斜的内表面505形成。在一个实施例中，在内表面505上用反射涂层来涂敷光杯501。在替换实施例中，光杯501本身可以由反射材料形成以避免对反射涂层的需要。光杯501还包括唇缘区域（lip region）530。光杯501和等效结构充当用于使从LED芯片110发射的光改向的装置。如下文所讨论的，图10、11A和11B分别示出替换光杯501和1101的各种视图。
图7示出替换照明模块布置700的部分侧视图。LED芯片110被直接附着于基板111。光杯501被安装在基板111上，从而围绕LED芯片110。在图7所示的实施例中，至少一层透明材料被设置在光杯501内。例如，第一硅树脂层702被设置在LED芯片110上。如所示，然后可以在第一硅树脂层702上施加第二硅树脂层704。如果采用蓝/UV LED，则此类层可以用来使用荧光粉将从LED芯片110发射的光转换成白光。
图8示出替换照明模块布置800的部分侧视图。如图8所示，LED芯片110被直接附着于基板111。光杯501围绕LED芯片110。光盘801被设置在光杯501内。光盘801可以用来将从LED芯片110发射的光转换成白光。例如，可以对光盘801进行荧光粉掺杂，从而将从蓝/UV LED芯片110发射的光转换成白光。照此，光盘801和等效结构充当用于从LED芯片发射的光的远程荧光粉转换的装置。可选地，在光盘801与LED芯片110之间的区域802内设置硅树脂或粘合剂。
图9示出设置在光杯501内的光盘801的侧视图。光盘801由下表面904和上表面905组成。下和/或上表面904、905呈锥形，使得光盘801的中心区域具有比光盘801的周界表面909的宽度910更大的宽度。可以将表面904、905修改为凸面、平凸面或弯月面。还可以对光盘801进行荧光粉掺杂以使其从而充当用于从LED芯片发射的光的远程荧光粉转换的装置。在操作中，通过光盘801来传输来自LED芯片110的光线，使得每个射线具有通过光盘801的基本上类似的路径长度；优选地，路径长度不会相差超过百分之一。
光盘801被设计用于盘的表面区域上的蓝光/UV光的均匀转换。通常使用荧光粉来将蓝光/UV光转换成白光。转换过程和具体地蓝光/UV光与之相交互的荧光粉量确定光提取的效率。如果使用过少荧光粉，则结果得到的光具有较低通量，并且存在基本上未转换的蓝光/UV光，这降低了转换过程的总效率。如果使用过多荧光粉，则经转换的光将过黄。此外，来自标准表面发射蓝/UV LED芯片的光发射不是在所有方向上都是相同的。例如，光强度在正向方向上处于峰值。如果LED芯片被均匀厚度的荧光粉密封，则结果得到的光将不是均匀白色的。在市售封装LED中常常看到此效果。光盘801的形状解决了此问题。
例如，光盘801的形状可以被配置为使得蓝光/UV光的吸收路径长度在所有方向上是大约相同的。光盘801的非均匀厚度导致LED芯片110的相对均匀的白光分布、更好的色彩控制和/或较高的总体效率。参考图9，要考虑的尺寸是：光盘801的末端厚度910；光杯501的内高度920；光盘801的直径930；光杯501的中心开口直径940；LED芯片高度（未数值化）；LED宽度（未数值化）；和/或光盘801的曲率半径（未数值化）。光盘801的荧光粉加载（loading）可以在0.5重量百分比与十重量百分比之间。在一个实施例中，光盘801是荧光粉掺杂的液体硅橡胶，诸如例如LSR-70。
图10示出光杯501的透视图。如图10所示，光杯501包括中心开口1007。当光杯501被粘接到基板111时，可以在光杯501的下表面1011上形成气泡。图11A示出替换光杯1101的透视顶视图。图11B示出光杯1101的透视底视图。沿着杯1101的周边壁1104形成至少一个切口1112，形成腿（leg）1103。切口1112允许空气流动并使杯1101通风。照此，气泡未被俘获在光杯1101下面。光杯1101的结构充当用于使光杯的底表面上的气泡形成最小化的装置。
荧光粉
如上所述，为了产生如一般照明应用所需要的白光，可以与设置在LED芯片的光路中的荧光粉相组合地采用蓝/UV LED芯片。从LED芯片发射的蓝光/UV光激励荧光粉，并且荧光粉激励和发射的光的累积效应产生白光。可以采用多个蓝/UV LED芯片和荧光粉组合。在下面提供的是可以在本文提供的任何实施例中采用的芯片/荧光粉组合。所提供的组合仅仅是示例且不是排他性的。其它组合在本领域的技术人员的知识范围内。例如，整体地通过引用结合到本文中的美国专利No. 7,224,000和7,176,502公开了其它芯片和荧光粉组合。
例如，在一个示例性实施例中，可以使用蓝色LED和黄色YAG:Ce发射荧光粉。在替换实施例中，可以采用以下组合：蓝色LED芯片和TAG:Ce荧光粉；深UV发射LED芯片（从约230～270nm发射）与红色发射Y2O3:Eu荧光粉；深UV发射LED芯片与绿色发射La(PO4):Ce或(Ce,Tb)MgAlxOy:Ce、Tb或ZnSiO4:Mn荧光粉；深UV发射LED芯片与蓝色发射BaMgxAlyO2:Eu或Sr(Cl)(PO4)3:Eu荧光粉。在替换实施例中，将来自蓝色LED芯片的蓝光与绿色、黄色和红色荧光粉发射混合以产生白光。荧光粉层完成具有黄色和红色分量的发射光谱，以产生期望色温的白光。
用于LED光激励的荧光粉的粒度通常在约1～10微米的范围内。还可以采用大于10微米的粒度。由于较小粒度而引起的散射变得更强，并增加朝着芯片反射回的蓝光量—附加难题是降低小尺寸（例如纳米）荧光粉的量子效率。荧光粉涂层厚度通常在5～100微米范围内，并优选地在10～30微米之间。该范围取决于所使用的每个组分的粒度和活化剂浓度，以及取决于CCT和CRI方面的期望结果，所述CCT和CRI直接受到未吸收的蓝光量的影响。
方法
图12示出举例说明依照本发明的实施例的产生照明模块的方法1200的流程图。方法1200从步骤1201开始，其中LED芯片被直接附着到基板上，从而与导电迹线进行电通信。在步骤1203中，光杯围绕每个LED芯片被附着于板。在步骤1205中，用透明硅树脂或硅树脂-荧光粉混合物来填充光杯。在替换实施例中，作为替代或除用透明硅树脂混合物来填充光杯之外，可以在光杯内设置如图8和9所示的光盘。
图14示出举例说明用于使用本文所述的任何照明模块来为客户提供服务的方法1400的流程图。在步骤1401中，依照上述结构实施例中的一个来产生照明模块。用第一和第二组LED芯片来填充照明模块。在步骤1403中，对第一组LED芯片供电。设置第二组LED芯片，使得第二组未与第一组一起激活。只有当第一芯片阵列出现故障或爆裂（blow out）时才激活第二组芯片。在步骤1405中，服务人员（servicer）禁用第一组LED芯片并对第二组LED芯片供电。出售此类系统的制造商能够从而递送有效地提供“双倍寿命”的一个系统，因为当第一组LED芯片出现故障时，服务人员能够在不更换整个系统的情况下激活第二组LED芯片。如果第一组芯片意外地出现故障，则第二组芯片还可以充当应急照明系统。
工业实用性
在操作中，可以作为用于一般照明应用的LED灯来分发和出售本文提出的照明模块。可以采用诸如螺栓、螺钉、夹具、胶、铆钉及其它附着装置的附着装置来将照明模块附着于任何给定照明器材以用于任何给定照明应用。
示例
以下段落充当上述系统的示例。除非另外明确地说明，所提供的示例是预测性示例。
示例1
在一个示例中，为照明模块提供被附着于基板的多个矩形LED芯片（260μm×450μm）。LED芯片通常具有约20mA的额定电流和约3.2V的正向电压。在操作中，向LED芯片递送14mA的正向电流（降额电流）。照此，每个芯片的输入功率约为0.064W。本示例的设计封装密度约为每平方英寸四个芯片。此类示例的板温度约为56℃。此类示例还由于在较低的电流下驱动芯片而具有增加的芯片效率的附加优点，因为LED芯片的效率随着电流的减小而增加。例如，在14mA的降额电流下驱动的260μm× 450μm芯片的效率约为30%（即，输入功率的30%被转换成光，剩余的70%是热量），而在20mA的其额定电流下驱动的同一芯片的效率约为27%。照此，通过对芯片进行降额，通过降低的输入功率和较高的效率来减少热量。
示例2
在另一示例中，为照明模块提供被附着于基板的多个正方形LED芯片（500μm×500μm）。LED芯片通常具有约150mA的额定电流和约3.2V的正向电压。在操作中，在约45mA的降额电流下驱动芯片。此类照明模块的设计封装密度约为每平方英寸一个芯片。
示例3
在另一示例中，为照明模块提供被键合到印刷电路板的63个LED芯片管芯（等间距，即九行，每行七个芯片）。然后，反射光杯被放置在每个芯片周围并填充有荧光粉加载的硅树脂（即1～2重量百分比荧光粉）。然后在光杯的顶部上放置成形光盘。该盘被设计为配合在杯内但不接触丝焊或芯片。在替换实施例中，在每个杯内设置两个或更多LED芯片。
此类照明模块将板上芯片（chip-on-board，COB）LED构造的热优点与封装离散LED构造的增强光提取进行组合以形成2D LED阵列照明模块。用被管芯键合到印刷电路板的2D芯片阵列来构建照明模块，在单独芯片周围构建光杯、硅树脂、荧光粉转换和光学装置。
示例4
下表提供用于光盘801和光杯501的样本尺寸和规格。
示例5
图15A～15C提供支持本文提出的另一实施例的图示。具体而言，图15A～15C举例说明制备照明模块1500的迭代步骤。首先，提供基板1511。基板1511可以是印刷电路板，诸如具有设置在一个表面上的绝缘层的铝板。在绝缘层上施加导电迹线1512。图15A所示的导电迹线1512与图1的导电迹线112、114的不同之处在于导电迹线1512呈现出用于向LED芯片进行电流递送的串联电路。为了导电迹线1512到表面安装的连接器（未示出）的电连接而提供引线1530。然后将表面安装的连接器连接到电源以向导电迹线1512递送电流。该电源可以是DC电源或者与AC/DC转换器和/或电流调节器组合的AC电源。
如图15B所示，基板1511被掩模（mask）1540（即，焊接掩模）覆盖。掩模1540包括多个开口1542以使导电迹线1512的必要部分暴露。换言之，掩模1540用于覆盖不需要被暴露的导电迹线1512的部分。如图15C所示，然后将LED芯片110固定于导电迹线1512的管芯键合区域1550。然后由单独LED芯片110与紧接导电迹线1512之间的丝焊1560来使电路闭合。可以将上文提出的光杯501、1101和/或光盘801粘附于照明模块1500。
在提出的示例中，照明模块1500包括尺寸为约500μm×约500μm的25个LED芯片。约50mA的电流被递送到照明模块1500，电压为约80 +/- 7.5V。因此，每个芯片接收约50mA的正向电流和约3.2 +/- 0.3V的正向电压。如果照明模块1500被并联地布置，则25个LED芯片将要求在芯片之间共享约3.2V的电压和约1.25A的正向电流。每个LED芯片通常与最近的LED芯片间隔约18mm。
结论
要认识到意图使用具体实施方式小节而不是发明内容、示例和摘要小节来解释权利要求。发明内容、示例和摘要小节可以阐述（一个或多个）发明人预期的本发明的一个或多个而不是所有示例性实施例，并因此，并不意图以任何方式限制本发明和随附权利要求。
因此，特定实施例的前述说明将完全揭示本发明的一般性质，在不脱离本发明的一般概念的情况下、在没有过度实验的情况下，其他人可以通过应用本领域技术内的知识而容易修改和/或适配此类特定实施例以用于各种应用。因此，基于本文提出的讲授内容和指导，此类适配和修改意图在所公开的实施例的等价物的意义和范围内。要理解的是本文的措辞或术语是出于说明而非限制的目的，使得技术人员将按照讲授内容和指导来解释本说明书的术语或措辞。
本发明的宽度和范围不应受到任何上述示例性实施例的限制，而是应仅仅依照所附权利要求及其等价物来限定。

Claims (36)

1.一种照明模块，包括：
多个发光二极管芯片，被直接附着于基底并电耦合到导电迹线，其中所述多个发光二极管芯片包括具有减小的尺寸的芯片并且被提供有减小的驱动电流，使得照明模块的每单位面积的热输入在0.3 W/in2与0.7 W/in2之间。
2.权利要求1的照明模块，其中所述多个发光二极管芯片包括具有小于600微米的宽度和小于600微米的长度的芯片。
3.权利要求1的照明模块，其中所述多个发光二极管芯片包括具有小于300微米的宽度和小于475微米的长度的芯片。
4.权利要求1的照明模块，还包括：电源，被耦合到导电迹线。
5.权利要求4的照明模块，其中所述多个发光二极管芯片中的至少一个具有额定电流，并且其中所述电源适合于递送小于额定电流的75%的驱动电流。
6.权利要求4的照明模块，其中所述多个发光二极管芯片中的至少一个具有额定电流，并且其中所述电源适合于递送小于额定电流的50%的驱动电流。
7.权利要求4的照明模块，其中所述多个发光二极管芯片包括具有260微米的宽度、450微米的长度和20毫安的额定电流的芯片。
8.权利要求7的照明模块，其中所述电源适合于递送等于或小于14毫安的驱动电流。
9.权利要求1的照明模块，还包括多个杯，其中每个杯环绕芯片。
10.权利要求9的照明模块，其中至少一个杯具有反射涂层。
11.权利要求9的照明模块，其中至少一个杯包括通风开口。
12.权利要求9的照明模块，其中至少一个杯具有设置在其中的荧光粉掺杂的混合物。
13.权利要求9的照明模块，还包括设置在至少一个杯内的荧光粉掺杂的盘。
14.权利要求13的照明模块，其中所述荧光粉掺杂的盘至少部分地由硅树脂形成。
15.权利要求13的照明模块，其中所述荧光粉掺杂的盘由LSR-70形成。
16.权利要求1的照明模块，其中至少一个芯片包括荧光粉掺杂的涂层。
17.权利要求1的照明模块，还包括设置在至少一个芯片上的荧光粉掺杂的圆顶。
18.权利要求1的照明模块，还包括：
用于向所述多个发光二极管芯片递送降额电流的装置。
19.权利要求1的照明模块，还包括：
用于将从所述多个发光二极管芯片发射的光转换成白光的装置。
20.权利要求1的照明模块，还包括：
用于使从所述多个发光二极管芯片发射的光扩散的装置。
21.权利要求1的照明模块，还包括：
用于使从所述多个发光二极管芯片中的每一个发射的光改向的装置。
22.权利要求1的照明模块，还包括：
多个光杯，每个光杯围绕所述多个发光二极管芯片中的一个，以及用于消除在每个光杯的底表面上形成气泡的装置。
23.权利要求1的照明模块，还包括：
用于影响从所述多个发光二极管芯片发射的光的装置。
24.一种制备具有基板和多个发光二极管芯片的照明模块的方法，其中所述照明模块被设计为具有在60摄氏度以下的操作温度，以及其中多个发光二极管芯片包括具有减小的尺寸的芯片，包括：
根据辐射和对流来确定每单位面积的热输入，使得该照明模块的每单位面积的热输入在0.3 W/in2与0.7 W/in2之间；
基于所述多个发光二极管芯片的额定正向电流来计算所述多个发光二极管芯片的热输入；
将所述多个发光二极管芯片直接附着于基板，使得所述多个发光二极管芯片被耦合到导电迹线；
将导电迹线耦合到电源；以及
使电源适合于向所述多个发光二极管芯片递送降额电流。
25.权利要求24的方法，其中所述电源适合于递送等于或小于额定正向电流的75%的降额电流。
26.权利要求24的方法，其中所述电源适合于递送等于或小于额定正向电流的50%的降额电流。
27.权利要求24的方法，其中所述附着步骤包括在基板的四平方英寸面积内附着至少四个发光二极管芯片。
28.权利要求24的方法，其中所述附着步骤包括在基板的一平方英寸面积内附着至少四个发光二极管芯片。
29.权利要求24的方法，其中辐射是Stefan-Boltzmann常数和发射率的函数。
30.权利要求24的方法，其中对流是对流系数的函数。
31.权利要求30的方法，其中所述对流系数为15 W/m2K。
32.权利要求30的方法，其中所述对流系数在10 W/m2K与100 W/m2K之间。
33.一种照明模块，包括：
基板；
设置在基板上的多个导电迹线；以及
多个发光二极管芯片，与所述导电迹线进行电通信并被布置成串联配置；
其中所述多个发光二极管芯片包括具有减小的尺寸的芯片并且被提供有减小的驱动电流，使得照明模块的每单位面积的热输入在0.3 W/in2与0.7 W/in2之间。
34.权利要求33的照明模块，还包括：
电源，被耦合到导电迹线中的至少一个。
35.权利要求34的照明模块，其中所述多个发光二极管芯片包括具有500μm的宽度和500μm的长度的芯片。
36.权利要求35的照明模块，其中所述电源向所述多个发光二极管芯片递送50mA的电流。
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