TW201508951A

TW201508951A - Ｌｅｄ發光裝置

Info

Publication number: TW201508951A
Application number: TW102129462A
Authority: TW
Inventors: Chien-Chung Huang; Chih-Ming Wu; Yi-Hsun Chen; Yen-Hsiung Chang; Yu-Tsung Tsai
Original assignee: Brightek Optoelectronic Shenzhen Co Ltd; Brightek Optoelectronic Co Ltd
Priority date: 2013-08-16
Filing date: 2013-08-16
Publication date: 2015-03-01
Also published as: US20150049477A1; EP2838117A1; JP2015037196A

Abstract

一種LED發光裝置，包括電路載板、LED裸晶模組、LED驅動元件、及封裝體。電路載板包含導熱基板及設於導熱基板的導電層與兩電極。導熱基板具有第一表面與第二表面，導電層設置於第一表面上，而兩電極電性連接於導電層。LED裸晶模組與LED驅動元件焊接於導電層上，且LED驅動元件經由導電層電性連接於LED裸晶模組與兩電極。封裝體為一體透光狀構造，封裝體位於第一表面上且包覆LED裸晶模組與LED驅動元件，使LED裸晶模組封裝於封裝體內。藉此，兩電極能用以電性連接於外部電源，進而經由導電層與LED驅動元件而令LED裸晶模組發光。

Description

LED發光裝置

本發明是有關一種發光裝置，且特別是有關於一種能直接電性連接於外部電源的LED發光裝置。

近幾年來，發光二極體(LED)的應用已逐漸廣泛，且隨著技術領域的不斷提升，目前已研發出高照明輝度的高功率發光二極體，其足以取代傳統的照明光源。

現今的LED發光裝置大都是將已封裝的LED晶片與已封裝之LED驅動元件分別裝設於電路載板上。或者，當電路載板上裝設的是LED裸晶時，電路載板上則需形成支撐層，並且支撐層形成有數個容置槽，而LED裸晶則設置於容置槽內並經由打線連接於位在容置槽內的電路載板部位，並且透過點膠於容置槽內以封裝LED裸晶。

然而，現今LED發光裝置之構造仍過於複雜，其不利於降低成本，進而放緩取代傳統照明光源之速度。於是，本發明人有感上述缺失之可改善，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。

本發明實施例在於提供一種LED發光裝置，其封裝體能一體包覆LED裸晶模組與LED驅動元件，並使LED裸晶模組封裝於封裝體內。

本發明實施例提供一種LED發光裝置，包括：一電路載板，其包含一導熱基板以及設於該導熱基板的一導電層及兩電極，該導熱基板具有位於相反側的一第一表面與一第二表面，該導電層設置於該第一表面上，該兩電極電性連接於該導電層；一LED裸晶模組，其焊接於該導電層上；一LED驅動元件，其焊接於該導電層上，且該LED驅動元件經由該導電層電性連接於該LED裸晶模組與該兩電極；以及一封裝體，其為一體透光狀構造，該封裝體位於該第一表面上且包覆該LED裸晶模組與該LED驅動元件，並使該LED裸晶模組封裝於該封裝體內；其中，該兩電極能用以電性連接於一外部電源，以使該外部電源所提供之電力經由該導電層以及該LED驅動元件，進而令該LED裸晶模組發光。

較佳地，該LED發光裝置進一步包括有一整流元件與一功率元件，該整流元件與該功率元件焊接於該導電層上，且該封裝體包覆該整流元件、該功率元件、及該導電層未焊接於該LED裸晶模組、該LED驅動元件、該整流元件、及該功率元件的部位；其中，該兩電極能用以電性連接於一市電插座，使該市電插座所提供之交流電力經由該導電層、該LED驅動元件、該整流元件、及該功率元件，進而令該LED裸晶模組發光。

本發明實施例另提供一種LED發光裝置，包括：一電路載板，其包含一導熱基板以及設於該導熱基板的一導電層與兩電極，該導熱基板具有位於相反側的一第一表面與一第二表面，該導電層設置於該第一表面上，該兩電極電性連接於該導電層；一LED裸晶模組，其焊接於該導電層上；一電子元件，其為裸晶之構造且焊接於該導電層上，且該電子元件經由該導電層電性連接於該LED裸晶模組與該兩電極；以及一封裝體，其為透光狀之一體構造，該封裝體位於該第一表面上且一體包覆該LED裸晶模組與該電子元件，使該LED裸晶模組與該電子元件同時封裝於該封裝體內。

綜上所述，本發明實施例所提供的LED發光裝置，其能透過封裝體封裝LED裸晶模組於其內的同時，一併保護電子元件(如：LED驅動元件)，藉以降低LED發光裝置的生產成本。並且LED發光裝置能電性連接於外部電源而被直接的運用。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

100‧‧‧LED發光裝置

1‧‧‧電路載板

11‧‧‧導熱基板(如：陶瓷基板)

111‧‧‧第一表面

112‧‧‧第二表面

113‧‧‧貫孔

12‧‧‧導電層

13‧‧‧電極

2‧‧‧LED裸晶模組

21‧‧‧LED裸晶

211‧‧‧第一LED裸晶

212‧‧‧第二LED裸晶

3、3’‧‧‧電子元件

31‧‧‧LED驅動元件

32‧‧‧整流元件

33‧‧‧功率元件

4、4’‧‧‧封裝體(如：模製封裝體)

5‧‧‧反光層

200‧‧‧外部電源(如：市電插座)

300‧‧‧功能散熱板

圖1為本發明LED發光裝置第一實施例的立體示意圖。

圖2為圖1的側視示意圖。

圖3為圖1未形成有封裝體的立體示意圖。

圖4為圖1中的封裝體內設有螢光粉的立體示意圖。

圖5為本發明LED發光裝置第一實施例的應用示意圖。

圖6為本發明LED發光裝置第一實施例變化態樣的側視示意圖。

圖7為本發明LED發光裝置第一實施例另一變化態樣的側視示意圖。

圖8為本發明LED發光裝置第二實施例的立體示意圖。

圖9為本發明LED發光裝置第三實施例的立體示意圖。

圖10為本發明LED發光裝置第三實施例另一視角的立體示意圖。

圖11為本發明LED發光裝置第三實施例的剖視示意圖。

圖12為本發明LED發光裝置第三實施例的應用示意圖。

[第一實施例]

請參閱圖1至圖7，其為本發明的第一實施例，需先說明的是，本實施例對應圖式所提及之相關數量與形狀，僅用以具體地說明本發明的實施方式，以便於了解其內容，而非用以侷限本發明的權利範圍。

請參閱圖1至圖3，本實施例為一種LED發光裝置100，包括一電路載板1、一LED裸晶模組2、數個電子元件3、及一封裝體4。其中，上述LED裸晶模組2與電子元件3設置於電路載板1上，而所述封裝體4經模造成型方式(molding)設於電路載板1上，並且一體包覆所述LED裸晶模組2與電子元件3。為便於理解本實施例的內容，以下將先就LED發光裝置100的各元件作一說明，而後再適時介紹LED發光裝置100各元件之間的連接關係。

所述電路載板1包含一導熱基板11及設置於導熱基板11上的一導電層12與兩電極13。其中，導熱基板11於本實施例中是以陶瓷基板為例，但於實際應用時，並不侷限於此。

更詳細地說，上述導熱基板11大致呈矩形板狀且具有位於相反側的一第一表面111(如圖3中的導熱基板11頂面)與一第二表面112(如圖3中的導熱基板11底面)。所述導電層12與兩電極13為一體之構造且皆形成於導熱基板11的第一表面111上，也就是說，所述導電層12與兩電極13裸露於導熱基板11之外。

所述LED裸晶模組2包含有數個LED裸晶21，並且該些LED裸晶21焊接於導電層12上，以使每一LED裸晶21於結構上與電性上皆連接於導電層12。其中，所述LED裸晶21焊接於導電層12的方式是採用金屬對接方式，也就是說，所述LED裸晶21及導電層12之間無需透過焊線(即免打線)即可達成電性連接。舉例來說，上述金屬對接方式的方式可以是覆晶(flip chip)、迴焊(reflow)、超音波(ultrasonic)、表面貼裝技術(SMT)等固晶方式，在此不加以限制。

再者，所述LED模組2所包含的LED裸晶21於本實施例中依發光類型可分為數個第一LED裸晶211與數個第二LED裸晶212，並且上述第一LED裸晶211與第二LED裸晶212分別用以發出不同顏色的光線。

所述電子元件3於本實施例中以包含有兩LED驅動元件31、數個整流元件32(如：橋式整流器)、及數個功率元件33為例，但於實際應用時，電子元件3的種類可依設計者需求而加以調整，並不侷限於此。舉例來說，在一未繪示的實施例中，電子元件3亦可以同時包含有線性元件與非線性元件。

所述LED驅動元件31、整流元件32、及功率元件33皆分別焊接於導電層12上，並且LED驅動元件31、整流元件32、及功率元件33經由導電層12電性連接於上述LED裸晶模組2與兩電極13。其中，所述兩LED驅動元件31是分別電性連接於上述第一LED裸晶211與第二LED裸晶212，藉以分別透過兩LED驅動元件31來調整第一LED裸晶211與第二LED裸晶212兩者之間的發光比例，進而達到混光的效果。

更詳細地說，所述LED驅動元件31、整流元件32、及功率元件33可皆為裸晶構造，但不排除LED驅動元件31、整流元件32、及功率元件33至少部分為已封裝之構造。

再者，所述LED裸晶21於本實施例中大致分佈於導熱基板11第一表面111的中央區域，而LED驅動元件31、整流元件32、及功率元件33則分佈於LED裸晶21的外圍，但於實際應用時，上述排列方式亦可依設計者需求而加以調整，並不侷限於圖式。舉例來說，在一未繪示的實施例中，所述電子元件3可分佈於第一表面111的大致中央區域，而LED裸晶21則分佈於上述電子元件3的外圍。

此外，所述LED發光裝置100於實際應用時，LED裸晶21、LED驅動元件31、整流元件32、及功率元件33各自的數量能依設計者需求而加以調整。換言之，LED裸晶21、LED驅動元件31、整流元件32、及功率元件33各自的數量亦可能僅為單顆。舉例來說，在一未繪示的實施例中，當LED驅動元件31的數量僅為單顆時，LED裸晶模組2則對應地設計為僅具有用以發出單一光線顏色的LED裸晶21(如：皆為第一LED裸晶211或第二LED裸晶212)。

所述封裝體4為透光狀之一體構造，且本實施例於圖1中所示之封裝體4為透明狀，但不侷限於此。亦即，圖1所示之封裝體4亦能以圖4所示之封裝體4’加以取代。其中，圖4所示之封裝體4’內分布有數顆螢光粉(未標示)，用以使LED裸晶模組2所發出的光線經由該些螢光粉而改變光線顏色。

所述封裝體4位於第一表面111上且一體包覆LED裸晶模組2、LED驅動元件31、整流元件32、功率元件33、及未焊接於上述LED裸晶模組2與電子元件3的導電層12部位，以使LED裸晶模組2封裝於封裝體4內，而上述兩電極13則裸露於封裝體4之外。

藉此，所述封裝體4不但能同時封裝複數顆LED裸晶21於其內，以降低LED發光裝置100的生產成本，封裝體4亦能一併保護LED驅動元件31、整流元件32、功率元件33、及未焊接於上述LED裸晶模組2與電子元件3的導電層12部位。而形成封裝體4之後的LED發光裝置100即為一完整的產品，其能接地被應用或搭配其他裝置使用，詳細的應用情況容後作一說明。

此外，當上述LED驅動元件31、整流元件32、及功率元件33皆為裸晶之構造時，所述封裝體4更是能同時一體封裝LED裸晶21、LED驅動元件31、整流元件32、及功率元件33於其內，藉以大幅度地降低LED發光裝置100生產時所需耗費的封裝成本。須說明的是，此時的封裝體4較佳是以模製(molded)封裝體為例，而非點膠所形成之封裝體，尤其是當LED發光裝置100的導熱基板11為陶瓷基板時，陶瓷基板並不適合如習知般在金屬板上形成支撐層，且封裝體4需一體封裝LED裸晶模組2與所有裸晶態樣之電子元件3。而此時封裝體4若以點膠方式形成則較不易達到一體封裝LED裸晶模組2與所有裸晶態樣之電子元件3之目的，故較不適合以點膠方式形成。

更詳細地說，所述封裝體4呈平板狀，且其頂面大致平行於導熱基板11的第一表面111，也就是說，封裝體4頂面至導熱基板11第一表面111的距離大於任一電子元件3的厚度、且亦大於任一LED裸晶21的厚度。再者，封裝體4的四個側表面皆未突伸出導熱基板11的輪廓。而於本實施例中，封裝體4除鄰近電極13的側表面之外，其餘三個側表面與導熱基板11的側緣相互切齊且呈共平面狀，但封裝體4與導熱基板11的相對關係不以此為限。

請參閱圖5，依上所述之LED發光裝置100，其兩電極13能透過導線(未標示)以電性連接於一外部電源200(如：市電插座)，使外部電源200(如：市電插座)所提供之電力(如：交流電力)經由導電層12、LED驅動元件31、整流元件32、及功率元件33，進而令LED裸晶模組2發光。然而，圖5是用以說明本實施例LED發光裝置100為完整的產品，並且圖5所呈現的態樣為LED發光裝置100眾多實施態樣的其中之一，於實際應用時，並不侷限於此。

此外，當LED發光裝置100使用已封裝之電子元件3’時，該些已封裝的電子元件3’亦可無需完全包覆於封裝體4(如圖6和圖7所示)。更詳細地說，如圖6，平板狀的封裝體4以模製方式形成且厚度能進一步地降低，而其厚度只要足以完全包覆並封裝LED裸晶模組2及裸晶態樣的電子元件3即可，而已封裝的電子元件3’頂部則可裸露於封裝體4之外。或者，如圖7，封裝體4以點膠的方式形成，使封裝體4的頂面能設計成弧面狀，且已封裝的電子元件3’位於封裝體4的周緣厚度較薄處而裸露於外，LED裸晶模組2及裸晶態樣的電子元件3則需位於封裝體4的大致中央處而被完全地包覆並封裝。

[第二實施例]

請參閱圖8，其為本發明的第二實施例，本實施例與第一實施例類似，相同處則不再複述，而兩者的差異主要在於：本實施例LED發光裝置100進一步包括有一反光層5。

具體來說，導電層12形成於導熱基板11的第一表面111上，而反光層5則覆蓋於第一表面111與部分導電層12。進一步地說，反光層5未覆蓋所述兩電極13以及用以焊接於LED裸晶模組2及該些電子元件3的導電層12部位。而所述LED裸晶模組2及該些電子元件3則焊接於上述未被反光層5所覆蓋的導電層12部位上，並且LED裸晶模組2及該些電子元件3突伸出反光層5。再者，所述封裝體4包覆反光層5、LED裸晶模組2及該些電子元件3。

[第三實施例]

請參閱圖9至圖12，其為本發明的第三實施例，本實施例與上述第一與第二實施例類似，相同處則不再複述，而本實施例與上述實施例的差異主要在於，本實施例LED發光裝置100的兩電極13設置於導熱基板11的第二表面112上。

具體來說，請參閱圖9至圖11，本實施例的導熱基板11能進一步地縮小尺寸，且兩電極13形成於導熱基板11的第二表面112上，所述兩電極13同樣電性連接於導電層12。其中，所述導電層12與兩電極13之間的電性連接方式是透過導熱基板11對應於兩電極13與電極13之間形成有貫穿第一表面111與第二表面112的兩貫孔113，並於上述兩貫孔113內充填導電材料(未標示)，以使所述兩電極13能分別透過該兩貫孔113而與導電層12達成電性連接。

更詳細地說，本實施例的封裝體4周緣大致與第一表面111的周緣相互切齊，亦即，封裝體4的四個側表面與導熱基板11的側緣相互切齊且呈共平面狀。藉此，本實施例的LED發光裝置100不但尺寸更小，更是提升美觀性。並且透過兩電極13形成於導熱基板11的第二表面112，可使得LED發光裝置100在安裝於相搭配的裝置時，所述兩電極13能直接與LED發光裝置100所置放的位置相互電性連接，進而具有更多元的運用方式。所述LED發光裝置100與其相搭配裝置之間的安裝方式，其可以是直接焊接固定或者其他如螺鎖、卡扣、黏接等方式，在此不加以限制。

舉例來說，請參閱圖12所示，本實施例的LED發光裝置100可固定且電性連接於一功能散熱板300上，其中，上述功能散熱板300具有調光或其他可運用LED發光裝置100之LED裸晶模組2的功能，藉以使LED發光裝置100能依據不同之需求而被彈性地運用。須說明的是，本實施例的LED發光裝置100亦可以如同第一實施例般透過導線而電性連接於外部電源(圖略)，或者如第二實施例般形成有反光層5(圖略)。

附帶說明一點，本實施例LED發光裝置100的導熱基板11較佳為採用陶瓷基板而非金屬板，其原因在於：使用金屬板並不利於將電極形成在金屬板的表面。但於實際應用時，導熱基板11的材質並不侷限於此。

[本發明實施例的可能功效]

綜上所述，本發明實施例所提出的LED發光裝置能透過封裝體封裝LED裸晶模組於其內的同時，一併保護LED驅動元件、整流元件、功率元件、及未焊接於上述LED裸晶模組與電子元件的導電層部位，藉以降低LED發光裝置的生產成本。並且LED發光裝置能電性連接於外部電源而被直接的運用。

再者，當上述LED驅動元件、整流元件、及功率元件皆為裸晶之構造時，所述封裝體更是能以模製封裝體之型態，同時封裝所述LED裸晶、LED驅動元件、整流元件、及功率元件於其內，藉以大幅度地降低LED發光裝置的封裝成本。

另，本發明實施例透過兩電極形成於導熱基板的第二表面上，以縮小LED發光裝置的尺寸，並且可使得LED發光裝置具有更多元的運用方式。

以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。