TW201606229A - 具有led的led模組 - Google Patents
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Abstract
本發明有關於一種包括一承載板(2)之LED模組(1),該承載板具有一配置面(3)、且在該承載板之上方側上具有一壁(4),該壁圍繞該配置面(3)的周圍延展且相對於該配置面向上突起,其中該壁(4)係與承載板的其餘部份整體地形成,且在一中斷區(12)中橫越周邊中斷,其中一LED係配置在該配置面(3)上,一接觸元件(11a、b)係通過該中斷區(12)與該LED呈導電式連接,使該配置面(3)外側與該LED達成電氣接觸。
Description
本發明係關於一種具有LED的LED模組,
該LED係配置於承載板上。
相較於習知白熾燈或其他螢光燈,目前發展中之光電光源的特徵為,例如:改良之能源效率。本揭露內容範疇內之「LED模組」一詞係關於一光電總成,其中「LED」通常亦是指一有機發光二極體,且較佳地是關於一無機發光二極體。本發明基於技術問題,明確地指定一特別優良的LED模組及一製作該LED模組之方法。
依據本發明,可藉由一種LED模組來達成本案之目的,該LED模組包括一承載板,該承載板具有一配置面、且在該承載板之上方側上具有一壁,該壁圍繞該配置面的周圍延展且該壁相對於該配置面向上突起;一LED,配置在該配置面上;一接觸元件,其與該LED呈導電式連接;及一至少部份透明封裝本體,其朝頂部覆蓋該配置面與該LED,且側向地鄰接該壁之一內壁面,其中該壁係與承載板其餘的部份整體地形成、即由
相同之連續承載板材料形成,及其中該壁係橫跨其周邊在一中斷區中斷,且因此該封裝本體將在該中斷處不與該壁之內壁面鄰接,及其中,除此以外,該接觸元件係在該中斷區中沿該承載板之上方側延伸遠離該配置面,以自該封裝本體外經由該接觸元件與該LED電氣接觸。
申請專利範圍附屬項及以下說明中將提出較
佳結構,其中圖式中並非一再明確繪製出裝置與製作構想之間的區別;在任何情況下,皆應關於所有申請專利範圍之範疇隱含性地解釋揭露內容。
在製作一對應之LED模組期間,首先由該承載板材料形成該壁,該壁之內壁面接著可界定一頂部開啟之空腔,一封裝材料可導入該空腔中(一旦該LED已配置)並硬化而形成該封裝本體。如此,該壁將因此做為施加該封裝本體之一輔助元件;可使用該封裝本體譬如保護該LED,且亦譬如藉由嵌於該封裝材料中之散射及/或磷光質微粒來適應該LED模組之放射特性。
藉由相同連貫承載板所形成之壁,亦可依相對較便宜之方式取得此輔助元件,特別在大量生產時尤然,這較佳地可藉由沖壓金屬薄板,以達成使金屬薄板作為承載板。該壁係與承載板其餘部份整體形成之一部件,即該二者之間無材料界線。
因此,一相對應之沖壓壁首先可界定出一空腔,該空腔係在製作期間用於封裝材料。然,其次該壁亦可用於使該承載板達成某種程度之機械穩定;藉由自金屬薄板平面再成型之一金屬薄板區域,例如:防止翹曲。
該金屬薄板中與上方側相反之下方側可作為焊接表面,例如:設有貴金屬塗層,因此可在該承載板之一大面積上進行焊接,如此亦將提供例如關於熱連接方面之優點。該承載板通常可裝配於一散熱體上,即其可經由,例如導熱膏,而在一大面積連接至該散熱體。
一般而言,承載板材料亦可依電氣絕緣方式被提供,例如藉由射出成型來製作該承載板;然而,金屬承載板材料係屬較佳,其中該接觸元件將因此不與該承載板直接接觸,而在該二者之間配置一絕緣本體(「基材板」/「安裝本體」),以下將進一步詳細解說。
在較佳為金屬承載板材料之情況下,亦可藉由材料的沉積達成該壁之「形成」,其中該配置面係經過例如研磨,且該壁仍保持在原位。然而,較佳地,該承載板材料之再成型、確切地說特別係藉由沖壓來達成。
該接觸元件與該LED係呈導電式連接,且意欲使該接觸元件在某種程度上製作一大範圍的連接,則因此其本身較佳地是形成一接觸面,因此經由該接觸面而藉由例如夾合、螺釘、或焊接接觸而達成與該LED模組之接觸。考慮到大量生產的情形,發明人在此亦試圖佈設儘可能簡單之電源供應,即避免有可能例如就製作而言屬複雜之貫穿接觸承載板。為了將相對應地通過承載板上方側之一接觸元件可自一連接點、即產生導電式連接至LED之處,帶至該配置區外,發明人最初已考慮使導體元件經由該壁通過;因此使得該連接元件完全環繞周圍、即封閉。然而對比地,在此情況下,該方法包
括提供並非使其完全環繞周圍的壁,而是使其在中斷區中斷。接著經由該中斷區將該接觸元件導引出該配置區。發明人已確立,在一充分小中斷區,或如以下將詳細解說者,在封裝材料導入前即由一封閉本體所封閉之一中斷區的情況下,首先提供該空腔充分之定界,及其次較優地可引導該接觸元件成為通過該中斷區之一本質上呈平面部件、即需實現不複雜之「橋型幾何」,如此將可簡化製作。除此以外,至少大致不突起呈立體地遠離該承載板表面之一接觸元件可因此獲致更有效地保護,譬如在連續製程或使用該LED模組期間亦可免於損害。
儘管該壁係在該(等)中斷區處中斷,然該壁之內壁面應延伸跨越該配置面之表面程度達至少70%或80%。
LED配置於該配置面「上」,並非必然意謂該二者需相互直接接觸。如以下將進一步詳細解說者,譬如一絕緣基材板亦可配置於該LED與該承載板之間,例如可連同一用於裝配LED於其上之接合層(倘該LED直接裝配於該承載板上而其之間無基材板,當然亦可設置該接合層)。
該接觸元件與該LED之間的「導電連接」較佳地係採用結合線;該連接可為譬如為球型/楔型連接或是楔型/楔型連接。然而,一般而言,該連接可經由例如以焊接連接產生,即呈SMD組件之一LED可因此藉由譬如焊接而連接至該接觸元件之一LED連接面。
一般而言,應將本揭露內容範疇內之「一/一個」應理解為是指不定冠詞,當然亦可能提供又一中斷區與又一接觸元件,而此為甚佳者。因此,可譬如經由一第一接觸元件導引陽極接觸子,且經由又一接觸元件導引陰極接觸子。
較佳地,二中斷區各具有一接觸元件,其中通常亦可經由一中斷區導引複數個接觸元件、及/或亦可提供多個(≧3)接觸元件,例如,驅動及/或控制於該配置面上除了LED外的電子設備。其次,倘若該LED係經由一後方側連接(在目前使用之術語中,後方側連接在某種程度上為「下方側連接」)而連接至作為第二接觸之一金屬承載板,則在一實施例中,確切的具有一個接觸元件將是可能的。
較佳地,將複數個LED設於該配置面上,例如至少5、10、15、或20個LED;可能之上限大約至多為100、80、60、或40個LED。一般而言,「LED」一詞亦可關於一已包覆之LED晶片,因此可將該已包覆LED晶片定位於該配置面上,並(再次)封裝。然而,較佳地,該LED係一先前尚未包覆LED晶片,且因此僅以封裝材料包覆。
亦可將複數個配置面配置於該承載板上,該等配置面之每一者皆藉由一壁作包封,且該等LED,可例如依各顏色分類,是配置在該等配置面中;也就是說,有可能配置有三個配置面,例如,即紅、綠、與藍色每一者各配置有一個配置面。接著,複數個配置面亦可關
於側向界定擋止部而被「劃分」,例如,即該一個壁面可鄰接一個配置面,而相反的壁面則面向另一配置面。
然而,一承載板確切地具有一個配置面、且該配置面特別佳地係呈圓形。
該「配置面」係由該壁沿側向包封、即是相對於該配置面之表面方向包封。較佳地,該配置面係呈平面,且對應於該壁之內壁面自該配置面之平面突起所在的位置點周圍終結,及在該等中斷區情況下將在垂直於該配置面之封裝本體投影至該承載板上方側所在之位置點終結。
該「壁」係相對於該配置面突起達譬如至少200微米,且至少600微米、1000微米、1250微米、及1500微米,其優先程度依此順序增加;與該等下限獨立無關之上限可譬如至多10公釐、較佳地至多5公釐。該高度較佳地係與呈平面之配置面相垂直地量測,其中當一高度在橫跨整個周邊上並非呈定值之情況下,將考慮跨周邊形成之一平均值(其中並未考慮該中斷區);然而,較佳地,該壁之高度在橫跨整個周邊上呈定值。
此外,一般而言,並非意欲以「壁」一詞暗示,隨著在該壁之突起內壁面後的外側表面輪廓需再次降低;亦可使該壁呈自該配置面延伸達該承載板緣邊之一高度。然而,較佳地,相對於表面方向對立該內壁面具有一外壁面之一壁,其中該外壁面特別地係與該承載板之一外緣相分隔。以下亦將此一未遠達該承載板緣邊之一壁稱作「擋止部」。
簡言之,該壁之內壁面係自該配置面之平面突起,且較佳地,該壁之外壁面接著再次降低於該平面中,確切地說,特別佳地與該承載板緣邊相分隔。換言之,該承載板之一外邊緣區(鄰接該外緣)與該配置區係位於相同平面中,而該壁相反地係離開該平面形成,且甚至較佳地係藉由沖壓達成。
「沿」該承載板上方側延伸之接觸元件較佳地係與該呈平面之配置面的平面相平行,且在任何情況下,只要該接觸元件在該承載板上方延伸即可;該接觸元件接著可在該承載板外側沿側向彎向下而成為譬如一連接銷(例如,請參閱第2圖)。
由該承載板、即較佳地以一金屬材料形成之一壁,可相較於包括一塑膠材料所組成之一擋止部提供優點,甚至在關於其本身之機械穩定性方面亦然。接著亦可將另一組件安裝於該壁上,該另一組件可例如為透鏡、反射器、及/或與該封裝本體出口表面相分隔配置之磷質元件(遠程磷光質)。因此,該壁可藉由其內壁面界定出頂部開放之空腔,且同時提供一既定的安裝面,用於使另一組件連附至其上方側。
現在,首先在該壁整個周邊上,於該「中斷區」中斷該壁;對應地,亦在該處中斷該內壁面、即某一特定程度地開放,結果該接觸元件可經由此開口朝外延伸。
在一較佳架構中,一中斷區面、即該中斷區中之承載板上方側其本身呈平面,且位在與該較佳地同
樣呈平面之配置面相同的平面中。特別佳地,該配置面直接與該中斷區面合併而其之間無任何突然的高度變化。在該壁呈一擋止部型式之情況下,前述外邊緣區面較佳地亦位於相同平面中,其中又較佳地,自該中斷區面至該外邊緣區面的轉變亦呈平滑無任何高度變化。
只要在本揭露內容之範疇內提到「在頂部」/「在底部」、及「以上」/「以下」或「上方側」/「下方側」,即為參考一高度方向,該高度方向係與該較佳地呈平面之配置面垂直且指入該LED在一光線出口表面處放射光線所至之半空間中。該壁係相對於該配置面而沿該高度方向突起。
譬如「沿側向地」、或「朝內」/「朝外」之說明係有關於垂直該高度方向之方向、即該較佳地呈平面之配置面的表面方向。在一壁呈擋止部型式之較佳情況下,該壁各自沿表面方向之一側向延伸,該側向延伸較佳地相當於至少1倍、更佳地至少2倍於該壁高度;可能之上限大約10倍、8倍、或6倍於該壁高度。該側向延伸在此情況下係自該內壁面相對於該較佳地呈平面之配置面的平面突起所在之位置點起、達到該壁之外壁面,接著已再次下降回該平面所在之位置點。
在一較佳架構中,由一塑膠材料(「封閉本體材料」)組成之一封閉本體係配置於該中斷區中,該封閉本體朝頂部覆蓋該接觸元件之一區段。在製作該LED模組期間,該封閉本體朝側端將該中斷區先前開放之壁封閉,即連同該壁之內壁面表現出該頂部開放之空腔的側
向定界。接著對應於該壁之內壁面,且在該中斷區中將封裝材料施加至該封閉本體。
較佳地,該封閉本體朝頂部覆蓋該接觸元件之一中心區段(相對於縱向延伸範圍),即接近該LED且與該LED產生導電連接之一連接區段仍無封閉本體,且接著由封裝本體材料、即藉朝頂部之封裝本體所覆蓋。
較佳地,自由流動之封閉本體材料經施加於該承載板上、明確地在該中斷區中,且硬化以形成尺寸穩定之封閉本體。
在例如施加關於封閉本體材料而提供優點之一較佳具體實施例中,可藉一包封面包封該中斷區面跨越其大部份表面範圍。
因此,該包封面可朝側端界定出該中斷區面,結果使該封閉本體材料於硬化前或期間,在某種程度上保持於適當位置;因此簡言之,可防止譬如(形成該封閉本體之)塑膠材料「流」入該配置面中。
意欲使該包封面延伸跨越該中斷區面表面周邊之至少60%、較佳地至少70%,其中可能之上限譬如至多90%或80%。在此情況下,將一中斷區面開槽成一正方形、即其本身具有譬如正方形外型、或八邊形外型者係屬較優,其中一圓形中斷區面是特別佳的。接著,包封該圓形達相當於前述比率,其中該包封對應於該壁之中斷、即接近LED及相對於該LED之末梢側處呈開放。倘該中斷區面可具有某一特定之大小尺寸、即可依可輕易再製方式施加該封閉本體材料,則譬如一包封中
斷區可屬較優;其次,相對略較大量之封閉本體材料將因此仍相互固持。在本文中、且亦在一般情形下,該中斷區在容許該接觸元件通過以外,亦可用於容置電氣組件、較佳地為靜電放電(ESD)保護二極體。此一配置於中斷區中之組件接著較佳地由該封閉本體材料射出成型所封裝,且因此免於環境之影響。
一般而言,該封閉本體之體積應僅構成該封裝本體者之一部份,譬如不超過其20%、10%、或5%,如此亦可防止譬如該封裝本體材料在施加期間流動。
一較佳具體實施例有關於作為接觸元件之一導體桿,該導體桿係由塑膠材料所組成之一安裝本體藉射出成型部份地封裝,且與該安裝本體一同定位於該承載板上。該導體桿較佳地為一衝壓部件,接著依半導體後端製造中已知之方法,以模製成分藉射出成型封裝該衝壓部件;該安裝本體係一射出成型部件。該安裝本體可使該導體桿相對於該承載板在一大面積上絕緣,即可在任何情況下皆沿該導體桿下方側延伸如該承載板下方側之面一樣遠,即不致沿側向地突出超過該承載板下方側之面。較佳地,該導體桿藉射出成型封裝接著形成一連接銷,該連接銷突出超越該承載板、即該LED末梢側,藉由此連接銷,可依相似於晶片外殼之方式來裝設該LED模組。為此,該連接銷較佳地係彎向下,且譬如可呈一插穿接觸型式或設計成用於表面黏著。在最後提到之情況下,該導體桿因此可在一末端區再次彎曲,以接著大致平行於該承載板平面、且在其下方延伸遠離該承載板。
藉由以射出成型封裝該導體桿,即其縱向延伸範圍(自接近LED之一末端至相對於該LED之末梢端)之至少一區段通過該安裝本體(即因此底部、頂部、與側邊被覆蓋),可有效地將該導體桿固持於該安裝本體中。
這亦將提供某種程度上之穩定性。該安裝本體藉由射出成型部份地封裝之導體桿接著因此而連同該安裝本體定位於該承載板上。在此情況下,該安裝本體(與其內之導體桿)亦可譬如已大體上封閉該中斷區、即可朝側邊界定該配置面,以使得在填充期間,大致上無封裝材料顯露出。硬化後,該封裝本體將對應地鄰接該安裝本體。該安裝本體較佳地亦可朝側邊界定一中斷區面,該中斷區面係如上述者由一包封面部份地界定,且接著將一上述封閉本體配置於該中斷區面中。因此,該安裝本體較佳地是「封閉」該包封面中在該LED提取(distilled)之一開口。
在此情形下,製作上最佳者為,至少該導體桿藉射出成型封裝,或提供業已由該安裝本體藉射出成型封裝之一導體桿,並接著將其配置於該承載板上、確切地說在該壁形成後進行配置。一旦已配置該(等)LED,且將該(等)LED以導電式連接至該導體桿,則起初將該封閉本體材料導至亦由該安裝本體界定之中斷區面中,且在封閉本體硬化後,將該封裝材料導至該頂部開放之空腔中。
一般而言,導體桿之封裝藉由射出成型形成接近該LED之一LED連接面。關於亦經由結合線較佳地
連接至LED者,該安裝本體並未在該處由頂部覆蓋該導體桿。因此,藉射出成型封裝之區段將遠離該LED接向外部。
在一較佳具體實施例中,該導體桿額外地在該配置面外側、且確切地說亦在該承載板外側形成一接觸面,用於與該LED模組達成電氣接觸。在此情況下,該接觸面係經配置於該安裝本體之下方側、即該LED模組係呈表面黏著元件(SMD)組件型式。因此,該LED連接面並未由接近該LED之安裝本體在頂部覆蓋,且由該安裝本體完全套覆之該導體桿區段將鄰接(在外側上),其中更在該外側上,未由該安裝本體在底部(但較佳地在頂部且更佳地亦在側端)覆蓋之接觸面將接續在後。
指向下之接觸面可具有較佳地譬如至少0.1平方公釐、0.25平方公釐、0.5平方公釐、0.75平方公釐、1平方公釐、1.25平方公釐、或1.5平方公釐之面積,其優先程度依此順序增高;其相關之可能上限可為大約至多30平方公釐、20平方公釐、及10平方公釐。該LED連接面、即未由該安裝本體在頂部覆蓋之區域,可大體上具有一面積,依優先程度增高之順序較佳地至少0.1平方公釐、0.5平方公釐、或1平方公釐(即使該導體桿係呈一連接銷型式且該連接銷在相對於該LED之末梢側彎向下時亦然);可能之上限大約至多30平方公釐、20平方公釐、及10平方公釐。
較佳地,一安裝本體可設置在圍繞該承載板周圍、較佳地完全環繞周圍延伸的一區段,結果使該承
載板固持於該安裝本體區段中。當藉射出成型部份地封裝之導體桿定位該承載板上時,該承載板同時將插入此由該安裝本體形成之框架中。倘若施加前述封閉本體,則該封閉本體亦可譬如用於將該承載板固定於該框架中;除此以外或另一選擇,可例如藉由一形狀配合連接,將該承載板固持於該框架中,因此可將該承載板之邊緣閂鎖入一溝槽中,該溝槽譬如至少部份地設於該框架內側。
藉射出成型封裝導體桿之架構的另一選擇為,在一較佳架構中亦可設置一導體軌道作為接觸元件,該導體軌道係經配置於一電氣絕緣基材板上。在製作該LED模組期間,接著將該基材板連同該導體軌道定位於該承載板上。
該基材板可例如由一陶瓷材料來提供,在此情況下,該導體軌道係對應地沉積於該陶瓷板上。其次,亦可提供一印刷電路板作為具導體軌道之基材板,即因此可提供以譬如塑膠材料、且亦纖維強化塑膠材料為基礎之基材板。亦可譬如藉由蝕刻來部份移除先前沿表面地覆蓋該印刷電路板之一層,來形成該導體軌道。明確地根據該架構,此一基材板與導體軌道之優點可在於,譬如良好之可用度、或相對較簡單之設計。
在一較佳具體實施例中,該基材板亦可延伸跨越該配置面之一大面積,其中「大面積」意指覆蓋該配置面上依優先程度增高之順序至少50%、60%、70%、80%、或90%。該基材板亦可完全覆蓋該配置面。因此,
在一較佳架構中,一基材板首先延伸通過該中斷區,且使該接觸元件(該導體軌道)相對於該承載板絕緣。其次,亦可覆蓋該配置面跨越一大面積,且使配置於其上之一LED相對於該承載板絕緣。
一般而言,這在一LED具有後側連接之情況下亦屬可能,其中該基材板上之導體軌道到達該LED且藉譬如焊接連接至該LED。其次,亦可譬如經由一黏著劑層,將一LED直接裝配於該基材板上。
在一基材板延伸跨越配置面上一大片面積之情況下,該導體軌道最好亦延伸至該配置區中。該導體軌道可例如沿該基材板之一緣邊延伸,且在此情況下係依循著該壁之內壁面所預設、及該基材板之緣邊所反映出之曲率延伸。換言之,該導體軌道因此圍繞該配置面的周圍延伸某一特定延伸範圍,例如以該配置面中心點為基礎跨越一至少60°、90°、或120°之角度範圍;可能之上限大約240°、210°、180°、或170°。特別佳地,在一第二中斷區之情況下,二導體軌道可因此一同大致上環繞該配置面,即例如結合線可環繞周圍通行至外側。
在一較佳架構中,亦可使覆蓋該配置面一大片面積之一基材板在該LED配置所在處中斷,結果使該LED仍可經由一後側連接、較佳地藉焊接連接,而依導電式連接至該承載板。接著,可將其他LED配置於電氣絕緣基材板上,該等LED譬如操作於高電壓下。
因此,可能例如將發射不同顏色光線之LED串聯,使發射藍光之LED設於此串鏈之開端處(高電壓
端),及發射紅光之LED設於該串鏈之末端處(低電壓端);跨越該等「紅光LED」之電壓降因此明顯低於跨越該等「藍光LED」之電壓降,譬如高電壓端之開端處出現大概400伏特,但譬如低電壓端之開端處僅大概50伏特。
該等紅光LED因此可經由一各別(熱)後側連接而直接連接至該承載板,其中基於相對較低之電壓,(對該承載板)電氣閃絡之風險相對較低。在藍光LED之情況下,產生閃絡(flashover)之風險較高,基於此原因而將該等藍光LED平坦地配置於該基材板上。由於紅光LED之反應可對熱邊界條件更為敏感,因此改良冷卻對該等紅光LED尤為重要。
該基材板中之一切口或多個切口將使LED依一針對性特定方式有效地熱連接至該承載板,因此可提供關於熱穩定方面之優點,而其他譬如輸出較低功率損失及/或對熱邊界條件較不敏感地反應的LED則可配置於該基材板上。
如最初所提及,本發明亦是關於一種製作如文中所揭露之LED模組的方法,且亦應針對以上關於LED模組之細部設計,對相應的LED模組之製作進行明確的解說。
在製作期間,首先形成壁,接著配置接觸元件與LED,接著施加封裝本體,確切地說,該所施加的封裝本體較佳地係藉由該空腔中充滿一自由流動之封裝本體材料來達成,該空腔係由該壁之內壁面側向地界定
且該空腔頂部是開放的,且該封裝本體材料可例如以矽氧樹脂為基礎,且該封裝本體材料接著可硬化,以鄰接該內壁面。
一般而言,該壁可與該承載板的其餘部份同時製造出,例如當承載板為鑄造/射出成型件且該壁同樣在模中被考慮時,接著該模釋出承載板的其餘部份。然而,較佳地,一金屬薄板被提供作為承載板,且該壁係藉由沖壓形成。
在此情況下,較佳地在該中斷區中不會使該金屬薄板做再成型,即該薄板在該中斷區中亦會如同在該配置面區域中,保持其原始之板外型。
一旦已配置該接觸元件,即施加可設於一較佳LED模組中之封閉本體。為此,使該封閉本體材料在自由流動狀態下被施加且接著呈硬化狀。倘若該封閉本體在尺寸上穩定、即雖有某種特定可變形度但仍可保持其外型,則可施加封裝材料且接著將該封裝材料定位於該封閉本體上之中斷區中;該封閉本體並非必須不可變形、即呈剛性。該封裝材料可譬如以環氧化物為基礎,且可熱及/或紫外線硬化。
1‧‧‧LED模組
2‧‧‧承載板
3‧‧‧配置面
4‧‧‧擋止部/壁
5‧‧‧高度方向
6‧‧‧內壁面
10‧‧‧基材板
11a‧‧‧導體軌道/接觸元件
11b‧‧‧導體桿/接觸元件
12‧‧‧中斷區
13‧‧‧中斷區面
14a‧‧‧LED連接面
14b‧‧‧LED連接面
15a‧‧‧LED模組接觸面
16‧‧‧封閉本體
17‧‧‧包封面/邊緣面
21‧‧‧安裝本體
22‧‧‧外緣
23‧‧‧界面
31‧‧‧基底材料/陶瓷板
32‧‧‧配置表面
41‧‧‧切口
51‧‧‧朝內突出緣邊
61‧‧‧接觸面
以下將參考範例具體實施例更詳細地解說本發明,其中亦未對各類型申請專利範圍之間的進一步區別加以繪製,且可供替代之申請專利範圍獨立項範疇內之特徵的其他組合本質上亦屬本發明。
第1圖係顯示依據本發明之一第一LED模組之上視立面斜視圖。
第2圖係顯示依據本發明之一第二LED模組之上視立面斜視圖。
第3圖係顯示依據本發明之一第三LED模組之上視立面斜視圖。
第4圖係顯示第3圖所示LED模組之一修飾架構。
第5圖係顯示依據本發明之又一LED模組之上視立面斜視圖。
第6圖係以詳細圖示顯示,已由第5圖中所示LED模組之安裝本體藉由射出成型封裝的接觸元件。
第1圖係顯示依據本發明之一第一LED模組1之上視立面斜視圖,其中為清楚起見,LED、及覆蓋該等LED之封裝本體於圖中未示出。第1圖顯示一承載板2,根據圖中所視,該承載板上方側上形成有一配置面3。然後,複數個LED配置於此配置面3上,確切地說該等LED各是經由一熱連接焊料層焊接於配置面3上。
一擋止部4係圍繞配置面3的周圍設置,該擋止部係由相同之連續承載板材料整體地形成,確切地說,是藉由沖壓之手段而形成。也就是說,擋止部4係自承載板2之平面向上,即如圖式中所示從與上方側相反之下方側壓出,即該擋止部係在一高度方向5上相對於承載板2之其餘部份朝上突起,確切地說是突起達大
約2公釐。圖式左上方處示出橫向截斷擋止部4之一剖面,該剖面概略圖示出沖壓部份之架構。
擋止部4之一內壁面6結合配置面3界定出一頂部呈開放之空腔,該等LED係經配置於該空腔中。
然後,可將一矽氧樹脂封膠導至該頂部開放之空腔中,及接著該矽氧樹脂封膠將硬化且覆蓋該等LED成為封裝本體。關於高度方向5,該封裝本體最遠可達內壁面6之上方緣。
為自外側電氣接觸該等LED,設置二接觸元件、即各自配置於基材板10上之二導體軌道11a。
各基材板10皆以樹脂為基礎,且使該各自相對於金屬承載板2之導體軌道電氣絕緣。
為配置各別的基材板10與各別的導體軌道11a,擋止部4係在二中斷區12中斷,即承載板2在該處將不經再成型(沖壓)而離開表面平面。換言之,一各別的中斷區面13將位在與配置面3相同之平面中。
對應地,一各別的平面基材板10可定位成平坦者,其中各別的導體軌道11a將朝外延伸通過各別的中斷區12。各別的導體軌道11a在接近該等LED側形成一LED連接面14a,並在該等LED末梢側形成一LED模組接觸面15a,可在該接觸面處利如經由夾合接觸而與LED模組1達成「宏觀(macroscopically)」接觸。
經配置於配置面3上之LED係串聯(經由LED至LED之結合線),其中各自配置於該串聯電路末端之二LED可因此經由一結合線而連接至各別的LED連接面14a。
可從第1圖中看出,中斷區面13具有一圓形基本外型,如此將有助於以環氧化物為基礎之一封裝本體材料的施加,該材料接著將封閉該中斷區。
圖示出一對應封閉本體16,其位在配置於該圖式右上方處之中斷區12中。在製作LED模組1期間,一旦基材板10與導體軌道11a已定位,則以各別之封閉本體16封閉中斷區12二者。倘若該封閉本體在硬化後尺寸已穩定,則將連同擋止部4之內壁面6一同界定出該頂部開放之空腔,且防止封裝材料經由中斷區12漏出。中斷區面13係由一包封面17沿側向界定,該包封面係延伸跨越大約70%之該中斷區面表面周邊。是以,可有效地將該封閉本體材料保持於適當位置並進行硬化。
第2圖係顯示依據本發明之又一LED模組1,其中承載板2係以相似於第1圖中所顯示之LED模組1者設置。為此,可參考以上說明。
然而,在第2圖中所示之LED模組1情況下,設置一導體桿11b作為接觸元件,該導體桿係由一安裝本體21藉由射出成型封裝。因此,導體桿11b係配置於一空腔中,將安裝本體21之自由流動塑膠材料供應至該空腔且接著進行硬化。接著,安裝本體21與通過該安裝本體之導體桿11b將一同配置於承載板2上。
在接近LED之區段中,安裝本體21僅於導體桿11b下方延伸,而其在中間區段係圍繞導體桿11b,且接著與承載板2之一外緣22近似一致地終結。
導體桿11b延伸於承載板2外並以彎曲型式向下,使其接著具有大致垂直於承載板2、但在又彎曲後向下偏置的平面。導體桿11b在相對於LED之末梢側係呈一連接銷型式,該連接銷接著可例如焊接至一印刷電路板上。接著,在該連接銷末梢端之一下方側(圖中未示出)與該印刷電路板之間形成焊料層。安裝本體21提供面對著中斷區12之一界面23,該界面朝外限定中斷區面13且因此將已導至適當位置中之封閉本體材料有效地固持。此外,接著相似於以上說明者,製作第2圖中所顯示之LED模組1。
第3圖係顯示又一LED模組1,其承載板2與第1及2圖中所顯示之LED模組者一致。
在此情況下,再次提供一導體軌道11a作為接觸元件,該導體軌道係配置於一基底材料31、即一陶瓷板上。此不僅在基材板材料方面不同於第1圖中所顯示之LED模組1基材板10,而亦延伸跨越該配置區中之一大面積且完全覆蓋配置面3頂部。陶瓷板31因此提供一配置表面32,該等LED確切地說皆是經由一黏著劑層而配合於該配置表面上。陶瓷板31將使該等LED相對於承載板2絕緣。
在此情況下,各別的導體桿11a之各別的LED連接面14a係沿陶瓷板31部份的周圍延伸達某一特定程度以覆蓋配置面3、即圍繞陶瓷板配置面32的周圍達某一特定程度。如此將提供關於結合線定位之更大自由。
第4圖中所顯示之LED模組1與第3圖中所顯示者大體一致,但此情況下在陶瓷板31中提供複數切口41,複數LED可配置於該等切口中,且經由一焊接連接而直接連接至承載板2。因此,較佳地藍光LED之某些LED係設於陶瓷板31上且因此相對於承載板2電氣絕緣,而其他LED、即較佳地紅光LED各在一切口41中直接熱連接至承載板2(但仍經由結合線電氣連接至其餘LED)。
第5圖中所顯示之LED模組1設有藉由射出成型封裝之複數導體桿11b,如第2圖中所顯示者。第6圖僅示出導體桿11b與安裝本體21,其中該等導體桿係嵌入該安裝本體中。對比於第2圖中所顯示之具體實施例,導體桿11b並非各自嵌入一專屬安裝本體中,而係一共用安裝本體21中。
安裝本體21首先接收導體桿11b,且其次以一框架方式圍繞承載板2延伸。倘若承載板2係插入框架中,則導體桿11b同時將達成平放於該等中斷區中。
當封閉本體16被施加時,承載板2接著固定於該框架中-其藉由該框架之一朝內突出緣邊51及藉由相反方向上之封閉本體16而相對於一朝上運動呈固持。藉由安裝本體21形成之框架提供承載板2某些特定保護,且亦可穩定該承載板達某一特定程度。
第6圖亦顯示導體桿11b之輪廓。各別導體桿11b各配置於安裝本體21上方側上之LED連接面14b區域中、即因此頂部無覆蓋,而可自上方定位一結合線。
導體桿11b接著各朝外延伸至安裝本體21中,且由該安裝本體圍繞並在其中獲導引朝下、即朝向相反於第6圖中所顯示上方側之一下方側。在該處,每一導體桿11b各形成一接觸面61,該接觸面底部未由安裝本體21覆蓋;當由下觀看LED模組1時,該等接觸面將因此曝露出。是以,第5圖中所顯示之LED模組1係設計成可用於SMD(表面黏著元件)裝配。因此,可使用例如一回流焊接製程,將第5圖中所顯示之LED模組1安裝於一印刷電路板上。
1‧‧‧LED模組
2‧‧‧承載板
3‧‧‧配置面
4‧‧‧擋止部
5‧‧‧高度方向
6‧‧‧內壁面
10‧‧‧基材板
11a‧‧‧導體軌道/接觸元件
12‧‧‧中斷區
13‧‧‧中斷區面
14a‧‧‧LED連接面
15a‧‧‧LED模組接觸面
16‧‧‧封閉本體
17‧‧‧包封面/邊緣面
Claims (15)
- 一種LED模組(1),其包括:一承載板(2),該承載板具有一配置面(3)、且在該承載板之上方側上具有一壁(4),該壁圍繞該配置面(3)的周圍延展且該壁相對於該配置面向上突起;一LED,配置在該配置面(3)上;一接觸元件(11a、b),其與該LED呈導電式連接;及一至少部份透明的封裝本體,其朝頂部覆蓋該配置面(3)與該LED,且側向地鄰接該壁(4)之內壁面(6);其中該壁(4)係與該承載板(2)其餘的部份整體地形成,即由相同之連續承載板材料形成;及其中該壁(4)係橫跨其周邊在一中斷區(12)中斷,且因此該封裝本體將在該中斷處不與該壁(4)之內壁面(6)鄰接;及其中,除此以外,該接觸元件(11a、b)係在該中斷區(12)中沿該承載板(2)之上方側延伸遠離該配置面(3),以自該封裝本體外經由該接觸元件(11a、b)與該LED電氣接觸。
- 如請求項1之LED模組(1),其中該承載板材料係一金屬材料,且承載該承載板(2)可作為一金屬薄板,其中該壁(4)是藉由沖壓該金屬薄板加工出。
- 如請求項1或2之LED模組(1),其中該配置面(3)是平坦的,且一中斷區面(13)、即該中斷區(12)中該承載板(2)之上方側亦是平坦的,其中該配置面(3)與該中斷區面(13)位於相同的平面中。
- 如請求項1至3中任一項之LED模組(1),其中由一塑膠材料所組成之一封閉本體(16)是配置於該中斷區(12)中,該封閉本體是由該封裝本體側向地鄰接,並朝頂部覆蓋該接觸元件(11a、b)之一區段。
- 如請求項4之LED模組(1),其中一中斷區面(13)、即該中斷區(12)中之該承載板(2)之上方側具有一面周邊,其中由該壁(4)形成之一邊緣面(17)延伸跨越該面周邊之至少60%,且沿側向地界定該中斷區面(13)及鄰接該封閉本體(16)。
- 如請求項1至5中任一項之LED模組(1),其中該接觸元件(11a、b)係一導體桿(11b),該導體桿係由一塑膠材料所組成之一安裝本體(21)藉射出成型部份地封裝,且與該安裝本體(21)一同定位於該承載板(2)上。
- 如請求項6、結合請求項4或5之LED模組(1),其中該安裝本體(21)亦朝向側邊界定該中斷區面(13),結果使該封閉本體(16)側向地鄰接該安裝本體(21)之一界面(23)。
- 如請求項6或7之LED模組(1),其中該導體桿(11b)在接近該LED處、確切地說是在該安裝本體的上方側上形成一LED連接面(14b),且該導體桿(11b)在相對於該LED之末梢側形成在該承載板(2)外側之一接觸面(61),以在該接觸面上與該LED模組(1)達成沿表面做電氣接觸,其中該接觸面(61)係配置於該安裝本體(21)之下方側、即該LED模組(1)係呈一表面黏著元件(SMD)組件。
- 如請求項6至8中任一項之LED模組(1),其中該安裝本體(21)之一區段係圍繞該承載板(2)周圍延伸,且該承載板(2)係固持於該安裝本體區段中。
- 如請求項1至5中任一項之LED模組(1),其中該接觸元件(11a、b)係一導體軌道(11a),該導體軌道係設於一電氣絕緣基材板(10)上,其中該基材板(10)係與該導體軌道(11a)一同定位於該承載板(2)上。
- 如請求項10之LED模組(1),其中該配置面(3)具有一配置面面積,且該基材板(10)延伸跨越該配置面(3)上一大面積,以此方式,使得該基材板(10)可覆蓋該配置面(3)跨越至少50%之該配置面面積。
- 如請求項11之LED模組(1),其中該承載板材料係一金屬材料,且該基材板(10)係在該LED配置所在處中斷,該LED係經由一平坦連接層、較佳地係經由一焊料層直接導電式連接至該承載板。
- 一種製作如請求項1至12中任一項之LED模組(1)的方法,其包括以下步驟:- 形成該壁(4),該壁與該承載板(2)整合一體且由該承載板材料圍繞該配置面(3)的周圍延展,使該壁(4)橫跨其周邊在該中斷區(12)中斷;- 設置該接觸元件(11a,b)於該承載板(2)之上方側上,使該接觸元件(11a,b)延伸通過該中斷區(12);- 配置該LED於該配置面(3)上,且將該LED以導電式連接至該接觸元件(11a,b);及 - 該至少部份透明之封裝本體被施加,使該封裝本體在頂部覆蓋該配置面(3)與該LED,且沿側向地鄰接該壁(4)之內壁面(6)。
- 如請求項13之方法,用於製作如請求項2之LED模組(1),其中該壁(4)係藉由沖壓該金屬薄板加工出,該金屬薄板在該中斷區(12)中不會再成型。
- 如請求項13或14之方法,用於製作如請求項4、5、或7之LED模組(1),其中該封閉本體(16)係設於該中斷區(12)中、確切地說是在提供該接觸元件(11a、b)後及施加該封裝本體前設置,為在中斷區(12)中提供該封閉本體(16),該封閉本體的塑膠材料係在一自由流動狀態下施加至該承載板(2),且接著在施加該封裝本體前硬化。
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