TWI307975B - - Google Patents

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1307975 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明疋有關於-種半導體光置，且制是賴於-縣具聚光 及散熱的半導體光源裝置。 ' 【先前技術】 習知大多使用如白熾燈、_素燈或日光燈等各種不同之燈泡，以作為 光源裝置之發光源。近來，由於發光二極體(Light Emitting DiQde，簡稱 釀LED)等半導體⑼具有_小、省電與壽命長等優點，乃逐漸取代而成為 極受歡迎之發光源。 對於光源裝置之結構而言，多晶片、高功率之發光二極體封裝，已成 為不可避免之趨勢要求。例如，名稱為，，c〇ncentricaHy 此败

Senuconciuctor Device㈣鄉，，之美國第M92,725號專利，即提出一種 共中心之職結構’以利於封裝多個高功率日日日片之結構的散熱。此種封裝 、。構雖可解決封裝多個高功率晶片之散熱問題，但因為在封裳結構體之 周邊，僅有一面可貼附半導體晶片，使得半導體晶片的封装數量受到限制， 二當半導體晶片為發光二極體時，也因為封裝結構體之周邊分佈的半導體 晶片不能針，使其不錢足顧在半導體光職置時之聚光要求。 【發明内容】 有鐘於此，本發明之目的是提供一種半導體光源裝置， 散熱與光源裝置的聚光需求。 ’、〃 為達上述及其他目的，本發明提供一種半導體光源裝置包括：導 熱電路基板、第-轉體“及第—聚光杯。其中，導熱電路基板具有第 5 •1307975 2翻，第-焊接面上具有多個。第_半導體晶片係_於導觸 路基板之第-焊接社，並電性連接至第—焊接面之轉上取光 ===電路基板之第—焊接面上’以在第—焊接面與第—聚二間 也成第-出光口，而將第-半導體晶片所產生之光，匯聚往第—出光口之 方向。

在-實施例中，導熱電路基板也具有第二谭接面，第二焊接面上同樣 具有多個焊墊1半導體光源裝置更包括：第二半導體晶片與第二聚光杯。 其中，第二半導體晶>|係_於導熱基板之第二焊接社，並電性連 接至第二焊接面上之焊塾。第二聚光杯也貼附在賴電路基板之第二焊接 以在第一焊接面與第二聚光杯間形成第二出光口，而將第二半導體 晶片所產生之光，匯聚往第二出光口之方向。 在-實施例中，此半導體光源裝置更包括：外導體、内導體、絕緣 層與多個第三半導體晶其巾，料體係配置於第—聚脉與第二聚光 杯中，並具有外表面、第—端、第二端與連通第—端及第二端之通孔。内 ;體係A置於通孔巾’並突出於第—端之外。絕緣層設置於内導 體與外導體之間，而多個第三半導體晶片則貼附於外導體第—端之外表 面上並以串連、並連或串並連組合方式連接至内導體與外導體，使第 二半導體晶>}所產生之光，分別經由第_聚光杯與第二聚光杯之匯聚，而 往第一出光口與第二出光口之方向傳送。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂， 下文特以較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 【實施方式】 圖1-2顯不根據本發明第一實施例之一種半導體光源裝置1〇，此半導 6 1307975 粗光源裝置1G包括例如是絲板細絲板之導熱電路級1卜例如是發 光:極體晶片之半導體晶片12、13及聚光杯14、15。其中，為了提高半導 ，晶片12、13的—階導熱散熱效果，導熱電路基板11上用以貼附半導體 曰曰片12、13的位置，並内欲有導熱係數較導熱電路基板11為佳之—内嵌 …塊115内嵌政熱塊115之材質例如為銅，内鼓方式則可以使周挖由導 熱電路基板11，再予緊密配合之方式來製作。 卫 八圖中導熱電路基板π具有焊接面出與⑴，谭接面出與出上 有作為電路佈線之多個焊墊113,半導體以i2、13係為倒裝 日日FIlp 〇ηρ) ’故可分別貼附並電性連接至導熱電路基板^之焊接面 111與112的谭墊113上，以使用焊塾113的電路佈線，來作為半導體 12、13的供電電極。 此外，導熱電路基板η之兩個焊接面U1與112上，也分別貼附有聚 、杯14與15，聚光杯14、15與導鱗路基板11之兩贿接面1U、112 門即可刀別形成出光口 16與17。聚光杯14、15則將半 所產^光，分職聚往㈣σ16與17之方向。 、'述實紅例巾雖然在導熱電路基板Η之兩個焊接面Hi與m上， 分別僅貼附有倒裝之铸體晶片12或13。缝f此藝者應知^在導執電 路基板11之兩個焊接面111與⑴上，分別貼附更多之半導體晶片12或 13 ’以增加θ此半導體光職置1〇之發光強度。所貼附之半導體晶片^或 W、疋般曰日片’再以導線分別連接至焊接面111與112的焊塾113 上其貼附位置較佳地應分別位於聚光杯14或15之焦點上 、/咖in與m增则桃轉觸_3時、‘，也處可 以搭配焊接面1Π與112上之不同佈線設計’以及控制此半導體光源裳置 1〇之電路，來達成在不同場合應用此半導體光源裝置1〇之目的。例如嘯 1307975 此半導體光Μ置ίο躺在汽車祕時，可以將作域光社絲之半導 體晶片12或13’貼附在導熱電路基板η對應聚光杯14或15之焦點位置， 且將作為近光燈光源之半導體晶#12或13，刺在導熱基板u對應 聚光杯14或15之焦點前方，並應用導熱電路基板n之佈線，分別連接至 半導體光《置10的不隨制電路上，时驗制近光燈或遠光燈光源的 點亮與否。

另外，如將此半導體光源裝置10應用在舞台燈光時，除了可以將半導 體晶片12或13 ’貼附在導熱電路基板η對應聚光杯14或15之焦點位置 外，也可以將半導體晶片12或13，貼附在導熱電路基板η對應聚光杯 幻5之=點四周，並應用導熱電路基板u之佈線，將焦點上或焦點四周 之半導體晶>112或13,分別連接至轉體絲裝置1()的不同控制電路上， 以分別控制半導體晶片12或13的點亮與否，達成動態控制舞台燈光之目 的。其中’貼附於焦點左側之半導體晶片12或13所產生的光，將會偏向 右方投射，而貼附於焦點右側之半導體晶片12或13所產生的光，則會偏 向左方投射，故可以搭配半導體光源裝置1Q的控制電路，來動態控制舞台 圖3 7』不根據本發明第二實施例之一種半導體光源裝置邪，此半導 體光源裝置3_適合於作域車之祕制，其除了具有細2類似之 導熱電路基板3卜作為近光燈光源之半導體晶片&及聚光杯33外，更包 括由外導體41、内導體42、絕緣層43與多個半導體晶片44所構成之 主光源40，以及可將主光源4_於聚光杯33之螺帽51。其中，導敎電 方具有—V形細311，以恤辆㈣人聚光杯叫 不：導熱電路基板31之妨礙，而可順利推進至聚光杯33之焦點位置。 "所不，外導體41較佳地為長條形圓柱狀，其具有第一賴、第 8 1307975 山端412 ,連通第—端411與第二端仙之通孔仙及一外表面似。第一 ^係襄作成錐狀，錐狀外表面414之周圍則具有圍繞外導體41且平均 =平面4141、4142、4143與4144 ’用以貼附例如是發光二極體之半導 4第_端412射以設置多個螺紋415，用以配合設置於聚光杯 33上的觀’來調整絲源4G在聚光杯33中之位置。 、内V體42李父佳地為外徑略小於外導體41之通孔413的長條形圓柱 狀可以穿設於通孔413 +，並延伸其-端至突出於料體41 、、第山端411外。圖中，内導體42突出外導體&之部分並具有一錐 狀末端421，錐狀末端421較佳地也具有分別與平面饱丄、他、抱3盘 ==平面42U、4212、4213與觀，___將半導 體曰曰片44为別連接至内導體42與外導體41。 絕緣層43係設置於内導體42與外導體41之間，以隔離 外導體41的電性連接’使内導體42與外導體41成為此 王九源40之電極。 前述第二實施例的主光源4〇，除了可以是如圖Μ所 習此藝者_據其_進行各種不_化。例如，=^ 種類似於·?之主細__構，分別制如下。即顯不二 請參考圖8所示，主光源7〇的内導體72與外導 圖Η相同，所不同的只有半導體⑼74的連接方式-構=與 每個半導體⑼44均係以導線45分別連接朗導體42與 使半導體晶片44成為並連連接，而圖8中，半導體晶片？4係 ， 仃串連連接後，再連接至内導體72與外導體71。當然，此A 75先 觀或甚至串並連組合的連接方式，係可由者依據供 晶片74的額定電壓之不同，而加以變化選擇的。 /、 1307975 圖9之主光源8〇的内導體82與外導體81結構亦大致與圖3一7 =同，所不同的是外導體81與内導體82上所設置用以貼附半導體 、片84的平面數，以及所貼附之半導體晶片84的數目。如圖g所示，錐 狀外表面之周圍具有圍繞外導體81且平均分佈之三個平面_、8142與 _、，每個平面814卜8142與_上，各貼附有三個例如是發光二極體 之半導體晶84 ’半導體晶片84並以導線85先行串連連接後，再連接至 内導體82與外導體81 ’以形成串並連交互組合之連接方式。 圖10之主光源90的内導體92與外導體91結構同樣也大致與 圖'3-7相同，不同的是外導體91與内導體犯上所設置用以貼附 半導體晶片94的平面數，以及所貼附之半導體晶片％的型式。如圖1〇 所示，錐狀外表面之顺具有醜外導體91且平均分佈之五個平面914卜 9142、9143、9144 與 9145，每個平面 9141、9142、9143、9144 與 9145 上， 係貼附有倒裝晶片（Flip Chip)之半導體晶片94。由於半導體晶片94係貼 附並直接電性連接至外導體91與内導體92，因此，圖中之半導體晶片 94 ’並未再以導線分別連接至内導體92與外導體91。 由前述說明中可知，因為半導體光源裝置1〇係將半導體晶片12、U 貼附在例如是綠板或喊基板之賴電路基板u上，其紐地可提供足 夠之貼附面積與散熱面積。而半導體光源裝置3〇之外導體&與内導體犯 的結構’則如前述可在較小的歸_練多辭導體晶片，達成較佳的 聚光效果。此外，由於半導體光源裝置3〇之外導體41，除了可以作為供電 電極外，也可以藉由與外加散熱器（未繪示）_合，使得如高功率發光 二極體等轉c枝生的熱祕讀速發散，達趣佳熱功 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本 發明’任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍内所作 1307975 之各種更動與潤飾，亦屬本發明之範圍。因此，本發明之保護範 圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示根據本發明第一實施例之一種半導體光源裝置立體圖。 • 圖2係顯示圖1之分解立體圖。 - 圖3係顯示根據本發明第二實施例之一種半導體光源裝置立體圖。 圖4係顯示圖3之分解立體圖。 • 圖5係顯示圖4之主光源放大立體圖。 圖6係顯示圖4之主光源剖面圖。 圖7係顯示圖4之主光源俯視圖。 圖8係顯示圖4之主光源的另一連接方式俯視圖。 圖9係顯示圖4之主光源的一種結構變化俯視圖。 圖10係顯示圖4之主光源的另一種結構變化俯視圖。 【主要元件符號說明】 ® 1G、30轉縣源《 11、 31導熱電路基板 111、112焊接面 • 113焊墊 - 115内嵌散熱塊 12、 13、32半導體晶片 14、15、33聚光杯 16、17出光口 π 1307975 311 V形缺口 40、 70、80 ' 90 主光源 51螺帽 41、 71、81、91 外導體 411第一端 412第二端 413通孔 414外表面 ’ 4141、4142、4143、4144、4211、4212、4213、4214 平面 415螺紋 42、 72、82、92 内導體 421錐狀末端 43絕緣層 44、 74、84、94半導體晶片 45、 75、85 導線 8141、8142、8143、9141、9142、9143、9144、9145 平面 12

Claims (1)

1307975 十、申請專利範園： 1·一種半導體光源裝置，包括： 一導熱電路基板，具有-第^焊接面’該第-焊接面上具有多個焊塾； 第一半導體晶片，貼附於該導熱電路基板之該第一坪接面上、、" 性連接至該些焊墊；以及 、電 —第-聚光杯’蘭於該導熱電路基板之該第—焊接面上，以在該第 一焊接面與該第-聚光杯間形成出光π，並將該第—半導體晶^ 產生之光’匯聚往該第一出光口方向。

2 ·如申請專利範圍第i項所述之半導體光源裝置，其中該導熱電路 基板’具有·第二焊接面’該第二焊接面上具有多個焊墊，而該 源裝置更包括： 、-第二半導體晶片，_於該導熱電路基板之該第二焊接面上，並電 性連接至該第二焊接面之該些焊墊；以及 …一第二聚光杯，蘭於該導熱電路基板之該第二焊接面上，以在該第 、β ”該第—聚光杯間械―第二出光口，並將該第二半導體晶片所 產生之光，匯聚往該第二出光口方向。 一…3 ·如中請專利細第2項所述之半導體光源裝置，更包括多個該第 一半導體晶片與該第二半導體晶片，分概該導熱電路基板之該第一 焊接面或該第二焊接面上。 4 .如申請專利範圍第3項所述之半導體光源裝置，其中該第一半導 资/、該第一半^體日日片’係分別貼附於該導熱電路基板上，對應於該 第一聚光杯或該第二聚棘之焦點位置及焦點前方。 辦如u利補第3項所述之轉體光源《，其巾該第-半導 ^第一半‘體aa>j ’’係分別貼附於該導熱電路基板上，對應於該 13 1307975 第-，光杯辆第二爾之_置、_左_點右側。 6 .如Μ專利細第2销叙铸縣縣置，更包括. ，配置於該第，杯與談第二聚光杯中，並具有—外表面、 第1、-第二端與連通鄕—端及該第二端之一通孔； 二内導體，設置於該通孔中，並突出於該第—端之外，· —絕緣層，設置於該内導體與該外導體之間；以及 多個第三铸體晶片，_於郷—端之該外表面上，並以串連、並 連或串並連組合方式連接至該内導體與該外導體。

、7 ·如巾請專概_ 6項觸之轉縣職置，其巾料導體鄰 近該第-端之該外表面係為錄，而突出於該第—端之該崎體則具有 由該外表面延伸之一錐狀末端。 8 .如中料利範圍第7項所述之轉體光源裝置，其中錐狀之該外 表面^ ’具有圍繞該外導體且平均分佈之多個平面，用以_該些第三半 導體晶片。 •如申請專利範圍第8項所述之半導體光源裝置，其中該些第三半 φ導體曰曰片係為倒裝晶片，而直接貼附並電性連接至該内導體與該外導體。 10 ·如巾請專利範圍第6項所述之半導體光源裝置，其巾該些第三 半導體晶片係以導線連接至該内導體與該外導體。 11 .如申請專利範圍帛6項所述之半導體光源裝置，其中該些第三 半導體晶片為發光二極體晶片。 • 1 2 .如巾料職關1項所述之轉體絲裝置，其巾該導熱電 路基板係為#g基板。 13 .如申請專利範圍帛！項所述之半導體光源裝置，其中該導熱電 路基板係為陶莞基板。 14 1307975 、蓄f 4 ·如申請專利範圍第1項所述之半導體光源裝置，其中該第—半 V體μ片係以導線連接至該第一焊接面之該些焊墊。 * 1 5 ’如巾請翻翻第1項所述之半導縣源裝置，其巾該第—半 -導體晶片係為倒裝晶片’而直接_並電性連接至該第-焊接面之該些谭 塾。 16如申請專利範圍第1項所述之半導體光源裝置，其中該第一半 導體晶片為發光二極體晶片。 17.如申請專利範圍第1項所述之半導體光源裝置，其中該導熱電 ’ 路基板上用以貼附該第一半導體晶片的位置，並内嵌有導熱係數較該導熱 電路基板為佳之-内礙散熱塊。

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