TWI357278B - Light emitting assembly with heat dissipating supp - Google Patents

Description

1357278 1357278 叫正替換頁 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 散熱基 底， 【先前技術】 光二=發光::之模組化，例如習知之發 之設傷上，以提供大量:===在大體積 上，例如車頭燈、車尾燈、及方向燈等於交通工具 高功率之發光二極體配合—般之 二:產生散熱、及當發熱溫度大約10。度時c: 。9前市面上有二種針對該高功率== i於二ΐ路i:第二種方法’係將該高功率之發光二極體設 …為上。但這不是一種有效之散埶方法，、製之政 ==熱絕緣體，因此隔絕繼器來路= 氧層係接=；!功率之發光二極體設置於—環氧層上，該環 熱絕緣體：因T鋁板士 ’該？氧層係為一電絕緣體，亦為-、、、^因此隔絕從散熱器來的熱源。 /美國專利第5,857,767號係揭露該高功率之 铲=:熱膠黏劑設置於一銘散熱器上，該銘編 :。二：:電絕緣層’其中該键黏劑係散佈著金屬微 黏劑好=散熱係有些問題存在。第―，該導熱膠 '、1 ;電與導熱之間。第二，該發光模組係需要進行 5 T337278 ——- . · 100年10月12日修正替換頁 二階段式之組裝，其係先塗上導熱膠黏劑，然後才能進行錫 銲等動作。 • 有關美國專利，已被揭露之習知技術還包括有：第 4,628,422 號、第 4,729,076 號、第 4,742,432 號、第 4,935,665 號、第 5,528,474 號、第 5,632,551 號、第 5,782,555 號、第 5,785,418 號、第 6,016,038 號、第 6,045,240 號、第 6，161,910 號、第 6,435,459 號、第 6,480,389 號、第 6,517,218 號、及 第 6,582，100 號。 Φ 是以，由上可知，上述習知之發光模組，在實際使用上， 顯然具有不便與缺失存在，而可待加以改善者。 緣是，本發明人有感上述缺失之可改善，且依據多年來 從事此方面之相關經驗，悉心觀察且研究之，並配合學理之 運用，而提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。 【發明内容】 本發明之主要目的係提供一種改良之發光模組。

“本發明之另一目的係提供一種發光模組，其係結合一具 有電絶、=層之基底’且利用—或多個導線線路設置於該基底 上，使付該一或多個發光元件可利用錫銲或打線接合的方 式，以設置於該電絕緣層上。 本I明之再-目的係提供—種發光模組，.該發光模組進 步係包括有一電流限制電阻器。 本：明之再另一目的係提供一種發光模組，該發光模組 *數個銀貼片’其係、設置於該基底之電絕緣層上，用 以增加從該發光元件所產生之反射光。 100年10月12日修正替換頁 為了達成上述之目的’本發明係提供—種發光模組，係 二有具有電絕緣層之金屬基底，該電絕緣層係具有少 芦roo^f度；複數料線線路，祕設置於該電絕緣 ;路二=良路係具有相對應之複數個端子及複數個導 1係罝右r子係具有金屬微滴連接；複數個發光元件， 金屬微滴連接之端子.以及合至綱應之具有 田屬塗層，其係設置於該基底 ，^傳¥從該等發統件所產生的熱至該基底。— 目的所貴審查委員能更進—步瞭解本發明為達成預定 詳細•兒二術、手段及功效’請參閱以下有關本發明之 =，=，信本發明之目的、特徵與特點，當可由 用，“用來對本附圖式僅提供參考與說明 【實施方式】 之上ΐΓϋ二圖所示，其係為本發·光模組之基底 可知，二㈣二:發光模組第—施實例之剖視圖。由圖中 L數個設置於該基底、包妳一基底 (其係可為-LED)。解14、—組發光元件16 為不同變化之應用，例如於提供—光源以作 非交通工具的光源應用，其；;光;^燈、尾燈、煞車燈或 源。 九源係糟由LED組來傳遞光 °亥基底12係可為_散孰 適之材料所製成，該材料传二二，底12係可為任-合 糸了k供良好之散熱特性、高的強 7 ΊΙ5717Β ^---- . * 100年10月12日修正替換頁

度、合適之成本、及可容置一薄的電絕緣層18(或塗層）。 上述合適之材料係可為鋁、紹合金、鎂、鎮合金、鋅、p〇t meta卜或其它相似的材料。該電絕緣層18係成形有1〇至1〇〇〇 微米的厚度’最佳之厚度係為50至1〇〇微米。該電絕緣層 18係可為任何合適之型式，或可利用任何合適之方法來成 形。6亥電纟巴緣層18係可错由絲網印刷法（screen printing ) 塗佈，然後利用火爐烘烤；或可藉由電漿喷塗技術（plasma spraying technique)’ 或以類似搪究（p〇rceiainenamei)之方 式來塗佈。最佳之實施例，該電絕緣層18係為一電鍍塗層 (anodized coating)，且該基底12係使用可電鍍之金屬材 料，例如鋁、鎂或其它之合金。該基底12最理想的材料係為 一電鍍鋁合金，原因為該電鍍鋁合金係具有高散熱能力、高 結構強度、及低成本的優點。該基底12包括一平坦表面，以 方便於耕坦的表面上塗佈薄或厚的薄膜層㈤mlayer)，該 基底12於該平坦表面的另—端，更進―步包括有散熱韓片、 鈹紋、或其它不規則的面積以增加起伏，用以增加該基底12 之散熱能力。 該導線線路14係、可利用f知之技術，以塗佈薄或厚的, 膜層而成。傳統之印刷技術係包括有絲網印刷法（_ prmtmg)、直接書寫（directwridng)或其它相似之方法。芒 :完後’將該基底12送入火爐中烘烤其上之油墨，使得油】 浴化以產生導電線路或路徑14料於該電絕緣層Μ上。^ 理由’高電壓設備藉由薄職術製作而成，其中言 (sputtering) > (vapor deposition)- 不需要㈣而能產生薄膜的技術。-般該薄的薄膜； 8 1357278 100年10月12日修正替換頁 厚度係為200-20,000埃（angstrom );而該厚的薄膜之厚度係 為 8-50 微米（micro)。 該導線線路14係延伸於不同端子22、24、及26之間， 亦即，該導線線路14連接於該不同端子22、24、及26之末 端’以提供該發光模組10之電路系統。在薄的薄膜設備中， 該導線線路14及該不同端子22、24及26係為銀所製成，以

提供高導電、錫銲的相容性、打線接合（wire-bonding)操作、 及高的反射能力。在厚的薄膜設備中，該導線線路14及該等 端子22、24及26係藉由印刷一以銀為底之油墨於該電絕緣 層18上’然後再洪烤該油墨而成。該導線線路】4及該等端 子22、24及26最佳實施例係為相同材質所製，且在相同製 程_及時間設置完成。 某些端子26係設置於該基底12之邊緣，及藉由焊接或 相似之方法，固設於一延伸於該發光模組10 —端之連接器 (圖未示），該連接器至少連接至一電源。該等端子26可自 由選擇地穿過該導線線路（圖未示）至該導線線路]4的下

端。一或多個增加的零件係可依該發光模組1〇之需要，而 置於一成形於該基底12之面積28上。 本發明之重要特徵在於能夠結合一電流限制電阻器 (current limiting resistor)於該發光模組1〇之電路系統 該電流限制電阻器29之厚度，係可依導線線路μ ^薄 度來決定，且該電流限制電阻器29係可由如 ? 料所製成。該基底12及該電流限制電阻器/ 2之電阻 的特性，在小尺寸的情況下，不會產生散熱的=有耐向 -貼片30係由金屬製成，該貼片3〇係設置於該發光 9 100年10月12日修正替換頁 件丨6之底端，或鄰近該發光元件16，用以將該發光元件16 所產生的熱量帶走。本發明其中之—重要特徵在於：該導線 f路14、該等端子24、26及28、及貼片30。該導線線路14、 =等端子24、26及28、及貼片30係可利用如鍚銲或打線接 口等微滴連接（dn)plet ___)方式’使得該發光元件 反射ϋ底Jb1產t良好之熱傳導能力’且從該發光元件16 大之發ί效率。使㈣發光元件16以最少之能量，而得到最 s玄貼片3 0最佳之警故‘ 等端子22、24及26 4包式，係由與該導線線路14及該 及該等端子22、24材質所製成’賴該導線線路14 讓該貼片30失去㈣相同製程及時間設置完成。為了 上塗佈乾淨或透明之亮漆^。降至最低，最好能在該貼片30 請參閱第一圖及第-阁 基底12之平括表面^ 一田圖所示，一保護塗層32被設置於該 塗層32被使用日夺保護該導線線路14。當該保護 _ 。"專碥子22、24及20、及該貼片30俜 由。亥保4塗層32所隱蔽。值 係 銲時，該保鳟涂厗Μ日，田忒荨端子22、24及26需要錫 且可防止抑不會遮蔽到鮮端子22、24及26， 如果使用乾淨或透明之反光。 漆31的使用。 保4層在全該基底12上’則可省略亮 在第一圖的實施例中，括η 且該發光it件16包括光元件Μ係用於產生光源， %。該熱傳導件36係接觸::;光件34及-金屬熱傳導件 用以增加從㈣光辑%絲祕片並列設置， 至°亥基底12之散熱效率。該發光 1357278 - 100年10月12日修正替換頁 元件16之導線38係藉由凝固的微滴40連接於該等端子22 及24。該凝固的微滴40係為打線接合或錫銲的操作。 請參閱第三圖所示，其係為本發明發光模組第二施實例 之剖視圖。本發明係提供一種發光模組10’，其係包括有： 一基底12’、一組發光元件42’（其係可為一 LED)。該發光 模組10’係用於提供一光源以作為不同變化之應用，例如交 通工具的頭燈、尾燈、煞車燈或非交通工具的光源應用，其 中該光源係藉由LED組來傳遞光源。該發光元件42’係用於 產生光源，且該發光元件42’包括一内部反光件44’。且，第 春 一實施例中，該貼片30被移除，而一熱轉換元件46’係緊鄰 一電絕緣層18’。本實例亦包括：不同端子22’及24’、一保 護塗層32’被設置於該基底12’之平坦表面上，以及發光元件 42’之導線38’係藉由凝固的微滴40’連接於該等端子22’及 · 24,。 請參閱第四圖所示，其係為本發明發光模組第三施實例 . 之剖視圖。本發明係提供一種發光模組10”，其係包括有： · 一基底12”、一組發光元件42”（其係可為一 LED)。該發光 · 元件42”係用於產生光源，且該發光元件42”包括一内部反光 件44”。且，第一實施例中，該貼片30被移除，而一熱轉換 元件46”係緊鄰一電絕緣層18”。發光元件42”之導線38”係 藉由凝固的微滴40”連接於端子。該基底12”係由一開孔48” 所揭露，以提供一合適之反光效果。亮漆31”亦用於產生一 良好之反光效果。 請參閱第五圖所示，其係為發光元件於測試板之示意 圖。測試板50包括有基底52 (其係可為散熱器），該基底52

100年10月12日修正替換頁 係具有電絕緣層54。一組發光模組55包括複數個導線線路 56、未端之端子58。該導線線路56係環繞著一中心端子6() 而延伸。發光二極體62係設置於該中心端子6〇上。該發光 一極體62包括複數個端子64，該等端子64係藉由金屬微滴 66而接合在該等導線線路56上。清潔之修飾層，用以降 -銀失去光澤的情况。狹槽68係設置於該兩相鄰導線線路 56之間。 该測試板50進一步包括兩個四組發光組72、74。在導 # 線線路80、82上之狹槽76係可選擇地設置於其上。發光二 極體84、86係連續排列在一起，且該發光二極體84、86係 設有相對應之導線88、90。該導線線路80、82係具有複數 個端子92、94。清潔之修飾層96、98,用以降低銀失去光澤 - 的情況。 凊參閱第六圖所示，其係為發光元件於測試板之另一示 意圖。測試板100包括有基底102 (其係可為散熱器），該基 底102係具有電絕緣層106，該基底1〇2係透過複數個開孔 1 〇4而路出來。一對導線線路108、110被使用在該電絕緣層 106上，且被一缺口 Π2給分離。發光二極體114包括複數 個端子116,該等端子116係藉由金屬微滴118，而設置於該 導線線路108、110上。本發明亦提供三端子裝置122，其中 缺口 123係將銀層分成三個段落124、126及128，用以接收 三個導線以接合於該三端子裝置122。基底132係為另一種 實施方式。清潔之修飾層120、130係用以降低銀失去光澤的 情況。 ' 因此，本發明實為一不可多得之發明產品，極具新穎性 1357278 μυυ年〗〇月12日修正 及進步性’完全符合發明專利_請要 請：請詳查並賜准本案專利，以保障發;:=提出申 准’以上所述’僅為本發明最佳一… :::與圖式’惟本發明之特徵並不揭限於此， :本發:月:本發明之所有範圍應以下述之申請專:= ’ °於本發明巾料利顧之精神與其輸變化實^ 歹’皆應包含於本發明之麟中，任域_項技 可輕易思及之變化峨皆可涵蓋二下ί 【圖式簡單說明】 第圖係本發明發光模組之基底之上視圖； 第=圖係本發明發光模組第一施實例之剖視圖； 第二圖係本發明發光模組第二施實例之剖視圖； 第四圖係本發明發光模組第三施實例之剖視圖； 第五圖係本發明發光元件於測試板之示意圖；以及 第六圖係本發明發光元件於測試板之另一示意圖。 【主要元件符號說明】 發光模組 10、 ‘10, 、10” 基底 12、 .12, 、12” '52 導線線路 14、 •56 發光元件 16、 ‘42, 、42” 電絕緣層 18、 .18, 、18” 、54 端子 22、 • 24 > 26、 22’ 、 24,、 13

"T55727S 100年10月12日修正替換頁 面積 58、64 28 電流限制電阻器 29 貼片 30 亮漆 3 卜 31” 保護塗層 32 、 32， 内部反光件 34 、 44’ 、 44” 金屬熱傳導件 36 導線 38 、 38, 、 38” 微滴 40 、 40’ 、 40” 、 66 熱轉換元件 46, 、 46” 測試板 50 中心端子 60 發光二極體 62 狹槽 68、76 清潔之修飾層 70 一組發光組 55 四組發光組 72、74 導線線路 80、82 發光二極體 84、86 導線 88、90 端子 92、94 清潔之修飾層 96、98 測試板 100 基底 102 14 1357278 100年10月12日修正替換頁 電絕緣層 106 開孔 104 導線線路 108 、 110 缺口 112 發光二極體 114 端子 116 微滴 118 三端子裝置 122 缺口 123 _ 段落 124 > 126 ' 128 基底 132 清潔之修飾層 120 、 130 15

Claims (1)

1. U〇0年10月12日修正替換頁 申清專利範園·· 一種發光模組，係包括有： 具有電絕緣層之金屬基底，該電絕緣層係具有少於 1〇〇〇微米之厚度； 複數個導線線路，其係没置於該電絕緣層上，該等導線 線路係具有相對應之複數個端子及複數個導電路徑，該 等编子係具有金屬微滴連接（droplet connection); 複數個發光元件，其係具有相對應之複數個導線，用以 接合至該相對應之具有金屬微滴連接之端子；以及 一金屬塗層’其係設置於該基底上，用於傳導從該等發 光元件所產生的熱至該基底， 其中’該金屬塗層係具有一發光金屬貼片，用以反射從 °亥發光元件產生的光，以增加該發光模組之反光能力。 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該金屬基 底係可為銘、紹合金、鎂或錤合金，且該電絕緣層係為 電錢層。 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該電絕緣 層係一厚度為50至100微米厚的薄膜塗層。 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該電絕緣 層係為一搪兗（porcelain enamel)。 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該電絕緣 層係為一電聚塗層（plasma coating )。 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該發光元 件係具有一金屬的下表面，該金屬的下表面係緊靠該金 屬塗層。 1357278 100年10月12日修正替換頁 7. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該導線線 路及該金屬塗層係具有相同之材質。 8. 如申請專利範圍第7項所述之發光模組，其中該導線線 路及該金屬塗層係為銀。 9. 如申請專利範圍第8項所述之發光模組，進一步包括有 一設置於該金屬塗層上端之清潔之修飾層，用以降低銀 失去光澤的情況。 10. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該導線線 路及該金屬塗層係為銀及玻璃的混合物。 · 11. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該導線線 路係厚度為200至20,000埃薄的薄膜線路。 12. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該導線線 路係厚度為8至15微米厚的薄膜線路。 13. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該金屬微 滴係為錫銲連接（soldered connection)。 . 14. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該金屬微 · 滴係為打線接合（wire-bonding)。 馨 15. 如申請專利範圍第1項所述之發光模組，其中該電絕緣 層係具有至少一成形於其内之開孔，該等發光元件至少 其中之一係定位該開孔上方。 16. 如申請專利範圍第15項所述之發光模組，其中該基底係 藉由該開孔而曝露，用以增加反光之效果。