、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種發光裝置及其形成方法，特別是關於一 種散熱良好之發光裝置及其形成方法。 【先前技術】
一般使用發光·一極體（led)作為光源之發光裝置，因為 LED的壽命及免度皆會隨溫度的增加而減少且led有大部分 的電能會變成熱能’必須具有良好的散熱機制。再者，在照明 的應用上’為了達到南骨度’ LED模組通常包含複數的led 晶粒且使用高功率LED晶粒’又因為光學上的要求，各LED 晶粒間通常緊密排列’以便模擬成為單一光源，如此的設計對 於散熱之需求變得更高。 因此’在發光裝置上，特別是照明裝置上，不僅是led 模組的基板需具有良好的導熱率，而且裝設LED模組之基座 (燈座）Φ需要具有散熱能力(輪射率高），此外各元件間的介 面(interface)亦需要有夠低的熱阻(介面氣孔），以降低LED結 點的溫度’如此可以使led的壽命變長及亮度提高。 然而，將LED模組裝設於燈座，構成發光裝置或照明裝 置時’燈座通常具有立體造型，燈座上用以安裝LED模組的 位置，不易使用習知的製造機台安裝LED模組，通常需要利 用人力，使用螺絲等固定構件，固定LED模組，為了減少LED 模組與燈座_触，财在其介面會錢導㈣及散熱膏 等’但不論是導熱片或散熱膏的導鮮都不高(〜3W/m-K)，熱 仍無法有效傳至底下的基座(燈座），導熱的綱仍在。综合上 述，現灯發光裝置在生產上無法自動化且成本高再者，LE〇 模組與燈座間的導熱不佳。 【發明内容】 雲於上述之發明兔景，為了符合產業上之要求，本發明之 目的之-在於提供—種散織好之發絲置及其職方法。根 據本發明的發光裝置之設計，藉由使用谭料（邊rpagte)固 疋LED模組’改善了 LED模組與基座的介面熱阻且基座的 熱輛射率β ’整體發光裝置的散熱效果高，如此可降低操作時 LED、，』/jnL度（即LED $ p-n junction溫度），因而可提高led 壽命及發光亮度。 而且’本發明之目的之一在於提供一種發光裝置，可在基 座上形成導線電路，可使LED晶粒直接接合於基座上。 而且’本發明之目的之—在於提供一種發光裝置，藉由使 用陶究基座，具有<高電壓特性，承受4麵V以上電壓時可 承受4000V以上電壓的衝擊，*會使整個裝置失效（相對於 金屬基座而言，更符合國際安全規範）。 另外，本發明之目的之一在於提供一種發光裝置藉由自 動化薄膜製程，處理led模組與立體形狀的基座之接合且同 1362774 時可形成導電線路於基座上，除可減少組裝流程而降低成本， 且降低LED模_基絲介面敝喊祕絲置的散熱效 率。由於例如濺鍍、電鑛等的薄膜製程係由原子逐漸堆積而形 成-層薄膜，與-般厚膜製程（例如印刷法等）比較，雖然薄 膜製程的製造成本較高，但是密合性較高，可制更好的減少 元件間熱喊介面触，邮可更進—步提高發光裝置的散熱 效率。 着 以而，一般的薄膜製程係應用於平面基板，對於非平面基 板（例如具有立體形狀之基板）的處理，需要特殊方法及裝置。 為了達到上述目的’根據本發明一實施例提供一獅成發 絲置之方法’包括：提供—基座，其包含一第一表面，且具 有立體形狀；形成複數金屬層於該第—表面上，以形成一導電 線路層，提供-發光二極雜組，其巾該發光二滅模組包含 紐U於基板上之發光二鋪减；卩錢該發光二極 • 體模組的基板藉由表面貼裝（S_Ce_nt)法設置於該導電 線路層上，以形成該發光裝置。 、於-I施例中’該基座係由選自下列群組之—材質所構 成表面氧化處理之链、表面具有氧化層之铭、氧化紹及氮化 銘’較理想為氧化鋁。 於—實施射，該形成導電線路層之步驟，包含：形成一 第:金屬層；形成-第二金屬層；形成—具有醜之薄膜於該 第-金屬層上；同時韻刻該第—金屬層及該第二♦屬層，以圖 5 型化该第一金屬層及該第二金屬層；除去殘留的該薄膜；以及 僅在該第二金屬層的圖型上，形成一第三金屬層。上述方法， 可利用濺鍍法形成該第一金屬層，其濺鍍靶材為Ti或Tiw， 可利用電鍍法形成該第二金屬層，該第二金屬層為一銅層，而 該形成第三金屬層之方法，可藉由化學鍍法，形成一化鎳金 層，作為該第三金屬層。 於一實施例中，該表面貼裝法可藉由焊料（solder paste)， 回流焊接（reflowsoldering)該基板與該導電線路層。 於一實施例中，該導電線路層可具有一配線圖案，上述焊 料為錫膏較理想。 於一實施例中，上述發光裝置之該基板與該導電線路層的 接面之熱傳導率為5〇 w/mK以上。 於一實施例中，該基座為陶瓷材料所構成，且該基座與該 發光二極體模組的基板之間，承受4〇〇〇v以上電壓時不會使 該發光裝置失效。 根據本發明另一實施例提供一種發光裝置，包括：一陶瓷 基座，其包含一第一表面；一導電線路層，形成於該第一表面 上且由複數金屬層所構成；以及一發光二極體模組，其包含一 基板及設置於基板上之至少一發光二極體晶粒，其中該發光二 極體模組的基板係以表面貼裝（Surfacemount)法設置於該導 電線路層上。於一實施例，該陶瓷基座例如為由氧化鋁或氮化 鋁等陶瓷材料所構成或表面氧化處理之鋁、表面具有氧化層之 叙所構成。 於一實施例中’該發光裝置之該基板與該導電線路層的接 面之熱傳導率為50 w/mK以上。於一實施例中，該發光二極 體模組的基板無導電線路層之間’包含觸，而且該導電線 路層係依序層合種子金屬層、鋼層、化鎳金層所構成，具有一 配線圖案。上述導電線路層之製作方法，例如先減鍍—第一金 屬層其中該苐-金屬層為鈦或鈥嫣材料所成’然後電鍍一銅 層，形成一第二金屬層；形成一具有圖案之薄膜於該第二金屬 層，藉由蝕刻而將該第一金屬層及該第二金屬層圖型化；除去 殘留的薄膜；以及進行表面處理，形成化鎳金層（Ni/Au)。 於一貫施例中，該基座為陶瓷材料所構成，且該基座與該 發光一極體模組的基板之間，可承受4〇〇〇v以上電壓的衝擊， 不會使整個裝置失效。 因此，根據本發明的發光裝置及其形成方法之設計，在生 產上可以自動化且降低成本，再者提高LED模組與燈座間的 導熱率，進而提高整體發光裝置的散熱性，降低操作時led 界面溫度，因而可提高LED壽命及發光亮度。此外，藉由使 用陶瓷基座，具有耐高電壓特性，承受4000V以上電壓時整 個裝置不會失效。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在以下 配合參考®式之_較佳實施綱詳細說明巾，將可清楚的呈 1362774 是用來說明並非用來限制本發明。此外’「A層（或元件）設 置於B層（或το件）上」之用.語，並不限定為A層直接貼覆 接觸B層表面的祕’例如A層與B層中間尚咖其他疊層
現。以下實施例中所提到的方向用語，例如·上下左、右、 前或後等，錢參考附加圖式的方向。因此，的方向用語 亦為該用語所涵蓋細。圖示中，相同狀件係以相同的符號 表示。 圖1表示習知的發光裝置10，其包含LED模組2〇、基座 30及夾於該LED模組與該基座_導熱片4〇。該led模組 2〇包含-基板及設置於該基板上之複數咖晶粒其中該基 板可為錄板、織板、金屬核Ί純（McpcB;脱如_ printed drcuit board)、氧她、纽錄板、其侧絲板等。 LED晶粒LED晶粒，或者冑辨咖@粒。基座 30可由例如雙^^琴、皇僻呂、鋁金屬等材料構成，如 由金屬所構成，通常表面可塗佈釉料塗料，作桃緣與輕射 熱能’此外基座30的形狀，圖i中僅為例示，可依據應用的 需求成形為各種形狀，亦可附有各種散熱用鰭片，或者具有作 為散熱的功能之各種形狀。導熱片40例如為〇.5mm厚之含矽 高分子材料。但是，如此的構成，由於LED模組2〇與導熱片 40間、導熱片40與基座30間，介面存在著許多微空洞，即 使使用散熱膏來填補這些微空洞，導熱效果依舊不佳，以致於 散熱不良，致使LED模組的溫度隨操作的時間増加而辦加。 8 1362774 此外，如此的結合，無法形成導電線路於基座上。另一方面， 基座3〇制金屬材料製麟，賴塗佈釉漆形成絕緣層由 於薄絕緣^無法減冑壓，触無料過4_v冑壓測試， 即4000V的衝擊下無法通過安全測試。 因此，有鑑於上述問題，本發明提供一種發光裝置，具有 良好的散熱機制且可通過安全測試。圖2表示根據本發明一實 施例之發光裝置100 ’其包括：一基座2〇〇，其包含一第一表 面200a ; —導電線路層300，由複數金屬層所構成且形成於該 第一表面200a上；以及一發光二極體模組4〇〇，其包含一基 板410及設置於基板上之至少一發光二極體45〇，其中該發光 二極體模組的基板410係以表面貼裝（Surfacem〇unt)法設置 於該導電線路層300上。於一實施例，基座可由表面具有釉漆 或氧化層之鋁金屬所構成’或者基座可由表面陽極氧化處理過 之銘所構成。於一實施例，該基座較理想為由陶瓷材料所構 成’例如氧化鋁，發光裝置具有耐高電壓特性，可承受4〇〇〇v 以上電壓時發光裝置1〇〇不會失效。 該導電線路層300之形成方法，包含：形成一第一金屬 層；形成一第二金屬層；形成一具有圖案之薄膜於該第二金屬 層上；同時蝕刻該第一金屬層及該第二金屬層，以圖型化該第 一金屬層及該第二金屬層；除去殘留的該薄膜；以及僅在該第 一金屬層的圖型上，形成一第三金屬層。上述方法，可利用減 鍍法形成該第一金屬層’其賤鍍乾材為Ti或TiW，可利用電 9 鍍法形成該第二金屬層，該第二金屬層為一銅層，而該形成第 二金屬層之方法’可藉由化學鍍法，形成一化錄金層，作為該 第-金屬>1於-實施例’形成一具有圖案之薄膜於該第二金 屬層之方法’可藉由印刷法形成該具有圖案之薄膜或乾膜，於 另-實施例，可藉由塗佈感光光阻後進行黃光、微影、侧等 的方式形成該具有圖案之薄膜。 例如，圖4表示根據本發明一實施例之導電線路層之 形成方法之流程圖，其巾形成具有圖案之_的方法係使用乾 膜’形成圖型的方式’於圖4的右側表示發光裝置的剖面示意 圖’需注意圖4的剖面示意圖僅用於明確表示各層的形成，其 大小、厚度比例並沒有依照實體的尺寸比例。圖4中，3〇ι表 不基座’302表示種子金屬層（即第一金屬層），3〇3表示銅層 (即第二金屬層）’ 304表示薄膜，305表示化鎳金（Ni/Au) 層。步驟S310 :先濺鍍一第一金屬層，作為種子金屬層，該 種子金屬層可為鈦或鈦鎢材料所成。然後，步驟S32(^電鍍 一銅層，形成一第二金屬層。步驟S330 :形成一具有圖案之 薄膜於該第二金屬層。步驟S340 :藉由#刻而將該第一金屬 層及該第二金屬層圖型化。步驟S350 :除去殘留的薄膜。最 後’步驟S360 :進行表面處理，藉由化學鍍法（electr〇less plating) ’形成化鎳金層（Ni/Au)。 前述表面貼裝（Surfacemount)法，係指利用習知的表面 貼裝技術（SMT; Surface mount technology )’ 可以將 LED 模組 固定於該導電線路層上。例如，先將金屬線路形成於基座上， 可藉由網版印刷法塗佈銀膏於該基座的第一表面後，進行燒 結，然後以鋼板（stainless steel stencil)塗佈錫膏，再經過回 流焊接（reflow soldering) ’除去助焊劑，使錫與LED模組的 基板結合（bonding)。藉此’無需使用螺絲等的結合構件，即 可結合基座與LED模組。此外，前述製作過程可以藉由設置 定位點或者利用治具，可以容易地自動化。 於一實施例，該發光裝置之該基板與該導電線路層的接面 材料之熱料轉5G W/mK以上。上稱躲路層可為銀膏 所構成且具有-g己線圖案。於—實施例，該發光二極體模組的 基板與該導電線路層之間，可包含焊錫。 根據本發明另一實施例，揭露一種形成發光裝置之方法， 包括.提供-基座’其包含n面，且具有立體形狀；形 成複數金>1層於該第-表面上，則彡成—導躲路層；提供一 發光二極贿組，其中該發光二極體模組包含—基板及設置於 基板上之發光二極體晶粒；以及使該發光二極體模組的基板藉 由表面貼裝（Surface _nt)法設置於該導f線路層上以形 成該發光裝置。於-實施例，該基座係由選自下組之 質所構成：表面氧化處理之链、表面具有氧化層之銘、氧化銘 及氮化鋁。該基座較理想為由氧化鋁所構成。 由於發光裝置的基座通常具有立體形狀，因為一般的黃光 微影法僅是在平板狀物體上進行曝_影，然而本發明的基座 1362774 無法使用旋轉塗佈機，進行光阻的塗佈及顯影，此外曝光機通 吊亦不適用於如此具有立體形狀之基座，所以本發明利用印刷 薄膜的方法，將圖案形成於基座表面，再藉由將基座浸潰於钱 刻液的方式，而使導電線路圖型形成於基座的上表面。 於一實施例t，該形成導電線路層於該第一表面上之步 驟’例如圖4所示的方法。 於一實施例中，上述發光裝置之基座為陶瓷材料所構成
® 该基板與該導電線路層的接面材料之熱傳導率為50 W/mK 以上。 於一實施例中’該陶瓷基座與該發光二極體模組的基板之 間，承受4000V以上電墨時不會使該發光裝置失效。 圖3表示根據本發明一實施例之圖2所示的發光裝置之俯 視示意圖，其中500表示LED模組之MCPCB基板，501表示 LED晶粒’ 520表示基座，521表示基座上的貫通孔。 • 根據本發明之發光裝置’基座可為陶瓷材料所構成或表面 氧化處理之铭金屬、表面具有氧化層之紹金屬材料所構成，其 形狀例如圖5 (b)所示，圖5 (a)表示形成於該基座上面之 導電線路層，基座底部可具有螺旋式接頭，例如E26或E27 等的標準連接頭（screw-cap fittings)，因此在基座尾端的表面 具有導電用連接器，與LED模組電連接，以便連接至燈座， 例如家用的燈座上。 綜上所述，根據本發明的發光裝置及其形成方法之設計， 12 1362774 藉由減少各元件間的熱組’且在生產上可以自動化而降低成 本，提高LE：D模組與燈座間的導熱率，進而提高整體發光裝 置的散熱性，降低操作時LED結點溫度，因而可提高LED壽 .命及發光亮度。此外，藉由使用陶莞基座，具有财高電壓特性， 承受4_V以上電壓時不會使發光裝置纽。此外，藉由薄 膜製程’可更進—步提高密合性’可朗更好喊少it件間熱 阻或介面熱阻，因而可更進—步提高發光裝置的散熱效率。 以上雖以特定實施例說明本發明，但並不因此限定本發明 之範圍’只料麟本發明之要旨，熟悉本技«•糖解在不脫 離本發明的意圖及翻下可進行各觀職變更。另外本發明 的任-實_或申請專利義不須達成本發明所揭露之全部 目的或優贼獅。此外’摘要部分和標舰是絲輔助專利 文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。 【圖式簡單說明】 圖1表示習知的發光裝置之示意圖。 圖2表示根據本發明一實施例之發光裝置之示意圖。 圖3表示根據本發明一實施例之圖2所示的發光裝置之俯視示 意圖。 、 圖4表示根據本發明一實施例之導電線路層3〇〇之形成方法之 流程圖，其中圖4的右側表示發光裝置的剖面示意圖。 圖5 (a)表示根據本發明一實施例之導電線路層之示音圖， 以及圖5 (b)表示根據本發明一實施例之發光裝置之示咅圖 13 1362774 【主要元件符號說明】 10 :發光裝置 20 : LED模組 30 :基座 40 :導熱片 100 :發光裝置 200 :基座 200a :第一表面 300 :導電線路層 400 :發光二極體模組 410 :基板 450 :發光二極體 500 :基板 501 · LED 晶粒 520 :基座 521 :貫通孔