TWI482312B - 多重組態發光裝置及方法 - Google Patents

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Description

多重組態發光裝置及方法
本文中揭示之標的大體上係關於發光裝置及方法。更特定言之，本文中揭示之標的係關於多種組態發光裝置及方法。
本申請案主張2010年10月7日申請之美國臨時專利申請案第61/390,966號及2011年1月31日申請之美國專利申請案第13/017,575號的權益，其全部內容之揭示以引用之方式併入本文中。
發光裝置，諸如發光二極體(LED)可在封裝或裝置中利用，以提供白光(例如，感知為白色或近白色)，且發展為白熾燈、螢光燈及金屬鹵化物燈產品的替代。一LED燈的一代表性實例包括具有至少一LED晶片的一裝置，其之一部分可用一磷光體塗佈，諸如釔鋁石榴石(YAG)。該磷光體塗層可將從一個或多個LED晶片發射的光轉換為白光。例如，LED晶片可發射具有所要波長的光，且磷光體可繼而發射例如具有約550 nm的一峰值波長的黃色螢光。一觀看者將光發射的混合物感知為白光。作為磷光體轉換之白光的一替代，紅色、藍色及綠色(RGB)波長的發光裝置可組合以產生感知為白色的光。習知的產生白光的LED、裝置及方法通常對於較低電壓或單一電壓應用而設計。
不管在市場上多種LED晶片及裝置的可用性，對於適宜於利用一範圍或多種電壓的改良裝置存在一需要。使用者可組態的LED、系統及方法有利地對使用者提供一給定裝置內操縱LED晶片的能力，該給定裝置使用於可在多種電壓操作的應用中，同時增強光輸出效能、熱效能，改良裝置可靠性，且促使製造的簡易性。
根據此揭示，提供多重組態的發光裝置及方法，其較好地適宜於多種應用，包含工業及商業的照明產品。因此，本文中本發明的一目的係提供多重組態的發光裝置及方法，包括可調整光的裝置，同時提供能量節省，且需要最小限度的維護。
至少全部或部分藉由本文中揭示之標的而達成本發明之此等目的及其他目的，其可從本文中的揭示變得顯而易見。
對於一般技術者，本發明包含其最佳模式的一完全及詳盡內容更特定地在本說明書的剩餘部分闡明，包含對附圖的參考。
現將對本發明之可能態樣或實施例以更多細節作出參考，其一個或多個實例展示於圖中。提供每一實例以解釋標的，且並不作為一限制。事實上，繪示或描述為一實施例之部分的特徵部可使用於另一實施例中，以仍然產生一進一步實施例。本文中揭示及預想的標的意欲覆蓋此等修改及變動。
如在多種圖中繪示，出於例證的目的，結構或部分的一些尺寸相對於其他結構或部分而誇大，且因此提供以繪示本發明之一般結構。此外，本發明之多種態樣參考形成於其他結構、部分或兩者上的一結構或一部分而描述。如熟習此項技術者將瞭解，對形成於另一結構或部分「上」或「上方」的一結構的參考預期額外的結構、部分或兩者可干預。對沒有一干預結構或部分而形成於另一結構或部分「上」的一結構或一部分的參考在本文中描述為「直接形成於該結構或部分上」。類似地，應瞭解，當一元件稱為「連接」、「附接」或「耦接」至另一元件時，其可直接連接、附接或耦接至另一元件，或可存在干預元件。相反，當一元件稱為「直接連接」、「直接附接」或「直接耦接」至另一元件時，不存在干預元件。
此外，本文中使用的相對術語，諸如「上」、「上方」、「上面」、「頂部」、「下面」或「底部」描述一結構或部分與另一結構或部分的關係，如在圖中所繪示。應理解，相對術語諸如「上」、「上方」、「上面」、「頂部」、「下面」或「底部」意欲涵蓋除圖中描繪的定向之外該裝置的不同定向。例如，若該等圖中之該裝置翻轉，則描述為在其他結構或部分「上方」的結構或部分現將定向為其他結構或部分「下方」。同樣，若該等圖中的裝置沿著一軸旋轉，描述為在其他結構或部分「上方」的結構或部分現將定向為「毗鄰」其他結構或部分或在其他結構或部分「左邊」。相同數字貫穿全文指相同元件。
根據本文中描述之實施例的發光裝置可包括製造於一碳化矽基板上的基於III-V族氮化物(例如，氮化鎵)的發光二極體(LED)或雷射，諸如由北卡羅來納州的Cree,Inc. of Durham製造及出售的裝置。例如，本文中討論的碳化矽(SiC)基板/層可為4H多型體碳化矽基板/層。然而可使用其他碳化矽候選多型體，諸如3C、6H及15R多型體。適當SiC基板可從本發明之受讓人的Cree,Inc.,of Durham,N.C.購得，且用於生產此等基板的方法在科學文獻以及許多共同受讓之美國專利中闡明，包含但不限於美國專利第Re. 34,861號；美國專利第4,946,547號；及美國專利第5,200,022號，其全部內容之揭示以引用之方式併入本文中。
如在本文中所使用，術語「III族氮化物」指形成於氮與元素週期表III族中一個或多個元素(通常為鋁(Al)、鎵(Ga)及銦(In))之間的此等半導體化合物。該術語亦指二元、三元及四元化合物，諸如GaN、AlGaN及AlInGaN。III族元素可與氮組合，以形成二元(例如，GaN)、三元(例如，AlGaN)及四元(例如，AlInGaN)化合物。此等化合物可具有實驗式，其中一莫爾氮與一莫爾該等III族元素的總和組合。相應地，諸如AlxGa1-xN的式(其中1>x>0)通常用於描述此等化合物。磊晶生長III族氮化物的技術已變得發展相當好，且在適當科學文獻及共同受讓之美國專利第5,210,051號，美國專利第5,393,993號，及美國專利第5,523,589號中報導，其全部內容之揭示以引用之方式併入本文中。
儘管本文中揭示之LED的多種實施例包括一基板，熟習此項技術者應理解，其上生長包括一LED的磊晶層的晶體磊晶生長基板可移除地生長，且獨立式的磊晶層可安裝於一置換載體基板或子基板上，其可具有比原始基板更好的熱、電、結構及/或光學特性。本文中揭示之標的並不限制於具有晶體磊晶生長基板的結構，且可與已從其原始生長基板處移除磊晶層的結構一起使用，且接合至置換載體基板。
根據本發明之一些實施例的基於III族氮化物的LED例如可製造於生長基板上(諸如一碳化矽基板)，以提供臥式裝置(在該LED的一相同側上具有兩個電接觸件)或立式裝置(在該LED的相對側上具有電接觸件)。此外，該生長基板可在製造或移除之後(例如，藉由蝕刻、碾磨、拋光等等)維持於該LED上。該生長基板可例如移除，以減小所得LED的一厚度及/或減小經一垂直LED的一正向電壓。例如一臥式裝置(具有或不具有該生長基板)可為覆晶，其接合(例如，使用焊料)至一載體基板或印刷電路板(PCB)，或導線接合。一立式裝置(具有或不具有該生長基板)可具有一第一終端，其焊接接合至一載體基板、安裝墊片或PCB，及一第二終端，其導線接合至該載體基板、電元件或PCB。立式及臥式LED晶片結構的實例經由Bergmann等人的美國公開案第2008/0258130號及Edmond等人的美國公開案第2006/0186418號中的實例而討論，其全部內容之揭示以引用之方式併入本文中。
該LED可至少部分用一個或多個磷光體塗佈，該等磷光體吸收該LED光的至少一部分，且發射一不同波長的光，使得該LED發射來自該LED及該磷光體的一組合光。在一實施例中，該LED發射LED及磷光體光的一白光組合。該LED可使用許多不同方法塗佈及製造，一適宜方法描述於美國專利申請案第11/656,759號及第11/899,790號中，其名稱均為「Wafer Level Phosphor Coating Method and Devices Fabricated Utilizing Method」，且其兩者以引用之方式併入本文中。在替代中，LED可使用其他方法塗佈，諸如電泳沈積(EPD)，一適宜EPD方法描述於題為「Close Loop Electrophoretic Deposition of Semiconductor Devices」的美國專利申請案第11/473,089號中，其亦以引用之方式併入本文中。應理解，根據本發明之LED裝置及方法亦可具有多重不同顏色的LED，其一者或多者可為發射白色的。
現參考圖1A至圖8B，揭示發光裝置及方法的實施例。圖1A至圖3B繪示多重組態裝置及方法，其中在一安裝墊片20上的一個或多個LED可取決於所要的應用及/或電壓範圍而選擇性地經組態為多種配置。例如，圖1A及圖1B繪示第一實施例，其包括整體標示為12的一個或多個LED或LED晶片，其經組態於以較低電壓使用的配置中。在一態樣中，第一實施例可包括一配置，其可包括適宜於以約3伏特(V)的裝置及應用中的LED。圖3A及圖3B繪示包括一個或多個LED的第二實施例，其經組態於使用於需要比該第一實施例之電壓高的應用中的配置中。在一態樣中，第二實施例可包括適宜於以約6V的裝置及應用中的LED的一配置。類似地，圖4A及圖4B繪示包括一個或多個LED的第三實施例，其經組態於使用於需要比該等第一或第二實施例之電壓高的應用中的配置中。在一態樣中，該第三實施例可包括適宜於以約12V的裝置及應用中的LED。然而出於例證的目的，圖1A至圖4B的實施例決不以限制性地展示，如一個或多個LED的多重配置可如上文描述般經組態為包括立式及/或臥式裝置，以對於所要應用導致多數適宜的配置。
整體參考圖1至圖8B，繪示多重組態發光二極體(LED)裝置。此等多重組態發光二極體可包括複數個LED，且該等LED可選擇性地組態以在至少三個不同電組態中電連接。在一態樣中，當處理較小的封裝尺寸時，例如具有25平方毫米(mm2 )或更小，12.25 mm2 或更小，或甚至10 mm2 或更小面積的封裝，多重組態裝置或封裝可為有用的。
圖1A及圖1B繪示根據本發明整體標示為10的LED裝置之第一實施例。LED裝置10可包括配置於一安裝墊片(整體標示為20)上的一個或多個LED晶片12。安裝墊片20可包括本技術中已知之任意適宜的導電材料，例如，金屬材料、銅、鋁或導電聚合材料。安裝墊片20可包括與一LED裝置或系統之電組件整合形成或電隔離及/或熱隔離的一個或多個部分。例如，電組件可分別包括第一及第二電元件14及16。第一及第二電元件14及16可包括本技術中已知之任意適宜導電材料，例如，金屬材料，銅(Cu)，鋁(Al)或導電聚合材料。
一般而言，安裝墊片20及第一及第二電元件14及16可經配置及/或附接於一基板或子基板32的一頂面34上。LED 12可包括具有類似波長的光的一個或多個LED晶片，例如包括某一目標波長分格。在替代中，LED 12可包括複數個LED晶片，其中該等LED晶片12的至少一者係一不同波長，例如從與另外複數個LED不同的一目標波長分格選擇。在一態樣中，經選擇以使用的LED 12可包括目標為例如與從如上文描述之一磷光體發射之光混合的冷白(CW)或暖白(WW)光的波長。在另一態樣中，經選擇以使用的LED 12可包括類似及/或不同目標的波長分格，包含紅色、藍色、綠色、琥珀色、紅-橙色及/或其一組合。LED 12可包括具有複數個顏色的複數個LED，例如，在該配置中的每一LED 12可從一不同目標的波長分格選擇。例如，形成該複數個的至少一LED 12可包括目標為紅色、綠色、藍色及/或白色分格(RGBW)或紅色、綠色、藍色及/或琥珀色分格(RGBA)之各者的LED。可取決於應用及所要的光發射而選擇任意適宜的波長分格及/或磷光體組合。
一般而言，LED 12可包括以不同方式配置的許多不同半導體層。LED結構及其製造及操作在本技術中大體上已知，且在本文中簡單討論。LED 12可包括一傳導電流散佈結構13及/或安置於LED 12的一頂面上的一個或多個導線接合墊片11。電流散佈結構13及接合墊片11可包括任意適宜導電材料，且可使用任意適宜方法而沈積。可使用於電流散佈結構13及接合墊片11的材料例如為金(Au)、銅(Cu)、鎳(Ni)、銦(In)、鋁(Al)、銀(Ag)及/或其組合，及金屬合金、導電性氧化物及透明導電性氧化物。電流散佈結構13可包括具有一個或多個導電指狀物的一柵格，該等導電指狀物間隔開以增強從該等一個或多個接合墊片11散佈至LED 12之頂面的電流。在操作期間，一電信號或電流可例如使用一導線接合24而施加至該等接合墊片11。該電信號或電流可經該電流散佈結構13及頂面而散佈至該LED 12中。電流散佈結構13通常利用於頂面係p型的LED中，但亦可對於n型材料而使用。
繪示於圖1A至圖8B的LED 12可包括一構造，其中該晶片之底部包括與第一電元件14電連通的一陽極，且頂部接合墊片11包括與第二電元件16電連通的一陰極。即，電連通可包括從一電元件經該等LED 12且進入該第二電元件16的電流流動。LED 12出於例證的目的而展示，然而，此實施例並非限制性的，可利用現在已知或未來的包括任意適宜LED構造、尺寸、形狀及/或類型的任意LED。第一及第二電元件14及16可使用適宜或已知的附接方法(例如，導線接合24及/或焊接附接)而提供導電路徑，以與LED 12電連通。例如，一個或多個LED 12可安裝於安裝墊片20上，安裝墊片20使用任意適宜方法及材料(諸如使用習知焊接技術及材料的附接)而與電元件14及16整合形成，且從電元件14及16延伸或分離及隔離。例如，附接材料可包括導電環氧樹脂、焊錫膏、預成型坯、通量共晶材料或分散聚合材料，及使用其方法，其各者可為導電的及導熱的。
大體上參考圖1A至圖8B，LED裝置可包括子基板32，其可包括任意適宜材料。在一態樣中，子基板32可包括一電絕緣材料。例如，材料可包括但不限於陶瓷材料，諸如氧化鋁、氮化鋁或有機絕緣體，如聚醯亞胺(PI)及聚鄰苯二甲醯胺(PPA)。在其他實施例中，子基板32可包括一印刷電路板(PCB)、藍寶石或矽或任意其他適宜材料，諸如T包層熱包層絕緣基板材料，可例如從明尼蘇達州的The Bergquist Company of Chanhassen購得。對於PCB實施例，可使用不同PCB類型，諸如標準的FR-4 PCB，金屬芯PCB，或任意其他類型的印刷電路板。本文中揭示之LED裝置可使用利用經尺寸化以適應複數個子基板的一子基板板材板材的方法而製造。即，多重LED裝置可形成於該板材板材上，其中個別裝置可從該板材板材單片裝。在多種態樣中，可所要具有一子基板32，其係具有較低熱阻或較高導熱率的一較好電絕緣體(例如，氮化鋁)。可使用的一些材料具有約30 W/m‧K或更高的一導熱率，諸如氧化鋅(ZnO)。其他可接受材料具有約120 W/m‧K或更高的導熱率，諸如氮化鋁(AlN)，其具有範圍可從140 W/m‧K至180 W/m‧K的一導熱率。按照熱阻，一些可接受材料具有2℃/W或更低的一熱阻。亦可使用具有在本文中討論之範圍外的熱特性的其他材料。
仍然大體上參考圖1至圖8B，子基板32可包括頂面34，其上或其上面可分別形成及配置圖案化的第一及第二電元件14及16，以及安裝墊片20。該等一個或多個LED 12可安裝於該安裝墊片20的一近似中心。在本文的配置中的該子基板32之尺寸可取決於不同因數而變化，一個為該等LED 12的尺寸。例如，裝置10及本文中揭示的其他配置中子基板32的尺寸可包括與安裝墊片20中的有效熱散佈面積及分別第一及第二電元件14及16相同的尺寸。例如，在具有四個1 mm LED的裝置中，該子基板32可量測為近似5 mm乘5 mm。又例如，在具有四個0.7 mm晶片的一裝置中，子基板32可量測為3.5 mm乘3.5 mm。該等5 mm及3.5 mm的子基板尺寸係例示性的且並不詳盡。可具有多於或少於4個LED，且該子基板及裝置可分別小於或大於700 μm或1 mm。例如，一2 mm乘2 mm或8 mm乘8 mm子基板係可行的。此係假設LED 12包括一大體上的正方形。然而，該等LED之任意者亦可為矩形的。應進一步理解，該子基板可包括任意適宜形狀，包含圓形、矩形或其他多重側面的形狀。
本文中揭示之裝置可進一步包括元件，以保護免受靜電放電(ESD)的損害。在所展示之實施例中，該等元件係晶片上的，且可使用不同元件，諸如多種立式矽(Si)齊納二極體，與LED 12並聯配置且反偏壓的不同LED，表面安裝變阻器及橫式Si二極體。在所展示之實施例中，可利用一齊納二極體30，且其使用已知安裝技術而安裝於安裝墊片20上。二極體30可相對較小，使得其並不遮蓋該子基板32之表面上的一過多面積，或阻塞從該等LED 12發射的光的過多部分。二極體30亦可接近於一透鏡38之邊緣而放置(圖8A/圖8B)，使得其無法阻塞來自該裝置之一中心的光。
圖1A及圖1B繪示裝置10之第一實施例，其包括一個或多個LED 12，其中至少一LED 12與其他LED 12之各者並聯配置。圖1A及圖1B在安裝墊片20之圖案及所使用之LED 12的類型方面有所不同。例如，圖1A繪示安裝墊片20，其具有由一個或多個間隙15分離的一個或多個部分，如根據圖2而描述及繪示。經選擇以使用於根據圖1A之裝置10中的LED 12可包括兩個接合墊片11。在根據圖1B的替代配置中，裝置10包括具有一接合墊片11的LED 12。圖1A包括四個LED 12，其各者相對於其他LED 12而並聯安裝。本文中之實施例並不限制於四個或任意特定數目的LED，而可包括任意所要的數目。
為並聯連接，安裝墊片20之一個或多個部分可電連通，或使用一個或多個導電電線26而直接或間接鏈接至第一電元件14，使得每一LED 12可配置於一正電極源(諸如第一電元件14)上或以別的方式與一正電極源電連通。圖1A及圖1B中的LED 12可與第一電元件14及第二電元件16之各者電連通或直接或間接連接。例如，圖1A繪示一第一LED 12A，其使用例如導電焊錫膏而電連通或直接電連接至第一電元件14。第一LED 12A亦可使用導線接合24而直接導線接合至第二電元件16。一第二LED 12B可連接至安裝墊片20的一部分，其使用導電電線26而與第一電元件14電連通。因此，第二LED 12B可間接連接至第一電元件14，且直接導線接合至第二電元件16。一第三LED 12C可安裝於安裝墊片20的一部分上，其使用導電電線26而與第一電元件14電連通。第三LED 12C亦使用導線接合24而直接連接至第二電元件。類似地，一第四LED 12D可安裝於安裝墊片20的一部分上，其使用導電導線26而與第一電元件14電連通。第四LED 12D亦可導線接合至第二電元件16。因為LED 12A至12D之各者分別與第一及第二電元件14及16之各者電通信，因此每一各自LED 12A至12D與包括該配置的其他LED之各者並聯。特別地，圖1A中的LED配置包括放置該等LED，使得該等接合墊片11面對子基板32之外部邊緣，使得若使用一透鏡，由該等接合墊片11及導線接合24阻塞之任何光將接近該透鏡之邊緣(如在圖5、圖8A及圖8B中最佳地繪示)。放置晶片使得該等導線接合24接近外部，允許最大效率，及每裝置或系統的光輸出。此允許LED 12較緊湊的封裝，此繼而產生一較緊湊的點源及最佳化光輸出。
圖1B繪示第一裝置10，其係圖1A之裝置的一替代。在圖1B中，每一LED 12仍然與其他LED 12之各者並聯，就如圖1A之實施例。圖1B包括LED 12的一配置，每一者具有一單一接合墊片11。圖1B繪示安裝墊片20，其包括一第一部分21A及一第二部分21B。第一及第二部分21A及21B可與各自的第一及第二電元件14及16整合形成。圖1B中的安裝墊片20包括與第一電元件14整合形成的第一部分21A，其中該第一電元件14由一單一間隙15而與第二電元件16電隔離及/或熱隔離。在圖1B中，間隙15形成在該等四個LED 12周圍的一溝渠或路徑。該等LED 12之各者可置於安裝墊片20上，與第一電元件14直接電連通。該等LED之各者，即LED 12A至12D亦可使用導線接合24而直接與第二電元件16電連通，此允許電流從該等LED接合墊片11流動至該第二電元件16。類似於圖1A中所展示，圖1B之該等LED 12可經旋轉及/或放置，使得該等接合墊片11相對於該等四個LED 12的一中心而徑向放置，且沿著該等四個LED 12的外部邊緣，朝向該基板之該等外部邊緣，以最小化由導線接合24阻塞的光。此配置允許一緊密封裝的組態，產生一較小點源，且最佳化光輸出。圖1A及圖1B包括並聯連接的LED 12，因此裝置10內的整個系統或配置可操作於較低電壓。在一態樣中，包括裝置10的該等配置可操作於約3V，350 ma。較低電壓亦可行，該電壓為該晶片電壓、裝置操作溫度及驅動電流的一函數。本文中之該等配置可為使用者可組態的，以使用於較高電壓的應用，例如，藉由改變導線接合24之位置及/或佈置，該等導線接合24與該等LED並聯及/或串聯連接。其他組態展示於圖3A至圖4B中，且其決不為限制性的，因為LED 12之數目及組態可為無限制的。
圖2繪示導電圖案40。導電圖案40亦可被裝置50及60內的LED組態或配置所利用，如圖1A及圖3A至圖8B中所繪示。導電圖案40可包括整體標示為20的安裝墊片，及第一及第二電元件14及16。導電圖案40可安裝於子基板32上，其中可由對準孔18促進對準，該等孔將與一個或多個內部導電通孔56連通(圖6)。安裝墊片20可包括由一個或多個間隙15定義的一個或多個部分。安裝墊片20之部分可從其他部分之各者電隔離及/或熱隔離。安裝墊片20之部分可經選擇性地組態，使得該等部分可使用一個或多個導電電線而選擇性地彼此電連通，以將該等部分鏈接至一起。安裝墊片20之部分可視需要從第一及第二電元件14及16之各者電隔離及/或熱隔離，除非由一個或多個導電電線26連接，如由圖1A、圖3A及圖3B最佳地繪示。在一態樣中，安裝墊片20之一個或多個部分可分別與第一及/或第二電元件14及16之各者整合形成。例如，圖2繪示安裝墊片20，其包括在一逆時針配置中的一第一部分41、一第二部分42、一第三部分43及一第四部分44。部分41至44可形成具有一中心的一實質上緊密封裝的正方形配置。
特別地，部分41至44之各者可(但不需要)為導電的。部分41至44之各者可包括不導電的材料，諸如陶瓷。在一態樣中，部分41至44可包括氮化鋁(AlN)材料或基板。在一態樣中，LED 12可直接安裝於子基板32上。類似地，第一部分41可(但不必要)與電元件14整合形成，且可藉由一個或多個間隙15而與剩餘部分42至44電隔離及/或熱隔離。類似地，部分42至44可由一個或多個間隙15而從彼此的部分以及電元件14及16電隔離及/或熱隔離。該等部分之尺寸及形狀由間隙15定義，且決不限制於所展示之尺寸及形狀。可使用任意適宜尺寸及/或形狀。部分之數目及配置決不限制於圖2，而出於例證之目的，展示四個部分。
仍然參考圖2，一個或多個部分41至44可含有位於一個或多個間隙15之間的投影部分17。部分41至44及投影部分17使得使用者可組態系統，在該等系統中可改變一個或多個LED 12的佈置及/或電連接。藉由允許一裝置適應覆蓋一範圍的Vf及其他所要性質的多重應用，此可為有利的。在一態樣中，利用導電圖案的裝置(諸如圖2中所繪示)可取決於使用者如何組態LED及安裝墊片20之部分的配置而操作於3伏特(V)至12 V的一範圍內。圖2分別繪示第三及第四部分43及44，包括投影部分17。例如，安裝墊片20之第四部分44包括一L形投影部分17，其安置於兩個間隙15之間。L形投影部分17至少部分與第二電元件16平行，且接著至少部分正交地延伸，且向內朝向安裝墊片20之中心。安裝墊片20之第三部分43包括一投影部分17，其與第一電元件14正交，且朝向第一電元件14延伸。
仍然參考圖2，但亦繪示於額外圖中，第一電元件14可包括一個或多個符號或指示符22A及22B，以指示電極性，此對於該等裝置元件至LED 12及裝置元件至一外部源的電連通可為重要的。例如，LED 12的一底面可耦接或電連接至電信號的一正極，由指示符22B表示，而接合墊片11可電連接至第二電元件16。類似地，為確保LED裝置在一外部源上(諸如一PCB或其他基板)的精確安裝，與第一電元件14電連通的一第一安裝墊片58(圖7)可安裝於一信號的一正極處，以驅動經該等LED的電流。在所展示之實例中，指示符22B包括在該第一電元件14上的一正(+)符號，指示該配置應安裝為該信號正極耦接至一第一安裝墊片58。接著該信號的負極將耦接至一第二安裝墊片64(圖7)。指示符22A可包括在該等電元件之製造期間使用的一對準標記，以確保例如在沈積期間遮罩的適當對準。應理解，可使用許多不同符號及指示符類型，且第二電元件16亦可包含一符號。亦應理解，該等符號可置於除了該等電元件之外的其他位置中。
仍然參考圖2，安裝墊片20及第一及第二電元件14及16可包括任意適宜導電及/或導熱材料。在一態樣中，安裝墊片20及第一及第二電元件14及16可包括使用已知技術(諸如電鍍)而沈積的銅。在典型電鍍程序中，一鈦黏合層及銅種子層連續地濺鍍於一基板上。接著，約75微米的銅可電鍍於該銅種子層上。所得的經沈積的銅層可接著使用標準微影程序而圖案化。在其他實施例中，該層可使用一遮罩而濺鍍，以形成所要的圖案。在其他態樣中，用於安裝墊片20及電元件14及16之各者的導電材料可包括銅，或該等特徵部之一者可為銅，且其他特徵部可包括一個或多個不同材料。例如，安裝墊片20可用額外金屬或材料電鍍或塗佈，以使得安裝墊片20更適宜於安裝LED 12。例如，該安裝墊片20可用黏合或接合材料或反射性及障壁層電鍍。
一個或多個間隙15可經該安裝墊片20而安置，及/或安置於安裝墊片20與分別第一及第二電元件14及16之間。間隙15可向下延伸至子基板32之頂面34，藉此將電元件14及16與安裝墊片20的一個或多個部分41至44電隔離及熱隔離。如在下文中更深入地描述，一電信號可從該第一電元件14由該安裝墊片20促使而直接或間接施加至LED 12。一信號可例如當安裝墊片41之第一部分與電元件14整合形成(其間不形成間隙)時直接通過。當安裝墊片之部分(42至44)使用一個或多個導電電線26而鏈接至電元件14時，一信號可間接通過至一LED，如在圖1A及圖3A中最佳地可見。該電信號可經過該等LED 12，使用一個或多個導線接合24而至該第二電元件16，該等導線接合24將接合墊片11連接至第二電元件16。間隙15可提供該等第一與第二電元件14與16之間的電隔離，以防止缺乏施加至該等LED 12的信號。
繪示於圖2中且亦繪示於圖1A至圖8B的導電圖案40可安裝於子基板32上。由該等一個或多個LED 12產生的熱通常可能不有效地散佈至子基板32中，特別是包括陶瓷材料的一子基板。當LED 12提供於安裝墊片20上時，熱並不經該子基板的大部分而散佈，而可變得大體上集中於僅在該LED 12下方的面積。此可致使LED 12過熱，此可繼而限制該LED裝置之操作功率位準。為改良LED裝置的熱消散，例如裝置50及60，安裝墊片20及電元件14及16可提供延伸的導熱路徑，以將熱從該等LED 12橫向傳導開，使得其可超過僅在該等LED 12下方的面積而散佈至子基板32的其他區域。例如，安裝墊片20可比由該等LED 12遮蓋的面積遮蓋子基板32之該頂面34的更多表面積。安裝墊片20可朝向子基板32之邊緣而延伸。在所展示之實施例中，安裝墊片20大體上係圓形的，且從該等LED 12朝向子基板32之邊緣徑向延伸。安裝墊片20之一部分與第一電元件相交，同時保持從該第二電元件16隔離。應理解，安裝墊片20可包括任意適宜形狀及/或尺寸，且在一些實施例中，其可延伸至該子基板32之邊緣。
大體上參考圖1A至圖8B，第一及第二電元件14及16可遮蓋子基板32之頂面34之部分，其從對準孔18延伸出，且遮蓋對準孔18與子基板32之邊緣之間的面積。藉由以此方式延伸電元件14及16，可進一步改良從LED 12的熱散佈。此改良LED 12中產生的熱的熱消散，此改良其操作壽命，且允許較高的操作功率。安裝墊片20及電元件14及16可以不同百分比遮蓋子基板32之頂面34，一典型覆蓋面積大於50%。在一態樣中，安裝墊片20及電元件14及16可遮蓋該子基板的約70%。在其他態樣中，該覆蓋面積可大於75%。
圖3A至圖4B繪示根據本發明之裝置之第二及第三實施例，及LED 50及60之配置。圖3A至圖4B繪示LED之配置，包括至少一群組之LED，其中該群組的一第一LED與該群組之另一LED以串聯電連接。本文中描述之LED配置可由一使用者選擇性地組態，以建立可操作於3V或大於3V的裝置。裝置50及60包括與LED裝置10類似的特徵部。對於類似特徵部使用相同參考數字，以上文的描述等同地適用於此等實施例為共識。例如，LED裝置50及60可包括導電圖案40，其具有整體標示為20的安裝墊片，及安裝於子基板32上的第一及第二電元件14及16。裝置可進一步包括一個或多個LED 12及一透鏡38(圖8A/圖8B)。類似於LED裝置10，LED裝置50及60經配置以表面安裝於一外部源上。該等裝置可為可使用者組態的，藉此具有LED 12、導線接合24及許多安裝墊片20上的導電電線26的可變配置及/或佈置，例如適應可操作於多種低壓至高壓應用中的裝置。裝置50及60可操作於較高電壓，此可部分藉由改變該裝置內LED晶片12之配置或電組態而完成，以將至少一第一LED 12與一第二LED 12串聯。即，一較高電源可與LED、LED裝置及方法而使用，電壓將跨一個或多個LED晶片12之系列而分開。由該電源產生的較高電壓可包括通過每一個別LED晶片12的一系列之各自低電壓。該電源電壓可對於一些應用操作於從3 V至12 V的一範圍內，且在其他應用中，可操作於大於12 V。
圖3A至圖3B繪示LED裝置50。此裝置包括一裝置，該裝置中一使用者已經在與裝置10及60不同的一配置中組態該等LED及導線接合24。此配置並不限制，但出於例證的目的揭示。應理解，配置可包括配置於安裝墊片20之部分上的多重LED，及/或導線接合24及導電電線26之佈置。圖3A繪示四個LED 12A至12D的一配置，其以串聯及並聯的一組合而彼此電連接。例如，圖3A繪示與一第二LED晶片12B串聯配置的一第一LED 12A。此配置繪示第一群組之LED，分別包括第一及第二LED 12A及12B。該第一群組相反地安置，且結構上位於與第二群組平行。該第一群組之LED可使用導電電線26而與第二群組之LED並聯，以例如將安裝墊片之第一部分41連接至安裝墊片之第四部分44。安裝墊片之第四部分44相反於該安裝墊片之第一部分41，其中間隙15安置於其間。一第二群組之LED可包括與第四LED 12D串聯連接的第三LED 12C。因此，裝置50內的LED配置包括同時串聯及並聯地電連接的LED 12的一組合。
圖3B分別繪示第一及第二系列S1及S2的電流流動。如所繪示，藉由將導電電線26置於與第一部分41(其與安裝墊片之第四部分44並聯)電連接，第一系列S1與第二系列S2並聯連接。第一系列S1包括第一群組之LED 12及可沿著由安裝墊片20之一個或多個部分41至44上的導線接合24及導電電線26定義的一指定路徑流動的一電信號或電流。第一系列S1包括從一外部源通過至第一電元件14且接著進入第一LED 12A的一電信號。當電信號通過第一LED 12A時，其可導致一所要波長的光發射。第一系列S1之電信號可從第一LED 12A出來，且進入安裝墊片20之第二部分42。來自第一系列S1的電流可接著進入第二LED 12B，且從該等LED接合墊片11出來，且接著進入第二電元件16。電流可藉由一個或多個導電通孔56而經過該裝置，進入表面安裝墊片58(圖6)且至一外部電路或源。
類似地，第二系列S2包括一第二群組之LED 12，及可沿著由安裝墊片20之一個或多個部分上的導線接合24及導電電線26定義的一指定路徑流動的一電信號或電流。第二系列S2包括在外部產生且從第一電元件14通過，進入第四LED 12D的一電信號。此可例如藉由使用一個或多個導電電線26，將第四部分44連接至第一部分41而完成。當電信號經過第四LED 12D時，該電信號可導致一所要波長的光發射。第二系列S2之電信號可從第四LED 12D出來，且進入安裝墊片20之第三部分43之投影部分17。來自第二系列S2之電流可接著進入第三LED 12C，且從該等LED接合墊片11出來，進入該第二電元件16，至一外部源。特別地，LED 12A至12D之各者的接合墊片11可向外朝向子基板32之邊緣而徑向放置，以最小化一阻塞光量，且允許從該等LED群組發射之光的一較緊湊點源。LED 12可在一大體上正方形配置中。第一系列S1之電信號或電流可藉由一個或多個導電電線26而與第二系列S2並聯，該等導電電線26將安裝墊片20之第一部分41電耦接至安裝墊片之第四部分44。沿著兩個平行線流動的導電路徑由第一及第二系列S1及S2指示。將兩個系列並聯允許LED裝置50經組態為適宜於使用於較高電壓的一配置中。在一態樣中，LED裝置50適宜於使用於約6V。可串聯連接任意適宜及所要數目之LED 12。同樣，可並聯連接任意數目之系列，以達成可在一所要功率及電壓應用中操作的一裝置。設計並不限制於圖3A至圖3B中展示的設計，但出於例證的目的，展示並聯的兩個系列S1及S2。
作為一實例，且沒有限制，根據該實例之由LED裝置50提供的LED裝置可包括四個1 mm晶片，且可展現一範圍之發光通量，包括以175 mA的一驅動電流的約129流明至140流明(lm)(相等於1 W)。以175 mA的中間及/或平均發光通量可例如為約135 lm/W。以175 mA的平均Vf可例如為約5 V，且以350 mA的一驅動電流的一範圍之發光通量可為約248 lm至264 lm(相等於2 W)。以350 mA的該中間及/或平均發光通量可為約255 lm，且以350 mA的該平均Vf可為約5.1 V。以700 mA的一驅動電流的一範圍之發光通量可為約450 lm至475 lm(相等於4 W)。以700 mA的該中間及/或平均發光通量可為約462 lm。以700 mA的該平均Vf可為約5.5 V。因此，LED裝置50可經組態且可操作於一範圍之Vf，諸如4 V至8 V。
圖4A至圖4B繪示LED裝置60。此裝置包括一使用者已經在與裝置10及50不同的一配置中組態該等LED及導線接合24的一裝置。此配置並不限制，但出於例證的目的使用，因為配置可包括多重LED，由一個或多個間隙15定義的安裝墊片20之部分，及/或導線接合24及導電電線26之佈置。類似於圖1A及圖3A中所繪示的裝置，LED裝置60可包括分別安裝於安裝墊片41至44之部分上的四個LED 12A至12D。裝置60已經組態使得LED 12A至12D之各者可串聯連接。當對比於圖3A及圖3B時，此配置可例如由導線接合24之佈置或缺乏連接安裝墊片之部分的導電電線26而不同。例如，在圖4A及圖4B中從第二LED 12B延伸的導線接合24並不在安裝表面之第四部分44之投影部分17上延伸或「橫越」，而電連接至投影部分17。再者，圖3A及圖3B包含一個或多個導電電線26，其將安裝墊片20之一個或多個部分之LED 12並聯。如圖4A及圖4B所繪示，四個LED 12A至12D串聯連接，不需要使用導電電線連接安裝墊片之部分。
圖4B繪示系列S之電流流動，其中四個LED可串聯。系列S包括串聯的一第一群組之四個LED 12A至12D，其具有可沿著由安裝墊片20之一個或多個部分41至44上的導線接合24定義的一指定路徑流動的電信號或電流。系列S包括從第一電元件14進入第一LED 12A的一電信號。當電流或電信號經過該等LED 12A至12B時，該電信號將導致一所要波長的光發射。系列S之電信號可從第一LED 12A出來，且進入安裝墊片20之第二部分42。來自系列S的電流可接著進入第二LED 12B，且從該等LED接合墊片11出來，進入安裝墊片20之第四部分44之投影部分17。系列S之電流可接著沿著該投影部分17流動，且進入第四LED 12D，且從第四LED 12D之該等接合墊片11出來，至安裝墊片20之第三部分43之投影部分17上。來自系列S的電流可接著進入第三LED 12C，且從該LED之接合墊片11出來，進入該第二電元件16。因此，電流經過四個LED 12A至12D散佈，且系列S包括以一基本上「S」形連接的LED 12。即，電流並不關於大體上封裝之正方形的該等LED而連續地順時針或逆時針流動，但沿著一「S」形組態從12A至12B至12D散佈，且最後至12C。此組態使得裝置可操作於比裝置10及50高的電壓處。此係因為串聯允許該等LED以較高的電壓驅動，因為電壓分配至該等LED中。採用此配置的裝置可操作於12V或更高。再一次強調，相對於裝置10、50及60，且出於例證之目的，展示安裝於安裝墊片20之四個部分上的四個LED 12。安裝於多於或少於安裝墊片之四個部分上且以串聯、並聯及/或其一組合連接的包括多於四個或少於四個LED的裝置係可行的，且因此係預期的。
圖5繪示多種組件的一分解圖，包括例如LED裝置60，其進一步包括透鏡38及保護性層42。應注意，LED裝置10及50亦可包括透鏡38及保護性層42，但出於例證之目的展示裝置60。安裝墊片20及電元件14及16可配置於子基板32之頂面34上。安裝墊片20可包括對於該ESD裝置(例如，齊納二極體30)的一開口31，使得其可安裝於安裝墊片20上。可使用不同安裝材料及方法，諸如用於將該LED 12安裝於安裝墊片20上的安裝材料及方法。導線接合24可在間隙15上延伸，且將齊納二極體30用作連接源而將該第二電元件16連接至第一電元件14。二極體30可相反於LED晶片12而偏壓。LED 12及二極體30之配置允許經過LED裝置60的過大電壓及/或電流，從一ESD元件經過二極體30，而非LED 12，藉此保護LED 12免於損壞。導線接合24及導電電線26在可應用之處可使用現在已知或未來的方法而組態，且可包括已知的導電材料。例如，一適宜材料可包括金(Au)。應理解，在一些態樣中，LED裝置10、50及60可不具有一ESD元件/二極體，或在一替代中，一ESD元件/二極體可位於該(該等)LED裝置外部。
圖5亦繪示包括至少一焊接堰部28的LED裝置，該焊接堰部28在繞LED 12的一區域中安置。焊接堰部28可幫助將該等LED 12置中，且當安裝焊料以液體形式時減小該等LED之移動。當該液體焊料遇到該等堰部之任一者時，減慢或停止移動。此幫助減小該LED的移動，直到該焊料硬化。焊接堰部28亦提供一貯槽，可使過多焊料流動且被捕獲於其中，使得其不會延伸至一個或多個間隙而使該安裝墊片20之一個或多個電隔離部分42至44短路。
可包含的一選用特徵部或步驟使用一焊接遮罩(未圖示)，其包括習知材料，其可在導電圖案40及子基板32之頂面34上包含。此特徵部描述於美國專利申請案第12/757,891號中，其全部內容以引用之方式併入本文中。焊接遮罩可至少部分遮蓋安裝墊片20，第一及第二電元件14及16，及一個或多個間隙15。焊接遮罩可在隨後處理步驟，且尤其將LED 12安裝至安裝墊片20，及導線接合期間保護此等特徵部。在此等步驟期間，可具有焊料或其他材料沈積於非所要區域的一危險，此可導致對該等區域的損害，或導致短路。該焊接遮罩可提供一絕緣且保護性的材料，其可減少或防止此等危險。該焊接遮罩可包括一開口，以將LED 12安裝於安裝墊片20上，且將導線接合24附接至第二電元件16。其亦可包括側面開口，允許方便地電接達電元件14及16，以在製造期間測試該等裝置。焊接遮罩可具有對準孔，類似於電元件14及16的孔18，可提供其以在該等LED裝置之製造期間對準，且亦允許當由終端使用者安裝到位時對準。
圖6繪示LED裝置60的一橫截面。此圖亦代表裝置10及50。在此圖中，可見表面安裝墊片58及64分別基本上垂直於第一及第二電元件14及16而在下方安置。當裝置安裝於外部源上時，一電流或電信號可從一外部源(未圖示)經表面安裝墊片58及60而施加至該裝置。例如，第一及第二表面安裝墊片58及60可與位於一外部源上的焊接接觸件或其他導電路徑電連通，且電流分別經過第一及第二電元件14及16。一外部源可包括一印刷電路板PCB，金屬芯印刷電路板(MCPCB)或可通過電流的任意其他適宜外部源。在所展示之實施例中，LED裝置60可使用表面安裝技術而配置，以用於安裝，且裝置60包括由一個或多個導電通孔56定義的內部導電路徑。裝置60可包括形成於子基板32之底面36上的第一及第二表面安裝墊片58及64，且分別至少部分與第一及第二電元件14及16對準。
一個或多個導電通孔56可經第一表面安裝墊片58與第一電元件14之間的子基板32而延伸，使得當一信號施加至該第一表面安裝墊片58時，其經子基板32而傳導，且進入第一電元件14中。類似地，可形成在第二表面安裝墊片64與第二電元件16之間延伸一個或多個導電通孔56，以在兩者之間傳導一電信號。導電通孔56可在對準孔18及各自表面安裝墊片之底部對準孔66與電元件之間延伸。第一及第二表面安裝墊片58及64可允許表面安裝該LED裝置，該電信號跨該等第一及第二安裝墊片58及64而施加至LED 12。導電通孔56及表面安裝墊片58及64可包括任意適宜的導電材料，且可使用任意適宜技術而施加，包含對於安裝墊片20及第一及第二電元件14及16而使用的技術。應理解，表面安裝墊片58及64及導電通孔56可以許多不同組態配置，且可因此包括任意適宜形狀及/或尺寸。隨著導電通孔56將電元件連接至各自表面安裝墊片，亦應理解，電元件可置於其他配置中，包含除所繪示之配置之外的隔離的鄰近配置。導電通孔56可在各自表面安裝墊片與電元件之間形成，該等電元件可能並未實質上垂直配置，而係以一角度配置於子基板32內。亦應理解，代替通孔，可在該等表面安裝墊片與電元件之間的一個或多個子基板表面之間，或甚至沿著各自表面安裝墊片與電元件之間之子基板32的外部側面提供一個或多個干預金屬層。
圖7繪示LED裝置60的一仰視圖。此圖亦可為裝置10及50的圖。LED裝置60可進一步包括安置於子基板32之底面36上的一熱元件62。熱元件65可視需要分別安置於第一與第二安裝墊片58與64之間。在一態樣中，熱元件62安置於該等一個或多個LED 12下方的子基板32之一中央位置中。熱元件62可包括現在已知或未來的任意導熱材料，且可至少部分與該等LED 12垂直對準。在一實施例中，熱元件62從子基板32之頂面34上的電元件14及16以及子基板32之底面36上的第一及第二表面安裝墊片58及64電隔離。儘管來自LED 12的熱可使用安裝墊片20及該等電元件14及16而在子基板32之頂面34上橫向散佈，更多熱可直接在LED 12下方或繞LED 12而通過至子基板32中。藉由允許熱散佈至熱元件62(此處可更容易地消散來自該裝置的熱)，熱元件62可幫助熱消散。熱亦可從該子基板32之頂面34經通孔56傳導，在通孔56中熱可散佈至第一及第二表面安裝墊片58及64(此處亦可消散熱)。對於使用於表面安裝技術的裝置，熱元件62及第一及第二表面安裝墊片58及64的厚度可近似相同，使得所有三者與一橫向表面接觸，諸如一PCB。然而，為改良焊料的濕潤性，且為確保熱元件62與一外部散熱器之間的一更穩健的接觸，熱元件62可從該裝置之本體延伸至比表面安裝墊片更遠的一距離。即，預期熱元件62可比表面安裝墊片58及64厚。
圖8A及圖8B繪示LED裝置50及60，其進一步包括一光學元件，例如一透鏡38。裝置10可同樣包括此等特徵部，但出於例證的目的並未展示。光學元件可包括形成於子基板32之頂面34上及該等一個或多個LED 12上的透鏡38。透鏡38可同時提供環境及/或機械保護。透鏡38可包括頂面34上的不同位置，該透鏡如所展示般放置，具有近似安置於該透鏡基部之中心下方的LED 12。在一些實施例中，透鏡38可與LED 12及/或該子基板32之頂面34直接接觸而形成。在其他實施例中，在該等LED 12及/或頂面34之間可具有一干預材料或層。與該等LED 12直接接觸提供某些優點，諸如改良的光提取及製造的簡易性。
透鏡38可使用不同模製技術模製，且該透鏡可取決於光輸出的所要形狀而為許多不同形狀。所展示的一適宜形狀為半球形，替代形狀的一些實例為橢球體子彈、平坦、六角形及正方形。對於該透鏡可使用許多不同材料，諸如聚矽氧、塑膠、環氧樹脂或玻璃，一適宜材料可與模製程序相容。聚矽氧適宜於模製，且提供適宜光學傳輸性質。其亦可經受住隨後的迴流程序，且並不隨時間而明顯降解。應理解，透鏡38亦可經紋理化以改良光提取，或可含有諸如磷光體或散射粒子的材料。
透鏡38亦應在從子基板32偏移之前能夠經受住某些剪切力。在一實施例中，透鏡38可經受住1千克(kg)或更大的一剪切力。在所使用之聚矽氧在固化後較硬，且具有一較高的硬度計讀數，諸如蕭氏硬度A 70或更高的LED裝置實施例中，該等聚矽氧趨向於更能經受住剪切力。諸如高黏合性及高抗拉強度的性質亦可對該透鏡經受剪切力的能力有貢獻。LED裝置10(未圖示)、50及60的透鏡配置亦可容易地經調適以與次級透鏡或光學器件使用，該等光學器件可由終端使用者置於透鏡38上，以促進光束成形。此等次級透鏡一般在本技術中已知，其許多者是市售的。
LED裝置可使用任何適宜方法而製造。例如，一片基板(子基板)板材可在隨後製造步驟中切割，以提供複數個個別子基板。一板材(未圖示)可允許同時製造複數個裝置。應理解，可能需要一分開的處理步驟，以將該LED裝置導電特徵部提供於該板材上。此等特徵部可包括安裝墊片20、電元件14及16、底部墊片58及64、導電通孔44及熱元件62，其全部可經配置以幫助消散由該LED產生的熱。該板材可包括按組配置的複數個此等特徵部，該等組之各者對應於將要從該板材形成的該複數個裝置之一者。可使用許多不同板材尺寸，諸如3英寸乘4英寸，2英寸乘4英寸，及4英寸乘4英寸。
可提供複數個LED 12，其各者可安裝於該基板板材上的各自安裝墊片20上。若LED裝置包括四個LED，該等LED可個別地或同時作為一群組而放置及/或安裝。亦可提供複數個ESD保護元件，例如，齊納二極體30，其各者可安裝於安裝墊片20上，與該等LED之一者結合。ESD元件可使用與用於附接一個或多個LED的相同安裝方法及材料而被安裝至各自安裝墊片。應理解，該ESD元件亦可使用其他方法而安裝於其他位置中。
如本技術中已知，包括腔體的模型(未圖示)可裝載於該板材上，且配置於LED 12上，該模型包括一透鏡材料及/或以液體形式之囊封，以填充圍繞LED 12之腔體。在一態樣中，透鏡38可包括可液體固化的聚矽氧。LED 12可嵌入該等腔體之一各自者內的液體聚矽氧中。在一實施例中，一層聚矽氧亦可保持在鄰近透鏡之間，以在該子基板之頂面上提供保護性層42。該液體聚矽氧可接著使用已知固化程序而固化。該板材可接著從該模型移除，且可包括複數個透鏡38，其各者在該等LED 12之一各自者上。個別LED裝置10、50及/或60可接著使用一適宜單一化方法而從該板材單一化，例如，藉由鋸切。
圖中展示及上文描述之本發明的實施例係例示性的許多實施例，其可在隨附申請專利範圍內製造。預期該等組態、多重組態發光裝置及其製造方法可包括除明確揭示之外的許多組態。亦預期本文中揭示之多重組態發光裝置可在期望以一特定電壓操作之處預先組態。
10．．．發光二極體裝置
11．．．接合墊片
12．．．發光二極體
12A．．．第一發光二極體
12B．．．第二發光二極體
12C．．．第三發光二極體
12D．．．第四發光二極體
13．．．電流散佈結構
14．．．第一電元件
15．．．間隙
16．．．第二電元件
17．．．投影部分
18．．．孔
20．．．安裝墊片
21A．．．第一部分
21B．．．第二部分
22A．．．指示符
22B．．．指示符
24．．．導線接合
26．．．導電導線
28．．．焊接堰部
30．．．齊納二極體
31．．．開口
32．．．子基板
34．．．頂面
36．．．底面
38．．．透鏡
40．．．導電圖案
41．．．安裝墊片之第一部分
42．．．安裝墊片之第二部分
43．．．安裝墊片之第三部分
44．．．安裝墊片之第四部分
50．．．發光二極體裝置
56．．．導電通孔
58．．．第一表面安裝墊片
60．．．發光二極體裝置
62．．．熱元件
64．．．第二表面安裝墊片
66．．．孔
S．．．系列
S1．．．第一系列
S2．．．第二系列
圖1A及圖1B繪示根據本發明之一發光二極體(LED)裝置的一實施例的俯視圖；
圖2繪示根據本發明之一導電圖案的一俯視圖；
圖3A及圖3B繪示根據本發明之一LED裝置的一實施例的俯視圖；
圖4A及圖4B繪示根據本發明之一LED裝置的一實施例的俯視圖；
圖5繪示根據本發明之一LED裝置的一分解圖；
圖6繪示根據本發明之LED裝置的一橫截面視圖；
圖7繪示根據本發明之LED裝置的一仰視透視圖；及
圖8A及圖8B繪示根據本發明之LED裝置的俯視透視圖。
10．．．發光二極體裝置
11．．．接合墊片
12．．．發光二極體
12A．．．第一發光二極體
12B．．．第二發光二極體
12C．．．第三發光二極體
12D．．．第四發光二極體
13．．．電流散佈結構
14．．．第一電元件
15．．．間隙
16．．．第二電元件
17．．．投影部分
18．．．孔
20．．．安裝墊片
21A．．．第一部分
21B．．．第二部分
22A．．．指示符
22B．．．指示符
24．．．導線接合
26．．．導電導線
28．．．焊接堰部
30．．．齊納二極體
32．．．子基板
34．．．頂面
41．．．安裝墊片之第一部分
42．．．安裝墊片之第二部分
43．．．安裝墊片之第三部分

Claims (28)

  1. 一種多重組態發光二極體(LED)裝置，其包括：一安裝墊片，其包括相反電極性之至少第一及第二電元件，及至少第一及第二部分，其中之一者與該等第一及第二電元件分離，該第一部分與該第二部分電隔離；及至少一第一LED及一第二LED，其配置於該安裝墊片上，其中該第一LED配置於該第一部分上，且該第二LED配置於該第二部分上，且其中該等第一及第二LED可選擇性地組態以串聯及並聯其中之一者在該第一及第二電元件之間電連接。
  2. 如請求項1之LED裝置，其進一步包括一子基板以支撐包括該第一及第二電元件之安裝墊片。
  3. 如請求項1之LED裝置，其包括安置於該等第一與第二部分之間的一間隙。
  4. 如請求項1之LED裝置，其中該等第一及第二部分之一者從該等第一或第二電元件處延伸。
  5. 如請求項4之LED裝置，其進一步包括一第三LED及一第四LED配置在該安裝墊片上。
  6. 如請求項5之LED裝置，其中該等第一、第二、第三及第四LED可選擇性地組態，以串聯或並聯地電連接。
  7. 如請求項5之LED裝置，其中該第一及第二LEDs構成第一群組的LED，其並聯連接至包括該第三及第四LEDs之第二群組之LED。
  8. 如請求項1之LED裝置，其進一步包括配置於該等第一及第二LED上的一透鏡。
  9. 如請求項1之LED裝置，其中該安裝墊片包括第一、第二、第三及第四部分，該等部分藉由安置於其間的一個或多個間隙而彼此電隔離。
  10. 如請求項9之LED裝置，其中該等第一、第二、第三及第四部分各與該等第一及第二電元件之至少一者電隔離。
  11. 如請求項1之LED裝置，其中該LED裝置可選擇性地組態以操作於不同所要的電壓。
  12. 一種多重組態發光二極體(LED)裝置，其包括：一安裝墊片，其包括複數個電隔離部分，其中該等電隔離部分中之至少之一者包括一陽極且其他該等電隔離部分中至少之一者包括一陰極，且其中該其餘電隔離部分配置在該陽極與陰極部分之間；複數個LED，每一者配置於該安裝墊片之電隔離部分的一不同者上；及該LED裝置可至少選擇性地在該陽極與陰極之間組態成以下配置或其組合之各者：(i)以串聯及並聯其中之一者電連接的至少一第一LED及一第二LED；(ii)以串聯及並聯其中之一者電連接的至少一第三LED及一第四LED；及(iii)至少第一及第二LED之一第一群組，其以串聯或並聯而電連接至至少第三及第四LED的一第二群 組。
  13. 如請求項12之LED裝置，其中該等第一及第二LED配置於該安裝墊片之第一及第二部分上，且該等第三及第四LED配置於該安裝墊片之第三及第四部分上。
  14. 如請求項13之LED裝置，其中該安裝墊片之該等第一、第二、第三及第四部分之各者藉由安置於其間的一個或多個間隙而彼此電隔離。
  15. 如請求項14之LED裝置，其中該安裝墊片之該第一、第二、第三及第四部分可選擇性地組態，使得該等部分可使用一個或多個導電電線而選擇性地電連通。
  16. 如請求項12之LED裝置，其中該安裝墊片及第一及第二電元件包括一導電圖案，其中該安裝墊片之至少一部分從該第一電元件處延伸。
  17. 如請求項12之LED裝置，其包括一子基板以支撐包括該第一及第二電元件之安裝墊片。
  18. 如請求項17之LED裝置，其中一透鏡安置於該子基板上。
  19. 如請求項16之LED裝置，其包括安置於該導電圖案上的一保護性層。
  20. 如請求項12之LED裝置，其中該LED裝置可選擇性地組態以操作於不同所要的電壓。
  21. 一種選擇性地組態發光二極體(LED)之方法，該方法包括：提供一LED裝置，其包括： 一安裝墊片，其包括相反電極性之至少第一及第二電元件，及至少第一及第二部分，其中之一者與該等第一及第二電元件分離，該第一部分與該第二部分電隔離；及至少一第一LED及一第二LED，其配置於該安裝墊片上，其中該第一LED配置於該第一部分上，且該第二LED配置於該第二部分上，其中該等第一及第二LED可選擇性地組態以串聯及並聯其中之一者在第一及第二電元件之間電連接；及藉由將該第一及第二LEDs以串聯及並聯其中之一者電連接而選擇性地組態一第一群組之LED。
  22. 如請求項21之方法，其進一步包括：提供該等第一及第二LED，作為配置於該安裝墊片上的一第一群組；提供一第二群組之LED，配置於該安裝墊片上；及藉由將該第二群組之LED串聯或並聯地電連接而選擇性地組態該第二群組之LED。
  23. 如請求項22之方法，其進一步包括將該第一群組之LED與該第二群組之LED並聯地電連接。
  24. 如請求項22之方法，其中提供該第二群組之LED包括提供配置於該安裝墊片之一第三部分上的一第三LED，及配置於該安裝墊片之一第四部分上的一第四LED。
  25. 如請求項24之方法，其進一步包括選擇性地組態該安裝墊片之該等第一、第二、第三及第四部分之至少一者， 以使用一個或多個導電電線而與該安裝墊片之另一部分電連通。
  26. 如請求項21之方法，進一步包括選擇性地組態該LED裝置以操作於不同所要的電壓。
  27. 一種多重組態發光二極體(LED)裝置，其包括：複數個電隔離部分，其中該複數電隔離部分中之至少之一者包括一陽極且其他該複數電隔離部分中至少之一者包括一陰極，且其中該其餘電隔離部分配置在該陽極與陰極之間；複數個LED，其各配置於該等電隔離部分之一不同者上；及該等LED可選擇性地組態，以彼此串聯、彼此並聯，且同時在該陽極與陰極之間彼此串聯及並聯地電連接。
  28. 一種多重組態發光二極體(LED)裝置，其包括：一子基板，包括一陽極及一陰極； 複數個LED，安裝在該子基板中心周圍；及該等LED可選擇性地組態，以至少以三個不同電組態中之一種在該陽極與陰極之間電連接。
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