TWI501381B - 發光模組、發光單元及其製造方法 - Google Patents

Description

發光模組、發光單元及其製造方法

本發明係有關於一種發光單元，特別係有關於一種具有發光二極體之發光單元及其製造方法。

隨著電子科技的進步，發光二極體(Light Emitting Diode，簡稱LED)因其具有高亮度、體積小、低耗電量以及壽命長等優點，故已被廣泛地應用各式照明燈具或顯示器中。一般而言，發光二極體燈具或顯示器中的發光單元通常係採用較厚的金屬片作為基板，且多利用蝕刻製程對金屬片進行加工，惟如此將導致材料與封裝成本過高而不利於進行量產；有鑑於此，如何提供一種可降低材料與封裝成本的發光單元及其製造方法始成為一重要之課題。

本發明之一實施例提供一種發光單元，包括一金屬片、一殼體、一發光二極體、至少二電性延伸腳位、一透鏡、以及一防靜電裝置。前述金屬片具有一第一側、一第二側以及一內凹之功能區，其中功能區形成於第一側，且第二側相反於第一側。前述殼體包覆金屬片並露前述功能區，且前述發光二極體設置於功能區內。前述至少二電性延伸腳位分別連接金屬片並顯露於金屬片之第二側。前述透鏡設置於金屬片之第一側並覆蓋前述功能區。前述防靜電裝置設置於金屬片之第一側上，以避免發光二極體受到靜電放電而損壞。

於一實施例中，前述透鏡形成有一圓形之凹陷部，對應於發光二極體。

於一實施例中，前述金屬片更具有一電性間隔區塊，用以電性隔離前述電性延伸腳位，且殼體延伸至電性間隔區塊內並與電性間隔區塊密合。

於一實施例中，前述功能區係以沖壓的方式形成於金屬片之第一側。

於一實施例中，電性延伸腳位末端與殼體邊緣位於同一切割面。

於一實施例中，前述電性延伸腳位與金屬片係以沖壓的方式一體成型。

於一實施例中，前述防靜電裝置包括一齊納二極體。

於一實施例中，前述殼體為絕緣材質且凸出於金屬片之第一側。

於一實施例中，前述透鏡之凹陷部大致呈圓形。

於一實施例中，前述金屬片更具有一散熱面，顯露於金屬片之第二側以提供散熱之用。

於一實施例中，前述金屬片更具有兩個凹槽，形成於第二側，且散熱面位於前述凹槽之間。

本發明一實施例更提供一種發光單元的製造方法，其主要包括：提供一金屬片，並以沖壓的方式在金屬片上形成一內凹之功能區以及至少二電性延伸腳位，其中前述電性延伸腳位分別位於功能區的相反側；以塑膠成型方式形成一殼體，其中前述殼體包覆金屬片並露出功能區以及電性延伸腳位，且功能區與電性延伸腳位分別顯露於金屬片的相反側；提供一發光二極體，並將發光二極體設置於功能區內；提供一防靜電裝置，並將防靜電裝置設置於金屬片上；以及，在金屬片上形成一透鏡，並使透鏡覆蓋功能區以及防靜電裝置。於一實施例中，前述透鏡形成有一凹陷部，對應於發光二極體。

本發明一實施例更提供一種發光模組，包括：複數個前述之發光單元，其中前述發光單元以一體成型的方式相互連接，且發光模組係透過一刀具切割或透過一模具沖切成型後以形成個別之前述發光單元。

於一實施例中，前述發光單元中的殼體以一體成型的方式相互連接，且前述殼體係透過前述刀具切割後相互分離。

於一實施例中，前述發光單元中的透鏡以一體成型的方式相互連接，且前述透鏡係透過前述刀具切割後相互分離。

於一實施例中，前述發光單元中的前述電性延伸腳位相互連接，且前述電性延伸腳位係透過前述刀具切割後相互分離。

為使本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例並配合所附圖式做詳細說明。

請參閱第1圖，本發明一實施例之發光單元100可設置於一燈具或顯示器中，其主要包括一發光二極體10、一金屬片20、一殼體30、一防靜電裝置40以及一透鏡50。如第1圖所示，前述金屬片20上方之第一側S1形成有一內凹之功能區201，金屬片20下方之第二側S2則形成有一散熱面21以及兩個凹槽22，其中發光二極體10設置在功能區201內，散熱面21則位於前述兩個凹槽20之間，藉以提供散熱之用。

由第1圖中可以看出，兩個電性延伸腳位23A、23B分別由金屬片20的左、右兩端向外延伸，且電性延伸腳位23A、23B係顯露於金屬片20的第二側S2，用以連接一外部電路(未圖示)；此外，防靜電裝置40係設置於金屬片20的第一側S1上，並可透過電性延伸腳位23A、23B而與前述外部電路相連，藉此能有效避免發光二極體10受到靜電放電(Electrostatic Discharge,ESD)的影響而損壞。舉例而言，前述防靜電裝置40可為一齊納二極體(Zener Diode)。

應了解的是，本實施例中的功能區201、凹槽22以及電性延伸腳位23A、23B等結構係藉由沖壓的方式形成，前述殼體30則為絕緣材質(例如塑膠)，其主要係以射出成型的方式包覆金屬片20。在本實施例中，位於金屬片20上方之殼體30係凸出於金屬片20之第一側S1，且前述功能區201係露出殼體30並與透鏡50接觸。如第1圖所示，前述透鏡50例如為透明之光學塑料，設置於金屬片20的第一側S1並且覆蓋前述功能區201，透鏡50中央則形成有一凹陷部51，對應於發光二極體10，其中發光二極體10所產生之光線可穿過透鏡50以提供照明之用。

請繼續參閱第1圖，本實施例中的金屬片20另設有一電性間隔區塊24，前述殼體30於成型時不僅會填滿散熱面21兩側的凹槽20，同時也會經由散熱面21右側的凹槽20延伸至電性間隔區塊24內並與電性間隔區塊24密合，藉此可以使左、右兩端的電性延伸腳位23A、23B電性隔離。需特別說明的是，由於本實施例中的發光單元100主要係以刀具切割或透過模具以沖切方式成型，因此在發光單元100的邊緣會形成一平整之切面，也就是說電性延伸腳位23A、23B的末端和殼體30以及透鏡50的邊緣皆位在同一切割面P上(如第1圖所示)。

再請一併參閱第1、2圖，由第2圖可以看出本實施例之發光單元100結構，其中在發光單元100周圍形成有平整的切面，透鏡50中央的凹陷部51則大致呈圓形，藉此可導引光線以產生特定之照明效果。應了解的是，發光二極體10以及防靜電裝置40另透過金屬導線W與電性間隔區塊24右側的金屬板20電性導通，藉此可形成迴路以驅動發光二極體10發光。

前述發光單元100的製造方法大致如下：首先，提供一金屬片20，並可以沖壓的方式在金屬片20上形成一內凹之功能區201以及至少二電性延伸腳位23A、23B，其中前述電性延伸腳位23A、23B分別位於功能區201的相反側(步驟M10)；接著，可以塑膠成型之方式形成一殼體30，其中殼體30包覆金屬片20並露出前述功能區201以及電性延伸腳位23A、23B(步驟M20)，且前述功能區201與電性延伸腳位23A、23B分別顯露於金屬片20的相反側(第1圖中的第一側S1與第二側S2)；然後，可將一發光二極體10設置於功能區201內(步驟M30)，並將一防靜電裝置40設置於金屬片20上(步驟M40)；最後，在殼體30上方形成一透鏡50，並使透鏡50覆蓋金屬片20以及防靜電裝置40，其中透鏡50中央形成有一凹陷部51，對應於發光二極體10(步驟M50)。

需特別說明的是，前述發光單元100可由第4、5圖所示之發光模組200以刀具切割後所形成；換言之，發光模組200在切割前係包含有複數個發光單元100，其中相鄰發光單元100之殼體30、透鏡50以及電性延伸腳位23A、23B係以一體成型的方式相互連接(如第5圖所示)，且前述殼體30、透鏡50以及電性延伸腳位23A、23B經過刀具沿切割面P進行切割後可相互分離，以形成個別的發光單元100。

綜上所述，本發明提供一種發光單元及其製造方法，前述發光單元主要係由一發光模組以刀具切割或透過模具沖切成型後所形成。應了解的是，在發光單元內之一金屬片具有一內凹之功能區以及兩個凹槽，其中發光二極體可設置於功能區內，且前述功能區和凹槽可透過冲壓的方式分別形成於金屬片的相反側。由於前述發光單元的金屬片係利用機械加工的方式以取代傳統的蝕刻製程，如此一來不僅可大幅提高生產效率，且能有效降低材料與封裝成本。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許之更動與潤飾。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。

100．．．發光單元

200．．．發光模組

10．．．發光二極體

20．．．金屬片

201．．．功能區

21．．．散熱面

22．．．凹槽

23A、23B．．．電性延伸腳位

24．．．電性間隔區塊

30．．．殼體

40．．．防靜電裝置

50．．．透鏡

51．．．凹陷部

P．．．切割面

S1．．．第一側

S2．．．第二側

W．．．導線

第1圖表示本發明一實施例之發光單元剖視圖；

第2圖表示本發明一實施例之發光單元上視圖；

第3圖表示本發明一實施例之發光單元製造方法示意圖；

第4圖表示本發明一實施例之發光模組上視圖；以及

第5圖表示本發明一實施例之發光模組剖視圖。

100．．．發光單元

10．．．發光二極體

20．．．金屬片

201．．．功能區

21．．．散熱面

22．．．凹槽

23A、23B．．．電性延伸腳位

24．．．電性間隔區塊

30．．．殼體

40．．．防靜電裝置

50．．．透鏡

51．．．凹陷部

P．．．切割面

S1．．．第一側

S2．．．第二側

Claims (16)

1. 一種發光單元，包括：一金屬片，具有一第一側、一第二側以及一內凹且漸擴之功能區，其中該功能區形成於該第一側，且該第二側相反於該第一側；一殼體，包覆該金屬片且露出該功能區；一發光二極體，設置於該功能區內；至少二電性延伸腳位，分別連接該金屬片並顯露於該金屬片之該第二側；一透鏡，設置於該金屬片之該第一側並覆蓋該功能區；以及一防靜電裝置，設置於該金屬片之該第一側上，以避免該發光二極體受到靜電放電而損壞。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光單元，其中該透鏡形成有一凹陷部，對應於該發光二極體。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光單元，其中該金屬片更具有一電性間隔區塊，用以電性隔離該些電性延伸腳位，且該殼體延伸至該電性間隔區塊內並與該電性間隔區塊密合。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光單元，其中該功能區係以沖壓的方式形成於該金屬片之該第一側。
5. 如申請專利範圍第1項所述之發光單元，其中該些電性延伸腳位末端與該殼體邊緣位於同一切割面。
6. 如申請專利範圍第1項所述之發光單元，其中該些電性延伸腳位與該金屬片係以沖壓的方式一體成型。
7. 如申請專利範圍第1項所述之發光單元，其中該防靜電裝置包括一齊納二極體。
8. 如申請專利範圍第1項所述之發光單元，其中該殼體為絕緣材質且凸出於該金屬片之該第一側。
9. 如申請專利範圍第1項所述之發光單元，其中該金屬片更具有一散熱面，顯露於該金屬片之該第二側以作為散熱之用。
10. 如申請專利範圍第9項所述之發光單元，其中該金屬片更具有兩個凹槽，形成於該第二側，且該散熱面位於該些凹槽之間。
11. 一種發光單元的製造方法，包括：提供一金屬片，並以沖壓的方式在該金屬片上形成一內凹且漸擴之功能區以及至少二電性延伸腳位，其中該內凹且漸擴之功能區形成於該金屬片之一第一側，該些電性延伸腳位分別連接該金屬片並顯露於該金屬片之該第二側，且位於該功能區的相反側，該第一側相反於該第二側；以塑膠成型方式形成一殼體，其中該殼體包覆該金屬片且露出該功能區以及該些電性延伸腳位，且該功能區與該些電性延伸腳位分別顯露於該金屬片的相反側；提供一發光二極體，並將該發光二極體設置於該功能區內；提供一防靜電裝置，並將該防靜電裝置設置於該金屬片上；以及在該金屬片上形成一透鏡，並使該透鏡覆蓋該功能區以及該防靜電裝置。
12. 如申請專利範圍第11項所述之發光單元的製造方法，其中該透鏡形成有一凹陷部，對應於該發光二極體。
13. 一種發光模組，包括：複數個如申請專利範圍第1項所述之發光單元，其中該些發光單元以一體成型的方式相互連接，且該發光模組係透過一刀具切割或透過一模具沖切成型後以形成個別之該些發光單元。
14. 如申請專利範圍第13項所述之發光模組，其中該些發光單元中的該些殼體以一體成型的方式相互連接，且該些殼體係透過該刀具切割後相互分離。
15. 如申請專利範圍第13項所述之發光模組，其中該些發光單元中的該些透鏡以一體成型的方式相互連接，且該些透鏡係透過該刀具切割後相互分離。
16. 如申請專利範圍第13項所述之發光模組，其中該些發光單元中的該些電性延伸腳位相互連接，且該些電性延伸腳位係透過該刀具切割後相互分離。