TWI505456B - Ｌｅｄ承載座模組及ｌｅｄ發光裝置 - Google Patents

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Description

LED承載座模組及LED發光裝置
本發明是有關一種承載座模組及發光裝置，且特別是有關於一種透過阻隔牆以降低元件彼此干擾的LED承載座模組及LED發光裝置。
近幾年來，發光二極體(LED)的應用已逐漸廣泛，且隨著技術領域的不斷提升，目前已研發出高照明輝度的高功率發光二極體，其足以取代傳統的照明光源。
然而，由於習用LED發光裝置的構造設計，使得LED發光裝置的製造者在取得LED晶片後，還需經過一連串的後續加工，方能製成LED發光裝置，此處所指的LED發光裝置是必須具備有外接電源(如：市電插座)而產生照明之功能。上述一連串的後續加工不但有技術門檻問題，還有所需加工設備之資金問題，此對於欲踏入製造生產LED發光裝置之製造者形成了一定的門檻，進而無形中降低LED發光裝置的推廣，並放緩了LED發光裝置取代傳統照明光源之速度。
於是，本發明人有感上述缺失之可改善，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。
本發明實施例在於提供一種安裝上LED晶片後即能通電發光的LED承載座模組及運用上述LED承載座模組而製成的LED發光裝置。
本發明實施例提供一種LED承載座模組，包括：一基板，其為一體之構造且界定有數個承載區塊，每一承載區塊具有位於相反側的一第一表面與一第二表面；以及數個驅動單元，其分別位於該基板的承載區塊，且每一驅動單元包括有：一電路層，其設於該承載區塊；一阻隔牆，其設置於該承載區塊的第一表面，且該第一表面經該阻隔牆區隔而界定出一LED固晶區與一電子元件固晶區；一LED驅動元件，其設置於該電子元件固晶區，且該LED驅動元件電性連接於該電路層位於該電子元件固晶區內的部位；一封裝體，其形成於該電子元件固晶區且包覆該LED驅動元件於內；以及兩電極，其設置於該承載區塊並顯露於該LED固晶區與該電子元件固晶區之外，且該兩電極電性連接於該電路層；其中，該電路層位於該LED固晶區內的部位能用以供一LED晶片裝設於其上，藉以經由該電路層而能使該LED驅動元件與該LED晶片達成電性連接，並且該阻隔牆用以隔離該LED晶片與該LED驅動元件，以降低該LED晶片與該LED驅動元件之間的熱干擾與電磁干擾。
本發明實施例另提供一種LED發光裝置，包括：一承載區塊，其具有位於相反側的一第一表面與一第二表面；一電路層，其設於該承載區塊；一阻隔牆，其設置於該承載區塊的第一表面，且該第一表面經該阻隔牆區隔而界定出一LED固晶區與一電子元件固晶區；一LED晶片，其裝設於該LED固晶區，且該LED晶片電性連接於該電路層位於該LED固晶區內的部位；一透光膠體，其形成於該LED固晶區且包覆該LED晶片於內一LED驅動元件，其設置於該電子元件固晶區，且該LED驅動元件電性連接於 該電路層位於該電子元件固晶區內的部位，以經由該電路層而與該LED晶片達成電性連接；一封裝體，其形成於該電子元件固晶區且包覆該LED驅動元件於內；以及兩電極，其設置於該承載區塊並顯露於該LED固晶區與該電子元件固晶區之外，且該兩電極電性連接於該電路層；其中，該阻隔牆用以隔離該LED晶片與該LED驅動元件，以降低該LED晶片與該LED驅動元件之間的熱干擾與電磁干擾。
綜上所述，本發明實施例所提供的LED承載座模組已整合了LED驅動元片，因此，當LED承載座模組裝設有LED晶片且經切割之後，即可被直接地運用在發光照明，藉以降低踏入生產LED發光裝置的門檻。
再者，透過LED承載座模組與LED發光裝置透過形成有阻隔牆，藉以隔離LED晶片與電子元件，進而降低兩者之間的熱干擾與電磁干擾。
為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。
100‧‧‧LED承載座模組
10‧‧‧LED承載座
1‧‧‧基板
11‧‧‧承載區塊
111‧‧‧第一表面
1111‧‧‧LED固晶區
1112‧‧‧電子元件固晶區
112‧‧‧第二表面
113‧‧‧貫孔
2‧‧‧驅動單元
21‧‧‧電路層
22‧‧‧電極
23‧‧‧輔助電極
24‧‧‧阻隔牆
241‧‧‧第一圍繞牆
242‧‧‧第二圍繞牆
25‧‧‧電子元件
251‧‧‧LED驅動元件
252‧‧‧整流元件
253‧‧‧功率元件
26‧‧‧封裝體
200‧‧‧LED晶片
300‧‧‧透光膠體
400‧‧‧LED發光裝置
500‧‧‧外部電源(如：市電插座)
600‧‧‧功能散熱板
C‧‧‧中軸線
圖1為本發明LED承載座模組的示意圖。
圖2為圖1另一視角的示意圖。
圖3為圖1中單個LED承載座的示意圖。
圖4為圖3另一視角的示意圖。
圖5為圖3的局部剖視示意圖。
圖6為圖1的LED承載座模組安裝LED晶片的示意圖。
圖7為圖6中之構造形成有透光膠體的示意圖。
圖8為圖7中之構造經切割後所形成的單顆LED發光裝置之示意圖。
圖9為本發明LED發光裝置的使用態樣示意圖。
圖10為本發明LED發光裝置的另一使用態樣示意圖。
請參閱圖1和圖2，其為本發明的一實施例，需先說明的是，本實施例對應圖式所提及之相關數量與形狀，僅用以具體地說明本發明的實施方式，以便於了解其內容，而非用以侷限本發明的權利範圍。
本實施例提供一種LED承載座模組100，包括一基板1與數個驅動單元2。上述基板1較佳為陶瓷基板，但不受限於此，並且基板1為一體之構造且界定有數個大致呈方形(如：長方形或正方形)的承載區塊11，每一承載區塊11具有位於相反側的一第一表面111與一第二表面112(如圖1中的基板1頂面與底面)，所述驅動單元2分別位於基板1的承載區塊11。
其中，基板1的每一承載區塊11及位於其上的驅動單元2定義為一LED承載座10，並且所述LED承載座模組100的每一LED承載座10在安裝上LED晶片200(如圖6)之後，即能通電發光而被運用。
須說明的是，本實施例於圖1和圖2中，僅呈現九個承載區塊11大小之基板1及其上的九個驅動單元2作一舉例說明，但於實際應用時，基板1的尺寸及其上的驅動單元2數量並不侷限於此。再者，為便於說明LED承載座模組100之構造，下述將以圖1中的一個承載區塊11及其上的驅動單元2作一說明(如圖3和圖4)，但此並非代表基板1為可分離之構造(亦即，基板1依舊為一體之構造)。
請參閱圖3和圖4，所述驅動單元2包括有一電路層21、兩電極22、兩輔助電極23、一阻隔牆24、數個電子元件25、及一封裝體26。
所述電路層21與電極22皆設於承載區塊11的第一表面111，並且兩電極22電性連接於電路層21。於本實施例中，電路層21與電極22兩者為一體成形之構造且形成於承載區塊11的第一表面111上，也就是說，所述電路層21與電極22皆裸露於承載區塊11之外。再者，上述兩電極22所形成的位置坐落在承載區塊11第一表面111的兩相對角落部位(如圖3中的承載區塊11第一表面111上方角落部位與下方角落部位)。
所述兩輔助電極23位於承載區塊11的第二表面112且分別電性連接於兩電極22。於本實施例中，兩輔助電極23大致位於所述兩電極22的下方，並且所述相對應的電極22與輔助電極23之間的電性連接方式，是透過承載區塊11對應於電極22與輔助電極23之間形成有貫穿第一表面111與第二表面112的貫孔113(如圖5)。其中，上述貫孔113內充填導電材料(未標示)，以使所述輔助電極23能透過貫孔113內的導電材料而與其所對應之電極22達成電性連接。
所述阻隔牆24的材質較佳為陶瓷材料，阻隔牆24設置於承載區塊11的第一表面111且位於部分電路層21上。而第一表面111經阻隔牆24區隔而界定出一LED固晶區1111與一電子元件固晶區1112，且兩電極22位於LED固晶區1111與電子元件固晶區1112之外。
更詳細地說，所述阻隔牆24於本實施例中包含有一大致呈圓形的第一圍繞牆241與相連於第一圍繞牆241的兩第二圍繞牆242。其中，第一圍繞牆241大致位於第一表面111的中央區域，而兩第二圍繞牆242則分別沿承載區塊11第一表面111的兩相對角落部位設置(如圖3中的承載區塊11第一表面111左方角落部位與右方角落部位)。再者，第一圍繞牆241的圓心處定義有一垂直第一表面111的中軸線C，且第一圍繞牆241與上述兩第二圍繞牆242為大致對稱於中軸線C的構造。
從上述第一圍繞牆241與兩第二圍繞牆242垂直於中軸線C的剖面來看，第一圍繞牆241與兩第二圍繞牆242包圍出三個封閉區域。其中，上述承載區塊11第一表面111受第一圍繞牆241所包圍之封閉區域定義為所述LED固晶區1111，而承載區塊11第一表面111位在第一圍繞牆241之外且受兩第二圍繞牆242與第一圍繞牆241所包圍的封閉區域則定義為所述電子元件固晶區1112。
所述電子元件25於本實施例中以包含有兩組的LED驅動元件251、整流元件252(如：橋式整流器)、及功率元件253為例，但於實際應用時，電子元件25的種類可依設計者需求而加以調整，並不侷限於此。舉例來說，在一未繪示的實施例中，電子元件25亦可以同時包含有線性元件與非線性元件。
所述兩組的LED驅動元件251、整流元件252、及功率元件253分別設置於上述兩第二圍繞牆242所包圍的電子元件固晶區1112內，並且所述LED驅動元件251、整流元件252、及功率元件253電性連接於上述電路層21位於電子元件固晶區1112內的部位。
其中，上述電子元件25與電路層21之間的電性連接方式可以透過打線或是免打線之金屬對接方式完成，而上述金屬對接方式例如是覆晶(flip chip)、迴焊(reflow)、超音波(ultrasonic)、表面貼裝技術(SMT)等固晶方式，在此不加以限制。
此外，所述兩組的LED驅動元件251、整流元件252、及功率元件253能分別用以驅動兩種不同發光形態的LED晶片200，藉以調整上述兩種不同發光形態的LED晶片200的發光比例，進而達到混光的效果。
所述封裝體26的材質較佳為矽膠，封裝體26形成於電子元件固晶區1112且一併包覆電子元件25於內。也就是說，上述兩第二圍繞牆242所包圍的電子元件固晶區1112內充填滿封裝體 26，而封裝體26表面於其所鄰近的阻隔牆24表面大致呈共平面。其中，當上述LED驅動元件251、整流元件252、及功率元件253皆為裸晶之構造時，所述封裝體26更是能達到同時一體封裝LED驅動元件251、整流元件252、及功率元件253於其內之效果，藉以大幅度地降低生產LED承載座模組100時所需耗費的封裝成本。
再者，由於本實施例形成有上述第一圍繞牆241以及第二圍繞牆242之構造，所以封裝體26適合以點膠之方式形成於電子元件固晶區1112。然而，除上述以點膠方式形成封裝體26之外，本發明不排除所述封裝體26以模製(molding)方式形成，則此時的阻隔牆24能省略部分或全部第二圍繞牆242。
綜上所述，每一LED承載座10之電路層位於LED固晶區1111內的部位能用以供數個LED晶片200裝設於其上，藉以經由電路層21而能使電子元件25(如：LED驅動元件251、整流元件252、及功率元件253)與LED晶片200達成電性連接。
也就是說，本實施例的LED承載座模組100已整合了驅動LED晶片200所需的各項元件。因此，當每一LED承載座10裝設有LED晶片200之後，透過LED承載座10上的兩電極22(或兩輔助電極23)電性連接於一外部電源500(如：市電插座)，即可由外部電源500所提供之電力(如：交流電力)經電路層21、LED驅動元件251、整流元件252、及功率元件253，藉以令LED承載座10上的LED晶片200發光而能被運用。
須說明的是，由於LED承載座10安裝LED晶片200之後，LED晶片200將與電子元件25位於同一平面(如：承載區塊11的第一表面111)，因此，LED晶片200與電子元件25之間的干擾問題須慎重地被考慮。有鑒於此，LED承載座10透過形成有阻隔牆24，藉以隔離LED晶片200與電子元件25，進而降低兩者之間的熱干擾與電磁干擾。
再者，本實施例的LED承載座10特意將兩組電子元件25分別設置在第一圍繞牆241的相反兩外側，以透過兩組電子元件25的位置排列與阻隔牆24的隔離，達到降低兩組電子元件25之間熱干擾與電磁干擾的效果。
附帶說明一點，本實施例LED承載座模組100的基板1較佳為採用陶瓷基板而非金屬板，其原因在於：使用金屬板並不利於將電路層、電極、及輔助電極形成在金屬板的表面。但於實際應用時，基板的材質並不侷限於此。
以上為本發明實施例之LED承載座模組100的構造與設計精神之介紹，下述將接著說明有關LED承載座模組100後續如何被製成數個LED發光裝置400(如圖8)。
請參閱圖6所示並請適時參酌圖1和圖3，將數個LED晶片200分別地裝設於所述LED承載座模組100每一LED承載座10的LED固晶區1111上，且LED晶片200電性連接於電路層21位於LED固晶區1111內的部位。
其中，每一LED承載座10上的LED晶片200較佳為兩種不同發光形態的LED晶片200，並且上述兩種不同發光形態的LED晶片200分別電性連接於所述兩組的LED驅動元件251、整流元件252、及功率元件253。再者，所述LED晶片200的態樣可以是裸晶(die)構造或是已封裝(packaged)之構造，在本實施例中不加以限制。
請參閱圖7所示並請適時參酌圖1和圖3，於所述LED承載座模組100每一LED承載座10的LED固晶區1111充填有一透光膠體300，並使透光膠體300包覆LED晶片200於內。其後，將圖7所示之構造進行切割，以形成數個LED發光裝置400(圖8僅呈現其中一個LED發光裝置400)。
其中，所述透光膠體300裸露於外的表面略低於上述封裝體26裸露於外的表面。並且本實施例中的透光膠體300可以是透明 狀，或者透光膠體300內可埋設有數顆螢光粉(未標示)，用以使埋置於透光膠體300內的LED晶片200所發出的光線，能經由該些螢光粉而改變光線顏色。
以上為本發明實施例之LED承載座模組100如何被製成數個LED發光裝置400之介紹，下述將接著說明有關LED發光裝置400的可能運用方式。
請參閱圖9所示並請適時參酌圖3，所述LED發光裝置400能透過兩電極電性連接於外部電源500(如：市電插座)，使外部電源500所提供之電力(如：交流電力)經由電路層21、LED驅動元件251、整流元件252、及功率元件253，進而令LED發光裝置400的LED晶片200發光。
再者，所述所述LED發光裝置400亦能透過兩輔助電極23而電性連接於其他裝置，進而具有更多元的運用方式。舉例來說，請參閱圖10並請適時參酌圖3和圖4所示，本實施例的LED發光裝置400可固定一功能散熱板600上並透過兩輔助電極23電性連接於功能散熱板600。其中，上述功能散熱板600具有調光或其他可運用LED發光裝置400之LED晶片200的功能，藉以使LED發光裝置400能依據不同之需求而被彈性地運用。再者，所述LED發光裝置400與其相搭配裝置(如：功能散熱板600)之間的安裝方式，其可以是直接焊接固定或者其他如螺鎖、卡扣、黏接等方式，在此不加以限制。
[本發明實施例的可能功效]
綜上所述，本發明實施例所提供的LED承載座模組已整合了驅動LED晶片所需的各項元件，因此，當LED承載座模組裝設有LED晶片且經切割之後，即可被直接地運用在發光照明，藉以降低踏入LED發光裝置生產之門檻。
再者，LED承載座模組與LED發光裝置透過形成有阻隔牆， 藉以隔離LED晶片與電子元件，進而降低兩者之間的熱干擾與電磁干擾。並且，透過兩組電子元件的位置排列與阻隔牆的隔離，LED承載座模組與LED發光裝置更是能夠降低兩組電子元件之間的熱干擾與電磁干擾。
以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100‧‧‧LED承載座模組
10‧‧‧LED承載座
1‧‧‧基板
11‧‧‧承載區塊
111‧‧‧第一表面
112‧‧‧第二表面
2‧‧‧驅動單元

Claims (7)

  1. 一種LED承載座模組，包括：一基板，其為一體之構造且界定有數個承載區塊，每一承載區塊具有位於相反側的一第一表面與一第二表面；以及數個驅動單元，其分別位於該基板的承載區塊，且每一驅動單元包括有：一電路層，其設於該承載區塊的第一表面；一阻隔牆，其設置於該承載區塊的第一表面，且該第一表面經該阻隔牆區隔而界定出一LED固晶區與一電子元件固晶區；其中，該阻隔牆包含有一第一圍繞牆與相連於該第一圍繞牆的兩第二圍繞牆，該承載區塊第一表面受該第一圍繞牆所包圍之區域定義為該LED固晶區，而該承載區塊第一表面位在該第一圍繞牆之外且受該兩第二圍繞牆與該第一圍繞牆所包圍的區域定義為該電子元件固晶區；一LED驅動元件，其設置於該電子元件固晶區，且該LED驅動元件電性連接於該電路層位於該電子元件固晶區內的部位；一封裝體，其形成於該電子元件固晶區且包覆該LED驅動元件於內；以及兩電極，其設置於該承載區塊的第一表面並顯露於該LED固晶區與該電子元件固晶區之外，且該兩電極電性連接於該電路層；其中，該電路層位於該LED固晶區內的部位能用以供一LED晶片裝設於其上，藉以經由該電路層而能使該LED驅動元件與該LED晶片達成電性連接，並且該阻隔牆用以隔離該LED晶片與該LED驅動元件，以降低該LED晶片與該LED驅動元件之間的熱干擾與電磁干擾。
  2. 如請求項1所述之LED承載座模組，其在每一驅動單元中，該第一圍繞牆定義有一垂直該第一表面的中軸線，且該第一圍繞牆與該兩第二圍繞牆為大致對稱於該中軸線的構造。
  3. 如請求項1所述之LED承載座模組，其在每一驅動單元中，該承載區塊大致呈方形，該兩第二圍繞牆分別沿該基板承載區塊的兩相對角落部位設置，並且該兩電極設置於該基板承載區塊的另兩相對角落部位。
  4. 一種LED承載座模組，包括：一基板，其為一體之構造且界定有數個承載區塊，每一承載區塊具有位於相反側的一第一表面與一第二表面；以及數個驅動單元，其分別位於該基板的承載區塊，每一驅動單元包含有：一電路層，其設於該承載區塊的第一表面；一阻隔牆，其設置於該承載區塊的第一表面，且該第一表面經該阻隔牆區隔而界定出一LED固晶區與一電子元件固晶區；一LED驅動元件，其設置於該電子元件固晶區，且該LED驅動元件電性連接於該電路層位於該電子元件固晶區內的部位；一封裝體，其形成於該電子元件固晶區且包覆該LED驅動元件於內；以及兩電極，其設置於該承載區塊的第一表面並顯露於該LED固晶區與該電子元件固晶區之外，且該兩電極電性連接於該電路層；兩輔助電極，位於該承載區塊的第二表面且分別電性連接於該兩電極；其中，該電路層位於該LED固晶區內的部位能用以供一LED晶片裝設於其上，藉以經由該電路層而能使該LED驅動 元件與該LED晶片達成電性連接，並且該阻隔牆用以隔離該LED晶片與該LED驅動元件，以降低該LED晶片與該LED驅動元件之間的熱干擾與電磁干擾。
  5. 如請求項4所述之LED承載座模組，其在每一驅動單元中，該阻隔牆遠離該基板的表面與其所相鄰的該封裝體表面大致呈共平面。
  6. 一種LED發光裝置，包括：一承載區塊，其具有位於相反側的一第一表面與一第二表面；一電路層，其設於該承載區塊的第一表面；一阻隔牆，其設置於該承載區塊的第一表面，且該第一表面經該阻隔牆區隔而界定出一LED固晶區與一電子元件固晶區；其中，該阻隔牆包含有一第一圍繞牆與相連於該第一圍繞牆的兩第二圍繞牆，該承載區塊第一表面受該第一圍繞牆所包圍之區域定義為該LED固晶區，而該承載區塊第一表面位在該第一圍繞牆之外且受該兩第二圍繞牆與該第一圍繞牆所包圍的區域定義為該電子元件固晶區；一LED晶片，其裝設於該LED固晶區，且該LED晶片電性連接於該電路層位於該LED固晶區內的部位；一透光膠體，其形成於該LED固晶區且包覆該LED晶片於內一LED驅動元件，其設置於該電子元件固晶區，且該LED驅動元件電性連接於該電路層位於該電子元件固晶區內的部位，以經由該電路層而與該LED晶片達成電性連接；一封裝體，其形成於該電子元件固晶區且包覆該LED驅動元件於內；以及兩電極，其設置於該承載區塊的第一表面並顯露於該LED固晶區與該電子元件固晶區之外，且該兩電極電性連接於該電路層； 其中，該阻隔牆用以隔離該LED晶片與該LED驅動元件，以降低該LED晶片與該LED驅動元件之間的熱干擾與電磁干擾。
  7. 如請求項6所述之LED發光裝置，其中，該承載區塊大致呈方形，該兩第二圍繞牆分別沿該基板承載區塊的兩相對角落部位設置，並且該兩電極設置於該基板承載區塊的另兩相對角落部位。
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