TWI640713B - 用於一般照明的發光二極體導線架陣列 - Google Patents

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Abstract

一種發光二極體導線架組件，包括電路條組件、在電路條組件上被包覆模製的塑膠屏障構件、以及設置在塑膠屏障構件的凹穴中的發光二極體晶片組件。發光二極體晶片組件被電耦接到電路條組件，以對發光二極體晶片組件供電。

Description

用於一般照明的發光二極體導線架陣列
本揭露的態樣大致關於一種發光二極體導線架組件，且更具體地，係關於一種能夠被直接地附接到照明燈具的發光二極體導線架組件。
發光二極體(LED)為由半導體材料所構成的電光源。LED通常包括導線架以及外殼。典型的LED導線架將具有一對導線，其藉由衝壓金屬片並接著在塑膠外殼中模製LED導線架而被製成。LED晶片被接合到導線中的一者上，且引線被連接到導線以建立電連接。
LED的外殼一般包括LED晶片被設置且灌封(potted)於其中的腔室。用於將電力提供給LED晶片的導電導線或引線被安裝在導線架中且被連接到LED晶片。
普通的固態照明(Solid State Lighting，SSL)應用一般需要獨立LED部件的陣列，以達成足夠的光輸出。這通常藉由將獨立的LED部件焊接到印刷電路 板(Printed Circuit Board，PCB)上並接著將印刷電路板附接到照明燈具上來達成。
在固態照明燈具中採用印刷電路板可能帶來某些缺點。例如，有關於印刷電路板生產以形成LED燈具的成本可能為高的。對於整個燈具的製造，用來將LED部件附接到燈具並將印刷電路板組件組裝到燈具上的表面黏著技術(Surface Mount Technology，SMT)處理會增加成本以及較長的組裝或前置時間(lead time)。
又，SMT迴焊處理的高溫可能加速LED部件的老化及黃化。相較於純的金屬，印刷電路板具有大的熱阻(一般為2-5K/W)。此熱阻傾向於妨礙LED部件與燈具散熱件之間的散熱，從而降低LED的可靠度。雖然具有金屬芯的印刷電路板將提高散熱性，但金屬芯的印刷電路板為昂貴的替代方案。
據此，較佳的是提供一種用於使用導線架的固態照明應用的LED陣列，其能夠解決至少一些上面所指出的問題。
如同在此所說明的，例示性實施例克服了一個或多個上述缺點或於習知技術中已知的其他缺點。
例示性實施例的一個態樣關於LED導線架組件。在一實施例中，LED導線架組件包括電路條組件、在電路條組件上被包覆模製的塑膠屏障構件、以及設置在塑 膠屏障構件的凹穴中的LED晶片組件。LED晶片組件被以透光性的(例如，透明的)封裝灌封。LED晶片組件被電耦接到電路條組件，以對LED晶片組件供電。
例示性實施例的另一個態樣關於LED燈。在一實施例中，LED燈包括照明燈具、以及直接地附接到照明燈具的LED導線架陣列。LED導線架陣列包括一個以上的LED模組，其中，LED模組包括電路條組件、在電路條組件上被包覆模製的塑膠屏障構件、以及設置在塑膠屏障構件的凹穴中的LED晶片組件。LED晶片組件被電耦接到電路條組件，以對LED晶片組件供電。
從結合所附圖式之下面的詳細說明，例示性實施例的這些及其他的態樣與優點將變得清楚明瞭。然而，應理解的是，圖式係僅為了舉例說明的目的而設計，且並非作為本發明的限制之定義，對於本發明的限制之定義，應該參照所附的申請專利範圍。本發明之額外的態樣與優點將在後面的說明中被提出，且部分將是從說明中可明顯得知的，或者可藉由本發明的實踐而被了解的。此外，可藉由特別在所附的申請專利範圍中被指出的手段及組合的方式來實現並獲得本發明的態樣及優點。
100‧‧‧LED導線架組件
110‧‧‧塑膠屏障構件(塑膠屏障構件組件)
112‧‧‧凹穴
120‧‧‧電路條組件
122‧‧‧導電電路導線(導電條)(電路條)
124‧‧‧導電電路導線(導電條)(電路條)
126‧‧‧散熱條(散熱構件)
130‧‧‧LED晶片組件
132‧‧‧接合引線
134‧‧‧接合引線
140‧‧‧LED模組
150‧‧‧區段
152‧‧‧連接點
154‧‧‧連接點
300‧‧‧陣列
500‧‧‧LED導線架陣列
502‧‧‧通道
510‧‧‧線性配置的LED導線架陣列(發光二極體燈絲)
512‧‧‧線性擠製的照明燈具部件
600‧‧‧LED導線架陣列
602‧‧‧散熱部分
604‧‧‧黏合劑
610‧‧‧線性配置的LED導線架陣列
700‧‧‧燈泡
710‧‧‧LED燈絲
712‧‧‧LED燈絲
714‧‧‧LED燈絲
720‧‧‧彎曲的散熱件
722‧‧‧彎曲的散熱件
724‧‧‧彎曲的散熱件
730‧‧‧燈絲
在圖式中：圖1顯示包含本揭露之態樣的例示性LED導線架組件的俯視立體圖。
圖2顯示圖1的LED導線架組件之仰側視圖。
圖3顯示用於包含本揭露之態樣的LED導線架組件的塑膠屏障構件組件的例示性實施例。
圖4顯示用於包含本揭露之態樣的LED導線架組件的電路條組件。
圖5至7顯示包含本揭露之態樣的LED導線架組件的例示性應用。
參照圖1，包含所揭露的實施例之態樣的LED導線架組件或陣列100的一個實施例被顯示。所揭露的實施例之態樣大致關於一種用於一般照明的LED導線架組件，其允許LED部件被直接地附接到照明燈具。本揭露的態樣能夠有利地消除對於獨立地將LED部件附接到印刷電路板的需求，其中，印刷電路板接著被附接到照明燈具。相較之下，LED導線架組件100被配置為以安全及高效散熱的方式被直接地附接到照明燈具。
如同被顯示在圖1的例子中，LED導線架組件100通常包括LED模組140的陣列。LED模組140通常包括塑膠屏障構件組件110以及電路條組件120。LED晶片組件130被設置在塑膠屏障構件組件110中或被設置在塑膠屏障構件組件110上。電路條組件120提供用來將LED晶片組件120耦接到電源的導電元件。
在圖1所顯示的例子中，電路條組件120包括導電電路導線122、124以及散熱條或構件126。LED晶片組件130包括導電的接合引線132、134，其係使用來將LED晶片組件130電連接到合適的電源。如同一般所理解的，透光的材料(可選地帶有燐光體(phosphor))將被使用來覆蓋及保護LED晶片組件130。雖然圖1的例子大致地顯示線性的LED導線架組件100或陣列結構，所揭露的實施例的態樣並不侷限於此。在替代的實施例中，LED導線架組件100可包括任何合適的陣列結構，例如二維陣列結構。
圖2顯示圖1中所顯示的LED導線架組件100的仰視圖。在此例子中，散熱條126被安裝到各個塑膠屏障構件110的底部。散熱條126被配置為被熱耦接到LED晶片組件130並消散由LED晶片組件130所產生的熱。LED導線架組件100被配置為被附接到照明燈具，使得散熱條126被熱耦接到照明燈具或與照明燈具接觸。這種配置的例子將參照圖5至7在本文中被說明。
圖3顯示圖1中所顯示的塑膠屏障構件110的陣列300的一個實施例。在此例子中，陣列300包括塑膠屏障構件110的模組化陣列。塑膠屏障構件110通常包括熱定型(thermal-set)(例如，熱固性)塑膠的鑄件。用於塑膠屏障構件110的材料的例子可包括，但不侷限於，高效能的聚醯胺或聚鄰苯二甲醯胺(PPA)、液晶聚合物(liquid crystal polymer，LCP)或聚矽氧。在替代的 實施例中，任何合適的材料可被使用於塑膠屏障構件110。
如同被顯示在圖1及3的例子中，塑膠屏障構件110被配置為繞著導電條122、124被包覆模製(overmolded)。塑膠屏障構件110將亦包括凹穴(pocket)或開口112，亦稱為凹槽或接收部，其係配置來接收LED晶片組件130。在一實施例中，LED晶片組件130的晶粒部分可被放置並灌封在凹穴112中。透明或帶有燐光體的封裝可被使用來將LED的晶粒部分灌封在凹穴112中。在替代的實施例中，任何合適的材料可被使用來將LED的晶粒部分灌封在凹穴112中。
參照圖4，在一實施例中，電路條組件120通常包括導電條或元件122、124以及散熱條或構件126。在一實施例中，從單一片的導電材料(像是例如，金屬導線架)衝孔或裁切出電路條122、124以及散熱條126。電路條組件120的導電材料的例子可包括，但不侷限於，銅、鐨或鋁合金。在替代的實施例中，任何合適的導電及導熱的材料可被使用於電路條122、124以及散熱條126中的一個或多個。在圖4的例子中，導電條元件122、124為比散熱條126更薄及/或更窄的。
如圖4所示，導電條122、124通常分別包括陽極和陰極電匯流排條(electrical bus strip)。陽極和陰極電匯流排條的具體配置將依據特定的配置。陽極和陰極電匯流排條被使用來對LED晶片組件130供電。在一實 施例中，導電條122、124被電耦接到LED晶片組件130之各別的接合引線132、134。
散熱條126一般係配置來移除來自LED晶片組件130的熱。在圖2至4的例子中，散熱條126大致位在相對於塑膠屏障構件110及LED晶片組件130的中間。在一實施例中，同樣參照圖2至4，導電條或構件122、124相對於塑膠屏障構件110被設置在第一平面上，且散熱構件126相對於塑膠屏障構件110被設置在第二平面上。在這些例子中，第一平面相較於第二平面位在不同的平面；例如，第一平面可位在第二平面上方。
如同被顯示在圖1的例子中，塑膠屏障110繞著導電條122、124被包覆模製，以使得導電條122、124彼此電絕緣。依據特定的應用，LED晶片組件130在凹穴112中被熱耦接到散熱條126，且線接合到各別的導電條122、124。在圖1所顯示的例子中，導電條122被電耦接到接合引線132，而導電條124被電耦接到接合引線134。
再次參照圖1，LED模組140藉由封裝處理而形成，如上面所大致說明的。在此所使用的封裝處理可與使用在標準LED封裝處理中的對應處理相同或類似。然而，所說明的LED模組140未被分成獨立的LED封裝或耦接到印刷電路板。相反地，藉由定向LED晶片組件130與引線接合134並且選擇性地裁切相鄰的LED模組140之間的匯流排條122、124來建立電路。以此方式，基本 的LED導線架組件100可被配置來實現具有LED晶片組件130的各種電路配置，以並聯及/或串聯的配置。
在一實施例中，在導線架的製造期間，可沿著導線架組件100以適當的間隔併入電連接器。在導線架組件100中的連接器的直接製造有助於將導線架組件100電連接到燈具線束(fixture wiring harness)。作為例子，參照圖1，LED模組140的區段150可包括五個LED模組140。連接點152及154可被使用來將區段150耦接到電源。在替代的實施例中，區段150可包括任何合適數量的LED模組140，包括多於或少於五個。
圖5至7顯示本揭露之LED導線架組件100的例示性應用或配置。圖1所顯示的LED導線架組件100通常被配置為被直接地連接到照明燈具，而不需中介的印刷電路板。在一實施例中，散熱條126被放置為與照明燈具接觸。散熱條126抵靠於照明燈具表面的界面越完整，跨越此界面的熱傳導將為更佳的。當隨著將LED PCB組件附接到照明燈具，LED導線架組件100到照明燈具的安裝將需要導熱的黏合劑、或是由螺絲或固定部件所提供的壓縮負荷。
在一實施例中，由於LED晶片組件或晶粒130被熱耦接或附接到散熱條126，LED導線架組件100對照明燈具的附接可能需要額外的介電層來絕緣LED導線架組件100與照明燈具。由於晶粒基板可能無法藉由其自身提供足夠的電絕緣，即使若LED晶片組件130的 LED晶粒導熱墊並非導電墊，這可能仍為必需的。導熱的黏合劑或膠帶將滿足此需求。
如同被顯示在圖5至7的例子中，藉由將LED導線架組件100滑入到照明燈具中的通道內、或直接地將LED導線架組件100附接或接合到照明燈具中的一種或多種方式，LED導線架組件100可被附接到照明燈具。
圖5顯示包含本揭露的態樣之LED導線架陣列500的例示性應用。在此例子中，線性配置的LED導線架陣列或燈絲510被滑入到線性擠製的照明燈具部件512的通道502中。如圖5所示，亦被稱作擠製蓋的照明燈具部件512包括通道502，通道502允許LED燈絲510(例如，圖1中所顯示的LED導線架組件100)被滑入到照明燈具部件512的通道502中。在此之前的應用可能需要被插入到或以其他方式被設置在通道502中的印刷電路板。
圖6顯示包含本揭露的態樣之LED導線架陣列600的另一個例示性應用。在此例子中，線性配置的LED導線架陣列或燈絲610被接合到LED導線架陣列600的散熱部分602，LED導線架陣列600在此例子中包括工礦燈具(high bay fixture)。在此例子中，燈絲610可使用合適的導熱黏合劑604而被膠黏到工礦燈具600之散熱部分602上。
本揭露之LED導線架組件100，如圖1所 示，具有彈性且可彎曲的設計。LED導線架組件100的彈性提供用於LED燈絲的不同配置的形成。圖7顯示這種彈性且可彎曲的配置的一個例子。
如圖7所示，燈泡700被形成，燈泡700包括一個或多個LED燈絲710、712、714。LED燈絲710、712、714通常包括像是圖1所顯示的LED導線架組件100的LED導線架組件。在此例子中，具有三個這種LED導線架組件或LED燈絲710、712、714。如同被顯示在圖7中，LED燈絲710、712、714的彈性本質允許LED燈絲710、712、714被彎曲或被形成為所欲的定向及配置。
在圖7的例子中，LED燈絲710、712、714被彎曲且被接合到各別的彎曲的散熱件720、722及724。具有被彎曲並接合於其上的各自的LED燈絲710、712、714之三個彎曲的散熱件720、722、724形成LED燈泡700的燈絲730。
所揭露的實施例的態樣提供一種LED導線架組件或部件，其為本質上具有彈性的，且可被直接地附接到照明燈具。本揭露的LED導線架組件被直接地整合到照明燈具中，這可能消除對於作為LED部件與照明燈具之間的界面之印刷電路板的需求。對於連結LED導線架組件以及對LED導線架組件供電的電路需求可經由金屬導線架來執行。這可減少整個燈具的成本，且增加效能與可靠度。
此外，所揭露的實施例的態樣利用傳統的 LED封裝技術。因此，可維持採用來提高LED部件的效能之許多封裝態樣，例如，反射表面與透鏡形成。
因此，雖然已顯示、說明和指出作為被應用到其例示性實施例之本發明的基本新穎特徵，但應理解的是，在沒有偏離本發明的精神與範疇的情況下，熟知本領域技術人士可作成對所說明的裝置及方法的形式及細節以及其操作中的各種省略、替換和變化。此外，其明確的意旨為，以實質相同的方式執行實質相同的功能以達成相同的結果的這些元件的組合係落在本發明的範疇當中。此外，應理解的是，與本發明之任何所揭露的形式或實施例有關的所顯示及/或所說明的結構及/或元件可作為設計選擇的一般事項被併入到任何其他所揭露、所說明或所建議的形式或實施例中。因此，其意圖為僅受到如由所附的申請專利範圍的範疇所指示的限制。

Claims (14)

  1. 一種發光二極體導線架組件，包括：電路條組件；塑膠屏障構件，其配置為被包覆模製在該電路條組件上，該塑膠屏障構件包括側部構件及底部構件；凹穴，其形成在該底部構件的頂表面中；以及發光二極體晶片組件，其設置在該凹穴中，其中，該發光二極體晶片組件被電耦接到該電路條組件以對該發光二極體晶片組件供電，其中，該電路條組件包括第一導電構件、第二導電構件及散熱構件，該第一導電構件及該第二導電構件配置為被連接到該發光二極體晶片組件的各個供電連接，該第一導電構件具有第一端及第二端，且該第二導電構件具有第一端及第二端，該第一導電構件的該第一端與該第二導電構件的該第一端配置為被連接到第一相鄰的發光二極體導線架組件的各個導電構件，且該第一導電構件的該第二端與該第二導電構件的該第二端配置為被連接到第二相鄰的發光二極體導線架組件的各個導電構件，該第一相鄰的發光二極體導線架組件相對於該第二相鄰的發光二極體導線架組件在該發光二極體導線架組件的相反側上，並且其中，該第一導電構件、該第二導電構件及該散熱構件完全地延伸通過該第一相鄰的發光二極體導線架組件及該第二相鄰的發光二極體導線架組件的該塑膠屏障構件。
  2. 如申請專利範圍第1項之發光二極體導線架組件，其中，該電路條組件包括一對導電構件以及散熱構件，該發光二極體晶片組件被電耦接到該等導電構件以及熱耦接到該散熱構件。
  3. 如申請專利範圍第2項之發光二極體導線架組件，其中，該塑膠屏障構件與該對導電構件電絕緣。
  4. 如申請專利範圍第2項之發光二極體導線架組件，其中，該等導電構件被設置在該塑膠屏障構件中的第一平面上，且該散熱構件的頂表面被設置在該塑膠屏障構件之下的第二平面上，其中，該第一平面相較於該第二平面位在不同的平面。
  5. 如申請專利範圍第2項之發光二極體導線架組件，其中，該散熱構件在該凹穴下方被熱耦接到該塑膠屏障構件的底部。
  6. 如申請專利範圍第2項之發光二極體導線架組件，其中，該塑膠屏障構件的該凹穴的底部包括開口，且該散熱條的頂表面被設置在該開口中。
  7. 如申請專利範圍第1項之發光二極體導線架組件，其中，該塑膠屏障構件包括熱定型塑膠。
  8. 如申請專利範圍第1項之發光二極體導線架組件，還包括連接到該塑膠屏障構件的底部之散熱構件，該散熱構件還配置為被連接到該第一相鄰的發光二極體導線架組件的底部以及該第二相鄰的發光二極體導線架組件的底部。
  9. 如申請專利範圍第1項之發光二極體導線架組件，還包括沿著該塑膠屏障構件的該底部構件的外表面設置且在該凹穴下方的散熱構件。
  10. 如申請專利範圍第9項之發光二極體導線架組件，其中，該凹穴包括底部分、側部分及開放的頂部，該底部分被熱耦接到該散熱構件。
  11. 一種發光二極體燈，包括：照明燈具；以及發光二極體導線架陣列，其直接地附接到該照明燈具，其中，該發光二極體導線架陣列包括一個以上的發光二極體模組，其中，該發光二極體模組包括：電路條組件；塑膠屏障構件，其配置為被包覆模製在該電路條組件上，該塑膠屏障構件包括側部構件及底部構件，該塑膠屏障構件包括形成在該底部構件的頂表面中的凹穴；以及發光二極體晶片組件，其設置在該塑膠屏障構件的該凹穴中，其中，該發光二極體晶片組件被電耦接到該電路條組件以對該發光二極體晶片組件供電，其中，該電路條組件包括：設置在該塑膠屏障構件的一側上的陽極導體；設置在該塑膠屏障構件的相反側上的陰極導體，該陽極導體在該一側上延伸到該塑膠屏障構件的第一端及第二端之外，且該陰極導體在該另一側上延伸到該塑膠屏障構件的該第一端及該第二端之外；且其中，延伸到該第一端之外的該陰極導體配置為被電連接到第一相鄰的發光二極體模組的陰極導體；延伸到該第二端之外的該陰極導體配置為被電連接到第二相鄰的發光二極體模組的陰極導體；延伸到該第一端之外的該陽極導體配置為被電連接到該第一相鄰的發光二極體模組的陽極導體；且延伸到該第二端之外的該陽極導體配置為被電連接到該第二相鄰的發光二極體模組的陽極導體，其中，該電路條組件還包括在該陽極導體與該陰極導體之間的散熱構件，並且其中，該陽極導體、該陰極導體及該散熱構件完全地延伸通過該第一相鄰的發光二極體模組及該第二相鄰的發光二極體模組的該塑膠屏障構件。
  12. 如申請專利範圍第11項之發光二極體燈，其中，該電路條組件包括一對導電構件以及設置在該塑膠屏障構件的該底部構件之下的散熱構件，該發光二極體晶片組件被電耦接到該等導電構件以及熱耦接到該散熱構件。
  13. 如申請專利範圍第11項之發光二極體燈，其中，該照明燈具包括散熱件，且該發光二極體導線架陣列被附接到該散熱件。
  14. 如申請專利範圍第11項之發光二極體燈，其中，該照明燈具包括通道，該通道被配置來接收該發光二極體導線架陣列。
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