TWI767246B - 具有用於氣體或液體冷卻之集成特徵之發光二極體封裝 - Google Patents

具有用於氣體或液體冷卻之集成特徵之發光二極體封裝 Download PDF

Info

Publication number
TWI767246B
TWI767246B TW109118484A TW109118484A TWI767246B TW I767246 B TWI767246 B TW I767246B TW 109118484 A TW109118484 A TW 109118484A TW 109118484 A TW109118484 A TW 109118484A TW I767246 B TWI767246 B TW I767246B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
conductor
heat dissipation
area
light
light emitting
Prior art date
Application number
TW109118484A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202040844A (zh
Inventor
阿塞爾 緬奈特
杜森 歌盧波微克
馬克斯 法蘭西斯克斯 東克
亨利克 珍 伊吉恩克
弘戌特 莫內 凡
席爾多爾 柯尼理斯 翠優尼特
Original Assignee
荷蘭商露明控股公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 荷蘭商露明控股公司 filed Critical 荷蘭商露明控股公司
Publication of TW202040844A publication Critical patent/TW202040844A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI767246B publication Critical patent/TWI767246B/zh

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64Heat extraction or cooling elements
    • H01L33/642Heat extraction or cooling elements characterized by the shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/93Batch processes
    • H01L24/95Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L24/97Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64Heat extraction or cooling elements
    • H01L33/641Heat extraction or cooling elements characterized by the materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64Heat extraction or cooling elements
    • H01L33/647Heat extraction or cooling elements the elements conducting electric current to or from the semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52Encapsulations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

本發明提供一種發光裝置,其包含一集成散熱元件。此散熱元件係包含於用於促進該發光裝置之製造的引線框中,以提供一單一共同基板來形成該散熱元件及導電元件兩者,該等導電元件用於將該發光裝置耦合至外部電源。該散熱元件可延伸超過環繞該發光元件之保護結構,以促進熱耗散至周圍介質。

Description

具有用於氣體或液體冷卻之集成特徵之發光二極體封裝
本發明係關於發光裝置之領域,且特定言之,本發明係關於一種提供一集成散熱表面來冷卻發光裝置內之發光元件的引線框架構。
引線框常用於大量生產發光裝置(LED)。引線框可為一金屬片或金屬帶,其經蝕刻或經衝壓以提供導體之一圖案來耦合至一發光元件且提供促進發光裝置用於產品或總成中之墊或其他元件。 圖1A繪示一習知引線框100之一截面。引線框100包含形成導電元件之一圖案110的開口120。引線框100可延伸數英尺以提供圖案來定位複數個發光元件之各者。引線框100在一裝配線上行進,其中下文將詳述之各種程序經執行以產生個別發光裝置。 圖1A中所繪示之截面包含用於產生兩個發光裝置之導電圖案。儘管一較寬片材被繪示為具有一行圖案之一窄帶,但其可用於提供一陣列之圖案。各圖案包含用於定位發光元件之一位點130及促進將完成發光裝置安裝於一印刷電路板或其他總成上之墊140A、140B。圖案110亦包含用於促進將此等墊140A、140B耦合至發光元件之導電段135A、135B (統稱為「135」)。 為適當地操作,墊140A、140B不必彼此連接;然而,為將此等墊140A、140B (及其他元件)固持至引線框,使用複數個繫桿115來在藉由將墊140A、140B連接至引線框100之處理期間維持圖案之機械完整性。通常,在後期處理期間切斷繫桿。 圖1B繪示「填充」有發光元件150及保護結構160之後之引線框100。一發光元件150位於圖案110上之適當位點(圖1A中之130)處,且耦合至導電元件135A、135B。在此實例中,發光元件150之接點之一者位於發光元件150之下表面上,且另一者位於上表面上。將發光元件150安裝/接合於導體段135B上實現將發光元件150之下表面上之接點耦合至墊140B,且使用一接合線155來經由導體段135A而將發光元件150之上表面上之接點耦合至墊140A。 圍繞發光元件150而形成結構160以便包圍導體元件135之一可觀部分。以此方式,結構160對發光元件150及導體元件135提供結構支撐。當結構160提供此機械支撐時,可切斷繫桿115,如由圖1C中之「X」所繪示。 圖1D繪示一所得「單粒化」發光裝置190。此裝置190包含套裝於一保護結構160中之一發光元件150。發光元件150電耦合至墊140A、140B以經由導體元件135A、135B而將外部電力提供至發光元件150。 隨後,可使結構160外部之金屬元件形成為一所要形狀。圖1E繪示在導體元件135中形成一「台階」使得墊140A、140B在比結構160之下表面低之位置延伸之後之發光裝置190之一側面圖。 發光元件150將在操作期間產生熱。在電力較低時,可透過結構160及墊140B而耗散此熱之足夠量(極少熱經由接合線155而傳遞至墊140A)。在電力較高時,可能需要一外部散熱器或其他散熱機構來防止發光元件150受熱損壞。此一外部散熱機構增加成品之材料成本,需要一額外製造步驟以進一步增加成本,且通常需要修改發光裝置之基本結構來容納此散熱機構。例如,若將一散熱器安裝於發光裝置190之結構160下方,則可能需要增加導體135之範圍以增加墊140上方之結構160之高度以便容納該散熱器之高度。另外,取決於導體135B下方之結構160之厚度,自發光元件150至結構160下方之散熱器之熱傳遞可為低效的。
減少或消除對發光裝置提供一外部散熱機構將為有利的。提供適應具有不同散熱需求之發光裝置之製造的一設計架構亦將為有利的。 為較佳地解決此等關注之一或多者,在本發明之一實施例中,一散熱元件經設計以集成至發光裝置。此散熱元件包含於用於促進該發光裝置之製造的引線框中以提供一單一共同基板來形成該散熱元件及導電元件兩者,該等導電元件用於將該發光裝置耦合至外部電源。在一實例性實施例中,該散熱元件之大小足以在一標稱操作條件下之操作期間使該發光裝置維持於一無損壞溫度處。
在以下描述中,出於解釋而非限制之目的,特定細節(諸如特定架構、介面、技術等等)經闡述以便提供本發明之概念之一完全理解。然而,熟悉此項技術者將明白,可在脫離此等特定細節之其他實施例中實踐本發明。同樣地,此描述之內文係針對如圖中所繪示之實例性實施例,且不意欲限制超出明確地包含於申請專利範圍中之限制的主張發明。出於簡單及清楚之目的,省略熟知之裝置、電路及方法的詳細描述,以便不使不必要的細節模糊本發明的描述。 尤其應注意,所提供之圖係用於促進本發明之理解。除非申請專利範圍中另外明確規定,否則所繪示之形狀及尺寸不意欲界定或以其他方式限制吾人可用於體現本發明之形狀或尺寸。 圖2A繪示包含一集成散熱元件210之一實例性引線框200。如同圖1A之實例,引線框200亦包含用於形成墊240A、240B、240C、240D (統稱為「240」)之開口220,及用於將此等墊240耦合至將位於散熱元件210上之位點230A、230B (統稱為「230」)處之發光元件的導體元件235A、235B、235C、235D (統稱為「235」)。引線框之所繪示截面包括用於產生兩個發光裝置之一圖案,該兩個發光裝置將各係位於散熱元件210上之位點230A、230B處。 引線框200亦包含用於將導體元件235及墊240 (暫時)附接至引線框之繫桿215。即使此等繫桿215將導體235及墊240耦合至散熱器210,導體235及墊240不形成散熱器210之部分,此係因為在移除繫桿215之後,導體235及墊240將與散熱器210隔離。(即,散熱器210包含由繫桿215界限之連續區域。) 散熱器210可為提供高效傳熱及散熱之各種材料之任何者。在一實例性實施例中,引線框200係在0.1 mm至0.4 mm之間厚之一銅片。對於傳熱,一較厚片材係較佳的,但比一較薄片材昂貴,且產生開口220會更困難及/或更昂貴。 圖2B繪示填充有發光元件250A、250B及保護結構260A、260B之後之引線框200。在此實例中,發光元件250A、250B之兩個接點係位於各發光元件250之頂面上,且接合線255A、255B、255C、255D係用於將發光元件250A、250B之接點耦合至墊240A、240B、240C、240D。 保護結構260A、260B包圍散熱元件210及導體235之部分,藉此固定其等相對於彼此之位置且對結構260A、260B內之元件提供結構支撐。結構260A、260B可為諸多形式之任何者。在一實例性實施例中,結構260A、260B包含模製於散熱元件210上之發光元件250A、250B上方之一透明聚矽氧材料。在另一實施例中,該聚矽氧材料可包含用於產生發射光之一所要色彩的一波長轉換材料。在另一實施例中,如下文將進一步詳述,結構260A、260B可為具有容納發光元件250A、250B之一開口的一反射結構。在一些實施例中,結構260A、260B可包括具有一高散熱效率之一材料以進一步增強發光裝置之散熱特性。 一旦已形成結構260A、260B,則通常可經由一金屬衝壓程序而移除繫桿215 (圖2A)。如上文所提及,所提供之圖用於促進本發明之理解,且未按比例繪製。繫桿215可實質上比所繪示之繫桿薄以促進藉由意欲用於切斷繫桿215之衝壓或其他程序而移除繫桿215。 圖2C繪示移除繫桿215之後之一單粒化發光裝置290,且圖2D繪示導電元件235經形成以使墊240低於結構260之後之裝置290。 此裝置290提供關於散熱效率之實質益處。如上文所提及,發光元件250直接安裝於散熱元件210上。一熱效率高之接合材料(諸如填銀環氧樹脂)可用於使自發光元件250A至散熱元件210之熱傳遞最佳化。在此實例中,散熱元件210之一部分延伸超過結構260A以提供熱到周圍介質(其可為空氣、水或其他介質)之一高效傳遞。 由散熱元件提供之散熱量將取決於用作為引線框200之材料之特性以及散熱元件210之表面面積。散熱元件210之大小可取決於特定發光元件250A預期產生之熱量而變動。在一些實施例中,散熱要求可使得散熱元件無需延伸超過結構260A之範圍;在其他實施例中,散熱元件可適當延伸超過結構260A之範圍。以此方式,可藉由僅增加散熱元件210之大小而使用相同結構260A、導體235A、235B及墊240A、240B來容納高電力發光元件250A。 尤其應注意,因為散熱元件210在一維度上的範圍係垂直於導體元件235A、235B的橫向範圍,所以可在無需修改導電元件235A、235B相對於發光元件250之位點之架構的情況下增大或減小散熱元件210的範圍。 在一實例性實施例中,由散熱元件210包圍的面積係由完成裝置290所包圍之總面積的至少50%;較佳地,散熱元件之面積係總面積之至少65%;且更佳地,散熱元件之面積係總面積之至少85%。 在一實例性實施例中,散熱元件之大小足以在標稱操作條件下之操作期間使發光元件250A維持於一無損壞溫度處。例如,在一照明應用中,散熱元件210之大小足以在0.5瓦特使發光元件之溫度維持低於85o C。在一些實施例中,可藉由在形成結構260A之後適當地塑形散熱元件210及/或藉由將散熱元件210耦合至外部散熱元件(諸如一組散熱鰭片)以提供額外散熱表面面積而達成額外散熱。如上文所提及,可藉由使用具有高散熱效率之一材料來形成結構260A而增強散熱特性。在此一實施例中,散熱元件之大小可經相應地減小以使此結構260A內之發光元件250A維持於一無損壞溫度處。 圖3A繪示用於產生一發光結構之一引線框300,該發光結構將包含四個發光元件,各發光元件係位於一散熱元件310上之一位點330處。在此實施例中,一單一散熱元件310係共同用於所有發光元件。 如圖中所繪示,引線框300包含用於產生引線框300之不同段(其包含產生如由繫桿315之間之連續區域界定的散熱元件310)的開口320。開口320亦產生藉由繫桿315而與散熱元件310分離的導體元件325 (如圖3B中所繪示)。 圖3B繪示由發光元件250及結構260填充之後的引線框300。在此實施例中,四個發光元件250係經由導電元件325而串聯連接於墊340A與340B之間。 圖3C繪示移除繫桿315 (如圖3A中所繪示)(如由切斷此等繫桿之「X」所指示)以提供一單粒化發光結構390,如圖3D及圖3E中所繪示。隨後,至墊340A、340B之引線可經形成以提供一所要輪廓。 儘管將發光結構390繪示為具有四個不同保護結構260,但熟悉此項技術者將認識到,一單一保護結構可延伸跨越所有四個發光元件250。 如同結構290,發光結構290之散熱元件310可經設定大小以對發光結構390內之特定發光元件250提供足夠散熱。 一發光結構(其包含具有(若干)集成散熱元件之多個發光裝置)之實施例提供產生提供一所要光輸出圖案之結構的可能性。 圖4A繪示提供一發光結構之一引線框400,該發光結構包含各具有一集成散熱元件410之八個發光元件。該發光結構意欲經形成以便在一圓的所有徑向方向上發光,如圖4E中所繪示。 引線框400包含散熱元件410及延伸於位點430 (其上將定位發光元件)之間之導體元件435。繫桿415使導體元件435能夠與散熱元件410分離。尤其應注意,導體元件435包含由元件436耦合之三個導體。使用三個薄導體來形成導體元件435促進結構在散熱元件410之間之區域420處彎曲,如圖4E中所繪示。 亦使用區域420中之薄元件428來使散熱元件410彼此耦合以使結構穩定。薄元件428之使用亦促進結構在散熱元件410之間之區域420處之前述彎曲。 將多個薄元件用於導體元件435中亦促進替代電路組態之形成。例如,形成導體元件435之多個元件之間之耦合件436可經切斷以提供發光元件250之間及發光元件250中之多個導體路徑。此等路徑可允許發光元件250之一並聯配置或允許以取決於一所要輸出照度位準或一所要輸出圖案之一選擇性方式耦合元件之一結構。 例如,若在發光元件之各者之間切斷導體元件435之導體之間之耦合件436 (如圖4B中所繪示),則分離之上導體元件435A可耦合至一正電壓,而分離之下導體元件435C可耦合至一負電壓或接地。在此實例中,附接至發光元件250A之接點的接合線455A將經「銜接」以將上導體元件435A之「p接點」耦合至左邊及右邊之發光元件250A,且接合線455B會將下導體元件435C之「n接點」耦合至左邊及右邊之發光元件250。發光元件250B將類似地連接至435A及435C。以此方式,發光元件250A、250B將並聯連接。 居中導體元件435B可用於選擇性地配置待放置成與發光元件250A及250B之並聯配置並聯之發光元件250C、250D之一串聯配置。圖4C中繪示對應電路圖。 熟悉此項技術者將認識到,可以此方式產生各種電路之任何者。若導體元件435包含三個以上薄導電元件,則電路配置之種類及潛在複雜性甚至將更大。 在此等實例中,圖4A之耦合件436將充當一繫桿,其在形成保護結構460之前將個別導體元件435A、435B、435C固持於適當位置中,接著被切斷。 為易於繪示及理解,此說明圖中僅繪示一個保護結構460及一個發光元件250。此說明圖大致按比例繪製,使得元件之相對大小可被瞭解。在此實例中,各散熱元件410之寬度係約7 mm,間隔420係約2 mm,保護結構460係約6 mm × 約6 mm,開口465係約1.5 mm × 約2.5 mm,且發光元件係約1 mm × 約1 mm。在此實例性實施例中,散熱元件410構成由圖4D至圖4E中所繪示之發光結構490包圍之總面積之約75%。 保護結構460可為環繞發光元件250之一反射外殼。結構460可在發光元件250接合至散熱元件410之前形成於引線框400上以避免使發光元件250經受用於形成結構460之程序。在此實例中,結構460包含一開口465,其足以使發光元件250能夠放置及接合至散熱元件410且使發光元件250能夠線接合至導體元件435。一囊封劑(圖中未繪示)可用於填充結構460中之開口465,且此囊封劑可包含一波長轉換材料。在一實例性實施例中,保護結構460可包括具有高發射率之一材料。 在此實施例中,可藉由使發光元件250之配置之各端耦合至暴露導體元件435而實現將發光元件250連接至一外部電源。 圖4D繪示包括八個發光元件250、支撐結構430、導電元件435及個別散熱元件/面板410之一經完全填充發光結構490。值得注意的是,散熱面板410沿著一第一軸470相對於支撐結構430而延伸,且導體元件435沿著實質上正交於第一軸470之一第二軸480而延伸。以此方式,可取決於散熱要求而延伸或收縮散熱面板410,同時維持導體元件435之相同配置,且反之亦然。 圖4E繪示結構490,其形成為一近似圓形外形以提供相對於以結構490為中心之一圓之所有徑向方向上之光發射。在此實施例中,八個散熱面板410經由薄元件428及435而耦合在一起,薄元件428及435經彎曲以使八個面板410形成為一8邊形,其中發光元件250之各者照明至少45o 之一弧,藉此提供360o (8*45)之一照明弧。熟悉此項技術者將認識到,可取決於照明弧上之光之所要均勻度而包含更少或更多面板410,其中額外面板410用於增強均勻度。 圖5繪示用於製造具有集成散熱元件之發光結構的一實例性流程圖。 在510中,藉由在一金屬基板(諸如一銅帶或銅板)中產生開口以形成具有用於安裝發光元件之位點之散熱元件及用於將該等發光元件耦合至外部電源之導電元件而形成引線框。該等導電元件可經由可移除繫桿而耦合至該等散熱元件。 視情況而定,在520中,可在該等發光元件之該等位點周圍形成反射結構,該等反射結構具有容許將該發光元件放置於該位點處且將該等發光元件耦合至該等導電元件之一開口。 在530中,較佳地使用具有高傳熱效率之一接合材料來將該等發光元件接合至該散熱元件。 在540中,將該等發光元件之接點耦合至該等導電元件。可使用線接合來提供此耦合。 在550中,使用一透明保護材料(諸如聚矽氧)來囊封該發光元件。該保護材料可包含波長轉換材料,諸如一磷光體,其吸收由該發光元件發射之光波長之部分或全部且依一不同波長發射光。 在560中,移除將該等導電元件耦合至該散熱元件之繫桿(如耦合個別結構之各者的繫桿),藉此使個別發光結構單粒化(如同圖2D之實例)或使發光結構之群組單粒化(如同圖3D及圖4D之實例)。 在570中,可使環繞該(等)發光元件之該(等)保護結構外部之該引線框之部分形成為促進將發光結構用於一較高總成中之一所要形狀。 儘管已在圖式及以上描述中詳細繪示及描述本發明,但此繪示及描述應被視為具繪示性或例示性而非限制性;本發明不受限於所揭示之實施例。 例如,可在一實施例中操作本發明,其中在包括不同類型之發光元件之一多發光裝置結構中,散熱元件之各者可取決於由位於各散熱元件上之特定類型之裝置產生之熱而具有不同大小以在所有不同類型之發光元件中維持一相對均勻溫度。 另外,在實例性實施例中,散熱元件與發光元件之接點之各者隔離。然而,熟悉此項技術者將認識到,散熱元件可形成將外部電源耦合至發光元件之墊之一者。即,例如,圖2B至圖2D之發光元件250之接點之一者可電耦合至散熱元件210,且無需形成一分離墊240B,至發光元件250之外部耦合由墊240A及散熱元件210提供。 同樣地,儘管圖使用一單一方形(晶粒)來繪示各發光元件250,但熟悉此項技術者將認識到,各發光元件250可包含用於增加照明、多波長照明等等之多個晶片。同樣地,發光元件250及/或保護元件260可包含波長變換材料,例如一磷光體。 熟悉此項技術者可在實踐本發明時自圖式、揭示內容及附隨申請專利範圍之一研習理解且實現所揭示實施例之其他變動。在申請專利範圍中,用語「包括」不排除其他元件或步驟,且不定冠詞「一」不排除複數。在相互不同之附屬請求項中敘述某些措施之純事實不指示不能有利地使用此等措施之一組合。申請專利範圍中之任何參考符號不應被解釋為限制範疇。
100:引線框 110:圖案 115:繫桿 120:開口 130:位點 135A:導體元件/導電段/導體段/導體元件 135B:導體元件/導電段/導體段/導體元件 140A:墊 140B:墊 150:發光元件 155:接合線 160:保護結構 190:發光裝置 200:引線框 210:散熱元件/散熱器 215:繫桿 220:開口 230A:位點 230B:位點 235A:導體元件/導體/導電元件 235B:導體元件/導體/導電元件 235C:導體元件/導體/導電元件 235D:導體元件/導體/導電元件 240A:墊 240B:墊 240C:墊 240D:墊 250:發光元件 250A:發光元件 250B:發光元件 250C:發光元件 250D:發光元件 255A:接合線 255B:接合線 255C:接合線 255D:接合線 260:保護結構 260A:保護結構 260B:保護結構 290:發光裝置 300:引線框 310:散熱元件 315:繫桿 320:開口 325:導體元件/導電元件 330:位點 340A:墊 340B:墊 390:發光結構 400:引線框 410:散熱元件/散熱面板 415:繫桿 420:區域/間隔 428:薄元件 430:位點/支撐結構 435:導體元件/導電元件 435A:上導體元件 435B:居中導體元件 435C:下導體元件 436:耦合件 455A:接合線 455B:接合線 460:保護結構 465:開口 470:第一軸 480:第二軸 490:發光結構 510:形成引線框 520:在發光元件之位點周圍形成反射結構 530:將發光元件接合至散熱元件 540:將發光元件之接點耦合至導電元件 550:囊封發光元件 560:移除繫桿,藉此使個別發光結構單粒化或使發光結構之群組單粒化 570:使引線框之部分形成為所要形狀
參考附圖來進一步細節地且以實例方式解釋本發明,其中: 圖1A至圖1E繪示使用一習知引線框設計之發光裝置之一實例性製造。 圖2A至圖2D繪示具有包含於一引線框中之集成散熱元件之發光裝置之一實例性製造。 圖3A至圖3E繪示包含多個發光裝置及一共同散熱元件之發光結構之一實例性製造。 圖4A繪示用於製造包含多個發光裝置及散熱元件之一發光結構的一實例性引線框; 圖4B及圖4C繪示發光元件之一實例性並串聯配置; 圖4D及圖4E繪示形成多個發光裝置之一配置以提供一所要光輸出圖案。 圖5繪示用於製造具有集成散熱元件之發光結構的一實例性流程圖。 在所有圖式中,相同元件符號指示類似或對應特徵或功能。所包含之圖式用於繪示目的,且不意欲限制本發明之範疇。
210:散熱元件/散熱器
235A:導體元件/導體/導電元件
235B:導體元件/導體/導電元件
235C:導體元件/導體/導電元件
235D:導體元件/導體/導電元件
240A:墊
240B:墊
240C:墊
240D:墊
250A:發光元件
250B:發光元件
255A:接合線
255B:接合線
255C:接合線
255D:接合線
260A:保護結構
260B:保護結構

Claims (20)

  1. 一種發光裝置,其包括:一導電基板,其界定一或多個開口,該等開口將該導電基板之一散熱區與該導電基板之一導體區分離(separate);一發光元件,其設置於該導電基板之該散熱區上且電性連接至該導電基板之該導體區;及一保護結構,其設置於該散熱區之一部份及該導體區之一部份上,且設置於該散熱區之該部份與該導體區之該部分之間之該等開口的一部份上方,以物理性連接該散熱區與該導體區,其中該導電基板之該散熱區之一底表面與該導電基板之該導體區之一底表面係非共面。
  2. 如請求項1之裝置,其中該導電基板包括一第一邊緣及一第二邊緣,且該導體區包括位於該第一邊緣之一第一墊區(pad region)及位於該第二邊緣之一第二墊區,該第一墊區藉由該開口之一第一部份與該散熱區分離,該第二墊區藉由該開口之一第二部份與該散熱區分離。
  3. 如請求項2之裝置,其進一步包括將該發光元件電性連接至該第一墊區之一第一接合線及將該發光元件電性連接至該第二墊區之一第二接合線。
  4. 如請求項1之裝置,其中該導體區經彎曲遠離(bent away)該散熱區。
  5. 如請求項1之裝置,其中該導電基板係一金屬片(metallic sheet)。
  6. 如請求項1之裝置,其中該導電基板係一銅片(copper sheet)。
  7. 如請求項1之裝置,其中該保護結構包括模製於該發光元件上方之一透明聚矽氧材料(transparent silicone material)。
  8. 一種發光裝置,其包括:一導電基板,其界定複數個開口,該等開口將該導電基板之一散熱區與該導電基板之一導體區分離,該導體區包括複數個導體段(segments),各導體段由該等開口之一者及該散熱區所環繞;複數個發光元件,各發光元件設置於該導電基板之該散熱區位於該等導體段之間的多個部份,且電性連接至該等導體段;及一保護結構,其設置於該散熱區之一部份及該導體區之一部份上,且設置於該散熱區之該部份與該導體區之該部分之間之該等開口的一部份上方,以物理性連接該散熱區與該導體區,其中該導電基板之該散熱區之一底表面與該導電基板之該導體區之一底表面係非共面。
  9. 如請求項8之裝置,其進一步包括將該等發光元件電性連接至該等導體段之多個接合線,該等發光元件以串聯的方式電性連接。
  10. 如請求項8之裝置,其中該等導體段包括一上側導體元件(upper conductor element)及一下側導體元件(lower conductor element),各導體段內之該等上側及下側導體元件相互電隔離,且該等發光元件通過多個相鄰的導體段之上側及下側導體元件以並聯的方式電性連接。
  11. 如請求項8之裝置,其中該等導體段包括一上側導體元件、一中央導體元件及一下側導體元件,一導體段之該等上側導體元件、中央導體元件及下側導體元件之各者相互電隔離。
  12. 如請求項11之裝置,其中該等發光元件之至少一部份以並聯的方式電性連接。
  13. 如請求項11之裝置,其中該等發光元件之至少一第一部份以串聯的方式電性連接,且該等發光元件之一第二部份以並聯的方式電性連接。
  14. 如請求項8之裝置,其中該保護結構延伸在該等發光元件之兩者或更多者上方。
  15. 如請求項8之裝置,其中該保護結構包括環繞個別發光元件之複數個反射外殼。
  16. 如請求項8之裝置,其中該導電基板包括沿著延伸通過該散熱區及該等導體段之一者之一線(line)之一彎曲(bend),且該彎曲之相對側 (opposite sides)上之發光元件面向不同方向。
  17. 如請求項8之裝置,其中該導電基板包括兩個或更多個彎曲,各彎曲自該散熱區之一上側邊緣延伸通過該等導體段之一者,且到達該散熱區相對於該上側邊緣之一下側邊緣。
  18. 如請求項17之裝置,其中該等發光元件經組態使得該裝置在所有徑向方向(radial direction)上發光。
  19. 如請求項8之裝置,其中該導電基板進一步包括一第一邊緣及一第二邊緣,且該導體區包括位於該第一邊緣之一第一墊區及位於該第二邊緣之一第二墊區,該第一墊區藉由該開口之一第一部份與該散熱區分離,該第二墊區藉由該開口之一第二部份與該散熱區分離。
  20. 如請求項8之裝置,其中該導電基板進一步包括一第一邊緣及相對於該第一邊緣之一第二邊緣,且該散熱區界定自與該等導體段之一者相鄰之該散熱區上之一位置向該第一邊緣延伸之裂縫(slits)及自與該等導體段之該一者之一相對側(opposite side)相鄰之該散熱區上之另一位置向該第二邊緣延伸之裂縫。
TW109118484A 2014-12-30 2015-12-30 具有用於氣體或液體冷卻之集成特徵之發光二極體封裝 TWI767246B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462097623P 2014-12-30 2014-12-30
US62/097,623 2014-12-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202040844A TW202040844A (zh) 2020-11-01
TWI767246B true TWI767246B (zh) 2022-06-11

Family

ID=55168457

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104144525A TWI698033B (zh) 2014-12-30 2015-12-30 具有用於氣體或液體冷卻之集成特徵之發光二極體封裝
TW109118484A TWI767246B (zh) 2014-12-30 2015-12-30 具有用於氣體或液體冷卻之集成特徵之發光二極體封裝

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104144525A TWI698033B (zh) 2014-12-30 2015-12-30 具有用於氣體或液體冷卻之集成特徵之發光二極體封裝

Country Status (3)

Country Link
US (2) US10340432B2 (zh)
TW (2) TWI698033B (zh)
WO (1) WO2016109611A2 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7100658B2 (ja) * 2016-12-13 2022-07-13 ルミレッズ ホールディング ベーフェー リードフレーム上のledの配置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201212296A (en) * 2010-08-09 2012-03-16 Lg Innotek Co Ltd Light emitting device
TW201222900A (en) * 2010-08-10 2012-06-01 Cree Inc LED package with efficient, isolated thermal path

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW546799B (en) 2002-06-26 2003-08-11 Lingsen Precision Ind Ltd Packaged formation method of LED and product structure
WO2005101489A2 (de) * 2004-04-16 2005-10-27 Lucea Ag Gehäuse für led-chip und lichtquelle
JP2007096236A (ja) * 2005-09-30 2007-04-12 Toyoda Gosei Co Ltd Led発光装置
KR20100072163A (ko) * 2008-05-20 2010-06-30 파나소닉 주식회사 반도체 발광 장치, 및, 이를 이용한 광원 장치 및 조명 시스템
TW201011936A (en) * 2008-09-05 2010-03-16 Advanced Optoelectronic Tech Light emitting device and fabrication thereof
TW201123413A (en) * 2009-12-30 2011-07-01 Harvatek Corp A light emission module with high-efficiency light emission and high-efficiency heat dissipation and applications thereof
CN105720180B (zh) * 2010-04-09 2018-05-29 罗姆股份有限公司 Led模块
KR101714073B1 (ko) * 2011-08-10 2017-03-08 엘지이노텍 주식회사 발광소자 패키지 및 조명 장치
WO2014016734A1 (en) * 2012-07-24 2014-01-30 Koninklijke Philips N.V. Matrix leadframe for led packaging
JP5869976B2 (ja) * 2012-07-25 2016-02-24 Jx金属株式会社 金属−液晶ポリマー複合体の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201212296A (en) * 2010-08-09 2012-03-16 Lg Innotek Co Ltd Light emitting device
TW201222900A (en) * 2010-08-10 2012-06-01 Cree Inc LED package with efficient, isolated thermal path

Also Published As

Publication number Publication date
TWI698033B (zh) 2020-07-01
WO2016109611A3 (en) 2016-08-25
US20200119246A1 (en) 2020-04-16
TW202040844A (zh) 2020-11-01
US20170373237A1 (en) 2017-12-28
US11171273B2 (en) 2021-11-09
WO2016109611A2 (en) 2016-07-07
US10340432B2 (en) 2019-07-02
TW201635602A (zh) 2016-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11450791B2 (en) LED assembly for omnidirectional light applications
TWI505519B (zh) 發光二極體燈條及其製造方法
KR101766299B1 (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조 방법
JP2009081193A (ja) 発光モジュールおよびその製造方法
JP2001352009A (ja) 半導体装置およびその製造方法
CN1501520A (zh) 发光装置
US8455275B2 (en) Method for making light emitting diode package
JP2011035264A (ja) 発光素子用パッケージ及び発光素子の製造方法
JP2009071269A (ja) 発光ダイオード装置
CN105932019A (zh) 一种采用cob封装的大功率led结构
JP4885191B2 (ja) Ledパッケージ
WO2017038209A1 (ja) 発光装置およびその製造方法
KR20120085085A (ko) 칩 온 보드형 발광 모듈 및 상기 발광 모듈의 제조 방법
TWI767246B (zh) 具有用於氣體或液體冷卻之集成特徵之發光二極體封裝
JP6566791B2 (ja) 発光装置
JP6646982B2 (ja) 発光装置
KR101519110B1 (ko) 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법
JP2017050342A (ja) 発光装置
JP2017050344A (ja) 発光装置
JP6537410B2 (ja) 発光装置の製造方法
JP2019125513A (ja) 照明装置
JP6643831B2 (ja) 発光装置
JP2017050345A (ja) 発光装置の製造方法
US20150070881A1 (en) Led light tube of module type
JP2017050104A (ja) 発光装置