TWM453101U - 具有多層式結構之一體化高效率照明裝置 - Google Patents

Description

具有多層式結構之一體化高效率照明裝置

一種照明裝置，尤其是一種可大幅減少螢光化合物及矽膠原料使用量，並提升發光亮度及均勻度的具有多層式結構之一體化高效率照明裝置。

LED的發光原理是利用半導體固有特性，它不同於以往的白熾燈管的放電、發熱發光原理，而是將電流順向流入半導體的PN接面時便會發出光線，所以LED被稱為冷光源(cold light)。由於LED係具有耐久性、壽命長、輕巧、耗電量低且不含水銀等有害物質等之優點，故可廣泛應用於照明設備產業中，且其通常以LED陣列封裝方式應用在電子看板、交通號誌等商業領域。

現在製造的LED大部分是在LED的發光面上覆蓋一層含有螢光劑的螢光塗層製成的，以現有技術形成螢光塗層時，是先調製出一含有螢光劑的溶液，再將該溶液以充填、塗抹或滴的方式覆蓋住該發光面，藉由該螢光劑的作用可將LED晶片所發出的一第一色光部分轉換為一第二色光，該第一、第二色光相混合就能形成所要求的照明色光。

請參閱第1圖所示，習知技術之多層式陣列型發光二極體封裝結構之剖視圖，其包含有一基板10a、一封裝模塊12a、一導線架14a及一罩體16a，該基板10a設於該封裝結構之最下層，該封裝模塊12a用以將該基板10a與該導線架14a結合成一體，該基板10a上裝設有為陣列排列之發光二極體晶粒 18a，上述的基板10a為金屬材質，發光二極體晶粒18a與該導線架14a藉打線接合形成電性連接，該罩體16a則與該封裝模塊12a相封合，其中發光二極體晶粒18a形成有一絕緣保護層20a，該絕緣保護層20a係包覆該等發光二極體晶粒18a，該絕緣保護層20a之上至少再形成一螢光層22a。

然而習知技術的缺點在於，為了能提高發光亮度，因此封裝模塊12a必須留設出可設置多個發光二極體晶粒18a的空間，但是卻必須使用大量的螢光化合物及矽膠原料，才能形成可均勻覆蓋發光二極體晶粒18a的絕緣保護層20a及螢光層22a，如此必導致原料成本大幅增加，此外發光二極體晶粒18a以陣列排列，雖然能增加發光亮度，但是在不同行列的發光二極體晶粒18a，其射出的光線入射至封裝模塊12a內壁面的角度不一致，因此反射出去的光線行進方式較易互相交錯，導致出光均勻度較差，因此必須提供一種能改善上述缺失的具有多層式結構之一體化高效率照明裝置。

本創作的主要目的在於提供一種具有多層式結構之一體化高效率照明裝置，係包含有一散熱基座，係具有一基座頂部，該基座頂部開設出具有一容置空間之一腔室，該腔室具有一腔室底面，該腔室底面係開設出一溝槽，該溝槽具有相對應的兩內側壁面，該兩內側壁面皆設置成可將光線反射於該腔室之外的一傾斜面，該散熱基座並縱向貫設至少一個通道；複數個LED晶粒，係配置於該溝槽內，該等LED晶粒彼此之間相隔有一間距，該等LED晶粒彼此之間以打線接合方式構成電氣連 接；以及一導線架，係安插於該至少一個通道中，該至少一個通道的兩端並分別封填有一密封膠，藉以固持該導線架，其中該導線架係由兩導線桿及一封裝套管組成，該兩導線桿係被封裝於該封裝套管之中，且該兩導線桿的兩端皆顯露於該封裝套管外，該兩導線桿與該等LED晶粒以打線接合方式構成電氣連接。

其中，一螢光層及一矽膠層係形成於該溝槽中，該溝槽係為一種細縫，因此只需要非常少的螢光化合物及矽膠即能填滿該溝槽，並均勻的覆蓋該等LED晶粒，大幅節省原料及製造成本。

再者，當該等LED晶粒時該溝槽中設置出還可增加出光均勻度，因該等LED晶粒所射出的光線時入射至該溝槽的兩內側壁面的角度幾乎一致，因此反射出去的光線行進方向規則化，因有助於出光均勻度提升，因此本創作可解決習用技術的缺點，有效提升出光均勻度及減少螢光化合物及矽膠的用量。

以下配合圖式及元件符號對本創作之實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

參閱第二圖，本創作之具有多層式結構之一體化高效率照明裝置之第一實施例示意圖。本創作係有關一種具有多層式結構之一體化高效率照明裝置，其包含有散熱基座1、複數個LED晶粒3以及導線架5。

散熱基座1係具有基座頂部，在基座頂部的中心處開設出具有容置空間之腔室11，腔室11係具有腔室底部，沿著接近 於或於腔室底部的周緣係開設出溝槽111，溝槽111內配置有該等LED晶粒3(Light Emitting Device,LED)，LED晶粒3彼此之間需相隔有一間距，LED晶粒3彼此之間以打線接合構成電氣連接，其中溝槽111的形成係透過銑削處理加工而成。

散熱基座1具有複數個散熱鰭片13，該等散熱鰭片13自散熱基座1的外側壁面以輻射狀排列方式向外延設而成，該等散熱鰭片13之間皆相隔有一間距，散熱鰭片13的兩側面的表面係呈高低起伏狀。

將LED晶粒3彼此之間皆相隔出間距，此間距可有效避免LED晶粒3因相隔過近而發生的熱蓄積效應，使每個LED晶粒3因發光而生的熱能可透過間距之間所營造的散熱空間，消除熱蓄積效能的產生，使熱能迅速的散逸出去。

溝槽111的具有相對應的兩內側壁面1111，兩內側壁面1111皆設置成可將所接收到的光線反射於腔室11之外的傾斜面，其中兩內側壁面1111與腔室底面之間所構成的夾角可介於10~80度之間。要注意的是，上述本創作的第一實施例中溝槽111設置成為環狀只是用以方便說明的實例而已，並不是用以限定本創作的範圍，亦即，本創作可依據實際應用需要而設置出適當形狀的溝槽。

其中溝槽111的內壁面上可鍍上金屬反光層，以提高光線反射效果，金屬反光層的材質可以是銅、銀或其他適當的金屬材料。

其中溝槽111的形狀可以是環形、四方形、長方形、三角形或其他適當的形狀。

參閱第三圖，本創作之第一實施例之散熱基座剖視圖，參閱第四圖，本創作之第一實施例之散熱基座及導線架剖視圖。 散熱基座1並縱向貫設有一個通道15，通道15的頂端及底端分別位於腔室底部及散熱基座1的底緣，導線架5可安插於通道中15，而通道15的兩端並分別封填有密封膠6藉以固持導線架5，並將通道15完全密封起來，還可避免微塵侵入及水氣滲入於腔室11中。其中上述的密封膠6可以是矽膠。

其中，導線架5係由兩導線桿51及封裝套管53組成，兩導線桿51係被封裝於封裝套管53中，兩導線桿51不得互相接觸，兩導線桿51的兩端皆顯露於封裝套管53外。封裝套管53的材質可以是聚鄰苯二甲醯胺(polyphthalamide,PPA)、聚醯胺9T(Polyamide 9T，PA9T)及液晶聚酯樹脂(liquid crystalline polyester resin,LCP)之至少其中之一。

兩導線桿51的頂端以打線接合方式與該等LED晶粒3構成電氣連接，兩導線桿51的底端可分別與電源的正負極形成電氣連接，藉以傳輸驅動電壓於該等LED晶3令其發光。本創作的一較佳實施例中，係使用黃金導線施作打線接合。

參閱第五圖，本創作之第一實施例之進一步設有螢光層及矽膠層示意圖。本創作可進一步形成有螢光層10及矽膠層20，螢光層10及矽膠層20係位於溝槽111中，螢光層10係覆蓋住該等LED晶粒3，確保該等LED晶粒3所發出的光線可通過螢光層10穿射出去，矽膠層20則設置於螢光層10之上，其中螢光層10及矽膠層20可透過填注及點膠等方式注入於溝槽111內部。螢光層10可與該等LED晶粒3所發出的光線進行混光作用，矽膠層20用以隔絕外界的溼氣及微塵進入螢光層10，較佳的，矽膠層20具有高穿透性的矽膠。

其中，該溝槽111係概呈一種細縫，因此只需要非常少的螢光化合物及矽膠即能填滿該溝槽，並均勻的覆蓋該等LED晶 粒3，因此大幅節省原料及製造成本。

此外，本創作還可使用透鏡罩30，透鏡罩30係罩蓋且固設於腔室11之上，讓腔室11的內部空間形成密閉狀態，藉以隔絕外界溼氣及微塵進入腔室11中。

參閱第六圖，本創作之具有多層式結構之一體化高效率照明裝置之第二實施例示意圖。第二實施例的結構大致上與第一實施例結構相同，但在第二實施例的散熱基座1中係縱向貫設有相鄰的兩通道15，兩通道15中分別可安插一個導線架5，但第二實施例中的導線架5只於封裝套管53中封裝一個導線桿51，如第六圖所示。

參閱第七圖，本創作之具有多層式結構之一體化高效率照明裝置之第三實施例示意圖，參閱第八圖，第八圖為第七圖的側面示意圖。第七圖係顯示一種平板式的散熱基座1，散熱基座1的中心部份的厚度係大於其外側部份的厚度，且於散熱基座1的底面朝下設置出複數個呈間隔排列的散熱鰭片13，其中該等散熱鰭片13之位在外側部份的散熱鰭片13長度係大於其設在中心部份的散熱鰭片13長度，較佳的散熱鰭片13配置方式可參閱第七圖，令散熱鰭片13的自由端皆呈現相互齊平狀。

其中位於外側部份的散熱鰭片13的表面呈高低起伏狀，如此可增加散熱鰭片13的散熱表面積，藉以快速的消散熱能，當然也可使全部的散熱鰭片13的表面形成高低起伏狀，使散熱鰭片13的散熱效果及散熱速度更好。

再者，散熱基座1主體的中心部份的厚度大於其外側部份的厚度，使散熱基座1主體的中心部份具有高結構強度，進而可設置出腔室11、通道15及溝槽111等結構，第三實施例除 散熱鰭片13與第一實施例有所不同，其餘結構可參閱前文所述，在此不於贅述。

從第三實施例可知，本創作所揭露出的腔室11、通道15及溝槽111等結構，可直接設置於不同型式的散熱基座1上， 因此以上所述的各實施例只是用以方便說明的實施例而已，並不是用以限定本創作的範圍。

參閱第九圖，本創作之具有多層式結構之一體化高效率照明裝置之第四實施例示意圖。第四實施例的結構大致上與第三實施例結構相同，但在第三實施例的散熱基座1中係縱向貫設有相對應的兩通道15，兩通道15中分別可安插一個導線架5，但第四實施例中的導線架5只於封裝套管53中封裝一個導線桿51，如第八圖所示。

如前文所述，本創作透過將該螢光層10及該矽膠層20設置於容積率很小的該溝槽111中，因此可大幅減少螢光化合物及矽膠等原料的用量，節省製造成本。

除此之外，當該等LED晶粒3時該溝槽中111設置出還可增加出光均勻度，因為該等LED晶粒3所射出的光線時入射至該溝槽111的兩內側壁面1111的角度幾乎一致，因此反射出去的光線行進方向也會比較一致且規則，如此有助於出光均勻度的提升，因此本創作可解決習用技術的缺點，有效提升出光均勻度及節省製造成本。

以上所述者僅為用以解釋本創作之較佳實施例，並非企圖據以對本創作做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之創作精神下所作有關本創作之任何修飾或變更，皆仍應包括在本創作意圖保護之範疇。

1‧‧‧散熱基座

11‧‧‧腔室

111‧‧‧溝槽

1111‧‧‧內側壁面

13‧‧‧散熱鰭片

15‧‧‧通道

3‧‧‧LED晶粒

5‧‧‧導線架

51‧‧‧導線桿

53‧‧‧封裝套管

6‧‧‧密封膠

10‧‧‧螢光層

20‧‧‧矽膠層

30‧‧‧透鏡罩

10a‧‧‧基板

12a‧‧‧封裝模塊

14a‧‧‧導線架

16a‧‧‧罩體

18a‧‧‧發光二極體晶粒

20a‧‧‧絕緣保護層

22a‧‧‧螢光層

第一圖為習知技術之多層式陣列型發光二極體封裝結構之剖視圖。

第二圖為本創作之具有多層式結構之一體化高效率照明裝置之第一實施例示意圖。

第三圖為本創作之第一實施例之散熱基座剖視圖。

第四圖為本創作之第一實施例之散熱基座及導線架剖視圖。

第五圖為本創作之第一實施例之進一步設有螢光層及矽膠層示意圖。

第六圖為本創作之具有多層式結構之一體化高效率照明裝置之第二實施例示意圖。

第七圖為本創作之具有多層式結構之一體化高效率照明裝置之第三實施例示意圖。

第八圖為第七圖的側面示意圖。

第九圖為本創作之具有多層式結構之一體化高效率照明裝置之第四實施例示意圖。

1‧‧‧散熱基座

11‧‧‧腔室

111‧‧‧溝槽

1111‧‧‧內側壁面

13‧‧‧散熱鰭片

15‧‧‧通道

3‧‧‧LED晶粒

51‧‧‧導線桿

Claims (13)

1. 一種具有多層式結構之一體化高效率照明裝置，係包含有：一散熱基座，係具有一基座頂部，該基座頂部開設出具有一容置空間之一腔室，該腔室具有一腔室底面，該腔室底面係開設出一溝槽，該溝槽具有相對應的兩內側壁面，該兩內側壁面皆設置成可將光線反射於該腔室之外的一傾斜面，該散熱基座並縱向貫設至少一個通道；複數個LED晶粒，係配置於該溝槽內，該等LED晶粒彼此之間相隔有一間距，該等LED晶粒彼此之間以打線接合方式構成電氣連接；以及一導線架，係安插於該至少一個通道中，該至少一個通道的兩端並分別封填有一密封膠，藉以固持該導線架，其中該導線架係由兩導線桿及一封裝套管組成，該兩導線桿係被封裝於該封裝套管之中，且該兩導線桿的兩端皆顯露於該封裝套管外，該兩導線桿與該等LED晶粒以打線接合方式構成電氣連接。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之具有多層式結構之一體化高效率照明裝置，其中該溝槽的形成係透過銑削處理加工而成。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之具有多層式結構之一體化高效率照明裝置，其中該溝槽的形狀可以是環形、四方形、長方形及三角形之至少其中之一。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之具有多層式結構之一體化高效率照明裝置，其中該兩內側壁面與該腔室底面之間所構成的夾角介於10~80度之間。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之具有多層式結構之一體化高效率照明裝置，其中該等LED晶粒彼此之間係使用黃金導線施作打 線接合。
6. 依據申請專利範圍第1項所述之具有多層式結構之一體化高效率照明裝置，其中該密封膠可以是一矽膠。
7. 依據申請專利範圍第1項所述之具有多層式結構之一體化高效率照明裝置，其中進一步包含有一螢光層及一矽膠層，該螢光層及該矽膠層位於該溝槽內，該螢光層係覆蓋住該等LED晶粒，該矽膠層則位於該螢光層之上。
8. 依據申請專利範圍第7項所述之具有多層式結構之一體化高效率照明裝置，其中更包含有一透鏡罩，該透鏡罩係罩蓋且固設於該腔室之上，使該腔室的內部空間形成密閉空間。
9. 依據申請專利範圍第1項所述之具有多層式結構之一體化高效率照明裝置，其中該封裝套管的材質可以是聚鄰苯二甲醯胺、聚醯胺9T及液晶聚酯樹脂之至少其中之一。
10. 依據申請專利範圍第1項所述之具有多層式結構之一體化高效率照明裝置，其中該溝槽的內壁面上可鍍上一金屬反光層，該金屬反光層的材質可以是一銅及一銀之至少其中之一。
11. 一種具有多層式結構之一體化高效率照明裝置，係包含有：一散熱基座，係具有一基座頂部，該基座頂部開設出具有一容置空間之一腔室，該腔室具有一腔室底面，該腔室底面係開設出一溝槽，該溝槽具有相對應的兩內側壁面，該兩內側壁面皆設置成可將光線反射於該腔室之外的一傾斜面，該散熱基座並縱向貫設至少一個通道；複數個LED晶粒，係配置於該溝槽內，該等LED晶粒彼此之間相隔有一間距，該等LED晶粒彼此之間以打線接合方式構成電氣連接；以及一導線架，係安插於該至少一個通道中，該至少一個通道的兩端 並分別封填有一密封膠，藉以固持該導線架，其中該導線架係由兩導線桿及一封裝套管組成，該兩導線桿係被封裝於該封裝套管之中，且該兩導線桿的兩端皆顯露於該封裝套管外，該兩導線桿與該等LED晶粒以打線接合方式構成電氣連接。
12. 依據申請專利範圍第11項所述之具有多層式結構之一體化高效率照明裝置，其中該散熱基座之中心部份的厚度係大於該散熱基座外側部份的厚度，且該散熱基座的底面朝下延設出複數個呈間隔排列的散熱鰭片，其中該等散熱鰭片之位在外側部份的散熱鰭片長度係大於該等散熱鰭片之位在中心部份的散熱鰭片長度。
13. 依據申請專利範圍第12項所述之具有多層式結構之一體化高效率照明裝置，其中該等散熱鰭片之表面呈高低起伏狀。