TWM455989U - 發光裝置 - Google Patents

Description

發光裝置

本新型是有關於一種發光裝置，特別是一種可通過迴焊製程的發光裝置。

發光二極體係利用半導體材料製成之微細固態光源元件，可將電能轉換為光能。發光二極體不但體積小，更具有驅動電壓低、反應速率快、耐震、壽命長等特性，且又可配合各式應用設備輕、薄、短、小之需求，因此目前已成為日常生活中相當普及之光電元件。

近年來由於半導體製程技術的提升，得以將發光二極體(LED)裸晶結合接腳並予以封裝而形成微小發光二極體晶片，取代傳統光源裝置上之鎢絲燈泡，藉由發光二極體晶片本身具有使用壽命長、低耗電、發光效率高、及色彩變化豐富之特性，進而增加應用於光源裝置的優點。所以，近年來採用發光二極體做為發光二極體晶片的應用越來越多。

然而，目前在開發產品的應用上可利用發光二極體結合光學鏡片以增強發光二極體發射的光源或使發光二極體發射的光源具有較廣的照光範圍。當發光二極體晶片經由導電接腳電性連接後，以表面黏著技術(surface mount technology，SMT)將導電接腳連接固定在印刷電路板上並電性連接印刷電路板。但是，進行表面黏著技術時，需進一步進行迴焊(reflow)。然而，一般的光學鏡片無法透過 高溫的回焊製程。因此，目前的製作流程係將發光二極體進行表面黏著技術電性連接印刷電路板後，再經由人工組裝的方式將光學鏡片與發光二極體組裝。但迴焊後的發光二極體若受熱後形狀改變，光學鏡片就無法安裝在發光二極體晶片的發光裝置上。因此，降低了產品的良率。另外，發光裝置的製作組裝過程需在迴焊製程前定位，迴焊製程結束後又需重新定位以組裝光學鏡片，因此造成整體的製造流程繁瑣，對於產品的大量生產上具有一定的困難度。

有鑑於先前技術所造成的問題，本新型提供了一種發光裝置以克服先前技術所提及的問題。

根據本新型一實施方式，一種發光裝置包含底座、發光二極體晶片、膠體、耐溫支撐體以及耐溫透鏡層。底座具有凹陷部與表面黏著端子。發光二極體晶片設置在凹陷部內與底座之表面黏著端子電性連接。膠體充填於凹陷部內用以封裝發光二極體晶片。耐溫支撐體與底座的外表面連接。耐溫支撐體的頂面具有開口對準凹陷部。耐溫透鏡層連接耐溫支撐體並覆蓋開口。耐溫透鏡層具有光學表面，光學表面與耐溫支撐體之內表面及膠體之頂面共同形成空腔。

在本新型一實施方式中，空腔的折射係數介於膠體的折射係數與耐溫透鏡層的折射係數之間。

在本新型一實施方式中，膠體為含螢光粉膠體。

在本新型一實施方式中，進一步包含點膠層，位於耐 溫透鏡層與耐溫支撐體之間以及耐溫支撐體與底座之間，用以連接固定耐溫透鏡層、耐溫支撐體以及底座。

在本新型一實施方式中，進一步包含耐溫透明層，耐溫透明層覆蓋於耐溫透鏡層的頂面。

在本新型一實施方式中，耐溫透明層為耐溫攝氏250度以上之透明層。

在本新型一實施方式中，耐溫透明層為透光玻璃層、透光塑材層或透光壓克力層。

在本新型一實施方式中，耐溫支撐體為耐溫攝氏250度以上之支撐體。

在本新型一實施方式中，耐溫支撐體為玻璃層、塑材層或壓克力層。

在本新型一實施方式中，耐溫透鏡層為耐溫攝氏250度以上之透鏡層。

在本新型一實施方式中，耐溫透鏡層為透光玻璃層、透光塑材層或透光壓克力層。

本新型之發光裝置可直接裝設透鏡層後再進行迴焊製程。因此，只需定位一次以進行組裝透鏡層，即可進行迴焊製程。經由以上步驟可減少組裝的流程，進而減少發光裝置的組裝成本。另外，本新型之發光裝置可避免發光二極體因迴焊產生形變，而無法進行透鏡層組裝，進而對產品生產的良率產生影響。

以下將以圖式及詳細說明本新型之精神，任何所屬技 術領域中具有通常知識者在瞭解本新型之較佳實施例後，當可由本新型所教示之技術加以改變及修飾，其並不脫離本新型之精神與範圍。

請參照第1圖，其繪示依照一種本新型一實施方式的一種發光裝置100之剖面圖。如第1圖所示，發光裝置100包含底座110、發光二極體晶片120、膠體130、耐溫支撐體140以及耐溫透鏡層150。

底座110的頂面設置一開口向上的凹陷部112以容置發光二極體晶片120。在本實施例中，發光二極體晶片120可藉由導線122與底座110的表面黏著端子114電性連接，使得發光二極體晶片120可自表面黏著端子114通電而發光。在表面黏著端子114利用表面黏著技術(surface mount technology，SMT)連接印刷電路板後，發光二極體晶片120藉由導線122連接表面黏著端子114，而接收印刷電路板傳遞的電力及控制訊號，使發光二極體晶片120發射出光源。

然而，在發光二極體晶片120與底座110連接後，底座110的凹陷部112內部充填膠體130以覆蓋並封裝發光二極體晶片120。膠體130可作為封裝發光二極體晶片120的封裝膠。在一些實施例中，膠體130可為含螢光粉的膠體。螢光粉可受發光二極體晶片120發出之光源的激發，使螢光粉內部的電子受激到高能階的激發狀態，當螢光粉內部的電子自高能階回到原有的低能階狀態時，能量可以光的形式輻射出來。因此，發光二極體晶片120發出之光源可激發膠體130內的螢光粉而產生特定波長的光源。舉 例來說，發光二極體晶片120發出之光源可為紫外光且膠體130內的螢光粉係為三基色(紅色、綠色及藍色)或多種顏色的螢光粉，可利用發光二極體晶片120發射的紫外光(370nm-380nm)來激發螢光粉而實現發光裝置100的白光發射。

另外，耐溫支撐體140與底座110的外表面連接並包覆底座110。耐溫支撐體140的頂面具有開口140a，耐溫透鏡層150連接耐溫支撐體140並覆蓋此開口140a。透過耐溫透鏡層150設置的光學表面152，可配置自發光二極體晶片120發出的光源，使透過膠體130發出的光源經過耐溫透鏡層150後因折射而達到光線聚焦或發散。其中，光學表面152與耐溫支撐體140之內表面及膠體130之頂面共同形成空腔142，空腔142內部充滿空氣。舉例來說，耐溫透鏡層150可為一菲涅耳(Fresnel lens)透鏡。本實施例可根據耐溫透鏡層150焦距的不同，而調整空腔142中膠體130頂面與光學表面152的垂直高度，使得發光二極體晶片120發射出光源後，經過空腔142可自光學表面152聚光而增強光源的強度藉以發射至遠處。利用上述光學結構設計，可將本實施例之發光裝置100可應用於照像時的閃光燈結構上。在其他實施例中，耐溫透鏡層150的光學表面152也可因應使用者需求，將光學表面152設計為具有光線發散功能，進而使發光裝置100具有較大的照明範圍。在本實施例中，空腔142的折射係數介於膠體130的折射係數與耐溫透鏡層150的折射係數之間，使發光裝置100整體的出光效能更為提昇。

本實施例係使用點膠層160而互相連接固定耐溫透鏡層150、耐溫支撐體140以及底座110。點膠層160位於耐溫透鏡層150與耐溫支撐體140之間以及耐溫支撐體140與底座110之間。而在其他實施例中，耐溫透鏡層150、耐溫支撐體140以及底座110也可以其他方式互相連接固定。

另外，因表面黏著端子114在進行表面黏著技術以連接印刷電路板時，需經過迴焊製程使表面黏著端子114固定在印刷電路板上。然而，在本實施例中可將耐溫透鏡層150與耐溫支撐體140組裝固定後，再將表面黏著端子114利用表面黏著技術而與印刷電路板固定連接。因此，本實施例所使用之耐溫支撐體140係為耐溫攝氏250度以上之支撐體，可為耐溫攝氏250度以上之玻璃層、塑材層或壓克力層。使用之耐溫透鏡層150係為耐溫攝氏250度以上之透鏡層，可為耐溫攝氏250度以上之透光玻璃層、透光塑材層或透光壓克力層。因此，發光裝置100可直接通過表面黏著技術(Surface Mounted Technology，SMT)中高溫的迴焊(reflow)製程直接黏著於印刷電路板上，而不會造成發光裝置100本身的損壞。

請參照第2圖，其繪示依照本新型另一實施方式的一種發光裝置200之剖面圖。如第2圖所示，發光裝置200包含底座110、發光二極體晶片120、膠體130、耐溫支撐體140以及耐溫透鏡層150。另外，本實施例所述之發光裝置200可進一步包含耐溫透明層170，其中耐溫透明層170覆蓋於耐溫透鏡層150的頂面，用以保護耐溫透鏡層 150免於產生磨損。

底座110的頂面設置一開口向上的凹陷部112以容置發光二極體晶片120。在本實施例中，發光二極體晶片120可藉由導線122與底座110的表面黏著端子114電性連接，使得發光二極體晶片120可自表面黏著端子114通電而發光。在表面黏著端子114利用表面黏著技術(surface mount technology，SMT)連接印刷電路板後，發光二極體晶片120藉由導線122連接表面黏著端子114，而接收印刷電路板傳遞的電力及控制訊號，使發光二極體晶片120發射出光源。

然而，在發光二極體晶片120與底座110連接後，底座110的凹陷部112內部充填膠體130以覆蓋並封裝發光二極體晶片120。膠體130可作為封裝發光二極體晶片120的封裝膠。在一些實施例中，膠體130可為含螢光粉的膠體。螢光粉可受發光二極體晶片120發出之光源激發，使螢光粉內部的電子受激到高能階的激發狀態，當螢光粉內部的電子自高能階回到原有的低能階狀態時，能量可以光的形式輻射出來。因此，發光二極體晶片120發出之光源可激發膠體130內的螢光粉而產生特定波長的光源。

另外，耐溫支撐體140與底座110的外表面連接並包覆底座110。耐溫支撐體140的頂面具有開口140a，耐溫透鏡層150連接耐溫支撐體140並覆蓋此開口140a。透過耐溫透鏡層150設置的光學表面152，使透過膠體130發出的光源經過耐溫透鏡層150後因折射而達到光線聚焦或發散。其中，光學表面152與耐溫支撐體140之內表面及 膠體130之頂面共同形成空腔142，空腔142內部充滿空氣。舉例來說，耐溫透鏡層150可為一菲涅耳(Fresnel lens)透鏡。本實施例可根據耐溫透鏡層150焦距的不同，而調整空腔142中膠體130頂面與光學表面152的垂直高度，使得發光二極體晶片120發射出光源後，經過空腔142可自光學表面152聚光而增強光源的強度藉以發射至遠處。利用上述光學結構設計，可將本實施例之發光裝置200可應用於照相時的閃光燈結構上。在其他實施例中，耐溫透鏡層150的光學表面152也可因應使用者需求，將光學表面152設計為透過光學表面152具有光線發散功能，進而使發光裝置100具有較大的照明範圍。在本實施例中，外加一耐溫透明層170覆蓋於耐溫透鏡層150的頂面，可避免耐溫透鏡層150因外物產生磨損。另外，空腔142的折射係數介於膠體130的折射係數與耐溫透鏡層150的折射係數之間，使發光裝置200整體的出光效能更為提昇。本實施例係使用點膠層160而互相連接固定耐溫透鏡層150、耐溫支撐體140以及底座110。點膠層160位於耐溫透鏡層150與耐溫支撐體140之間以及耐溫支撐體140與底座110之間。在其他實施例中，耐溫透鏡層150、耐溫支撐體140以及底座110也可以其他方式互相連接固定。

另外，因表面黏著端子114在進行表面黏著技術以連接印刷電路板時，需經過迴焊製程使表面黏著端子114固定在印刷電路板上。然而，在本實施例中可將耐溫透鏡層150與耐溫支撐體140組裝固定後，再將表面黏著端子114利用表面黏著技術而與印刷電路板固定連接。因此，本實 施例所使用之耐溫支撐體140係為耐溫攝氏250度以上之支撐體，可為耐溫攝氏250度以上之玻璃層、塑材層或壓克力層。使用之耐溫透鏡層150係為耐溫攝氏250度以上之透鏡層，可為耐溫攝氏250度以上之透光玻璃層、透光塑材層或透光壓克力層。使用之耐溫透明層170係為耐溫攝氏250度以上之透明層，可為耐溫攝氏250度以上之透光玻璃層、透光塑材層或透光壓克力層。因此，發光裝置300可直接通過表面黏著技術(Surface Mounted Technology，SMT)中高溫的迴焊(reflow)製程直接黏著於印刷電路板上，而不會造成發光裝置200本身的損壞。。

請參照第3圖，其繪示依照本新型再一實施方式的一種發光裝置300之剖面圖。如第3圖所示，發光裝置300包含底座110、發光二極體晶片120、膠體130、耐溫支撐體140以及耐溫透鏡層150。

底座110的頂面設置一開口向上的凹陷部112以容置發光二極體晶片120。在本實施例中，發光二極體晶片120可藉由導線122與底座110的表面黏著端子114電性連接，使得發光二極體晶片120可自表面黏著端子114通電而發光。在表面黏著端子114利用表面黏著技術(surface mount technology，SMT)連接印刷電路板後，發光二極體晶片120藉由導線122連接表面黏著端子114，而接收印刷電路板傳遞的電力及控制訊號，使發光二極體晶片120發射出光源。

然而，在發光二極體晶片120與底座110連接後，底座110的凹陷部112內部充填膠體130以覆蓋並封裝發光 二極體晶片120。膠體130可作為封裝發光二極體晶片120的封裝膠。在一些實施例中，膠體130可為含螢光粉的膠體。螢光粉可受發光二極體晶片120發出之光源激發，使螢光粉內部的電子受激到高能階的激發狀態，當螢光粉內部的電子自高能階回到原有的低能階狀態時，能量可以光的形式輻射出來。因此，發光二極體晶片120發出之光源可激發膠體130內的螢光粉而產生特定波長的光源。

另外，耐溫支撐體140與底座110的外表面連接並包覆底座110。另外，耐溫支撐體140的頂面具有開口140a，耐溫透鏡層150連接耐溫支撐體140並覆蓋此開口140a。透過耐溫透鏡層150設置的光學表面152，可配置自發光二極體晶片120發出的光源，使透過膠體130發出的光源經過耐溫透鏡層150後因折射而達到光線聚焦或發散。其中，光學表面152與耐溫支撐體140之內表面及膠體130之頂面共同形成空腔142，空腔142內部充滿空氣。在本實施例中，耐溫透鏡層150可為一雙凸透鏡。耐溫透鏡層150的雙凸透鏡設計使得發光二極體晶片120發射出光源後，經光學表面152進入耐溫透鏡層150中後，當光源透過第二光學表面152a發出時，光源會在一特定距離(即為此雙凸透鏡的焦距)聚光而增強光源的強度藉以發射至遠處。在本實施例中，空腔142的折射係數介於膠體130的折射係數與耐溫透鏡層150的折射係數之間，使發光裝置100整體的出光效能更為提昇。另外，本實施例所述之發光裝置300可進一步包含耐溫透明層170，其中耐溫透明層170覆蓋於耐溫透鏡層150的頂面，用以保護耐溫透鏡 層150免於產生磨損。本實施例所述之耐溫透明層170具有一開口170a，使得自耐溫透鏡層150發出之光源可直接通過耐溫透明層170的開口170a發出(表示發射出的光源不會進入耐溫透明層170)。因此，自第二光學表面152a所發出的光源，可直接在一定距離處聚焦。同時，耐溫透明層170又設置於耐溫透鏡層150的上方，進一步可保護耐溫透鏡層150免於產生磨損。

本實施例係使用點膠層160而互相連接固定耐溫透鏡層150、耐溫支撐體140以及底座110。點膠層160位於耐溫透鏡層150與耐溫支撐體140之間以及耐溫支撐體140與底座110之間。而在其他實施例中，耐溫透鏡層150、耐溫支撐體140以及底座110也可以其他方式互相連接固定。

另外，因表面黏著端子114在進行表面黏著技術以連接印刷電路板時，需經過迴焊製程使表面黏著端子114固定在印刷電路板上。然而，在本實施例中可將耐溫透鏡層150與耐溫支撐體140組裝固定後，再將表面黏著端子114利用表面黏著技術而與印刷電路板固定連接。因此，本實施例所使用之耐溫支撐體140係為耐溫攝氏250度以上之支撐體，可為耐溫攝氏250度以上之玻璃層、塑材層或壓克力層。使用之耐溫透鏡層150係為耐溫攝氏250度以上之透鏡層，可為耐溫攝氏250度以上之透光玻璃層、透光塑材層或透光壓克力層。使用之耐溫透明層170係為耐溫攝氏250度以上之透明層，可為耐溫攝氏250度以上之透光玻璃層、透光塑材層或透光壓克力層。因此，發光裝置 300可直接通過表面黏著技術(Surface Mounted Technology，SMT)中高溫的迴焊(reflow)製程直接黏著於印刷電路板上，而不會造成發光裝置300本身的損壞。

由上述本新型實施方式可知，應用本新型具有以下優點：

(1)本新型之發光裝置可直接裝設透鏡層後再進行迴焊製程，所以只需定位一次即可進行組裝透鏡層，進而執行迴焊製程。因此，可減少組裝的流程，進而減少發光裝置的組裝成本。

(2)本新型之發光裝置可避免發光二極體因迴焊產生形變而無法進行透鏡層組裝進而影響產品生產的良率的問題。

100‧‧‧發光裝置

110‧‧‧底座

112‧‧‧凹陷部

114‧‧‧表面黏著端子

120‧‧‧發光二極體晶片

122‧‧‧導線

130‧‧‧膠體

140‧‧‧耐溫支撐體

140a‧‧‧開口

142‧‧‧空腔

150‧‧‧耐溫透鏡層

152‧‧‧光學表面

160‧‧‧點膠層

170‧‧‧耐溫透明層

170a‧‧‧開口

200‧‧‧發光裝置

300‧‧‧發光裝置

為讓本新型之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係繪示依照一種本新型一實施方式的一種發光裝置之剖面圖。

第2圖係繪示依照本新型另一實施方式的一種發光裝置之剖面圖。

第3圖係繪示依照本新型再一實施方式的一種發光裝置之剖面圖。

100‧‧‧發光裝置

110‧‧‧底座

112‧‧‧凹陷部

114‧‧‧表面黏著端子

120‧‧‧發光二極體晶片

122‧‧‧導線

130‧‧‧膠體

140‧‧‧耐溫支撐體

140a‧‧‧開口

142‧‧‧空腔

150‧‧‧耐溫透鏡層

152‧‧‧光學表面

160‧‧‧點膠層

Claims (11)

1. 一種發光裝置，包含：一底座，具有一凹陷部與一表面黏著端子；一發光二極體晶片，設置在該凹陷部內與該底座之該表面黏著端子電性連接；一膠體，充填於該凹陷部內，用以封裝該發光二極體晶片；一耐溫支撐體，與該底座的外表面連接，且該耐溫支撐體的頂面具有一開口對準該凹陷部；以及一耐溫透鏡層，連接該支撐體並覆蓋該開口，該耐溫透鏡層具有一光學表面，其中該光學表面與該耐溫支撐體之內表面及該膠體之頂面共同形成一空腔。
2. 如請求項1所述之發光裝置，其中該空腔的折射係數介於該膠體的折射係數與該耐溫透鏡層的折射係數之間。
3. 如請求項1所述之發光裝置，其中該膠體為一含螢光粉膠體。
4. 如請求項1所述之發光裝置，進一步包含一點膠層，位於該耐溫透鏡層與該耐溫支撐體之間以及該耐溫支撐體與該底座之間，用以連接固定該耐溫透鏡層、該耐溫支撐體以及該底座。
5. 如請求項1所述之發光裝置，進一步包含一耐溫透明層，覆蓋於該耐溫透鏡層的頂面。
6. 如請求項5所述之發光裝置，其中該耐溫透明層為一耐溫攝氏250度以上之透明層。
7. 如請求項6所述之發光裝置，其中該耐溫透明層為一透光玻璃層、一透光塑材層或一透光壓克力層。
8. 如請求項1所述之發光裝置，其中該耐溫支撐體為一耐溫攝氏250度以上之支撐體。
9. 如請求項8所述之發光裝置，其中該耐溫支撐體為一玻璃層、一塑材層或一壓克力層。
10. 如請求項1所述之發光裝置，其中該耐溫透鏡層為一耐溫攝氏250度以上之透鏡層。
11. 如請求項10所述之發光裝置，其中該耐溫透鏡層為一透光玻璃層、一透光塑材層或一透光壓克力層。