TWM469432U - 具橋接單元之一體化多層式ｌｅｄ燈管 - Google Patents

Description

具橋接單元之一體化多層式LED燈管

一種LED燈管，尤其是一種包含有橋接單元之具橋接單元之一體化多層式LED燈管。

發光二極體(Light emitting diode，LED)具有低耗能、使用壽命長、體積小、與反應快等特點，且近年來其技術的發展可說是日趨成熟，故已逐漸地取代傳統的燈具，尤其是將LED應用在使用量最大的日光燈管方面，即LED燈管，更是目前業界研究的主流課題。

習知的燈管式LED燈具主要包括：一燈管、一散熱板、一電路板、多個LED發光元件及二導電端蓋。散熱板置入燈管內，電路板貼接於散熱板上，多個LED發光元件電性連接電路板。

組裝時，必須先將LED發光元件電性焊接在電路板上，再將LED發光元件與電路板的組件固定至散熱板上。上述中所提到的構件都是已製作完成的成品，其中的LED發光元件是經由上游的晶圓製作、中游的晶粒製作及下游的晶粒封裝等多道製程才能被一一的製作出來。另外電路板則是通過貼附蝕刻阻劑(壓膜或塗佈)，經過曝光顯影、蝕刻等多道製程後而製作出來。

習知燈管式LED燈具中的LED發光元件及電路板都是使用經由經多道製程而完成的成品，上述中所提到的多道製程都是用於製作LED發光元件及電路板，並不是為LED燈管量身打造的製程，實際上LED發光元件及電路板中的許多結構與LED燈管無關，但卻會造成LED燈管製作成本無法降低，也浪費了許多原料及元件。

以LED發光元件的製作為例，上游廠將晶圓成型後，將晶 圓運送給中游廠以成型晶粒，最後再交由下游廠封裝晶粒，下游廠封裝晶粒系針對每一個晶粒一一的封裝導線架及螢光膠等原料及構件，而晶粒皆需封裝，因此封裝時就必須使用到大量的原料及大量的構件。此外，現有的LED發光元件的製程，還必須考量上、中、下游間的運送成本及運送中造成晶粒受損的問題。因此，習知技術存有製程過於繁複、製作成本高、製作時間過長且良率等問題。

本創作的主要目的在於提供一種具橋接單元之一體化多層式LED燈管，包含一散熱基座，具有一出光側，該出光側上形成一溝槽；至少一照明單元，設置於該溝槽的底面上；至少一橋接單元，設置於該溝槽的底面上，透過打線接合技術與該至少一照明單元構成電氣連接。

本創作進一步包含一光學層，覆蓋於該至少一照明單元與該至少一照明單元之上；一保護層，覆蓋於該光學層之上。該至少一照明單元由複數個LED晶粒組成，而至少一橋接單元由複數個導電元件組成，一導電元件係設置於相鄰之兩LED晶粒之間，並藉由打線接合而構成電氣連接。

本創作利用溝槽之具狹小空間的特點去容置該光學層及該保護層，因此只要使用少量的原料就能把溝槽填滿，並於該等LED晶粒上形成該光學層及該保護層，進而達成大幅降低原料用量及降低製作成本的目的。

且本創作除了散熱基座、電路單元、LED晶粒及導電元件之外，不需要使用其他元件及構件，而得以大幅降低構件、原料的使用量，及簡化製程。

本創作的一特點在於，當於該散熱基座的該溝槽上完成LED晶粒的設置，接著於LED晶粒上形成該光學層及該保護層，就能大致完成LED燈管的製作，如此省去很多不必要的製程，有效縮短製作時間、簡化製程及提昇良率。

本創作的另一特點在於，利用導電元件連接所有的LED晶粒，這樣能夠根據不同使用目的，而增加或縮減LED晶粒彼此之間的間距，因此能夠被適當的調整LED晶粒的設置密度，而使LED燈管的亮度最佳 化，同時打線接合時，由於LED晶粒與導電元件的間距也能保持在適當的距離中，因此不易發生斷線問題。

10‧‧‧具橋接單元之一體化多層式LED燈管

1‧‧‧散熱基座

2‧‧‧接線

11‧‧‧溝槽

111‧‧‧擋牆

31‧‧‧LED晶粒

33‧‧‧導電元件

331‧‧‧導電線路

333‧‧‧接合墊

335‧‧‧焊球

4‧‧‧外部導線

5‧‧‧電路單元

7‧‧‧罩蓋

8‧‧‧擴散罩

9‧‧‧LED驅動單元

100‧‧‧光學層

200‧‧‧保護層

20‧‧‧吸頂燈

201‧‧‧底座

ES‧‧‧出光側

第一圖為本創作具橋接單元之一體化多層式LED燈管之上視圖。

第一a圖為本創作散熱基座之構槽之一實施例示意圖

第一b圖為本創作LED晶粒與導電元件之一配置型態示意圖。

第二圖為本創作具橋接單元之一體化多層式LED燈管之剖視圖。

第三圖為本創作具橋接單元之一體化多層式LED燈管之一較佳實施例示意圖。

第四a圖為本創作導電元件之一較佳實施例示意圖。

第四b圖為本創作導電元件之另一較佳實施例示意圖

第五圖為本創作散熱基座之一較佳實施例示意圖。

第六圖為本創作使用多個散熱基座之示意圖。

第七a圖為本創作具橋接單元之一體化多層式LED燈管之另一較佳實施例示意圖。

第七b圖為第七a圖之組立示意圖。

第八a圖為本創作應用於吸頂燈的示意圖。

第八b圖為本創作應用於吸頂燈的立體外觀圖。

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。

參閱第一圖，本創作具橋接單元之一體化多層式LED燈管之上視圖，參閱第二圖，本創作具橋接單元之一體化多層式LED燈管之剖視圖。如第一圖所示，本創作的具橋接單元之一體化多層式LED燈管10包含一散熱基座1、至少一照明單元及至少一橋接單元。該散熱基座1系具有一出光側ES，該出光側ES上形成一溝槽11，該至少一照明單元設置於該溝槽11的底面上，又該溝槽11的兩側壁為一非垂直面，該溝槽11的兩 側壁的傾斜角度各介於40至65度之間。該散熱基座1利用鋁材或其他具導熱性的金屬經擠製而成，可呈半圓形。

該至少一橋接單元設置於該溝槽11的底面上，並透過打線接合技術與該至少一照明單元構成電氣連接，該至少一照明單元由複數個LED晶粒31組成，該至少一橋接單元由複數個導電元件33組成，該等LED晶粒31與該等導電元件33藉打線接合而構成電氣連接。

其中，相對之兩LED晶粒31之間設置至少一導電元件33，或相對之兩導電元件33之間設置至少一LED晶粒31，比如將一導電元件33設置於相鄰之兩LED晶粒31之間，或任相鄰之兩LED晶粒31之間皆設置一導電元件33，如第一圖所示。要注意的是，上述的導電元件的配置方式視實際需要而定，在此僅是說明用的實例而已，並非用以限制本創作的範圍。較佳的，打線接合所使用的接線2為金線或其他具導電性的導線。

請再參閱第一圖及第二圖，本創作還包含一電路單元5，該電路單元5設於該散熱基座1之該出光側ES上，該電路單元5與該等導電元件33之間系跨接有一外部導線(External connector)4，而較佳的方式是，該電路單元5與最接近該電路單元5的導電元件33之間系跨接有該外部導線(External connector)4。

或者，該電路單元5與該等LED晶粒31之間利用接線w直接做打線接合而構成電氣連接，而較佳的方式是，該電路單元5與最接近該電路單元5的LED晶粒31做打線接合。其中，電路單元5包含正極線路及負極線路。該電路單元5可以是印刷電路板(printed circuit board,PCB)、陶瓷電路板或其他適當的電路板。

參閱第一a圖，本創作散熱基座之構槽之一實施例示意圖。首先參考第一圖所示，第一圖中的該溝槽11概呈凹型狀，但亦可設置成線性形式的該溝槽11，如第一a圖所示，使該等LED晶粒31與該等導電元件33成線性排列，但該溝槽11的形狀視實際需要而定，在此僅是說明用的實例而已，並非用以限制本創作的範圍。

參閱第一b圖，本創作LED晶粒與導電元件之一配置型態示意圖。首先參考第一圖所示，第一圖中的該等LED晶粒31與該等導電元 件33的配置方式是，一LED晶粒31接一導電元件33再接一LED晶粒31的規則依序排列，但亦可設置成一LED晶粒31旁接著連續兩個、三個導電元件33，也可以一次連續設置多個LED晶粒31，但LED晶粒31與導電元件33的配置數目與配置方式視實際需要而定，在此僅是說明用的實例而已，並非用以限制本創作的範圍。

其中為方便該電路單元5與該等導電元件33進行打線接合，於該溝槽11的兩端中，也就該溝槽11之最靠近該電路單元5的區域中配置一個或數個導電元件33，藉以縮短導電元件33與該電路單元5的距離，以便將外部導線4跨接於導電元件33與該電路單元5之間。

如第一圖所示，該出光側ES上更形成有一擋牆111，該擋牆111系形成於該溝槽11之中或該溝槽11之外，當該溝槽11之中欲設置該擋牆111時，於該溝槽中11的兩端分別形成出該擋牆111，此時會有兩擋牆111位於該溝槽11之中，且該擋牆111跨設於該等導電元件33之最靠近該電路單元5的導電元件33，藉此，兩擋牆111與溝槽11構成容置空間，一般會有兩個最靠近該電路單元5的導電元件33，並利用兩條外部導線4而分別與電路單元5的正極線路及負極線路構成電性連接。但該擋牆111不完全覆蓋住最接近該電路單元5的兩導電元件33，以使最接近該電路單元5的兩導電元件33得以與該電路單元5構成電氣連接。

參閱第三圖，本創作具橋接單元之一體化多層式LED燈管之一較佳實施例示意圖。本創作進一步包含一光學層100，該光學層100形成於該溝槽11中的該兩擋牆111之間且覆蓋住該等LED晶粒33與該等導電元件33，該光學層100用以於該等LED晶粒3發出的光線產生光學作用而得到預期的光學效果，比如混光或調整色溫等的光學效果，其中該光學層100主要由螢光膠或混合有螢光膠的矽膠所組成。本創作進一步更包含一保護層200，系覆蓋於該光學層100之上，而將水氣及粉塵異物阻隔在外，藉以避免該光學層100等光學元件變質劣化，其中該保護層200主要由矽膠組成。

參閱第四a圖，本創作導電元件之一較佳實施例示意圖。參閱第四b圖，本創作導電元件之另一較佳實施例示意圖。如第四a圖所示， 導電元件33的頂部形成有一導電線路331及兩接合墊(Bond Pads)333，該兩接合墊333連接於該導電線路331的兩端，該兩接合墊333為打線接合或焊接處，如第四a圖所示，第四a圖所顯示的導電元件33較適用於LED晶粒31與導電元件33之間的連接作業，即打線接合作業。或者更可在該兩接合墊333的其中之一設置一焊球(Solder Ball)335於上，如第四b圖所示，第四b圖所顯示的導電元件33，當中的焊球335適用於和外部導線4的連接，即焊接作業。

外部導線4是在擋牆111之外實施焊接作業，因此焊接所產生的熱氣或水氣不會影響在擋牆111之內的所有元件，使兩擋牆111之間的元件保持於良好狀態下。

導電元件33具有複數層結構，其中導電元件33的底層為矽晶片(Silicon Chips)、陶瓷晶片(Ceramic Chips)、玻璃晶片(Glass Chips)或其他不易產生水氣或吸濕性強(non-moisture material)的晶片材質，導電元件33底層上依序形成有一鈦金屬(Titanium metal)層及一鋁金屬(Aluminum metal)層，該鈦金屬層及該鋁金屬層藉由凸塊製程(Bumping Process)而形成。

參閱第五圖，本創作散熱基座之一較佳實施例示意圖。如第四圖所示，該溝槽11上更設置有相互配合的複數個照明單元及複數個橋接單元，以因應較長尺寸長度的燈管，照明單元及個橋接單元的設置方式及連接方式請參閱前文所述，在此不予贅述。

參閱第六圖，本創作使用多個散熱基座之示意圖，如第六圖所示，本創作更包含同時使用複數個散熱基座1，以因應各種尺寸長度的燈管及各種形式的照明裝置，其中每一個散熱基座1亦包含照明單元及橋接單元等，詳細結構請參閱前文所述，在此不予贅述。

參閱七a圖，本創作具橋接單元之一體化多層式LED燈管之另一較佳實施例示意圖，參閱七b圖，第七a圖之組立示意圖。如第七a圖及第七b圖所示，本創作具橋接單元之一體化多層式LED燈管進一步一擴散罩8、一LED驅動單元9及一罩蓋7，該LED驅動單元9設置於該散熱基座1之內，用以提供一驅動電壓至該電路轉接板5，接著該驅動電壓經 該電路單元5傳輸至該等LED晶粒31，而驅使該等LED晶粒31發光。該擴散罩8罩蓋於該散熱基座1上，並與該散熱基座8結合成一體。該擴散罩9呈半圓形，該擴散罩8設置於該至少一照明單元的出光路徑上。該罩蓋7相對於該擴散罩8而罩設於該散熱基座1的外側，具有保護該散熱基座1的作用，並使之一體化多層式LED燈管更為美觀。

參閱第八a圖，本創作應用於吸頂燈的示意圖，參閱第八b圖，本創作應用於吸頂燈的立體外觀圖。如第八a圖及第八b圖所示，本創作的散熱基座2還可裝設於如吸頂燈20(ceiling lamp)等照明裝置，如第八a圖所示，兩個散熱基座1分別設置於吸頂燈20的底座201的相對側，LED驅動單元9則設置於兩個散熱基座1之間，每一個散熱基座1亦包含照明單元及橋接單元等，詳細結構請參閱前文所述，在此不予贅述。第八b則揭露擴散罩8的另一種形式，以搭配吸頂燈20使用。

本創作的散熱基座1可以裝設於LED燈管及吸頂燈20上，同樣的也可應用於其他的照明裝置中，並不為本文所述所限。

本創作利用溝槽之具狹小空間的特點去容置該光學層及該保護層，因此只要使用少量的原料就能把溝槽填滿，並於該等LED晶粒上形成該光學層及該保護層，進而達成大幅降低原料用量及降低製作成本的目的。

本創作的一特點在於，當於該散熱基座的該溝槽上完成LED晶粒的設置，接著於LED晶粒上形成該光學層及該保護層，就能大致完成LED燈管的製作，如此省去很多不必要的製程，有效縮短製作時間、簡化製程及提昇良率。

本創作的另一特點在於，利用導電元件連接所有的LED晶粒，這樣能夠根據不同使用目的，而增加或縮減LED晶粒彼此之間的間距，因此能夠被適當的調整LED晶粒的設置密度，而使LED燈管的亮度最佳化，同時打線接合時，由於LED晶粒與導電元件的間距也能保持在適當的距離中，因此不易發生斷線問題。

10‧‧‧具橋接單元之一體化多層式LED燈管

1‧‧‧散熱基座

2‧‧‧接線

11‧‧‧溝槽

111‧‧‧擋牆

31‧‧‧LED晶粒

33‧‧‧導電元件

4‧‧‧外部導線

5‧‧‧電路單元

Claims (14)

1. 一種具橋接單元之一體化多層式LED燈管，包含：一散熱基座，具有一出光側，該出光側上形成一溝槽；至少一照明單元，設置於該溝槽的底面上；以及至少一橋接單元，設置於該溝槽的底面上，透過打線接合技術與該至少一照明單元構成電氣連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具橋接單元之一體化多層式LED燈管，其中該散熱基座利用鋁材經擠製而成，呈半圓形。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具橋接單元之一體化多層式LED燈管，其中該溝槽的兩側壁為一非垂直面，該溝槽的兩側壁的傾斜角度各介於40至65度之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具橋接單元之一體化多層式LED燈管，其中該至少一照明單元由複數個LED晶粒組成。
5. 如申請專利範圍第4項所述之具橋接單元之一體化多層式LED燈管，其中至少一橋接單元由複數個導電元件組成，一導電元件係設置於相鄰之兩LED晶粒之間，並藉由打線接合而構成電氣連接。
6. 如申請專利範圍第5項所述之具橋接單元之一體化多層式LED燈管，其中該出光側上更形成一擋牆，而當該擋牆設置於該溝槽中時，該擋牆分別形成於該溝槽中的兩端，其中該擋牆跨設於該導電元件上但不完全覆蓋住該導電元件。
7. 如申請專利範圍第6項所述之具橋接單元之一體化多層式LED燈管，其中更包含一光學層，形成於該溝槽中的該兩擋牆之間且覆蓋住該至少一照明單元及該至少一橋接單元，該光學層由螢光膠或混合有螢光膠的矽膠所組成。
8. 如申請專利範圍第7項所述之具橋接單元之一體化多層式LED燈管，其中更包含一保護層，覆蓋於該光學層之上，該保護層由矽膠組成。
9. 如申請專利範圍第8項所述之具橋接單元之一體化多層式LED燈管，其中更包含有一電路單元，設於該散熱基座之該出光側上，該電路單元與該等導電元件中最接近該電路單元的導電元件之間系連接一外部導線。
10. 如申請專利範圍第5項所述之具橋接單元之一體化多層式LED燈管， 其中該導電元件的頂部形成有一導電線路及兩接合墊，該兩接合墊連接於該導電線路的兩端。
11. 如申請專利範圍第10項所述之具橋接單元之一體化多層式LED燈管，其中該兩接合墊的其中之一設置一焊球於上。
12. 如申請專利範圍第11項所述之具橋接單元之一體化多層式LED燈管，其中該導電元件包含複數層結構，該導電元件的底層為矽晶圓、陶瓷晶片或玻璃晶片，於該導電元件底層向上依序形成有一鈦金屬層及一鋁金屬層，該鈦金屬層及該鋁金屬層藉由凸塊製程而形成。
13. 如申請專利範圍第1項所述之具橋接單元之一體化多層式LED燈管，其中進一步有一擴散罩，呈半圓形，系與該散熱基座結合成一體，該擴散罩設置於該至少一照明單元的出光路徑上。
14. 如申請專利範圍第1項所述之具橋接單元之一體化多層式LED燈管，其中該溝槽上更設置有複數個照明單元及複數個橋接單元。