TWM528526U - 低光衰高出光率二極體封裝模組 - Google Patents

Description

低光衰高出光率二極體封裝模組

本新型為提供一種低光衰高出光率二極體封裝模組之技術領域，尤其是指一種無有機材料，低光衰、高出光率之低光衰高出光率二極體封裝模組。

按，目前市場上LED即發光二極體應用面已日趨多元化，諸如像應用於可見光之各式照明市場，顯示產品，交通號誌等等；特別是針對照明用之高功率高流明之照明燈具，甚至亦有使用在特殊用途之不可見光之光照醫療領域微生物消毒殺菌，日常生活淨化水質設備產品之滅菌、蚊蟲誘捕燈、驗鈔機、烘碗機等等之紫外線UV-LED產品應用。

然，不論是特殊照明領域所使用之不可見光UV-LED產品應用，抑或照明用之高功率高流明之LED照明燈具，特別是在封裝之材料與配方，材料之特性，封裝結構模組之工程方法都會影響產品日後長時間使用是否發生元件安性定及可靠度，信賴度的風險問題存在。

在習用高功率高流明之LED照明燈具之光源，時常會出現因在封裝體機構因高流明光能輸出結果，在電致發光效應轉換後，因習知封裝機構設計上皆為單面輸出光源，因而產生不完全釋放束縛，及出光率問題，遮蔽率問題、導致電致發光效應未能有效釋放之光能量轉換成廢熱並影響LED壽命問題，況且為達成解決高功率光電轉換造成封裝體內廢 熱排放問題，更造成了封裝體之複雜化及高成本化所產生的下列問題與缺失尚待改進：

1.光源發光效率低：掩蔽率問題，吸收光損耗問題，基板阻礙光，發光層與基板之間「光能」被基板所阻礙、吸收，形成浪費。

2.電能未耗盡：基於質量不滅定律，P-N接面部分未能將電能盡可能轉化成光能，反而轉化成熱能，光能無法提升，熱能就無法降低。

3.結構複雜：需要大量廢熱排導機構，Ex.鋁擠板、導熱耗材，絕緣效率低，機構成本大幅提高，無法大眾化。

4.有機材料變質：有機螢光體，有機的樹脂材料類固晶膠體，亦因低抗環境條件造成膠體黃化(UV黃化)，熱應力導致失效(冷熱剝離)、濕應力及雜質侵入導致失效(雜質產生)、環氧樹脂(低導熱)、混合銀膠(低亮度)。

以上諸多問題直接間接造成習用封裝體及LED光衰，壽命短、高成本，信賴度及良率低劣。

是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本新型之創作人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

故，本新型之新型創作人有鑑於上述缺失，乃搜集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始新型出此種低光衰高出光率二極體封裝模組，以達到封裝LED無有機材料，高出光率、低溫，低光衰，長壽命、機構高成低，高信賴度及高良率之新型專利者。

本新型之主要目的：在於新型一低光衰高出光率二極體封裝模組，以一透光板，透光基板、封裝壁組成及形成一支架設置導通晶片之印刷電路，上下層貼合設有兩片無機膠體螢光片，並形成一密閉空間之真空聚光層，藉以讓封裝體內部可大量全周光釋出光，降低掩蔽率問題，避免吸收光損耗問題，避免基板阻礙光，避免發光層與基板之間光能被基板所阻礙、吸收，形成浪費虞慮問題點加以突破。

本新型之另一主要目的：在於新型並解決電能未耗盡問題，解決光熱一體兩面的發散源頭：p-n接面，換用透光基板及透光鏡，晶片置於支架上，上下兩層貼合設置無機膠體螢光片、加入新的材料層、改變材料層的接合方式、並在封裝體內部形成真空聚光層及封裝體內聚光及高出光效率，降低遮蔽、增加光透率聚光利用率，提高電光轉換效率即是內部量子化效率(Internal Quantum Efficiency；IQE)，減少未轉換光能無剩餘之電能轉成廢熱虞慮問題點加以突破。

本新型之另一主要目的：在於新型並解決封裝體內部機構複雜問題，解決習用結構多項及層級複雜，機構簡化方式，低溫效率不需要大量廢熱排導機構，Ex.鋁擠板、導熱耗材，不需鈻擠，無金屬接觸、絕緣能力高、質量輕，高絕緣效率，機構成本大幅降低，解決習用結構無法降低成本虞慮問題點加以突破。

本新型之另一主要目的：在於新型並解決封裝體內部有機材料變質問題，藉封裝結構體內部無機膠體螢光片，共同形成密閉封裝體；其中，該透光基板、該透鏡片內側形成真空聚光層，解決習用有機螢光體，有機的樹脂材料類固晶膠體，亦因低抗環境條件造成膠體黃化(UV黃 化)，熱應力導致失效(冷熱剝離)、濕應力及雜質侵入導致失效(雜質產生)、環氧樹脂(低導熱)、混合銀膠(低亮度)虞慮問題點加以突破。

本新型之低光衰高出光率二極體封裝模組，具有且達到上述習用無法有效掌光衰，壽命短、高成本，信賴度及良率低劣；單面光源釋放束縛，無法大量有效釋放光能量而降低轉換成廢熱問題所未思及之實用進步性及新穎性。

80‧‧‧透光基板

85‧‧‧晶片

80a‧‧‧真空聚光層

78‧‧‧透鏡片

68‧‧‧封裝壁

85a‧‧‧印刷電路

85b‧‧‧支架

88‧‧‧無機膠體螢光片

88a‧‧‧螢光體

85c‧‧‧晶片

84‧‧‧固晶膠

78d‧‧‧基板

第1圖係本新型真空聚光層，晶片、無機膠體螢光片作用關係圖示

第2圖係本新型晶片及支架剖面圖示

第3圖係本新型低光衰高出光率二極體封裝模組剖面圖

第4圖係本新型印刷電路，晶片、支架，示意圖

第5圖係習用發光二極體封裝模組示意圖

第6圖係習用發光二極體接面溫度與光亮度呈反比線性關係圖

請參閱第5圖，係習用發光二極體封裝模組示意圖圖示，該螢光體88a，晶片85c，固晶膠84、基板78d係造成有關習用技術無法有效掌握降低遮蔽、增加光透率，光衰，壽命短、高成本，信賴度及良率低劣；單面光源釋放束縛，無法大量有效釋放光能量而降低轉換成廢熱問題所在；再請參閱第6圖，係習用發光二極體接面溫度與光亮度呈反比線性關係圖示，係造成封裝體接面溫度主要問題所在。

請參閱第1圖係本新型真空聚光層80a，晶片85、無機膠體螢光片88相互之間作用關係圖示，第2圖係本新型晶片85及支架85b剖面圖示、第3圖係本新型低光衰高出光率二極體封裝模組剖面圖、第4圖係本新型印刷電路85a，晶片85、支架85b，示意圖，，上述圖示係本新型低光衰高出光率二極體封裝模組之較佳實施例，惟此等實施例僅供說明之用，在專利申請上並不受此結構之限制。

主要係包括：一透光基板80，係由四周圍繞一封裝壁68組成；複數個晶片85各間距介於0.1mm~0.3mm之間，導通於複數個印刷電路85a，其中，該印刷電路85a蝕刻於一支架85b上；至少一無機膠體螢光片88，厚度介於0.1mm~0.8mm之間由無機螢光粉，無機A膠、無機B膠，按一定比例混合而成之螢光材料，該無機膠體螢光片88係設於該支架85b上及下兩側；一透鏡片78，覆蓋膠合於該封裝壁68上；其中，該透光基板80與該透鏡片78之間係由該支架85b，該晶片85、該印刷電路板85a、該無機膠體螢光片88共同形成密閉封裝體；其中，該透光 基板80、該透鏡片78內側形成至少一真空聚光層80a。

其中，該透光基板80，係透光率88%~93%，石英玻璃材質，或透光率89%~95%硼玻璃材質、或透光率78%~82%藍寶石材質。

其中，該透鏡片78，係透光率88%~93%石英玻璃材質，或透光率89%~95%硼玻璃材質、或透光率78%~82%藍寶石材質。

惟，上述實施例所揭示者係藉以具體說明本創作，且文中雖透過特定的術語進行說明，當不能以此限定本新型之專利範圍；熟悉此項技術領域之人士當可在瞭解本新型之精神與原則後對其進行變更與修改而達到等效目的，而此等變更與修改，皆應涵蓋於如后所述申請專利範圍所界定之範疇中，合予陳明。

故，請參閱全部附圖所示，本新型使用時，與習用技術相較，著實存在上述之優點。綜上所述，本新型之低光衰高出光率二極體封裝模組，於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本新型誠為一實用性、進步性，新穎性優異之新型，為符合新型專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本新型，以保障創作人之辛苦創作，倘若 鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，創作人定當竭力配合，實感德便。

80‧‧‧透光基板

85‧‧‧晶片

80a‧‧‧真空聚光層

78‧‧‧透鏡片

68‧‧‧封裝壁

85b‧‧‧支架

88‧‧‧無機膠體螢光片

Claims (3)

1. 一種低光衰高出光率二極體封裝模組，係包括：一透光基板，係由四周圍繞一封裝壁組成；複數個晶片各間距介於0.1mm~0.3mm之間，導通於複數個印刷電路，其中，該印刷電路蝕刻於一支架上；至少一無機膠體螢光片，厚度介於0.1mm~0.8mm之間由無機螢光粉，無機A膠、無機B膠，按一定比例混合而成之螢光材料，該無機膠體螢光片係設於該支架上及下兩側；一透鏡片，覆蓋膠合於該封裝壁上；其中，該透光基板與該透鏡片之間係由該支架，該晶片、該印刷電路板、該無機膠體螢光片共同形成密閉封裝體；其中，該透光基板、該透鏡片內側形成至少一真空聚光層。
2. 如請求項1所述之低光衰高出光率二極體封裝模組；其中，該透光基板，係透光率88%~93%，石英玻璃材質，或透光率89%~95%硼玻璃材質、或透光率78%~82%藍寶石材質。
3. 如請求項1所述之低光衰高出光率二極體封裝模組；其中，該透鏡片，係透光率88%~93%石英玻璃材質，或透光率89%~95%硼玻璃材質、或透光率78%~82%藍寶石材質。