專利名稱：一種發(fā)光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光模塊，尤指一種具有一散熱基底，且能降低操作溫度的發(fā)光模塊。
背景技術(shù)：
按，光源發(fā)展趨向于發(fā)光元件的模塊化，例如現(xiàn)有的發(fā)光二極管LED。現(xiàn)有的發(fā)光二極管已被廣范的使用在大體積的設(shè)備上，以提供大量的光照。其中一種應(yīng)用于交通工具上，例如車頭燈、車尾燈、及方向燈等。
高功率的發(fā)光二極管配合一般的支撐架于大量的使用下，會產(chǎn)生散熱、及當(dāng)發(fā)熱溫度大約100度時，發(fā)光效率會有不良的問題。目前市面上有二種針對該高功率的發(fā)光二極管的散熱方式，第一種方法，將該高功率的發(fā)光二極管設(shè)置于一電路板上，該電路板利用黏著(粘著)劑膠合于一鋁制的散熱器上。但這不是一種有效的散熱方法，因為該電路板與該黏著劑為熱絕緣體，因此隔絕從散熱器來的熱源。第二種方法，是將該高功率的發(fā)光二極管設(shè)置于一環(huán)氧層上，該環(huán)氧層接合于一鋁板上，該環(huán)氧層為一電絕緣體，亦為一熱絕緣體，因此隔絕從散熱器來的熱源。
美國專利US5,857,767號揭露了該高功率的發(fā)光二極管借助導(dǎo)熱膠黏劑設(shè)置于一鋁散熱器上，該鋁散熱器由電鍍或涂布一層電絕緣層，其中該導(dǎo)熱膠黏劑是散布著金屬微粒。然，以此種方式散熱存在有些問題。第一，該導(dǎo)熱膠黏劑介于導(dǎo)電與導(dǎo)熱之間。第二，該發(fā)光模塊需要進行二階段式的組裝，其先涂上導(dǎo)熱膠黏劑，然后才能進行錫焊等動作。有關(guān)美國專利，已被揭露的現(xiàn)有技術(shù)還包括有US4,628,422號、US4,729,076號、US4,742,432號、US4,935,665號、US5,528,474號、US5,632,551號、US5,782,555號、US5,785,418號、US6,016,038號、US6,045,240號、US6,161,910號、US6,435,459號、US6,480,389號、US6,517,218號、及US6,582,100號。
是以，由上可知，上述現(xiàn)有的發(fā)光模塊，在實際使用上，顯然具有不便與缺點存在，而可待加以改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種改良之發(fā)光模塊。
本發(fā)明的另一目的是提供一種發(fā)光模塊，其結(jié)合一具有電絕緣層的基底，且利用一或多個電路軌跡設(shè)置于該基底上，使得該一或多個發(fā)光元件可利用錫焊或打線接合的方式，以設(shè)置于該電絕緣層上。
本發(fā)明的再一目的是提供一種發(fā)光模塊，該發(fā)光模塊進一步包括有一電流限制電阻器。
本發(fā)明的再另一目的是提供一種發(fā)光模塊，該發(fā)光模塊包括有多個銀貼片，其設(shè)置于該基底的電絕緣層上，用以增加從該發(fā)光元件所產(chǎn)生的反射光。
為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明提供一種發(fā)光模塊，包括有一具有電絕緣層的金屬基底，該電絕緣層具有少于1000微米的厚度；多個電路軌跡，其設(shè)置于該電絕緣層上，該等電路軌跡具有相對應(yīng)的多個端子及多個導(dǎo)電路徑，該等端子具有金屬微滴連接；多個發(fā)光元件，其具有相對應(yīng)的多個導(dǎo)線，用以接合至該相對應(yīng)的具有金屬微滴連接的端子；以及一金屬涂層，其設(shè)置于該基底上，用于傳導(dǎo)從該等發(fā)光元件所產(chǎn)生的熱至該基底。
為進一步說明本發(fā)明為實現(xiàn)預(yù)定目的所采取的技術(shù)、手段及功效，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，相信本發(fā)明的目的、特征與特點，當(dāng)可由此得一深入且具體的了解，然而該附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。


圖1是本發(fā)明發(fā)光模塊的基底的上視圖；圖2是本發(fā)明發(fā)光模塊第一施實例的剖視圖；
圖3是本發(fā)明發(fā)光模塊第二施實例的剖視圖；圖4是本發(fā)明發(fā)光模塊第三施實例的剖視圖；圖5是本發(fā)明發(fā)光元件于測試板的示意圖；以及圖6是本發(fā)明發(fā)光元件于測試板的另一示意圖。
其中，附圖標(biāo)記發(fā)光模塊10、10′、10″基底12、12′、12″、52電路軌跡14、56發(fā)光元件16、42′、42″電絕緣層18、18′、18″、54端子22、24、26、22′、24′、58、64面積28電流限制電阻器 29貼片30亮漆31、31″保護涂層32、32′內(nèi)部反光件 34、44′、44″金屬熱傳導(dǎo)件36導(dǎo)線38、38′、38″微滴40、40′、40″、66熱轉(zhuǎn)換元件 46′、46″測試板 50中心端子60發(fā)光二極管 62狹槽68、76清潔的修飾層70一組發(fā)光組 55四組發(fā)光組 72、74電路軌跡80、82
發(fā)光二極管 84、86導(dǎo)線88、90端子92、94清潔的修飾層96、98測試板 100基底102電絕緣層106開孔104電路軌跡108、110缺口112發(fā)光二極管 114端子116微滴118三端子裝置 122缺口123段落124、126、128基底132清潔的修飾層120、130；具體實施方式
請參閱圖1至圖2所示，其為本發(fā)明發(fā)光模塊的基底的上視圖，及本發(fā)明發(fā)光模塊第一施實例的剖視圖。由圖中可知，本發(fā)明提供一種發(fā)光模塊10，其包括有一基底12、多個設(shè)置于該基底12的電路軌跡14、一組發(fā)光元件16(其可為一LED)。該發(fā)光模塊10用于提供一光源以作為不同變化的應(yīng)用，例如交通工具的頭燈、尾燈、煞車燈或非交通工具的光源應(yīng)用，其中該光源是借助LED組來傳遞光源。
該基底12可為一散熱器，且該基底12可為任一合適的材料所制成，該材料可提供良好的散熱特性、高的強度、合適的成本、及可容置一薄的電絕緣層18(或涂層)。上述合適的材料可為鋁、鋁合金、鎂、鎂合金、鋅、含鋅錫的合金(pot metal)、或其它相似的材料。該電絕緣層18成形有10至1000微米的厚度，最佳的厚度為50至100微米。該電絕緣層18可為任何合適的型式，或可利用任何合適的方法來成形。該電絕緣層18可借助絲網(wǎng)印刷法(screen printing)涂布，然后利用火爐烘烤；或可借助等離子噴涂技術(shù)(plasma sprayingtechnique)，或以類似搪瓷(porcelain enamel)之方式來涂布。最佳之實施例，該電絕緣層18為一電鍍涂層(anodized coating)，且該基底12使用可電鍍的金屬材料，例如鋁、鎂或其它的合金。該基底12最理想的材料為一電鍍鋁合金，因為該電鍍鋁合金具有高散熱能力、高結(jié)構(gòu)強度、及低成本的優(yōu)點。該基底12包括一平坦表面，以方便于該平坦的表面上涂布薄或厚的薄膜層(film layer)，該基底12于該平坦表面的另一端，更進一步包括有散熱鰭片、皺紋、或其它不規(guī)則的面積以增加起伏，用以增加該基底12的散熱能力。
該電路軌跡14可利用現(xiàn)有的技術(shù)，以涂布薄或厚的薄膜層而成。傳統(tǒng)的印刷技術(shù)包括有絲網(wǎng)印刷法(screen printing)、直接書寫(direct writing)或其它相似的方法。印刷完后，將該基底12送入火爐中烘烤其上的油墨，使得油墨溶化以產(chǎn)生導(dǎo)電軌跡或路徑14黏著于該電絕緣層18上?；谏鲜龅睦碛?，高電壓設(shè)備借助薄膜技術(shù)制作而成，其中該導(dǎo)電軌跡由濺鍍(sputtering)、蒸鍍(vapor deposition)、或其它不需要高溫而能產(chǎn)生薄膜的技術(shù)。一般該薄薄膜的厚度為200-20,000埃(angstrom)；而該厚薄膜的厚度為8-50微米(micro)。
該電路軌跡14延伸于不同端子22、24、及26之間，亦即，該電路軌跡14連接于該不同端子22、24、及26的末端，以提供該發(fā)光模塊10的電路系統(tǒng)。在薄薄膜設(shè)備中，該電路軌跡14及該不同端子22、24及26為銀所制成，以提供高導(dǎo)電、錫焊的兼容性、打線接合(wire-bonding)操作、及高的反射能力。在厚薄膜設(shè)備中，該電路軌跡14及該等端子22、24及26借助印刷一以銀為底的油墨于該電絕緣層18上，然后再烘烤該油墨而成。該電路軌跡14及該等端子22、24及26最佳實施例系為相同材質(zhì)所制，且在相同制程及時間設(shè)置完成。
某些端子26設(shè)置于該基底12的邊緣，及借助由焊接或相似的方法，固設(shè)于一延伸于該發(fā)光模塊10一端的連接器(圖未示)，該連接器至少連接至一電源。該等端子26可自由選擇地穿過該電路軌跡(圖未示)至該電路軌跡14的下端。一或多個增加的零件系可依該發(fā)光模塊10的需要，而設(shè)置于一成形于該基底12的面積28上。
本發(fā)明的重要特征在于能夠結(jié)合一電流限制電阻器29(currentlimiting resistor)于該發(fā)光模塊10的電路系統(tǒng)中。該電流限制電阻器29的厚度，可依電路軌跡14的薄膜厚度來決定，且該電流限制電阻器29可由如氮化鉭的電阻材料所制成。該基底12及該電流限制電阻器29具有耐高溫的特性，在小尺寸的情況下，不會產(chǎn)生散熱的問題。
一貼片30是由金屬制成，該貼片30設(shè)置于該發(fā)光元件16的底端，或鄰近該發(fā)光元件16，用以將該發(fā)光元件16所產(chǎn)生的熱量帶走。本發(fā)明其中的一重要特征在于該電路軌跡14、該等端子24、26及28、及貼片30。該電路軌跡14、該等端子24、26及28、及貼片30可利用如錫焊或打線接合等微滴連接(dropletconnection)方式，使得該發(fā)光元件16及該基底間產(chǎn)生良好的熱傳導(dǎo)能力，且從該發(fā)光元件16反射大量的光，使得該發(fā)光元件16以最少之能量，而得到最大的確良發(fā)光效率。
該貼片30最佳的實施方式，由與該電路軌跡14及該等端子22、24及26相同材質(zhì)所制成，且與該電路軌跡14及該等端子22、24及26在相同制程及時間設(shè)置完成。為了讓該貼片30失去光澤的情況降至最低，最好能在該貼片30上涂布干凈或透明的亮漆31。
請參閱圖1圖及圖2所示，一保護涂層32被設(shè)置于該基底12的平坦表面上，用以保護該電路軌跡14。當(dāng)該保護涂層32被使用時，該等端子22、24及26、及該貼片30系由該保護涂層32所隱蔽。但當(dāng)該等端子22、24及26需要錫焊時，該保護涂層32則不會遮蔽到該等端子22、24及26，且可防止該保護涂層32影響該等端子22、24及26的反光。如果使用干凈或透明的保護層在全該基底12上，則可省略亮漆31的使用。
在圖2的實施例中，該發(fā)光元件16用于產(chǎn)生光源，且該發(fā)光元件16包括一內(nèi)部反光件34及一金屬熱傳導(dǎo)件36。該熱傳導(dǎo)件36接觸于該貼片30或與該貼片并列設(shè)置，用以增加從該發(fā)光元件16至該基底12的散熱效率。該發(fā)光元件16的導(dǎo)線38是借助凝固的微滴40連接于該等端子22及24。該凝固的微滴40為打線接合或錫焊的操作。
請參閱圖3所示，其為本發(fā)明發(fā)光模塊第二施實例的剖視圖。本發(fā)明是提供一種發(fā)光模塊10′，其包括有一基底12′、一組發(fā)光元件42′(其可為一LED)。該發(fā)光模塊10′用于提供一光源以作為不同變化的應(yīng)用，例如交通工具的頭燈、尾燈、煞車燈或非交通工具的光源應(yīng)用，其中該光源是借助LED組來傳遞光源。該發(fā)光元件42′用于產(chǎn)生光源，且該發(fā)光元件42′包括一內(nèi)部反光件44′。且，第一實施例中，該貼片30被移除，而一熱轉(zhuǎn)換元件46′緊鄰一電絕緣層18′。本實例亦包括不同端子22′及24′、一保護涂層32′被設(shè)置于該基底12′的平坦表面上，以及發(fā)光元件42′的導(dǎo)線38′是借助凝固的微滴40′連接于該等端子22′及24′。
請參閱圖4所示，其為本發(fā)明發(fā)光模塊第三施實例的剖視圖。本發(fā)明提供一種發(fā)光模塊10″，其包括有一基底12″、一組發(fā)光元件42″(其可為一LED)。該發(fā)光元件42″用于產(chǎn)生光源，且該發(fā)光元件42″包括一內(nèi)部反光件44″。且，第一實施例中，該貼片30被移除，而一熱轉(zhuǎn)換元件46″緊鄰一電絕緣層18″。發(fā)光元件42″的導(dǎo)線38″是借助凝固的微滴40″連接于端子。該基底12″是由一開孔48″所揭露，以提供一合適的反光效果。亮漆31″亦用于產(chǎn)生一良好的反光效果。
請參閱圖5所示，其為發(fā)光元件于測試板的示意圖。測試板50包括有基底52(其可為散熱器)，該基底52具有電絕緣層54。一組發(fā)光模塊55包括多個電路軌跡56、未端的端子58。該電路軌跡56環(huán)繞著一中心端子60而延伸。發(fā)光二極管62設(shè)置于該中心端子60上。該發(fā)光二極管62包括多個端子64，該等端子64是借助金屬微滴66而接合在該等電路軌跡56上。清潔的修飾層70，用以降低銀失去光澤的情況。狹槽68設(shè)置于該兩相鄰電路軌跡56之間。
該測試板50進一步包括兩個四組發(fā)光組72、74。在電路軌跡80、82上的狹槽76可選擇地設(shè)置于其上。發(fā)光二極管84、86系連續(xù)排列在一起，且該發(fā)光二極管84、86設(shè)有相對應(yīng)的導(dǎo)線88、90。該電路軌跡80、82系具有多個端子92、94。清潔的修飾層96、98，用以降低銀失去光澤的情況。
請參閱圖6所示，其為發(fā)光元件于測試板的另一示意圖。測試板100包括有基底102(其可為散熱器)，該基底102具有電絕緣層106，該基底102是通過多個開孔104而露出來。一對電路軌跡108、110被使用在該電絕緣層106上，且被一缺口112給分離。發(fā)光二極管114包括多個端子116，該等端子116是借助金屬微滴118，而設(shè)置于該電路軌跡108、110上。本發(fā)明亦提供三端子裝置122，其中缺口123將銀層分成三個段落124、126及128，用以接收三個導(dǎo)線以接合于該三端子裝置122?；?32為另一種實施方式。清潔的修飾層120、130用以降低銀失去光澤的情況。
以上所述內(nèi)容，僅為本發(fā)明最佳的一的具體實施例的詳細(xì)說明與圖式，惟本發(fā)明的特征并不局限于此，并非用以限制本發(fā)明，凡合于本發(fā)明的精神與其類似變化的實施例，皆應(yīng)包含于本發(fā)明的范疇中，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，可輕易思及的變化或修飾皆可涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光模塊，包括有一具有電絕緣層的金屬基底，該電絕緣層具有少于1000微米的厚度；多個電路軌跡，其設(shè)置于該電絕緣層上，該電路軌跡具有相對應(yīng)的多個端子及多個導(dǎo)電路徑，該端子具有金屬微滴連接；多個發(fā)光元件，其具有相對應(yīng)的多個導(dǎo)線，用以接合至該相對應(yīng)的具有金屬微滴連接的端子；以及一金屬涂層，其設(shè)置于該基底上，用于傳導(dǎo)從該等發(fā)光元件所產(chǎn)生的熱至該基底。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光模塊，其特征在于，該金屬基底可為鋁、鋁合金、鎂或鎂合金，且該電絕緣層為電鍍層。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光模塊，其特征在于，該電絕緣層為一薄膜涂層。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光模塊，其特征在于，該該電絕緣層為一搪瓷。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光模塊，其特征在于，該電絕緣層為一等離子涂層。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光模塊，其特征在于，該金屬涂層具有一發(fā)光金屬貼片，用以反射從該發(fā)光元件產(chǎn)生的光，以增加該發(fā)光模塊的反光能力。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光模塊，其特征在于，該發(fā)光元件具有一金屬低表面，該金屬低表面緊靠該金屬涂層。
8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光模塊，其特征在于，該電路軌跡及該金屬涂層具有相同的材質(zhì)。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光模塊，其特征在于，該該電路軌跡及該金屬涂層為銀。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光模塊，其特征在于，進一步包括有一設(shè)置于該金屬涂層上端的清潔的修飾層，用以降低銀失去光澤的情況。
11.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光模塊，其特征在于，該電路軌跡及該金屬涂層為銀及玻璃的混合物。
12.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光模塊，其特征在于，該電路軌跡為厚薄膜軌跡。
13.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光模塊，其特征在于，該電路軌跡為薄薄膜軌跡。
14.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光模塊，其特征在于，該金屬微滴為錫焊連接。
15.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光模塊，其特征在于，該金屬微滴為打線接合。
16.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光模塊，其特征在于，該電絕緣層具有至少一成形于其內(nèi)的開孔，該發(fā)光元件至少其中之一定位該開孔上方。
17.如權(quán)利要求16所述的發(fā)光模塊，其特征在于，該基底借助該開孔而曝露，用以增加反光的效果。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)光模組，包括有一具有電絕緣層的金屬基底；多個電路軌跡，其設(shè)置于電絕緣層上，且該電路軌跡具有相對應(yīng)的多個端子及多個導(dǎo)電路徑，該端子具有金屬微滴連接；多個發(fā)光元件，其具有相對應(yīng)的多個導(dǎo)線，用以接合至該相對應(yīng)的具有金屬微滴連接的端子；以及一金屬涂層，其設(shè)置于該基底上，用于傳導(dǎo)從該發(fā)光元件所產(chǎn)生的熱至該基底。
文檔編號F21V29/00GK1624942SQ20041007415
公開日2005年6月8日 申請日期2004年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月5日
發(fā)明者湯瑪斯·摩里斯 申請人:德州國際瑞西斯提夫公司