專利名稱：發(fā)光二極管燈組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種發(fā)光二極管照明燈組。特別是關(guān)于一種具有益于散熱功能的發(fā)光二極管燈組。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED，Light Emitting Diode)在各種電子產(chǎn)品與工業(yè)上的應(yīng)用日益普及，由于所需的能源成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的白熾燈或熒光燈，且單一的發(fā)光二極管的尺寸非常的輕巧，是傳統(tǒng)光源所不及的，因此在電子產(chǎn)品體積日益輕薄短小的趨勢之下，發(fā)光二極管的需求也與日俱增。
請參照圖1所示，圖1是已知發(fā)光二極管燈組的示意圖。發(fā)光二極管燈組10，主要包含一個或多個發(fā)光二極管封裝單元12以及一電路板14，此圖僅以單一個發(fā)光二極管封裝單位為例。多個發(fā)光二極管封裝單元12分別包含一基板16、一發(fā)光二極管18、二極管導(dǎo)線圖案20、二極管導(dǎo)線22a及22b以及一樹脂24。
其中，發(fā)光二極管18設(shè)置于基板16之上并以金屬共接(Eutecticbonding)或以銀膠的方式接合。二極管導(dǎo)線22a及22b用以連接發(fā)光二極管18以及二極管導(dǎo)線圖案20。藉此，將由二極管導(dǎo)線圖案20的外部電源導(dǎo)入發(fā)光二極管18以供運(yùn)作，樹脂24完全包覆發(fā)光二極管18、二極管導(dǎo)線22a及22b以及部分二極管導(dǎo)線圖案20。
電路板14包含一電路板導(dǎo)線圖案(conducting pattern)28以及電路板電極30a及30b。發(fā)光二極管燈組10，更包含一導(dǎo)線26a及26b。導(dǎo)線26a及26b用以連接未被樹脂24包覆的二極管導(dǎo)線圖案20與電路板電極30a及30b，該連接方式是以軟焊的方式進(jìn)行，并通過電路板導(dǎo)線圖案28提供外部電源。如此，也通過導(dǎo)線26a及26b同時將發(fā)光二極管封裝單元12與電路板14連接固定。
當(dāng)發(fā)光二極管燈組10實(shí)際地應(yīng)用于照明時，由于電能會通過電路板導(dǎo)線圖案28、導(dǎo)線26a及26b、二極管導(dǎo)線22a及22b、二極管導(dǎo)線圖案20以及發(fā)光二極管18，所以在長時間的使用上，發(fā)光二極管燈組10會因其本身本電阻而產(chǎn)生熱量堆積。
發(fā)光二極管封裝單元12(發(fā)光部分)在運(yùn)作時因光在封裝結(jié)構(gòu)中折射而產(chǎn)生熱能堆積，另外，電路板14(電部分)在傳導(dǎo)電能時也因本身的電阻也有同樣熱能堆積的情形。因?yàn)榘l(fā)光二極管燈組10的結(jié)構(gòu)是直接將發(fā)光二極管封裝單元12(發(fā)光部分)通過導(dǎo)線26a及26b直接接合于電路板14(電部分)，發(fā)光二極管封裝單元12的基板16的下面表32與電路板14的上表面34直接接觸(如圖1所示)。故造成電熱無法有效分離，而使得發(fā)光二極管燈組10因過熱失效或使用壽命減短。
發(fā)光二極管燈組10主要是由多個發(fā)光二極管封裝單元12與電路板14所組成。在進(jìn)行多個發(fā)光二極管封裝單元12分別以打線方式連接至電路板14時，由于數(shù)量過多常會出現(xiàn)導(dǎo)線26a及26b與電路板電極30a及30b無法準(zhǔn)確對位的問題，而產(chǎn)生錯位的情形，導(dǎo)致成品良率的降低，因而提高生產(chǎn)制造所需的成本。

發(fā)明內(nèi)容
面對上述已知技術(shù)的缺點(diǎn)，目前并無有效的對策。如何避免在進(jìn)行多個發(fā)光二極管封裝單元12與電路板14連接過程中產(chǎn)生無法準(zhǔn)確對位的問題，以及如何將發(fā)光二極管封裝單元12、電路板14所產(chǎn)生的熱量有效的釋放，以延長使用壽命，為本發(fā)明的首要目標(biāo)。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種散熱功能較佳的發(fā)光二極管照明燈組。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種易于對位的發(fā)光二極管照明燈組。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種可延長發(fā)光二極管使用壽命的發(fā)光二極管照明燈組。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種節(jié)省成本的發(fā)光二極管照明燈組。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種電熱分離的發(fā)光二極管照明燈組。
本發(fā)明是提供一種發(fā)光二極管燈組，包括一發(fā)光二極管封裝單元以及一電路板，該發(fā)光二極管封裝單元包括一基板以及一發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管封裝單元還包括至少二封裝單元電極，并設(shè)置于該基板的該上表面，且電性連接于該發(fā)光二極管。該電路板包括一貫穿孔貫穿該電路板上表面與該電路板下表面。該基板上表面組裝于該電路板下表面，該貫穿孔曝露該發(fā)光二極管。
本發(fā)明電熱分離的發(fā)光二極管的有益效果在于散熱性好，易于對位，減少了組裝時所消耗的時間，并延長了發(fā)光二極管的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本。
關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神，以及更詳細(xì)的實(shí)施方式可以通過以下的實(shí)施方式以及所附圖式得到進(jìn)一步的了解。


通過以下詳細(xì)的描述結(jié)合所附圖示，將可輕易的了解上述內(nèi)容及此項(xiàng)發(fā)明的諸多優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是已知發(fā)光二極管燈組的示意圖；圖2A是本發(fā)明發(fā)光二極管燈組的示意圖；圖2B是圖2A沿1-1剖面線的部分剖面示意圖；圖3是圖2A沿1-1剖面線的剖面的詳細(xì)示意圖。
主要元件符號說明10、40發(fā)光二極管燈組12、52發(fā)光二極管封裝單元14、44a、44b電路板 16、50基板
18、58發(fā)光二極管20二極管導(dǎo)線圖案22a、22b、66a、66b二極管導(dǎo)線24、68樹脂26a、26b導(dǎo)線28、76電路板導(dǎo)線圖案30a、30b、78a、78b電路板電極42基座48螺絲 60a、60b封裝單元電極62基板上表面64基板下表面70電路板上表面 72電路板下表面74貫穿孔80第一上表面82第二上表面46光學(xué)鏡頭具體實(shí)施方式
請參閱圖2A。圖2A是本發(fā)明發(fā)光二極管燈組的示意圖。本發(fā)明提供的發(fā)光二極管燈組40，包括一基座42、電路板44a及44b以及多個光學(xué)鏡頭46。在本實(shí)施例中，可參見圖2A，其為十八個光學(xué)鏡頭46，當(dāng)然，個數(shù)以及有無光學(xué)鏡頭不成為本發(fā)明的限制。
基座42的功能除用以容納內(nèi)部元件之外，并可將發(fā)光二極管燈組40運(yùn)作時所產(chǎn)生的熱量排除。基座42的材料可選自鋁材、銅材、陶瓷基材、熱管(heat pipe)或平板熱管(vapor chamber)，用以利于熱量的排除。結(jié)構(gòu)上，基座42可設(shè)計(jì)成具有多個散熱鰭片于其下表面，同樣是為了加強(qiáng)散熱效果。
電路板44a及44b具有一電路板導(dǎo)線圖案76(示于圖3)，可使外部的電源或信號提供于發(fā)光二極管燈組40。光學(xué)鏡頭46用以增進(jìn)該發(fā)光二極管燈組40的出光效率。另外，發(fā)光二極管燈組40更包含螺絲48與螺孔(圖中未示)，用以將基座42以及電路板44a及44b相結(jié)合。
請參閱圖2A，并同時參照圖2B。圖2B為圖2A沿1-1剖面線的剖面圖。發(fā)光二極管燈組40另包含一基板50，以承載發(fā)光二極管58。且光學(xué)鏡頭46設(shè)置于電路板44a的周圍(如圖2A所示)。基座42、電路板44a與基板50詳細(xì)的內(nèi)部構(gòu)造與連接設(shè)置關(guān)系，將在下段進(jìn)行詳述。
請參照圖3，圖3是圖2A沿1-1剖面線的示意圖，其用以表達(dá)本發(fā)明更細(xì)部的各元件。如圖3所示，發(fā)光二極管燈組40包括多個發(fā)光二極管封裝單元52以及電路板44a與44b，圖3顯示其中的一個發(fā)光二極管封裝單元52與電路板44a作為代表。發(fā)光二極管封裝單元52包括一基板50、一發(fā)光二極管58以及一封裝單元電極60a與60b。其中，基板50包括一基板上表面62以及一基板下表面64?；?0材質(zhì)可選自鋁材、銅材、陶瓷基材、熱管(heat pipe)或平板熱管(vapor chamber)。
其中，發(fā)光二極管58設(shè)置于基板上表面62。封裝單元電極60a與60b設(shè)置于基板上表面62并具有一第一距離D(如圖3所示)。發(fā)光二極管封裝單元52更括二極管導(dǎo)線66a與66b，用以連接發(fā)光二極管58與封裝單元電極60a與60b，并利用一樹脂68覆蓋發(fā)光二極管58以及部分的(a part of)二極管導(dǎo)線66a與66b(如圖3所示)，用以封裝發(fā)光二極管58及保護(hù)發(fā)光二極管58避免與外界接觸。在本發(fā)明另一實(shí)施例中，也可利用設(shè)置于基板上表面62的一二極管導(dǎo)線圖案(未圖標(biāo))以取代上述導(dǎo)線66a與66b，這就是覆晶的作法。
電路板44a包括一電路板上表面70、一電路板下表面72、一貫穿孔74、一電路板導(dǎo)線圖案76、電路板電極78a以及78b。貫穿孔74是貫穿電路板上表面70與電路板下表面72并用以曝露發(fā)光二極管58，使發(fā)光二極管58運(yùn)作時其光線得以由貫穿孔74向外射出。
電路板電極78a以及78b設(shè)置于電路板下表面72，其間距保持同于上述封裝單元電極60a與60b的該第一距離D。且電路板電極78a以及78b并與電路板導(dǎo)線圖案76電連接，通過電路板導(dǎo)線圖案76，可使外部的電源提供于發(fā)光二極管58。
位于電路板44a的電路板下表面72的電路板電極78a與78b分別與基板50的基板上表面62的封裝單元電極60a與60b接合，其接合方式可為軟焊、銀膏、銀膠、錫球與金球。其中，電路板電極78a與78b以及封裝單元電極60a，60b，所述電極位置的設(shè)置是依照一第一距離D，用以使電路板電極78a與78b以及封裝單元電極60a與60b能正確對位。
如圖3的剖面圖所示，基座42具有一凹槽構(gòu)造，用以容置上述的基板50與電路板44a，基座42包含一第一上表面80以及一第二上表面82。基座42的第一上表面80配置于基板50的基板下表面64?；?2的第二上表面82配置于電路板44a的電路板下表面72?；?0與電路板44a可以導(dǎo)熱板(Thermal Pad)或?qū)岣喑涮?未顯示于圖3當(dāng)中)。
本發(fā)明中，基座42與發(fā)光二極管封裝單元52以及電路板44a相互間的位置關(guān)系，可有效地幫助發(fā)光二極管燈組40進(jìn)行散熱。本發(fā)明的作法，是要使得光線由發(fā)光二極管燈組40上方(圖示的上方)發(fā)射，而使得熱能得以由發(fā)光二極管燈組40下方導(dǎo)散。
以散熱效果方面，本發(fā)明分別可順利導(dǎo)散發(fā)光二極管燈組40的兩種熱源，分別為(一)電路板44a產(chǎn)生的熱能。
以電路板44a而言，電路板44a在傳導(dǎo)電能時因本身的電阻而產(chǎn)生熱堆積的情形，此熱堆積的情形于電路板44a上設(shè)置有電路板導(dǎo)線圖案76的部分更為嚴(yán)重(即-本發(fā)明的電路板下表面72)。而且，電路板44a是以不易導(dǎo)熱的材料制作，電路板上表面70與電路板下表面72之間的熱能不易溝通。由于在本發(fā)明當(dāng)中，電路板下表面72接觸于基座42的第二上表面82，因此電路板44a的熱量可利用基座42(散熱材料)的直接接觸來進(jìn)行散熱。除此之外，貫穿孔74也可幫助熱能的排解。
(二)發(fā)光二極管封裝單元52產(chǎn)生的熱能。
發(fā)光二極管封裝單元52也因其本身電阻以及光在封裝結(jié)構(gòu)中折射而產(chǎn)生熱。由于發(fā)光二極管封裝單元52、基板50與基座42，三者是直接接觸，且基板50與基座42的材料散熱性佳，因此發(fā)光二極管封裝單元52所堆積的熱量可藉此直接向下方排除。另一方面發(fā)光二極管封裝單元52所產(chǎn)生的熱量，也可通過電路板44a上的貫穿孔74來幫助散熱。
就本發(fā)明的光學(xué)效果方面而言，根據(jù)上述的本發(fā)明散熱效果，本發(fā)明的熱能可通過基座42而向下方排除，因此，使得向上方發(fā)射的光線不受熱能的影響，換句話說，本發(fā)明是利用電熱分離的作法，而達(dá)到光的出射與熱的排解路徑分離的效果。
光學(xué)鏡頭46設(shè)置于貫穿孔74周圍的位置，并對準(zhǔn)于圖3所示的A軸，其中A軸位于貫穿孔74與光學(xué)鏡頭46的形狀幾何中心，用以增進(jìn)發(fā)光二極管燈組40的出光效率。或者，貫穿孔74可將孔位周圍鍍金屬層，以反射光線，如此一來則可取代光學(xué)鏡頭46，而增進(jìn)發(fā)光二極管燈組40的出光效率，加強(qiáng)光學(xué)表現(xiàn)。
請回顧圖1，發(fā)光二極管封裝單元12(發(fā)光部分)在運(yùn)作時因光在封裝結(jié)構(gòu)中折射而產(chǎn)生熱能堆積，另外，電路板14(電部分)在傳導(dǎo)電能時也因本身的電阻也有同樣熱能堆積的情形。因?yàn)榘l(fā)光二極管燈組10的結(jié)構(gòu)是直接將發(fā)光二極管封裝單元12(發(fā)光部分)通過導(dǎo)線26a及26b直接接合于電路板14(電部分)，發(fā)光二極管封裝單元12的基板16的下表面32與電路板14的上表面34直接接觸(如圖1所示)。故造成電熱無法有效分離，而使得發(fā)光二極管燈組10因過熱失效或使用壽命減短。
由于應(yīng)用在照明燈組中的二極管封裝結(jié)構(gòu)10，多以數(shù)個排列的方式呈現(xiàn)，因此在多個軟焊與電極間對位的過程當(dāng)中不免產(chǎn)生錯位的情形，導(dǎo)致成品良率的降低，因而提高生產(chǎn)制造所需的成本。
本發(fā)明為改善上述已知技術(shù)的缺點(diǎn)，如圖3所示，本發(fā)明電路板44a的設(shè)置是利用部分電路板下表面72與電路板電極78a與78b分別連接基座42的第二上表面82以及封裝單元電極60a與60b，因此電路板44a的熱量除可通過電路板上表面70散熱外，更可利用部分電路板下表面72與基座42(散熱材料)的直接接觸來進(jìn)行散熱，如前所述，基座42的結(jié)構(gòu)與材質(zhì)選擇都具有散熱的設(shè)計(jì)與考慮。
發(fā)光二極管封裝單元52也因其本身電阻以及光在封裝結(jié)構(gòu)中折射而產(chǎn)生熱，由于發(fā)光二極管封裝單元52的設(shè)置是利用基板下表面64與基座42的第一上表面80直接接觸，因此發(fā)光二極管封裝單元52所堆積的熱量可通過第一上表面80直接進(jìn)行散熱。且發(fā)光二極管封裝單元52以及電路板44a所產(chǎn)生的熱量，也可通過電路板44a上的貫穿孔74來幫助散熱，而得到更佳的散熱效果，更可提升使用壽命。
當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用于多個排列的發(fā)光二極管照明裝置時，如圖3所示。由于本發(fā)明的電路板44a的電路板電極78a與78b以及發(fā)光二極管封裝單元52的封裝單元電極60a與60b，其位置是依照該第一距離所設(shè)置。因此，應(yīng)用于多個電路板電極78a與78b以及封裝單元電極60a與60b的對位時可準(zhǔn)確且快速的對準(zhǔn)，以減少組裝時所消耗的時間，使生產(chǎn)更有效率，更可降低生產(chǎn)成本。
然而，對于熟知本發(fā)明所屬技藝領(lǐng)域的人而言，當(dāng)然知道，本發(fā)明的精神不以發(fā)光二極管封裝單元52的個數(shù)為限制，本發(fā)明一實(shí)施例中，一電路板44a之上僅裝設(shè)單一個發(fā)光二極管封裝單元52，其剖面圖也同于圖3所示，此實(shí)施例中，也因電熱分離的設(shè)計(jì)而達(dá)到光的出射與熱的排解路徑分離的效果，因此應(yīng)也包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
本發(fā)明雖以較佳實(shí)例闡明如上，然其并非用以限定本發(fā)明精神與發(fā)明實(shí)體僅止于上述實(shí)施例。對熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人，可輕易了解并利用其它元件或方式來產(chǎn)生相同的功效。因此，在不脫離本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)所作的修改，均應(yīng)包含在權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管燈組，其特征在于包括一發(fā)光二極管封裝單元以及一電路板；其中，所述發(fā)光二極管封裝單元，包括一基板，包括一基板上表面以及一基板下表面；一發(fā)光二極管，設(shè)置于所述基板的所述基板上表面；至少二封裝單元電極，設(shè)置于所述基板的所述基板上表面，且電性連接于該發(fā)光二極管，該至少二封裝單元電極之間具有一第一距離；其中，所述電路板包括一電路板上表面、一電路板下表面以及一貫穿孔貫穿該電路板上表面與該電路板下表面，且該電路板下表面具有至少二電路板電極以及與其電性連接的一電路板導(dǎo)線圖案，該基板上表面組裝于該電路板下表面，所述貫穿孔曝露所述發(fā)光二極管；其中，所述至少二電路板電極依據(jù)上述第一距離而設(shè)置于該電路板下表面，而接合于所述至少二封裝單元電極，通過該電路板導(dǎo)線圖案，可使外部的電源提供于該發(fā)光二極管。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈組，其特征在于，所述發(fā)光二極管封裝單元更包含至少二二極管導(dǎo)線，用以連接該發(fā)光二極管與該至少二封裝單元電極。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈組，其特征在于，所述發(fā)光二極管封裝單元更包含一二極管導(dǎo)線圖案，設(shè)置于該基板上表面，用以電連接該發(fā)光二極管與該至少二封裝單元電極。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈組，其特征在于，所述發(fā)光二極管封裝單元更包含一樹脂，用以封裝該發(fā)光二極管及保護(hù)該發(fā)光二極管避免與外界接觸。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈組，其特征在于，所述至少二電路板電極與所述至少二封裝單元電極可通過軟焊、銀膏、銀膠、錫球或金球的方式固定。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈組，其特征在于，所述電路板與該基板間可以導(dǎo)熱板或?qū)岣喑涮睢?br> 7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈組，其特征在于更包括一光學(xué)鏡頭，且該光學(xué)鏡頭設(shè)置于該電路板上表面的該貫穿孔周圍，用以增進(jìn)該發(fā)光二極管燈組的出光效率。
8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈組，其特征在于，所述貫穿孔可將孔位周圍鍍金屬層用以增進(jìn)該發(fā)光二極管燈組的出光效率。
9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈組，其特征在于，所述基板材質(zhì)可選自鋁材、銅材、陶瓷基材、熱管或平板熱管，并用以增進(jìn)該發(fā)光二極管燈組的散熱效果。
10.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管燈組，其特征在于更包括具有一凹槽構(gòu)造的一基座，以容置所述發(fā)光二極管封裝單元與所述電路板，該基座的材質(zhì)可選自鋁材、銅材、陶瓷基材、熱管或平板熱管，并用以增進(jìn)該發(fā)光二極管燈組的散熱效果。
11.如權(quán)利要求10所述的發(fā)光二極管燈組，其特征在于，所述基座具有多個散熱鰭片，以加強(qiáng)散熱效果。
全文摘要
一種發(fā)光二極管燈組，包括一發(fā)光二極管封裝單元以及一電路板，該發(fā)光二極管封裝單元包括一基板以及一發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管封裝單元還包括至少二封裝單元電極，并設(shè)置于所述基板的上表面，且電性連接于所述發(fā)光二極管。所述電路板包括一貫穿孔貫穿該電路板上表面與該電路板下表面。所述基板上表面是組裝于所述電路板下表面，所述貫穿孔曝露所述發(fā)光二極管。本發(fā)明電熱分離的發(fā)光二極管的有益效果在于，散熱性好，易于對位，減少了組裝時所消耗的時間，并延長了發(fā)光二極管的使用壽命，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號H01L25/13GK1967885SQ20051012340
公開日2007年5月23日 申請日期2005年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月16日
發(fā)明者劉家齊, 季寶琪 申請人:齊瀚光電股份有限公司