CN202957241U - 光源结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种光源结构，包括导热基板、发光二极管元件、控制元件、内部导线、第一对外导线、第二对外导线及封胶材。导热基板包括具有转接垫的第一表面及第二表面。发光二极管元件及具接收全电压范围输入能力的控制元件皆配置在第一表面上。内部导线连接控制元件与发光二极管元件。第一及第二对外导线分别将转接垫连接至发光二极管元件或控制元件。包含配光设计的封胶材配置在第一表面上，用以将发光二极管元件、具接收全电压范围输入能力的控制元件、导线及转接垫整合在一体，达成全***一体化，对于各种应用场合还可具有良好的相容性与适应性。

Description

光源结构
技术领域
本实用新型涉及一种光源结构，尤其涉及一种发光二极管的光源结构。
背景技术
近年来，发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)通过其体积小、省电且耐用的优点，已逐渐成为照明市场的主流。此外，发光二极管的工作电压低(仅1.5-3V)、能主动发光且具有一定亮度，亮度可用电压或电流调节，同时具备耐冲击、抗振动、寿命长(10万小时)的特点，所以在各种终端设备中被广泛使用，从汽车前照灯、交通信号灯、文字显示器、看板及大屏幕显示器，到建筑照明和液晶显示器背光等领域，都可见到发光二极管光源结构的应用。
在日常生活中，以发光二极管作为光源的光源结构，例如是一发光二极管灯泡，常以多个发光二极管设置在一基板上，并外接一控制元件以及一驱动电路。然而，此类已知的光源结构中，发光二极管与控制元件、驱动电路等皆分开设置，组装与制作成本高，且不利于光源结构的结构精简与微型化发展。
另一方面，光源模块经过长时间运作后的温度较高，需额外配置散热器，以避免过热的问题。然而，此散热器的设置同样对光源模块的组装、制作成本、结构精简与微型化等造成负担。
实用新型内容
鉴此，本实用新型提供一种光源结构，整合发光二极管与控制元件在同一个封装模组内，有助于提高元件集成度，节省组装与制作成本，并有利于光源结构的结构精简与微型化发展。
本实用新型提供一种光源结构，不需外加散热器便可具有良好的散热效果。
本实用新型提供一种光源结构，包括一导热基板、多个发光二极管元件、一控制元件、多条内部导线、至少一第一对外导线、至少一第二对外导线以及一封胶材。导热基板包括一第一表面以及相对于第一表面的一第二表面，且导热基板具有一第一转接垫以及一第二转接垫，第一转接垫以及第二转接垫位于第一表面上。此外，导热基板还具有一第一对外接点以及一第二对外接点，其中第一对外接点电连接第一转接垫，而第二接点电连接第二转接垫。多个发光二极管元件配置在第一表面上。具有接收全电压范围输入能力的控制元件配置在第一表面上。多条内部导线分别连接在控制元件与发光二极管元件之间。至少一第一对外导线将第一转接垫连接至发光二极管元件中的一个或者控制元件。至少一第二对外导线将第二转接垫连接至发光二极管元件中的一个或者控制元件。包含配光设计的封胶材配置在第一表面上，用以覆盖发光二极管元件、控制元件、内部导线、第一转接垫、第二转接垫、至少一第一对外导线以及至少一第二对外导线。
在本实用新型的一实施例中，上述的控制元件适于接收12至48伏特的直流电压，或是90至260伏特的交流电压。
在本实用新型的一实施例中，上述的第一对外接点以及第二对外接点位于导热基板的第一表面上，且位于封胶材之外。
在本实用新型的一实施例中，上述的第一对外接点位于导热基板的第二表面上，且导热基板还具有一第一导电孔道贯穿导热基板，并且电连接在第一转接垫与第一对外接点之间。
在本实用新型的一实施例中，上述的第二对外接点位于导热基板的第二表面上，且导热基板还具有一第二导电孔道贯穿导热基板，并且电连接在第二转接垫与第二对外接点之间。
在本实用新型的一实施例中，上述的导热基板为金属基板、陶瓷基板或硅基板。
在本实用新型的一实施例中，上述的光源结构还包括一粘着层，配置在控制元件与第一表面之间以及发光二极管元件与第一表面之间。
在本实用新型的一实施例中，上述的粘着层包括金属焊料。
在本实用新型的一实施例中，上述的发光二极管元件包括相互串联的多个发光二极管芯片。
在本实用新型的一实施例中，上述的光源结构还包括一光转变层，配置在封胶材与发光二极管芯片之间。
在本实用新型的一实施例中，上述的光源结构，还包括多个光转变颗粒，位于封胶材内。
在本实用新型的一实施例中，上述的封胶材的外表面为一个或多个曲面。
基于上述，本实用新型的光源结构将发光二极体二极管元件以及具有全电压范围输入能力的控制元件设置在同一导热基板上，以通过导热基板来对发光二极体二极管元件以及控制元件提供良好的散热效果。此外，在发光二极体二极管元件以及控制元件外部，覆盖具有配光设计的封胶材(例如是单一曲面或多个曲面的结合体)，还可达到好的配光效果，使得光源结构可单体直接应用。本实用新型的光源结构，其发光二极体二极管元件以及控制元件之间通过内部导线达到电性连接，并且封装在同一模组内，有助于提高元件集成度。本实用新型的光源结构不须再外接其他控制元件即可运作，达到全***一体化的精简***的目的，此外，当应用实用新型的光源结构在配合其他投光或配光设计的灯具时，因本体的封胶材已具有配光效果，后续的配光较为容易，还可达到简化***的功能。因此对于各种应用场合皆具有良好的相容性与适应性。
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所示附图作详细说明如下。
附图说明
图1A为本实用新型的一实施例的光源结构的立体图；
图1B为图1A沿着A-A’线段的剖面图；
图2为本实用新型另一实施例的光源结构的立体图；
图3为本实用新型又一实施例的光源结构的立体图；
图4A为本实用新型一实施例的光源结构的立体图；
图4B为图4A沿着I-I’线段的剖面图；
图5A为本实用新型另一实施例的光源结构的立体图；
图5B为图5A沿着II-II’线段的剖面图；
图6为图5B的虚线区域的放大图；
图7示出本实用新型的一种发光二极管元件的内部结构示意图。
附图标记说明：
100：光源结构；
110：导热基板；
112：第一表面；
113：第一转接垫；
114：第二表面；
115：第二转接垫；
116：第一对外接点；
118：第二对外接点；
119a：连接线路；
119b：连接线路；
120：发光二极管元件；
130：控制元件；
140：内部导线；
150：第一对外导线；
155：第二对外导线；
160：封胶材；
162：光转变层；
170：粘着层；
200：光源结构；
220a：发光二极管元件；
250：第一对外导线；
255：第二对外导线；
300：光源结构；
320a：发光二极管元件；
350：第一对外导线；
355：第二对外导线；
400：光源结构；
410：导热基板；
412：第一表面；
414：第二表面；
416：第一对外接点；
416a：第一导电孔道；
418：第二对外接点；
418a：第二导电孔道；
500：光源结构；
510：导热基板；
512：第一表面；
514：第二表面；
516：第一对外接点；
516a：第一导电孔道；
516b：绝缘层；
516c：导通材料；
516d：贯孔；
517：第三转接垫；
518：第二对外接点；
518a：第二导电孔道；
519：第四转接垫；
519a：连接线路；
519b：连接线路；
700：发光二极管元件；
710：发光二极管芯片。
具体实施方式
图1A为本实用新型的一实施例的光源结构的立体图。图1B为图1A沿着A-A’线段的剖面图。请参考图1A及图1B。本实用新型的实施例的光源结构100包括一导热基板110、多个发光二极管元件120、一控制元件130、多条内部导线140、至少一第一对外导线150、至少一第二对外导线155以及一封胶材160。导热基板110包括一第一表面112以及相对于第一表面112的一第二表面114，且导热基板110具有一第一转接垫113以及一第二转接垫115，第一转接垫113以及第二转接垫115皆位于第一表面112上。
导热基板110具有一第一对外接点116以及一第二对外接点118，以供导热基板110连接至外部电路，其中第一对外接点116电连接第一转接垫113，而第二对外接点118电连接第二转接垫115。第一对外接点116与第一转接垫113由一连接线路119a导通，第二对外接点118与第二转接垫115也通过一连接线路119b导通。此连接线路119a、119b可为导热基板110的表层线路，或是当导热基板110为多层线路板时，可为导热基板110内层的内连线。第一转接垫113通过第一对外导线150连接至控制元件130。第二对外导线155可将第二转接垫115连接至控制元件130。
发光二极管元件120及具有接收全电压范围输入能力的控制元件130设置在导热基板110的第一表面112上，且分别通过多条内部导线140相互连接。由于导热基板110具有良好的导热性，因此可将发光二极管元件120及具接收全电压范围输入能力的控制元件130在长时间运作后产生的热传导至光源结构100外部，以维持光源结构100的正常运作。所述的控制元件130具有接收全电压范围输入能力，例如是可接收12至48伏特的一直流电压，或者是90至260伏特的一交流电压。本实施例可选用的导热基板110例如是金属基板(如铜基板或铝基板)、陶瓷基板或硅基板等具有高导热系数材质的基板。
此外，如图1B所示，发光二极管元件120与导热基板110之间以及控制元件130与导热基板110之间可分别设置粘着层170，以将发光二极管元件120与控制元件130固定在导热基板110上。粘着层170例如是金属焊料，包括锡、锡铅合金或者是锡锑合金等，而将发光二极管元件120及控制元件130以表面接着技术(Surface Mount Technology，简称SMT)接合至导热基板110。使用金属焊料作为粘着层170可使发光二极管元件120与导热基板110之间以及控制元件130与导热基板110之间具有良好的热导热效果。
当然，本实用新型并不限制粘着层的材质以及发光二极管元件120与控制元件130的接合方式。在此，可应用任何适用的现有技术来将发光二极管元件120与控制元件130接合至导热基板110。
此外，封胶材160配置在导热基板110的第一表面112上，用以覆盖发光二极管元件120、控制元件130、内部导线140、第一转接垫113、第二转接垫115、第一对外导线150以及第二对外导线155。在此所述的封胶材160可依出光角度或出光效果的需求，设计成具有配光效果的外型，例如是由一个或多个曲面所构成。通过封胶材160的设置，可以避免外界水气、空气侵入光源结构100内部，并可避免光源结构100内部的元件遭受外力冲击损伤。
另一方面，为了因应使用上(例如白光输出)的需求，还可在封胶材160与发光二极管元件120之间设置一光转变层162，用以将发光二极管元件120发出的特定波长的光输出转换成所需波长的光输出。举例而言，在本实施例中，光转变层162例如是一萤光层，而发光二极管元件120例如是蓝光二极管。发光二极管元件120所发出的蓝光可被光转变层162转换成黄光，并且再与其余的蓝光混光后，成为白光输出。此外，在本实用新型未示出的实施例中，也可选择在封胶材内部设置多个光转变颗粒(例如萤光粉)，以取代前述光转变层162。
当光源结构100通过第一对外接点116及第二对外接点118外接电源时，驱动电流可通过第一对外接点116、第二对外接点118、连接线路119a、连接线路119b、第一转接垫113、一第二转接垫115、第一对外导线150、第二对外导线155以及内部导线140，进入相应的控制元件130或发光二极管元件120，以通过控制元件130驱动发光二极管元件120发光。
然而，本实用新型不限制相关元件、导线与接垫(接点)之间的连接关系。虽然在前述实施例中，第一对外导线150连接第一转接垫113及控制元件130，而第二对外导线155连接第二转接垫115及控制元件130，但本实用新型也可以选择通过导线将转接垫连接到发光二极管元件上，以直接对发光二极管元件进行控制或供电。以下再举数个实施例来说明可能的连接方式。
图2为本实用新型另一实施例的光源结构的立体图。在本实施例的光源结构200中，第一对外导线250将第一转接垫113连接至发光二极管元件220a，第二对外导线255将第二转接垫115连接至控制元件130。如此，由第一对外接点116输入的电源或信号可通过连接线路119a、第一转接垫113、第一对外导线250进入发光二极管元件220a，或者再通过发光二极管元件220a传递到控制元件130。
图3为本实用新型又一实施例的光源结构的立体图。在本实施例的光源结构300中，第一对外导线350及第二对外导线355分别将第一转接垫113及第二转接垫115连接至不同的发光二极管元件320a。如此，由第一对外接点116输入的电源或信号可通过连接线路119a、第一转接垫113、第一对外导线350进入发光二极管元件320a，或者再通过发光二极管元件320a传递到控制元件130。
本实用新型也可改变对外接点在导热基板上的位置。实际上，随着导热基板类型的不同以及光源结构的接合方式等需求，对外接点可能位于导热基板的上表面或下表面。图4A为本实用新型一实施例的光源结构的立体图。图4B为图4A沿着I-I’线段的剖面图。图4A所示出的实施例与图1的实施例的主要差别在于：第一对外接点416以及第二对外接点418分别设置在导热基板410的第二表面414上。如此，有利于光源结构400通过表面接着技术直接组装至外部的电路板等电路元件。另外，如图4B所示，为了达成第一对外接点416以及第二对外接点418与第一表面412上相应的第一转接垫113以及第二转接垫115的电性连接，本实施例选择在导热基板410制作垂直的第一导电孔道416a以及第二导电孔道418a。第一导电孔道416a以及第二导电孔道418a贯穿导热基板410，用以分别连接相应的第一对外接点416与第一转接垫113以及第二对外接点418与第二转接垫115。在本实施例中，第一对外接点416以及第二对外接点418对应位于第一转接垫113以及第二转接垫115的正下方，而直接通过第一导电孔道416a以及第二导电孔道418a相互导通。
图5A为本实用新型另一实施例的光源结构的立体图。图5B为图5A沿着II-II’线段的剖面图。图5A的实施例与图4A主要差异在于，本实施例的光源结构500，其第一对外接点516以及第二对外接点518设置在导热基板510的第二表面514上，且第一对外接点516以及第二对外接点518在第一表面512上的投影位置皆与第一转接垫113以及第二转接垫115无重叠。
为了达成第一对外接点516以及第二对外接点518与相应的第一转接垫113以及第二转接垫115的电性连接，本实施例选择在导热基板510的第一表面512上设置了一第三转接垫517以及一第四转接垫519，且第三转接垫517以及第四转接垫519分别与第一对外接点516以及第二对外接点518在第一表面512上的投影位置有重叠，故可在导热基板510制作垂直的一第一导电孔道516a以及一第二导电孔道518a。第一导电孔道516a以及第二导电孔道518a贯穿导热基板510，分别连接相应的第一对外接点516与第三转接垫517以及第二对外接点518与第四转接垫519。此外，第一转接垫113与第三转接垫517之间，以及第二转接垫115与第四转接垫519之间还可通过连接线路519a、519b连接。此连接线路519a、519b可为导热基板510的表层线路，或是导热基板510内层的内连线。
另一方面，前述提出的导电孔道可能随着导热基板的类型变化而有不同的结构。举例而言，图6为图5B的虚线区域的放大图。在此，导热基板510的材质例如是一金属基板(例如是铝基板或铜基板)或者是硅基板。由于金属基板或硅基板具有导电性，故在第一导电孔道516a的制程中，须在贯孔516d内壁披覆绝缘层516b，以避免第一导电孔道516a与导热基板510导通，再在贯孔516d内填入导通材料516c以形成第一导电孔道516a。
虽然前述实施例介绍了以导电通孔来连接导热基板上下层的转接垫与对外接点的方式，但实际上本实用新型还可应用任何可能的方式来达成转接垫与对外接点的电连接。例如，在未示出的实施例中，可通过导热基板内部或表层的线路层来导通外部接点与转接垫。
图7示出本实用新型的一种发光二极管元件的内部结构示意图，其中发光二极管元件700例如是由多个发光二极管芯片710串联而成。所述串联的发光二极管芯片710例如是一高压发光二极管(HV LED)，可具有较佳的发光效率及耐用度。当然，在本实用新型其他未示出实施例中，发光二极管元件也可只为单个发光二极管芯片。此外，发光二极管元件700可为白光发光二极管元件或是单色光(如蓝光)发光二极管元件。
综上所述，本实用新型的光源结构将发光二极管元件以及具有全电压范围输入能力的控制元件设置在同一导热基板上，以通过导热基板来对发光二极管元件以及控制元件提供良好的散热效果。此外，在发光二极管元件以及控制元件外部，覆盖具有配光设计的封胶材(例如是曲面或多个曲面的结合体)，还达到好的配光效果，使得光源结构可单体直接应用。本实用新型的光源结构，其发光二极管元件以及控制元件之间通过内部导线达到电性连接，并且封装在同一模组内，有助于提高元件集成度。本实用新型的光源结构不须再外接其他控制元件即可运作，达到全***一体化的精简***的目的。此外，当应用本实用新型的光源结构在配合其他投光或配光设计的灯具时，因本体的封胶材已具有配光效果，后续的配光较为容易，还可达到简化***的功能。因此对于各种应用场合皆具有良好的相容性与适应性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种光源结构，其特征在于，包括：
一导热基板，包括一第一表面以及相对于该第一表面的一第二表面，该导热基板具有一第一转接垫、一第二转接垫，该第一转接垫以及该第二转接垫位于该第一表面上，该导热基板还具有一第一对外接点以及一第二对外接点，其中该第一对外接点电连接该第一转接垫，而该第二对外接点电连接该第二转接垫；
多个发光二极管元件，配置在该第一表面上；
一控制元件，配置在该第一表面上，并具有接收全电压范围输入能力；
多条内部导线，分别连接在该控制元件与该些发光二极管元件之间；
至少一第一对外导线，将该第一转接垫连接至该些发光二极管元件中的一个或者该控制元件；
至少一第二对外导线，将该第二转接垫连接至该些发光二极管元件中的一个或者该控制元件；以及
一封胶材，配置在该第一表面上，用以覆盖该些发光二极管元件、该控制元件、该些内部导线、该第一转接垫、该第二转接垫、该至少一第一对外导线以及该至少一第二对外导线。
2.根据权利要求1所述的光源结构，其特征在于，该控制元件适于接收12至48伏特的一直流电压，或是90至260伏特的一交流电压。
3.根据权利要求1所述的光源结构，其特征在于，该第一对外接点以及该第二对外接点位于该导热基板的该第一表面上，且位于该封胶材之外。
4.根据权利要求1所述的光源结构，其特征在于，该第一对外接点位于该导热基板的该第二表面上，且该导热基板还具有一第一导电孔道贯穿该导热基板，并且电连接在该第一转接垫与该第一对外接点之间。
5.根据权利要求3所述的光源结构，其特征在于，该第二对外接点位于该导热基板的该第二表面上，且该导热基板还具有一第二导电孔道贯穿该导热基板，并且电连接在该第二转接垫与该第二对外接点之间。
6.根据权利要求1所述的光源结构，其特征在于，还包括一粘着层，配置在该控制元件与该第一表面之间以及该些发光二极管元件与该第一表面之间。
7.根据权利要求1所述的光源结构，其特征在于，每一发光二极管元件包括相互串联的多个发光二极管芯片。
8.根据权利要求1所述的光源结构，其特征在于，还包括一光转变层，配置在该封胶材与该些发光二极管芯片之间。
9.根据权利要求1所述的光源结构，其特征在于，还包括多个光转变颗粒，位于该封胶材内。
10.根据权利要求1所述的光源结构，其特征在于，该封胶材的外表面为一或多个曲面。
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