TW201417343A - 發光二極體封裝結構及大照明角度的發光二極體燈具 - Google Patents

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Abstract

一種發光二極體封裝結構及大照明角度的發光二極體燈具。發光二極體封裝結構包括一基板、一發光二極體晶片與一封裝膠材。基板包括一第一導電部分、一第二導電部分與一透明絕緣部分。第一導電部分與第二導電部分係藉由透明絕緣部分互相分開並受其圍繞。第一導電部分與第二導電部分之表面具一粗糙結構與透明絕緣部分接合。發光二極體晶片設置在基板上並電性連接於第一導電部分與第二導電部分。封裝膠材位於基板上覆蓋在發光二極體晶片。發光二極體晶片發出的光線可經由封裝膠材與基板之透明絕緣部分出光。

Description

發光二極體封裝結構及大照明角度的發光二極體燈具
本發明係有關於一種發光二極體封裝結構，特別係有關於使用發光二極體封裝結構的發光二極體燈。
發光二極體具有體積小、環保、發光效率高、省電等諸多特點已經被廣泛運用於各種領域，例如照明領域上。
然而，發光二極體工作時會產生大量熱能。倘若用於承載發光二極體的基板是由熱膨脹係數差異甚大的材料所構成，則傳送到基板的熱能容易使基板的材料發生嚴重不等量的變形，使得材料之間產生大的拉扯應力，造成材料之間容易產生裂縫。所以，外界的水氣/硫氣會從裂縫滲入。因此，提高產品的損壞率、降低使用壽命與可靠度。
再者，傳統發光二極體封裝結構所採用之基板，為不透光之金屬與工程塑膠所構成，光線無法穿透，致使所照射範圍僅侷限於基板上方。
本發明係有關於一種發光二極體封裝結構與發光二極體燈具，具有高可靠性與大角度照射範圍之優點。。
提供一種發光二極體封裝結構。發光二極體封裝結構包括一基板、一發光二極體晶片與一封裝膠材。基板包括一第一導電部分、一第二導電部分與一透明絕緣部分。第一導電部分與第二導電部分係藉由透明絕緣部分互相分 開並受其圍繞。第一導電部分與第二導電部分之表面具一粗糙結構與透明絕緣部分接合。發光二極體晶片設置在基板上並電性連接於第一導電部分與第二導電部分。封裝膠材位於基板上覆蓋在發光二極體晶片。發光二極體晶片發出的光線可經由封裝膠材與基板之透明絕緣部分出光。
提供一種具有大照明角度的發光二極體燈具。發光二極體燈具包括一燈座、一燈罩與如上所述的發光二極體封裝結構。燈座具有一支撐結構。燈罩與燈座相互接合而形成一光源容置空間。發光二極體封裝結構位在與光源容置空間中的支撐結構上。
下文特舉一些實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
第1圖繪示根據一實施例之發光二極體封裝結構102的剖面圖。發光二極體封裝結構102包括基板104。基板104包括第一導電部分106、第二導電部分108與透明絕緣部分110。於實施例中，第一導電部分106、第二導電部分108與透明絕緣部分110係具有上共平面112與下共平面114。第一導電部分106與第二導電部分108可分別包括金屬，例如銅、鋁、或其他合適的材料。透明絕緣部分110可由熱固性樹脂所構成。熱固性樹脂包括環氧化物(epoxy)、矽化物(silicone)或上述之組合，或其他合適的材料。
請參照第1圖，發光二極體晶片116設置在基板104的第一導電部分106上。第一導電部分106可包括低熱阻 的金屬，以幫助發光二極體晶片116散熱，藉此提高產品的可靠度。
請參照第1圖，波長轉換層118覆蓋發光二極體晶片116，其中波長轉換層118可包括螢光材質、磷光材質、或其他合適的材料。發光二極體晶片116可利用導線120電性連接於第一導電部分106與第二導電部分108。封裝膠材122位於基板104上並覆蓋在發光二極體晶片116、波長轉換層118、導線120。發光二極體晶片116發出的光線可經由封裝膠材122與基板104之透明絕緣部分110出光，因此發光二極體封裝結構102可具有大的發光角度，達到大範圍照射之效果。
舉例來說，第1圖之基板104可利用第2圖至第5圖所示之基板。
請參照第2圖，基板204的第一導電部分206與第二導電部分208係藉由透明絕緣部分210互相分開並受其圍繞。第一導電部分206具有兩相對第一側邊224與兩相對第二側邊226。第一側邊224與第二側邊226係彼此鄰接。在一實施例中，第一側邊224的長度係大於第二側邊226的長度。第二導電部分208具有兩相對第三側邊228與兩相對第四側邊230。第三側邊228與第四側邊230係彼此鄰接。
請參照第2圖，於此實施例中，第一導電部分206比第二側邊226長的第一側邊224上係具有與透明絕緣部分210接合的粗糙結構232，其中粗糙結構232包括凹部。此外，第二導電部分208的第三側邊228上係具有與透明 絕緣部分210接合的粗糙結構234，其中粗糙結構234包括凹部。藉由這樣的設計，可避免基板204之第一導電部分206、第二導電部分208與透明絕緣部分210由於熱膨脹係數明顯的不同而造成的損壞問題，以提高產品的可靠度。
第一導電部分206具有與透明絕緣部分210接合的導電連結部256、258。導電連結部256係從第一導電部分206的第一側邊224延伸至基板204的外邊緣260(於此實施例中即為透明絕緣部分210的外邊緣)。導電連結部258係從第一導電部分206的第二側邊226延伸至基板204的外邊緣262(於此實施例中即為透明絕緣部分210的外邊緣)。第二導電部分208具有與透明絕緣部分210接合的導電連結部264、266。導電連結部264係從第二導電部分208的第三側邊228延伸至基板204的外邊緣260。導電連結部266係從第二導電部分208的第四側邊230延伸至基板204的外邊緣262。於實施例中，第一導電部分206的導電連結部256、258與第二導電部分208的導電連結部264、266非常的窄細，因此能提高光線從透明絕緣部分210的比例而提高出光率。
於實施例中，舉例來說，基板204可利用沖子在金屬板(未顯示)中沖壓出具有第一導電部分206與第二導電部分208的金屬圖案(未顯示)，然後在金屬圖案之間的空隙中模製(rnolding)透明絕緣部分210，然後進行切割步驟而製成。實施例之基板204的製作方法簡單、成本低、並可大面積製作。再者，基板204的良率高，因此能提高產品 的可靠度。
第3圖繪示之基板304與第2圖繪示之基板204之間的差異在於，第一導電部分306的第一側邊324與第二側邊326上係具有與透明絕緣部分310接合的粗糙結構332、336，其中粗糙結構332、336包括凹部。此外，第二導電部分308的第三側邊328與第四側邊330上係具有與透明絕緣部分310接合的粗糙結構334、338，其中粗糙結構334、338包括凹部。藉由這樣的設計，可避免基板304之第一導電部分306、第二導電部分308與透明絕緣部分310由於熱膨脹係數明顯的不同而造成的損壞問題，以提高產品的可靠度。
第4圖繪示之基板404與第2圖繪示之基板204之間的差異在於，第一導電部分406之第一側邊424上的粗糙結構432係包括凸部。此外，第二導電部分408的第三側邊428上的粗糙結構434係包括凸部。藉由這樣的設計，可避免基板404之第一導電部分406、第二導電部分408與透明絕緣部分410由於熱膨脹係數明顯的不同而造成的損壞問題，以提高產品的可靠度。
第5圖繪示之基板504與第3圖繪示之基板304之間的差異在於，第一導電部分506之第一側邊524上的粗糙結構532與第二側邊526上的粗糙結構536係包括凸部。此外，第二導電部分508的第三側邊528上的粗糙結構534與第四側邊530上的粗糙結構538係包括凸部。藉由這樣的設計，可避免基板504之第一導電部分506、第二導電部分508與透明絕緣部分510由於熱膨脹係數明顯的不同 而造成的損壞問題，以提高產品的可靠度。
第6圖繪示之基板804與第5圖繪示之基板504之間的差異在於，第一導電部分806之第一側邊824上的粗糙結構832係包括凸部，第二側邊826上的粗糙結構836係包括凹部。此外，第二導電部分808的第三側邊828上的粗糙結構834係包括凸部，第四側邊830上的粗糙結構838係包括凹部。藉由這樣的設計，可避免基板804之第一導電部分806、第二導電部分808與透明絕緣部分810由於熱膨脹係數明顯的不同而造成的損壞問題，以提高產品的可靠度。
實施例之基板並不限於第2圖至第6圖所示的結構。於其他實施例中，第一、第二導電部分(未顯示)之第一、第二、第三、第四側邊上各可具有其他數目的粗糙結構。再者，粗糙結構可混搭凹部與凸部。粗糙結構可具有不對稱的設計。設計可視實際需要而定。
第7圖繪示根據一實施例之發光二極體燈具640的示意圖。發光二極體燈具640包括燈座642，其具有支撐結構644。燈罩646與燈座642相互接合而形成一光源容置空間648。發光二極體封裝結構602係配置在光源容置空間648中的支撐結構644上。由於實施例之發光二極體晶片616發出的光線可經由封裝膠材622與基板604之透明絕緣部分610，並穿過燈罩646出光，因此發光二極體燈具640可具有大的發光角度。
第8圖繪示發光二極體封裝結構製造過程使用的陣列排列式導線架連板料片750。陣列排列式導線架連板料片 750包括數個由第一導電部分706、第二導電部分708構成的陣列單位751，其中數個第一導電部分706之間、數個第二導電部分708之間係藉由導電連結部752互相連結。第一導電部分706、第二導電部分708與導電連結部752係包覆在透明絕緣部分754中。透明絕緣部分754為透明熱固性塑料基材。在實施例中，係在陣列排列式導線架連板料片750中由第一導電部分706、第二導電部分708構成的各個陣列單位751上形成，例如第1圖所示的發光二極體晶片116、波長轉換層118、導線120、封裝膠材122，在封裝完後需進行切割步驟，以完成例如第1圖所示的發光二極體封裝結構。其中，切割步驟致使在最終產品中在橫軸方向與縱軸方向的導電連結部752係為窄的，此特徵所帶來的好處是使得光線可自透明絕緣部分754透出之機會增加，因此可具有大的發光角度，達到大範圍照射之效果。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
102、602‧‧‧發光二極體封裝結構
104、204、304、404、504、604、804‧‧‧基板
106、206、306、406、506、706、806‧‧‧第一導電部分
108、208、308、408、508、708、808‧‧‧第二導電部分
110、210、310、410、510、610、810‧‧‧透明絕緣部分
112‧‧‧上共平面114‧‧‧下共平面
116、616‧‧‧發光二極體晶片
118‧‧‧波長轉換層120‧‧‧導線
122、622‧‧‧封裝膠材
224、324、424、524、824‧‧‧第一側邊
226、326、526、826‧‧‧第二側邊
228、328、428、528、828‧‧‧第三側邊
230、330、530、830‧‧‧第四側邊
232、234、332、334、432、434、336、338、532、534、536、538、832、834、836、838‧‧‧粗糙結構
640‧‧‧發光二極體燈具642‧‧‧燈座
644‧‧‧支撐結構646‧‧‧燈罩648‧‧‧光源容置空間
750‧‧‧陣列排列式導線架連板料片
751‧‧‧陣列單位752‧‧‧導電連結部
754‧‧‧透明絕緣部分
256、258、264、266‧‧‧導電連結部
260、262‧‧‧外邊緣
第1圖繪示根據一實施例之發光二極體封裝結構的示意圖。
第2圖繪示根據一實施例之基板的上視圖。
第3圖繪示根據一實施例之基板的上視圖。
第4圖繪示根據一實施例之基板的上視圖。
第5圖繪示根據一實施例之基板的上視圖。
第6圖繪示根據一實施例之基板的上視圖。
第7圖繪示根據一實施例之發光二極體燈具的示意圖。
第8圖繪示發光二極體封裝結構製造過程使用的陣列排列式導線架連板料片。
204‧‧‧基板
206‧‧‧第一導電部分
208‧‧‧第二導電部分
210‧‧‧透明絕緣部分
224‧‧‧第一側邊
226‧‧‧第二側邊
228‧‧‧第三側邊
230‧‧‧第四側邊
232、234‧‧‧粗糙結構
256、258、264、266‧‧‧導電連結部
260、262‧‧‧外邊緣

Claims (11)

  1. 一種發光二極體封裝結構，包括：一基板，包括：一第一導電部分；一第二導電部分；以及一透明絕緣部分，該第一導電部分與該第二導電部分係藉由該透明絕緣部分互相分開並受其圍繞，且該第一導電部分與該第二導電部分之表面具一粗糙結構與該透明絕緣部分接合；一發光二極體晶片，設置在該基板上並電性連接於該第一導電部分與該第二導電部分；以及一封裝膠材，位於該基板上覆蓋在該發光二極體晶片，其中發光二極體晶片發出的光線可經由該封裝膠材與該基板之透明絕緣部分出光。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該第一導電部分具有兩相對第一側邊與兩相對第二側邊，其中該等第一側邊的長度大於該等第二側邊的長度，且各該第一、第二側邊彼此鄰接。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體封裝結構，其中至少一該些第一側邊及/或至少一該些第二側邊上具有粗糙結構。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該第二導電部分具有兩相對第三側邊與兩相對第四側邊，至少一該些第三側邊及/或至少一該些第四側邊上具有粗糙結構。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體封裝結構，其中該粗糙結構包括凹部及/或凸部。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之發光二極體封裝結構，其中該粗糙結構包括凹部及/或凸部。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該透明絕緣部分係由熱固性樹脂所構成。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之發光二極體封裝結構，其中該熱固性樹脂包括環氧化物(epoxy)、矽化物(silicone)或上述之組合。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，更包括一波長轉換層位在該發光二極體晶片上。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該第一導電部分與該第二導電部分具有一導電連結部從一側邊延伸至該基板的一外邊緣並與該透明絕緣部分接合。
  11. 一種具有大照明角度的發光二極體燈具，包括：一燈座，其具有一支撐結構；一燈罩，其與該燈座相互接合而形成一光源容置空間；以及一如申請專利範圍第1~10項任一項所述之發光二極體封裝結構，位在與光源容置空間中的該支撐結構上。
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