TWI607585B - 基於副載具的光發射器元件和方法 - Google Patents

基於副載具的光發射器元件和方法 Download PDF

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Description

基於副載具的光發射器元件和方法 【相關申請交叉參考】
本發明主張於2014年5月30日申請的美國專利申請案序號第14/292,331號的優先權，其完整揭示內容係於此以參考方式整合。
在此揭示之發明標的概與光發射器元件和方法有關。更特別的，在此揭示之發明標的與基於副載具的光發射器元件和相關方法有關。
發光二極體(LEDs)或LED晶片係為固態裝置，其將電能轉換成為光。LED晶片可以用於光發射器元件或封裝，以提供在各種照明與光電子應用中有用的不同光顏色與光圖案。光發射器元件可以包含表面貼焊裝置(SMD)，其直接被安裝在一下方電路元件或熱汲的表面上，像是安裝在一印刷電路板(PCB)或一金屬核心印刷電路板(MCPCB)上。傳統的SMD包含以塑膠模壓成型的導線架，其具有自該塑膠主體延伸的多數導線，且該等導線係經配置以直接安裝至該下方電路元件上。SMD可以用於各種LED燈泡與燈具應用中，並被發展為做為白熾燈、螢 光燈和金屬鹵化物高強度放電(HID)照明應用的取代。
LED照明產品的製造商係固定尋找降低成本的方式，以提供客戶更低的初始成本並鼓勵採用LED產品。使用相同或較少電力而能在持久或提高的亮度下整合較少原始材料的元件係變得更令人滿意的。
傳統的SMD光發射器元件利用安裝於一元件主體之中的一或多個LED晶片。一反射腔係與該元件主體整合形成，並環繞該等LED晶片。典型上，該元件主體與該反射腔係對於多數電氣接點或導線模壓成型。對於多數導線架與形成之反射腔進行各自模壓成型的元件主體可能是既昂貴且費時的。
因此，儘管在市場中可以獲得各種SMD光發射器元件，但仍需要改良的SMD元件與方法，其能夠更快、更有效率以及以較低成本製造。在某些態樣中，改良式基於副載具的SMD元件可以允許客製化的元件具有客製化的導線配置、客製化的反射體壁部形式及/或尺寸、客製化的LED晶片連接，及/或客製化的光學元件。所述元件可為單或多晶片元件，並從投資回報或回收的觀點，更容易地讓終端使用者調整使用LED產品。
根據此揭示發明，在此提供並敘述具有改良製造能力與客製化之基於副載具的光發射器元件及方法。在此敘述的元件與方法可以有利的表現出改進的處理時間、製造的容易性及/或較低的處理成本。在此敘述的元件可以在一平板上進行批次處理，並良好適合於各種應用，像是個人、產業與商業照明應用，例如包含燈泡及燈具產品及/或應用。
在某些態樣中，在此敘述的元件可以包括一種高度反射性副載具與至少一額外的反射體。該額外的反射體可以包括一反射壁部與圓頂，可以為了改良的亮度隱藏打線連接器、靜電保護裝置及/或電氣傳導走線。因此，本揭示發明的一項目為在某些態樣中，透過允許在一平板上建立許多不同組件，而不會產生客製製造產品的費用方式，提供基於副載具的光發射器元件與方法。
本揭示發明的這些與其他目標可至少全部或部分藉由在此揭示的主題內容，以達成在此揭示之內容的方式而變得明確。
10‧‧‧走線
12‧‧‧貫孔
14‧‧‧LED晶片
16‧‧‧打線
18‧‧‧反射壁部
18A‧‧‧反射壁部
18B‧‧‧反射壁部
18C‧‧‧反射壁部
18D‧‧‧反射壁部
20‧‧‧交叉點
22‧‧‧填充材料
30‧‧‧光發射器元件
32‧‧‧副載具
34‧‧‧靜電保護裝置
36‧‧‧接點
38‧‧‧接點
40‧‧‧絕緣元件
42‧‧‧傾斜下方表面
44‧‧‧反射體
50‧‧‧光發射器元件
52‧‧‧走線
54‧‧‧貫孔
56‧‧‧LED晶片
58‧‧‧接線連接器
60‧‧‧副載具
62‧‧‧接點對
62A‧‧‧第一接點
62B‧‧‧第二接點
64‧‧‧熱襯墊
70‧‧‧燈具
BP
D1‧‧‧分配器
D2‧‧‧分配器
H1‧‧‧第一高度
H2‧‧‧第二高度
I‧‧‧第一高度
II‧‧‧第二高度
III‧‧‧第三高度
L1‧‧‧長度
L2‧‧‧長度
P‧‧‧平板
S‧‧‧單一化線段
T‧‧‧厚度
T1‧‧‧厚度
T2‧‧‧厚度
W1‧‧‧寬度
W2‧‧‧寬度
對於該領域一般技術人員而言，本發明標的之完整及有利揭示，及包含其最佳模式，係更具體設定於本申請書其餘部分中，其包含參照該等伴隨圖式，其中： 第1A圖至第1C圖為根據在此之本揭示發明，在將光發射器元件單一化之前，說明光發射器元件之一平板或其部分的立體圖；第1D圖為根據在此之本揭示發明，第1C圖之一斷面圖；第1E圖為根據在此之本揭示發明，說明一光發射器元件平板的立體圖；第2A圖至第2D圖為根據在此之本揭示發明，說明經單一化基於副載具之光發射器元件的上視立體圖；第2E圖至第2H圖為根據在此之本揭示發明，說明基於副載具之光發射器元件的橫斷面圖；第3A圖及第3B圖分別為根據在此之本揭示發明，基於副載具之光發射器元件的另一具體實施例的上視圖與下視圖；第4圖為根據在此之本揭示發明，整合一基於副載具之光發射器元件的燈具；及第5圖為根據在此之本揭示發明，說明與基於副載具之光發射器元件相關之光學性質的圖形。
在此揭示之發明標的係導向基於副載具的光發射器元件與方法，像是基於副載具的發光二極體(LED)元件及方法。在某些態樣中，該光發射器元件與方法可為表面貼焊設計(SMD)，但在此之本 揭示發明並不限制於SMD。在此提供的元件與方法可以在不產生客製製造陶瓷或塑膠產品的相關費用下，表現出改良的製造能力、提高亮度，以及允許為了客製化元件進行LED晶片的支援，並允許其電氣連接性。
值得注意的是，可以從較大的材料平板進行單一化製成基於副載具之光發射器元件的個別副載具，例如從一陶瓷基材製成，並允許在該材料平板上製造複數個不同及/或客製化元件。在某些態樣中，在此敘述的光發射器元件與方法表現出改良的製造能力與改良的光反射性。該光發射器元件可在一高度反射性平板上形成，並在將該等元件從該平板單一化之前進行批次處理，藉此改良其製造能力。在某些態樣中，在此敘述之光發射器元件可以包括非金屬副載具材料，其實質上反射由一或多個LED晶片所發射的光，且實質上不吸收由一或多個LED晶片所發射的光。該等元件可以包括額外的非陶瓷反射體，像是反射壩體或壁部。
在某些態樣中，在此的元件包括電氣接點或走線，其在該副載具的部分上可以包括一最小化表面區域，以減少對光的干擾。在某些態樣中，金屬走線係與一或多個光發射器晶片(例如LED晶片)相隔，並可以設置靠近於該副載具的最外側邊緣，以減少對光的干擾、吸收及/或可能的阻礙。每一走線都 可設置於一反射體下方，像是反射壁部、「壩體」或是其他反射結構。
在某些態樣中，至少兩金屬走線或電氣接點的整合表面區域總量可以少於該副載具上方表面的總表面區域的大約80%，少於該副載具上表面區域的大約60%，少於該副載具上表面區域的大約40%，少於該副載具上表面區域的大約10%，或少於該副載具上表面區域的大約20%。在某些態樣中，走線並不暴露於副載具的上表面上，而被設置於一反射體凹穴、壁部或壩體下方。
現在參考此處發明標的之可能態樣與具體實施例的細節，其一或多個示例則繪示於該等圖式中。每一示例都為了說明該發明標的而提供，而不做為限制。實際上，說明或敘述為一具體實施例之部分的特徵也可在另一具體實施例中使用，以不斷地產出進一步的具體實施例。預期在此揭示及展望之發明標的係涵蓋所述修改與變化。
當在該等不同圖式中說明時，為了說明目的可能將某些特徵或部分的尺寸相對於其他特徵或部分誇大，而因此係提供說明本發明標的的一般性結構。此外，本發明標的的各種態樣係參考形成在其他結構、部分或兩者上的一結構或部分所敘述。如同將由該領域技術人員所理解的，對形成在另一結構或 部分「上」或「上方」之一結構的參考係考量其他可以***的結構、部分或兩者。
對於形成在另一結構或部分上之一結構或部分，而不具有***結構或部分的參考，於此係敘述為「直接」形成於該結構或部分「上」。同樣的，將可瞭解到當一元件係被參考為「連接」、「附加」或「連結」至另一元件時，其可為直接連接、附加或連結至該另一元件，或是存在於***之元件。相比之下，當一元件係被參考為「直接連接」、「直接附加」或「直接連結」至另一元件時，便不存在***元件。
此外，像是「上」、「以上」、「上方」、「頂部」、「下方」或「底部」的相對用詞係於此用於敘述在該等圖式中所說明之一結構或一部分與另一結構或另一部分的關係。將可瞭解到預期像是「上」、「以上」、「上方」、「頂部」、「下方」或「底部」的相對用詞係除了在該等圖式中所描繪的方向外，也涵蓋了該元件的不同方向。舉例而言，如果在該等圖式中的元件被翻轉，敘述為其他結構或部分「上方」的結構或部分現在的定向將成為該其他結構或部分的「下方」。同樣的，如果該等圖式中的元件係沿著一軸旋轉，敘述為其他結構或部分「上方」的結構或部分將成為「旁側於」或「左側於」該其他結構或部分。在該等圖式中，同樣的參考元件符號則意指相同的元件。
除非特別敘述一或多個元件係不存在的，在此使用的該等用詞「包括」、「包含」及「具有」應該被詮釋為一種開放性用詞，其不排除該一或多個元件的存在性。
當在此使用時，該等用詞「貫通孔」、「通孔」及/或「貫孔」係為同義且意指該副載具中的開口，其時常以一電力傳導材料填滿及/或塗佈襯層(例如，沿著一或多個側壁部)，以允許在該元件之多數不同層、表面或特徵之間的電氣傳導導路或通路。
當在此使用時，「陶瓷基礎材料」或該用詞「基於陶瓷」係包含一種主要由陶瓷材料組成的材料，像是由金屬或類金屬和非金屬的化合物製成的無機、非金屬材料(例如，氮化鋁、氧化鋁、氧化鈹、碳化矽)。「非陶瓷基處材料」主要由金屬材料組成，主要是由可經分配或模製的有機(例如，聚合物)材料及/或主要合成或半合成的有機固體(例如，塑膠)。
根據在此敘述之光發射器元件可以包括基於III-V族氮化物(例如，氮化鎵(GaN))的LED晶片或雷射。LED晶片或雷射的製造係為一般所習知並僅在此簡短敘述。LED晶片或雷射可以在生長基材上製造，舉例而言碳化矽(SiC)基材，例如由北卡羅來納州杜倫的科瑞公司所製造及販售的那 些裝置。在此也考量到其他的生長基材，例如藍寶石、矽(Si)與GaN，但不限制於此。
雖然在此揭示之LED晶片的各種具體實施例可以包括生長基材，但該領域技術人員將可瞭解到可以去除該結晶磊晶生長基材，於該結晶磊晶生長基材上的磊晶層則包括生長LED晶片，而該自存的磊晶層可被固定於替代的載體基質上或與該原始基質相比下具有不同熱、電、結構及/或光學特性的基質上。在此敘述的本發明標的並不限制為具有結晶磊晶生長基材的結構，並可以與已經從其原始生長基質去除該磊晶層並黏接至替代載體基材的結構連結使用。
舉例而言，根據本發明標的之某些具體實施例的LED晶片可以在生長基材(例如，Si、SiC或藍寶石基材)上製造，以提供水平裝置(在該LED晶片相同側上具備至少兩個電氣接點)或垂直裝置(在該LED晶片的兩相反側上具有電氣接點)。此外，該生長基材可以在製造之後保存於LED晶片上或移除(例如，利用蝕刻、研磨、拋光等等的方式)。舉例而言，該生長基材可被移除以減少形成之LED晶片的厚度及/或減少通過垂直LED晶片的正向電壓。舉例而言，水平裝置(其具備或不具備生長基材)可以覆晶黏接(例如，使用焊料)至載體基材或印刷電路板(PCB)或進行打線連接。垂直裝置(其具備或 不具備生長基材)可以具有焊接至載體基材、固定板或PCB的第一終端(例如，陽極或陰極)與打線連接至載體基材、電氣元件或PCB的第二終端(例如，相對於陽極或陰極)。
垂直與水平LED晶片結構的示例則以舉例方式，於2010年9月7日所發表之Bergmann等人的美國公開號2008/0258130以及Edmond的美國專利號7,791,061中討論，其完整揭示內容係於此以參考方式整合。
一或多個LED晶片可以至少部分以一或多種螢光體塗敷。螢光體可以吸收來自LED晶片的一部分光，並發射不同波長的光，因此光發射器元件便發射來自LED晶片與螢光體之每一項的光的組合。在一具體實施例中，光發射器元件放射來自LED晶片與螢光體之光發射器的組合所形成被感知的白光。在根據本發明標的的具體實施例中，白光發射元件可以由發射藍色波長頻譜的LED晶片以及吸收某些藍色光並重新發射綠、黃及/或紅光波長頻譜的螢光體所構成。因此該等元件可以在可見光的頻譜範圍發射白光組合。在其他具體實施例中，LED晶片可以發射由藍光與黃光組合的非白光，像是在美國專利號7,213,940中敘述。在此也同樣考量到發射紅光的LED晶片或以吸收LED光並發射紅光的螢光體覆蓋的LED晶片。
LED晶片可以使用許多不同方法塗敷螢光體，一種適當的方法已在美國專利申請序列號11/656,759與11/899,790中敘述，兩者標題皆為「Wafer Level Phosphor Coating Method and Devices Fabricated Utilizing Method」，其完整揭示內容係於此以參考方式整合。其他適宜塗敷一或多個LED晶片的方法則敘述於2011年11月15日發表之美國專利號8,058,088，其標題為「Phosphor Coating Systems and Methods for Light Emitting Structures and Packaged Light Emitting Diodes Including Phosphor Coating」，以及其部分連續案美國專利申請序列號12/717,048，其標題為「Systems and Methods for Application of Optical Materials to Optical Elements」，其完整揭示內容係於此以參考方式整合。LED晶片也可以利用其他像是電泳沈積(EPD)的方法塗敷，適宜的EPD方法則於美國專利申請序列號11/473,089中敘述，其標題為「Close Loop Electrophoretic Deposition of Semiconductor Devices」，其完整揭示內容係於此以參考方式整合。
要瞭解到根據本發明標的的光發射器元件與方法也可以具有多數不同顏色的LED晶片，其一或多個可發射白光。
第1A圖至第5圖說明根據在此揭示及敘述之本發明標的的基於副載具之光發射器元件與相關方法的具體實施例。在某些態樣中，該基於副載具的光發射器元件包括SMD元件，適合連接至電路、電路系統、熱汲及/或其他電氣或熱傳導表面的部分。第1A圖至第1E圖說明一基材或平板的部分，其一般標示為P，從P可以將一或多個個別基於副載具之光發射器元件(例如，第2A圖至第2H圖的30)進行單一化、分離及/或是實體隔離。複數個基於副載具之SMD光發射器元件(例如，第2A圖至第2H圖的30)可在平板P上形成。在某些態樣中，平板P與其副載具部分形成用於在此的新穎SMD光發射器元件的建立區塊，因此可以在平板P上容易提供客製化元件。值得說明的是，在平板P上可以形成多數光發射器元件及/或進行批次處理，並在稍後從該平板P分離。接著可根據基於電氣及/或光學性質將該等該等元件排序及運送至顧客或消費者端。
在某些態樣中，平板P包括一基材，其包括任何適當的長度與任何適當的寬度，例如像是大約4英吋(”)的長度L1與2”的寬度W1，但不限制於此(例如，4”x 2”)，因此該基材上方可以形成大約 120個發射元件，其具有大約5mm x 5mm的個別副載具(例如，第2A圖的32)，及/或可從該基材單一化大約120個發射元件。在其他態樣中，平板P的長度L1及/或寬度W1大約5”、長度L1及/或寬度W1大約4”、長度L1及/或寬度W1大約3”，或長度L1及/或寬度W1大約2”。然而，可以提供任何尺寸及/或形狀的平板P。可以在平板P上形成任何尺寸及/或數量的光發射器元件，並從平板P進行單一化。每一光發射器元件(例如，第2A圖至第2H圖的30)都可以包括每側大於或小於5mm的個別副載具(例如，第2A圖的32)(亦即每側10mm、每側8mm、每側7mm、每側4mm、每側3mm或每側小於3mm)。也可以分別提供非矩形及非方形的平板及元件。
在某些態樣中，平板P可以進一步包括任何適當的高度或厚度，例如像是介於大約0.3mm及2.0mm之間的厚度T1。舉例而言，在某些態樣中，平板P包括大約1mm或更小的厚度、大約0.8mm或更小的厚度，或大約0.5mm或更小的厚度。在某些態樣中，平板P大約0.635mm厚。在其他態樣中，平板P大約0.35mm厚或更厚。如以上所說明，可以提供任何尺寸及/或形狀的平板P。
在某些態樣中，平板P包括非金屬材料，像是一種白色、銀色或透明的基於陶瓷的材料，經配置以改良光的擷取及反射。平板P可以包括一種高度 反射的氧化鋁(例如，氧化鋁或Al2O3)或氮化鋁(AlN)平板，其具有分散於其中的多數反射顆粒。平板P也可以包括任何適當的氧化陶瓷材料，像是氧化鋯或氧化鋯(Zr2O3)或由氧化鋯及/或氧化鋁的混合物、複合材料或是合金。平板P可以包括一種基於粉末(例如「綠色」)的陶瓷材料，其在附加一或多個LED晶片(第1B圖的14)之前被加壓及進行火燒。平板P可以包括至少一實質平坦或平面的表面，可將一或多個LED晶片(第1B圖的14)支撐、固定及/或附加至其上方。
值得說明的是，在此揭示的光發射器元件可以被批次形成及/或批次處理，以藉此同時形成複數個客製化封裝，其為基於副載具並可以降低的成本提供及/或具有改良的製造能力。舉例而言，在進行單一化成為多數個別光發射器元件之前，平板P可以具備有客製化的光發射器(例如，客製化的尺寸、形狀、顏色、數量及/或LED晶片的連接性)、走線(例如，客製化的尺寸、形狀及/或其布局)、反射體(例如，客製化的尺寸、形狀、材料、顏色及/或其布局)及/或光學元件(例如，客製化的形狀、尺寸、佈局、圓頂高度等等)。LED晶片、走線、反射體及/或光學元件的態樣係可經客製化，以為每一個顧客及/或消費者的請求提供各種電力及/或光學規格下的光發射器元件。
在某些態樣中，平板P係為對可見光具有高度反射性(例如，大於大約90%)，並提供熱傳導及力學支撐。在某些態樣中，含有Al2O3的非金屬及/或陶瓷材料展現出所述理想的性質。據此，平板P(以及第2A圖中從該平板單一化的副載具32)可以包括一種基於陶瓷的主體，其主體材料包括Al2O3。
在某些態樣中，平板P可以包括能由低溫共燒陶瓷(LTCC)材料或高溫共燒陶瓷(HTCC)材料及相關處理所澆鑄的陶瓷主體。在一具體實施例中，平板P可從一薄的綠色陶瓷帶澆鑄，並進行後續火燒。在使用時，陶瓷帶可以包括該領域中習知的任何陶瓷填充材料，舉例而言，平板P可以包括像是具有玻璃料之重量百分比為0.3至0.5的Al2O3或氮化鋁(AlN)的玻璃陶瓷。當該陶瓷帶被火燒時，該玻璃料可做為該陶瓷帶內的一種黏合劑和/或燒結抑制物。
在某些態樣中，綠色陶瓷帶可利用將由玻璃料、陶瓷填充物、一或多個其他黏合劑及可揮發溶劑所組成的散佈漿料進行厚層澆鑄的方式形成。該澆鑄層可在低溫下加熱以去除可揮發溶劑。綠色陶瓷帶平板P可以有利地包括任何所需要的厚度，因此在需要時提供較薄的尺寸。
平板P可進一步包括任何各種含於其中的光散射顆粒。可適用的散射顆粒示例例如可以包括 Al2O3、TiO2、BaSO4、ZrO2及/或AlN的顆粒。平板P可以藉由薄層膜或厚層膜處理技術製造，這些技術至少可得於總部位於科羅拉多州戈爾登的CoorsTek公司，或包含從該公司可得的產品。所述平板P可以選擇性的與其他材料(例如，氧化鋯，ZrO2)進行火燒，以進一步改良光學與力學性質。在其進行火燒及/或燒結之後，LED晶片14可被固定至該平板P。
在某些態樣中，平板P與2007年10月31日所申請之美國實用專利申請序列號11/982,275以及2010年4月9日所申請之美國實用專利申請序列號12/757,891中敘述的相同，及/或以其敘述方法提供。其完整揭示內容係於此以參考方式整合。
參考第1A圖，在平板P上可以提供複數個電氣接點，像是電氣傳導走線10。在某些態樣中，該複數個走線10包括複數個電氣接點成對(例如，陽極/陰極對)，以供應電流至LED晶片(第1B圖的14)。走線10包括像是金屬或金屬合金之電氣傳導材料設置於平板P上的區域。走線10可以沿著平板P的上方側透過噴鍍、電鍍、化學鍍、沈積(例如，化學、電漿、氣相及/或物理沈積)、微影處理、光阻劑處理、模版及/或任何其他適合的處理或技術提供。走線10可為薄，並可以選擇性包含一或多個材料 層。走線10可以設置鄰近於從平板P所形成之副載具的最外側區域，但不一定需要如此，並可選擇係以反射體或反射性材料(例如，第1C圖的反射壁部18)覆蓋。走線10的尺寸、形狀、數量、位置、厚度及/或材料可經客製化以在各種照明應用中使用。反射性材料或反射體可以設置鄰近於一副載具之該邊緣或多數邊緣。
可以在平板P的部分內提供電氣傳導貫孔其一般標示為12。在第1A圖與第1B圖中，貫孔12相比於平板P為相對小，且為了說明目的繪示為黑色。貫孔12在第2A圖至第2D圖中為更容易可見。貫孔12可以包括複數個開口、孔徑及/或孔洞，其在平板P內延伸貫穿及/或於平板P內中間延伸。貫孔12可以垂直對齊於平板厚度T1的垂直軸或與其平行。貫孔12可以利用電氣傳導材料填滿及/或鍍以電氣傳導材料，因此上方接點或走線10可以與底部接點或走線(例如，第2C圖的36或38)電通信。底部走線(例如36及38)可被附加至平板P的背側，其係相對於上方具備LED晶片14的表面。在進行個別裝置30的單一化之前，可以在平板P上提供複數個底部走線(例如36及38)。
貫孔12可以透過蝕刻、鑽孔、劃線、打孔的方式形成於平板P中、形成於綠色陶瓷帶中，或是形成為貫孔在平板P的一部分內內部貫穿及延伸。 在某些態樣中，貫孔12可以利用雷射鑽孔已過火的HTCC平板P的方式形成。
現在參考第1B圖，可以在平板P上提供一或多個LED晶片14並由平板P進行支撐。LED晶片14可以與一或多個走線10相間隔。在某些態樣中，每一個LED晶片14都可以具有從其本身及/或繞著其本身的間隙，因此緊鄰在其附近並不存在金屬走線。這可以改善從此處形成之光發射器元件的反射性及亮度。在一實例中，走線10可以定位在相離該最接近LED晶片14一距離處，因此在LED晶片14至少100μm以上的距離內沒有金屬走線。
在某些態樣中，在每一對走線10之間提供至少一LED晶片14。在某些態樣中，在每一對走線10之間提供多數個LED晶片14。LED晶片14可以彼此電氣連接，並透過打線16於走線10之間串聯。在其他態樣中，LED晶片14可以透過打線16直接打線連接至走線10，並在其之間以並聯方式電氣連接。任何需要的LED晶片14連接性，包含串聯與並聯連接晶片的組合都可以在平板P上提供。於走線10之間所提供之LED晶片14的尺寸、形狀、結構、顏色、數量及/或連接性都可經客製化以在各種照明應用中使用。也可以提供各種LED晶片14與螢光體/發光螢光體的組合，以從在平板P上形成的發射元件提供所需要的顏色及光輸出。
在某些態樣中，每一對走線10都可以包括第一與第二電氣接點，其具有相反的電極性，以在一或多個LED晶片14使電流進入及流出，而造成LED晶片14照明。在某些態樣中，走線10可以完整設置在平板P的上側或上表面上，並與LED晶片14及彼此相間隔。在某些態樣中，LED晶片14可以透過打線16與走線10電通信。第1A圖至第1B圖說明提供平板P、在平板P上提供走線10、將LED晶片14附加至平板P，以及將LED晶片14彼此打線連接及/或與打線連接至走線10。LED晶片14可以透過黏合劑、焊料、焊劑、金屬、環氧樹脂、矽樹脂或任何其它連接方法及/或材料，附加至平板P，或部分附加至平板P。
在某些態樣中，平板P具有反射性，並包括一個從LED晶片14放射光的基本反射體。如第1C圖所說明，在平板P上可以提供、設置及/或形成一額外的反射體或反射結構。可以關於一或多個LED晶片14提供額外的反射體及/或反射結構。值得說明的是，可以選擇性的在每一走線10的部分上提供反射體或反射結構，以改良自平板P進行單一化後之元件(例如，第2A圖的30)的光反射性，及/或避免光被走線10吸收或阻擋。
在某些態樣中，反射體包括一反射壩體、結構或壁部18，其包括以工具或分配器D1所分 配的反射材料。在某些態樣中，可以在平板P上及打線16的一部分上分配複數個反射壁部18。反射壁部18也可分配於走線10上並覆蓋走線10。複數個壁部18可以交叉並在平板P上形成壁部網路，於其之間可以提供光學填充或填充物材料(例如，第1E圖的22)。也可以在一或多個靜電保護裝置(也就是第2A圖的ESD裝置34)上分配多數反射壁部18。反射壁部18可以交叉以在欲被從平板P單一化的相鄰裝置或元件之間形成壁部或壩體。在某些態樣及一旦進行單一化之後，可以切除、鋸除反射壁部18，或使反射壁部18暴露以形成個別光發射器元件的外部表面或壁部。
在某些態樣中，反射壁部18可以包括一反射性材料，其實質上顏色為白色或銀色。反射壁部18可以包括一非陶瓷及非金屬材料，其為可分散或可擠壓。在某些態樣中，反射壁部18為聚合物及/或塑膠。在某些態樣中，反射壁部18可以包括矽膠或環氧樹脂的基質，其具有煅製的二氧化矽，反射壁部18也可以一或多種黏合劑、填充劑，及/或分散於其中的反射顆粒。反射顆粒可以包括二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO2)、二氧化矽(SiO2)或氧化鋯(ZrO2)顆粒。在其他態樣中，反射壁部18可以至少部分透明，以從其發射光。反射壁部18可以選擇性以一光轉 換物質塗佈及/或包含分散於其中的光轉換物質，像是發光螢光體或螢光體。
第1D圖為第1C圖中平板P與反射壁部18之一部分的橫斷面。如第1D圖所說明，反射壁部18可以各種厚度或高度提供，其對於平板P為垂直設置。舉例而言，壁部可以沿著其縱方向分配為至少第一高度H1與第二高度H2。在某些態樣中，第一高度H1為總高度(例如，非重疊)，而第二高度H2為每一壁部18接近交叉處或交叉點20的高度。在某些態樣中，第二高度H2大約等於第一高度H1的一半，因此壁部18(例如，即使在重疊部分處)在跨及平板P時仍保持實質均一的高度。
在交叉點20處，至少兩壁部的部分重疊或交叉。第一高度H1可為任何適宜高度，例如像是介於大約0.2及1.2mm之間的高度。第二高度可包括大約第一寬度的一半，或是介於大約0.1及0.6mm之間的高度。在某些態樣中，第一高度H1大約為0.7mm，而第二高度H2大約為0.35mm。反射壁部18在實質正交壁部18之間的交叉點20處可分配為第二高度H2，因此在交叉點20處至少兩交叉壁部(例如2 x H2)的總高度並不超過或明顯超過H1。也就是說，在至少兩壁部18交叉的交叉點20處，每一壁部18都被分配為第二高度H2，因此達成跨及反射壁部交叉及非交叉部分的實質均一高度。在某些態樣中， 第一高度H1的非重疊壁部與由重疊壁部所構成的交叉點20，其每一個第二高度H2(例如，2個壁部x H2)實質上都為均一，且可以變化少於大約0.1mm、少於大約0.05mm、或少於大約0.01mm。
仍然參考第1D圖，反射壁部18也可以包括任何適宜厚度T2。在某些態樣中，每一壁部的厚度T2可以包括介於大約0.2及2.0mm之間的任意數值，然而，可以提供任何厚度T2。舉例而言，壁部厚度T2可以大約為2.0mm或更少、大約為1.0mm或更少，或大約為0.5mm或更少。
現在參考第1E圖，可以在平板P及保留的貫孔壁部18上提供填充材料，其一般標示為22。在某些態樣中，填充材料22係透過一分配工具或分配器D2分配於至少兩相對壁部18的部分之間。在其他態樣中，填充材料22可經模製並固化。填充材料22可以包括一種光學元件，以製造特定形狀、顏色及/或光束圖案的光。填充材料22可以包括平面表面、曲面表面、圓頂表面及/或其組合。在某些態樣中，填充材料22包括封裝物，其中該封裝物的至少一部分係設置於LED晶片14所固定至之平板P的相同側或相同表面上，及/或走線10所附著至之平板P的相同側或相同表面上。在某些態樣中，填充材料22係直接及/或間接形成於平板P的上表面上，並直接設置於至少一LED晶片14上。由填充材料22所構成的透鏡、圓 頂或光學元件陣列可以分配及/或定位於平板P及一對應LED晶片14陣列上。在某些態樣中，走線10及LED晶片14係提供於平板P的前方側上，而SMD接點(例如，第2C圖的36、38)則提供於平板P的相對背側上。
值得說明的是在某些態樣中，填充材料22包括非模製光學元件。填充材料22可以包括矽膠基質、封裝物或塑膠材料，其可以直接沈積或分配於平板P上，而不造成與包覆射出成型透鏡相關的時間與支出。填充材料22可在壁部18之間分配為任何高度，並可以包括大於或小於第一高度H1(第1D圖)的高度。填充材料22可在從平板P進行個別裝置或元件的單一化之前進行分配及選擇性固化。在某些態樣中，填充材料22可以投入並時常覆蓋壁部18的上方及/或側部。
填充材料22可對個別光發射器元件(例如，第2A圖的30)提供兩種環境及力學保護。在某些態樣中，一選擇性光轉換材料層，像是螢光體或發光螢光體可以直接塗佈於該一或多個LED晶片14及/或填充材料22的一或多個表面(例如，內部、外部、上方或下方表面)上，以製造冷白及/或暖白光輸出。在其他態樣中，光轉換材料係於填充材料22均勻或非均勻分散。光轉換材料可以包括一或多種螢光體或發光螢光體(例如，黃光、紅光及/或綠光螢光體)， 其可由來自該一或多個LED晶片14所發射的光所活化。在某些態樣中，光轉換材料係於填充材料22為液態時提供，並隨著填充材料22固化而固定於其中。
第1E圖中的破碎線說明分離或單一化線段「S」，沿著S可將個別的光發射器裝置或元件進行單一化或與彼此分離，其一般標示為30。個別的元件30可以透過鋸切、破碎、切割、剪切、劃線、機械加工、切除、研磨、雷射切割及/或其組合方式彼此分離。值得說明的是，單一化線段S延伸穿過反射壁部18的部分，因此一旦進行單一化之後，反射壁部18將被切半，而形成一或多個個別光發射器元件30的內部與外部壁部。保留的壁部18則可以分配於平板P上的任何位置、形狀及/或方向中。
可以在平板P上透過批次處理方式形成及簡單製造複數個光發射器元件30。批次處理可以包含沈積走線、晶圓附加、打線連接、分配/形成壁部18、分配/形成由填充材料22構成的光學元件、固化及/或單一化。第1A圖至第1E圖說明提供平板P、在平板P上提供走線10、將LED晶片14附加至平板P、將LED晶片14彼此打線連接及/或打線連接至走線10、在平板P上並關於一或多個LED晶片14提供反射體或反射壁部、在一或多個相對壁部18之間提供填充材料22，以及從在平板P上形成之複數個元件進行個別元件30的單一化。
第2A圖至第2H圖說明經單一化之個別光發射器元件30的多種態樣。值得說明的是，元件30並不具備封裝於模製塑膠內的昂貴導線架，而是利用薄型電氣傳導走線10，其可以對於LED晶片14與底部接點(例如，第2D圖的36及38)進行尺寸、放置、佈局及/或電氣配置的客製化。個別的光發射器元件30每一個都可以包括一個別的副載具32，於該副載具32上則具備LED晶片14，其中每一個副載具32都為平板P的一部分，其係在一單一化處理期間(例如，鋸切、切割、雷射切割、剪切、破碎等等)從平板P進行單一化所得。副載具32可以包括任何尺寸、形狀及/或橫斷面形狀。為了說明目的，係說明一種實質為方形形狀的副載具32，其具有實質為矩形的橫斷面形狀，然而，可以提供任何其他非方形及非矩形的形狀。
值得說明的是，複數個元件30係形成在個別副載具32之平板P上。平板P及個別的副載具32可以包括在此敘述之客製化SMD形式發射器元件或封裝的建立區塊。舉例而言，在某些態樣中，可以在平板P及個別的副載具32上及/或繞著其部分，提供單一或多數晶片元件、提供具有任何尺寸、形狀及/或走線圖案的元件，以及提供具有相同或不同顏色LED晶片的元件。客製化反射凹穴(例如，包括壁部18)也可以關於該LED晶片14形成，其可以有利地 增加每一個元件30的亮度與光萃取。可以提供複數個不同的客製化元件，而不需要客製化模製/壓製/過火陶瓷反射體壁部及/或客製化模製塑膠導線框元件的費用。
仍然參考第2A圖，元件30可以包括提供在高度反射副載具32上的一或多個相對反射壁部18。反射壁部18可以包括由反射矽膠或塑膠材料所構成的次要反射體，並可以在單一化期間進行鋸切。因此，反射壁部18的外部表面其也形成元件30的外部表面，實質上可為平面、垂直及/或平滑。然而，也可以提供曲面壁部18。如較早所說明的，填充材料22係保留於反射壁部18內及/或於反射壁部18旁。在第2A圖中，設置於反射壁部18及填充材料下方的特徵係以破碎線指示，因此雖然存在該等特徵但並不由元件30外側可見。舉例而言，複數個LED晶片14可以在走線10之間電氣串聯連接及/或並聯連接。每一元件30至少都具備一對走線10，其中一第一走線10為陽極而另一、第二走線為陰極。該走線10共同透過打線16供應電流至該晶片。值得說明的是，走線10及至少某些打線16係可以部分或完全地設置於反射壁部18下方、以下及/或之中。每一光發射器元件也可以具備多於一對的走線，如以下針對第3A圖及第3B圖所敘述。
副載具32包括平板P的一部分，並因此包括非金屬材料。在某些態樣中，副載具32包括基於陶瓷的材料，像是透明、半透明、不透明或是其他高度反射性陶瓷材料，以將光萃取及反射度最大化。在某些態樣中，根據在此敘述任何具體實施的副載具可以具有需要的熱傳導性。舉例而言而不做為限制，副載具32可以具有大於大約5W/mK的熱傳導性、大於大約10W/mK的熱傳導性、大於大約50W/mK的熱傳導性、大於大約100W/mK的熱傳導性、大於大約150W/mK的熱傳導性、或大於大約200W/mK的熱傳導性。在更特別的態樣中，像是在當該副載具32包括氧化鋁時，該副載具32的熱傳導性可以大約為20W/mK(或+/-5W/mK)，或像是在當該副載具32包括AlN時，該副載具32的熱傳導性可以大約為170W/mK(或+/-5W/mK)。
元件30可以進一步包括至少一ESD保護裝置34，其透過一或多個打線16與走線10電氣連接。ESD保護裝置34相對於LED晶片14係為反偏壓。ESD保護裝置34可以包括一垂直裝置，其對於LED晶片14而言係為反偏壓或以反極性電氣連接。舉例而言，ESD保護裝置34可以包括垂直矽齊納二極體、雙重背對背齊納二極體、以平行佈置並對LED晶片14而言為反偏壓的不同LED晶片、表面貼焊可變電阻器及/或側向矽二極體。
ESD保護裝置34可利用任何習知的材料及/或技術進行固定。ESD保護裝置34可以小於LED晶片14，因此並不在該副載具32的表面上覆蓋一過多的範圍，且係由反射壁部18所覆蓋，因此並不阻擋及/或吸收顯著的光量。ESD保護裝置34可以藉由在該LED晶片14旁提供替代電流流動路徑的方式，避免在一ESD事件中有過多電流通過元件30。值得說明的是，走線10與ESD保護裝置34可被受限為該副載具32的最外側邊緣，因此其每一個都終結於個別壁部18的部分以下及/或之中。打線16自該ESD保護裝置34及/或LED晶片14延伸，終結於該個別壩體或個別壁部18的部分下方、以下及/或之中。換句話說，元件30包括一SMD，其中於反射壁部旁側及/或之中隱藏電氣走線10、打線16及/或ESD保護裝置34(例如，完全或部分隱藏)。走線10係完全由反射壁部18隱藏，或由填充材料22所覆蓋。元件30因此在其頂部表面上便不具有未覆蓋的走線10。
第2B圖更詳細說明副載具32、走線10與ESD保護裝置34。貫孔12也為明顯可見，並繪示為在副載具32之中內部延伸。該貫孔12的內部部分係以破碎線繪示，因此從副載具32外側並不可見。
在某些態樣中，副載具32包括長度L2與寬度W2，其大約為5mm x 5mm，或是具有大約25mm2的表面面積。然而，如以上說明，可以提供 任何尺寸及/或形狀的副載具32(例如，L2或W2可為大約10mm或較小、L2或W2可為大約7mm或較小、L2或W2可為大約5mm或較小、或L2或W2可為大約3mm或較小等等)。副載具32可為任何厚度T，像是介於0.35及1.0mm厚度之間。在某些態樣中，T大約為0.6mm或0.635mm。副載具32在需要時也可為大於1.0mm的厚度(例如，2.0mm、3.0mm等等)。
在某些態樣中，走線10包括相對於副載具32頂部表面區域的較小表面區域。舉例而言，走線10整體一起計算時，可以包括總表面區域小於大約副載具32之表面區域的一半(50%)(例如，小於大約12.5mm2的總表面區域)、小於大約副載具32之表面區域的40%(例如，小於大約10mm2的總表面區域)、小於大約副載具32之表面區域的30%(例如，小於大約7.5mm2的總表面區域)、小於大約副載具32之表面區域的20%(例如，小於大約5mm2的總表面區域)、小於大約副載具32之表面區域的10%(例如，小於大約2.5mm2的總表面區域)，或小於大約副載具32之表面區域的5%(例如，小於大約1.25mm2的總表面區域)。
走線10可以包括一或多個銅(Cu)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、銀(Ag)、無電鍍銀、金(Au)、化學鎳浸金(ENIG)、錫(Sn)、鈀(Pd)、電 解或浸金，或是任何其他材料，其可以透過任何適宜處理所施加，例如像是物理或電漿沈積的沈積處理、噴鍍、電子束、電鍍及/或無電鍍處理。可以在彼此上方於層結構中塗佈或塗敷不同的金屬層。舉例而言，可以在副載具32上直接沈積Ti層，並以一或多層的Ag及Cu塗佈。在其他態樣中，可以在副載具32上塗敷不同及/或替換的金屬層。在某些態樣中，走線10包括至少一層的反射Ag，其與Ti、Ni、Cu及/或Au的層一起或結合。
如第2C圖說明，在某些態樣中，元件30包括設置在副載具32底部表面上的第一與第二電氣接點36及38。第一與第二電氣接點36及38彼此透過由電氣絕緣材料構成的絕緣元件40分隔。接點36及38包括SMD襯墊或接點其經配置以與一外部電路電通信，並選擇性地與一外部熱汲熱連結。在某些態樣中，該電路也為熱汲。在其他態樣中，該熱汲與電路可以包括不同的元件。
第一與第二電氣接點36及38可以利用一或多個內部設置的通孔或貫孔12電通信至走線10或與走線10電通信。根據設置於平板之中的方式(例如第1A圖)以及平板如何被切分為個別副載具的方式，貫孔12可以在副載具32的一部分之中於內部延伸。舉例而言，貫孔12可以如繪示完全內部於、完整於及/或完全包含於副載具32的部分之中，或在其他 態樣中，貫孔12可經分配及暴露，因此其沿著副載具32之一或多個外側邊設置。貫孔12可以包括用於在第一與第二上方接點36及38及個別走線10之間傳送電流的導管。因此，貫孔12可以包括用於在元件30中於LED晶片14之間往返通過電流的導管。
在某些態樣中，第一與第二上方接點36及38可以包括金屬主體或電氣傳導材料部分，其可以透過黏合劑、焊料、膠水、環氧樹脂、黏膏、矽膠或任何其他材料附加至副載具32。在其他態樣中，第一與第二上方接點36及38可以包括金屬主體或電氣傳導材料部分，其可經擠壓至綠色陶瓷帶之中，並接著與副載具共同過火。仍在其他態樣中，第一與第二上方接點36及38可以透過絲網印刷在HTCC平板P上的傳導膏應用至副載具32(例如，第1A圖至第1E圖)並進行過火。在某些態樣中，可以使用Ag傳導膏。
第2D圖說明於元件30內之LED晶片放置的具體實施例。LED晶片14系示意說明於第2D圖中，其中陽極標示為符號「+」而陰極標示為符號「-」。因此，LED晶片14包括水平晶片，具有設置在其上方表面的正接點及負接點兩者。可以提供其他的晶片結構，包含在底部上的接點或具有頂部/底部接點的垂直晶片。每一LED晶片14都可以包括實質為直線切割的側邊或斜角(例如，傾斜或斜)側邊，並可以包括任何形狀、尺寸、維度、結構、建構及/或顏色。 在某些態樣中，LED晶片14可以包括生長或載體基材，舉例而言，包括藍寶石或由含藍寶石構成的基材。如第2D圖所說明，LED晶片14可以在走線10之間串聯連接。LED晶片14也可以在走線10之間並聯連接。如第2D圖所說明，可以在走線10之間並聯連接多個串聯連接的LED晶片14串。
在某些態樣中，可以只在走線10之間提供一單一LED晶片14。然而，在其他態樣中，可以在走線10之間於副載具32上提供/由副載具32支撐多數晶片14，以達成相較於單一晶片發射而言更高的亮度。LED晶片14可以設置鄰近副載具32的中間及/或散佈跨及副載具32表面區域的至少30%、至少40%、至少50%或多於60%。LED晶片14可在彼此相等間距處提供，或隨機的相分隔。在某些態樣中，LED晶片14係彼此至少以50μm或更多的距離相隔、至少以100μm或更多的距離相隔、至少以200μm或更多的距離相隔、至少以300μm或更多的距離相隔、至少以400μm或更多的距離相隔或以多於500μm的距離相隔。在某些態樣中，LED晶片14彼此以大約190μm的距離相隔。
在如第2D圖說明的某些態樣中，LED晶片14係以至少距離D與走線10相隔。距離D可至少大約為100μm或更多、至少大約為200μm或更多、至少大約為300μm或更多或多於500μm。在某些態 樣中，距離D大約為320μm。大於100μm的距離D是有利的，因為可以增加光反射體可以利用的表面區域及/或空間，像是用於高度反射副載具32或壁部18，藉此改良每一元件30的光萃取及/或亮度。
在提供多數LED晶片14時，LED晶片14可經配置以發射相同顏色的光或不同顏色的光。LED晶片14可經配置以發射主要為藍色、黃偏藍(BSY)、青色、綠色、紅色、黃色、紅橙色、橙色、琥珀色及/或白色的光。可以提供任何顏色的LED晶片14。LED晶片14可經配置以活化直接設置在LED晶片14上及/或在壁部18/填充材料22(第2A圖)一部分上或一部分中及的黃色、紅色及/或綠色螢光體，以產生冷白及/或暖白的光輸出。
在進一步具體實施例中，在發射器元件30中可以包含一或多個基本紅光LED晶片14，並可以單獨使用或與一或多個BSY晶片14結合使用。在某些態樣中，紅光LED晶片14也可以選擇性設置於一螢光體、封裝物或填充材料22(第2A圖)下方，其具備螢光體層級/或均勻分散的螢光體，以混合或製造暖白光輸出。
LED晶片14可以包括任何尺寸及/或形狀。LED晶片實質上可為方形、矩形、規則形狀、不規則形狀或不對稱形狀。在某些態樣中，舉例而言，LED晶片14可包括底面積，其中測量至少一側(例 如，長度或寬度)大約為2000μm或更少，像是大約為1000μm或更少、大約為900μm或更少、大約為700μm或更少、大約為600μm或更少、大約為500μm或更少、大約為400μm或更少、大約為300μm或更少、大約為200μm或更少、大約為100μm或更少，及/或其組合，其中可以使用多數LED晶片14。可以提供任何維度的LED晶片14。
LED晶片14的尺寸及/或數量可以根據元件30所需的輸出或可操作能力變化。第2D圖說明18個LED晶片14，然而可以提供多於或少於18個晶片。舉例而言，可以提供50個晶片、可以提供24個晶片、可以提供16個晶片、可以提供12個晶片、可以提供8個晶片等等。元件30係經配置以在任何適宜的電壓下操作，例如像是介於大約3伏特(V)及72V之間。也就是說，元件30可經配置為具有效能特定的LED晶片14、貫孔12及/或頂部/底部接點36及38的數量、尺寸及/或佈置，以在3V、9V、12V、18V、24V、36V、48V及/或72V下具有可操作能力。
元件30可經配置以輸送至少50或更多的每瓦流明數(LPW)、至少100或更多的LPW、至少110或更多的LPW或多於160LPW。
在某些態樣中，元件30係經配置以發射白光，其在黑體曲線(例如，1931CIE色度圖)上具有的參考點為具有小於或大約等於5000K的色 溫、小於或大約等於4000K的色溫、小於或大約等於3500K的色溫、小於或大約等於3000K的色溫或小於或大約等於2700K的色溫。在某些態樣中，來自元件30的組合發射體現一種至少70、至少75、至少80(例如82或85)或至少90或更大的演色性指數(CRIRa)數值。
第2E圖至第2H圖為光發射器元件30斷面圖式。這些斷面圖式說明各種不同的客製化反射體形式、尺寸及/或形狀，像是反射壁部18。壁部18可為了效能、操作能力及/或在各種照明應用中使用而經客製化。
第2E圖說明一元件30，其具有實質上為方形橫斷面的反射壁部18A。在進行單一化之前，個別的元件30係於一陶瓷平板上(例如，第1E圖的P)建造及批次處理。在單一化期間，分配在相鄰元件30之間的反射壩體或壁部係經切半，因此一經分配的壩體或反射體便在至少兩相鄰元件之間變得***。反射壁部18A形成個別元件30的外部壁部。反射壁部18A可以包括實質上為平面的內部壁部，其保留填充材料22，例如像是用於限制設置於該副載具上的螢光體、反射壁部18A可以包括實質上為平面的外部壁部，或是反射壁部18A可以包括平面的內部與外部壁部兩者，其實質上也可以相互平行。在單一化期間，可以形成平滑的反射壁部18A。反射壁部18A的橫斷 面形狀可經客製化，以產生生成的客製化光束圖案及/或光束形狀。
選擇提供填充材料(例如22，其為了說明目的並未繪示於第2E圖中)的高度也可經客製化。舉例而言，填充材料可被填充至標示為I的第一高度、標示為II的第二高度或是標示為III的第三高度。第一高度I可設置於反射壁部18A的一最上方表面以上，並甚至可以覆蓋該反射壁部18a上方表面的一部分。第二高度II相對於該反射壁部18A的最上方表面實質上可為平面。第三高度III則低於該反射壁部18A的上方表面。填充材料可為至少部分曲面，舉例而言，至少部分的凹面或凸面。
第2F圖說明具有實質上為圓形或彎曲之橫斷面反射壁部18B的元件30。用於鋸切或分離個別壁部18B的工具可以為了改良光反射性將壁部18B的形狀客製化。圓形或彎曲的壁部18B與平面、平坦或垂直壁部(例如18A)相比下可以產生不同的光束形狀與圖案。在某些態樣中，填充材料22可以包括一或多種分散其中的光轉換材料。所述材料則由斑點表現22方式所指明，並可以包括螢光體或發光螢光體，其可為均勻或非均勻的分散及硬化於填充材料22之中。
第2G圖與第2H圖也分別說明實質為圓形或彎曲的反射壁部18C及18D。在第2G圖中，反 射壁部18C包括傾斜下方表面42或下方表面特徵，其逐漸朝向LED晶片14傾斜。反射壁部18C包括整體形成的內圓角，其也成為光的額外反射體。該傾斜下方表面42也可以避免在填充材料22中形成泡泡，並改良每一元件30的亮度與光萃取。
在第2H圖中，可以提供一額外、分離的反射體44，並保留於反射壁部18D之中。該額外的反射體44可反射來自LED晶片14的光，也避免在填充材料22中形成泡泡。輔助反射體44可經設置於反射壁部18D的內側，而在某些態樣中，係直接相鄰於壁部18D分配，以填滿在壁部18D及副載具32之間可能存在的任何孔洞。
第3A圖與第3B圖為一額外光發射器元件具體實施例的上視圖與下視圖。光發射器元件50可以包括一副載具60，其上形成或沈積複數個走線52。某些走線52可以由反射壁部(為了說明目的並未繪示)覆蓋，而其他走線52可以保持暴露(例如，未由反射體覆蓋)在副載具的上方表面上。接著未經覆蓋走線52可由填充材料(第2A圖的22)覆蓋，為了說明目的並未在第3A圖中繪示。
在某些態樣中，走線52因此可透過非陶瓷反射體(例如，壁部18)或填充材料(例如22)所覆蓋。保持暴露及未由反射壁部覆蓋的走線52可以包括一額外的反射體，像是走線52可以包括高度反射 性的Ag。貫孔54可以形成於副載具60內，以將走線52連接至底部接點(例如，第3A圖的62A及62B)。複數個LED晶片56可在走線52之間透過打線或打線連接器58連接。值得說明的是，多數走線52可以形成多數陽極/陰極對，以將電流通過多數LED晶片56串。
如第3B圖說明，具有副載具60之元件50背側可以包括不同於元件30的背側接點佈置。舉例而言，元件50可以具有多數背側接點對，每一對都一起以62標示。在某些態樣中，元件50可以包括至少兩對背側接點62、三對或四對或更多對的接點62。每一對背側接點62都透過貫孔54與一對走線52電氣連接。每一對接點62都可以包括一第一接點62A與一第二接點62B。其一為陽極，而另一為陰極。在第一與第二接點62A及62B之間可以提供選擇性熱襯墊64。元件50的背側可經客製化，以在較高或較低電壓下提供可操作的元件，例如再需要時介於大約3V及72V之間的範圍。
第4圖為一燈具，其一般標示為70。燈具70可以在其中整合至少一元件30/50。在某些態樣中，多數元件30及/或50可以設置於一單一燈具70內。燈具70可以包括下照燈或罐燈。可以提供任何形式的燈具，也可以為了不同照明應用提供任何燈具。
燈具70可以輸送至少50或更多的LPW、至少100或更多的LPW、至少110或更多的LPW、或多於160的LPW。在某些態樣中，燈具係經配置以放射白光，其在黑體曲線(例如，1931CIE色度圖)上具有的參考點為具有小於或大約等於5000K的色溫、小於或大約等於4000K的色溫、小於或大約等於3500K的色溫、小於或大約等於3000K的色溫或小於或大約等於2700K的色溫。在某些態樣中，來自燈具70的組合發射體現一種至少70、至少75、至少80(例如82或85)或至少90或更大的演色性指數(CRIRa)數值。燈具70也可以在需要時透過三端雙向可控矽調光電路進行調整。
第5圖為圖示說明與在此揭示之不同光發射器元件相關聯之光學性質的圖形。如第5圖說明，根據本發明在此揭示之元件(例如，30、50)係經配置以在大約0.5及2.5W之間輸送多於120的LPW、多於140的LPW、多於160或更多的LPW。
當與提供客製化封裝或元件(例如，客製化壓製或模製塑膠主體、凹穴及/或個別的模製光學元件)有關的消費處理以及額外成本變得過時，便可以容易地製造在此敘述的客製化發射元件。可以提供大量的不同客製化元件，其具有客製化的顏色、亮度、電壓、電力、配置、尺寸及/或反射體，而不造成建立客製化元件及/或導線架元件的支出。
如本發明在此揭示的具體實施例可以以示例而非限制方式，提供下述的一或多項有益技術效果：減少提供光發射器元件的成本；減少處理時間；改良光反射性；改良光萃取；改良亮度；改良每電力密度的LPW；改良光發射器元件的可製造能力；改良元件特徵的變換能力，像是走線設計、LED晶片數量及反射體佈置。
雖然已經參考特定態樣、特徵及示例具體實施例說明在此敘述的元件與方法，但要理解到該發明標的的功用並不因此受限，而是如同根據本發明在此之揭示，由該發明標的領域之一般技術人員本身所建議般，能延伸並涵蓋許多其他變化、修改與替代具體實施例。在此敘述之該等結構與特徵之各種組合與次組合都經考量，並對於具有本發明之知識的技術人員為顯而易見的技術。除非在此反向指示，否則在此揭示之任何各種特徵與元件都可以與一或多個其他揭示的特徵及元件組合。據此，如此後申請專利範圍的發明標的係預期被廣泛建構及詮釋，其在本發明範圍之中包含所有所述變化、修改及替代具體實施例，並包含該等申請專利範圍的等價物。
10‧‧‧走線
12‧‧‧貫孔
14‧‧‧LED晶片
16‧‧‧打線
18‧‧‧反射壁部
22‧‧‧填充材料
30‧‧‧光發射器元件
32‧‧‧副載具
34‧‧‧靜電保護裝置

Claims (45)

  1. 一種光發射器元件，包括：一陶瓷副載具；至少一第一對電氣走線，其設置在該副載具的一第一側上；至少一第一對電氣接點，其設置在該副載具的一第二側上，其中該第一對電氣接點係經配置以透過貫孔與該第一對電氣走線電通信，其中該等貫孔至少部分地被包覆在該陶瓷副載具的部分內；至少一光發射器晶片，其設置在該副載具該第一側上，其中該至少一晶片係經配置以與該第一對電氣走線電通信；以及一非陶瓷反射體，其設置在該至少一光發射器晶片周圍，其中該反射體的至少一部分係經配置以隱藏該第一對電氣走線之每一走線的一部分，其中該光發射器元件從一平板單一化，該平板包括形成該平板的複數個光發射器元件，及其中在該光發射器元件被單一化之前，該至少第一對電氣走線被形成在該副載具上。
  2. 如請求項1所述之元件，其中該反射體包括一反射壁部。
  3. 如請求項2所述之元件，其中該反射壁 部係為聚合物。
  4. 如請求項1所述之元件，其中該反射體包括矽膠或環氧樹脂，其具有分散於其中的反射顆粒。
  5. 如請求項4所述之元件，其中該等反射顆粒包括二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO2)、二氧化矽(SiO2)或氧化鋯(ZrO2)顆粒。
  6. 如請求項1所述之元件，其中該至少一晶片係經配置以透過打線連接器與該第一對電氣走線電通信。
  7. 如請求項6所述之元件，其中該反射體隱藏該等打線連接器。
  8. 如請求項1所述之元件，進一步包括一靜電放電(ESD)保護裝置，其中該ESD保護裝置係由該反射體所隱藏。
  9. 如請求項1所述之元件，其中該元件係經配置以傳遞100或更高的每瓦流明數(LPW)。
  10. 如請求項1所述之元件，其中該元件係經配置以傳遞120或更高的每瓦流明數(LPW)。
  11. 如請求項1所述之元件，進一步包括複數個光發射器晶片。
  12. 如請求項11所述之元件，其中該複數 個光發射器晶片係於該第一對走線之間串聯。
  13. 如請求項11所述之元件，其中該複數個光發射器晶片包括由串聯光發射器晶片所構成的多個串列，而其中每一個光發射器晶片串列都平行電氣連接於該第一對走線之間。
  14. 如請求項1所述之元件，其中該陶瓷副載具包括氧化鋁、氧化鋯，其混合物、其複合材料或其合金。
  15. 如請求項1所述之元件，其中該光發射器元件包括一表面貼焊設計(SMD)。
  16. 如請求項1所述之元件，其中該反射體侷限住螢光體，其設置於該陶瓷副載具上。
  17. 一種基材，用於光發射器元件，該基材包括：一陶瓷板；複數個相鄰的光發射器元件，設置於該陶瓷板上，其中該複數個光發射器元件的每一者都包括：設置於該陶瓷板的一第一側上的複數個電氣走線；設置於該陶瓷板的一第二側上的複數個電氣接點，其中該複數個電氣接點的至少某些接點係 經配置以透過貫孔與該複數個電氣走線的至少某些走線電通信，其中該等貫孔至少部分地被包覆在該陶瓷板的部分內；及設置於該陶瓷板上的複數個光發射器晶片，其中該複數個晶片的至少某些晶片係經配置以與該等電氣走線的至少某些走線電通信；以及一非陶瓷反射體，其設置於相鄰的光發射器元件之間，其中該複數個電氣走線的每一者是由該非陶瓷反射體所完全隱藏。
  18. 如請求項17所述之基材，其中該陶瓷板包括氧化鋁、氧化鋯，其混合物、其複合材料或其合金。
  19. 如請求項17所述之基材，其中該非陶瓷反射體包括複數個反射壁部。
  20. 如請求項19所述之基材，其中該複數個反射壁部係為聚合物。
  21. 如請求項17所述之基材，其中該非陶瓷反射體包括矽膠或環氧樹脂，其具有分散於其中的反射顆粒。
  22. 如請求項21所述之基材，其中該等反射顆粒包括二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO2)、二氧化矽(SiO2)或氧化鋯(ZrO2)顆粒。
  23. 如請求項17所述之基材，其中該非陶瓷反射體係經配置以將該複數個光發射器晶片之至少某些晶片連接至該複數個電氣走線之至少某些走線的接線隱藏。
  24. 如請求項17所述之基材，其中該非陶瓷反射體係經配置以將設置於該陶瓷板上複數個靜電放電(ESD)保護裝置隱藏。
  25. 如請求項17所述之基材，包括至少120個相鄰光發射器元件。
  26. 如請求項17所述之基材，其中每一光發射器晶片都與至少一走線相離至少大約100μm(微米)或以上。
  27. 如請求項17所述之基材，其中每一光發射器晶片都與每另一個光發射器晶片相離至少大約100μm(微米)或以上。
  28. 如請求項17所述之基材，該光發射器元件包括一表面貼焊設計(SMD)。
  29. 如請求項17所述之基材，其中該非陶瓷反射體侷限住螢光體，其設置於該陶瓷副載具上。
  30. 一種提供一或多個光發射器元件的方法，該方法包括以下步驟： 提供一陶瓷副載具；在該副載具之一第一側上提供至少一第一對電氣走線；在該副載具之一第二側上提供至少一第一對電氣接點，其中該第一對電氣接點經配置以透過貫孔與該第一對電氣走線電通信，其中該等貫孔至少部分地被包覆在該陶瓷副載具的部分內；將至少一光發射器晶片附貼至該副載具之該第一側，其中該至少一晶片經配置以與該第一對電氣走線電通信；以及在該至少一光發射器晶片周圍分配一非陶瓷反射體，其中該反射體之至少一部分經配置以隱藏該第一對電氣走線之每一走線的一部分，其中該光發射器元件從一平板單一化，該平板包括形成該平板的複數個光發射器元件，及其中在該光發射器元件被單一化之前，該至少第一對電氣走線被形成在該副載具上。
  31. 如請求項30所述之方法，其中該非陶瓷反射體包括一聚合物反射體。
  32. 如請求項30所述之方法，進一步包括在該反射體相對表面之間分配一填充材料。
  33. 如請求項32所述之方法，其中該填充材料包括封裝物。
  34. 如請求項30所述之方法，其中該陶瓷副載具包括氧化鋁、氧化鋯，其混合物、其複合材料或其合金。
  35. 如請求項30所述之方法，其中該等反射體包括矽膠，其具有分散於其中的反射顆粒。
  36. 如請求項35所述之方法，其中該等反射顆粒包括二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO2)、二氧化矽(SiO2)或氧化鋯(ZrO2)顆粒。
  37. 如請求項30所述之方法，其中附貼該至少一晶片包括將該至少一晶片打線連接至該第一對走線的每一走線。
  38. 如請求項37所述之方法，其中該反射體將該等打線隱藏。
  39. 如請求項30所述之方法，進一步包括在該副載具之第一表面上提供一靜電放電(ESD)保護裝置，且其中該反射體係經分配於該ESD保護裝置上。
  40. 如請求項30所述之方法，進一步包括複數個光發射器晶片，且其中該複數個光發射器晶片係於該第一對走線之間串聯。
  41. 如請求項30所述之方法，包括鋸切過該反射體的至少一部分，以單一化該光發射器元 件。
  42. 如請求項30所述之方法，包括使每一光發射器晶片與該等電氣走線相間隔。
  43. 一種光發射器元件，包括：一陶瓷副載具；至少一第一對電氣走線，其僅設置在該副載具的一第一側上；至少一光發射器晶片，其設置在該副載具該第一側上；以及一非陶瓷反射體，其設置在該至少一光發射器晶片周圍，其中該反射體的至少一部分係經配置以隱藏該第一對電氣走線之每一走線。
  44. 如請求項43所述之元件，其中該至少一光發射器晶片係與該等走線相間隔。
  45. 如請求項43所述之元件，其中該反射體係靠近該副載具的一邊緣。
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