TWI648885B

TWI648885B - 發光裝置

Info

Publication number: TWI648885B
Application number: TW106102795A
Authority: TW
Inventors: 李皓鈞; 林育鋒; 蔡孟庭
Original assignee: 新世紀光電股份有限公司
Priority date: 2014-10-30
Filing date: 2014-10-30
Publication date: 2019-01-21
Also published as: TW201719941A

Abstract

發光裝置包含一光源，一光源載體以及一電路板。該電路板是經由該光源載體提供電源至該光源。該電路板包含一金屬基板，其上表面包含一第一電極區、一第二電極區以及一導熱區；一第一金屬電極形成於該第一電極區上；一第一絕緣層形成於該第一金屬電極及該金屬基板之間；一第二金屬電極形成於該第二電極區上；一第二絕緣層形成於該第二金屬電極及該金屬基板之間；以及一防焊層覆蓋於該金屬基板的上表面上；其中該導熱區是外露於該防焊層，且該導熱區是連接至該光源載體。

Description

發光裝置

本發明係相關於一種發光裝置，尤指一種可提高散熱效率之發光裝置。

由於發光二極體(light emitting device,LED)具有壽命長、體積小及耗電量低等優點，發光二極體已被廣泛地應用於各種照明裝置中。一般而言，當發光二極體的溫度升高時，發光二極體的發光效率會顯著下降，並縮短發光二極體的使用壽命。隨著發光二極體逐漸被應用於各種照明用途中，發光二極體的散熱問題更加重要。

在先前技術中，承載發光二極體的基板是由氧化鋁(Al₂O₃)或其他具絕緣及高導熱特性的材料所形成，以對發光二極體進行散熱。然而氧化鋁材料的導熱係數仍較金屬材料的導熱係數低，因此先前技術並無法進一步提高發光二極體照明裝置的散熱效率。

本發明之目的在於提供一種可提高散熱效率之發光裝置，以解決先前技術的問題。

本發明發光裝置包含一光源，一光源載體以及一電路板。該光源具有一第一電極，以及一第二電極。該光源載體包含一絕緣基板，該絕緣基板上形成有一第一穿孔及一第二穿孔；一第一上金屬接墊，設置於該絕緣基板的上表面，且電連接於該第一電極；一第二上金屬接墊，設置於該絕緣基板的上表面，且電連接於該第二電極；一第一導體，設置於該第一穿孔內；一第二導體，設置於該第二穿孔內；一第一下金屬接墊，設置於該絕緣基板的下表面，且經由該第一導體電連接於該第一上金屬接墊；一第二下金屬接墊，設置於該絕緣基板的下表面，且經由該第二導體電連接於該第二上金屬接墊；以及一第三下金屬接墊，設置於該絕緣基板的下表面，且不電連接於該第一金屬電極及該第二金屬電極。該電路板包含一金屬基板，具有一上表面，以及一下表面，該上表面包含一第一電極區、一第二電極區以及一導熱區；一第一金屬電極，形成於該第一電極區上，用以提供一第一電壓至該第一下金屬接墊；一第一絕緣層，形成於該第一金屬電極及該金屬基板之間；一第二金屬電極，形成於該第二電極區上，用以提供相異於該第一電壓之一第二電壓至該第二下金屬接墊；一第二絕緣層，形成於該第二金屬電極及該金屬基板之間；以及一防焊層，覆蓋於該金屬基板的上表面上；其中該導熱區是外露於該防焊層，且該導熱區是連接至該第三下金屬接墊。

相較於先前技術，本發明是利用金屬基板作為發光裝置之電路基板，且金屬基板具有一外露之導熱區連接至光源載體的第三下金屬接墊。本發明發光裝置可利用光源載體將光源於發光時產生之熱量經由導熱區快速地導引至金屬基板，再藉由金屬基板將熱量散去。因此本發明發光裝置具有較佳的散熱效率。

10‧‧‧發光裝置

100‧‧‧光源

110‧‧‧第一電極

120‧‧‧第二電極

200‧‧‧光源載體

202‧‧‧錫膏

204‧‧‧散熱材料

205‧‧‧絕緣基板

206‧‧‧第一穿孔

208‧‧‧第二穿孔

210‧‧‧第一下金屬接墊

220‧‧‧第二下金屬接墊

230‧‧‧第三下金屬接墊

240‧‧‧第一上金屬接墊

250‧‧‧第二上金屬接墊

260‧‧‧第一導體

270‧‧‧第二導體

300‧‧‧電路板

310‧‧‧金屬基板

320‧‧‧第一金屬電極

322‧‧‧第一抗氧化金屬層

330‧‧‧第一絕緣層

340‧‧‧第二金屬電極

342‧‧‧第二抗氧化金屬層

350‧‧‧第二絕緣層

360‧‧‧防焊層

370‧‧‧電路板上表面

372‧‧‧第一電極區

374‧‧‧第二電極區

376‧‧‧導熱區

380‧‧‧電路板下表面

392‧‧‧第一電源電極

394‧‧‧第二電源電極

V1‧‧‧第一電壓

V2‧‧‧第二電壓

第1圖是本發明發光裝置的示意圖。

第2圖是第1圖光源載體的下表面的示意圖。

第3圖是第1圖電路板的上表面的示意圖。

第4圖是本發明光源載體的下表面的另一實施例的示意圖。

第5圖是本發明電路板的上表面的另一實施例的示意圖。

請同時參考第1圖至第3圖。第1圖是本發明發光裝置的示意圖。第2圖是本發明光源載體的下表面的第一實施例的示意圖。第3圖是第1圖電路板的上表面的第一實施例的示意圖。如圖所示，本發明發光裝置10包含一光源100，一光源載體200以及一電路板300。光源100具有一第一電極110以及一第二電極120。光源載體200是用以承載光源100，光源載體200包含一絕緣基板205，一第一上金屬接墊240，一第二上金屬接墊250，一第一導體260，一第二導體270，一第一下金屬接墊210，一第二下金屬接墊220，以及一第三下金屬接墊230。絕緣基板205上形成有一第一穿孔206及一第二穿孔208。第一上金屬接墊240是設置於絕緣基板205的上表面，且電連接於第一電極110。第二上金屬接墊250是設置於絕緣基板205的上表面，且電連接於第二電極120。第一導體260是設置於第一穿孔206內。第二導體270是設置於第二穿孔208內。第一下金屬接墊210是設置於絕緣基板205的下表面，且經由第一導體260電連接於第一上金屬接墊240。第二下金屬接墊220是設置於絕緣基板205的下表面，且經由第二導體270電連接於第二上金屬接墊250。第三下金屬接墊230是設置於絕緣基板205的下表面，且不電連接於第一下金屬接墊210及第二下金屬接墊220。

電路板300包含一金屬基板310，一第一金屬電極320，一第一絕緣層330，一第二金屬電極340，一第二絕緣層350以及一防焊層360。金屬基板310具有一上表面370，以及一下表面380。上表面370包含一第一電極區372、一第二電極區374以及一導熱區376。第一電極區372及第二電極區374可以是在上表面370上進行蝕刻所形成之凹陷區域，但本發明不以此為限。第一金屬電極320是形成於第一電極區372上。第一絕緣層330是形成於第一金屬電極320及金屬基板310之間，以避免第一金屬電極320和金屬基板310導通。第二金屬電極340是形成於第二電極區374上。第二絕緣層350是形成於第二金屬電極340及金屬基板310之間，以避免第二金屬電極340和金屬基板310導通。由於第一絕緣層330及第二絕緣層350之配置，導熱區376是不電連接於第一金屬電極320及第二金屬電極340。防焊層360是覆蓋於金屬基板310的上表面370上。防焊層360可以避免焊錫四處流動，且具有絕緣功能。導熱區376是外露於防焊層360，且導熱區376可直接或間接連接至第三下金屬接墊230。舉例來說，導熱區376可以經由一散熱材料204(例如錫膏或散熱膏)間接連接至第三下金屬接墊230，且散熱材料的導熱係數是大於50W/mK。在本發明其他實施例中，導熱區376亦可以直接連接至第三下金屬接墊230，也就是說，導熱區376和第三下金屬接墊230可以直接接觸。

另外，如第3圖所示，本發明電路板可另包含一第一電源電極392以及一第二電源電極394。第一電源電極392可電連接於第一金屬電極320，用以接收一第一電壓V1(例如一正電壓)，而第二電源電極394可電連接於第二金屬電極340，用以接收相異於第一電壓V1之一第二電壓V2(例如一接地電壓)，如此第一金屬電極320可以提供第一電壓V1至第一下金屬接墊210，並進一步傳送至光源100的第一電極110，而第二金屬電極340可以提供第二電壓V2至第二下金屬接墊220，並進一步傳送至光源100的第二電極120，以驅動光源100發光。

依據上述配置，當光源100發光時，光源100產生的熱能會傳送至光源載體200，並進一步經由第三下金屬接墊230傳送至電路板300的導熱區376，如此光源100發光時產生的熱能可以快速地被導熱區376導引至金屬基板310，再藉由金屬基板310將熱量散去。在本發明一實施例中，金屬基板310可以是一銅基板。由於銅材料的導熱係數是高於氧化鋁材料的導熱係數，因此，本發明電路板300可以提高散熱效率。再者，光源100、光源載體200以及電路板300之間皆是利用電極相互電連接，因此本發明發光裝置10不需要進行打線(wire bonding)。

另一方面，防焊層360可以是由一反光材料所形成，用以反射光源100所發出的光線，如此可以提高發光裝置10的發光效率。在本發明一實施例中，光源100可以是一覆晶發光晶片，或是已經封裝好的光源元件，例如一光源封裝元件，但本發明不以此為限。再者，本發明電路板300可另包含一第一抗氧化金屬層322形成於第一金屬電極320上，以及一第二抗氧化金屬層342形成於第二金屬電極340上。第一抗氧化金屬層322和第二抗氧化金屬層342可以是由金或銀等材料所形成，以避免第一金屬電極320和第二金屬電極340氧化。

在上述實施例中，本發明發光裝置10只包含一光源100，然而在本發明其他實施例中，本發明發光裝置可包含複數個光源設置於光源載體上，並以串聯及/或並聯之方式相互電連接。

請參考第4圖，第4圖是本發明光源載體的下表面的另一實施例的示意圖。如第4圖所示，本發明光源載體200’可以包含複數個第一下金屬接墊210、複數個第二下金屬接墊220以及複數個第三下金屬接墊230。複數個第一下金屬接墊210可分別經由複數個第一導體電連接於第一上金屬接墊，以增加第一下金屬接墊及第一上金屬接墊之間的電連接可靠度。複數個第二下金屬接墊220可分別經由複數個第二導體電連接於第二上金屬接墊，以增加第二下金屬接墊及第二上金屬接墊之間的電連接可靠度。複數個第三下金屬接墊230可依據散熱設計連接於電路板300的導熱區376。

請參考第5圖，第5圖是本發明電路板的上表面的另一實施例的示意圖。如第5圖所示，本發明電路板300’可以包含複數個第一金屬電極320以及複數個第二金屬電極340。複數個第一金屬電極320可分別電連接於相對應的第一下金屬接墊，以增加第一金屬電極及第一下金屬接墊之間的電連接可靠度。複數個第二金屬電極340可分別電連接於相對應的第二下金屬接墊，以增加第二金屬電極及第二下金屬接墊之間的電連接可靠度。

另外，本發明光源載體及電路板之佈局並不限於上述實施例，本發明光源載體及電路板之佈局可以依據設計需求而改變。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

Claims

一種發光裝置，包括：一發光單元，包括一光源及一載體，該光源與該載體電性連接；以及一電路板，包括一金屬基板及一線路層，該線路層設置於該金屬基板上且與該金屬基板電性隔離，該金屬基板具有一第一上表面及一第二上表面，該第二上表面環繞該第一上表面且延伸至該金屬基板的邊緣，且該線路層位於該第一上表面與該第二上表面之間，其中該載體與該線路層電性連接，且該載體可導熱地連接該金屬基板的該第一上表面，其中該金屬基板的一整個下表面完全對外界暴露，且該金屬基板的該第一上表面與該第二上表面為共平面。
一種發光裝置，包括：一發光單元，包括一光源及一載體，該載體包括一絕緣基板及設置在該絕緣基板上的一導電層，該光源與該導電層電性連接；一電路板，包括一金屬基板及一線路層，該金屬基板包括一第一上表面及一第二上表面，該第二上表面環繞該第一上表面且延伸至該金屬基板的邊緣，且該線路層位於該第一上表面與該第二上表面之間，該第一上表面包括一導熱區，該線路層設置在該金屬基板上並暴露出該導熱區，且該線路層與該金屬基板電性隔離，其中該發光單元設置在該電路板上且該導電層與該線路層電性連接；以及一散熱材料，可導熱地連接該絕緣基板及該金屬基板的該導熱區，其中該金屬基板的一整個下表面完全對外界暴露，且該金屬基板的該第一上表面與該第二上表面為共平面。
一種發光裝置，包括：一發光單元，包括一光源及一載體，該載體包括一絕緣基板及設置在該絕緣基板上的一導電層，該光源設置在該絕緣基板上且與該導電層電性連接；一電路板，包括一金屬基板及一線路層，該金屬基板具有一第一上表面、一第二上表面及一凹陷部，該第二上表面環繞該第一上表面且延伸至該金屬基板的邊緣，且該凹陷部位於該第一上表面與該第二上表面之間，該線路層設置在該凹陷部之中且與該金屬基板電性隔離，其中該發光單元設置在該電路板上且該導電層與該線路層電性連接；以及一金屬散熱材料，可導熱地連接該絕緣基板及該金屬基板的該第一上表面，其中該金屬基板的一整個下表面完全對外界暴露，且該金屬基板的該第一上表面與該第二上表面為共平面。
如請求項1至3中任一項所述之發光裝置，更包括一絕緣層，設置於該線路層與該金屬基板之間。
如請求項1或2所述之發光裝置，其中該金屬基板具有一凹陷部，該線路層設置在該凹陷部之中。
如請求項1所述之發光裝置，更包括一金屬散熱材料，該金屬散熱材料可導熱地連接該載體及該金屬基板。
如請求項2所述之發光裝置，其中該散熱材料包括一金屬散熱材料。
如請求項1所述之發光裝置，其中該電路板更包含一防銲層，覆蓋於該金屬基板上並暴露出至少部分該線路層。
如請求項1至3中任一項所述之發光裝置，其中該線路層的表面更包含一電極保護層。