TWM461876U - 覆晶式發光二極體單元 - Google Patents

Description

覆晶式發光二極體單元

本新型是有關於一發光二極體，特別是指一種適用於一廣告燈箱的覆晶式發光二極體單元。

隨著人類對於照明需求的提升，如何研發出具有良好發光效能的發光體或光源，即成為相關領域人士研究之重要課題，而其中，又以目前市面上最常見的發光二極體(LED)為研究主流。由於發光二極體具有低耗電、使用壽命長的優點，因此逐漸取代傳統燈泡，成為普遍的發光體。

一般傳統式的發光二極體由於是直接將發光二極體晶片基板和封裝基材利用銀膠黏合，但銀膠的散熱性與黏合強度不足，因此會產生熱傳導阻抗大、不易降溫的問題，並限制了發光二極體往高功率研發的可能。有鑒於此，市面上研發出另一種覆晶式發光二極體，藉由將晶片的電極直接鍵結在封裝基材上，能有效的降低熱傳導阻抗，並增進其發光效率。然而，即便是覆晶式發光二極體，依然會因為發光二極體集中發射光線的發光特性，導致運用在特定類型的裝置，例如：運用廣告燈箱中時，會有光線照射不夠均勻或是發光效能不佳的問題。為了改善 此一情形，有些人會選擇以排列多個發光二極體的設置方式，來解決廣告燈箱光線照射不均或發光效能不佳的問題。但排列太多個發光二極體容易產生運作不穩定的狀況，而且大部分的輸入功率會以其它形式的能量散逸而無法有效轉化成光源來應用，無法根本地改善發光效能不佳的情形。因此，如何透過排列方式及連結方式的組合，使發光二極體能在廣告燈箱這類型的裝置中產生良好的照度及品質，即成為相關領域人士急欲解決之問題。

因此，本新型之目的，即在提供一種可以提供良好光源的覆晶式發光二極體單元。

於是本新型覆晶式發光二極體單元，包含：一基板、一設置於該基板上之電極墊組，及一設置於該電極墊組上之覆晶式發光二極體組。其中，該覆晶式發光二極體組包括一個第一覆晶式發光二極體，及二個第二覆晶式發光二極體。該第一覆晶式發光二極體與每一第二覆晶式發光二極體之額定電壓各約為3伏特而功率各約是1瓦，且彼此串聯，使該覆晶式發光二極體單元之額定電壓約為9伏特而總功率約為3瓦。

本新型之功效在於：藉由該第一覆晶式發光二極體及該等第二覆晶式發光二極體特定的額定電壓與功率，並相互串聯的設計排列，使本新型運用於廣告燈箱這類型的裝置中時，能在效率最佳的條件下，提供並產生更均勻的光照。

1‧‧‧覆晶式發光二極體單元

11‧‧‧基板

12‧‧‧電極墊組

121‧‧‧電極墊

13‧‧‧覆晶式發光二極體組

131‧‧‧第一覆晶式發光二極體

132‧‧‧第二覆晶式發光二極體

A‧‧‧第一幾何中心

B‧‧‧第二幾何中心

L1‧‧‧第一垂直軸線

L2‧‧‧第二水平軸線

L3‧‧‧第二垂直軸線

α1‧‧‧第一夾角

α2‧‧‧第二夾角

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一立體圖，說明本新型覆晶式發光二極體單元之一第一較佳實施例；圖2是一俯視圖，用以輔助說明圖1；圖3是一示意圖，用以說明該第一較佳實施例之一電極墊組；圖4是一立體圖，說明本新型覆晶式發光二極體單元之一第二較佳實施例；圖5是一俯視圖，用以輔助說明圖4；圖6是一示意圖，用以說明該第二較佳實施例之電極墊組的排列態樣；圖7是一俯視圖，說明本新型覆晶式發光二極體單元之一第三較佳實施例；圖8是一示意圖，用以說明該第三較佳實施例之電極墊組的排列態樣；圖9是一俯視圖，說明該第三較佳實施例之兩個第二覆晶式發光二極體間夾角50度之使用態樣；圖10是一示意圖，用以輔助說明圖9中之電極墊組的排列態樣；圖11是一俯視圖，說明該第三較佳實施例之該兩個第二覆晶式發光二極體間夾角90度之使用態樣；圖12是一示意圖，用以輔助說明圖11中之電極墊組 的排列態樣；圖13是一俯視圖，說明該第三較佳實施例之該等第二覆晶式發光二極體間夾角120度之使用態樣；圖14是一示意圖，用以輔助說明圖13中之電極墊組的排列態樣；圖15是一俯視圖，說明該第三較佳實施例之該等第二覆晶式發光二極體間夾角150度之使用態樣；及圖16是一示意圖，用以輔助說明圖15中之電極墊組的排列態樣。

在本新型被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1與圖2，本新型覆晶式發光二極體單元1之一第一較佳實施例，包含一基板11、一設置於該基板11上之電極墊組12，及一設置於該電極墊組12上之覆晶式發光二極體組13。

該電極墊組12包括四個彼此間隔設置於該基板11上之電極墊121。該覆晶式發光二極體組13包括一個第一覆晶式發光二極體131，及二個間隔設置且與該第一覆晶式發光二極體131相串聯的第二覆晶式發光二極體132。該覆晶式發光二極體組13是與該等電極墊121共晶接合，且該第一覆晶式發光二極體131及該等第二覆晶式發光二極體132均具有一正極及一負極，每一覆晶式發光二極體之該正極與該負極是分別設置於兩不相同之電極墊121 上，且該第一覆晶式發光二極體131、每一第二覆晶式發光二極體132與該等電極墊121彼此電性連接成通路。

該第一覆晶式發光二極體131具有一第一幾何中心A，及一穿過該第一幾何中心A的第一垂直軸線L1。每一第二覆晶式發光二極體132則各具有一第二幾何中心B、分別穿過該相對應之第二幾何中心B之一第二水平軸線L2與一第二垂直軸線L3，其中，每一第二水平軸線L2與該相對應之第二垂直軸線L3分別通過相對應之第二覆晶式發光二極體132的四個側邊之中點。在本較佳實施例中，該第一幾何中心A及該等第二幾何中心B不共線，但於未繪出的實施例中，該第一幾何中心A及該等第二幾何中心B也可以共線設置，視實際情況需求，於此並不加以限制。更特別地是，該等第二幾何中心B至該第一垂直軸線L1上的任一點之距離皆是相同，換言之，該等第二覆晶式發光二極體132依據第一垂直軸線L1對稱排列。再者，在本較佳實施例中，該等第二垂直軸線L3與該第一垂直軸線L1相平行。藉此，該第一覆晶式發光二極體131與該等第二覆晶式發光二極體132可於該等電極墊121上分佈成一「川」字型的態樣，而能顯著提升該覆晶式發光二極體單元1應用在廣告燈箱之類的裝置中所能提供的光照均勻度。

在本較佳實施例中，該第一覆晶式發光二極體131與每一第二覆晶式發光二極體132各是選用額定電壓約為3伏特而功率約為1瓦的發光二極體。雖然發光二極 體可選用的功率有多種可能，但選用功率過低的發光二極體可能產生光照能力不佳的問題，而選用功率過高的發光二極體又可能只是徒增被浪費的能源，而無法達到最佳化的使用效果。因此，選用3伏特1瓦的規格，並配合該等電極墊121的排列方式，使該第一覆晶式發光二極體131與每一第二覆晶式發光二極體132彼此串聯，藉此獲得一額定電壓約為9伏特而總功率約為3瓦的覆晶式發光二極體單元1，以達到最佳組合化的使用功率。

由於該覆晶式發光二極體組13是與該電極墊組12以共晶接合，因此，不但可使該覆晶式發光二極體組13的散熱效果提升，也可以使固晶強度更佳，讓該覆晶式發光二極體單元1在實際使用時會有更佳的可靠度。

為達成上述目的，參閱圖2及圖3，該第一較佳實施例之該等電極墊121的排列方式及形狀設計，必須滿足可讓該第一覆晶式發光二極體131及該等第二覆晶式發光二極體132可將該等電極墊121橋接成一通路的條件。更具體地說，在本較佳實施例中，該電極墊組12具有四個彼此間隔設置於該基板上之電極墊121，該第一覆晶式發光二極體131和每一第二覆晶式發光二極體132之該正極與該負極是分別共晶接合在兩個不相同之電極墊121上，且該第一覆晶式發光二極體131、每一第二覆晶式發光二極體132與該等電極墊121彼此電性連接成通路。由於該第一覆晶式發光二極體131及該等第二覆晶式發光二極體132共三個發光二極體是分別與四個電極墊121電性連接 ，因此該等電極墊121的形狀及排列方式也必須配合該第一覆晶式發光二極體131及該等第二覆晶式發光二極體132的排列方式。當然，實際使用時，該等電極墊121的形狀及排列方式並不限於圖3中所揭露的態樣，但必須要能滿足使該等電極墊121能透過該覆晶式發光二極體組13而彼此相連成一通路的條件。

藉由上述結構之配合，本新型覆晶式發光二極體單元1於實際使用時具有以下所述優點：

(1)光線均勻發散：由於該覆晶式發光二極體組13之該第一覆晶式發光二極體131及該等第二覆晶式發光二極體132是共同排列成「川」字型的態樣，藉由交錯排列以提供一面均勻光源，因此可以克服發光二極體光源指向性太強，造成光源單向集中的限制，達到使光線均勻朝外散發的效果。

(2)最佳功率：本新型選用三個額定電壓約為3伏特且功率約為1瓦的第一、二覆晶式發光二極體131、132相互串聯，使該覆晶式發光二極體單元1的額定電壓約為9伏特而總功率約為3瓦，讓該覆晶式發光二極體單元1的功率可以達到最佳化，並特別適用於需要大面積出光均勻的廣告燈箱的使 用。

(3)運作穩定：透過共晶鍵結的設計，使該覆晶式發光二極體組13的散熱效果提升，也可以增強固晶強度，讓該覆晶式發光二極體單元1在實際運作時能有更穩定的表現。

參閱圖4、圖5及圖6，為本新型之第二較佳實施例。該第二較佳實施例與該第一較佳實施例大致相同，其不同之處僅在於，該等第二覆晶式發光二極體132之第二水平軸線L2皆不通過該第一覆晶式發光二極體131。

在此前提下，為了滿足讓該第一覆晶式發光二極體131與該等第二覆晶式發光二極體132串聯成約9伏特3瓦的功率的條件，該等電極墊121的形狀設計及排列模式也需調整如圖6所示之狀況。此時，復參閱圖5，該第一覆晶式發光二極體131與該等第二覆晶式發光二極體132是彼此排列成一「品」字型的態樣。藉此，除了可維持該第一較佳實施例之功效外，由於在本較佳實施例中，該等第二覆晶式發光二極體132與該第一覆晶式發光二極體131有更明顯的錯開，因此，該覆晶式發光二極體組13所提供之光線在實際使用上會具有更佳的均勻度。

參閱圖7及圖8，為本新型覆晶式發光二極體單元1之第三較佳實施例。該第三較佳實施例與該第二較佳實施例大致相同，其不同處僅在於：每一第二覆晶式發光二極體132之第二垂直軸線L3與該第一垂直軸線L1不 相平行，也就是該等第二垂直軸線L3會與該第一垂直軸線L1相交。更具體地說明，在該第三較佳實施例中，每一第二垂直軸線L3與該第一垂直軸線L1間各具有一第一夾角α1，每一第一夾角α1為一銳角。較佳的，每一第一夾角α1之大小是相等的，即該等第二覆晶式發光二極體132是依據該第一垂直軸線L1對稱排列，而該等第二覆晶式發光二極體132間則會形成一第二夾角α2，且該第二夾角α2的角度為該等第一夾角α1角度的和。在本較佳實施例中，該等第一夾角是15度，該第二夾角α2之角度則為30度。

為因應該第一覆晶式發光二極體131及該等第 二覆晶式發光二極體132間的排列方式改變，該等電極墊121的形狀及排列方式也一併對應修改如圖8所示，以滿足串聯通路的需求。需進一步說明，本新型覆晶式發光二極體單元1可透過不同第一夾角α1的設計來改善光線散發的角度與光照均勻度，以符合終端客戶的使用需求，是以，該第一夾角α1的角度並不如圖7所示為限。參閱圖9、圖11、圖13，及圖15，第一夾角α1也可以是25度、45度、60度及75度，藉以使光照的角度和均勻度得到不同的調整。此時，該等電極墊121的設計也要相對應的如圖10、圖12、圖14，及圖16所示般作修改。當然，該等電極墊121的實際使用形狀及排列方式仍可稍作調整，只要能滿足各種配置下，該第一覆晶式發光二極體131及該等第二覆晶式發光二極體132可於該等電極墊121上串聯成一通路的要求即可。

綜上所述，本新型覆晶式發光二極體單元1透過該等電極墊121、該第一覆晶式發光二極體131，及該等第二覆晶式發光二極體132的排列方式，組成具有最佳組合化的發光功率，並能有效改善光照的均勻度，因此可以良好的應用於廣告燈箱中，故確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之較佳實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，即大凡依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧覆晶式發光二極體單元

11‧‧‧基板

12‧‧‧電極墊組

121‧‧‧電極墊

13‧‧‧覆晶式發光二極體組

131‧‧‧第一覆晶式發光二極體

132‧‧‧第二覆晶式發光二極體

Claims (11)

1. 一種覆晶式發光二極體單元，適用於一廣告燈箱，該覆晶式發光二極體單元包含：一基板；一設置於該基板上之電極墊組；一設置於該電極墊組上之覆晶式發光二極體組，包括一個第一覆晶式發光二極體，及二個間隔設置且與該第一覆晶式發光二極體串聯的第二覆晶式發光二極體。
2. 如請求項1所述的覆晶式發光二極體單元，其中，該覆晶式發光二極體單元之額定電壓約為9伏特且總功率約為3瓦。
3. 如請求項1所述的覆晶式發光二極體單元，其中，該覆晶式發光二極體組與該電極墊組共晶接合。
4. 如請求項1所述的覆晶式發光二極體單元，其中，該電極墊組具有四個彼此間隔設置於該基板上之電極墊，該第一覆晶式發光二極體及該等第二覆晶式發光二極體均具有一正極及一負極，每一覆晶式發光二極體之該正極與該負極是分別設置於兩不相同之電極墊上，且該第一覆晶式發光二極體、該等第二覆晶式發光二極體與該等電極墊彼此電性連接成通路。
5. 如請求項1所述的覆晶式發光二極體單元，其中，該第一覆晶式發光二極體具有一第一幾何中心，每一第二覆晶式發光二極體則各具有一第二幾何中心，該第 一幾何中心及該等第二幾何中心不共線。
6. 如請求項1所述的覆晶式發光二極體單元，其中，該第一覆晶式發光二極體具有一第一幾何中心，每一第二覆晶式發光二極體則各具有一第二幾何中心，該第一幾何中心及該等第二幾何中心共線。
7. 如請求項5所述的覆晶式發光二極體單元，其中，該第一覆晶式發光二極體還具有一穿過該第一幾何中心的第一垂直軸線，並使該等第二幾何中心至該第一垂直軸線上任一點之距離相等，該等第二覆晶式發光二極體各還具有一穿過該第二幾何中心的第二垂直軸線，該等第二垂直軸線與該第一垂直軸線互相平行。
8. 如請求項5所述的覆晶式發光二極體單元，其中，該第一覆晶式發光二極體還具有一穿過該第一幾何中心的第一垂直軸線，並使該等第二幾何中心至該第一垂直軸線上任一點之距離相等。
9. 如請求項8所述的覆晶式發光二極體單元，其中，每一第二覆晶式發光二極體還具有穿過該相對應之第二幾何中心的一第二垂直軸線與一第二水平軸線，每一第二水平軸線不通過該第一覆晶式發光二極體。
10. 如請求項9所述的覆晶式發光二極體單元，其中，每一第二垂直軸線與該第一垂直軸線間各形成有一第一夾角，該等第一夾角皆為一銳角。
11. 如請求項10所述的覆晶式發光二極體單元，其中，該等第二覆晶式發光二極體間形成一第二夾角，且該第 二夾角之角度為該等第一夾角的和。