TWM504420U - 直接接受交流電之發光二極體封裝元件 - Google Patents

Description

直接接受交流電之發光二極體封裝元件

本新型係關於一種發光二極體封裝元件，尤其是指一種直接接受交流電之發光二極體封裝元件。

由於現今發光二極體光源使用低壓電源，具有耗能少、適用性強、穩定性高、回應時間短、對環境無污染、多色發光等優點，目前照明行業所使用的燈具已大都採用發光二極體(LED)光源。

近日起，相較直流電驅動之發光二極體，一種新推出之交流電驅動之發光二極體光源(以下簡稱AC LED光源)具有更節能省電、長壽的特性。AC LED光源是將發光二極體(LED)晶粒得以直接使用交流電源之電流以進行發光工作。

然而，每個AC LED光源往往因為各個置晶區大小不一，需要進行於每次封裝程序中對應調整，才能完成單個AC LED光源，不僅程序繁雜，也相當耗費製造時間與成本。

故，如何研發出一種解決方案以改善上述所帶來的缺失及不便，實乃相關業者目前刻不容緩之一重要課題。

有鑑於此，本新型之一目的在於提供一種直接接受交流電之發光二極體封裝元件，藉以解決先前技術所述的問題。

為了達到上述目的，依據本新型之一實施方式，一種直接接受交流電之發光二極體封裝元件包含一基板、多個發光二極體晶片、一電流控制模組與至少一封裝膠體。基板具有一置晶區域，用以電性連接一交流電源。這些發光二極體晶片位於置晶區域上，且電性連接基板。電流控制模組位於置晶區域上，電性連接基板與發光二極體晶片，用以將交流電源之交流電轉換成直流電並提供給發光二極體晶片使用。封裝膠體覆蓋置晶區域，並固定發光二極體晶片與電流控制模組於基板上。

在上述實施方式中，由於發光二極體晶片與電流控制模組皆安排在同一置晶區域內，僅需對同一置晶區域進行封裝程序，不僅簡化程序複雜度，也可降低工時、材料與製作成本及備料成本，從而提高市場之競爭力。

在本新型一或多個實施方式中，電流控制模組包含至少一橋式整流單元與至少一限流單元。橋式整流單元位於置晶區域上，電性連接基板與發光二極體晶片，用以將交流電源之交流電轉換成直流電。限流單元位於置晶區域上，電性連 接基板、橋式整流單元與發光二極體晶片，用以控制提供給發光二極體晶片使用的電量。

在本新型一或多個實施方式中，橋式整流單元與該限流單元至少一者透過打線連接的方式電性連接基板。

在本新型一或多個實施方式中，橋式整流單元與限流單元至少一者透過表面貼焊技術的方式電性連接基板。

在本新型一或多個實施方式中，電流控制模組更包含至少一穩壓單元、至少一保險絲與至少一突波吸收器。穩壓單元位於置晶區域上，電性連接基板與限流單元。保險絲位於置晶區域上，電性連接基板與穩壓單元。突波吸收器位於置晶區域上，電性連接基板與保險絲。

在本新型一或多個實施方式中，上述發光二極體封裝元件更包含一環繞單元。環繞單元位於基板上，並環繞出一對應於置晶區域之容膠空間，其中封裝膠體填滿容膠空間，並同時覆蓋置晶區域、發光二極體晶片與電流控制模組。

在本新型一或多個實施方式中，上述發光二極體封裝元件，更包含一間隔件。間隔件位於容膠空間內，連接環繞單元，用以分隔電流控制模組與發光二極體晶片。

在本新型一或多個實施方式中，封裝膠體為二個，其中一封裝膠體覆蓋並固定發光二極體晶片，另一封裝膠體覆蓋並固定電流控制模組。

在本新型一或多個實施方式中，基板包含一板體，該板體為一金屬板或一非金屬板。

以上所述僅係用以闡述本新型所欲解決的問題、 解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本新型之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。

10~14‧‧‧發光二極體封裝元件

100‧‧‧基板

101‧‧‧第一面

102‧‧‧第二面

103‧‧‧散熱層

104‧‧‧絕緣層

105‧‧‧板體

110‧‧‧置晶區域

120‧‧‧導電焊墊

130‧‧‧環繞單元

140‧‧‧容膠空間

141‧‧‧第一子空間

142‧‧‧第二子空間

150‧‧‧間隔件

200‧‧‧發光二極體晶片

210‧‧‧打線

300、301‧‧‧電流控制模組

310、311‧‧‧橋式整流單元

320、321‧‧‧限流單元

330‧‧‧穩壓單元

340‧‧‧保險絲

350‧‧‧突波吸收器

400‧‧‧封裝膠體

410‧‧‧第一封裝膠體

420‧‧‧第二封裝膠體

S‧‧‧交流電源

P‧‧‧封裝本體

L‧‧‧接腳

為讓本新型之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖繪示依據本新型一實施方式之直接接受交流電之發光二極體封裝元件的立體示意圖；第2圖繪示第1圖的2-2剖面圖；第3圖繪示依據本新型另一實施方式之直接接受交流電之發光二極體封裝元件的上視圖；第4A圖繪示依據本新型又一實施方式之直接接受交流電之發光二極體封裝元件的上視圖；第4B圖繪示依據本新型又一實施方式之直接接受交流電之發光二極體封裝元件的上視圖；以及第5圖繪示依據本新型又一實施方式之直接接受交流電之發光二極體封裝元件的功能方塊圖。

以下將以圖式揭露本新型之複數實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，熟悉本領域之技術人員應當瞭解到，在本新型部分實施方式中，這些實務上的細節並非必要的，因此不應用以限制本新型。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖 式中將以簡單示意的方式繪示之。另外，為了便於讀者觀看，圖式中各元件的尺寸並非依實際比例繪示。

第1圖繪示依據本新型一實施方式之直接接受交流電之發光二極體封裝元件10的立體示意圖。第2圖繪示第1圖的2-2剖面圖。如第1圖與第2圖所示，此種直接接受交流電之發光二極體封裝元件10包含一基板100、多個發光二極體晶片200、一電流控制模組300與一封裝膠體400。基板100具有相對之第一面101與第二面102，以及一置晶區域110。置晶區域110位於基板100之第一面101。基板100，例如透過其上之線路圖案(圖中未示)電性連接一外部之交流電源(例如市電交流電源S，圖中未示)。這些發光二極體晶片200位於置晶區域110上，且電性連接基板100。電流控制模組300也位於置晶區域110上，且電性連接基板100與發光二極體晶片200，用以將交流電源之交流電轉換成直流電並提供給發光二極體晶片200使用。封裝膠體400覆蓋置晶區域110，並將發光二極體晶片200與電流控制模組300一體地固定於基板100上。

在此實施方式中，由於發光二極體晶片200與電流控制模組300皆安排在同一置晶區域110內，僅需對同一置晶區域110進行一次封裝程序，不僅簡化程序複雜度，也可降低工時、材料與製作成本及備料成本，從而提高市場之競爭力。

具體來說，基板100包含一板體105、一散熱層103、一絕緣層104及多個導電焊墊120。板體105夾設於散熱層103與絕緣層104之間。散熱層103位於板體105之一側，用以提高發光二極體封裝元件10之散熱效能。絕緣層104位於板 體105之另側，曝露出板體105之一部分以成為上述之置晶區域110。這些導電焊墊120位於置晶區域110內，間隔地排列於板體105表面，以供上述發光二極體晶片200與電流控制模組300透過基板100上之線路圖案電性連接交流電源。

在本實施方式中，板體105為一金屬板(如鋁基板、銅基板)或一非金屬板(如陶瓷基板)。然而，本創作不限於此，其他實施方式中，板體也可以為一印刷電路板或一軟式電路板等。此外，在本實施方式中，封裝膠體400之材料例如為透光性樹脂(如矽樹酯或環氧樹脂)或其他習知材料。

在本實施方式中，舉例來說，每一發光二極體晶片200為一藍色發光二極體晶片，且每一發光二極體晶片200透過打線210(wire-bonding)連接的方式電性連接其兩側對應之導電焊墊120(正極與負極)，並透過導電焊墊120電性連接上述基板100。

此外，電流控制模組300包含一橋式整流單元310與一限流單元320。橋式整流單元310位於置晶區域110上，電性連接基板100與發光二極體晶片200，用以將交流電源之交流電轉換成直流電。舉例來說，橋式整流單元310為橋式整流器或橋式整流晶片等，且橋式整流單元310透過打線210(wire-bonding)連接的方式電性連接其兩側對應之導電焊墊120(正極與負極)，並透過導電焊墊120電性連接上述基板100與發光二極體晶片200。限流單元320位於置晶區域110上，電性連接基板100、橋式整流單元310與發光二極體晶片200，用以控制提供給發光二極體晶片200使用的直流電電 量。舉例來說，限流單元320為限流晶片等，且限流單元320透過打線210(wire-bonding)連接的方式電性連接其兩側對應之導電焊墊120(正極與負極)，並透過導電焊墊120電性連接基板100、橋式整流單元310與發光二極體晶片200。另外，由於橋式整流單元310將交流電源之交流電轉換成直流電，且限流單元320可依序控制提供給任意數量之發光二極體晶片200所使用的直流電電量，以便依序點亮若干數量的發光二極體晶片200。

然而，本創作不限於此，其他實施方式中，本創作具有通常知識者也可以依需求或限制任意改變只讓橋式整流單元或限流單元透過打線(wire-bonding)連接的方式電性連接基板。

更進一步地，上述發光二極體封裝元件10更包含一環繞單元130。環繞單元130位於基板100上，例如位於基板100之第一面101上，並環繞出一對應於置晶區域110之容膠空間140。如此，透過此封裝程序之進行，使得封裝膠體400得以接觸環繞單元130之內壁，且填滿容膠空間140，並同時覆蓋置晶區域110、發光二極體晶片200與電流控制模組300。然而，本創作不限於此，其他實施方式中，也可以省略環繞單元，只以封裝膠體同時覆蓋置晶區域、發光二極體晶片與電流控制模組。

需瞭解到，儘管置晶區域110以圓形型態配置於基板100中央，然而，本創作不限於此，其他實施方式中，本創作具有通常知識者也可以依需求或限制任意改變置晶區域 之外型或位置。

第3圖繪示依據本新型另一實施方式之直接接受交流電之發光二極體封裝元件11的上視圖。如第3圖所示，第3圖之發光二極體封裝元件11與第1圖之發光二極體封裝元件10大致相同，其差異之一為電流控制模組301之橋式整流單元311與限流單元321透過表面貼焊技術(Surface Mount Technology，SMT)的方式電性連接基板100。具體來說，橋式整流單元311與限流單元321分別為一積體電路封裝元件，積體電路封裝元件包括一封裝本體P及至少二接腳L。此些接腳L分別排列於封裝本體P之二相對側面，且自封裝本體P之二相對側面分別彎折地伸出，且此些接腳L分別焊接至其兩側對應之導電焊墊120(正極與負極)，並透過導電焊墊120電性連接上述基板100。

然而，本創作不限於此，其他實施方式中，本創作具有通常知識者也可以依需求或限制任意改變只讓橋式整流單元或限流單元透過表面貼焊技術(Surface Mount Technology，SMT)的方式電性連接基板。

第4A圖繪示依據本新型又一實施方式之直接接受交流電之發光二極體封裝元件12的上視圖。如第4A圖所示，第4A圖之發光二極體封裝元件12與第1圖之發光二極體封裝元件10大致相同，其差異之一為發光二極體封裝元件12更包含一間隔件150。間隔件150位於容膠空間140內，間隔件150之二端分別連接環繞單元130，以將容膠空間140分隔為第一子空間141與第二子空間142，用以分隔電流控制模組300與發 光二極體晶片200。此時，封裝膠體400同時覆蓋間隔件150，並填滿第一子空間141與第二子空間142。如此，由於間隔件150分隔電流控制模組300與發光二極體晶片200，使得電流控制模組300與發光二極體晶片200更可以避免彼此受到干擾，進而維持良好的電傳輸性能。

儘管間隔件150並未平均地分割容膠空間140，然而，本創作不限於此，其他實施方式中，本創作具有通常知識者也可以依需求或限制任意改變間隔件分割容膠空間的比例，包含一比一。

第4B圖繪示依據本新型又一實施方式之直接接受交流電之發光二極體封裝元件13的上視圖。如第4B圖所示，第4B圖之發光二極體封裝元件13與第4A圖之發光二極體封裝元件12大致相同，其差異之一為第一子空間141與第二子空間142分別透過不同之第一封裝膠體410與第二封裝膠體420所覆蓋並填滿。更具體地，第一封裝膠體410於第一子空間141內覆蓋並固定發光二極體晶片200。第二封裝膠體420於第二子空間142內覆蓋並固定電流控制模組300。

需瞭解到，第一封裝膠體410與第二封裝膠體420係受間隔件150所分離，為實體分離之個體，然而，第一封裝膠體與第二封裝膠體不限其種類、材質、成型時間點或體積大小。

然而，本創作不限於此，其他實施方式中，也可以省略環繞單元與間隔件，只以相互分離之第一封裝膠體與第二封裝膠體分別覆蓋發光二極體晶片與電流控制模組。

第5圖繪示依據本新型又一實施方式之直接接受交流電之發光二極體封裝元件14的功能方塊圖。如第5圖所示，第5圖之發光二極體封裝元件14與第1圖之發光二極體封裝元件10大致相同，其差異之一為發光二極體封裝元件14更包含至少一穩壓單元330、至少一保險絲340與至少一突波吸收器350。穩壓單元330、保險絲340與突波吸收器350依序或選擇性地排列在置晶區域110上且電性連接於交流電源S與發光二極體晶片200之間。換言之，穩壓單元330透過基板100電性連接橋式整流單元310與限流單元320。保險絲340透過基板100電性連接突波吸收器350與穩壓單元330。突波吸收器350透過基板100電性連接交流電源S與保險絲340。

由於突波吸收器350、保險絲340、穩壓單元330、橋式整流單元310及限流單元320同時設置在置晶區域110上，使得從交流電源S的交流電(AC)得以依序經過突波吸收器350、保險絲340、穩壓單元330、橋式整流單元310及限流單元320，進而能夠提供穩定的直流電(DC)給發光二極體晶片200使用。

雖然本新型已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本新型，任何熟習此技藝者，在不脫離本新型之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本新型之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧發光二極體封裝元件

100‧‧‧基板

101‧‧‧第一面

102‧‧‧第二面

110‧‧‧置晶區域

120‧‧‧導電焊墊

130‧‧‧環繞單元

140‧‧‧容膠空間

200‧‧‧發光二極體晶片

210‧‧‧打線

300‧‧‧電流控制模組

310‧‧‧橋式整流單元

320‧‧‧限流單元

400‧‧‧封裝膠體

Claims (9)

1. 一種直接接受交流電之發光二極體封裝元件，包含：一基板，具有一置晶區域，用以電性連接一交流電源；多個發光二極體晶片，位於該置晶區域上，電性連接該基板；一電流控制模組，位於該置晶區域上，電性連接該基板與該些發光二極體晶片，用以將該交流電源之交流電轉換成直流電，並提供給該些發光二極體晶片使用；以及至少一封裝膠體，覆蓋該置晶區域，並固定該些發光二極體晶片與該電流控制模組於該基板上。
2. 如請求項1所述之直接接受交流電之發光二極體封裝元件，其中該電流控制模組包含：至少一橋式整流單元，位於該置晶區域上，電性連接該基板與該些發光二極體晶片，用以將該交流電源之交流電轉換成該直流電；以及至少一限流單元，位於該置晶區域上，電性連接該基板、該橋式整流單元與該些發光二極體晶片，用以控制提供給該些發光二極體晶片使用的電量。
3. 如請求項2所述之直接接受交流電之發光二極體封裝元件，其中該電流控制模組更包含：至少一穩壓單元，位於該置晶區域上，電性連接該基板與該限流單元； 至少一保險絲，位於該置晶區域上，電性連接該基板與該穩壓單元；以及至少一突波吸收器，位於該置晶區域上，電性連接該基板與該保險絲。
4. 如請求項2所述之直接接受交流電之發光二極體封裝元件，其中該橋式整流單元與該限流單元至少一者透過打線連接的方式電性連接該基板。
5. 如請求項2所述之直接接受交流電之發光二極體封裝元件，其中該橋式整流單元與該限流單元至少一者透過表面貼焊技術的方式電性連接該基板。
6. 如請求項1所述之直接接受交流電之發光二極體封裝元件，更包含：一環繞單元，位於該基板上，並環繞出一對應於該置晶區域之容膠空間，其中該封裝膠體填滿該容膠空間，並同時覆蓋該置晶區域、該些發光二極體晶片與該電流控制模組。
7. 如請求項6所述之直接接受交流電之發光二極體封裝元件，更包含：一間隔件，位於該容膠空間內，連接該環繞單元，用以分隔該電流控制模組與該些發光二極體晶片。
8. 如請求項1所述之直接接受交流電之發光二極體封裝元件，其中該至少一封裝膠體為二個，該些封裝膠體其中一者覆蓋並固定該些發光二極體晶片，另一該二封裝膠體覆蓋並固定該電流控制模組。
9. 如請求項1所述之直接接受交流電之發光二極體封裝元件，其中該基板包含一板體，該板體為一金屬板或一非金屬板。