具桥接单元的一体化多层式led灯管的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种具桥接单元的一体化多层式LED灯管，包含散热基座、照明单元及桥接单元，散热基座上形成出沟槽，沟槽的底面设置由多个LED晶粒组成的照明单元及由多个导电元件组成的桥接单元，本实用新型更于沟槽中形成光学层及保护层，本实用新型利用导电元件连接所有的LED晶粒，如此可根据不同使用目的，而增加或缩减LED晶粒彼此之间的间距，使LED晶粒的设置密度具弹性，而使LED灯管的亮度最佳化，且沟槽上将LED晶粒设置完成后，并于LED晶粒上形成该光学层及该保护层等制程后，就大致完成LED灯管的制作，因此省去很多不必要的制程，而达成有效缩短制作时间及降低制作成本的目的。
【专利说明】具桥接单元的一体化多层式LED灯管
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种LED灯管，尤其是一种具桥接单元的一体化多层式LED灯管。【背景技术】
[0002]发光二极管(Light emitting diode,LED)具有低耗能、使用寿命长、体积小、与反应快等特点，且近年来其技术的发展可说是日趋成熟，故已逐渐地取代传统的灯具，尤其是将LED应用在使用量最大的日光灯管方面，即LED灯管，更是目前业界研究的主流课题。
[0003]现有的灯管式LED灯具主要包括:一灯管、一散热板、一电路板、多个LED发光元件及二导电端盖。散热板置入灯管内，电路板贴接于散热板上，多个LED发光元件电性连接电路板。
[0004]组装时，必须先将LED发光元件电性焊接在电路板上，再将LED发光元件与电路板的元件固定至散热板上。上述中所提到的构件都是已制作完成的成品，其中的LED发光元件是经由上游的晶圆制作、中游的晶粒制作及下游的晶粒封装等多道制程才能被一一的制作出来。另外电路板则是通过贴附蚀刻阻剂(压膜或涂布)，经过曝光显影、蚀刻等多道制程后而制作出来。
实用新型内容
[0005]现有灯管式LED灯具中的LED发光元件及电路板都是使用经由经多道制程而完成的成品，上述中所提到的多道制程都是用于制作LED发光元件及电路板，并不是为LED灯管量身打造的制程，实际上LED发光元件及电路板中的许多结构与LED灯管无关，但却会造成LED灯管制作成本无法降低，也浪费了许多原料及元件。
[0006]以LED发光元件的制作为例，上游厂将晶圆成型后，将晶圆运送给中游厂以成型晶粒，最后再交由下游厂封装晶粒，下游厂封装晶粒针对每一个晶粒一一的封装导线架及荧光胶等原料及构件，而晶粒皆需封装，因此封装时就必须使用到大量的原料及大量的构件。此外，现有的LED发光元件的制程，还必须考虑上、中、下游间的运送成本及运送中造成晶粒受损的问题。因此，现有技术存有制程过于繁复、制作成本高、制作时间过长且良率等问题。
[0007]本实用新型的主要目的在于提供一种具桥接单元的一体化多层式LED灯管，包含一散热基座，具有一出光侧，该出光侧上形成一沟槽；至少一照明单兀，设置于该沟槽的底面上；至少一桥接单元，设置于该沟槽的底面上，透过打线接合技术与该至少一照明单元构成电气连接。
[0008]本实用新型进一步包含一光学层，覆盖于该至少一照明单元与该至少一照明单元之上；一保护层，覆盖于该光学层之上。该至少一照明单元由多个LED晶粒组成，而至少一桥接单元由多个导电元件组成，一导电元件设置于相邻的两LED晶粒之间，并藉由打线接合而构成电气连接。
[0009]本实用新型利用沟槽的具狭小空间的特点去容置该光学层及该保护层，因此只要使用少量的原料就能把沟槽填满，并于所述LED晶粒上形成该光学层及该保护层，进而达成大幅降低原料用量及降低制作成本的目的。
[0010]且本实用新型除了散热基座、电路单元、LED晶粒及导电元件之外，不需要使用其它元件及构件，而得以大幅降低构件、原料的使用量，及简化制程。
[0011]本实用新型的一特点在于，当于该散热基座的该沟槽上完成LED晶粒的设置，接着于LED晶粒上形成该光学层及该保护层，就能大致完成LED灯管的制作，如此省去很多不必要的制程，有效缩短制作时间、简化制程及提升良率。
[0012]本实用新型的另一特点在于，利用导电元件连接所有的LED晶粒，这样能够根据不同使用目的，而增加或缩减LED晶粒彼此之间的间距，因此能够被适当的调整LED晶粒的设置密度，而使LED灯管的亮度最佳化，同时打线接合时，由于LED晶粒与导电元件的间距也能保持在适当的距离中，因此不易发生断线问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的具桥接单元的一体化多层式LED灯管的上视图；
[0014]图1a为本实用新型的散热基座的构槽的一实施例不意图；
[0015]图1b为本实用新型的LED晶粒与导电元件的一配置型态示意图；
[0016]图2为本实用新型的具桥接单元的一体化多层式LED灯管的剖视图；
[0017]图3为本实用新型的具桥接单元的一体化多层式LED灯管的一较佳实施例示意图；
[0018]图4a为本实用新型的导电元件的一较佳实施例示意图；
[0019]图4b为本实用新型的导电元件的另一较佳实施例示意图；
[0020]图5为本实用新型的散热基座的一较佳实施例示意图；
[0021]图6为本实用新型使用多个散热基座的示意图；
[0022]图7a为本实用新型的具桥接单元的一体化多层式LED灯管的另一较佳实施例示意图；
[0023]图7b为图7a的组合立体示意图；
[0024]图8a为本实用新型应用于吸顶灯的示意图；以及
[0025]图8b为本实用新型应用于吸顶灯的立体外观图。
[0026]其中，附图标记说明如下:
[0027]10 具桥接单元的一体化多层式LED灯管
[0028]I 散热基座
[0029]2 接线
[0030]11 沟槽
[0031]111 挡墙
[0032]31 LED 晶粒
[0033]33 导电元件
[0034]331导电线路
[0035]333接合垫
[0036]335 焊球[0037]4外部导线
[0038]5电路单元
[0039]7罩盖
[0040]8扩散罩
[0041]9LED驱动单元
[0042]100光学层
[0043]200保护层
[0044]20吸顶灯
[0045]201底座
[0046]ES出光侧
【具体实施方式】
[0047]以下配合图式及元件符号对本实用新型的实施方式做更详细的说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0048]参阅图1，图1为本实用新型具桥接单元的一体化多层式LED灯管的上视图，参阅图2，图2为本实用新型具桥接单元的一体化多层式LED灯管的剖视图。如图1所示，本实用新型的具桥接单元的一体化多层式LED灯管10包含一散热基座1、至少一照明单元及至少一桥接单元。该散热基座I具有一出光侧ES，该出光侧ES上形成一沟槽11，该至少一照明单元设置于该沟槽11的底面上，又该沟槽11的两侧壁为一非垂直面，该沟槽11的两侧壁的倾斜角度各介于40至65度之间。该散热基座I利用铝材或其它具导热性的金属经挤制而成，可呈半圆形。
[0049]该至少一桥接单元设置于该沟槽11的底面上，并透过打线接合技术与该至少一照明单元构成电气连接，该至少一照明单元由多个LED晶粒31组成,该至少一桥接单元由多个导电元件33组成，所述LED晶粒31与所述导电元件33藉打线接合而构成电气连接。
[0050]其中，相对的两LED晶粒31之间设置至少一导电元件33，或相对的两导电元件33之间设置至少一 LED晶粒31，比如将一导电元件33设置于相邻的两LED晶粒31之间，或任相邻的两LED晶粒31之间皆设置一导电元件33，如图1所示。要注意的是，上述的导电元件的配置方式视实际需要而定，在此仅是说明用的实例而已，并非用以限制本实用新型的范围。较佳的，打线接合所使用的接线2为金线或其它具导电性的导线。
[0051]请再参阅图1及图2，本实用新型还包含一电路单元5，该电路单元5设于该散热基座I的该出光侧ES上，该电路单元5与所述导电元件33之间跨接有一外部导线(External connector) 4,而较佳的方式是,该电路单元5与最接近该电路单元5的导电元件33之间跨接有该外部导线(External connector) 4 。
[0052]或者，该电路单元5与所述LED晶粒31之间利用接线w直接做打线接合而构成电气连接，而较佳的方式是，该电路单元5与最接近该电路单元5的LED晶粒31做打线接合。其中，电路单元5包含正极线路及负极线路。该电路单元5可以是印刷电路板(printedcircuit board, PCB)、陶瓷电路板或其它适当的电路板。
[0053]参阅图la，为本实用新型散热基座的构槽的一实施例示意图。首先参考图1，图1中的该沟槽11概呈凹型状，但亦可设置成线性形式的该沟槽11，如图1a所示，使所述LED晶粒31与所述导电元件33成线性排列，但该沟槽11的形状视实际需要而定，在此仅是说明用的实例而已，并非用以限制本实用新型的范围。
[0054]参阅图lb，为本实用新型LED晶粒与导电元件的一配置型态示意图。首先参考图1，图1中的所述LED晶粒31与所述导电元件33的配置方式是，一 LED晶粒31接一导电元件33再接一 LED晶粒31的规则依序排列，但亦可设置成一 LED晶粒31旁接着连续两个、三个导电元件33，也可以一次连续设置多个LED晶粒31，但LED晶粒31与导电元件33的配置数目与配置方式视实际需要而定，在此仅是说明用的实例而已，并非用以限制本实用新型的范围。
[0055]其中为方便该电路单元5与所述导电元件33进行打线接合，于该沟槽11的两端中，也就该沟槽11的最靠近该电路单元5的区域中配置一个或数个导电元件33，藉以缩短导电元件33与该电路单元5的距离，以便将外部导线4跨接于导电元件33与该电路单元5之间。
[0056]如图1所示，该出光侧ES上更形成有一挡墙111，该挡墙111形成于该沟槽11之中或该沟槽11之外，当该沟槽11之中欲设置该挡墙111时，于该沟槽中11的两端分别形成出该挡墙111，此时会有两挡墙111位于该沟槽11之中，且该挡墙111跨设于所述导电元件33的最靠近该电路单元5的导电元件33，藉此，两挡墙111与沟槽11构成容置空间，一般会有两个最靠近该电路单元5的导电元件33，并利用两条外部导线4而分别与电路单元5的正极线路及负极线路构成电性连接。但该挡墙111不完全覆盖住最接近该电路单元5的两导电元件33，以使最接近该电路单元5的两导电元件33得以与该电路单元5构成电气连接。
[0057]参阅图3，图3为本实用新型具桥接单元的一体化多层式LED灯管的一较佳实施例示意图。本实用新型进一步包含一光学层100，该光学层100形成于该沟槽11中的该两挡墙111之间且覆盖住所述LED晶粒33与所述导电元件33，该光学层100用以于所述LED晶粒3发出的光线产生光学作用而得到预期的光学效果，比如混光或调整色温等的光学效果，其中该光学层100主要由荧光胶或混合有荧光胶的硅胶所组成。本实用新型进一步更包含一保护层200，覆盖于该光学层100之上，而将水气及粉尘异物阻隔在外，藉以避免该光学层100等光学元件变质劣化，其中该保护层200主要由硅胶组成。
[0058]参阅图4a，为本实用新型导电元件的一较佳实施例示意图。参阅图4b，为本实用新型导电元件的另一较佳实施例示意图。如图4a所示，导电元件33的顶部形成有一导电线路331及两接合垫(Bond Pads) 333，该两接合垫333连接于该导电线路331的两端，该两接合垫333为打线接合或焊接处，如图4a所示，图4a所显示的导电元件33较适用于LED晶粒31与导电元件33之间的连接作业，即打线接合作业。或者更可在该两接合垫333的其中之一上设置一焊球(Solder Ball)335，如图4b所示，图4b所显示的导电元件33，当中的焊球335适用于和外部导线4的连接，即焊接作业。
[0059]外部导线4是在文件墙111之外实施焊接作业，因此焊接所产生的热气或水气不会影响在挡墙111之内的所有元件，使两文件墙111之间的元件保持于良好状态下。
[0060]导电元件33具有多层结构，其中导电元件33的底层为硅芯片(Silicon Chips)、陶瓷芯片(Ceramic Chips)、玻璃芯片(Glass Chips)或其它不易产生水气或吸湿性强(non-moisture material)的芯片材质,导电元件33底层上依序形成有一钛金属(Titaniummetal)层及一招金属(Aluminum metal)层，该钛金属层及该招金属层藉由凸块制程(Bumping Process)而形成。
[0061]参阅图5，图5为本实用新型散热基座的一较佳实施例示意图。如图4所示，该沟槽11上更设置有相互配合的多个照明单元及多个桥接单元，以因应较长尺寸长度的灯管，照明单元及个桥接单元的设置方式及连接方式请参阅前文所述，在此不予赘述。
[0062]参阅图6，为本实用新型使用多个散热基座的示意图，如图6所示，本实用新型更包含同时使用多个散热基座1，以因应各种尺寸长度的灯管及各种形式的照明装置，其中每一个散热基座I亦包含照明单元及桥接单元等，详细结构请参阅前文所述，在此不予赘述。
[0063]参阅图7a，为本实用新型具桥接单元的一体化多层式LED灯管的另一较佳实施例示意图，参阅图7b,为图7a的组合立体示意图。如图7a及图7b所示,本实用新型具桥接单兀的一体化多层式LED灯管进一步一扩散罩8、一 LED驱动单兀9及一罩盖7,该LED驱动单元9设置于该散热基座I之内，用以提供一驱动电压至该电路转接板5，接着该驱动电压经该电路单元5传输至所述LED晶粒31，而驱使所述LED晶粒31发光。该扩散罩8罩盖于该散热基座I上，并与该散热基座8结合成一体。该扩散罩9呈半圆形，该扩散罩8设置于该至少一照明单兀的出光路径上。该罩盖7相对于该扩散罩8而罩设于该散热基座I的外侦U，具有保护该散热基座I的作用，并使之一体化多层式LED灯管更为美观。
[0064]参阅图8a，为本实用新型应用于吸顶灯的示意图，参阅图8b，为本实用新型应用于吸顶灯的立体外观图。如图8a及图Sb所示，本实用新型的散热基座2还可装设于如吸顶灯20 (ceiling lamp)等照明装置，如图8a所示，两个散热基座I分别设置于吸顶灯20的底座201的相对侧，LED驱动单元9则设置于两个散热基座I之间，每一个散热基座I亦包含照明单元及桥接单元等，详细结构请参阅前文所述，在此不予赘述。图8b则揭露扩散罩8的另一种形式，以搭配吸顶灯20使用。
[0065]本实用新型的散热基座I可以装设于LED灯管及吸顶灯20上，同样的也可应用于其它的照明装置中，并不为本文所述所限。
[0066]本实用新型利用沟槽的具狭小空间的特点去容置该光学层及该保护层，因此只要使用少量的原料就能把沟槽填满，并于所述LED晶粒上形成该光学层及该保护层，进而达成大幅降低原料用量及降低制作成本的目的。
[0067]本实用新型的一特点在于，当于该散热基座的该沟槽上完成LED晶粒的设置，接着于LED晶粒上形成该光学层及该保护层，就能大致完成LED灯管的制作，如此省去很多不必要的制程，有效缩短制作时间、简化制程及提升良率。
[0068]本实用新型的另一特点在于，利用导电元件连接所有的LED晶粒，这样能够根据不同使用目的，而增加或缩减LED晶粒彼此之间的间距，因此能够被适当的调整LED晶粒的设置密度，而使LED灯管的亮度最佳化，同时打线接合时，由于LED晶粒与导电元件的间距也能保持在适当的距离中，因此不易发生断线问题。
【权利要求】
1.一种具桥接单元的一体化多层式LED灯管，其特征在于，包含: 一散热基座，具有一出光侧，该出光侧上形成一沟槽； 至少一照明单元，设置于该沟槽的底面上；以及 至少一桥接单元，设置于该沟槽的底面上，透过打线接合技术与该至少一照明单元构成电气连接。
2.如权利要求1所述的具桥接单元的一体化多层式LED灯管，其特征在于，该散热基座利用铝材经挤制而成，呈半圆形。
3.如权利要求1所述的具桥接单元的一体化多层式LED灯管，其特征在于，该沟槽的两侧壁为一非垂直面，该沟槽的两侧壁的倾斜角度各介于40至65度之间。
4.如权利要求1所述的具桥接单元的一体化多层式LED灯管，其特征在于，该至少一照明单元由多个LED晶粒组成。
5.如权利要求4所述的具桥接单元的一体化多层式LED灯管，其特征在于，至少一桥接单元由多个导电元件组成，一导电元件设置于相邻的两LED晶粒之间，并藉由打线接合而构成电气连接。
6.如权利要求5所述的具桥接单元的一体化多层式LED灯管，其特征在于，该出光侧上更形成一挡墙，而当该挡墙设置于该沟槽中时，该挡墙分别形成于该沟槽中的两端，其中该挡墙跨设于该导电元件上但不完全覆盖住该导电元件。
7.如权利要求6所述的具桥接单元的一体化多层式LED灯管，其特征在于，更包含一光学层，形成于该沟槽中的该两挡墙之间且覆盖住该至少一照明单元及该至少一桥接单元，该光学层由突光胶组成。
8.如权利要求7所述的具桥接单元的一体化多层式LED灯管，其特征在于，更包含一保护层，覆盖于该光学层之上，该保护层由硅胶组成。
9.如权利要求8所述的具桥接单元的一体化多层式LED灯管，其特征在于，更包含有一电路单元，设于该散热基座的该出光侧上，该电路单元与所述导电元件中最接近该电路单元的导电元件之间连接一外部导线。
10.如权利要求5所述的具桥接单元的一体化多层式LED灯管，其特征在于，该导电元件的顶部形成有一导电线路及两接合垫，该两接合垫连接于该导电线路的两端。
11.如权利要求10所述的具桥接单元的一体化多层式LED灯管，其特征在于，该两接合垫的其中之一上设置一焊球。
12.如权利要求11所述的具桥接单元的一体化多层式LED灯管，其特征在于，该导电元件包含多层结构，该导电元件的底层为硅晶圆、陶瓷芯片或玻璃芯片，于该导电元件底层向上依序形成有一钛金属层及一铝金属层，该钛金属层及该铝金属层藉由凸块制程而形成。
13.如权利要求1所述的具桥接单元的一体化多层式LED灯管，其特征在于，进一步有一扩散罩，呈半圆形，与该散热基座结合成一体，该扩散罩设置于该至少一照明单元的出光路径上。
14.如权利要求1所述的具桥接单元的一体化多层式LED灯管，其特征在于，该沟槽上更设置有多个照明单元及多个桥接单元。
【文档编号】F21Y101/02GK203395643SQ201320231361
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年5月2日 优先权日:2013年5月2日
【发明者】胡仲孚, 吴永富, 刘奎江 申请人:盈胜科技股份有限公司