專利名稱：用于直接照明和間接照明的照明裝置的制作方法
技術領域：
本發明通常涉及的是照明裝置并且更具體地涉及的是使用發光二極管(LED)的照明裝置。
背景技術：
對于一些照明應用(例如，家庭照明)而言，直接照明和間接照明具有不同的目的。例如，直接照明用于閱讀，而間接照明用于提供舒適的氛圍。現今，更多的發光二極管(LED)被用于許多種照明應用，包括家庭照明。帶有不同布局的分離照明裝置提供了使用LED的直接照明和間接照明，其既昂貴又不方便
發明內容
為了解決現有技術中所存在的問題，根據本發明的一個方面，提供了一種裝置，包括至少一個散熱片；以及至少兩個發光二極管LED模塊，位于所述至少一個散熱片上，其中，所述至少兩個LED模塊以不同方向安裝在所述至少一個散熱片上，使得所述至少兩個LED模塊中的第一 LED模塊為了直接照明而大體上在第一方向上發光，而所述至少兩個LED模塊中的第二 LED模塊則為了通過在表面上的反射所形成的間接照明而大體上在第二方向上發光。在該照明裝置中，所述表面是天花板；或者所述第一方向和所述第二方向是彼此相反的方向。在該照明裝置中，所述至少兩個LED模塊中的每個LED模塊都包括基板和安裝在所述基板上的LED芯片。在該照明裝置中，每個LED模塊進一步包括印刷電路板PCB，并且所述基板安裝在所述PCB上。在該照明裝置中，所述PCB包括金屬芯PCB ;或者每個LED模塊進一步包括封裝所述LED芯片的LED透鏡；或者熱脂材料接合所述PCB和所述散熱片。在該照明裝置中，大體上在第一方向上發光的所述至少兩個LED模塊的多個LED模塊被布置在所述照明裝置的外側區域上，并且大體上在第二方向上發光的所述至少兩個LED模塊的多個LED模塊被布置在所述照明裝置的內側區域上；或者所述照明裝置進一步包括封閉所述至少兩個LED模塊的至少一個光罩。根據本發明的另一方面，提供了一種制造照明裝置的方法，包括為了形成至少兩個LED模塊，將至少兩個發光二極管LED芯片安裝在基板上；以及將至少兩個LED模塊以不同方向安裝在至少一個散熱片上，使得所述至少兩個LED模塊中的第一 LED模塊為了直接照明而大體上在第一方向上發光，而所述至少兩個LED模塊中的第二 LED模塊則為了通過在表面上的反射所形成的間接照明而大體上在第二方向上發光。該方法進一步包括在印刷電路板PCB上安裝基板；或者進一步包括利用LED透鏡封裝所述LED ;或者通過施加熱脂材料將所述至少兩個LED模塊安裝在所述至少一個散熱片上；或者所述第一方向和所述第二方向是彼此相反的方向。該方法進一步包括將大體上在第一方向上發光的所述至少兩個LED模塊的多個LED模塊布置在所述照明裝置的外側區域上；或者將大體上在第二方向上發光的所述至少兩個LED模塊的多個LED模塊布置在所述照明裝置的內側區域上；或者利用至少一個光罩封閉所述至少兩個LED模塊。根據本發明的又一方面，提供了一種照明裝置，包括至少一個散熱片至少兩個發光二極管LED模塊，被安裝在所述至少一個散熱片上，以及至少一個光罩，封閉所述至少兩個LED模塊，其中，所述至少兩個LED模塊以不同方向安裝在至少一個散熱片上，使得所述至少兩個LED模塊中的第一 LED模塊為了直接照明而大體上在第一方向上發光，而所述至少兩個LED模塊中的第二 LED模塊則為了通過在表面上的反射所形成的間接照明而大體上在第二方向上發光，所述第一方向與所述第二方向相反。


現將結合附圖所進行的描述作為參考，其中圖IA是根據一些實施例的示例性照明裝置的截面圖；圖IB是根據一些實施例用于圖I中的照明裝置的示例性發光二極管(LED)模塊的截面圖；圖IC是根據一些實施例的另一個示例性照明裝置的截面圖；圖2A-2E是根據一些實施例的示例性照明裝置布局的二維視圖；以及圖3A-3C是根據一些實施例的圖I中的照明裝置在各個制造階段中的示意圖。
具體實施例方式下面，詳細討論本發明各實施例的制造和使用。然而，應該理解，本發明提供了許多可以在各種具體環境中實現的可應用的概念。所討論的具體實施例僅僅示出了制造和使用本發明的具體方式，而不用于限制本發明的范圍。圖IA是根據一些實施例的示例性照明裝置100的截面圖。照明裝置100包括LED模塊102a和102b。一些LED模塊102a成角度地安裝在散熱片IlOa上，從而通過LED模塊102a提供由光在表面(諸如，天花板107)上的反射所形成的間接照明。其他LED模塊102b被安裝在散熱片IlOb上，從而通過LED模塊102b提供直接照明108。為了大體上以不同方向(但不必須以相反方向)發光，通常可以(例如，在散熱片IlOa和IlOb上)安裝LED 模塊 102a 和 102b。使用光罩103a和103b來覆蓋(封裝)LED模塊102a和102b。光罩103a和103b可以具有任意形狀和顏色，根據應用方式，該光罩可以是透明的、半透明的或部分透明的等等。根據外觀和機械設計，散熱片IlOa和IlOb可以是整體的或是由多個部分結合而成的(通過接合或通過其他機械方式)。可以通過散熱片110和IlOb的不同形狀(例如，圓形、方形、矩形、環形、帶形等)的各種布置來實現良好的熱管理。可以各種方式(例如，懸掛在天花板上，安裝在柱子上或支架上(未示出)等)機械地固定照明裝置100。安裝在不同方向上的帶有LED模塊102a和102b的照明裝置100適用于多方向的照明應用。圖I所示的雙面設計尤其適用于從兩面發光，例如，用于直接的照明應用和間接的照明應用。可以利用各種順序算法(sequential algorithm)來接通或關斷LED模塊102a和102b。例如，可以根據以下表格來控制照明序列。
序列直接間接
I IS —2 HH- I WMIf
4 關斷關斷表格I
根據表格1，在序列的第一設定中，只有直接照明LED模塊(例如，102b)被接通，例如，利用開關或按鈕操作。在序列的第二設定中，只有間接照明LED模塊(102a)被接通。在序列的第三設定中，兩者都接通，而在序列的第四設定中兩者都被關斷。序列中設定的操作可以存在許多變型方式。例如，在序列中可以存在比表格I中的僅四個設定更多的設定，并且控制單元可以是不同的(例如，可以分開控制一半的直接照明LED模塊和另一半的直接照明LED模塊，等)。圖IB是根據一些實施例用于圖IA中的照明裝置的示例性發光二極管(LED)模塊的截面圖。LED芯片114安裝在基板116上，該芯片和基板依次地安裝在集成電路板(PCB) 118上。LED透鏡112封裝LED芯片114。LED芯片114可以是包括不同材料的任意顏色的LED。例如，LED芯片可以包括用于藍色/綠色的GaN、用于黃色/紅色的AlInGaP等。LED芯片114可以具有不同厚度(例如，大約IOOii m，然而該厚度也可以厚于或薄于IOOum)的不同尺寸(例如，大約為4X4mm2的尺寸或可以是更大或更小的尺寸)。基板116可以包括硅、陶瓷或其他任意適當的材料。在一些實施例中，可以基于硅工藝來制造帶有LED或其他檢測電路的復雜的集成電路。基板116可以具有不同的厚度，例如，大約400 iim (但可以更厚或更薄)。基板116被安裝在PCB 118上。在各個實施例中，可以使用不同的PCB，例如，包括FR-4的PCB、A1基金屬型芯PCB (MCPCB)或Cu基MCPCB或任意其他種類的PCB。PCB使LED模塊的安裝更簡單并且提供了有效的導熱功能。散熱片IlOa和IlOb可以包括Al、Cu、Ag、Fe、其任意組合或任意其他適當的材料。散熱片IIOa和IlOb的尺寸取決于規格(例如，多大功率或熱量、溫度要求等)。例如，在一些實施例中IOW的LED源需要大于3000mm2的散熱。圖IC是根據一些實施例的另一個示例性照明裝置101的截面圖。對于照明裝置101而言，LED模塊102a安裝在散熱片IlOc上，而LED模塊102b安裝在散熱片IlOd上。散熱片IlOc和IlOd在彼此的背面接合，為了不同方向的照明(例如，為了直接照明108并且也為了通過在另一個未示出的表面(諸如，天花板)上的反射而形成的間接照明106)，LED模塊102a和102b面向相反的方向。圖2A-2E是根據一些實施例的示例性照明裝置布局的二維視圖。外側的LED模塊202被布置成環形，而內側的LED模塊204布置成在中央集中的方形陣列。為了不同的照明方向(例如，為了直接照明和間接照明)，外側的LED模塊202被安裝在相對的面上。在圖2B中，也可以環形布置比圖2A中數量更多的外側的LED模塊，而與圖2A相比，內側的LED模塊208更加分散地布置成方形陣列。 在圖2C中，外側的LED模塊210也被布置成環形，而內側的LED模塊212則被布置成圓環的圖案。在圖2D中，外側的LED模塊214被布置成方形帶狀，而內側的LED模塊216被布置成方形陣列。在圖2E中，外側LED模塊218在兩個相對的邊緣上被布置成線形，而內側的LED模塊220被布置成方形陣列。在圖2A-2E的實例中，為了不同的照明方向(例如，為了直接照明和間接照明)，內側LED模塊和外側LED模塊都被布置在相對的面上。為了不同的照明方向，可以改變布置方案并且能夠對LED模塊進行不同的混合。例如，為了與內側的LED模塊204的剩余照明方向不同的照明方向(即，與外側的LED模塊202的照明方向相同)，可以將部分內側的LED模塊204安裝在與外側的LED模塊202相同的面上。為了不同的布置方式，可以存在許多其他帶有不同形狀(諸如，三角形、矩形、橢圓形、星形等)的變型例。·圖3A-3C是根據一些實施例的圖IA中的照明裝置在各個制造階段中的示意圖。在圖3A中，LED模塊102被安裝在PCB 118上。可以在該步驟中使用表面安裝技術(SMT)，例如，焊接。LED模塊102包括LED芯片114，基板(安裝配件)116以及LED透鏡112。在該步驟之前，例如，LED芯片通過焊接接合(安裝)在基板116上。既可以在該步驟之前也可以在該步驟之后形成(模制)LED透鏡112。在圖3B中，LED模塊102a被安裝在散熱片IlOa上，而LED模塊102b以不同的(例如，相反的)方向安裝在散熱片IlOb上。通過使用了具有良好熱導性的散熱材料(諸如，熱脂層、散熱焊盤或其他適當的熱界面材料)的熱界面層(未示出)接合LED模塊102a和102b。根據外觀和機械設計，散熱片IlOa和IlOb可以是整體的或由多個部分結合而成的(通過接合或通過其他機械方式)。例如，該熱脂可以是陶瓷基的、金屬基的、碳基的、液態金屬基的等等。陶瓷基熱脂是懸浮在液體或膠狀硅化合物中的陶瓷粉末，可以被稱為硅膏或硅熱化合物，例如，氧化鈹、氮化鋁、氧化鋁、氧化鋅以及二氧化硅。金屬基的熱脂可以包括金剛石粉末或短碳纖維。液態金屬基的熱脂包括，例如鎵的液態金屬合金。在圖3C中，LED模塊102a和102b被光罩103a和103b覆蓋，該光罩具有任意形狀和顏色，并且根據應用方式可以是透明的、半透明的或部分透明的等等。光罩103a和103b可以包括塑料、玻璃材料或任意其他適當材料。根據一些實施例，照明裝置包括至少一個散熱片。在該至少一個散熱片上安裝了至少兩個發光二極管(LED)模塊。該至少兩個LED模塊以不同方向安裝在至少一個散熱片上，使得至少兩個LED模塊中的第一 LED模塊為了直接照明而大體上在第一方向上發光，而至少兩個LED模塊中的第二 LED模塊則為了通過在表面上的反射而形成的間接照明而大體上在第二方向上發光。根據一些實施例，制造照明裝置的方法包括為了形成至少兩個LED模塊，將至少兩個發光二極管(LED)芯片安裝在基板上。將至少兩個LED模塊以不同方向安裝在至少一個散熱片上，使得至少兩個LED模塊中的第一 LED模塊為了直接照明而大體上在第一方向上發光，而至少兩個LED模塊中的第二 LED模塊則為了通過在表面上的反射形成的間接照明而大體上在第二方向上發光。本領域的技術人員將理解，本發明可以存在許多實施例變型。盡管已經詳細地描述了本發明及其優勢，但應該理解，可以在不背離所附權利要求限定的本發明主旨和范圍的情況下，做各種不同的改變，替換和更改。而且，本申請的范圍并不僅限于本說明書中描述的工藝、機器、制造、材料組分、裝置、方法和步驟的特定實施例。作為本領域普通技術人員應理解，通過本發明，現有的或今后開發的用于執行與根據本發明所采用的所述相應實施例基本相同的功能或獲得基本相同結果的工藝、機器、制造，材料組分、裝置、方法或步驟根據本發明可以被使用。上述方法實施例示出了示例性的步驟，但是沒有必要按照所示順序執行這些步 驟。根據本發明的實施例的主旨和范圍，可以適當地對這些步驟進行添加、替換、改變順序和/或刪除。結合了不同權利要求和/或不同實施例的實施例都處在本發明的范圍內并且在閱讀完本發明之后，其對本領域的技術人員是顯而易見的。
權利要求
1.一種裝置，包括 至少一個散熱片；以及 至少兩個發光二極管LED模塊，位于所述至少一個散熱片上， 其中，所述至少兩個LED模塊以不同方向安裝在所述至少一個散熱片上，使得所述至少兩個LED模塊中的第一 LED模塊為了直接照明而大體上在第一方向上發光，而所述至少兩個LED模塊中的第二 LED模塊則為了通過在表面上的反射所形成的間接照明而大體上在第二方向上發光。
2.根據權利要求I所述的照明裝置，其中，所述表面是天花板；或者 所述第一方向和所述第二方向是彼此相反的方向。
3.根據權利要求I所述的照明裝置，其中，所述至少兩個LED模塊中的每個LED模塊都包括基板和安裝在所述基板上的LED芯片。
4.根據權利要求3所述的照明裝置，其中，每個LED模塊進一步包括印刷電路板PCB，并且所述基板安裝在所述PCB上。
5.根據權利要求4所述的照明裝置，其中，所述PCB包括金屬芯PCB;或者 每個LED模塊進一步包括封裝所述LED芯片的LED透鏡；或者 熱脂材料接合所述PCB和所述散熱片。
6.根據權利要求I所述的照明裝置，其中，大體上在第一方向上發光的所述至少兩個LED模塊的多個LED模塊被布置在所述照明裝置的外側區域上，并且大體上在第二方向上發光的所述至少兩個LED模塊的多個LED模塊被布置在所述照明裝置的內側區域上；或者 所述照明裝置進一步包括封閉所述至少兩個LED模塊的至少一個光罩。
7.—種制造照明裝置的方法，包括為了形成至少兩個LED模塊，將至少兩個發光二極管LED芯片安裝在基板上；以及將至少兩個LED模塊以不同方向安裝在至少一個散熱片上，使得所述至少兩個LED模塊中的第一 LED模塊為了直接照明而大體上在第一方向上發光，而所述至少兩個LED模塊中的第二 LED模塊則為了通過在表面上的反射所形成的間接照明而大體上在第二方向上發光。
8.根據權利要求7所述的方法，進一步包括在印刷電路板PCB上安裝基板；或者 進一步包括利用LED透鏡封裝所述LED ;或者 通過施加熱脂材料將所述至少兩個LED模塊安裝在所述至少一個散熱片上；或者 所述第一方向和所述第二方向是彼此相反的方向。
9.根據權利要求7所述的方法，進一步包括將大體上在第一方向上發光的所述至少兩個LED模塊的多個LED模塊布置在所述照明裝置的外側區域上；或者 將大體上在第二方向上發光的所述至少兩個LED模塊的多個LED模塊布置在所述照明裝置的內側區域上；或者 利用至少一個光罩封閉所述至少兩個LED模塊。
10.一種照明裝置，包括 至少一個散熱片 至少兩個發光二極管LED模塊，被安裝在所述至少一個散熱片上，以及 至少一個光罩，封閉所述至少兩個LED模塊，其中，所述至少兩個LED模塊以不同方向安裝在至少一個散熱片上，使得所述至少兩個LED模塊中的第一 LED模塊為了直接照明而大體上在第一方向上發光，而所述至少兩個LED模塊中的第二 LED模塊則為了通過在表面上的反射 所形成的間接照明而大體上在第二方向上發光，所述第一方向與所述第二方向相反。
全文摘要
一種照明裝置包括至少一個散熱片。至少兩個發光二極管(LED)模塊被安裝在至少一個散熱片上。該至少兩個LED模塊以不同方向安裝在至少一個散熱片上，使得至少兩個LED模塊中的第一LED模塊為了直接照明而大體上在第一方向上發光，而至少兩個LED模塊中的第二LED模塊則為了通過在表面上的反射所形成的間接照明而大體上在第二方向上發光。本發明還公開了一種用于直接照明和間接照明的照明裝置。
文檔編號F21V7/00GK102954368SQ20121025190
公開日2013年3月6日 申請日期2012年7月19日 優先權日2011年8月12日
發明者葉偉毓, 柯佩雯 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司