具橋接單元的一體化多層式led燈管的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種具橋接單元的一體化多層式LED燈管，包含散熱基座、照明單元及橋接單元，散熱基座上形成出溝槽，溝槽的底面設置由多個LED晶粒組成的照明單元及由多個導電元件組成的橋接單元，本實用新型更于溝槽中形成光學層及保護層，本實用新型利用導電元件連接所有的LED晶粒，如此可根據不同使用目的，而增加或縮減LED晶粒彼此之間的間距，使LED晶粒的設置密度具彈性，而使LED燈管的亮度最佳化，且溝槽上將LED晶粒設置完成后，并于LED晶粒上形成該光學層及該保護層等制程后，就大致完成LED燈管的制作，因此省去很多不必要的制程，而達成有效縮短制作時間及降低制作成本的目的。
【專利說明】具橋接單元的一體化多層式LED燈管
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種LED燈管，尤其是一種具橋接單元的一體化多層式LED燈管。【背景技術】
[0002]發光二極管(Light emitting diode,LED)具有低耗能、使用壽命長、體積小、與反應快等特點，且近年來其技術的發展可說是日趨成熟，故已逐漸地取代傳統的燈具，尤其是將LED應用在使用量最大的日光燈管方面，即LED燈管，更是目前業界研究的主流課題。
[0003]現有的燈管式LED燈具主要包括:一燈管、一散熱板、一電路板、多個LED發光元件及二導電端蓋。散熱板置入燈管內，電路板貼接于散熱板上，多個LED發光元件電性連接電路板。
[0004]組裝時，必須先將LED發光元件電性焊接在電路板上，再將LED發光元件與電路板的元件固定至散熱板上。上述中所提到的構件都是已制作完成的成品，其中的LED發光元件是經由上游的晶圓制作、中游的晶粒制作及下游的晶粒封裝等多道制程才能被一一的制作出來。另外電路板則是通過貼附蝕刻阻劑(壓膜或涂布)，經過曝光顯影、蝕刻等多道制程后而制作出來。
實用新型內容
[0005]現有燈管式LED燈具中的LED發光元件及電路板都是使用經由經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發光元件及電路板，并不是為LED燈管量身打造的制程，實際上LED發光元件及電路板中的許多結構與LED燈管無關，但卻會造成LED燈管制作成本無法降低，也浪費了許多原料及元件。
[0006]以LED發光元件的制作為例，上游廠將晶圓成型后，將晶圓運送給中游廠以成型晶粒，最后再交由下游廠封裝晶粒，下游廠封裝晶粒針對每一個晶粒一一的封裝導線架及熒光膠等原料及構件，而晶粒皆需封裝，因此封裝時就必須使用到大量的原料及大量的構件。此外，現有的LED發光元件的制程，還必須考慮上、中、下游間的運送成本及運送中造成晶粒受損的問題。因此，現有技術存有制程過于繁復、制作成本高、制作時間過長且良率等問題。
[0007]本實用新型的主要目的在于提供一種具橋接單元的一體化多層式LED燈管，包含一散熱基座，具有一出光側，該出光側上形成一溝槽；至少一照明單兀，設置于該溝槽的底面上；至少一橋接單元，設置于該溝槽的底面上，透過打線接合技術與該至少一照明單元構成電氣連接。
[0008]本實用新型進一步包含一光學層，覆蓋于該至少一照明單元與該至少一照明單元之上；一保護層，覆蓋于該光學層之上。該至少一照明單元由多個LED晶粒組成，而至少一橋接單元由多個導電元件組成，一導電元件設置于相鄰的兩LED晶粒之間，并藉由打線接合而構成電氣連接。
[0009]本實用新型利用溝槽的具狹小空間的特點去容置該光學層及該保護層，因此只要使用少量的原料就能把溝槽填滿，并于所述LED晶粒上形成該光學層及該保護層，進而達成大幅降低原料用量及降低制作成本的目的。
[0010]且本實用新型除了散熱基座、電路單元、LED晶粒及導電元件之外，不需要使用其它元件及構件，而得以大幅降低構件、原料的使用量，及簡化制程。
[0011]本實用新型的一特點在于，當于該散熱基座的該溝槽上完成LED晶粒的設置，接著于LED晶粒上形成該光學層及該保護層，就能大致完成LED燈管的制作，如此省去很多不必要的制程，有效縮短制作時間、簡化制程及提升良率。
[0012]本實用新型的另一特點在于，利用導電元件連接所有的LED晶粒，這樣能夠根據不同使用目的，而增加或縮減LED晶粒彼此之間的間距，因此能夠被適當的調整LED晶粒的設置密度，而使LED燈管的亮度最佳化，同時打線接合時，由于LED晶粒與導電元件的間距也能保持在適當的距離中，因此不易發生斷線問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的具橋接單元的一體化多層式LED燈管的上視圖；
[0014]圖1a為本實用新型的散熱基座的構槽的一實施例不意圖；
[0015]圖1b為本實用新型的LED晶粒與導電元件的一配置型態示意圖；
[0016]圖2為本實用新型的具橋接單元的一體化多層式LED燈管的剖視圖；
[0017]圖3為本實用新型的具橋接單元的一體化多層式LED燈管的一較佳實施例示意圖；
[0018]圖4a為本實用新型的導電元件的一較佳實施例示意圖；
[0019]圖4b為本實用新型的導電元件的另一較佳實施例示意圖；
[0020]圖5為本實用新型的散熱基座的一較佳實施例示意圖；
[0021]圖6為本實用新型使用多個散熱基座的示意圖；
[0022]圖7a為本實用新型的具橋接單元的一體化多層式LED燈管的另一較佳實施例示意圖；
[0023]圖7b為圖7a的組合立體示意圖；
[0024]圖8a為本實用新型應用于吸頂燈的示意圖；以及
[0025]圖8b為本實用新型應用于吸頂燈的立體外觀圖。
[0026]其中，附圖標記說明如下:
[0027]10 具橋接單元的一體化多層式LED燈管
[0028]I 散熱基座
[0029]2 接線
[0030]11 溝槽
[0031]111 擋墻
[0032]31 LED 晶粒
[0033]33 導電元件
[0034]331導電線路
[0035]333接合墊
[0036]335 焊球[0037]4外部導線
[0038]5電路單元
[0039]7罩蓋
[0040]8擴散罩
[0041]9LED驅動單元
[0042]100光學層
[0043]200保護層
[0044]20吸頂燈
[0045]201底座
[0046]ES出光側
【具體實施方式】
[0047]以下配合圖式及元件符號對本實用新型的實施方式做更詳細的說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
[0048]參閱圖1，圖1為本實用新型具橋接單元的一體化多層式LED燈管的上視圖，參閱圖2，圖2為本實用新型具橋接單元的一體化多層式LED燈管的剖視圖。如圖1所示，本實用新型的具橋接單元的一體化多層式LED燈管10包含一散熱基座1、至少一照明單元及至少一橋接單元。該散熱基座I具有一出光側ES，該出光側ES上形成一溝槽11，該至少一照明單元設置于該溝槽11的底面上，又該溝槽11的兩側壁為一非垂直面，該溝槽11的兩側壁的傾斜角度各介于40至65度之間。該散熱基座I利用鋁材或其它具導熱性的金屬經擠制而成，可呈半圓形。
[0049]該至少一橋接單元設置于該溝槽11的底面上，并透過打線接合技術與該至少一照明單元構成電氣連接，該至少一照明單元由多個LED晶粒31組成,該至少一橋接單元由多個導電元件33組成，所述LED晶粒31與所述導電元件33藉打線接合而構成電氣連接。
[0050]其中，相對的兩LED晶粒31之間設置至少一導電元件33，或相對的兩導電元件33之間設置至少一 LED晶粒31，比如將一導電元件33設置于相鄰的兩LED晶粒31之間，或任相鄰的兩LED晶粒31之間皆設置一導電元件33，如圖1所示。要注意的是，上述的導電元件的配置方式視實際需要而定，在此僅是說明用的實例而已，并非用以限制本實用新型的范圍。較佳的，打線接合所使用的接線2為金線或其它具導電性的導線。
[0051]請再參閱圖1及圖2，本實用新型還包含一電路單元5，該電路單元5設于該散熱基座I的該出光側ES上，該電路單元5與所述導電元件33之間跨接有一外部導線(External connector) 4,而較佳的方式是,該電路單元5與最接近該電路單元5的導電元件33之間跨接有該外部導線(External connector) 4 。
[0052]或者，該電路單元5與所述LED晶粒31之間利用接線w直接做打線接合而構成電氣連接，而較佳的方式是，該電路單元5與最接近該電路單元5的LED晶粒31做打線接合。其中，電路單元5包含正極線路及負極線路。該電路單元5可以是印刷電路板(printedcircuit board, PCB)、陶瓷電路板或其它適當的電路板。
[0053]參閱圖la，為本實用新型散熱基座的構槽的一實施例示意圖。首先參考圖1，圖1中的該溝槽11概呈凹型狀，但亦可設置成線性形式的該溝槽11，如圖1a所示，使所述LED晶粒31與所述導電元件33成線性排列，但該溝槽11的形狀視實際需要而定，在此僅是說明用的實例而已，并非用以限制本實用新型的范圍。
[0054]參閱圖lb，為本實用新型LED晶粒與導電元件的一配置型態示意圖。首先參考圖1，圖1中的所述LED晶粒31與所述導電元件33的配置方式是，一 LED晶粒31接一導電元件33再接一 LED晶粒31的規則依序排列，但亦可設置成一 LED晶粒31旁接著連續兩個、三個導電元件33，也可以一次連續設置多個LED晶粒31，但LED晶粒31與導電元件33的配置數目與配置方式視實際需要而定，在此僅是說明用的實例而已，并非用以限制本實用新型的范圍。
[0055]其中為方便該電路單元5與所述導電元件33進行打線接合，于該溝槽11的兩端中，也就該溝槽11的最靠近該電路單元5的區域中配置一個或數個導電元件33，藉以縮短導電元件33與該電路單元5的距離，以便將外部導線4跨接于導電元件33與該電路單元5之間。
[0056]如圖1所示，該出光側ES上更形成有一擋墻111，該擋墻111形成于該溝槽11之中或該溝槽11之外，當該溝槽11之中欲設置該擋墻111時，于該溝槽中11的兩端分別形成出該擋墻111，此時會有兩擋墻111位于該溝槽11之中，且該擋墻111跨設于所述導電元件33的最靠近該電路單元5的導電元件33，藉此，兩擋墻111與溝槽11構成容置空間，一般會有兩個最靠近該電路單元5的導電元件33，并利用兩條外部導線4而分別與電路單元5的正極線路及負極線路構成電性連接。但該擋墻111不完全覆蓋住最接近該電路單元5的兩導電元件33，以使最接近該電路單元5的兩導電元件33得以與該電路單元5構成電氣連接。
[0057]參閱圖3，圖3為本實用新型具橋接單元的一體化多層式LED燈管的一較佳實施例示意圖。本實用新型進一步包含一光學層100，該光學層100形成于該溝槽11中的該兩擋墻111之間且覆蓋住所述LED晶粒33與所述導電元件33，該光學層100用以于所述LED晶粒3發出的光線產生光學作用而得到預期的光學效果，比如混光或調整色溫等的光學效果，其中該光學層100主要由熒光膠或混合有熒光膠的硅膠所組成。本實用新型進一步更包含一保護層200，覆蓋于該光學層100之上，而將水氣及粉塵異物阻隔在外，藉以避免該光學層100等光學元件變質劣化，其中該保護層200主要由硅膠組成。
[0058]參閱圖4a，為本實用新型導電元件的一較佳實施例示意圖。參閱圖4b，為本實用新型導電元件的另一較佳實施例示意圖。如圖4a所示，導電元件33的頂部形成有一導電線路331及兩接合墊(Bond Pads) 333，該兩接合墊333連接于該導電線路331的兩端，該兩接合墊333為打線接合或焊接處，如圖4a所示，圖4a所顯示的導電元件33較適用于LED晶粒31與導電元件33之間的連接作業，即打線接合作業。或者更可在該兩接合墊333的其中之一上設置一焊球(Solder Ball)335，如圖4b所示，圖4b所顯示的導電元件33，當中的焊球335適用于和外部導線4的連接，即焊接作業。
[0059]外部導線4是在文件墻111之外實施焊接作業，因此焊接所產生的熱氣或水氣不會影響在擋墻111之內的所有元件，使兩文件墻111之間的元件保持于良好狀態下。
[0060]導電元件33具有多層結構，其中導電元件33的底層為硅芯片(Silicon Chips)、陶瓷芯片(Ceramic Chips)、玻璃芯片(Glass Chips)或其它不易產生水氣或吸濕性強(non-moisture material)的芯片材質,導電元件33底層上依序形成有一鈦金屬(Titaniummetal)層及一招金屬(Aluminum metal)層，該鈦金屬層及該招金屬層藉由凸塊制程(Bumping Process)而形成。
[0061]參閱圖5，圖5為本實用新型散熱基座的一較佳實施例示意圖。如圖4所示，該溝槽11上更設置有相互配合的多個照明單元及多個橋接單元，以因應較長尺寸長度的燈管，照明單元及個橋接單元的設置方式及連接方式請參閱前文所述，在此不予贅述。
[0062]參閱圖6，為本實用新型使用多個散熱基座的示意圖，如圖6所示，本實用新型更包含同時使用多個散熱基座1，以因應各種尺寸長度的燈管及各種形式的照明裝置，其中每一個散熱基座I亦包含照明單元及橋接單元等，詳細結構請參閱前文所述，在此不予贅述。
[0063]參閱圖7a，為本實用新型具橋接單元的一體化多層式LED燈管的另一較佳實施例示意圖，參閱圖7b,為圖7a的組合立體示意圖。如圖7a及圖7b所示,本實用新型具橋接單兀的一體化多層式LED燈管進一步一擴散罩8、一 LED驅動單兀9及一罩蓋7,該LED驅動單元9設置于該散熱基座I之內，用以提供一驅動電壓至該電路轉接板5，接著該驅動電壓經該電路單元5傳輸至所述LED晶粒31，而驅使所述LED晶粒31發光。該擴散罩8罩蓋于該散熱基座I上，并與該散熱基座8結合成一體。該擴散罩9呈半圓形，該擴散罩8設置于該至少一照明單兀的出光路徑上。該罩蓋7相對于該擴散罩8而罩設于該散熱基座I的外偵U，具有保護該散熱基座I的作用，并使之一體化多層式LED燈管更為美觀。
[0064]參閱圖8a，為本實用新型應用于吸頂燈的示意圖，參閱圖8b，為本實用新型應用于吸頂燈的立體外觀圖。如圖8a及圖Sb所示，本實用新型的散熱基座2還可裝設于如吸頂燈20 (ceiling lamp)等照明裝置，如圖8a所示，兩個散熱基座I分別設置于吸頂燈20的底座201的相對側，LED驅動單元9則設置于兩個散熱基座I之間，每一個散熱基座I亦包含照明單元及橋接單元等，詳細結構請參閱前文所述，在此不予贅述。圖8b則揭露擴散罩8的另一種形式，以搭配吸頂燈20使用。
[0065]本實用新型的散熱基座I可以裝設于LED燈管及吸頂燈20上，同樣的也可應用于其它的照明裝置中，并不為本文所述所限。
[0066]本實用新型利用溝槽的具狹小空間的特點去容置該光學層及該保護層，因此只要使用少量的原料就能把溝槽填滿，并于所述LED晶粒上形成該光學層及該保護層，進而達成大幅降低原料用量及降低制作成本的目的。
[0067]本實用新型的一特點在于，當于該散熱基座的該溝槽上完成LED晶粒的設置，接著于LED晶粒上形成該光學層及該保護層，就能大致完成LED燈管的制作，如此省去很多不必要的制程，有效縮短制作時間、簡化制程及提升良率。
[0068]本實用新型的另一特點在于，利用導電元件連接所有的LED晶粒，這樣能夠根據不同使用目的，而增加或縮減LED晶粒彼此之間的間距，因此能夠被適當的調整LED晶粒的設置密度，而使LED燈管的亮度最佳化，同時打線接合時，由于LED晶粒與導電元件的間距也能保持在適當的距離中，因此不易發生斷線問題。
【權利要求】
1.一種具橋接單元的一體化多層式LED燈管，其特征在于，包含: 一散熱基座，具有一出光側，該出光側上形成一溝槽； 至少一照明單元，設置于該溝槽的底面上；以及 至少一橋接單元，設置于該溝槽的底面上，透過打線接合技術與該至少一照明單元構成電氣連接。
2.如權利要求1所述的具橋接單元的一體化多層式LED燈管，其特征在于，該散熱基座利用鋁材經擠制而成，呈半圓形。
3.如權利要求1所述的具橋接單元的一體化多層式LED燈管，其特征在于，該溝槽的兩側壁為一非垂直面，該溝槽的兩側壁的傾斜角度各介于40至65度之間。
4.如權利要求1所述的具橋接單元的一體化多層式LED燈管，其特征在于，該至少一照明單元由多個LED晶粒組成。
5.如權利要求4所述的具橋接單元的一體化多層式LED燈管，其特征在于，至少一橋接單元由多個導電元件組成，一導電元件設置于相鄰的兩LED晶粒之間，并藉由打線接合而構成電氣連接。
6.如權利要求5所述的具橋接單元的一體化多層式LED燈管，其特征在于，該出光側上更形成一擋墻，而當該擋墻設置于該溝槽中時，該擋墻分別形成于該溝槽中的兩端，其中該擋墻跨設于該導電元件上但不完全覆蓋住該導電元件。
7.如權利要求6所述的具橋接單元的一體化多層式LED燈管，其特征在于，更包含一光學層，形成于該溝槽中的該兩擋墻之間且覆蓋住該至少一照明單元及該至少一橋接單元，該光學層由突光膠組成。
8.如權利要求7所述的具橋接單元的一體化多層式LED燈管，其特征在于，更包含一保護層，覆蓋于該光學層之上，該保護層由硅膠組成。
9.如權利要求8所述的具橋接單元的一體化多層式LED燈管，其特征在于，更包含有一電路單元，設于該散熱基座的該出光側上，該電路單元與所述導電元件中最接近該電路單元的導電元件之間連接一外部導線。
10.如權利要求5所述的具橋接單元的一體化多層式LED燈管，其特征在于，該導電元件的頂部形成有一導電線路及兩接合墊，該兩接合墊連接于該導電線路的兩端。
11.如權利要求10所述的具橋接單元的一體化多層式LED燈管，其特征在于，該兩接合墊的其中之一上設置一焊球。
12.如權利要求11所述的具橋接單元的一體化多層式LED燈管，其特征在于，該導電元件包含多層結構，該導電元件的底層為硅晶圓、陶瓷芯片或玻璃芯片，于該導電元件底層向上依序形成有一鈦金屬層及一鋁金屬層，該鈦金屬層及該鋁金屬層藉由凸塊制程而形成。
13.如權利要求1所述的具橋接單元的一體化多層式LED燈管，其特征在于，進一步有一擴散罩，呈半圓形，與該散熱基座結合成一體，該擴散罩設置于該至少一照明單元的出光路徑上。
14.如權利要求1所述的具橋接單元的一體化多層式LED燈管，其特征在于，該溝槽上更設置有多個照明單元及多個橋接單元。
【文檔編號】F21Y101/02GK203395643SQ201320231361
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年5月2日 優先權日:2013年5月2日
【發明者】胡仲孚, 吳永富, 劉奎江 申請人:盈勝科技股份有限公司