專利名稱：發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明所述的實施例涉及一種發(fā)光裝置(lighting apparatus)，特別是涉及一種使用諸如發(fā)光二極管(light-emitting diode, LED)的發(fā)光元件的發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管近來已被用作發(fā)光裝置的光源。在此種光源中，在基板上安裝多個裸 (bare) LED芯片，且每一LED芯片均通過焊線(bonding wire)而電連接至線路圖案(wiring pattern)。在由諸如鋁的金屬制成的主體中容納多個這樣的基板(日本專利申請KOKAI 公開案第2009-54989號)。這種發(fā)光裝置通常由連接至交流電源(alternating-current source)的發(fā)光控制器件供電，且LED芯片的發(fā)光受到控制。金屬主體被維持在地電位 (ground potential)。然而，在上述發(fā)光裝置中，即使關閉發(fā)光控制器件的電源開關(單一位置)，LED 芯片也可能會微弱地發(fā)出昏暗的光。LED芯片的這種誤發(fā)光現(xiàn)象是由疊加于電線上的噪聲 (noise)造成的。在連接至LED芯片的導體(例如線路圖案)與靠近所述導體的金屬主體之間會產(chǎn)生雜散電容(straycapacitance)，并有微小電流作為漏電流(leakage current) 而流過LED芯片。在一種防止誤發(fā)光的方法中，與每一 LED芯片并聯(lián)地連接用作旁路元件(bypass element)的電容器(capacitor)，以為所述微小電流形成旁路。然而，對于這種方法，會由于增加電容器而使制造成本升高，并且線路連接的可靠性會由于所要焊接(solder) 的部件數(shù)目的增多而變差。此外，當在基板的表面上安裝電容器時，基板表面的反射率 (reflectivity)降低，致使光源的光學輸出降低。有鑒于上述現(xiàn)有的發(fā)光裝置存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設計制造多年豐富的實務經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學理的運用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設一種新型結(jié)構(gòu)的發(fā)光裝置，能夠改進一般現(xiàn)有的發(fā)光裝置，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設計，并經(jīng)過反復試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設出確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的發(fā)光裝置存在的缺點，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的發(fā)光裝置，所要解決的技術(shù)問題是，通過簡單的構(gòu)造而防止發(fā)光元件誤發(fā)光。為達到上述目的，本發(fā)明的一種發(fā)光裝置包括導電主體，處于地電位；發(fā)光器件，位于所述主體中，并包括絕緣基板、安裝于所述基板的正面上的多個發(fā)光元件、電連接所述發(fā)光元件的饋電線路、以及位于所述基板的背面上的導體層，所述導體層電連接至所處電位高于地電位的所述饋電線路；以及發(fā)光控制器件，用以向所述發(fā)光器件供電。本發(fā)明的目的以及解決其技術(shù)問題還可以采用以下的技術(shù)措施來進一步實現(xiàn)。較優(yōu)的，前述的發(fā)光裝置，其中基板可由諸如玻璃環(huán)氧樹脂(glass印oxy resin) 之類的合成樹脂制成，或者可由金屬材料(例如鋁)制成的底板(base plate)在所述底板的一側(cè)或兩側(cè)上形成絕緣層而構(gòu)成。發(fā)光元件是固體發(fā)光元件，例如發(fā)光二極管 (light-emitting diode，LED)。欲安裝于基板上的發(fā)光元件的數(shù)目不受限制。將發(fā)光二極管安裝于基板上的方法也不受限制。例如，板載芯片(chip-on-board)方法是直接將裸芯片嵌于基板中，而焊接(soldering)方法則是對所封裝的表面安裝式元件進行焊接。較優(yōu)的，前述的發(fā)光裝置，其中饋電線路是指用于電連接每一發(fā)光元件的導體，例如為焊線及線路圖案。導體層可例如通過形成銅箔(copperfoil)圖案層而制成。導體層的材料不受限制，只要保證電導率即可。一種發(fā)光裝置包括用于戶內(nèi)及戶外的發(fā)光器具 (lighting fixture)、以及顯示器。較優(yōu)的，前述的發(fā)光裝置，根據(jù)一實施例，在發(fā)光裝置中，饋電線路與導體層通過導電性固定裝置進行電連接，并被設定至實質(zhì)上相同的電位，所述導電性固定裝置用于將基板固定至裝置主體。例如，可使用安裝螺釘作為固定裝置或固定工具。這使得可使用一種用于將基板固定至裝置主體的裝置來作為將饋電線路與導體層設定為實質(zhì)上相同電位的裝置。較優(yōu)的，前述的發(fā)光裝置，根據(jù)一實施例，在發(fā)光裝置中，導體層延伸至形成有饋電線路的區(qū)域之外。在這種構(gòu)造中，導體層的面積增大，導體層與裝置主體之間的雜散電容增大，且噪聲旁路效應增強。所述導體層所具有的面積大于所述饋電線路。本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果包括通過簡單的構(gòu)造而防止發(fā)光元件誤發(fā)光。由于使用一種用于將基板固定至裝置主體的固定裝置作為用于設定相同電位的裝置，因而其構(gòu)造得到簡化。導體層面積增大，且導體層與主體之間的雜散電容增大。綜上所述，本發(fā)明在技術(shù)上有顯著的進步，并具有明顯的積極效果，誠為一新穎、 進步、實用的新設計。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


包含于本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分的附圖顯示了本發(fā)明的實施例，并與上文的大體說明以及下文對實施例的詳細說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。圖1是根據(jù)第一實施例的發(fā)光裝置的發(fā)光器件的平面圖。圖2是發(fā)光器件的背面的平面圖。圖3是在涂覆熒光層之前發(fā)光器件的基板的平面圖。圖4是發(fā)光裝置沿圖1中的線X-X的剖面圖。圖5是示意性地顯示發(fā)光裝置的接線圖。圖6是根據(jù)第二實施例的發(fā)光裝置的發(fā)光器件的平面圖。圖7是發(fā)光器件的背面的平面圖。圖8是發(fā)光器件的正面的平面圖。圖9是發(fā)光器件沿圖6中的線IX-IX的剖面圖。圖10是發(fā)光器件的LED芯片及饋電線路的平面圖。[符號的說明]
1 發(fā)光器件2:基板
3:發(fā)光元件/裸芯片4:饋電線路
5:熒光層6 導體層
7 線路圖案7a 安裝墊
7al 細連接導體7b 電源導體
7c 連接器端子7d 負電極
7e 正電極8 螺釘通孔
9:焊線10 發(fā)光裝置
11 絕緣基底IlA 安裝面/正面
IlB 背面12 正面金屬組件
12c 導電部12p 墊
12q 電源部12r 電源端子
13 安裝螺釘13a 墊圈
14:反面金屬組件14C 扣緊部
14D 螺釘通過孔15 發(fā)光控制器件
16 框架組件17 晶粒接著材料
18:引線/密封組件20 凸起部
20a 螺紋孔22 主體
131 =LED 芯片131a 元件基板
131b 半導體發(fā)光層131c 元件電極
Cs 雜散電容Csl 雜散電容
Cs2 雜散電容SW:電源開關
具體實施例方式為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的發(fā)光裝置其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、步驟、特征及其功效，詳細說明如后。將參照附圖來說明各種實施例。以下，將參照圖1至圖5來解釋根據(jù)第一實施例的發(fā)光裝置。各附圖中的相同部件具有相同的參考編號，且不再予以贅述。如圖1至圖4所示，發(fā)光裝置的發(fā)光器件1包括基板2 ；多個發(fā)光元件3，安裝于基板2的正面上；饋電線路4，用于電連接每一發(fā)光元件3 ；熒光層5，用于覆蓋每一發(fā)光元件3 ；以及導體層6，形成于基板2的背面?；?被形成為實質(zhì)矩形形狀?；?是由用于形成絕緣層的絕緣材料(例如， 諸如玻璃環(huán)氧樹脂之類的合成樹脂)制成，并具有絕緣層?；?可由陶瓷或其他合成樹脂材料制成。在基板2的正面上，形成線路圖案7，線路圖案7構(gòu)成饋電線路4。線路圖案7具有多個安裝墊7a以及呈預定圖案的電源導體7b，發(fā)光元件3安裝于安裝墊7a上，電源導體 7b用于電連接安裝墊7a。安裝墊7a在基板2的表面上排列成矩陣，并在基板2的縱向方向上例如排列成三行。每一安裝墊7a均被成型為實質(zhì)矩形形狀，且用于連接焊線的細連接導體7al沿正交于其中一個短邊的方向而從所述短邊延伸出。電源導體7b具有負電極7d及正電極7e、以及連接器端子7c，負電極7d及正電極 7e設置于每一行安裝墊7a的其中一端及另一端，連接器端子7c則連接至這些正電極及負電極。連接器端子7c連接至從發(fā)光控制器件15延伸出的引線(lead wire)，并由發(fā)光控制器件15供電。在基板2的縱向方向上的兩端處，設置有螺釘通孔8，用于將基板2固定至裝置主體22的螺釘穿過所述螺釘通孔8。在一個螺釘通孔周圍(圖1中的右側(cè))，電源導體7b形成于基板2上，且電源導體7b連接至負電極7d及連接器端子7c。線路圖案7具有三層式結(jié)構(gòu)。銅箔圖案在基板2的表面上被蝕刻為第一層。在銅箔圖案層上，形成無電鍍覆的鎳層(electroless nickel-platedlayer)作為第二層，并在無電鍍覆的鎳層上形成無電鍍覆的銀(Ag)層作為第三層。線路圖案的第三鍍銀層(即表面層)具有為90%的高的總體光反射率。每一發(fā)光元件3均由裸LED芯片制成。例如，裸芯片3使用發(fā)出藍光的材料，從而從發(fā)光部發(fā)出白光。LED裸芯片利用絕緣性硅酮樹脂(siliconeresin)粘合劑而結(jié)合到安裝墊7a上。多個裸芯片3根據(jù)安裝墊7a的陣列而排列成矩陣，從而形成多行發(fā)光元件。具體而言，裸芯片3以7個為一排分3排安裝，共計有21個裸芯片3。裸芯片3是例如InGaN元件，其中在透明的藍寶石元件基板上形成發(fā)光層。發(fā)光層是通過依序?qū)訅害切偷锇雽w層、InGaN發(fā)光層及ρ型氮化物半導體層而形成。使電流流至發(fā)光層的電極包括由P型氮化物半導體層上的P型電極墊所形成的正電極、以及由η型氮化物半導體層上的η型電極墊所形成的負電極。裸芯片3的電極通過焊線9而電連接至線路圖案7。焊線9是金(Au)質(zhì)細導線，并經(jīng)由主要由金(Au)制成的凸塊(bump) 進行連接，以提高安裝強度并防止損壞裸芯片3。饋電線路4是用于電連接每一發(fā)光元件3 的裝置，且在本實施例中設置有線路圖案7及焊線9。熒光層5是由透明合成樹脂(例如透明的硅樹脂)制成，并包含恰當量的熒光材料。熒光層5分別地覆蓋并密封每一發(fā)光元件3及焊線9。熒光層5被形成為在其橫截面中具有弧形突起。熒光材料受到由裸芯片3發(fā)出的光激發(fā)并發(fā)出光，所述光的顏色不同于由裸芯片3發(fā)出的光。在本實施例中，由于裸芯片3發(fā)出藍光，因而使用會發(fā)出與藍光的顏色互補的黃光的黃色熒光材料，以便從發(fā)光器件1發(fā)出白光。熒光層5在未固化狀態(tài)下涂覆至裸芯片3及焊線9，然后通過加熱或放置預定的時間而硬化。如圖3所示，在各行發(fā)光元件中，每一行發(fā)光元件中的裸芯片3的正電極及負電極均通過焊線9而依序連接至安裝墊7a及相鄰的安裝墊7a的細連接導體7al。因此，形成將多個裸芯片3串聯(lián)連接的三個串聯(lián)電路，且這三個串聯(lián)電路并聯(lián)連接至電源。如圖2及圖4所示，導體層6形成于基板2的背面。導體層6為矩形的銅箔圖案層，此類似于基板2的形狀，且導體層6在基板2內(nèi)被形成為略小于基板2。導體層6在基板2的正面(即，形成有線路圖案7的區(qū)域)上沿縱向方向從饋電線路4延伸出，且被形成為其面積大于饋電線路4。導體層6可具有類似于線路圖案7的三層式結(jié)構(gòu)，或者可由其他金屬材料制成。接下來，將對包含上述發(fā)光器件1的發(fā)光裝置10進行說明。
如圖4及圖5所示，發(fā)光器件1容納于發(fā)光裝置10的主體22中，并安裝于所述主體中。主體22是由具有導電性的金屬(例如鋁)制成，并維持在地電位。主體22具有兩個凸起部20，這兩個凸起部20是由絕緣性合成樹脂制成并直立地安裝著。每一凸起部20均被彈性地按壓至固定孔中，所述固定孔設置于主體中。每一凸起部20均具有螺紋孔(screw hole)20a。發(fā)光器件1的基板2通過作為固定裝置或固定工具的安裝螺釘13而固定至主體 22，安裝螺釘13將穿過設置于基板2中的螺釘通孔8而插入凸起部20的螺紋孔20a中?；?被放置及固定成使背面或?qū)w層6面對主體22、且正面或饋電線路4與主體22相對地定位。該安裝螺釘13是由金屬制成，并且還用作導電性固定裝置。金屬墊圈(washer) 13a 插入于凸起部20與基板2的導體層6之間。在上述構(gòu)造中，饋電線路4及導體層6通過安裝螺釘13進行電連接，并保持于相同的電位。具體而言，在圖4中，右側(cè)安裝螺釘13的端頭接觸線路圖案7的電源導體7b，且軸桿(shaft)穿過螺釘通孔8而接觸導體層6，且其與導體層6的電接觸是由墊圈13a來保證。因此，饋電線路4與導體層6通過該安裝螺釘13而電連接在一起，并保持于相同的電位。如圖5所示，發(fā)光裝置10包括發(fā)光控制器件15及裝置主體22，發(fā)光控制器件15 通過電源開關SW而連接至商用交流電源AC，裝置主體22則用于容納發(fā)光器件1。發(fā)光控制器件15是通過例如在全波整流器(full-waverectifier)電路的輸出端子之間連接平波電容器(smoothing capacitor)并通過將直流電壓轉(zhuǎn)換器電路及電流檢測裝置連接至平波電容器而構(gòu)成。發(fā)光控制器件15通過引線18而電連接至發(fā)光器件1的連接器端子7c。發(fā)光器件1是由來自發(fā)光控制器件15的直流電流進行供電，且裸芯片3的發(fā)光受到控制。在如上所述加以構(gòu)造的發(fā)光裝置10中，當對發(fā)光器件1供電時，熒光層5所覆蓋的裸芯片3被同時點亮，且發(fā)光器件1用作用于發(fā)出白光的薄片式光源(sheet light source)。當裸芯片3發(fā)光時，傳播至基板2的光在安裝墊7a及電源導體7b的表面上主要沿光的使用方向被反射。隨著發(fā)光元件(例如LED)的溫度升高，光輸出降低，且使用壽命縮短。因此，對于使用固態(tài)發(fā)光元件(例如LED及EL元件)作為光源的發(fā)光裝置，需要防止發(fā)光元件的溫度升高，以延長使用壽命并提高發(fā)光效率。在本實施例中，在裸芯片3發(fā)光時，安裝墊7a用作熱擴散器(heatspreader)，以擴散由每一裸芯片3所產(chǎn)生的熱量并使熱輻射加速。從基板正面?zhèn)鬟f至背面的熱量被傳遞至導體層6，并通過導體層6而向外輻射。這會防止裸芯片3中的溫度升高。如圖5所示，當主體22靠近用于連接多個裸芯片3的饋電線路4時，可能會產(chǎn)生雜散電容Cs。對于雜散電容Cs，處于地電位的主體22形成一個電極，饋電線路4則形成另一電極，這些電極通過介電材料進行靜電耦合。因此，甚至當電源開關SW關閉時，在有噪聲疊加于電源線上時，也會有微小的電流作為漏電流而在裸芯片3中流動，并可能導致發(fā)光元件誤發(fā)光。在本實施例中，由于饋電線路4與導體層6電連接在一起并保持在地電位，因而疊加于電源線上的噪聲被旁路至導體層6中的路徑，并被阻止流至饋電線路4。因此，可防止微小的電流作為漏電流而流入裸芯片3，并防止裸芯片3誤發(fā)光。
換句話說，雜散電容Cs的大小與電極之間的距離或者主體22與饋電線路4或?qū)w層6之間的距離成反比，并與電極面積、或主體22與饋電線路4或者導體層6的面積成正比。在此種情形中，如圖4所示，導體與主體22之間的距離短于饋電線路4與主體22之間的距離。關于電極面積，主體22的面積是相同的，而導體層6的面積大于饋電線路4的面積。因此，在導體層6與主體22之間產(chǎn)生的雜散電容Cs2相對地大于在饋電線路4與主體22之間產(chǎn)生的雜散電容Csl，即Csl < Cs2。因此，由于導體層6與主體22之間的阻抗(impedance)小于饋電線路4與主體22之間的阻抗，因而噪聲被旁路至導體層6中的路徑，并被阻止流入饋電線路4。如上文所述，根據(jù)本實施例，可通過在基板2的背面上形成導體層6并將導體層6 的電位設定成與在基板2的正面上形成的饋電線路4的電位相同，而以簡單的構(gòu)造來防止發(fā)光元件3誤發(fā)光。此外，由于用于將基板2固定至主體22的固定裝置也用于對導體層6 與饋電線路4進行電連接以及用于將導體層6及饋電線路4設定為相同的電位，因而不需要使用特定的連接構(gòu)件，從而使結(jié)構(gòu)得到簡化。由于導體層6形成于形成有基板2的正面的饋電線路4的區(qū)域之外，因而可增大導體層6的面積，并相對地增大雜散電容Cs2。接下來，將對根據(jù)第二實施例的發(fā)光裝置進行說明。圖6、圖7、圖8及圖10顯示根據(jù)第二實施例的發(fā)光裝置中的發(fā)光器件。如圖6至圖9所示，發(fā)光器件1是板載芯片(chip on board, COB)型的，并包括基板2、多個LED芯片131、框架組件16、半透明的密封組件18等，其中LED芯片131用作半導體發(fā)光元件?；?是直接敷銅(Direct Copper Bonding, DCB)型基板，并包括絕緣基底11、 正面金屬組件12及反面金屬組件14，如圖9所示。絕緣基底11是由A1203、AlN、SiN等所構(gòu)成的平整陶瓷片材(flat ceramic sheet)。如圖6所示，安裝有LED芯片131的安裝面 IlA被定義為絕緣基底11的正面，而與安裝面IlA相對的表面被定義為絕緣基底11的背面 IlB0絕緣基底11的安裝面IlA及背面IlB相互平行。正面金屬組件12形成于絕緣基底(base) 11的正面IlA側(cè)。正面金屬組件12包括墊12p及電源部12q，并構(gòu)成電源線路。墊12p及電源部12q通過DCB方法而直接接合 (bonded)至絕緣基底11的安裝面IlA0正面金屬組件12用于輻射LED芯片131的熱量并反射LED芯片131所發(fā)出的光。反面金屬組件14設置于絕緣基底11的背面IlB側(cè)并通過 DCB方法而直接接合至背面IlB側(cè)。反面金屬組件14構(gòu)成導電層。正面金屬組件12與反面金屬組件14中的每一者均由銅制成。在通過DCB方法進行直接接合時，銅質(zhì)正面金屬組件12與銅質(zhì)反面金屬組件14 中的每一者均具有在上面形成有銅氧化膜的表面，且銅氧化膜面對由陶瓷制成的絕緣基底 11。通過使用加熱爐將銅質(zhì)正面金屬組件12及銅質(zhì)反面金屬組件14與陶瓷絕緣基底11 加熱至低于銅的熔化溫度但高于銅氧化膜的熔化溫度的溫度，在銅質(zhì)正面金屬組件12及銅質(zhì)反面金屬組件14與陶瓷絕緣基底11之間的接合界面上形成低共熔材料(eutectic moltenmaterial)。正面金屬組件12與反面金屬組件14通過所述低共熔材料而接合至安裝面IlA或接合至絕緣基底11的背面11B。直接接合至安裝面IlA的正面金屬組件12是由劃分成矩陣狀態(tài)的墊12p構(gòu)成。如圖10所示，各個墊12p以相同的間隙端正地排列成與LED芯片131的布置相對應的矩陣狀態(tài)。電源部12q設置于墊12p的區(qū)域的兩側(cè)，墊12p以預定的間隙遠離電源部12q而排列。在與安裝面IlA重疊的范圍中的電源部12q直接接合至安裝面11A。各個電源部12q 的自由端部沿絕緣基底11的安裝面IlA而直線地延伸至外部，并用作電源端子12r。如圖 9所示，電源端子12r是在絕緣基底11的厚度方向上平行于安裝面IlA延伸而不改變其位置。電源端子12r可形成為曲柄(crank)形狀，以遠離安裝面IlA而在絕緣基底11的厚度方向上彎曲并進一步在上述彎曲位置之前在平行于安裝面IlA的方向上彎曲。電源部12q相對于絕緣基底11的中心而點對稱地形成，且電源部12q的電源端子 12r連接至電源絕緣包覆導線(圖未示出)。其中一個電源部12q包括導電部12c，導電部 12c延伸至基板2的一個隅角部。發(fā)光器件1包括LED串聯(lián)電路，在每一 LED串聯(lián)電路中，各LED芯片131均串聯(lián)連接，且這些LED串聯(lián)電路并聯(lián)連接。圖10所示發(fā)光器件1將五個LED串聯(lián)電路連接至電源部12q，在這五個LED串聯(lián)電路中，均有七個LED芯片131串聯(lián)連接。在墊12p的區(qū)域的兩個外側(cè)上，布置有用于為各個LED串聯(lián)電路供電的一對電源部12q。所有LED芯片131可串聯(lián)連接并被供電。在這種情況下，電源部12q靠近串聯(lián)電路兩端上的墊12p而布置。作為正面金屬組件12的墊12p及電源部12q的表面被層壓有遠遠薄于正面金屬組件12的金屬層。這些金屬層中的每一者均由基底鍍層與表面鍍層構(gòu)成，所述基底鍍層是以約3 μ m的厚度鍍覆于正面金屬組件12的表面上，所述表面鍍層則以約0. 3 μ m的厚度鍍覆至基底鍍層的外側(cè)?；族儗邮擎囧儗?，表面鍍層則為銅(Cu)、銀(Ag)及金(Au)中任一者的鍍層。當表面鍍層是由銀鍍層形成時，與不形成鍍層時的情形相比，形成正面金屬組件 12的各個墊12p的反光量增加。正面金屬組件12的墊12p及電源部12q通過以下過程以確定的圖案形成于絕緣基底11的安裝面IlA的正面上。首先，通過沖壓機(press machine)的沖模(die)，將具有均勻厚度的金屬片材(在第五實施例中為銅片材)沖壓(punched)成預定的圖案。通過例如低共熔接合(eutectic bonding)及擴散接合(diffusion bonding)等界面接合法，將經(jīng)過沖壓的銅片材直接接合至安裝面11A。在使銅片材經(jīng)歷鍍覆處理后，切下并移除用于連接已接合至安裝面IlA上的銅片材的墊12p與電源部12q的橋接部(bridg印ortion)。通過該操作，形成獨立的墊12p及電源部12q。也可通過其他方法來形成墊12p及電源部12q。也就是說，在將形成為預定厚度及尺寸的銅片材直接接合至絕緣基底11的安裝面IlA之后，對銅片材進行蝕刻，以移除不必要的部分并得到所期望的圖案。然后，使剩余的所需部分(即，正面金屬組件12的墊12p 及電源部12q)經(jīng)歷鍍覆處理。通過DCB方法將反面金屬組件14直接接合至絕緣基底11的背面11B。形成反面金屬組件14是為了防止基板2在制造過程中翹曲(warping)以及為了輻射熱量。如圖7 所示，反面金屬組件14覆蓋絕緣基底11的背面IlB的近似整個區(qū)域。如圖6至圖8所示， 基板2包括與其形成一體的多個(例如兩個)扣緊部(fastening portion) 14C，這兩個扣緊部14C位于兩個位置上?？劬o部14C包含螺釘通過孔(screw-passing hole) 14D。其中一個螺釘通過孔14D 穿透導電部12c、絕緣基底11及反面金屬組件14。
作為片狀金屬材料而直接接合至絕緣基底11上的正面金屬組件12的墊12p及電源部12q的厚度以及反面金屬組件14的厚度被選擇成處于200 μ m至500 μ m的范圍內(nèi)， 以使墊12p、電源部12q以及反面金屬組件14在它們直接接合至絕緣基底11時具有目標 (target)厚度。因正面金屬組件12與反面金屬組件14遠遠厚于金屬鍍層，故正面金屬組件12及反面金屬組件14具有機械強度。反面金屬組件14的厚度薄于正面金屬組件12的電源部12q的厚度。當通過DCB方法制造基板2時，如果基板2的溫度由于直接接合而升高并隨后下降至室溫，便會存在正面金屬組件12側(cè)變凸而反面金屬組件14側(cè)變凹的趨勢。 而根據(jù)正面金屬組件12的圖案來確定反面金屬組件14的厚度，便會抑制基板2的翹曲。各個LED芯片131可使用具有各種類型發(fā)光顏色的半導體發(fā)光元件。在第五實施例中，采用發(fā)出藍光的LED芯片。LED芯片131為半導體裸芯片，其中每一半導體裸芯片均是通過如圖9所示層疊一元件基板131a、半導體發(fā)光層131b、及元件電極131c而構(gòu)成。元件基板131a是由絕緣材料(例如藍寶石)制成。半導體發(fā)光層131b層壓于元件基板131a 上，并發(fā)出單色的藍光。元件電極131c是由形成于半導體發(fā)光層131b上的一對正、負電極構(gòu)成。由于LED芯片131安裝于絕緣基底11的安裝面IlA側(cè)上，將被層壓有半導體發(fā)光層131b的相對側(cè)上的元件基板131a的表面通過晶粒接著(die-bonding)材料17而緊固至每一個墊12p上。晶粒接著材料17為銀膏糊(silver past)或樹脂粘合劑(例如，透明的硅酮樹脂)。在被加熱至約300°C的氣氛中安裝各個LED芯片131。在此種情形中，通過調(diào)整正面金屬組件12的墊12p及電源部12q在絕緣基底11的安裝面IlA中所占據(jù)的面積與反面金屬組件14在絕緣基底11的背面IlB中所占據(jù)的面積之差，而控制基板2的翹曲。也就是說，根據(jù)由接合至絕緣基底11的正面上的正面金屬組件12與接合至背面IlB上的反面金屬組件14的各自面積及厚度所換算得到的體積差，抑制絕緣基底11的翹曲。因正面金屬組件12被形成為由墊12p及電源部12q構(gòu)成的圖案，因而正面金屬組件12所具有的面積小于反面金屬組件14。當正面金屬組件12及反面金屬組件14具有相同的厚度時，預計基板2會翹曲而使絕緣基底11的安裝面IlA側(cè)變凸且絕緣基底11的背面IlB側(cè)變凹。因此，使反面金屬組件14的厚度薄于正面金屬組件12的厚度。當未根據(jù)正面金屬組件12來調(diào)整反面金屬組件14的厚度時，在進行安裝LED芯片131的工藝之前，在基板2中可能會產(chǎn)生不允許的翹曲。當在基板2中產(chǎn)生翹曲時，將難以恰當?shù)毓芸鼐Я＝又牧?7的厚度。當晶粒接著材料17的厚度不均勻時，LED芯片131 的安裝可能會存在缺陷。當LED芯片131未被充分安裝時，在LED芯片131點亮時所產(chǎn)生的熱量通過晶粒接著材料17向墊12p輻射的能力會降低。因此，LED芯片131的發(fā)光性能降低，且LED芯片131的壽命也縮短。當在LED芯片131點亮時發(fā)生翹曲時，基板2的應密切接觸輻射元件的中心部分可能會遠離輻射元件。從輻射元件剝落的部分的熱傳遞功能會降低，并形成所謂的熱點 (heat spot)。LED芯片131在形成熱點的部分中的發(fā)光性能會降低，且壽命縮短。第五實施例的發(fā)光器件1則通過使反面金屬組件14的厚度小于正面金屬組件12的墊12p及電源部12q的厚度，而在LED芯片131安裝于基板2上之前以及在LED芯片131點亮時將基板2 的翹曲抑制至較小。由于緩解了發(fā)光器件1的基板2翹曲至大于所允許的程度這一缺點，發(fā)光器件1的品質(zhì)得到提升。因發(fā)光裝置10包括使反面金屬組件14的厚度小于正面金屬組件12的墊12p及電源部12q的厚度的發(fā)光器件1，可在發(fā)光裝置10被點亮時抑制由于在絕緣基底11的正面以及背面上所形成的這些金屬組件的體積比而出現(xiàn)翹曲，所述翹曲使絕緣基底11的安裝面IlA側(cè)變凸且絕緣基底11的背面IlB側(cè)變凹。此外，因通過抑制在基板2中出現(xiàn)翹曲而使基板2的中心部分不可能從輻射組件上剝離，故在基板2中不會形成熱點。如圖9及圖 10所示，各個LED芯片131的元件電極131c通過焊線9而電連接至墊12p及電源部12q。 在此種情形中，其中一個電極的元件電極131c通過焊線9而連接至安裝有LED芯片131的墊12p，另一電極的元件電極131c則通過焊線9而連接至與安裝有LED芯片131的墊12p 相鄰的其他墊12p。通過焊線9及墊12p進行連接的多個LED芯片131相互串聯(lián)連接。位于串聯(lián)連接的一串(train)LED芯片的末端處的LED芯片131的元件電極131c 通過焊線9而連接至與安裝有LED芯片131的墊12p相鄰的電源部12q，且安裝有位于該串LED芯片的另一端的LED芯片131的墊12p通過焊線9而連接至另一電源部12q。各串 LED芯片并聯(lián)連接于在這些串的延伸方向上位于兩側(cè)的電源部12q之間。如圖6及圖9所示，發(fā)光器件1包括框架組件16，框架組件16被布置成局部地圍繞墊12p及電源部12q?？蚣芙M件16具有足以將安裝于墊12p上的各個LED芯片131以及用于連接各個LED芯片131的焊線9容納于其本身中的高度，且框架組件16粘附于基板2 的安裝面IlA上。填充于由框架組件16所圍成的內(nèi)部中的密封組件18包埋著LED芯片131及焊線 9。密封組件18在第五實施例中是由透明樹脂或透明硅酮樹脂制成，并在其中包含熒光材料。在熒光材料受到LED芯片131發(fā)出的一部分藍光激發(fā)時，熒光材料會發(fā)出特定顏色的光。在第五實施例中，對于LED芯片131所發(fā)出的藍光，以預設的摻合比率在密封組件18 中摻合會激發(fā)并發(fā)出黃光的黃色熒光材料、會激發(fā)并發(fā)出紅光的紅色熒光材料或會激發(fā)并發(fā)出綠光的綠色熒光材料。如圖9所示，發(fā)光器件1容納于發(fā)光裝置10的主體22中，并安裝于所述主體中。主體22是由具有導電性的金屬(例如鋁)制成，并維持在地電位。主體 22具有兩個凸起部20，這兩個凸起部20是由絕緣性合成樹脂制成并直立地安裝著。每一凸起部20均被彈性地按壓至設置于主體中的固定孔內(nèi)。每一凸起部20均具有螺紋孔20a。發(fā)光器件1的基板2的扣緊部14C通過安裝螺釘13而固定至主體22，安裝螺釘 13作為固定裝置而穿過基板2中所設置的螺釘通孔8且插入至凸起部20的螺紋孔20a中。 基板2被放置及固定成使用作導體層的背面或反面金屬組件14面對主體22、且用作饋電線路的正面或正面金屬組件12與主體22相對地定位。該安裝螺釘13是由金屬制成，并且還用作導電性固定裝置。金屬墊圈13a插入于凸起部20與基板2的反面金屬組件14之間。在上述構(gòu)造中，正面金屬組件12與反面金屬組件14通過該安裝螺釘13而相互電連接，并保持于相同的電位。具體而言，在圖9中，左側(cè)安裝螺釘13的端頭接觸電源部12q 的導電部12c，且軸桿穿過通孔而接觸反面金屬組件14，且其與反面金屬組件14的電接觸是由墊圈13a來保證。因此，正面金屬組件12與反面金屬組件14通過該安裝螺釘13而相互電連接，并保持于相同的電位。如上文所述，根據(jù)本實施例，可通過在基板2的背面上形成反面金屬組件14并將反面金屬組件14的電位設定成與在基板2的正面上形成的正面金屬組件12的電位相同，而以簡單的構(gòu)造來防止發(fā)光元件3誤發(fā)光。此外，由于用于將基板2固定至主體22的固定構(gòu)件也用于對正面金屬組件12與反面金屬組件14進行電連接以及將正面金屬組件12及反面金屬組件14設定為相同的電位，因而不需要使用特定的連接構(gòu)件，從而使結(jié)構(gòu)得到簡化。由于反面金屬組件14被形成為延伸于形成有基板2的正面的正面金屬組件12的區(qū)域之外，因而可增大反面金屬組件14的面積，并相對地增大雜散電容Cs2。盡管上文闡述某些實施例，然而這些實施例只是以舉例方式給出，而非欲限制本發(fā)明的范圍。實際上，本文所述的新穎實施例可實施為各種其他形式；此外，在不脫離本發(fā)明精神的條件下，可對本文所述實施例的形式作出各種刪減、替換及改動。隨附權(quán)利要求書及其等效內(nèi)容旨在涵蓋仍將屬于本發(fā)明范圍及精神內(nèi)的此等形式或修飾。例如，饋電線路與導體層可通過電阻性組件或電容性組件進行連接?？墒褂秒娮柙鳛殡娮栊越M件，并可使用電容器作為電容性組件。在此種情形中，當導體層與主體因任何缺陷而處于電性非導通狀態(tài)時，可防止過大的電流流入主體中。導體層與饋電線路可通過導體(例如引線)進行連接，并可設定至相同的電位。本發(fā)明并不限制用于設定為相同電位的方法?；蹇墒褂糜删哂袃?yōu)異導熱性及熱輻射性的金屬材料制成的底板。在此種情形中，可在底板的其中一側(cè)或同時在兩側(cè)上形成絕緣層。本發(fā)明并不限制將發(fā)光元件安裝于基板上的方法。例如，板載芯片方法是直接將裸芯片嵌于基板中，而焊接方法則對所封裝的表面安裝式組件進行焊接。具有增大的光強度的發(fā)光裝置可以是將多個發(fā)光器件進行串聯(lián)或并聯(lián)連接。此外，發(fā)光裝置適用于戶內(nèi)及戶外的發(fā)光器具、以及顯示器。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的結(jié)構(gòu)及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，其特征在于包括導電主體，處于地電位；發(fā)光器件，位于所述主體中，包括絕緣基板、安裝于所述基板的正面上的多個發(fā)光元件、電連接所述發(fā)光元件的饋電線路、以及位于所述基板的背面上的導體層，所述導體層電連接至所處電位高于地電位的所述饋電線路；以及發(fā)光控制器件，用以向所述發(fā)光器件供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于所述饋電線路及所述導體層通過導電性固定工具而相互電連接，并維持于實質(zhì)上相同的電位，所述導電性固定工具用于將所述基板固定至所述主體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其特征在于所述固定工具包括多個凸起部并包括導電性安裝螺釘，所述多個凸起部直立地設置于所述主體中，所述導電性安裝螺釘用于將所述基板固定至所述凸起部，且所述安裝螺釘電接觸所述饋電線路及所述導體層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于所述導體層被配置成延伸至形成有所述饋電線路的區(qū)域之外。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置，其特征在于所述導體層所具有的面積大于所述饋電線路。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置，其特征在于所述饋電線路包括線路圖案以及焊線，所述線路圖案位于所述基板的表面上，所述發(fā)光元件安裝于所述線路圖案上，且所述焊線電連接所述發(fā)光元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于所述基板被布置成使所述導體層的位置距所述主體比距所述饋電線路更近。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于所述發(fā)光器件包括熒光層，所述熒光層被配置成覆蓋所述發(fā)光元件及所述饋電線路。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一種發(fā)光裝置包括導電主體，處于地電位；發(fā)光器件，位于所述主體中，包括絕緣基板、安裝于所述基板的正面上的多個發(fā)光元件、電連接所述發(fā)光元件的饋電線路、以及位于所述基板的背面上的導體層，所述導體層電連接至所處電位高于地電位的所述饋電線路；以及發(fā)光控制器件，用以向所述發(fā)光器件供電。本發(fā)明提供的技術(shù)方案通過簡單的構(gòu)造而防止了發(fā)光元件誤發(fā)光，非常適于實用。
文檔編號F21Y101/02GK102162632SQ20111002521
公開日2011年8月24日 申請日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月18日
發(fā)明者小川光三, 渋沢壯一, 西村潔 申請人:東芝照明技術(shù)株式會社