專利名稱：多重配置發(fā)光裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請公開的主題總體上涉及發(fā)光裝置和方法。更具體而言，本申請公開的主題涉及多重配置發(fā)光裝置和方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光裝置，例如發(fā)光二極管(LED)，可用于包裝或裝置中以提供白光(例如，感覺是白色或接近白色)，且正發(fā)展成為白熾燈、熒光燈或金屬鹵化物燈的替代產(chǎn)品。LED燈的典型實例包括具有至少一個LED芯片的裝置，其一部分可覆蓋有熒光粉，例如釔鋁石榴石(YAG)0熒光粉涂層可將從一個或多個LED芯片發(fā)出的光轉(zhuǎn)化為白光。例如，LED芯片可發(fā)射具有期望波長的光，熒光粉接下來可發(fā)射峰值波長例如大約為550nm的黃色熒光。觀者會將這些發(fā)射光的混合體感受為白光。作為熒光粉轉(zhuǎn)化白光的替代物，紅、藍(lán)和綠(RGB)波長的發(fā)光裝置可結(jié)合在一起產(chǎn)生感覺是白色的光。產(chǎn)生白光的傳統(tǒng)發(fā)光二極管、裝置和方法通常設(shè)計為適合較低或單一電壓的應(yīng)用。盡管市場上能溝購買到各種LED芯片和裝置，對適合于采用電壓范圍或多樣電壓的應(yīng)用場合的改進(jìn)型裝置的需求依然存在。用戶可配置的發(fā)光二極管、系統(tǒng)及方法有利地為用戶提供在給定裝置中操作LED芯片的能力，使其用于可在多種電壓下作業(yè)的應(yīng)用場合，同時提高光輸出性能、熱性能，改善裝置的可靠性，并提升制造的簡易性
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本公開，多重配置發(fā)光裝置和方法被提供，其非常適合于各種應(yīng)用，包括工業(yè)和商業(yè)照明產(chǎn)品。因此，本公開的一個目的為提供多重配置發(fā)光裝置和方法，其包括可調(diào)光裝置，同時節(jié)能且需要最少的維護(hù)工作。本公開的這些目的以及可以從公開中顯示出來的其他目的至少整體上或部分地可以通過本公開的主題實現(xiàn)。


包括最佳實施方式的對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言本發(fā)明主題充分或有效的公開將參考附圖在說明書的其余部分中進(jìn)行更為具體的闡述，其中:圖1A和IB顯示了根據(jù)本公開的發(fā)光二極管(LED)裝置的一個實施例的俯視圖；圖2顯示了根據(jù)本公開的導(dǎo)電圖案(圖案)的俯視圖；圖3A和3B顯示了根據(jù)本公開的LED裝置的一個實施例的俯視圖4A和4B顯示了根據(jù)本公開的LED裝置的一個實施例的俯視圖；圖5顯示了根據(jù)本公開的LED裝置的分解圖；圖6顯示了根據(jù)本公開的LED裝置的橫截面視圖；圖7顯示了根據(jù)本公開的LED裝置的底側(cè)透視圖；以及圖8A和8B顯示了根據(jù)本公開的LED裝置的頂側(cè)透視圖。
具體實施例方式下面將參考附圖對本發(fā)明主題的各種可能的方面或?qū)嵤├M(jìn)行詳細(xì)說明，一個或更多實例顯示在各圖中。每個實例用于解釋主題而不作為限制。實際上，作為一個實施例的一部分所顯示或描述的特征可用在另一個實施例中以產(chǎn)生再一個實施例。這里公開或設(shè)想的主題意欲覆蓋這些修改或變化。如各圖所示，一些結(jié)構(gòu)或部分的尺寸出于示例目的相對于其他結(jié)構(gòu)或部分進(jìn)行擴(kuò)大，從而用于顯示本發(fā)明主題的整體結(jié)構(gòu)。此外，參照形成在其他結(jié)構(gòu)、部分或該二者之上的結(jié)構(gòu)或部分描述本發(fā)明主題的各方面。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識到的，參照形成在另一個結(jié)構(gòu)或部分“上”或“上面”的結(jié)構(gòu)意指可能介入的附加結(jié)構(gòu)、部分或二者。參照一個結(jié)構(gòu)或部分形成在另一個結(jié)構(gòu)或部分“上”而無介入結(jié)構(gòu)或部分時，這里會描述為“直接”形成在結(jié)構(gòu)或部分“上”。類似地，可以理解，當(dāng)元件被描述為“連接”、“附接”或“結(jié)合”到其他元件時，其可以直接連接、附接或聯(lián)接到另一元件，或者存在介入元件。相反，當(dāng)元件被描述為“直接連接”、“直接附接”或“直接結(jié)合”到其他元件時，不存在介入元件。此外，相對術(shù)語如“上”、“上面”、“上部”、“頂部”、“下部”或“底部”在此用于描述如圖所示一個結(jié)構(gòu)或部分相對于另一個結(jié)構(gòu)或部分的關(guān)系?？梢岳斫猓鄬πg(shù)語如“上”、“上面”、“上部 ”、“頂部”、“下部”或“底部”意欲包含除了圖中所示的方位之外的其他不同方位。例如，如果圖中的裝置翻轉(zhuǎn)，描述為在其他結(jié)構(gòu)或部分“上面”的結(jié)構(gòu)或部分現(xiàn)在將定向為在其他結(jié)構(gòu)或部分“下面”。類似地，如果圖中裝置沿軸線旋轉(zhuǎn)，描述為在其他結(jié)構(gòu)或部分“上面”的結(jié)構(gòu)或部分現(xiàn)在將定向為在其他結(jié)構(gòu)或部分“旁邊”或“左邊”。全文中相似的數(shù)字指代相似的元件。根據(jù)本文所述實施例的發(fā)光裝置可包括在碳化硅基底上制造的II1-V族氮化物(例如，氮化鎵)基發(fā)光二極管(LED)或激光器，例如由北卡羅來納州達(dá)勒姆市的Cree有限公司制造和銷售的那些裝置。作為示例，這里討論的碳化硅(SiC)基底或?qū)涌蔀?H多型碳化硅基底或?qū)印．?dāng)然，也可使用其他候選的碳化硅多型例如3C、6H和15R多型。合適的碳化硅基底可以從本發(fā)明主題的受讓人北卡羅來納州達(dá)勒姆市的Cree有限公司獲得，制造這些基底的方法已經(jīng)在科學(xué)文獻(xiàn)以及一些共同受讓的美國專利中提出，這些專利包括但不局限于美國專利N0.Re.34，861，美國專利N0.4，946，547，以及美國專利N0.5，200，022，這些專利的公開內(nèi)容整體上通過弓I用結(jié)合于此。如這里所用的，術(shù)語“III族氮化物”指那些在氮與元素周期表第III族的一種或幾種元素之間形成的半導(dǎo)體化合物，這些第III族元素通常有鋁(Al)、鎵(Ga)和銦(In)。該術(shù)語也指二元、三元及四元化合物，例如GaN, AlGaN以及AlInGaN。III族元素可與氮化合形成二元(如GaN)、三元(AlGaN)及四元(AlInGaN)化合物。這些化合物可具有這樣的經(jīng)驗式,其中一摩爾氮與總數(shù)為一摩爾的III族元素結(jié)合。因此，結(jié)構(gòu)式AlxGal-xN (其中1>χ>0)通常用來描述這些化合物。III族氮化物的外延生長技術(shù)已經(jīng)獲得了相當(dāng)良好的發(fā)展并在相應(yīng)的科學(xué)文獻(xiàn)以及共同受讓的美國專利N0.5，210，051、美國專利N0.5，393，993以及美國專利N0.5，523，589中予以描述，這些專利的公開內(nèi)容整體上通過引用結(jié)合于此。雖然這里公開的各種LED實施例包括基底，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以理解，其上生長包括LED的外延層的晶體外延生長基底也可去除，并且獨立的外延層可安裝在替代承載基底或基板上，它們相對原始基底可具有較好的熱、電、結(jié)構(gòu)和/或光學(xué)特性。這里描述的主題不局限于具有晶體外延生長基底的結(jié)構(gòu)并且可與其中外延層從其原始生長基底上去除并結(jié)合至替代承載基底的結(jié)構(gòu)一起使用。根據(jù)本發(fā)明主題的一些實施例的III族氮化物基LED例如可在生長基底(如碳化硅基底)上制造，以提供水平裝置(兩個電觸點均位于LED的同一側(cè))或垂直裝置(電觸點位于LED的相反側(cè))。此外，生長基底可在制造之后保留在LED上或?qū)⑵淙コ?例如通過蝕刻、研磨或拋光等手段)。生長基底例如可被去除，以減小所得到的LED的厚度和/或降低穿過垂直LED的正向電壓。水平裝置(帶有或不帶有生長基底)例如可倒裝焊(例如利用焊料)于承載基底或印刷電路板(PCB)上或進(jìn)行線焊。垂直裝置(帶有或不帶有生長基底)可具有釬焊于承載基底、安裝盤或PCB的第一端子以及線焊于承載基底、電氣元件或PCB的第二端子。垂直和水平LED芯片結(jié)構(gòu)的示例在伯格曼等人的美國專利公開N0.2008/0258130以及埃德蒙等人的美國專利公開N0.2006/0186418中通過實例進(jìn)行了探討，其公開內(nèi)容整體上通過引用結(jié)合于此。LED可至少部分地利用一種或多種熒光粉進(jìn)行涂覆，熒光粉吸收至少一部分LED光并發(fā)射不同波長的光，因此LED發(fā)射出來自LED和熒光粉的混合光。在一個實施例中，LED發(fā)射出LED和熒光粉的白色混合光。LED可利用許多不同的方法進(jìn)行涂覆和制造，一種適合的方法在序列號為11/656，759和11/899，790的美國專利申請中予以描述，這兩件申請的發(fā)明名稱均為“晶片水平熒光粉涂覆方法以及利用該方法制造的裝置”，其二者通過引用結(jié)合于此。在替換例中，LED可利用其他方法、例如電泳沉積(EH))進(jìn)行涂覆，適合的EPD方法在序列號為11/473,089的美國專利申請中予以描述，其發(fā)明名稱為“半導(dǎo)體裝置的閉環(huán)電泳沉積”，其也通過引 用結(jié)合 于此。可以理解，根據(jù)本發(fā)明主題的LED裝置和方法也可具有多個不同顏色的LED，其中的一個或多個可發(fā)出白光?，F(xiàn)在參考圖1A到SB，公開了發(fā)光裝置和方法的實施例。圖1A至3B顯示了可多重配置的裝置和方法，其中安裝盤20上的一個或多個LED可根據(jù)應(yīng)用和/或理想的電壓范圍選擇性地配置為不同的布置方式。例如，圖1A和IB顯示了第一實施例，包括總體上標(biāo)記為12的一個或多個LED或LED芯片,其配置成用于低電壓的布置方式。一方面，第一實施例可包括一種布置方式，其包括適合于大約3伏特(V)的裝置和應(yīng)用的LED。圖3A和3B顯示了第二實施例，包括一個或多個LED，其配置成用于比第一實施例需要更高電壓的應(yīng)用中的布置方式。一方面，第二實施例可包括適合于大約6V的裝置和應(yīng)用的LED的布置方式。類似地，圖4A和4B顯示了第三實施例，包括一個或多個LED，其配置成用于比第一或第二實施例需要更高電壓的應(yīng)用中的布置方式。一方面，第三實施例可包括適合于大約12V的裝置和應(yīng)用的LED。出于示例目的，IA至4B的實施例被示出，然而，一個或多個LED所能配置的多重布置方式并不局限于此，包括前面所述的垂直和/或水平裝置，從而為期望的應(yīng)用提供多種適合的布置方式。
總體上參考圖1至SB顯示了可多重配置的發(fā)光二極管(LED)裝置。這種可多重配置的發(fā)光二極管可包括多個LED并且該LED可選擇性地配置為以至少三種不同的電氣配置進(jìn)行電連接。一方面，可多重配置的裝置或包裝在處理較小包裝尺寸時將會有用，例如，具有25立方毫米(mm2)或更小、12.25mm2或更小、或者甚至IOmm2或更小面積的包裝。圖1A和IB顯示了根據(jù)本發(fā)明主題的LED裝置的第一實施例，其總體上標(biāo)記為10。LED裝置10可包括布置在安裝盤上的一個或多個LED芯片12，安裝盤總體上標(biāo)記為20。安裝盤20可包括任何本領(lǐng)域已知的適當(dāng)導(dǎo)電材料，例如金屬材料、銅、鋁或?qū)щ娋酆衔锊牧?。安裝盤20可包括與LED裝置或系統(tǒng)的電氣部件一體形成或者與其電隔離(電隔絕)和/或熱隔離(熱隔絕)的一個或多個部分。例如，電氣部件可分別包括第一和第二電氣元件14和
16。第一和第二電氣元件14和16可包括任何本領(lǐng)域已知的適當(dāng)導(dǎo)電材料，例如金屬材料、銅(Cu)、鋁(Al)或?qū)щ娋酆衔锊牧??？傮w上，安裝盤20與第一和第二電氣元件14和16可設(shè)置在和/或附接在基底或基板32的頂表面34上。LED12可包括一個或多個具有相似光波長的LED芯片，例如，包括特定目標(biāo)波長箱。在替換例中，LED12可包括多個LED芯片，其中至少一個LED芯片12具有與另一 LED不同的波長，例如，該不同波長從一個不同的目標(biāo)波長箱中選出。一方面，選用的LED12可包括這樣的 波長，其目標(biāo)在于如前所述通過與熒光粉發(fā)射的光混合而得到冷白光(CW)或暖白光(WW)。另一方面，選用的LED12可包括類似的和/或不同的目標(biāo)波長箱，其包括紅色、藍(lán)色、綠色、黃褐色、紅橙色和/或其組合。LED12可包括多個具有多種顏色的LED，例如所布置的每個LED12可從不同的目標(biāo)波長箱中選出。例如，形成該多個LED的至少一個LED12可包括這樣的LED，其目標(biāo)在于紅色、綠色、藍(lán)色和/或白色箱(RGBW)或者紅色、綠色、藍(lán)色和/或黃褐色箱(RGBA)中的每一個。任何適當(dāng)?shù)牟ㄩL箱和/或熒光粉組合可以根據(jù)應(yīng)用以及期望的光發(fā)射來選擇?？傮w上，LED12可包括許多以不同方式布置的不同半導(dǎo)體層。LED結(jié)構(gòu)以及其制造和操作在本領(lǐng)域基本已知，并將在此簡要論述。LED12可包括導(dǎo)電電流擴(kuò)散結(jié)構(gòu)13和/或設(shè)置在LED12的頂表面上的一個或多個引線接合焊盤11。電流擴(kuò)散結(jié)構(gòu)13和接合焊盤11可包括任何合適的導(dǎo)電材料，并且可用任何合適的方法沉積?？捎米麟娏鲾U(kuò)散結(jié)構(gòu)13和接合焊盤11的材料例如包括金(Au)、銅(Cu)、鎳(Ni)、銦(In)、鋁(Al)、銀(Ag)及其組合，以及金屬合金、導(dǎo)電氧化物和透明導(dǎo)電氧化物。電流擴(kuò)散結(jié)構(gòu)13可包括具有一個或多個間隔開的導(dǎo)電指狀件的柵格，以增強(qiáng)從一個或多個接合焊盤11到LED12的頂表面的電流擴(kuò)散。在操作中，電信號或電流可例如通過弓I線接頭24施加于接合焊盤11。電信號或電流可通過電流擴(kuò)散結(jié)構(gòu)13和頂表面擴(kuò)散到LED12中。電流擴(kuò)散結(jié)構(gòu)13通常用在p型頂表面的LED中，但是也可以用于η型材料。圖1A至SB顯示的LED12可包括一種配置，其中芯片的底部包括與第一電氣元件14電連通的陽極，并且頂部接合焊盤11包括與第二電氣元件16電連通的陰極。也就是說，電連通可包括電流從一個電氣元件經(jīng)由LED進(jìn)入第二電氣元件16。LED12出于示例的目的被示出，然而，本實施例不局限于此，包括任何已知或未來可知的合適的構(gòu)造、尺寸、形狀和/或LED類型的任何LED均可使用。第一和第二電氣元件14和16可采用適當(dāng)?shù)幕蛞阎母浇臃椒ɡ缫€接頭24和/或焊料附接提供與LED12之間的導(dǎo)電路徑從而與之電連通。例如，一個或多個LED12可安裝在安裝盤20上，安裝盤20 —體形成并從電氣元件14和16延伸或與之分離和獨立，它們之間使用任何適當(dāng)?shù)姆椒ê筒牧线B接，例如利用傳統(tǒng)的焊料技術(shù)和材料附接。例如，附接材料可包括導(dǎo)電環(huán)氧樹脂、焊膏、預(yù)制件、助焊劑共晶材料或分配聚合材料以及使用它們的方法，它們中的每一個可以是導(dǎo)電和導(dǎo)熱的?？傮w上參考圖1A至8B，LED裝置可包括基板32，其可包括任何適當(dāng)?shù)牟牧稀Ｒ环矫?，基?2可包括電絕緣材料。例如，材料可包括但不僅限于陶瓷材料，例如氧化鋁、氮化鋁或有機(jī)絕緣體如聚酰亞胺(PI)和聚鄰苯二甲酰胺(PPA)。在其他實施例中，基板32可包括印刷電路板(PCB )、藍(lán)寶石、硅或其他任何適當(dāng)?shù)牟牧?，例如T-Clad鋁基覆銅板絕緣基底材料，該材料例如可從明尼蘇達(dá)州查哈森市的貝格斯公司獲得。對PCB的實施例而言，不同PCB類型均可使用，例如標(biāo)準(zhǔn)FR-4PCB，金屬芯PCB或其他任何類型的印刷電路板。這里公開的LED裝置可通過采用尺寸被設(shè)計為容納多個基板的基板面板的方法制造。也就是說，多個LED裝置可形成在該面板上，其中各個裝置可從面板上單獨取下。在不同的方面，可能期望的是，基板32為良好的電絕緣體，具有低熱阻或高導(dǎo)熱系數(shù)(例如，氮化鋁)。一些可用的材料具有大約30W/m.K或更高的導(dǎo)熱系數(shù)，例如氧化鋅(ZnO)。其他可接受的材料具有大約120W/m.K或更高的導(dǎo)熱系數(shù)，例如氮化鋁(A1N)，它具有范圍在140_180W/m.K之間的導(dǎo)熱系數(shù)。從熱阻方面來講，一些可接受的材料具有2°C/W或更低的熱阻。熱性能在此處探討的范圍之外的其他材料也可使用。仍然從總體上參考圖1-8B，基板32可包括頂表面34，其上或上方可形成和設(shè)置有相應(yīng)的圖案化第一和第二電氣元件14和16以及安裝盤20。所述一個或多個LED12可安裝在安裝盤20的大致中心位置。這里的布置方式中，基板32的尺寸可根據(jù)不同因素而不同，其中一個為LE D12的尺寸。例如，在裝置10中或其他本文公開的布置方式中，基板32的尺寸可包括與安裝盤20以及相應(yīng)的第一和第二電氣元件14和16的有效熱擴(kuò)散面積基本相同的尺寸。例如，裝置中具有四個I毫米的LED，基板32可量出大約5毫米X5毫米的尺寸。再例如，裝置中具有四個0.7毫米的芯片，基板32可量出3.5毫米X3.5毫米的尺寸。這種5毫米和3.5毫米的基板尺寸僅為例舉并非窮舉。可以具有多于或少于4個的LED并且基板和裝置可分別小于或大于700微米或I毫米。例如，一個2毫米X 2毫米或8毫米X8毫米的基板也是可能的。這是假定LED12呈大致正方形。然而，任何LED也可呈長方形(矩形)。也可以理解，基板可具有任何適當(dāng)?shù)男螤?，包括圓形、長方形或其他多邊形。這里公開的裝置還可包括防止受到靜電放電(ESD)損害的元件。在所示的實施例中，這些元件為片上型，可使用不同的元件，例如各種垂直硅(Si)齊納二極管、并聯(lián)(平行)設(shè)置并反向偏壓至LED12的不同LED、表面安裝的壓敏電阻和橫向硅二極管。在示出的實施例中，齊納二極管30可被使用并通過已知的安裝技術(shù)安裝在安裝盤20上。二極管30可相對較小，從而它不會覆蓋基板32的表面上的多余面積或阻擋大量從LED12發(fā)出的光。二極管30也可定位于靠近透鏡38 (圖8A/8B)的邊緣，從而不會阻擋來自裝置中心的光線。圖1A和IB顯示了裝置10的第一實施例，其包括一個或多個LED12，其中至少一個LED12與其他LED12中的每一個并聯(lián)設(shè)置。圖1A和IB不同之處在于安裝盤20的圖案以及所用LED12的類型。例如，圖1A顯示了具有被一個或多個間隙15分開的一個或多個部分的安裝盤20，這些間隙如圖2描述和顯示。根據(jù)圖1A的裝置10中選用的LED12可包括兩個接合焊盤11。在替換例中，根據(jù)圖1B的裝置10包括具有一個接合焊盤11的LED12。圖1A包括四個LED12，它們的每一個相對于其他LED12并聯(lián)安裝。這里的實施例不局限于四個或任何特定數(shù)量的LED，而是可包括任何期望的數(shù)量。為了并聯(lián)連接，安裝盤20的一個或多個部分可電連通，或利用一根或多根導(dǎo)線26直接或間接聯(lián)接至第一電氣元件14，從而每個LED12可設(shè)置在例如第一電氣元件14的正極電源上或與之電連通。圖1A和IB中的LED12可與第一電氣兀件14和第二電氣兀件16中的每一個電連通或與之直接或間接連接。例如，圖1A顯示了例如通過導(dǎo)電焊膏直接與第一電氣元件14電連通或電連接的第一 LED12A。第一 LED12A也可通過引線接頭24直接引線接合至第二電氣元件16。第二 LED12B可連接至安裝盤20的一部分，后者利用導(dǎo)線26與第一電氣元件14電連通。這樣，第二 LED12B可間接連接至第一電氣元件14并直接引線接合至第二電氣元件16。第三LED12C可安裝在安裝盤20的一部分上，后者利用導(dǎo)線26與第一電氣元件14電連通。第三LED12C還利用引線接頭24直接連接至第二電氣元件。類似地，第四LED12D可安裝在安裝盤20的一部分上，后者利用導(dǎo)線26與第一電氣元件14電連通。第四LED12D還利用引線接合至第二電氣元件16。由于每個LED12A-12D分別與每個第一和第二電氣元件14和16電連通，每個相應(yīng)的LED12A-12D因此與每個具有這種布置方式的其他LED并聯(lián)。特別地，圖1A中的LED的布置方式包括將LED定位成使得接合焊盤11面向基板32的外邊緣，從而如果使用透鏡，任何被接合焊盤11和引線接頭24阻擋的光線將位于透鏡邊緣附近(如圖5、8A和SB最佳顯示)。定位芯片使得引線接頭24位于外側(cè)附近將允許獲得每個裝置或系統(tǒng)的最大效率和光輸出。這將允許LED12的更緊湊的包裝，繼而產(chǎn)生更密集的點光源和最優(yōu)化的光輸出。圖1B顯示了第一裝置10，其為圖1A中的裝置的替換例。在圖1B中，每個LED12仍與圖1A的實施例一樣與每個其他LED12并聯(lián)。在圖1B中的LED12的布置方式中，每個LED12具有單獨的接合焊盤11。圖1B顯示了包括第一部分21A和第二部分21B的安裝盤20。第一和第二部分21A和21B可與 相應(yīng)的第一和第二電氣兀件14和16 —體形成。圖1B中的安裝盤20包括與第一電氣元件14 一體形成的第一部分21A，其中第一電氣元件14與第二電氣元件16通過單獨的間隙15電隔離和/或熱隔離。在圖B中，間隙15圍繞四個LED12形成溝槽或路徑。每個LED12可定位于安裝盤20上方，與第一電氣元件14直接電連通。每個LED，即LED12A至12D，也可通過引線接頭24與第二電氣元件16直接電連通，這能夠使得電流從LED接合焊盤11流向第二電氣元件16。與圖1A中所示的相似，圖1B中的LED12可轉(zhuǎn)動和/或定位成使得接合焊盤11相對于四個LED12的中心沿四個LED12的外邊緣并朝向基底的外邊緣徑向設(shè)置，以使光線受引線接頭24的阻擋最少。這種布置方式能夠獲得緊湊的配置，從而產(chǎn)生更小的點光源并最優(yōu)化光輸出。圖1A和IB包括并聯(lián)連接的LED12，因此裝置10中的整個系統(tǒng)或布置可在較低電壓下操作。一方面，包括裝置10的該布置方式可在大約3V下以350ma操作。更低的電壓也是可能的，該電壓作為芯片電壓、裝置操作溫度和驅(qū)動電流的函數(shù)。這里的布置方式可以是用戶可配置的，例如通過改變使LED并聯(lián)和/或串聯(lián)連接的引線接頭24的位置和/或放置方式以使其可在更高電壓應(yīng)用下使用。其他配置顯示在圖3A至4B中，它們不旨在限制，同樣LED12的數(shù)量和構(gòu)造可不受限制。圖2顯示了導(dǎo)電圖案40。導(dǎo)電圖案40也可通過如圖1A和3A至8B所示的裝置50和60中的LED配置或布置實現(xiàn)。導(dǎo)電圖案40可包括總體上標(biāo)記為20的安裝盤以及第一和第二電氣兀件14和16。導(dǎo)電圖案40可安裝在基板32上,其中通過將與一個或多個內(nèi)部導(dǎo)電通孔56 (圖6)連通的對準(zhǔn)孔18可便于對準(zhǔn)。安裝盤20可包括由一個或多個間隙15限定的一個或多個部分。安裝盤20中的這些部分可與每個其他部分電隔離和/或熱隔離。安裝盤的這些部分可選擇性地被配置，從而使得這些部分可通過一條或多條導(dǎo)線選擇性地彼此電連通，以將這些部分聯(lián)接在一起。安裝盤20的這些部分可以可選地與第一和第二電氣元件14和16中的每一個電隔離和/或熱隔離，除非它們通過一根或多根導(dǎo)線26連接，如圖1A、3A和3B所示。一方面，安裝盤20的一個或多個部分可分別與第一和/或第二電氣元件14和16中的任一個一體形成。例如，圖2顯示了包括沿逆時針方向布置的第一部分41、第二部分42、第三部分43和第四部分44的安裝盤20。部分41-44可形成具有中心的非常(基本)緊湊的正方形布置。特別地，每個部分41-44可以但不是必需導(dǎo)電。每個部分41-44可包括非導(dǎo)電材料，如陶瓷。在一方面，部分41-44可包括氮化鋁(AlN)材料或基底。在一方面，LED12可直接安裝在基板32上。類似地，第一部分41可以但不是必需與電氣元件14 一體形成，并可通過一個或多個間隙15與其余的部分42-44電隔離和/或熱隔離。類似地，部分42-44可通過一個或多個間隙15與每個其他部分以及電氣元件14和16電隔離和/或熱隔離。各部分的尺寸和形狀由間隙15限定，但不僅限于所示的尺寸和形狀。任何適當(dāng)?shù)某叽绾?或形狀均可使用。這些部分的數(shù)量和布置方式不局限于圖2所示，而是僅出于示例目的顯示了四個部分。 仍然參考圖2，一個或多個部分41-44可包含位于一個或多個間隙15之間的突出部17。部分41-44和突出部17能夠獲得用戶可配置的系統(tǒng)，其中一個或多個LED12的布置和/或電連接可以變化。通過使一個裝置能夠適應(yīng)覆蓋Vf范圍和其他期望性能的多個應(yīng)用將會是有利的。在一方面，采用如圖2所示導(dǎo)電圖案的裝置可在3伏(V)至12V的范圍內(nèi)操作，這取決于用戶如何配置各LED和安裝盤20的各部分的布置方式。圖2顯示了分別包括突出部17的第三和第四部分43和44。例如，安裝盤20的第四部分44包括位于兩個間隙15之間的L形突出部17。L形突出部17至少部分地平行于第二電氣元件16并且接著至少部分地正交延伸并向內(nèi)朝向安裝盤20的中心延伸。安裝盤20的第三部分42包括與第一電氣元件14正交且朝向第一電氣元件14延伸的突出部17。仍然參考圖2，但同時也在其他圖中有所顯示，第一電氣元件14可包括一個或多個標(biāo)志或指示器22A和22B，以指示電極性，這對裝置元件與LED12以及裝置元件與外部源之間的電連通可能非常重要。例如，LED12的底表面可聯(lián)接或電連接至由指示器22B表示的加號電信號，同時接合焊盤11可電連接至第二電氣元件16。類似地，為了確保LED裝置在外部源、例如PCB或其他基底上的精確安裝，與第一電氣元件14電連通的第一安裝盤58(圖7)可安裝在信號正極側(cè)，以驅(qū)動電流流過LED。在所示例子中，指示器22B包括標(biāo)在第一電氣元件14上的加號(+)標(biāo)記，用來指示布置方式應(yīng)使得安裝成信號正極聯(lián)接至第一安裝盤58。于是信號負(fù)極聯(lián)接至第二安裝盤64(圖7)。指示器22A可包括一個對準(zhǔn)記號，其在電氣元件制造期間使用，以確保沉積時的掩模的適當(dāng)對準(zhǔn)?？梢岳斫猓S多不同標(biāo)志和指示器類型均可采用，并且標(biāo)志也可包括在第二電氣元件16上。還可以理解，標(biāo)志可置于其他位置而非電氣元件上。仍然參考圖2，安裝盤20以及第一和第二電氣元件14和16可包括任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電和/或?qū)岵牧?。在一方?安裝盤20與第一和第二電氣兀件14和16可包括利用已知技術(shù)如鍍覆(電鍍)沉積的銅。在典型鍍覆工藝中，鈦附著層和銅籽晶層相繼濺射在基底上。然后，大約75微米的銅可鍍覆在銅籽晶層上。所得到的沉積銅層接著可利用標(biāo)準(zhǔn)平版印刷工藝形成圖案。在其他實施例中，該層可借助掩模濺射，以形成期望的圖案。在其他方面，用于安裝盤20以及電氣元件14和16的導(dǎo)電材料可分別包括銅或其中一個特征為銅而其他特征可包括一個或多個不同材料。例如，安裝盤20可利用附加金屬或材料鍍覆或涂覆，以使安裝盤20更適合于安裝LED12。例如，安裝盤20可利用粘附材料或結(jié)合(粘合)材料或反射和阻擋層鍍覆。一個或多個間隙15可穿過安裝盤20設(shè)置，和/或設(shè)置在安裝盤20與相應(yīng)的第一和第二電氣元件14和16之間。間隙15可向下延伸到基板32的頂表面34，從而與電氣元件14和16以及安裝盤20的一個或多個部分41-44電隔離或熱隔離。如下文將更深入描述的那樣，電信號可在安裝盤20的幫助下從第一電氣元件14直接或間接施加于LED12。例如當(dāng)安裝盤的第一部分41與電氣元件14 一體形成、中間無間隙時，信號可直接傳送。當(dāng)安裝盤的部分(42至44)利用一根或多根導(dǎo)線26聯(lián)接至電氣元件14時，信號可間接傳送至LED，如圖1A和3A最佳所示。借助于一根或多根將接合焊盤11連接至第二電氣元件16的引線接頭24，電信號可穿過LED12傳送至第二電氣元件16。間隙15可提供第一和第二電氣元件14和16之間的電隔離，以防止施加于LED12的信號短路。圖2所示以及還顯示在圖1A至8B中的導(dǎo)電圖案40可安裝在基板32上。由一個或多個LED12產(chǎn)生的熱量典型地可能不會高效地傳播至基板32，特別是包括陶瓷材料的基板。當(dāng)LED12設(shè)置在安裝盤20上時，熱量不會傳遍大部分基板，反而可能基本集中在LED12正下方的區(qū)域。這可能導(dǎo)致LED12過熱，繼而會限制LED裝置的運行功率水平。為了提高LED裝置的散熱能力，例如裝置50和60、安裝盤20和電氣元件14和16可提供延長的導(dǎo)熱路徑，以將熱量橫向?qū)щxLED12 ，從而熱量可傳播至基板32上超越LED12正下方區(qū)域的其他區(qū)域。例如，安裝盤20可覆蓋基板32的頂表面34的更多表面積，大于LED覆蓋的面積。安裝盤20可向著基板32的邊緣延伸。在所示實施例中，安裝盤20大致為圓形并從LED12朝向基板32的邊緣徑向延伸。安裝盤20的一部分與第一電氣兀件相交，同時與第二電氣元件16保持隔離?？梢岳斫?，安裝盤20可具有任何合適的形狀和/或尺寸，并且在一些實施例中其可以延伸到基板32的邊緣?？傮w上參考圖1A至8B,第一和第二電氣兀件14和16可覆蓋基板32的頂表面34中從對準(zhǔn)孔18延伸出來并覆蓋對準(zhǔn)孔18與基板32邊緣之間的區(qū)域的部分。通過以這種方式延伸電氣元件14和16，LED12的散熱可進(jìn)一步得到改善。這改善了 LED12中所產(chǎn)生熱量的散熱性，提高了其工作壽命并允許更高的運行功率。安裝盤20和電氣元件14和16可覆蓋基板32的頂表面34的不同比例，典型的覆蓋面積大于50%。在一個方面，安裝盤20和電氣元件14和16可覆蓋基板的大約70%。在其他方面，覆蓋面積可大于75%。圖3A至4B顯示了根據(jù)本發(fā)明主題的LED裝置和布置方式50和60的第二和第三實施例。圖3A至4B顯示了包括至少一組LED的LED布置方式，其中該組的第一 LED與該組的其他LED以串聯(lián)方式電連接。這里所述的LED布置方式可由用戶選擇性配置，以產(chǎn)生可在3V或高于3V的電壓下工作的裝置。裝置50和60包括與LED裝置10相似的特征。對于相似的特征，采用相同的附圖標(biāo)記，可以理解為上文的描述等同適用于這些實施例。例如，LED裝置50和60可包括導(dǎo)電圖案40，后者具有安裝在基板32上的第一和第二電氣元件14和16以及總體上標(biāo)記為20的安裝盤。裝置可以進(jìn)一步包括一個或多個LED12和透鏡38 (圖8A/8B)。類似于LED裝置20，LED裝置50和60可設(shè)置成在外部源上進(jìn)行表面安裝。裝置可為用戶可配置的，從而具有LED12、引線接頭24以及導(dǎo)線26在多個安裝盤20上的可變布置和/或排布，從而例如允許裝置可在各種低電壓到高電壓應(yīng)用中工作。裝置50和60可在更高的電壓下工作，這可部分地通過將裝置中的LED芯片12的布置方式或電氣配置變?yōu)橹辽偈沟谝?LED12與第二 LED12串聯(lián)連接而實現(xiàn)。也就是說，更高的功率源或電源可用于LED、LED裝置和方法，因為電壓將通過一個或多個LED芯片12的串聯(lián)而分割。由電源產(chǎn)生的更高電壓可包括一系列穿過每個單獨LED芯片12的相應(yīng)較低電壓。電源電壓可對于一些應(yīng)用在從3至12V范圍內(nèi)工作，并且在另一些應(yīng)用中，理想的是，可在比12V更高的電壓下工作。圖3A至3B顯示了 LED裝置50。該裝置包括一個裝置，其中用戶已經(jīng)以與裝置10和60中不同的布置方式配置了 LED和引線接頭24。該布置方式是非限制性的，而是為了示例性目的而公開?？梢岳斫猓贾梅绞娇砂ㄔO(shè)置在安裝盤20的各部分上的多個LEDJP/或引線24和導(dǎo)線26的排布。圖3A顯示了四個LED12A-12D的布置方式，它們以串聯(lián)和并聯(lián)結(jié)合的方式彼此電連接。例如，圖3A顯示了與第二 LED芯片12B串聯(lián)設(shè)置的第一 LED12A。這種布置方式顯示了分別包括第一和第二 LED的第一組LED。該第一組相對設(shè)置并且在結(jié)構(gòu)上與第二組平行定位。第一組LED可利用導(dǎo)線26與第二組LED并聯(lián)連接，以例如將安裝盤的第一部分41連接至安裝盤的第四部分44。安裝盤的第四部分44與安裝盤的第一部分41相對，其中間隙15設(shè)置在它們之間。第二組LED可包括與第四LED12D串聯(lián)連接的第三LED 12C。因此，裝置50中的LED布置方式包括LED12的串聯(lián)和并聯(lián)電連接的結(jié)合。圖3B顯示了第一和第二串聯(lián)組SI和S2的相應(yīng)電流。如圖所示，第一串聯(lián)組SI與第二串聯(lián)組S2通過定位導(dǎo)線26并聯(lián)連接，這些導(dǎo)線26以并聯(lián)方式電連接安裝盤的第一部分41和第四部分44。第一串聯(lián)組SI包括第一組LED12和電信號或電流,該電信號或電流可流經(jīng)由安裝盤20的一個或多個部分41-44上的引線接頭24和導(dǎo)線26限定的路徑。第一串聯(lián)組SI包括從外部源流向第一電氣元件14之后流入第一 LED12A的電信號，當(dāng)電信號經(jīng)過第一 LED12A時，其可產(chǎn)生期望波長的光發(fā)射。第一串聯(lián)組SI的電信號可從第一 LED12A流出并進(jìn)入安裝盤20的第二部分42。來自第一串聯(lián)組SI的電流接著可流入第二 LED12B并從LED接合焊盤11流出，之后流入第二電氣元件16。電流可通過一個或多個導(dǎo)電通孔56穿過裝置進(jìn)入表面安裝盤58 (圖6)并到達(dá)外部電路或源。類似地，第二串聯(lián)組S2包括第二組LED12和電信號或電流，該電信號或電流可流經(jīng)由安裝盤20的一個或多個部分上的引線接頭24和導(dǎo)線26限定的路徑。第二串聯(lián)組S2包括外部產(chǎn)生并從第一電氣元件14流入第四LED12D的電信號。這可例如通過利用一根或多根導(dǎo)線26將第四部分44連接至第一部分41來實現(xiàn)。當(dāng)電信號經(jīng)過第四LED12D時，該電信號可產(chǎn)生期望波長的光發(fā)射。第二串聯(lián)組S2的電信號可從第四LED12D流出并進(jìn)入安裝盤20的第三部分43的突出部17。來自第二串聯(lián)組S2的電流之后可流入第三LED12C并從LED接合焊盤11流出，之后流入第二電氣元件16到達(dá)外部源。特別地，每個LED12A-12D的接合焊盤11可向著 基板32的邊緣徑向向外定位，以使得受阻的光線量最少并且得到更為緊湊的由LED組發(fā)射的點光源。LED12可大致呈正方形布置方式。第一串聯(lián)組SI的電信號或電流可通過一根或多根導(dǎo)線26并聯(lián)連接至第二串聯(lián)組S2，導(dǎo)線26將安裝盤20的第一部分41電聯(lián)接至安裝盤的第四部分44。導(dǎo)電路徑沿著兩條由第一和第二串聯(lián)組SI和S2標(biāo)記的并聯(lián)線路流動。將兩個串聯(lián)組并聯(lián)連接使得LED裝置50可配置為適合用于更高電壓的布置方式。在一個方面，LED裝置50適合于在大約6V的電壓下使用。任何適合和期望數(shù)量的LED12可串聯(lián)連接。同樣，任何數(shù)量的串聯(lián)組可并聯(lián)連接，以獲得裝置作為具有理想功率和電壓的應(yīng)用。該設(shè)計不局限于圖3A至3B所示的設(shè)計，而是出于示例性目的顯示了兩個并聯(lián)在一起的串聯(lián)組SI和S2。作為示例而非限制，根據(jù)LED裝置50所提供示例的LED裝置可包括四個Imm芯片并且可在175mA (IW當(dāng)量)的驅(qū)動電流下展示包括大約129至140流明(Im)的光通量范圍。中間和/或平均光通量可例如在175mA下為大約135Im/W。平均Vf在175mA下可例如為大約5V，光通量的范圍在350mA (2W當(dāng)量)的驅(qū)動電流下可大約為248至2641m。中間和/或平均光通量在350mA下可大約為2551m，并且平均Vf在350mA下可大約為5.1V。光通量的范圍在700mA (4W當(dāng)量)的驅(qū)動電流下可大約為450至4751m。中間和/或平均光通量在700mA下可大約為4621m。平均Vf在700mA下可大約為5.5V。因此，LED裝置50可配置為并工作在例如4V至8V的Vf范圍內(nèi)。圖4A至4B顯示了 LED裝置60。該裝置包括一個裝置，其中用戶已經(jīng)將LED和引線接頭24配置為與裝置10和50中不同的布置方式。這種布置方式并非限制而是出于示例性目的，因為布置方式可包括多個LED、由一個或多個間隙15限定的安裝盤20的多個部分和/或引線接頭24和導(dǎo)線26的排布。與圖1A和3A中顯示的那些類似，LED裝置60可包括四個分別安裝在安裝盤的部分41至44上的LED12A至12D。裝置60已被配置為使得每個LED12A至12D可串聯(lián)連接。當(dāng)與圖3A至3B相比較時，這種布置方式可有所不同，例如引線接頭24的排布以及連接安裝盤的各部分和導(dǎo)線26的缺失。例如，在圖4A至4B中，從第二 LED12B延伸的引線接頭24不再延伸或“跳接”到安裝表面的第四部分44的突出部
17,而是電連接至突出部17。此外，圖3A和3B包括一根或多根并聯(lián)連接安裝盤20的一個或多個部分的LED12的導(dǎo)線26。如圖4A和4B所示，四個LED12A至12D串聯(lián)連接，不需要利用導(dǎo)線將安裝盤的各部分連接起來。圖4B顯示了串聯(lián)組S的電流，其中四個LED可串聯(lián)連接。串聯(lián)組S包括第一組四個串聯(lián)連接的LED12A至12D，其具有可流經(jīng)由安裝盤20的一個或多個部分41-44上的引線接頭24限定的指定路徑的電信號或電流。串聯(lián)組S包括從第一電氣元件14傳入第一LED12A的電信號。當(dāng)電流或電信號經(jīng)過LED12A至12B時，該電信號將產(chǎn)生期望波長的光發(fā)射。串聯(lián)組S的電信號可從第一 LED12A傳出并進(jìn)入安裝盤20的第二部分42。來自串聯(lián)組S的電流之后可流入第二 LED 12B并從LED接合焊盤11流出進(jìn)入安裝盤20的第四部分44的突出部17。串聯(lián)組S的電流之后可沿突出部17流動并進(jìn)入第四LED12D，并從第四LED12D的接合焊盤11流出到達(dá)安裝盤20的第三部分43的突出部17。來自串聯(lián)組S的電流之后可流入第三LED12C并從該LED的結(jié)合焊盤11流出進(jìn)入第二電氣元件16。電流因此流經(jīng)四個LED12A至12D，并且串聯(lián)組S包括以大致“S”形連接的LED12。也就是說，電流不是連續(xù)地順時針或逆時針繞著大致排列為正方形的LED流動，而是從12A到12B到12D最后到12C沿著“S”形結(jié)構(gòu)流動。這種配置使得裝置可在比裝置10和50更高的電壓下工作。這是因為串聯(lián)連接使得LED可在更大的電流下驅(qū)動，因為電流在各LED之間被分割。應(yīng)用這種布置方式的裝置可在12V或更高的電壓下工作。此外，對于裝置10、50和60，出于示例性目的，四個LED12被顯示出安裝在安裝盤20的四個部分上。包括比四個更多或更少的LED的裝置是可能的且因此可預(yù)期，其中所述LED安裝在比四個更多或更少的安裝盤部分上并以串聯(lián)、并聯(lián)和/或其組合的方式連接。圖5顯示了各部件的分解圖，這些部件例如包括還包括透鏡38和保護(hù)層42的LED裝置60?？勺⒁獾剑琇ED裝置10和50也可包括透鏡38和保護(hù)層42，但出于示例性目的顯示了裝置60。安裝盤20和電氣元件14和16可設(shè)置在基板32的頂表面34上。安裝盤20可包括用于ESD裝置例如齊納二極管30的開口 31，從而該ESD裝置可安裝在安裝盤20。不同安裝材料和方法均可使用，例如那些用于將LED12安裝在安裝盤20上的安裝材料和方法。引線接頭24可延伸越過間隙15并利用齊納二極管30作為連接源而將第二電氣元件16連接至第一電氣元件14。二極管30可相對LED芯片12反向偏壓。LED12和二極管30的布置方式使得來自ESD事件的流經(jīng)LED裝置60的過大電壓和/或電流經(jīng)過二極管30而非LED12，從而保護(hù)LED12不被損壞。引線接頭24和導(dǎo)線26在適用的情況下可利用現(xiàn)在或?qū)硪阎姆椒ㄅ渲?，并且其可包括已知的?dǎo)電材料。例如，適當(dāng)?shù)牟牧峡砂ń?Au)。可以理解，在一些方面，LED裝置10、50和60可不設(shè)置ESD元件/ 二極管，或者在替換例中，ESD元件/ 二極管可位于LED裝置外部。圖5還顯示了包括至少一個設(shè)置在圍繞LED12的區(qū)域中的焊料壩28。焊料壩28可幫助LED12定中心并減少LED在安裝焊料處于液體形態(tài)時的移動。當(dāng)液體焊料碰到任何一個焊料壩時，移動被減緩或停止。這有助于減少LED的移動直到焊料硬化。焊料壩28還提供貯存器，其中過剩的焊料可流出并被捕獲，從而不會流到一個或多個間隙中而使安裝盤20的一個或多個電隔離部分42-44發(fā)生電短路。可包括的可選特征或步驟是使用焊接掩?；蚝噶涎谀?未示出)，后者包括傳統(tǒng)材料，其可設(shè)置在導(dǎo)電圖案40和基板32的頂表面34上。該特征在美國專利申請序列號12/757,891中進(jìn)行了描述，其整體通過引用結(jié)合于此。焊接掩?？芍辽俨糠值馗采w安裝盤
20、第一和第二電氣元件14 和16以及一個或多個間隙15。焊接掩模可在后續(xù)的處理步驟中保護(hù)這些特征，特別是將LED12安裝到安裝盤20以及引線焊接時。在這些步驟中，可能存在焊料或其他材料沉積在不期望區(qū)域的危險，這可能導(dǎo)致這些區(qū)域受損或?qū)е码姸搪贰：附友谀？商峁┙^緣和保護(hù)材料，其可降低或避免這些危險。焊接掩?？砂ㄓ糜趯ED12安裝在安裝盤20上以及用于將引線接頭24附接于第二電氣元件16的開口。它還可包括側(cè)面開口，用于方便地電接近電氣元件14和16，以在制造期間測試這些裝置。焊接掩?？删哂袑?zhǔn)孔，與電氣元件14和16的孔18類似，可在LED裝置的制造期間用于對準(zhǔn)，并在由最終用戶安裝到位時允許進(jìn)行對準(zhǔn)。圖6顯示了 LED裝置60的剖視圖。該視圖也是裝置10和50的代表。在本視圖中，表面安裝盤(表面安裝塊)58和64可以被看到分別大致垂直地位于第一和第二電氣元件14和16下方。當(dāng)裝置安裝在外部源上時，電流或電信號可通過表面安裝盤58和60從外部源(未示出)施加于該裝置。例如，第一和第二表面安裝盤58和60可電連通于焊接觸點(焊料觸點)或其他位于外部源上的導(dǎo)電路徑，并使電流分別流入第一和第二電氣元件14和16。外部源可包括印刷電路板(PCB )、金屬芯印刷電路板(MCPCB )或其他任何合適的能夠流通電流的外部源。在所示實施例中，LED裝置60可被設(shè)置成利用表面安裝技術(shù)安裝，并且裝置60包括由一個或多個導(dǎo)電通孔56限定的內(nèi)部導(dǎo)電路徑。裝置60可包括形成在基板32的底表面36上的第一和第二表面安裝盤58和64，并且至少部分地分別與第一和第二電氣元件14和16對準(zhǔn)。一個或多個導(dǎo)電通孔56可延伸穿過第一表面安裝盤58和第一電氣元件14之間的基板32，這樣當(dāng)信號施加于第一表面安裝盤58時，其導(dǎo)通基板32并進(jìn)入第一電氣元件
14。類似地,一個或多個導(dǎo)電通孔56可延伸形成在第二表面安裝盤64和第二電氣兀件16之間，以在二者之間傳導(dǎo)電信號。導(dǎo)電通孔56可在相應(yīng)的表面安裝盤和電氣元件的對準(zhǔn)孔18和底部對準(zhǔn)孔66之間延伸。第一和第二表面安裝盤58和64可允許LED裝置的表面安裝，電信號橫穿第一和第二安裝盤58和64施加于LED12。導(dǎo)電通孔56和表面安裝盤58和64可包括任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料，并且可利用任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)施加，包括用于安裝盤20和第一和第二電氣兀件14和16的技術(shù)?？梢岳斫?，表面安裝盤58和64以及導(dǎo)電通孔56可以許多不同的配置設(shè)置，并可因此包括任何適當(dāng)?shù)男螤詈?或尺寸。當(dāng)導(dǎo)電通孔56將電氣元件連接至相應(yīng)的表面安裝盤時，也可以理解，電氣元件可以其他布置方式定位，除了所示的布置方式還可包括隔離的相鄰布置方式。導(dǎo)電通孔56可形成在相應(yīng)的表面安裝盤和電氣元件之間，它們可非大致垂直設(shè)置，而是可在基板32中以一定角度設(shè)置。也可以理解，代替通孔，一個或多個中間金屬層可提供在基板上表面安裝盤和電氣元件之間的一個或多個表面之間，或者甚至沿基板32的外側(cè)表面提供在相應(yīng)表面安裝盤和電氣元件之間。圖7顯示了 LED裝置60的底視圖。該視圖也可表示裝置10和50。LED裝置60還可包括設(shè)置在基板32的底表面36上的熱元件(熱敏元件)62。該熱元件65可選地設(shè)置在相應(yīng)的第一和第二安裝盤58和64之間。在一個方面，熱元件62設(shè)置在一個或多個LED12下面的基板32的中心位置。熱元件62可包括任何現(xiàn)在或未來已知的導(dǎo)熱材料，并且可至少部分地與LED12垂直對準(zhǔn)。在一個實施例中，熱元件62與基板32的頂表面34上的電氣元件14和16以及與基板32的底表面36上的第一和第二表面安裝盤58和64電隔離。雖然來自LED12的熱量可通過使用安裝盤20和電氣元件14和16在基板32的頂表面34上橫向散去，更多的熱量可直接向下并圍繞LED12進(jìn)入基板32。熱元件62可通過允許熱量散入熱元件62而幫助散熱，在熱元件62處更容易從裝置中散熱。熱量也可從基板32的頂表面34通過通孔56傳導(dǎo)，從而熱量可散入第一和第二表面安裝盤58和64，從那里也可散熱。對于用在表面安裝技術(shù)中的裝置，熱元件62以及第一和第二表面安裝盤58和64的厚度可大致相同，從而三者均與橫向表面如PCB相接觸。然而，為了提高焊料的潤濕性，也確保熱元件62與外部散熱器之間更穩(wěn)固的接觸，熱元件62可從裝置主體延伸出一段比表面安裝盤更長的距離。即，可以預(yù)期，熱元件62可比表面安裝盤58和64更厚。圖8A和8B顯示了還包括光學(xué)元件例如透鏡38的LED裝置50和60。裝置10可類似地包括該特征，但為了示例性目的未示出。光學(xué)元件可包括形成在基板32的頂表面34上以及一個或多個LED12上的透鏡38。透鏡38可提供環(huán)境保護(hù)和/或機(jī)械保護(hù)。透鏡38可包括在頂表面34上的不同位置，如圖所示定位的透鏡定位成使LED12大致定位在透鏡基座中心的下方。在一些實施例中，透鏡38可與LED12和/或基板32的頂表面34直接接觸地形成。在其他實施例中，可在LED12和/或頂表面34之間存在中間材料或?qū)?。直接與LED12接觸提供了一定優(yōu)點，例如改善了光提取并容易制造。透鏡38可使用不同的 模制技術(shù)模制，并且該透鏡可根據(jù)光輸出的期望形狀而形成許多不同的形狀。一種適合的形狀如圖所示為半球形，一些形狀替換例為橢圓子彈頭、扁平、六邊形和正方形。許多不同的材料可用作透鏡，例如硅樹脂、塑料、環(huán)氧樹脂或玻璃，適當(dāng)?shù)牟牧峡膳c模制工藝兼容。硅樹脂適合于模制并提供合適的光學(xué)傳播性能。它也經(jīng)得起后續(xù)的回流工藝并且不會隨著時間推移顯著退化。可以理解，透鏡38也可設(shè)置紋理，以改善光提取，或者可包括例如熒光粉或散射粒子的材料。透鏡38還應(yīng)能夠在從基板32上移除前承受得起一定的剪切力。在一個實施例中，透鏡38可承受I公斤(kg)或更大的剪切力。在使用硅樹脂的LED裝置的實施例中，固化之后材料更硬，并具有更高的硬度計讀數(shù)，例如肖氏硬度70或更高，其趨向于更好地承受剪切力。例如高粘性和高拉伸強(qiáng)度的性能也會有助于透鏡承受剪切力的能力。LED裝置10(未示出)、50和60的透鏡布置也可容易地適用于與第二 (次級)透鏡或光學(xué)件一起使用，后者可被最終用戶放在透鏡38之上以促進(jìn)光束成形。這些第二透鏡在現(xiàn)有技術(shù)中基本已知，許多均可以商業(yè)獲得。LED裝置可利用任何適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ圃?。例如，基?基板)面板在后續(xù)制造步驟中可被切塊，以提供多個單獨的基板。面板(未示出)可允許多個裝置的同時制造。可以理解，在面板上提供LED裝置的導(dǎo)電特征可能需要單獨的處理步驟。這些特征可包括安裝盤20、電氣元件14和16、底盤58和64、導(dǎo)電通孔44和熱元件62，所有這些特征可用于幫助LED所產(chǎn)生熱量的散熱。面板可包括多個這種成組設(shè)置的特征，每組對應(yīng)于將從面板形成的多個裝置之一。許多不同面板尺寸均可使用，例如3英寸X4英寸，2英寸X4英寸，以及4英寸X4英寸?？商峁┒鄠€LED12，其中的每一個可安裝在基底面板上的相應(yīng)安裝盤20上。如果LED裝置包括四個LED，所述LED可單獨或同時成組放置和/或安裝。也可提供多個ESD保護(hù)元件，例如齊納二極管30，其中的每一個可與一個LED結(jié)合安裝在安裝盤20上。ESD元件可利用與附接一個或多個LED相同的安裝方法和材料安裝到相應(yīng)的安裝盤上。可以理解，ESD元件也可利用其他方法安裝在其他位置?，F(xiàn)有技術(shù)中已知，包括模腔的模具(未示出)可裝載于面板上并設(shè)置于LED12上，該模具包括液體形式的 透鏡材料和/或密封劑以在LED12周圍填充模腔。在一個方面，透鏡38可包括液體可固化硅樹脂。LED12可變成嵌入在位于一個相應(yīng)模腔中的液體硅樹脂中。在一個實施例中，硅樹脂層還可保持在相鄰?fù)哥R之間，以提供位于基板的頂表面上的保護(hù)層42。液體硅樹脂之后可利用已知的固化工藝進(jìn)行固化。面板之后可從模具去除并可包括多個透鏡38，每個透鏡位于相應(yīng)的一個LED12上面。之后各LED裝置10、50和/或60可采用適當(dāng)?shù)姆珠_方法例如鋸開而從面板分割。本公開在附圖中所示以及上文所描述的實施例是可在后附權(quán)利要求的范圍內(nèi)作出的許多實施例的范例?？梢灶A(yù)期，多重配置發(fā)光裝置的配置及其制造方法可包括除了已具體公開的那些內(nèi)容以外的多種配置。也可以預(yù)期，在期望在特定電壓下工作的情況下，這里公開的多重配置發(fā)光裝置可被預(yù)先配置。
權(quán)利要求
1.一種可多重配置的發(fā)光二極管(LED)裝置，其包括: 安裝盤，其包括至少第一和第二電氣元件以及與所述第一和第二電氣元件分離的至少第一和第二部分，所述第一部分與所述第二部分電隔離；以及 設(shè)置在所述安裝盤上的至少第一 LED和第二 LED，其中所述第一 LED設(shè)置在所述第一部分上且所述第二 LED設(shè)置在所述第二部分上，所述第一和第二 LED可選擇性地配置為串聯(lián)或并聯(lián)地電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED裝置，其特征在于，還包括基板。
3.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的LED裝置，其特征在于，包括位于所述第一和第二部分之間的間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED裝置，其特征在于，所述第一和第二部分中的至少一個從所述第一或第二電氣元件延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED裝置，其特征在于，還包括第三LED和第四LED。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED裝置，其特征在于，所述第一、第二、第三和第四LED可選擇性地配置為串聯(lián)或并聯(lián)地電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED裝置，其特征在于，第一組LED并聯(lián)地連接至第二組LED。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED裝置，其特征在于，還包括設(shè)置在所述第一和第二LED上的透鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED裝置，其特征在于，所述安裝盤包括第一、第二、第三和第四部分，這些部分通過位于它們之間的一個或多個間隙彼此電隔離。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LED裝置，其特征在于，所述第一、第二、第三和第四部分中的每一個與所述第一和第二電氣元件中的至少一個電隔離。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED裝置，其特征在于，所述LED裝置可選擇性地配置為在不同的期望電壓下工作。
12.—種可多重配置的發(fā)光二極管(LED)裝置，其包括: 安裝盤，其包括多個電隔離部分； 多個LED，每個LED設(shè)置在所述安裝盤的不同電隔離部分上；以及 所述LED裝置可選擇性地配置為下列布置方式中的至少一種或其組合: (i)至少第一LED和第二 LED串聯(lián)或并聯(lián)地電連接； (ii)至少第三LED和第四LED串聯(lián)或并聯(lián)地電連接；以及 (iii)至少第一和第二LED的第一組與至少第三和第四LED的第二組串聯(lián)或并聯(lián)地電連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的LED裝置，其特征在于，所述第一和第二LED設(shè)置在所述安裝盤的第一和第二部分上，且所述第三和第四LED設(shè)置在所述安裝盤的第三和第四部分上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的LED裝置，其特征在于，所述安裝盤的第一、第二、第三和第四部分中的每一個通過位于它們之間的一個或多個間隙彼此電隔離。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的LED裝置，其特征在于，所述安裝盤的第一、第二、第三和第四部分可選擇性地配置，以使得這些部分可選擇性地利用一根或多根導(dǎo)線電連通。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的LED裝置，其特征在于，所述安裝盤以及第一和第二電氣元件包括導(dǎo)電圖案，在所述導(dǎo)電圖案中，至少所述安裝盤的一部分從所述第一電氣元件延伸。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的LED裝置，其特征在于，包括基板。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的LED裝置，其特征在于，透鏡設(shè)置在所述基板上。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的LED裝置，其特征在于，包括設(shè)置在所述導(dǎo)電圖案上的保護(hù)層。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的LED裝置，其特征在于，所述LED裝置可選擇性地配置為不同的期望電壓下工作。
21.一種用于選擇性地配置發(fā)光二極管(LED)的方法，該方法包括: 提供LED裝置，其包括: 安裝盤，其包括至少第一和第二電氣元件以及與所述第一和第二電氣元件分離的至少第一和第二部分，所述第一部分與所述第二部分電隔離；以及 設(shè)置在所述安裝盤上的至少第一 LED和第二 LED，其中所述第一 LED設(shè)置在所述第一部分上且所述第二 LED設(shè)置在所述第二部分上，所述第一和第二 LED可選擇性地配置為串聯(lián)或并聯(lián)地電連接；以及通過將第一組LED串聯(lián)或并聯(lián)地電連接選擇性地配置所述第一組LED。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，還包括: 提供作為第一組設(shè)置在所述安裝盤上的第一和第二 LED ； 提供設(shè)置在所述安裝盤上的第二組LED ；以及 通過將所述第二組LED串聯(lián)或并聯(lián)地電連接選擇性地配置所述第二組LED。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，還包括將所述第一組LED與所述第二組LED并聯(lián)地電連接。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，提供所述第二組LED包括提供設(shè)置在所述安裝盤的第三部分上的第三LED和設(shè)置在所述安裝盤的第四部分上的第四LED。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，還包括選擇性地配置所述安裝盤的第一、第二、第三和第四部分中的至少一個，以利用一根或多根導(dǎo)線與所述安裝盤的另一部分電連通。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，包括選擇性地配置所述LED裝置，以在不同的期望電壓下工作。
27.一種可多重配置的發(fā)光二極管(LED)裝置，其包括: 多個電隔離部分； 多個LED，每個LED至少設(shè)置在不同的電隔離部分上；以及 這些LED可選擇性地配置為彼此串聯(lián)、彼此并聯(lián)或彼此串并聯(lián)地電連接。
28.一種可多重配置的發(fā)光二極管(LED)裝置，其包括: 多個LED ;以及 這些LED可選擇性地配置為以至少三種不同的電氣配置進(jìn)行電連接。
全文摘要
公開了多重配置發(fā)光二極管(LED)裝置和方法，其中所述裝置中的發(fā)光二極管可選擇性地配置為在較高電壓或可變電壓應(yīng)用中使用。可配置發(fā)光二極管的可變布置方式。這些布置方式可包括以串聯(lián)、并聯(lián)和/或其組合的方式連接起來的一個或多個發(fā)光二極管。其上可安裝一個或多個發(fā)光二極管的表面可包括一個或多個電隔離和/或熱隔離的部分。
文檔編號H01L33/62GK103238226SQ201180058814
公開日2013年8月7日 申請日期2011年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月7日
發(fā)明者P·S·安德魯斯, R·羅薩多, M·P·拉夫內(nèi)爾, D·T·埃默森, J·C·布里特 申請人:科銳公司