TW201429005A - 具有齊納（ｚｅｎｅｒ）二極體上之整合式反射遮罩的發光二極體封裝 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種照明封裝。舉例而言，該照明封裝經揭示為包含：一主級光源，諸如一發光二極體；及一額外電組件，其保護該主級光源免受靜電放電之影響。該額外電組件可對應於一齊納二極體且可用有助於減少該齊納二極體之光吸收之至少一種材料加以處理。

Description

具有齊納(ZENER)二極體上之整合式反射遮罩的發光二極體封裝

本發明一般而言係關於發光裝置及用於該等發光裝置之封裝。

發光二極體(LED)具有優於習用光源(諸如白熾燈、鹵素燈及螢光燈)之諸多優點。此等優點包含較長之操作壽命、較低之功率消耗及較小之大小。因此，在傳統照明應用中，習用光源正日益被LED替換。作為一實例，LED當前正用於手電筒、相機閃光燈、交通信號燈、汽車尾燈及顯示裝置中。

兩種普遍類型之LED外觀尺寸係表面安裝LED及通孔LED。針對需要一低LED輪廓之應用，表面安裝LED係合意的。在表面安裝LED之各種封裝當中，所關注之一LED封裝係塑膠引線晶片載體(PLCC)封裝。舉例而言，PLCC封裝中之表面安裝LED可用於汽車內部顯示裝置，電子標誌及信號以及電設備中。

諸多電裝置(諸如LED)在曝露於靜電放電及突然增加電流之其他源時可受損。齊納二極體係用以保護電路及電路內之裝置免受靜電放電之影響之最受歡迎之組件之一。大多數齊納二極體由於在製造期間所使用之材料而在色彩上通常係深色的。

已知用以製造齊納二極體及其他電組件之固有深色材料吸收 光。具體而言，在將一齊納二極體安裝於一照明封裝之表面上時，通常實際上，該齊納二極體可吸收由光源所產生之光，藉此減少該照明封裝之總體光輸出。具體而言，在將一齊納二極體安裝於該照明封裝之表面上時，該齊納二極體可使該照明封裝之總體光輸出減少3%至5%之間。然而，考慮到該齊納二極體保護該光源及其他電裝置，通常容許該光損失。

因此，本發明之一項態樣係提供一種克服上文所述之缺點之經改良照明封裝。具體而言，將一電組件安裝於一照明封裝上接近於一光源。舉例而言，該電組件可對應於一齊納二極體，但可對應於安裝至該照明封裝之一表面上之任何其他類型之裝置或裝置集合，其中此裝置或裝置集合至少部分地曝露於由該光源所發射之光。在某些實施例中，可用實質上消除若光到達該電組件則原本將發生之光損失之一覆蓋材料來處理接近於該光源所安裝之該電組件。更具體而言，該電組件可覆蓋有一反射材料或非吸收材料。其中該電組件對應於一齊納二極體，可避免使靜電放電保護與光輸出損失折衷之需要。換言之，本發明之實施例提供在不犧牲對該光源及其他電路之靜電放電保護之情況下維持照明裝置之光輸出效率之能力。

在某些實施例中，一齊納二極體提供對接近於其所安裝之一光源之靜電放電保護。該齊納二極體可覆蓋有一高反射覆蓋材料，藉此減少該齊納二極體固有之光吸收。在某些實施例中，該覆蓋材料可對應於在該齊納二極體已發生導線接合後部分地或完全地覆蓋該齊納二極體之一白色黏性膏。可藉由諸如例如施配、噴塗、絲網印刷等之任何數目個已知沈積方法來施加該覆蓋材料。合適覆蓋材料之更特定但非限制性實例包含TiO₂、環氧樹脂中之礬土及/或一聚矽氧黏合劑材料。

依據圖式及以下詳細說明將進一步理解本發明。雖然本發明陳 述特定細節，但應理解可在不具有此等特定細節之情況下實踐本發明之某些實施例。亦應理解，在某些例項中，眾所周知之電路、組件及技術並未詳細展示以便避免模糊對本發明之理解。

100‧‧‧照明封裝

104‧‧‧塑膠殼體/殼體

108‧‧‧引線

112‧‧‧反射杯

116a‧‧‧第一區段/區段/引線框架區段

116b‧‧‧第二區段/區段/引線框架區段

120‧‧‧隔離間隙

124‧‧‧光源

128‧‧‧接合導線/導線

132‧‧‧經安裝組件

136‧‧‧覆蓋材料

140‧‧‧額外電組件/齊納二極體

204‧‧‧上部表面

208‧‧‧凹部或凹陷部

本發明係結合附圖加以闡述：圖1係根據本發明之實施例之一照明封裝之一俯視圖；圖2A係根據本發明之實施例之一第一照明封裝之一剖面圖；圖2B係根據本發明之實施例之一第二照明封裝之一剖面圖；且圖3係繪示根據本發明之實施例之製造一照明封裝之一方法之一流程圖。

後續說明僅提供實施例，且並不意欲限制申請專利範圍之範疇、適用性或組態。而是，後續說明將給熟悉此項技術者提供用於實施所闡述實施例之一啟用說明。應理解，可在不背離隨附申請專利範圍之精神及範疇之情況下對元件之功能及配置做出各種改變。

此外，雖然所繪示之照明封裝100係一習用C形彎曲PLCC，但本發明之實施例並不限於此。特定而言，本發明之實施例可在任何類型之已知照明封裝及/或平台中利用。具體而言，任何類型之PLCC或非PLCC封裝及/或平台或一發光裝置之類似類型之封裝或者發光裝置之集合可併入本文中所揭示之一或多個特徵。可併入有本發明之實施例之合適類型之PLCC封裝包含但不限於具有突出至其側之一或多個引線之一月長石封裝、一L形彎曲PLCC、具有自其底部突出之一或多個引線之一PLCC等等。在某些實施例中，可根據業界標準PLCC-4製造照明封裝100。換言之，應瞭解本文中所揭示之特徵可適用於任何類型之封裝方法，諸如具有一陶瓷殼體、一金屬殼體、不具有殼體之照明封裝(例如，不具有一殼體之一PCB)或利用一電路保護組件之任何 其他照明封裝。

現在參考圖1至圖3，將根據本發明之至少某些實施例闡述一照明封裝100及其各種可能組態。照明封裝100可包括一引線框架及環繞該引線框架之一塑膠殼體104。該引線框架可包括複數個引線108且該引線框架可劃分成兩個或兩個以上區段，諸如一第一區段116a及第二區段116b。每一區段116a、116b可由對應於禁止電流流動之引線框架中之一斷裂之一或多個隔離間隙120分離。

引線108可經提供以將電流供應至安裝至其之一或多個光源124。在某些實施例中，可將光源124安裝於一反射杯112內，反射杯112係經組態以裝納一或多個光源124之殼體104中之一凹陷部。在某些實施例中，可藉助一囊封劑材料填充反射杯112以有助於引導或調節由光源124所發射之光。

在某些實施例中，殼體104係由一塑膠材料製成，諸如聚鄰苯二甲醯胺(PPA)。當然，殼體104可由其他類型之材料製成，諸如任何其他類型之聚合物或聚合物之組合。在某些實施例中，可使用擠壓、機械加工、微機械加工、模製、射出模製或此等製造技術之一組合來由任何聚合物或聚合物之組合構造殼體104。在其他實施例中，殼體104可由其他材料構造，諸如金屬、陶瓷等。在其他實施例中，照明封裝100可不具有一殼體104而是可包括其上安裝有一光源124之一裸PCB。

在所繪示之實例中，該引線框架之引線108曝露於反射杯112之底部處。然後，引線108可延伸或通過殼體104之部分至殼體104之一外表面(例如，側表面及/或底部表面)，藉此促進將照明封裝100附接至一電路(例如，一印刷電路板(PCB)上之接合墊)。雖然將延伸至殼體104之外表面之該引線框架之引線108繪示為一C形引線，但本發明之實施例並不限於此。特定而言，可利用任何其他類型或形狀之引線， 諸如例如SOJ引線、鷗翼形引線、反鷗翼形引線及直切引線。

反射杯112可形成為殼體104之一頂部部分中之一凹陷部。在某些實施例中，反射杯112之內部圓柱形(或圓錐形)表面部分地包括殼體104之材料(例如，塑膠)且部分地包括該引線框架之材料(例如，金屬)。在其他實施例中，反射杯112之整體可包括殼體104之材料且反射杯112可或可不用一反射材料(諸如金、銀、鋁、白色塗料等)加以處理或覆蓋。

經選擇用於殼體104之材料亦可選自任何數目個淺色或深色塑膠或其他非導電材料。特定而言，殼體104可包括增加照明封裝100之對比度之一黑色或深色塑膠。另一選擇係或另外，殼體104中之某些或所有殼體可由一白色或淺色之塑膠構造。

在某些實施例中，光源124包括一單個LED、複數個LED或一LED陣列。雖然所繪示之實施例僅繪示一單個光源124，但應瞭解，在不背離本發明之範疇之情況下，一照明封裝100可配備有多個光源。具體而言，照明封裝100可包括一個、兩個、三個、四個、五個、...、十個或十個以上光源124。在一特定但非限制性實施例中，照明封裝100可包括三個光源124，其中每一光源發射一不同色彩(例如，紅色、綠色及藍色)之光。在其他實施例中，多個光源124可經組態以發射相同或實質上相同色彩之光。

每一光源124可連接至一不同引線108；相應地，該引線框架可取決於其中含有之光源124之數目而包括任何數目個引線。在某些實施例中，照明封裝100可包括兩個、三個、四個、五個、...、十個、二十個、或二十個以上引線108。一單個光源124可經由接合導線128連接至一或多個不同引線108。

在某些實施例中，該引線框架可經組態以將電流攜載至光源124且更具體而言每一引線108可經組態以將電流攜載至一光源124或自一 光源124攜載電流。如圖2A及圖2B中可見，引線框架區段116a、116b之上部表面204可曝露於反射杯112之底部中。接合導線128可提供光源124之上部表面與引線108之間的一電連接。

在某些實施例中，光源124可對應於一發光二極體(LED)、一LED陣列、一雷射二極體、一雷射二極體陣列或其組合。如可瞭解，可亦將其他非發光裝置安裝於該引線框架上且可經由一或多個導線128連接至該引線框架。在使用一LED或類似光源之情況下，可使用一或多個接合導線128來將每一光源124連接至該線框架之不同部分。光源124之一個表面可對應於光源124之一陽極且光源124之另一表面可對應於光源124之一陰極。在此一實施例中，光源124之底部表面可直接連接至該引線框架而無需一導線128，而光源124之頂部表面可經由一導線128電連接至該引線框架。另一選擇係，如圖2A及圖2B中所顯示，陽極及陰極兩者可係在光源124之相同表面(例如，頂部表面)上。

藉由將光源124連接至該引線框架之兩個不同區段116a、116b，可跨越光源124之陽極及陰極施加一電位，藉此為光源124提供能量且致使光源124發射光。可使用已知覆晶製造製程或用於將一陽極及陰極兩者建立於一光源124之一共同側上之任何其他已知方法來構造在一共同表面上包括一陽極及陰極兩者之一光源124。在此一實施例中，可使用多個接合導線128來將陽極及陰極單獨地連接至該引線之第一區段116a及第二區段116b。

在某些實施例中，光源124經組態以自其頂部表面發射光。由光源124發射之光在本質上可係同調或不同調的。在某些實施例中，不同調光由光源124發射且散射於反射杯112內。該所發射之光可自上升高於光源124之反射杯112之內部壁反射。

在某些實施例中，反射杯112之內部壁可包括該引線框架及殼體 104材料兩者。換言之，反射杯112可用使得反射杯112能夠高效地反射由光源124所發射之光之一反射材料加以處理。

在某些實施例中，照明封裝100進一步包括一經安裝組件132，該經安裝組件132包含至少部分地覆蓋有一覆蓋材料136之一額外電組件140。在某些實施例中，額外電組件140對應於經組態以保護光源124及照明封裝100上之其他組件免受靜電放電及原本可損壞此等組件之其他電壓尖峰源之影響之一電組件。甚至更具體而言，額外電組件140可對應於經由接合導線、銲墊或其組合中之一或多者電連接至該引線框架之一齊納二極體。如可瞭解，舉例而言，其他類型之電壓/電流尖峰保護裝置亦可用作額外電組件，諸如一TVS。額外電組件140可由一黑色或光吸收材料固有地構造，該黑色或光吸收材料在不添加覆蓋材料136之情況下可使照明裝置100之光學效能降級。在某些實施例中，可以與上文結合光源124所論述之方式類似之一方式將額外電組件140電連接至引線框架。

雖然僅將一單個額外電組件140繪示為包含於照明封裝100中，但應瞭解，本發明之實施例並不限於此。具體而言，照明封裝100可包括一個、兩個、三個、四個、五個、...、十個或十個以上額外電組件140且該等額外電組件中之某些或所有額外電組件可覆蓋有一覆蓋材料136以有助於改良額外電組件140之光學反射性。

在某些實施例中，可針對每一光源124提供一單獨額外電組件140。舉例而言，若照明封裝100包括三個光源124，則照明封裝100亦可包括各自經組態以保護光源124中之一不同者之三個額外電組件140。在某些實施例中，多個額外電組件140可覆蓋有單獨覆蓋材料136或一共同覆蓋材料136。在單獨覆蓋材料136用於每一額外電組件140之情況下，單獨覆蓋材料136可係相同或不同的(例如，不同類型之材料可用以覆蓋不同額外電組件140)。

在某些實施例中，用作覆蓋材料136之該類型之材料可對應於電絕緣及反射之任何類型之材料。可用於覆蓋材料136之材料之更多特定實例包含但不根於TiO₂、環氧樹脂中之礬土及/或一聚矽氧黏合劑材料。覆蓋材料136可係有助於增強額外電組件140之總體反射性之白色或任何其他反射色彩。

如圖2A及圖2B中可見，類似於光源124，可將額外電組件140安裝於該引線框架之上部表面204上。在圖2A之組態中，該引線框架之上部表面204經繪示為係大體平面的且額外電組件140之底部表面與光源124之底部平面實質上共面。在圖2B之組態中，該引線框架之上部表面204包括其中安裝有額外電組件140之至少一個凹部或凹陷部208。藉由將額外電組件140安裝於凹部或凹陷部208中，可減少覆蓋額外電組件140所需之覆蓋材料136之量。此外，藉由將額外電組件140提供於凹部或凹陷部208中，可使曝露於由額外光源124所發射之光之額外電組件140之量最小化。

應瞭解，在某些實施例中，覆蓋材料136可係選用的。更具體而言，若在將額外電組件140安裝於凹部或凹陷部208中時照明封裝100之光學效能係令人滿意的，則可排除對沈積覆蓋材料136之一額外步驟之需要。

現在參考圖3，將根據本發明之至少某些實施例闡述構造一照明封裝100之一方法。方法自將一或多個光源124安裝至一照明封裝100中(步驟304)開始。在某些實施例中，此特定步驟可包括將光源124表面安裝至照明封裝100之一引線框架之一上部表面204上。更具體而言，儘管本發明之實施例涵蓋通孔光源之使用，但可藉由利用使其底部表面安裝至該引線框架之上部表面204上之一表面安裝光源124來達成一較低輪廓照明封裝100。如上文所論述，此步驟亦可在光源124與引線框架之間固有地建立一電連接，其中光源124使其陽極及陰極中 之一者在其底部表面上。

在已將光源124或多個光源安裝至該引線框架上時，方法以將該光源電連接至該引線框架(步驟308)而繼續。在某些實施例中，此可包含：將一或多個接合導線128連接於光源124與該引線框架之一引線108之間。如上文所述，步驟308中之某些或所有步驟可與步驟304同時執行。

在已將光源124安裝至該引線框架之前、期間或之後，可將(若干)額外電組件140安裝至該引線框架(步驟312)。在某些實施例中，額外電組件140對應於一齊納二極體且該齊納二極體經安裝接近於光源124。甚至更具體而言，可將齊納二極體140安裝於該引線框架之上部表面204上且可或可不將齊納二極體140安裝於建立於該引線框架之上部表面204上之一凹部或凹陷部208中。

如同光源124，亦可將額外電組件140電連接至該引線框架。此步驟可在步驟312期間或之後發生。此後，該方法以用一覆蓋材料136覆蓋額外電組件140(步驟316)而繼續。可藉由施配、噴塗、絲網印刷、沈積、模製或其組合中之一或多者來遞送覆蓋材料136。

該方法以最終化照明封裝100之構造(步驟320)繼續。具體而言，任何額外整理步驟(例如，形成引線108、修整引線108、在反射杯112中沈積一囊封劑、單粒化等)。在採用照明封裝100之批量生產之情況下，可發生單粒化之步驟。具體而言，可在一共同基板上或與具有用於多個照明封裝100之複數個引線框架之一共同引線框架層一起實質上同時構造複數個照明封裝100。單粒化之步驟可包括自批量分離或切割每一個別照明封裝100且製備每一照明封裝100以用於銷售、測試及/或遞送至一消費者。

在說明中給出特定細節以提供對實施例之一透徹理解。然而，熟習此項技術者將理解，可在不具有此等特定細節之情況下實踐該等 實施例。舉例而言，可以方塊圖展示電路以便不會以不必要細節模糊該等實施例。在其他例項中，眾所周知之電路、製程、演算法、結構及技術可經展示無不必要細節以便避免模糊該等實施例。

儘管本文中已詳細闡述本發明之說明性實施例，但應理解，可以其他方式不同地體現及採用發明性概念，且隨附申請專利範圍意欲視為包含此等變化形式(惟由先前技術所限制除外)。

100‧‧‧照明封裝

104‧‧‧塑膠殼體/殼體

108‧‧‧引線

112‧‧‧反射杯

116a‧‧‧第一區段/區段/引線框架區段

116b‧‧‧第二區段/區段/引線框架區段

120‧‧‧隔離間隙

124‧‧‧光源

128‧‧‧接合導線/導線

132‧‧‧經安裝組件

136‧‧‧覆蓋材料

140‧‧‧額外電組件/齊納二極體

Claims (20)

1. 一種照明封裝，其包括：一引線框架，其包括其上安裝有一光源及一額外電組件之一上部表面，該額外電組件對應於經組態以保護該光源免受電流尖峰及電壓尖峰中之至少一者之影響之一裝置；一殼體，其至少部分地環繞該光源及該額外電組件；及一覆蓋材料，其至少部分地覆蓋該額外電組件且經組態以反射由該光源所發射之光。
2. 如請求項1之封裝，其中該額外電組件包括一齊納二極體。
3. 如請求項1之封裝，其中該引線框架之該上部表面包括其中安裝有該額外電組件之一凹部及凹陷部中之至少一者。
4. 如請求項1之封裝，其中該光源之一底部表面與該額外電組件之一底部表面實質上共面。
5. 如請求項4之封裝，其中該光源及額外電組件中之至少一者經由至少一個銲墊安裝至該引線框架。
6. 如請求項1之封裝，其中至少一個接合導線用以將該光源電連接至該引線框架之一引線。
7. 如請求項1之封裝，其中該覆蓋材料完全覆蓋該額外電組件。
8. 如請求項1之封裝，其中該覆蓋材料包括TiO₂、環氧樹脂中之礬土及一聚矽氧黏合劑材料中之至少一者。
9. 如請求項1之封裝，其中該殼體包括實質上環繞該光源之一反射杯，該反射杯包括至少一個反射材料。
10. 如請求項1之封裝，其中該光源包括一發光二極體(LED)及LED陣列、一雷射二極體以及一雷射二極體陣列中之至少一者。
11. 一種塑膠引線晶片載體(PLCC)封裝，其包括： 一塑膠殼體；及一引線框架，其包括其上安裝有一光源及一齊納二極體之一上部表面，該引線框架使該塑膠殼體安裝至其，該齊納二極體係被覆蓋及被隱藏中之至少一者以使得由該光源所發射之光實質上不被該齊納二極體吸收。
12. 如請求項11之PLCC封裝，其中小於3%之光學損失係歸因於該齊納二極體。
13. 如請求項11之PLCC封裝，其中該齊納二極體至少部分地覆蓋有一覆蓋材料。
14. 如請求項13之PLCC封裝，其中該覆蓋材料包括TiO₂、環氧樹脂中之礬土及一聚矽氧黏合劑材料中之至少一者。
15. 如請求項11之PLCC封裝，其中該齊納二極體安裝於建立於該引線框架之該上部表面上之一凹部及凹陷部中之至少一者中以使得該齊納二極體之一底部表面與該光源之一底部表面不共面。
16. 如請求項15之PLCC封裝，其中一凹部及凹陷部中之該至少一者進一步填充有與該齊納二極體相比更具反射性之一覆蓋材料。
17. 如請求項11之PLCC封裝，其中該引線框架包括形成為C形引線、SOJ引線、鷗翼形引線、反鷗翼形引線及直切引線中之至少一者之至少一第一及第二引線。
18. 一種製造一照明封裝之方法，其包括：將一光源安裝於該照明封裝之一引線框架之一上部表面上；將該光源電連接至該引線框架；將一電路保護裝置安裝於該引線框架之該上部表面上；將該電路保護裝置電連接至該引線框架以便對該光源提供靜電放電保護；及執行以下各項中之至少一者： 將該電路保護裝置安裝於建立於該引線框架之該上部表面上之一凹部及凹陷部中之至少一者中；及用經組態以反射由該光源所發射之光之一覆蓋材料覆蓋該電路保護裝置。
19. 如請求項18之方法，其中不僅將該電路保護裝置安裝於一凹部及凹陷部中之該至少一者中，而且用該覆蓋材料加以覆蓋。
20. 如請求項18之方法，其中用該覆蓋材料覆蓋該電路保護裝置且其中該覆蓋材料包括TiO₂、環氧樹脂中之礬土及一聚矽氧黏合劑材料中之至少一者。