專利名稱：照明設(shè)備封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明領(lǐng)域，尤其涉及照明設(shè)備封裝的設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
如果發(fā)光二極管(LED)封裝被充分設(shè)計(jì)以有效地提取在運(yùn)行狀態(tài)下的LED內(nèi)生成的光，則LED可以更高效。從設(shè)備設(shè)計(jì)者的角度出發(fā)，有效的光提取可以是這樣的問題提高來自LED管芯的光被有效地引導(dǎo)以使得其能夠在期望的方向上離開LED封裝的幾率。許多設(shè)計(jì)特征可以影響光路，例如反射界面的取向和位置以及反射的類型是鏡面反射特性還是漫射特性。此外，LED封裝的元件的折射特性可以影響光提取的效率。
與當(dāng)前LED封裝相關(guān)的問題之一在于，這些封裝具有用于透鏡的安裝邊緣或底座架，其覆蓋填充有密封材料的腔。這種配置將包圍密封材料的體積密封起來并且可能減少排氣(degas)。因而，封閉在密封材料內(nèi)的氣泡可能引起光的非期望的散射，從而引起封裝的光輸出的劣化。
當(dāng)前LED封裝的另一個(gè)缺點(diǎn)在于，這些封裝具有用于透鏡的安裝表面而不是安裝邊緣。由于透鏡和安裝表面之間的界面的平面特性，密封材料以及其中的氣泡可能容易地被封閉在此界面內(nèi)。這再次可能導(dǎo)致封裝的光輸出的劣化。
因此，需要一種克服已知設(shè)計(jì)的一些缺陷的新的照明設(shè)備封裝。提供該背景信息是為了揭示申請(qǐng)人認(rèn)為可能與本發(fā)明相關(guān)的信息。并非必然旨在承認(rèn)而且也不應(yīng)當(dāng)解釋為任何前述信息構(gòu)成關(guān)于本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種照明設(shè)備封裝。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種照明設(shè)備封裝，其包括基底；可操作地耦合到所述基底的一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件；保持(retaining)結(jié)構(gòu)，其耦合到所述基底并且圍繞(circumscribe)所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件；光透射元件，其耦合到所述基底并且定位成與由所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件發(fā)出的電磁輻射的路徑相交；光透射密封材料，其位于由所述基底、光透射元件和保持結(jié)構(gòu)限定的體積內(nèi)，因而所述密封材料至少部分地將所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件密封在其中；以及兩個(gè)或更多個(gè)支撐物，至少部分地在所述光透射元件和基底之間延伸，所述兩個(gè)或更多個(gè)支撐物被配置為支撐所述光透射元件；其中所述兩個(gè)或更多個(gè)支撐物設(shè)置成為所述體積提供兩個(gè)或更多個(gè)開口，以用于流體通過其移動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種照明設(shè)備封裝，其包括基底；可操作地耦合到所述基底的一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件；保持結(jié)構(gòu)，其耦合到所述基底并且圍繞所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件；光透射元件，其耦合到所述基底并且定位成與由所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件發(fā)出的電磁輻射的路徑相交；光透射密封材料，其位于由所述基底、光透射元件和保持結(jié)構(gòu)限定的體積內(nèi)，因而所述密封材料至少部分地將所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件密封在其中；以及兩個(gè)或更多個(gè)支撐物，其至少部分地在所述光透射元件和基底之間延伸，以用于支撐所述光透射元件，所述兩個(gè)或更多個(gè)支撐物的每一個(gè)具有橫截面和接觸表面，其中所述橫截面在所述接觸表面處較小；其中所述兩個(gè)或更多個(gè)支撐物設(shè)置成為所述體積提供兩個(gè)或更多個(gè)開口，以用于流體通過其移動(dòng)。


圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的照明設(shè)備封裝的橫截面；
圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的照明設(shè)備封裝
的部件的橫截面；
圖3示意性地示出了圖2所示的照明設(shè)備封裝的頂視圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的照明設(shè)備封裝
的部件的橫截面。
具體實(shí)施方式
定義術(shù)語"發(fā)光元件"用來指這樣的設(shè)備，該設(shè)備包括在通過跨越元件施加電勢(shì)差或使電流流過該元件而被激活時(shí)以電磁波語的波長區(qū)域或者波長區(qū)域的組合(例如，可見光區(qū)域、紅外或紫外區(qū)域)發(fā)出輻射的元件。例如，發(fā)光元件可以具有單色、準(zhǔn)單色、多色或?qū)拵Ч庾V發(fā)射特性。發(fā)光元件的示例包括無機(jī)或有機(jī)固態(tài)、有機(jī)或聚合物/聚合發(fā)光二極管、光泵浦磷光體涂覆發(fā)光二極管、光泵浦納米晶體發(fā)光二極管或被本領(lǐng)域技術(shù)人員所容易理解的其他類似設(shè)備。
這里所用的術(shù)語"大約"是指與標(biāo)稱值有+/-10%的偏差。應(yīng)當(dāng)理
解，不管是否特別說明，這樣的偏差總是包括在這里提供的任何給定值中。
除非另外定義，這里所用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中通常所理解的相同的含義。
本發(fā)明提供了 一種照明設(shè)備封裝，其被配置為使得照明設(shè)備封裝
能夠排氣。所述照明設(shè)備封裝包括基底，在所述基底上可操作地安裝有一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件；和保持結(jié)構(gòu)，保持結(jié)構(gòu)耦合到所述基底并
且被配置為圍繞所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件。此外，所述照明設(shè)備封裝包括光透射元件，例如透鏡，其位于所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件之上，其中兩個(gè)或更多個(gè)支撐物被配置為提供所述光透射元件和所述基底或保持結(jié)構(gòu)之間的分離。由所述基底、保持結(jié)構(gòu)和光透射元件所限定的
體積被部分地或完全地填充密封材料(encapsulation material),從而形成所述照明設(shè)備封裝。具體來說，所述支撐物產(chǎn)生一系列開口以用于由所述基底、保持結(jié)構(gòu)和光透射元件限定的體積，其中這些開口供流體通過其移動(dòng)。所述流體可以是氣體(例如，封閉于所述體積之內(nèi)的氣體)、光透射密封材料、水、或者本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的其他相似物。因此，這些開口提供用于照明設(shè)備封裝排氣的位置，例如這些開口可以提供用于氣體從所述體積排出的位置。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述兩個(gè)或更多個(gè)支撐物與所述光透射元件相關(guān)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述兩個(gè)或更多個(gè)支撐物與所述光透射元件整體地形成，并且將所述光透射元件耦合到所述基底或所述保持結(jié)構(gòu)。在其他實(shí)施例中，所述支撐物與所述基底或保持結(jié)構(gòu)相關(guān)，而不是與所述光透射元件相關(guān)。在一些實(shí)施例中，所述支撐物可以與所述基底或保持結(jié)構(gòu)整體地形成。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的照明設(shè)備封裝的剖面圖。
發(fā)光元件30被安裝且電連接到基底10的金屬化焊盤20，且發(fā)光元件30進(jìn)一步通過引線接合25電連接到所述基底的電路線路15，從而能夠激活發(fā)光元件。耦合到基底10的是保持壁40形式的保持結(jié)構(gòu)，其圍繞可操作地耦合到所述基底的發(fā)光元件。透鏡45形式的光透射元件通過透鏡的支撐底座(support feet) 50形式的支撐物耦合到基底。兩個(gè)或更多個(gè)支撐底座50與透鏡相關(guān)，其中支撐底座在透鏡和基底之間產(chǎn)生一系列的開口。所述照明設(shè)備封裝還包括密封材料35，其填充由所述基底、透鏡和保持壁限定的體積，從而將所述發(fā)光元件密封在其中。由支撐底座產(chǎn)生的所述體積的開口提供用于照明設(shè)備封裝排氣的位置，例如用于排出可能存在于密封材料中或所述體積內(nèi)的氣泡的位置。
光透射元件
所述光透射元件基本上為可操作地耦合到所述基底的一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件提供軍(cover),并且所述光透射元件與所述基底和保持結(jié)構(gòu)一起限定了基本包圍所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件的體積，其中所述體積部分地或完全地填充有密封材料。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述光透射元件包括兩個(gè)或更多個(gè)支撐物，其提供機(jī)械支撐以用于光透射元件相對(duì)于所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件的定位，例如用于將所述光透射元件安裝在所述基底上或保持結(jié)構(gòu)上。兩個(gè)或更多個(gè)支撐物為由所述基底、保持結(jié)構(gòu)和光透射元件限定的體積創(chuàng)建一 系列開口 ，其中這些開口在照明設(shè)備封裝的制造期間提供否則可能被封閉在所限定的體積內(nèi)的氣體的排出的位置。
所述光透射元件可以提供用于從照明設(shè)備封裝操作和提取由所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件產(chǎn)生的電磁輻射。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述光透射元件被配置為透鏡，例如圓頂透鏡或本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的其他透鏡。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，兩個(gè)或更多個(gè)支撐物可以是所述保持結(jié)構(gòu)或基底的整體部分而不是所述光透射元件的整體部分。例如，所述保持結(jié)構(gòu)可以具有朝向所述光透射元件設(shè)置的兩個(gè)或更多個(gè)支撐底座，并且光透射元件的一部分可以位于這些支撐底座上。兩個(gè)或更多個(gè)支撐物可以被配置為多種形狀，例如支撐底座、支
撐壁、支撐突出部(tab)或本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的其他配置。支撐物可以位于光透射元件的面向所述基底的表面上、位于所述光透射元件的側(cè)面上、或者位于所述基底或保持結(jié)構(gòu)的表面上。
每個(gè)支撐物具有接觸表面，在所述支撐物是所述光透射元件的一部分的實(shí)施例中，所述接觸表面接觸所述基底或所述保持結(jié)構(gòu)，或者在所述支撐物是所述基底或保持結(jié)構(gòu)的一部分的實(shí)施例中，所述接觸表面接觸所述光透射元件.所述接觸表面可以是圓錐、半球、圓柱、錐臺(tái)(frustoconical)、平坦表面、彎曲表面、凸面或本領(lǐng)域4支術(shù)人員容易理解的其他表面形狀.
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在支撐物是所述光透射元件的一部分的實(shí)施例中，所述支撐物的接觸表面被配置為最小化支撐物和所述基底或所述保持結(jié)構(gòu)之間的接觸面積，或者在支撐物是所述基底或者所述保持結(jié)構(gòu)的一部分的實(shí)施例中，所述支撐物的接觸表面被配置為最小化所述支撐物和光透射元件之間的接觸面積。例如，所述支撐物的橫截面朝向所述接觸表面減小。在一些實(shí)施例中，所述接觸表面被配置為圓錐的或半球的，從而基本上形成接觸點(diǎn)，或在另一個(gè)實(shí)施例中，所述接觸表面被配置為柱面，這可以基本上形成接觸點(diǎn)線。在一些實(shí)施例中，接觸點(diǎn)線可以基本上處于自所述光透射元件的底表面的中心區(qū)域的徑向方向上。在這些配置中，接觸面積的減少可以使得由所述支撐底座的接觸表面封閉密封材料的可能性降低。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述光透射元件包括兩個(gè)或更多個(gè)支撐物，其可以使得所述光透射元件穩(wěn)定地支撐在所述基底或保持結(jié)構(gòu)上，其中支撐物的數(shù)目可以取決于其形狀。例如，如果所述支撐物每個(gè)都被配置為具有與所述基底或所述保持壁接觸的接觸點(diǎn)，那么為了提供所述光透射元件在其上的穩(wěn)定支撐，則可能需要三個(gè)或更多個(gè)支撐物。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述光透射元件包括三、四、五、六或其他數(shù)目的支撐物，只要與所述光透射元件相關(guān)的支撐物的相對(duì)大小和數(shù)目被確定為使得在由所述基底、保持結(jié)構(gòu)和光透射元件限定的體積中的期望的一系列開口能夠?qū)崿F(xiàn)所述照明設(shè)備封裝的期望水平的排氣。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述支撐物被配置為具有一定程度的柔韌性、可延伸性、可壓縮性或它們的組合。在所述配置中，所述支撐物能夠使得光透射元件相對(duì)于基底移動(dòng)，這可以降低可能導(dǎo)致所述密封材料的組分分離或局部分層的所述照明設(shè)備封裝內(nèi)的應(yīng)力保持
(stress retention)。這些潛在應(yīng)力可能是例如由形成所述照明設(shè)備封裝的材料的有差異的熱膨脹系數(shù)而引起的。
在所述光透射元件被安裝在所述基底或保持結(jié)構(gòu)上的實(shí)施例中，所述安裝可以通過使用密封材料、硅樹脂、環(huán)氧樹脂或者本領(lǐng)域技術(shù)人員所知道的類似材料來實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述光透射元件和所述兩個(gè)或更多個(gè)支撐物被整體地形成。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述光透射元件和所述兩個(gè)或更多個(gè)支撐物可以被分別形成且然后機(jī)械連接。例如，所述支撐物可以被單獨(dú)形成且然后機(jī)械地耦合到所述光透射元件。在所述支撐物是所述保持結(jié)構(gòu)或所述基底的一部分的實(shí)施例中，所述支撐物可以被整體地形成，或者單獨(dú)形成且然后機(jī)械連接。例如，所述支撐物可以被單獨(dú)形成且然后機(jī)械耦合到所述保持結(jié)構(gòu)或者所述基底。
所述光透射元件的面向所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件的表面可以是彎曲的或平坦的。在一個(gè)實(shí)施例中，所述表面在形狀上是凸出的，從而降低了氣體被封閉在光透射元件的該表面和所述密封材料之間的可能性。
在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，所述光透射元件包括多個(gè)光學(xué)元件的組合，其中這些光學(xué)元件的大小可以不同。例如，亞微米到毫米或更大尺寸的微透鏡或其他折射光學(xué)元件可以包括在所述光透射元件中。
所述光透射元件可以由模制塑料、純PMMA、 C0C、 BK7玻璃、聚碳酸酯、尼龍、硅樹脂、硅橡膠或本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的其他材料制成。在保持所述照明設(shè)備封裝的所需水平的光透射率的同時(shí)，所述光透射元件可以可選地^J&置為有顏色的部件。
密封材料
所述密封材料部分地或完全地填充由所述基底、保持結(jié)構(gòu)和所述光透射元件限定的體積或腔，并且因此至少部分密封所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件。所述密封材料可以提供從所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件的增加的光提取水平。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述密封材料的光透射率可以隨波長而變化。例如，為了所述密封材料的期望目的，所述透射率相對(duì)于波長的變化可以是顯著的或它可以是可忽略的。例如，所述密封材料和所述光透射元件的折射率可以被選擇為使得光可以被有效地從所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件提取到周圍環(huán)境中。在一個(gè)實(shí)施例中，所述密封材料和光透射元件可以被配置為具有大致相同的折射率。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述密封材料的折射率大于所述光透射元件的折射率。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述密封材料可以從光清透材料(例如硅凝膠)
中選擇。其他具有適當(dāng)折射率的密封材料包括例如PMMA、聚碳酸酯、尼龍、硅橡膠和硅凝膠，它們典型地吸收^f艮少的可見光并且典型地僅吸收特定的紫外(UV)光。這些類型的材料中的一些可以為在長時(shí)間啄光到紫外光的情況下的褪色提供一些抵抗性，并且它們?cè)谶m當(dāng)折射率的范圍內(nèi)可用。
在所述基底、保持結(jié)構(gòu)和光透射元件的裝配期間，可以按照多種不同的方式來設(shè)置所述密封材料，以實(shí)現(xiàn)具有填充有期望數(shù)量的密封材料的體積或腔的照明設(shè)備封裝。例如， 一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件可以被設(shè)置在所述基底上，然后橫向圍繞所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件的外圍的保持結(jié)構(gòu)可以被設(shè)置在所述基底上。在期望的修改中，例如液態(tài)的預(yù)定量的密封材料可以被設(shè)置在所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件上或與所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件相鄰，然后光透射元件可以被設(shè)置在所述基底或保持結(jié)構(gòu)上。例如，在完成所述照明設(shè)備封裝的裝配時(shí)，所述密封材料可以完全密封所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件的否則將被暴露的部分，并且由所述基底、保持結(jié)構(gòu)和光透射元件限定的體積或腔可以被完全填充。在一些實(shí)施例中，然后所述密封材料可以被固化。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，為了加速液體密封材料內(nèi)的氣泡的排出，所述照明設(shè)備封裝可以被暫時(shí)暴露于減小的壓力氣氛中，以作為排氣過程。在所述排氣過程之后，如果必要的話，所述液體密封材料可以被固化，例如通過暴露于熱或UV光下，以實(shí)現(xiàn)期望的材料性質(zhì)。
保持結(jié)構(gòu)
保持結(jié)構(gòu)被耦合到所述基底并且被配置為圍繞可操作地耦合到所述基底的一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件。所述保持結(jié)構(gòu)提供邊界或周界，所述邊界或周界可以提供用于將所述密封材料保持在期望的區(qū)域中的裝置。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述保持結(jié)構(gòu)形成圍繞所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件的保持壁，并且被配置為只提供用于將所述密封材料保持在由所述壁限定的腔內(nèi)的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述保持結(jié)構(gòu)形成圍繞所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件的保持壁，并且被配置為既提供用于將所述密封材料保持在由所述壁限定的腔內(nèi)的結(jié)構(gòu)并且還提供用于安裝光透射元件的支撐結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述保持結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁被配置為垂直壁，
或者輪廓化的壁(profiled wall),例如傾斜的或彎曲的壁，其中所述部。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述保持結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁被配置為臺(tái)階狀的壁，其中所述臺(tái)階可以為所述光透射元件提供支撐表面。
在另一個(gè)實(shí)施例中，所述支撐物可以與所述保持結(jié)構(gòu)整體地形成。例如，可以釆用模制工藝來制造保持結(jié)構(gòu)，該保持結(jié)構(gòu)具有用于耦合到所述光透射元件的整體的支撐物。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述保持結(jié)構(gòu)可以是單獨(dú)的部件，或者它可以與光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)元件整體地形成，例如光透射元件，其中支撐物限定所封閉的體積的開口。例如，可以采用雙射模制工藝(dualshot moulding process)來制造整體地形成的或整體地連接的保持結(jié)構(gòu)和透鏡。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，在模制工藝期間，例如通過使用所述基底作為模具的一部分將所述保持結(jié)構(gòu)模制到所迷基底上，能夠?qū)⑺霰３纸Y(jié)構(gòu)直接地且可操作地設(shè)置在所述基底上，如同利用夾物模壓(insert moulding)所進(jìn)行的那樣。在本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例中，所述保持結(jié)構(gòu)與所述基底整體地形成。
所述保持結(jié)構(gòu)可以由多種材料制造，例如陶瓷、聚合物、聚酰亞胺、玻璃、模制塑料、模制硅樹脂、金屬、配制的環(huán)氧樹脂或硅樹脂珠(在配制或插入所述密封材料之前被固化)，或者本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的其他材料。所述保持結(jié)構(gòu)到所述基底的耦合可以通過粘合劑、熱熔(heat staking)、整體成形或本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的其他方法來提供。
所述保持結(jié)構(gòu)可以被配置為反射性的、不透明的、半透明的、透 明的、或非反射性的，其中所述保持結(jié)構(gòu)的配置可以基于所述保持結(jié) 構(gòu)對(duì)由所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件發(fā)射的電磁輻射的期望的影響來確 定。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述保持結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面主要旨在反射 從所述發(fā)光元件橫向發(fā)出的光。適當(dāng)設(shè)計(jì)和高反射性的內(nèi)表面可以有 利于從所述照明設(shè)備封裝的高效光提取。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述保持結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面面向所述一個(gè)或多個(gè)發(fā) 光元件并且可以是漫射的或鏡面反射性的。例如，所述內(nèi)表面可以是 白色的，并且其特征在于混合的漫射和鏡面反射特性。可以用多種不 同的方式來實(shí)現(xiàn)白色表面，例如，所述表面可以被涂敷或著色。所述 保持結(jié)構(gòu)的一部分表面或整個(gè)保持結(jié)構(gòu)可以用白色材料制成，例如白
色陶瓷或白色塑料(例如AmodelTM塑料)，或者用容易理解的其他材 料制成。可替代地，所述保持結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面可以例如被金屬化，以實(shí) 現(xiàn)具有期望的鏡面反射或漫反射特性的混合的鏡。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述保持結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面或另一個(gè)表面可以包括 例如鏡面反射性的鋁或銀的層。例如可以使用包括濺射、燒蝕或蒸鍍 的多種方法來沉積金屬性層。
在一個(gè)實(shí)施例中，例如，所述保持結(jié)構(gòu)可以被注入模制并且在內(nèi) 表面上涂有金屬層?？商娲?，所述保持結(jié)構(gòu)的材料或所述保持結(jié)構(gòu) 的內(nèi)表面可以具有比所述密封材料的折射率低的折射率。如果所述內(nèi) 表面被適當(dāng)?shù)爻尚尾⑶艺凵渎时贿m當(dāng)?shù)剡x擇，則來自所述密封材料內(nèi) 部的光可以在內(nèi)表面處朝向光學(xué)系統(tǒng)被有效地全內(nèi)反射(TIR)。
基底
在一個(gè)實(shí)施例中，所述基底是高熱傳導(dǎo)的。例如，所述基底可以 包括頂部和底部金屬化的一個(gè)或多個(gè)A1N陶瓷層。例如，所述基底可 以是Cu/Mo/Cu金屬基底上的低溫共燒陶瓷。例如，在一個(gè)實(shí)施例中， 所述基底還可以包括模制塑料材料，例如液晶聚合物塑料或AmodelTM 塑料。所述基底也可以被配置為金屬基PC板。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述基底的面向發(fā)光元件附著物區(qū)域的表面或其某些區(qū)域可以是漫射或鏡面反射的。所述反射性質(zhì)可以是由金屬(例 如鋁或銀涂層)產(chǎn)生的。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述基底可以提供一個(gè)或多個(gè)具有線路或通路 的層，用于連接所述發(fā)光元件、管芯附著焊盤或其他電氣裝置。例如， 所述層或線路可以包括各種材料，比如包括銅、銀、金、鋁、鎳或錫 的組合的金屬合金。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述基底可以被配置為多層結(jié)構(gòu)，其 包括電傳導(dǎo)和電絕緣層。例如，包括不應(yīng)當(dāng)被短路的導(dǎo)電部件(例如 發(fā)光元件)的一個(gè)或多個(gè)基底層，比如導(dǎo)電線路的某些組合，可能需要 與光反射的但是導(dǎo)電的層電絕緣。合適的絕緣材料在本領(lǐng)域是公知的。 例如，在所述基底的頂表面上的金屬線路可以被埋在電介質(zhì)材料的薄
電絕緣層(例如0. 5到2密耳厚的聚酰亞胺)下。在一個(gè)實(shí)施例中， 所述絕緣層可以被非選擇或有選擇地沉積，同時(shí)包括由所述保持結(jié)構(gòu) 覆蓋的區(qū)域，其可以是導(dǎo)電的。在另一個(gè)實(shí)施例中，例如，絕緣層可
面。、、、 、 '" '
在一個(gè)實(shí)施例中，所述基底可以被焊接到PC板、柔性電路上或焊
接到連接于電驅(qū)動(dòng)電路的線上。所述基底可以具有一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層，
其包括Au或Au/Sn或者其他焊料合金。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述照明設(shè)備封裝可以被熱連接到散熱器或熱
導(dǎo)管。所述熱耦合可以由焊料、熱傳導(dǎo)環(huán)氧樹脂或本領(lǐng)域技術(shù)人員容
易理解的其他熱連接裝置來提供。
發(fā)光元件附著
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)光元件(例如LED管芯)可以被附 著(例如焊接)到所述基底上的管芯附著焊盤上。所述管芯附著焊盤 可以具有管芯附著焊盤接觸，所述管芯附著焊盤接觸具有包括金的焊 料合金，例如金錫合金或金銀合金。所述發(fā)光元件可以具有管芯接觸， 其包括例如金、金-錫或其他合金。根據(jù)所述發(fā)光元件的接觸的成分 和所述管芯附著焊盤的成分，焊料合金可以在升高的溫度下被回流(液 化)以將所述發(fā)光元件附著到所述管芯附著焊盤。可替代地，在設(shè)置 所述發(fā)光元件之前，焊料膏可以被沉積在所述管芯附著焊盤上。焊料膏可以包括例如Au/Sn，其可以在升高的溫度下被回流以產(chǎn)生接合。
在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電和導(dǎo)熱粘合劑可以用于將所述發(fā)光元件附 著到所述管芯附著焊盤。例如，這樣的粘合劑可以包括包含環(huán)氧樹脂 的Ag。根據(jù)粘合劑的種類，可以不需要焊料合金金屬管芯附著焊盤來 建立持久的機(jī)械和電接觸。所述基底上的管芯附著焊盤可以提供高光 反射的頂表面，并且可以很好地?zé)徇B接到公共的下部金屬化層。這樣 的金屬化層被廣泛用于某些陶瓷基底中。如果需要的話，發(fā)光元件的 不同接觸可以分別連接到它們自己的接觸焊盤或線路，這些接觸焊盤 或線路可以位于所述基底上的管芯附著焊盤上或其他地方。管芯附著 焊盤上的各個(gè)接觸可以被可操作地連接到所述基底上的線路。
用于附著所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件的其他合適的方法將被本領(lǐng)域 技術(shù)人員所容易地理解。
示例
示例1:
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的照明設(shè)備封裝的剖面圖. 發(fā)光元件30被安裝并且電連接到基底10的金屬化焊盤20上，并且所 述發(fā)光元件30還通過引線接合25電連接到所述基底的電路線路15, 從而使得能夠激活所述發(fā)光元件。耦合到所述基底10的是保持壁40 形式的保持結(jié)構(gòu)，其圍繞可操作地耦合到所述基底的發(fā)光元件。透鏡 45形式的光透射元件具有支撐底座50形式的支撐物，其將所述透鏡耦 合到所述基底。在基于支撐底座的配置的這個(gè)實(shí)施例中，三個(gè)或更多 個(gè)支撐底座50與所述透鏡相關(guān)，以便穩(wěn)定地支撐所述透鏡，其中所述 支撐底座在所述透鏡和所述基底之間創(chuàng)建一系列開口 。所述照明設(shè)備 封裝還包括密封材料35,其填充由所述基底、透鏡和保持壁限定的體 積，從而將所述發(fā)光元件密封在其中。由所述支撐底座創(chuàng)建的用于所 述體積的開口提供用于所述照明設(shè)備封裝排氣的位置，例如用于排出 可能形成在液體密封材料中的氣泡的位置.
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，為了加速這些氣泡的排出，所述照明 設(shè)備封裝可以被暫時(shí)暴露于減小的壓力氣氛中，以作為排氣過程。在 所述排氣過程之后，如果必要的話，所述液體密封材料可以被固化， 例如通過暴露于熱或UV光下，以實(shí)現(xiàn)期望的材料性質(zhì)。示例2:
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例的照明設(shè)備封裝的剖面圖， 并且圖3示出了它的頂視圖。發(fā)光元件120被安裝并且電連接到所述 基底100的金屬化焊盤110上，并且所述發(fā)光元件120還通過引線接 合115電連接到所述基底的電路線路105，從而使得能夠激活所述發(fā)光 元件。耦合到所述基底100的是保持壁125形式的保持結(jié)構(gòu)，其圍繞 可操作地耦合到所述基底的發(fā)光元件。透鏡130形式的光透射元件由 支撐突出部140形式的支撐物安裝到所述保持壁頂部。兩個(gè)或更多個(gè) 支撐突出部140可以與所述透鏡相關(guān)并且可以提供其期望的穩(wěn)定性， 其中所述支撐突出部在所述透鏡與由所述基底、保持壁和透鏡限定的 體積之間創(chuàng)建一系列開口 145。 例如，參考圖2，所述開口可以位于 突出部140之前或之后。另外，參考圖3，所述開口 145可以位于所述 透鏡130的外部邊緣175和所述保持壁125的內(nèi)部邊緣185之間。如 圖3所示，四個(gè)支撐突出部與所述透鏡相關(guān)，從而形成四個(gè)開口 145。 所述照明設(shè)備封裝還包括密封材料135,其填充由所述基底、透鏡和保 持壁限定的體積，從而將所述發(fā)光元件密封在其中。由所述支撐突出 部創(chuàng)建的所述體積內(nèi)的開口 145提供用于所述照明設(shè)備封裝排氣的位 置，例如用于排出可能存在于密封材料中的氣泡的位置。
示例3:
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)照明設(shè)備封裝的剖 面圖。發(fā)光元件230被安裝并且電連接到所述基底200的金屬化焊盤 225上，并且所述發(fā)光元件230還通過引線接合220電連接到所述基底 的電路線路205，從而使得能夠激活所述發(fā)光元件。耦合到所述基底 200的是保持壁210形式的保持結(jié)構(gòu)，其圍繞可操作地耦合到所述基底 的發(fā)光元件。所述保持壁210被形成為具有底座架215。透鏡240形式 的光透射元件通過支撐底座235形式的支撐物耦合到所述保持壁，具 體地說是所述底座架。在一個(gè)實(shí)施例中，為了穩(wěn)定地支撐所述透鏡， 兩個(gè)或更多個(gè)支撐底座235與所述透鏡相關(guān)，其中所述支撐底座在所 述透鏡和所述基底之間創(chuàng)建一系列開口。在另一個(gè)實(shí)施例中，三個(gè)或 更多個(gè)支撐底座可以與所述透鏡相關(guān)。所述照明設(shè)備封裝還包括密封材料245,其填充由所述基底、透鏡和保持壁限定的體積，從而將所述 發(fā)光元件密封在其中。由所述支撐底座創(chuàng)建的用于所述體積的開口提 供用于所述照明設(shè)備封裝排氣的位置，例如用于排出可能存在于密封 材料中的氣泡的位置。
顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例是示例并且可以以多種方式變化。這 些目前或?qū)淼淖兓粦?yīng)當(dāng)被認(rèn)為脫離本發(fā)明的精神和范圍，并且對(duì) 本領(lǐng)域技術(shù)人員來說明顯的所有這些變化旨在包括在以下權(quán)利要求的 范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種照明設(shè)備封裝，包括基底；一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件，可操作地耦合到所述基底；保持結(jié)構(gòu)，耦合到所述基底并且圍繞所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件；光透射元件，耦合到所述基底并且定位成與由所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件發(fā)出的電磁輻射的路徑相交；光透射密封材料，位于由所述基底、所述光透射元件和所述保持結(jié)構(gòu)限定的體積內(nèi)，從而所述密封材料至少部分地將所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件密封在其中；以及兩個(gè)或更多個(gè)支撐物，至少部分地在所述光透射元件和所述基底之間延伸，所述兩個(gè)或更多個(gè)支撐物被配置為支撐所述光透射元件；其中所述兩個(gè)或更多個(gè)支撐物設(shè)置成為所述體積提供兩個(gè)或更多個(gè)開口，以用于流體通過其移動(dòng)。
2. 如權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備封裝，其中，所述兩個(gè)或更多個(gè)支 撐物是柔性的、可壓縮的、可延展的或它們的組合。
3. 如權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備封裝，其中，所述兩個(gè)或更多個(gè)支 撐物中的每一個(gè)具有橫截面和接觸表面，其中所述橫截面在所述接觸 表面處較小。
4. 如權(quán)利要求3所述的照明設(shè)備封裝，其中，所述接觸表面基本上 是接觸點(diǎn)。
5. 如權(quán)利要求3所述的照明設(shè)備封裝，其中，所述接觸表面基本上 是接觸點(diǎn)線。
6. 如權(quán)利要求l所述的照明設(shè)備封裝，其中，每個(gè)支撐物具有接 觸表面，所述接觸表面具有從包括圓錐、半球、圓柱、錐臺(tái)、平面、 曲面和凸面的組中選擇的形狀。
7. 如權(quán)利要求l所述的照明設(shè)備封裝，其中，所述保持結(jié)構(gòu)與所 述光透射元件整體地形成。
8. 如權(quán)利要求l所述的照明設(shè)備封裝，其中，所述保持結(jié)構(gòu)可操 作地設(shè)置在所述基底上。
9. 如權(quán)利要求l所述的照明設(shè)備封裝，其中，所述兩個(gè)或更多個(gè)支撐物與所述光透射元件整體地形成。
10. 如權(quán)利要求l所述的照明設(shè)備封裝，其中，所述兩個(gè)或更多個(gè)支撐物連接到所述光透射元件。
11. 如權(quán)利要求9所迷的照明設(shè)備封裝，其中，所述支撐物接觸所 述基底和所述保持結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)。
12. 如權(quán)利要求10所述的照明設(shè)備封裝，其中，所述支撐物接觸 所述基底和所述保持結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)。
13. 如權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備封裝，其中，所述保持結(jié)構(gòu)包括 被配置為臺(tái)階狀的壁的內(nèi)壁，以提供用于所述兩個(gè)或更多個(gè)支撐物的 支撐表面。
14. 如權(quán)利要求l所述的照明設(shè)備封裝，其中，所述兩個(gè)或更多 個(gè)支撐物與所述基底整體地形成。
15. 如權(quán)利要求l所述的照明設(shè)備封裝，其中，所述兩個(gè)或更多 個(gè)支撐物連接到所述基底。
16. 如權(quán)利要求l所述的照明設(shè)備封裝，其中，所述兩個(gè)或更多 個(gè)支撐物與所述保持結(jié)構(gòu)整體地形成。
17. 如權(quán)利要求l所述的照明設(shè)備封裝，其中，所述兩個(gè)或更多個(gè) 支撐物連接到所述保持結(jié)構(gòu)。
18. 如權(quán)利要求l所述的照明設(shè)備封裝，其中，所述光透射元件具 有面向所述發(fā)光元件的表面，其中所述表面是凸面。
19. 一種照明設(shè)備封裝，包括 基底；一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件，可操作地耦合到所述基底；保持結(jié)構(gòu)，耦合到所述基底并且圍繞所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件；光透射元件，耦合到所述基底并且定位成與由所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件發(fā)出的電磁輻射的路徑相交；光透射密封材料，位于由所述基底、所述光透射元件和所述保持結(jié)構(gòu)限定的體積內(nèi)，從而所述密封材料至少部分地將所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件密封在其中；以及兩個(gè)或更多個(gè)支撐物，至少部分地在所述光透射元件和所述基底之間延伸，以用于支撐所述光透射元件，所述兩個(gè)或更多個(gè)支撐物中的每一個(gè)具有橫截面和接觸表面，其中所述橫截面在所述接觸表面處較小；其中所述兩個(gè)或更多個(gè)支撐物設(shè)置成為所述體積提供兩個(gè)或更多 個(gè)開口，以用于流體通過其移動(dòng)。
20. 如權(quán)利要求19所述的照明設(shè)備封裝，其中，所述兩個(gè)或更多個(gè) 支撐物是柔性的、可壓縮的、可延展的或它們的組合。
21. 如權(quán)利要求19所述的照明設(shè)備封裝，其中，所述接觸表面基本 上是接觸點(diǎn)。
22. 如權(quán)利要求19所述的照明設(shè)備封裝，其中，所述接觸表面基 本上是接觸點(diǎn)線。
23. 如權(quán)利要求19所述的照明設(shè)備封裝，其中，所述兩個(gè)或更多 個(gè)支撐物與所述保持結(jié)構(gòu)整體地形成。
24. 如權(quán)利要求19所述的照明設(shè)備封裝，其中，所述兩個(gè)或更多個(gè)支撐物與所述基底整體地形成。
25. 如權(quán)利要求19所述的照明設(shè)備封裝，其中，所述保持結(jié)構(gòu)與 所述光透射元件整體地形成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種照明設(shè)備封裝，其被配置為使得所述照明設(shè)備封裝能夠排氣。所述照明設(shè)備封裝包括基底，在所述基底上可操作地安裝一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件；保持結(jié)構(gòu)，其耦合到所述基底并且被配置為圍繞所述一個(gè)或多個(gè)發(fā)光元件。此外，所述照明設(shè)備封裝包括光透射元件，其中兩個(gè)或更多支撐物被配置為提供光透射元件和基底或保持結(jié)構(gòu)之間的分離。由所述基底、保持結(jié)構(gòu)和光透射元件限定的體積被部分地或完全地填充密封材料，從而形成所述照明設(shè)備封裝。特別是，所述支撐物為由所述基底、保持結(jié)構(gòu)和光透射元件限定的體積創(chuàng)建一系列開口，其中這些開口供流體通過其移動(dòng)。
文檔編號(hào)H01L23/02GK101536179SQ200780040729
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2007年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日
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