(57)【要約】      （修正有）【課題】基板、複数のワイヤ単位、複数のＬＥＤチップ、ランプ口金及び制御回路モジュールを含む発光ダイオード（ＬＥＤ）ランプを提供する。【解決手段】基板１１０は、搬送部１１２及びその周囲に接続した環状枠１１４を有する。搬送部１１２は、複数の開口部Ｈを有する。ワイヤ単位１２０は、それぞれが開口部Ｈの内部に配置されている。各ワイヤ単位１２０は、ワイヤ１２２及びワイヤ１２２の周囲を覆う絶縁材１２４を有し、ワイヤ１２２は、基板１１０から電気的に絶縁されている。ＬＥＤチップ１３０は、搬送部１１２に配置され、対応するワイヤ１２２と電気的に接続されている。ランプ口金１４０は、基板１１０の底部Ｂに配置されており、二つの電力接点を有する。制御回路モジュール１５０は、基板１１０とランプ口金１４０との間に配置されており、ワイヤ１２２及び電力接点と電気的に接続され、ＬＥＤチップ１３０の操作を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面、該内面と反対側の外面及び底部を具える基板であって、搬送部及び該搬送部の周囲に接続した環状枠を具え、該搬送部が複数の開口部を有する基板と、
それぞれが前記開口部内に配置された複数のワイヤ単位であって、それぞれがワイヤ及び該ワイヤの周囲を覆う絶縁材を具える複数のワイヤ単位と、
前記基板の搬送部に配置された複数のＬＥＤチップであって、それぞれが対応するワイヤと電気的に接続された複数のＬＥＤチップと、
前記基板の底部に配置され、二つの電力接点が提供されたランプ口金と、
前記基板と前記ランプ口金との間に配置され、ワイヤ及び二つの電力接点と電気的に接続された制御回路モジュールと、
を具える発光ダイオード（ＬＥＤ）ランプ。
【請求項２】
前記基板が金属材料で作製される請求項１に記載のＬＥＤランプ。
【請求項３】
前記金属材料が、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銅又は銅合金によって形成される複合材料、及びアルミニウム又はアルミニウム合金によって形成される複合材料よりなる群から選択される請求項２に記載のＬＥＤランプ。
【請求項４】
前記基板が、更に該基板の内面に配置された光反射膜を具える請求項１に記載のＬＥＤランプ。
【請求項５】
前記光反射膜の材料が、銀、アルミニウム、ステンレス鋼及びニッケルよりなる群から選択される請求項４に記載のＬＥＤランプ。
【請求項６】
前記絶縁材が、重合物質、ガラス及びセラミックよりなる群から選択される請求項１に記載のＬＥＤランプ。
【請求項７】
前記ＬＥＤチップが、ワイヤボンディング技術によって対応するワイヤと電気的に接続される請求項１に記載のＬＥＤランプ。
【請求項８】
前記ＬＥＤチップが、フリップチップボンディング技術によって対応するワイヤと電気的に接続される請求項１に記載のＬＥＤランプ。
【請求項９】
前記ランプ口金が、ねじ込みランプ口金である請求項１に記載のＬＥＤランプ。
【請求項１０】
前記ランプ口金が、差し込みランプ口金である請求項１に記載のＬＥＤランプ。
【請求項１１】
更に、前記基板の外面に配置された放熱素子を具える請求項１に記載のＬＥＤランプ。
【請求項１２】
前記放熱素子が、複数の放熱フィン及びヒートパイプよりなる群から選択される請求項１１に記載のＬＥＤランプ。
【請求項１３】
更に、前記基板の内側に配置され、前記ＬＥＤチップを覆う成形材料を具える請求項１に記載のＬＥＤランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して発光ダイオード（ＬＥＤ）ランプに関し、特に基板上にＬＥＤを直接実装するＬＥＤランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは半導体素子であり、主として発光チップは、第ＩＩＩ族から第Ｖ族の化学元素、例えばＧａＰ、ＧａＡｓ及び他の化合物半導体で作製される。発光原理は、電気エネルギーを光に変換することであり、即ち、化合物半導体に電流を流した後、電子を正孔と結合させることで、余分なエネルギーが光の形で放出され、発光効果を達成する。ＬＥＤの発光現象は加熱又は放電によって達成されるのではなく、そのため、ＬＥＤの有効寿命は100000時間を超えるほど長く、空き時間を必要としない。加えて、ＬＥＤは更に、例えば、速い応答速度（およそ10〜9秒）、小容量、低電力消費量、低汚染、高信頼性及び大量生産に適していることの利点を有しており、その結果、ＬＥＤは、広い適用分野、例えば、大型の表示ボードの光源及び照明装置、交通信号灯、携帯電話機、スキャナー並びにファックスを有する。
【０００３】
ＬＥＤの発光輝度や発光効率が継続的に改良される一方で、白色ＬＥＤが大量生産によって首尾よく生産されており、その結果、ＬＥＤは照明の目的に対して益々使用され、ＬＥＤランプは開発され始める。
【０００４】
現在、ＬＥＤランプのパッケージ設計は、依然として多層パッケージに基づいており、そのため、放熱経路に存在する複数のパッケージ界面によって界面熱抵抗が発生し、結果として、放熱効率を低減する。その放熱効果の不良によって、ＬＥＤの温度を効果的に低減することができず、更には、発光効率及びＬＥＤランプの有効寿命に影響を与える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明はＬＥＤランプに向けられている。そのＬＥＤランプは、放熱作用を有する基板上にＬＥＤチップを直接実装するものであり、かかる実装方法によって放熱効率を向上させる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、基板、複数のワイヤ単位、複数のＬＥＤチップ、ランプ口金及び制御回路モジュールを含むＬＥＤランプを提供する。基板は、内面、該内面と反対側の外面及び底部を有する。基板は、搬送部及び該搬送部の周囲に接続した環状枠を有し、該搬送部は複数の開口部を有する。ワイヤ単位はそれぞれが上記開口部内に配置されており、各ワイヤ単位は、ワイヤ及び該ワイヤの周囲を覆う絶縁材を有する。ＬＥＤチップは、基板の搬送部に配置されており、各ＬＥＤチップは、対応するワイヤと電気的に接続されている。ランプ口金は、基板の底部に配置されており、二つの電力接点を有する。制御回路モジュールは、基板とランプ口金との間に配置されており、ワイヤ及び二つの電力接点と電気的に接続されている。
【０００７】
本発明の一の実施態様によれば、基板は、金属材料で作製される。その上、金属材料は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銅又は銅合金によって形成される複合材料、及びアルミニウム又はアルミニウム合金によって形成される複合材料よりなる群から選択される。
【０００８】
本発明の一の実施態様によれば、基板は、更に該基板の内面に配置される光反射膜を含む。その上、光反射膜の材料は、銀、アルミニウム、ステンレス鋼及びニッケルよりなる群から選択される。
【０００９】
本発明の一の実施態様によれば、絶縁材は、重合物質、ガラス及びセラミックよりなる群から選択される。
【００１０】
本発明の一の実施態様によれば、ＬＥＤチップは、ワイヤボンディング技術又はフリップチップボンディング技術によって対応するワイヤと電気的に接続されている。
【００１１】
本発明の一の実施態様によれば、ランプ口金は、ねじ込みランプ口金又は差し込みランプ口金である。
【００１２】
本発明の一の実施態様によれば、ＬＥＤランプは、更に基板の外面に配置される放熱素子を含む。
【００１３】
本発明の一の実施態様によれば、放熱素子は、複数の放熱フィン及びヒートパイプよりなる群から選択される。
【００１４】
本発明の一の実施態様によれば、ＬＥＤランプは、更に基板の内側に配置され、ＬＥＤチップを覆う成形材料を含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のＬＥＤランプにおいては、ＬＥＤチップの操作時に発生する熱を金属材料で作製された基板によって放散するため、放熱作用を有する基板上にＬＥＤチップを直接実装しており、それによって、放熱効率を向上させる。加えて、基板上にＬＥＤチップを直接実装させることによって、放熱経路に関してパッケージ界面に起因する界面熱抵抗を効果的に低減し、その結果、ＬＥＤランプを構成する現在の放熱問題を解決する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の更なる理解をもたらすために添付図面を含み、そして本願明細書に組み込まれ、本願明細書の一部を構成する。図面は、本発明の実施態様を説明しており、図面の簡単な説明と共に本発明の本質を説明する役目を果たす。
【００１７】
図１は、本発明の一の実施態様に従うＬＥＤランプの略断面図である。図２は、差し込みランプ口金を具える図１に示すＬＥＤランプの略断面図である。図３は、基板の内面に配置された光反射膜を具える図１に示すＬＥＤランプの略断面図である。図４は、基板の周囲に配置された複数の放熱フィンを具える図１に示すＬＥＤランプの略断面図である。図５は、基板の周囲に配置されたヒートパイプを具える図１に示すＬＥＤランプの略断面図である。
【００１８】
これから、本発明の実施態様について詳細に言及する。本発明の実施態様の例は、添付図面において説明される。可能である限り、図面及び説明において同一の参照番号を用い、同一の部材又は同様な部材を指す。
【００１９】
図１は、本発明の実施態様に従うＬＥＤランプの略断面図である。図１を参照すると、ＬＥＤランプ１００ａは、主として基板１１０、複数のワイヤ単位１２０、複数のＬＥＤチップ１３０、ランプ口金１４０及び制御回路モジュール１５０を含む。以下に添付図面を参照しながら、ＬＥＤランプ１００ａの各要素と該要素間の接続関係を記載する。
【００２０】
基板１１０は、内面ｓ１、外面ｓ２及び底部Ｂを有する。基板１１０は、搬送部１１２及び該搬送部１１２の周囲に接続した環状枠１１４を有し、搬送部１１２及び環状枠１１４は、ボウル状の構造で形成される。搬送部１１２は、複数の開口部Ｈを有し、その環状枠は、搬送部上に収容空間Ｓを形成する。本発明の一の実施態様においては、基板１１０が金属材料で作製されており、該金属材料は、基板１１０の放熱効率を向上させるため、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銅又は銅合金によって形成される複合材料、及びアルミニウム又はアルミニウム合金によって形成される複合材料よりなる群から選択される。
【００２１】
複数のワイヤ単位１２０は、それぞれが開口部Ｈ内に配置されている。各ワイヤ単位１２０は、ワイヤ１２２及び該ワイヤ１２２の周囲を覆う絶縁材１２４を有し、そのため、ワイヤ１２２は、基板１１０から電気的に絶縁されている。本発明の一の実施態様において、絶縁材１２４は、重合物質、ガラス、セラミック、上記材料によって形成される複合材料、又は他の適した絶縁材とすることができる。複数のＬＥＤチップ１３０は、基板１１０の搬送部１１２に配置されており、対応するワイヤ１２２と電気的に接続されている。図１に示す通り、ＬＥＤチップ１３０は、ワイヤボンディング技術によって対応するワイヤ１２２と電気的に接続されている。しかしながら、ＬＥＤチップ１３０はまた、フリップチップボンディング技術又は他の方法によって対応するワイヤ１２２と電気的に接続されてもよく、本発明に制限されるものではない。
【００２２】
ランプ口金１４０は、基板１１０の底部Ｂに配置されており、二つの電力接点（図示せず）を有する。この実施態様において、ランプ口金１４０は、ねじ込みランプ口金である。しかしながら、図２を参照すると、ＬＥＤランプ１００ｂのランプ口金として差し込みランプ口金１４０'を採用することもできる。ランプ口金１４０の種類は、本発明において制限されない。図１を参照すると、制御回路モジュール１５０が基板１１０とランプ口金１４０との間に配置されており、ＬＥＤチップ１３０の操作を制御するため、ワイヤ１２２及びランプ口金１４０の二つの電力接点と電気的に接続されている。一般に、制御回路モジュール１５０は、単一層の回路基板又は複数層の回路基板である。
【００２３】
加えて、図１に示す通り、ＬＥＤチップ１３０、ワイヤ１２２、及びそれらの間に接続されるボンディングワイヤを損傷又は湿気による影響から保護するため、基板１１０の内側に成形材料１６０を選択的に配置してもよい。
【００２４】
ＬＥＤランプの光反射率を改善するため、図３を参照すると、ＬＥＤランプ１００ｃの基板１１０'は、更に基板１１０'の内面ｓ１に配置された光反射膜１１６を含み、該光反射膜１１６によって、ＬＥＤチップ１３０により発生する光線を反射し、その結果、発光効率を増大させる。本発明の一の実施態様において、光反射膜１１６の材料は、銀、アルミニウム、ステンレス鋼及びニッケルよりなる群から選択される。
【００２５】
加えて、基板の放熱効率を改善するため、図４を参照すると、ＬＥＤランプ１００ｄは、基板１１０の外面ｓ２に配置された放熱素子１７０を選択的に含むことができ、熱エネルギーの散逸を加速する。この実施態様において、放熱素子１７０は、複数の放熱フィン１７０ａであり、該放熱フィン１７０ａによって、放熱範囲を広げている。しかしながら、図５に示す通り、ＬＥＤランプ１００ｅはまた、放熱素子１７０としてヒートパイプ１７０ｂを使用してもよい。また、使用者は、放熱素子１７０としてヒートパイプ及び放熱フィンを組み合わせて使用してもよく、放熱素子１７０の種類は本発明において制限されない。
【００２６】
要約すれば、本発明のＬＥＤランプにおいては、ＬＥＤチップが放熱作用を有する基板上に直接実装されており、そのため、搬送部の側端又はランプの先端に向かったボウル状の構造の基板によって、ＬＥＤチップの操作時に発生する熱を放散し、それにより、放熱効率を向上させる。加えて、基板上にＬＥＤチップを直接実装することによって、放熱経路に関するパッケージ界面によって発生する界面熱抵抗を効果的に低減し、その結果、ＬＥＤランプを構成する現在の放熱問題を解決することができる。
【００２７】
本発明の構造に対し、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく種々の変更及び変化を行うことができることが、当業者に明らかとなる。上記のことを考慮すると、本発明が、特許請求の範囲及びその均等の範囲内であれば、この発明の変更及び変化に及ぶことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一の実施態様に従うＬＥＤランプの略断面図である。
【図２】差し込みランプ口金を具える図１に示すＬＥＤランプの略断面図である。
【図３】基板の内面に配置された光反射膜を具える図１に示すＬＥＤランプの略断面図である。
【図４】基板の周囲に配置された複数の放熱フィンを具える図１に示すＬＥＤランプの略断面図である。
【図５】基板の周囲に配置されたヒートパイプを具える図１に示すＬＥＤランプの略断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１００    ＬＥＤランプ
１１０    基板
１１２    搬送部
１１４    環状枠
１１６    光反射膜
１２０    ワイヤ単位
１２２    ワイヤ
１２４    絶縁材
１３０    ＬＥＤチップ
１４０    ランプ口金
１５０    制御回路モジュール
１６０    成形材料
１７０    放熱素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008293966.tif 000006
【図５】
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【外国語明細書】
2008293966000001.pdf