本发明专利技术涉及一种发光装置，其包括：多个发光二极管；及绝缘（低温共烧陶瓷）衬底，其具有凹部阵列，所述凹部各自用于装纳所述发光二极管中的相应一者。所述衬底并入有经配置以用于将所述发光二极管连接成选定电配置且在每一凹部的底面上提供至少两个电连接的电导体图案。发光二极管可通过至少一个接合线或通过倒装芯片接合电连接到所述电连接。每一凹部填充有透明材料以囊封每一发光二极管。所述透明材料可并入有至少一种磷光体材料使得所述装置发射选定色彩及／或色彩温度的光。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种基于多个发光二极管(LED)的发光装置。特定来说(但非排他性 地)，本专利技术涉及一种可从高压(110/220V)供应源操作的交流(AC)驱动发光装置。此外， 本专利技术涉及基于多个此类发光装置的AC光源。
技术介绍
如已知，LED本质上为将仅沿单一方向传递电流且传统上已通过低压(例如，对于 氮化镓LED为3. 5V)DC源驱动的直流(DC)装置。产生白色光的LED( “白色LED”)是相对新近的创新，且提供形成完全新一代能效 照明系统的潜势。据预测，白色LED可替换白炽、荧光及紧凑型荧光光源，这是因为其长操 作寿命(可能几十万小时)及其就低功率消耗而言的高效率。直至已开发出在电磁光谱的 蓝色/紫外线部分中发射的LED，开发基于LED的白色光源才变得实际。举例来说，如US 5，998，925中所教示，白色LED包含为光致发光材料的一种或一种以上磷光体材料，其吸收 LED所发射的辐射的一部分并重新发射不同色彩(波长)的辐射。通常，LED芯片或裸片产 生蓝色光，且磷光体吸收一百分比的蓝色光并重新发射黄色光或绿色光与红色光、绿色光 与黄色光或黄色光与红色光的组合。LED所产生的蓝色光的不被磷光体吸收的部分与磷光 体所发射的光组合，以提供在人眼看来在色彩上几乎为白色的光。在照明应用中，需要能够在不需要昂贵的电力供应源及驱动器电路的情况下直接 从高压(110/250V)AC市电电力供应源操作白色LED。US 2004/0080941揭示一种供直接与 高压(110V/220V)AC电力供应源一起使用的单芯片集成式LED，其包括串联连接的个别LED 的两个阵列(串)。所述串与在半波整流器配置中呈相反极性的LED并联连接使得所述LED 为自整流式。在每一串中提供足够数目的LED (例如，对于1IOV操作每串28个且对于220V 操作每串阳个)以使跨越所述LED的总源电压下降。在AC循环的正半部期间，给一个LED 串加正向偏压并对其进行激励，同时给另一串加反向偏压。在AC循环的负半部期间，给另 一 LED串加正向偏压并对其进行激励，同时给另一串加反向偏压且不对其进行激励。因此， 以AC供应源的频率(50Hz到60Hz)交替地激励所述串，且所述单芯片LED看似为不断地被 激励。通过接连地以外延方式沉积η型半导体材料层、光学有源层及P型半导体材料以在 单一晶片上界定个别LED来形成所述单芯片LED。通过在个别LED之间沉积传导层来互连 邻近LED。通常，在LED晶片上以20μπι间隙间隔个别LED。虽然此制作为紧凑的，但其具 有以下缺点由于一次仅激励一个LED串，因此布置仅具有50%的有效负载。US 2007/0273299教示一种其中LED对或串联连接的LED串与和每一并联配置及AC电力供应源串联连接的至少一个电容器连接成相对的并联配置的AC LED封装。所述LED 及电容器可制作为单一芯片、单一封装、组合件或模块。所述电容器基于由AC驱动器提供 的电压及频率来调节递送到一个或一个以上相对的并联LED的电流及正向电压的量。由于 任何一次仅激励具有相同极性的LED串，因此布置仅具有50%的有效负载。目前，AC LED可由多个互连的离散封装式LED或由多个互连的个别表面安装装置 (SMD)制作为例如US 2004/0080941中所教示的单芯片装置。在单芯片装置的情况下，在单 一晶片上以单片方式制作LED且通过在LED之间以光刻方式沉积导体来串联连接LED。虽 然此布置可实现每单位晶片面积非常高的LED堆填密度(数量级为每平方厘米(cm2) 100个 到400个，此视LED芯片的大小而定)，但其具有根本的缺陷，在于在制作期间单一 LED的 故障意味着必须抛弃整个装置，从而导致高的生产成本。相比之下，通过互连离散的封装式 装置构造的AC LED(特别是包含用于波长转换的磷光体材料的白色LED)导致数量级为每 cm2 5个的非常低的堆填密度。还已知通过将个别SMD LED安装(通常通过锡焊)到金属 芯印刷电路板(MCPCB)上来制作AC LED且此布置可实现数量级为每cm2 10个LED的堆填 密度。然而，此布置通常不适合于在每一 LED的发光面上方另外需要波长转换磷光体层的 白色LED。本专利技术致力于提供一种至少部分地克服已知布置的限制的AC发光装置。
技术实现思路
本专利技术的实施例针对一种发光装置，其包括安装于绝缘衬底的凹部内的多个LED。根据本专利技术，一种发光装置包括多个发光二极管；及绝缘衬底，其具有凹部阵 列，所述凹部各自用于装纳所述发光二极管中的相应一者，所述衬底并入有经配置以用于 将所述发光二极管连接成选定电配置且在每一凹部的底面上提供至少两个电连接的电导 体图案，且其中每一发光二极管连接到所述至少两个电连接。通常，每单位衬底面积的发光 二极管的堆填密度处于每cm2 30个到100个的范围中。在一个布置中，发光二极管通过至 少一个接合线电连接到所述电连接。或者，在所述发光二极管在其基底上具有一个或一个 以上电连接的情况下，所述发光二极管可通过倒装芯片接合电连接到所述电连接。所述装置可进一步包括位于每一凹部的基底上的导热垫以用于将相应发光二极 管安装成与其热连通。优选地，所述衬底进一步包括用于将热从所述导热垫传导到所述衬 底的外部的多个热导通孔。在一个实施方案中，所述导通孔可包括穿过所述绝缘衬底到所 述衬底的底部面的一连串孔。每一孔的内壁优选地通过(例如)给所述孔镀敷或填充焊料 而涂覆有例如金属的导热材料。为提供对所述发光二极管的环境保护，每一凹部可大致填充有例如聚合物(例如 UV可固化或热可固化硅酮或环氧树脂)的大致透明材料以囊封每一发光二极管。有利地， 在所述透明材料中并入至少一种磷光体材料，所述磷光体材料可操作以吸收由其相关联发 光二极管发射的光的至少一部分并重新发射不同波长的光。所述发光二极管可为串联连接；连接为接着以相反极性并联连接的发光二极管 对；连接为半波整流器，其中发光二极管群组串联连接且所述群组以相反极性并联连接； 或连接成自整流桥式配置。除其中所述发光二极管配置成自整流布置的实施方案以外，所述发光装置可进一步包括用于使得所述装置能够直接从AC供应源操作的整流器布置。在一个实施方案中，所 述整流器布置的组件装纳于所述衬底的一个或一个以上凹部中。优选地，所述整流器布置 包括连接成桥式整流器配置的四个二极管，且所述电导体图案经配置使得所述多个发光二 极管串联连接于所述桥的整流节点之间。使用单独的二极管进行整流的优点在于所述发光 二极管在大致整个AC循环内操作并发射光。所述整流二极管可包括硅、锗、碳化硅或氮化 镓装置。优选地，所述绝缘衬底为低温共烧陶瓷(LTCC)，但在其它实施方案中其可包括硅 或高温聚合物。有利地，所述电导体图案包括银合金。本专利技术的发光装置特别应用于一般照明中且每一发光二极管优选地包括在电磁 光谱的蓝色或UV区域中发射光的基于氮化镓的发光二极管芯片。为最大化可装纳于给定衬底面积上的发光二极管的数目，所述凹部阵列优选地配 置为正方形阵列。在经配置以用于Iiov操作的一个实施方案中，所述凹部阵列包括49个 孔口的正方形阵列，所述孔口中的45个经配置以装纳相应发光二极管且其余的4个本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种发光装置，其包括：多个发光二极管；及绝缘衬底，其具有凹部阵列，所述凹部各自用于装纳所述发光二极管中的相应一者，所述衬底并入有经配置以用于将所述发光二极管连接成选定电配置且在每一凹部的底面上提供至少两个电连接的电导体图案，且其中每一发光二极管连接到所述至少两个电连接。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-5-27 12/127,7491.一种发光装置，其包括多个发光二极管；及绝缘衬底，其具有凹部阵列，所述凹部 各自用于装纳所述发光二极管中的相应一者，所述衬底并入有经配置以用于将所述发光二 极管连接成选定电配置且在每一凹部的底面上提供至少两个电连接的电导体图案，且其中 每一发光二极管连接到所述至少两个电连接。2.根据权利要求1所述的装置，其中每单位衬底面积的发光二极管的堆填密度处于每 cm2 30个到100个的范围中。3.根据权利要求1所述的装置，其中发光二极管通过至少一个接合线电连接到所述电 连接。4.根据权利要求1所述的装置，其中发光二极管通过倒装芯片接合电连接到所述电连接。5.根据权利要求1所述的装置，且其进一步包括位于每一凹部的基底上的导热垫以用 于将相应发光二极管安装成与其热连通。6.根据权利要求5所述的装置，其中所述衬底进一步包括用于将热从所述导热垫传导 到所述衬底的外部的热导通孔。7.根据权利要求1所述的装置，且其进一步包括大致填充每一凹部以囊封每一发光二 极管的大致透明材料。8.根据权利要求7所述的装置，其中所述透明材料选自由以下各项组成的列表UV可 固化聚合物；热可固化聚合物；环氧树脂；及硅酮材料。9.根据权利要求7所述的装置，且其进一步包括在所述透明材料中并入有至少一种磷 光体材料，所述磷光体材料可操作以吸收由其相关联发光二极管发射的光的至少一部分并 重新发射不同波长的光。10.根据权利要求7所述的装置，且其进一步包括提供上覆于每一凹部上的至少一种 磷光体材料，所述磷光体材料可操作以吸收由其相关联发光二极管发射...
【专利技术属性】
技术研发人员：周锡烟，苏骅，李依群，
申请(专利权)人：英特曼帝克司公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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