CN201185188Y - 透过粗糙面以产生侧向发光的发光二极管芯片封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种透过粗糙面以产生侧向发光的发光二极管芯片封装结构，其包括：基板单元、发光单元、及封装胶体单元。该基板单元具有基板本体及分别形成于该基板本体上的正极导电轨迹与负极导电轨迹。该发光单元具有多个设置于该基板本体上的发光二极管芯片，其中每一个发光二极管芯片具有分别电连接于该基板单元的正、负极导电轨迹的正极端与负极端。该封装胶体单元具有多个分别覆盖于所述发光二极管芯片上的半封装胶体，其中每一个半封装胶体的上表面及前表面分别具有胶体弧面及粗糙胶体出光面。本实用新型可产生侧向投光的功能，更能顾到应用于薄型壳体内的散热效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发光二极管芯片封装结构，尤其涉及一种透过粗糙面以产生侧向发光的发光二极管芯片封装结构。
背景技术
请参阅图1所示，其为公知发光二极管的第一种封装方法的流程图。由流程图中可知，公知发光二极管的第一种封装方法，其步骤包括：首先，提供多个封装完成的发光二极管(packaged LED)(S800)；接着，提供条状基板本体(stripped substrate body)，其上具有正极导电轨迹与负极导电轨迹(S802)；最后，依次将每一个封装完成的发光二极管(packaged LED)设置在该条状基板本体上，并将每一个封装完成的发光二极管(packaged LED)的正、负极端分别电连接于该条状基板本体的正、负极导电轨迹(S804)。
请参阅图2所示，其为公知发光二极管的第二种封装方法的流程图。由流程图中可知，公知发光二极管的第二种封装方法，其步骤包括：首先，提供条状基板本体(stripped substrate body)，其上具有正极导电轨迹与负极导电轨迹(S900)；接着，依次将多个发光二极管芯片设置于该条状基板本体上，并且将每一个发光二极管芯片的正、负极端分别电连接于该条状基板本体的正、负极导电轨迹(S902)；最后，将条状封装胶体覆盖于该条状基板本体及所述发光二极管芯片上，以形成带有条状发光区域(strippedlight-emitting area)的光棒(light bar)(S904)。
然而，关于上述公知发光二极管的第一种封装方法，由于每一颗封装完成的发光二极管(packaged LED)必须先从一整块发光二极管封装切割下来，然后再以表面粘着技术(SMT)工艺，将每一颗封装完成的发光二极管(packaged LED)设置于该条状基板本体上，因此无法有效缩短其工艺时间，再者，发光时，所述封装完成的发光二极管(packaged LED)之间会有暗带(dark band)现象存在，对于使用者视线仍然产生不佳效果。
另外，关于上述公知发光二极管的第二种封装方法，由于所完成的光棒带有条状发光区域，因此第二种封装方法将不会产生暗带(dark band)的问题。然而，因为该条状封装胶体被激发的区域不均，因而使得光棒的光效率不佳(亦即，靠近发光二极管芯片的封装胶体区域会产生较强的激发光源，而远离发光二极管芯片的封装胶体区域则产生较弱的激发光源)。
请参阅图3所示，其为公知发光二极管应用于侧向发光的示意图。由图中可知，当公知的发光二极管芯片D应用于侧向发光时(例如：使用于笔记型电脑荧幕的导光板M的侧向光源)，由于笔记型电脑荧幕的导光板M非常薄的关系，该发光二极管芯片D的基座S1的长度LA则必须相对的缩短。换言之，由于该基座S1的长度LA太短的关系，公知的发光二极管芯片D将无法得到有效的散热效果，进而产生发光二极管芯片D因过热而烧坏的情形。
因此，由上可知，目前公知的发光二极管的封装方法及封装结构，显然具有不便与缺陷存在，而待加以改善。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题，在于提供一种透过粗糙面以产生侧向发光的发光二极管芯片封装结构。本实用新型的发光二极管结构在发光时，形成连续的发光区域，而无暗带(dark band)及光衰减(decay)的情况发生，并且本实用新型透过芯片直接封装(Chip On Board，COB)工艺并利用压模(die mold)的方式，以使得本实用新型可有效地缩短其工艺时间，而能进行大量生产。再者，本实用新型的结构设计更适用于各种光源，诸如背光模块、装饰灯条、照明用灯、或是扫描器光源等应用，皆为本实用新型所应用的范围与产品。
另外，本实用新型的封装胶体透过特殊模具的压模过程，以使得本实用新型的发光二极管芯片封装结构在直立的情况下，即可产生侧向发光的效果，因此本实用新型不会有散热不足的情况发生。换言之，本实用新型不仅可产生侧向投光的功能，还能顾到应用于薄型壳体内的散热效果。
为了解决上述技术问题，根据本实用新型的其中一种方案，提供一种透过粗糙面以产生侧向发光的发光二极管芯片封装结构，其包括：基板单元、发光单元、及封装胶体单元。
其中，该基板单元具有基板本体及分别形成于该基板本体上的正极导电轨迹与负极导电轨迹。该发光单元具有多个设置于该基板本体上的发光二极管芯片，其中每一个发光二极管芯片具有分别电连接于该基板单元的正、负极导电轨迹的正极端与负极端。该封装胶体单元具有多个分别覆盖于所述发光二极管芯片上的封装胶体，其中每一个半封装胶体的上表面及前表面分别具有胶体弧面及粗糙胶体出光面。
另外，本实用新型的发光二极管芯片封装结构，可进一步包括下列两种结构：
第一种：框架单元，其为一层覆盖于该基板本体上并包覆每一个半封装胶体而只露出所述粗糙胶体出光面的框架层。
第二种：框架单元，其具有多个分别覆盖所述封装胶体而只露出每一个半封装胶体的粗糙胶体出光面的框体，其中所述框体彼此分离地设置于该基板本体上。
因此，本实用新型的发光二极管结构在发光时，形成连续的发光区域，而无暗带(dark band)及光衰减(decay)的情况发生。并且，本实用新型透过芯片直接封装(Chip On Board，COB)工艺并利用压模(die mold)的方式，以使得本实用新型可有效地缩短其工艺时间，而能进行大量生产。再者，由于本实用新型的发光二极管芯片封装结构于直立的情况下，即可产生侧向发光的效果。因此，本实用新型不仅可产生侧向投光的功能，更能顾到应用于薄型壳体内的散热效果。
为了能更进一步了解本实用新型为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，相信本实用新型的目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体之了解，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
附图说明
图1为公知发光二极管的第一种封装方法的流程图；
图2为公知发光二极管的第二种封装方法的流程图；
图3为公知发光二极管应用于侧向发光的示意图；
图4a至图4f分别为本实用新型封装结构的第一实施例的封装流程立体示意图；
图4A至图4F分别为本实用新型封装结构的第一实施例的封装流程剖面示意图；
图5为本实用新型发光二极管芯片透过倒装芯片(flip-chip)的方式达成电连接的示意图；
图6为本实用新型图4C未灌入封装胶体前的示意图；
图7a至图7b分别为本实用新型封装结构的第二实施例的部分封装流程立体示意图；
图7A至图7B分别为本实用新型封装结构的第二实施例的部分封装流程剖面示意图；
图8a为本实用新型封装结构的第三实施例的部分封装流程立体示意图；
图8A为本实用新型封装结构的第三实施例的部分封装流程剖面示意图；以及
图9为本实用新型发光二极管芯片的封装结构应用于侧向发光的示意图。
其中，附图标记说明如下：
公知技术
D发光二极管芯片
M导光板
S1基座
LA长度
本实用新型
1基板单元 10基板本体
10A金属层
10B电木层
11正极导电轨迹
12负极导电轨迹
1′基板单元 11′正极导电轨迹
12′负极导电轨迹
2纵向发光二极管芯片排 20发光二极管芯片
201极端
202负极端
20′发光二极管芯片
201′正极端
202′负极端
3条状封装胶体 30封装胶体
300半封装胶体
30S胶体弧面
300S半胶体弧面
301S粗糙胶体出光面
3′条状封装胶体 30S′模具弧面
4框架单元 40框架层
4′条状框架层 40′框体
W导线
B锡球
M1第一模具单元 M11第一上模具
M110第一通道
M12第一下模具
G凹槽
G10模具弧面
M2第二模具单元 M21第二上模具
M210第二通道
M22第二下模具
M3第三模具单元 M31第三上模具
M310第三通道
M32第三下模具
M4第四模具单元 M41第四上模具
M410第四通道
M42第四下模具
L1光棒
L2光棒
D发光二极管芯片
M导光板
S2基座
Lb长度
具体实施方式
本实用新型的第一实施例提供一种透过粗糙面以产生侧向发光的发光二极管芯片封装结构的封装方法，其包括下列步骤：
首先，请配合图4a及图4A所示，提供基板单元1，其具有基板本体10及分别形成于该基板本体10上的多个正极导电轨迹11与多个负极导电轨迹12(S100)。该基板本体10包括金属层10A及成形在该金属层10A的之电木层(bakelite layer)10B(如图4a及图4A所示)，再者，依不同的设计需求，该基板本体10可为印刷电路板(PCB)、软基板(flexible substrate)、铝基板(aluminum substrate)、陶瓷基板(ceramic substrate)、或铜基板(coppersubstrate)。此外，该正、负极导电轨迹11、12可采用铝线路(aluminum circuit)或银线路(silver circuit)，并且该正、负极导电轨迹11、12的布局(layout)可随着不同的需要而有所改变。
接着，请配合图4b及图4B所示，透过矩阵的方式，分别设置多个发光二极管芯片20于该基板本体10上，以形成多排纵向发光二极管芯片排2，其中每一个发光二极管芯片20具有分别电连接于该基板单元的正、负极导电轨迹11、12的正极端201与负极端202(S102)。
此外，以本实用新型的第一实施例而言，每一个发光二极管芯片20的正、负极端201、202透过两条相对应的导线W并以打线(wire-bounding)的方式，以与该基板单元1的正、负极导电轨迹11、12产生电连接。再者，每一排纵向发光二极管芯片排2以直线的排列方式设置于该基板单元1的基板本体10上，并且每一个发光二极管芯片20可为蓝色发光二极管芯片(blueLED)。
当然，上述所述发光二极管芯片20的电连接方式并非用以限定本实用新型，例如：请参阅图5所示(本实用新型发光二极管芯片透过倒装芯片的方式达成电连接的示意图)，每一个发光二极管芯片20′的正、负极端201′、202′透过多个相对应的锡球B并以倒装芯片(flip-chip)的方式，以与该基板单元1′的正、负极导电轨迹11′、12′产生电连接。另外，依据不同的设计需求，所述发光二极管芯片(图未示)的正、负极端可以串联(parallel)、并联(serial)、或串联加并联(parallel/serial)的方式，以与该基板单元(图未示)的正、负极导电轨迹产生电连接。
然后，请配合图4c及图4C所示，透过第一模具单元M1，将多个条状封装胶体3纵向地分别覆盖在每一排纵向发光二极管芯片排2上，其中每一个条状封装胶体3的上表面具有多个相对应所述发光二极管芯片20的胶体弧面30S(S104)。
请参阅图6所示，该第一模具单元M1由第一上模具M11及用于承载该基板本体10的第一下模具M12所组成，并且该第一上模具M11具有多条相对应所述纵向发光二极管芯片排2的第一通道M110。其中每一个第一通道M110具有多个凹槽G，而每一个凹槽G的上表面系具有一个相对应该胶体弧面30S的模具弧面(mold CAmbered surfACe)G10。
此外，所述第一通道M110的尺寸与所述条状封装胶体3的尺寸相同。再者，每一个条状封装胶体3可依据不同的使用需求，而选择为：由硅胶(siliCon)与荧光粉(fluoresCent powder)所混合形成的荧光胶体(fluoresCentresin)、或由环氧树脂(epoxy)与荧光粉(fluoresCent powder)所混合形成的荧光胶体(fluoresCent resin)。
紧接着，请配合图4d及图4D所示，沿着每两个纵向发光二极管芯片20之间，横向地切割所述条状封装胶体3，以形成多个彼此分开地覆盖于每一个发光二极管芯片20上的封装胶体30，其中每一个半封装胶体30的上表面为该胶体弧面30S(S106)。
然后，请配合图4e及图4E所示，透过第二模具单元(second mold unit)M2，将框架单元4覆盖于该基板本体10及所述封装胶体30上并且填充于所述封装胶体30之间(S108)。其中，该第二模具单元M2由第二上模具M21及用于承载该基板本体10的第二下模具M22所组成，并且该第二上模具M21具有一条相对应该框架单元4的第二通道M210，此外该第二通道M210的高度与所述封装胶体30的高度相同，而该第二通道M210的宽度与该框架单元4的宽度相同。
最后，请再参阅图4e，并配合图4f及图4F所示，沿着每两个纵向发光二极管芯片20之间，横向地切割该框架单元4、所述封装胶体30、及该基板本体10，以形成多条光棒L1，并且每一个半封装胶体30被对切成两个半封装胶体300，每一个半封装胶体300具有半胶体弧面300S及形成于该半胶体弧面300S前端的粗糙胶体出光面301S，该框架单元4被切割成多个只让每一条光棒L1上的所有半封装胶体300的所述粗糙胶体出光面301S露出的框架层40(S110)。其中，所述框架层40可为不透光框架层，例如：白色框架层。
此外，第二实施例的步骤S200至S206分别与第一实施例的步骤S100至S106相同。亦即，步骤S200为等同于第一实施例的图4a及图4A的示意图说明；步骤S202等同于第一实施例的图4b及图4B的示意图说明；步骤S204等同于第一实施例的图4c及图4C的示意图说明；步骤S206等同于第一实施例的图4d及图4D的示意图说明。
再者，在步骤S206之后，本实用新型的第二实施例更进一步包括：首先，请参阅图7a及图7A所示，透过第三模具单元M3，将多条条状框架层(stripped frAme lAyer)4′覆盖于该基板本体10及所述封装胶体30上并且纵向地填充于每两个封装胶体30之间(S208)。
其中，该第三模具单元M3由第三上模具M31及用于承载该基板本体10的第三下模具M32所组成，并且该第三上模具M31具有多条相对应所述纵向发光二极管芯片排2的第三通道M310，并且该第三通道M310的高度与所述封装胶体30的高度相同，而该第三通道M310的宽度大于每一个半封装胶体30的宽度。
最后，请再参阅图7a，并配合图7b及图7B所示，沿着每两个纵向发光二极管芯片20之间，横向地切割所述条状框架层(stripped frame layer)4′、所述封装胶体30及该基板本体10，以形成多条光棒L2，并且每一个半封装胶体30被对切成两个半封装胶体300，每一个半封装胶体300具有半胶体弧面300S及形成于该半胶体弧面300S前端的粗糙胶体出光面301S，所述条状框架层(stripped frame layer)4′被切割成多个只让每一个半封装胶体300的粗糙胶体出光面301S露出的框体40′(S210)。其中，所述框体40′系可为不透光框体，例如：白色框体。
请参阅图8a及图8A所示。图8a为本实用新型封装结构的第三实施例的部分封装流程示意图，图8A为本实用新型封装结构的第三实施例的部分封装流程剖面示意图。由图8a和图8A的流程图可知，第三实施例与第一、二实施例的差异在于：第一实施例的步骤S104与第二实施例的步骤S204在第三实施例中皆更改为：“沿着每两个横向(transverse)发光二极管芯片20之间，纵向地切割所述条状封装胶体3′”。
再者，第四模具单元M4由第四上模具M41及用于承载该基板本体10的第四下模具M42所组成。此外，该第四模具单元M4与该第一模具单元M1最大的不同在于：每一个第四通道M410的上表面及前表面分别具有模具弧面(mold cambered surface)30S′。所以，多个条状封装胶体3′横向地分别覆盖在纵向的(longitudinal)发光二极管芯片2上。
请参阅图9所示，其为本实用新型发光二极管芯片的封装结构应用于侧向发光的示意图。由图中可知，当本实用新型的发光二极管芯片D应用于侧向发光时(例如：使用于笔记型电脑荧幕的导光板M的侧向光源)，该发光二极管芯片D的基座S2的长度Lb可依散热的需要而加长(不像公知一样受导光板M厚度的限制)。换言之，由于该基座S2的长度Lb可依散热的需要而加长，因此本实用新型的发光二极管芯片D将可得到有效的散热效果，进而可避免发光二极管芯片D因过热而烧坏的情形。
综上所述，本实用新型的发光二极管结构在发光时，形成连续的发光区域，而无暗带及光衰减的情况发生，并且本实用新型透过芯片直接封装工艺并利用压模的方式，以使得本实用新型可有效地缩短其工艺时间，而能进行大量生产。再者，由于本实用新型的发光二极管芯片封装结构在直立的情况下，即可产生侧向发光的效果。因此，本实用新型不仅可产生侧向投光的功能，更能顾到应用于薄型壳体内的散热效果。
以上所述仅为本实用新型最优选之一的具体实施例的详细说明与附图，但本实用新型的特征并不局限于此，并非用以限制本实用新型，本实用新型的所有范围应以所附的权利要求所界定的范围为准，凡是符合于本实用新型权利要求书的精神与其类似变化的实施例，皆应包含于本实用新型的范围中，本领域技术人员在本实用新型的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在以下本实用新型的专利范围内。
Claims (10)
1、一种透过粗糙面以产生侧向发光的发光二极管芯片封装结构，其特征在于，包括：
基板单元；
发光单元，其具有多个电性地设置于该基板单元上的发光二极管芯片；及
封装胶体单元，其具有多个分别覆盖于所述发光二极管芯片上的半封装胶体，其中每一个半封装胶体的上表面及前表面分别具有半胶体弧面及粗糙胶体出光面。
2、如权利要求1所述的透过粗糙面以产生侧向发光的发光二极管芯片封装结构，其特征在于：该基板单元具有基板本体及分别形成于该基板本体上的正极导电轨迹与负极导电轨迹。
3、如权利要求2所述的透过粗糙面以产生侧向发光的发光二极管芯片封装结构，其特征在于：该基板本体包括金属层及成形在该金属层上的电木层，并且该正、负极导电轨迹为铝线路或银线路。
4、如权利要求2所述的透过粗糙面以产生侧向发光的发光二极管芯片封装结构，其特征在于：每一个发光二极管芯片具有分别电连接于该基板单元的正、负极导电轨迹的正极端与负极端。
5、如权利要求1所述的透过粗糙面以产生侧向发光的发光二极管芯片封装结构，其特征在于：每一个半封装胶体为由硅胶与荧光粉所混合形成的荧光胶体。
6、如权利要求1所述的透过粗糙面以产生侧向发光的发光二极管芯片封装结构，其特征在于：每一个半封装胶体为由环氧树脂与荧光粉所混合形成的荧光胶体。
7、如权利要求1所述的透过粗糙面以产生侧向发光的发光二极管芯片封装结构，其特征在于，更进一步包括：框架单元，其为一层覆盖于该基板本体上并包覆每一个半封装胶体而只露出所述粗糙胶体出光面的框架层。
8、如权利要求7所述的透过粗糙面以产生侧向发光的发光二极管芯片封装结构，其特征在于：该框架层为不透光框架层。
9、如权利要求1所述的透过粗糙面以产生侧向发光的发光二极管芯片封装结构，其特征在于，更进一步包括：框架单元，其具有多个分别覆盖所述封装胶体而只露出每一个半封装胶体的粗糙胶体出光面的框体，其中所述框体彼此分离地设置于该基板本体上。
10、如权利要求9所述的透过粗糙面以产生侧向发光的发光二极管芯片封装结构，其特征在于：所述框体为不透光框体。
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|---|---|---|---|---|
| CN111430341B (zh) * | 2020-04-28 | 2023-09-22 | 广东三橙电子科技有限公司 | 一种液晶背光显示模组封装方法及液晶背光显示模组 |
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2008
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