TW201515188A - 全周光ｌｅｄ模組及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種全周光LED模組，其包括一透明載板、一正極導電片、一負極導電片、複數個螢光墊層、複數個LED晶片及一螢光封膠體。該透明載板具有一發光區及位於該發光區一側的周邊區，該正極導電片與該負極導電片成對設置在該周邊區上並突伸出該透明載板，該些螢光墊層佈設在該發光區上，該些LED晶片對應固接在該些螢光墊層上且電性連接該正極導電片及該負極導電片，該螢光封膠體設置在該透明載板上並覆蓋該些LED晶片。

Description

全周光LED模組及其製造方法

本發明涉及一種發光二極體(light emitting diode,LED)之封裝技術，特別是指一種全周光LED模組及其製造方法。

相較於傳統光源，LED發光元件因為具有體積小、耗電量低、高量度、高色彩表現、反應速度快(可高頻操作)、環保(耐震、耐衝擊不易破、可回收)及易開發成輕薄短小的產品等優點，使得LED光源具有一定的市場優勢；舉例來說，目前LED光源可應用在汽車、通訊、消費性電子產品、工業儀表等各種不同領域。

在照明領域中，LED發出之白光是由紅、綠、藍三原色光混光所產生。然而，傳統LED模組的封裝製程不論是利用單顆LED燈封裝、表面接著封裝(surface-mount device,SMD)或覆晶封裝等技術，在最後階段皆需將成品焊設於印刷電路板以連結電子電路，故無法達成雙面發白光之目的。

為提供雙面發白光之效果，現有技術提出一種LED模組，包括第一透明基板與第二透明基板、多個LED晶片、一線路及一透明膠體。具體而言，該等LED晶片固接於第一透明基板上，該線路形成於該第一透明基板上且與該等LED晶片電性連接，該透明膠體封裝該等LED晶片，該第二透明基板覆蓋於該透明膠體。

惟，上述之封裝方法除了製程繁複且耗費時間以外，所製成 的雙面發白光之封裝模組亦無法有效微型化，於使用時還需經過焊固程序；在產品量化的考量下，不但會增加製程成本，同時也限制了LED模組的應用範圍。

因此，本發明人有鑑於現有LED模組及封裝製程實在有其改良之必要性，遂以其多年從事相關領域的創作設計及專業製造經驗，積極地針對LED發光元件進行改良研究，在各方條件的審慎考慮下，終於開發出本發明。

本發明針對現有技術存在之缺失，提供一種全周光LED模組及其製造方法，目的在於通過特殊的封裝設計以有效簡化封裝結構及程序，進而可提高產品良率、縮短製造時間及成本。

為了達到上述目的及功效，本發明採用以下技術方案：一種全周光LED模組的製造方法，包括以下步驟：首先，提供一透明載板，其具有一發光區及位於該發光區一側的周邊區；接著，在該發光區上佈設複數個螢光墊層；然後，將一正極導電片及一負極導電片成對設置在該周邊區上且突伸出該透明載板；之後，分別將複數個LED晶片對應固接在該些螢光墊層上；之後，以打線方式將該些LED晶片電性連接於該正極導電片及該負極導電片；最後，在該透明載板形成一螢光封裝膠體以覆蓋該些LED晶片。

基於上述之製造方法，本發明還提供一種全周光LED模組，包括一透明載板、一正極導電片、一負極導電片、複數個螢光墊層、複數個LED晶片及一螢光封膠體。該透明載板具有一發光區及位於該發光區一側的周邊區；該正極導電片及該負極導電片係成對設置在該周邊區上並突伸出該透明載板；該些螢光墊層係佈設在該發光區上；該些LED晶片係分別對應固接在該些螢光墊層上且電性連接該正極導電片及該負極導電片，用以產生一光線；該螢光封膠體係設置在該透明載板上並覆蓋該些LED晶片；其 中，該些LED晶片產生的該光線的一部分穿透該螢光封膠體，並從該全周光LED模組的一側射出，且該些LED晶片產生的該光線的另一部分分別穿透該些螢光墊層，並從該全周光LED模組的另一側射出。

本發明至少具有以下優點：本發明的全周光LED模組的製程簡單，且所製成之全周光LED模組的結構簡單、體積小、方便攜帶且能夠產生全周光。

以上關於本發明內容的說明以及以下實施方式的說明係用以舉例並解釋本創作的原理，並且提供本發明之專利申請範圍進一步的解釋。

1‧‧‧LED燈具

10‧‧‧全周光LED模組

11‧‧‧透明載板

11a‧‧‧第一表面

E‧‧‧發光區

P‧‧‧周邊區

11b‧‧‧第二表面

12‧‧‧正極導電片

13‧‧‧負極導電片

14‧‧‧螢光墊層

15‧‧‧LED晶片

151‧‧‧頂發光面

152‧‧‧底發光面

153‧‧‧側發光面

W‧‧‧晶線

16‧‧‧螢光封膠體

C‧‧‧接合墊

20‧‧‧可攜式電源基座

21‧‧‧電源端子

22‧‧‧插槽

圖1為本發明之全周光LED模組之分解視圖。

圖2為本發明之全周光LED模組之組合視圖。

圖3為本發明之全周光LED模組之俯視圖。

圖4為本發明之全周光LED模組之剖視圖。

圖5為本發明之LED燈具之立體視圖。

圖6為本發明之全周光LED模組之製造方法之流程示意圖。

本揭露書提出一種新穎的LED封裝元件，其特色在於結構簡單、體積小、方便攜帶且能夠產生全周光；值得一提的是，所提出之LED封裝元件可以直接連結一外部電源或一可攜式電源，因此可廣泛應用於各種照明燈具中。下文特舉一較佳實施例並配合所附圖示，對本發明之全周光LED模組之細部特徵作進一步闡述。

請一併參閱圖1及2，圖1為本發明較佳實施例之全周光LED模組之分解視圖，而圖2為本發明較佳實施例之全周光LED模組之立體視圖。如圖所示，本實施例的全周光LED模組10包括一 透明載板11、一正極導電片12、一負極導電片13、複數個螢光墊層14、複數個LED晶片15及一螢光封膠體16。

在本具體實施例中，透明載板11例如是一玻璃基板或一塑膠基板且具有一第一表面11a及與之相對的一第二表面11b，其中第一表面11a係提供元件設置的表面，第一表面11a還可進一步區分成一發光區E及一周邊區P，而第二表面11b係作為一出光表面。需說明的是，本實施例的透明載板11較佳為高透光塑膠材質，例如環氧樹脂(Epoxy)、聚苯乙烯(Polystyrene,PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯之共聚物(Acrylonitrile-Butadene-Styrene,ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymetyl methacrylate,PMMA)、壓克力(Acrylic resin)、矽膠(Silicon)或其組合等，但本發明並不以此為限。

正極導電片12及負極導電片13係佈設於透明載板11之周邊區P上，正極導電片12及負極導電片13彼此平行且突伸出透明載板11的邊緣，用以連接一外部電源供給端，所述之外部電源供給端例如是一固定式電源或一可攜式電源，但本發明並不限制於此。在本時施例中，正極導電片12及負極導電片13可以是任何導電材料所製成，並且正極導電片12及負極導電片13係嵌固於一接合墊C上，而接合墊C係固接於周邊區P上。

該些螢光墊層14係形成於透明載板11之發光區E上，且該些LED晶片15對應固接在該些螢光墊層14上而與正極導電片12及負極導電片13間達成電性導通。在本實施例中，LED晶片15例如是藍光LED晶片，具體為一矩狀之六面體結構，包含一個頂發光面151、一個底發光面152及位於頂發光面151與底發光面152間之四個側發光面153；再者，該些LED晶片15係以點陣方式(dot matrix)排列在發光區E上，但該些LED晶片15的具體位置並不限制於圖1所示，該些LED晶片15的排列方式係可根據產品發光效果而有所調整。

請參考圖3，為本發明之全周光LED模組之俯視圖。進一步地，該些LED晶片15可藉多條晶線W形成串聯型式或並聯型式，以及將串聯或並聯後之該些LED晶片15電性連接至一外部電源裝置(未繪示)；另外，每一LED晶片15雖係以底發光面152與透明載板11相接，但仍然維持有六個發光面；據此，當晶線W與正極導電片12及負極導電片13達成電性導通時，所述之全周光LED模組10便可以產生全周發光的功效。需說明的是，雖然圖1係繪示16個LED晶片15作說明，但本發明之LED晶片15數量並不受此限。

請參考圖4，為本發明之全周光LED模組之剖視圖。並請配合參考圖1，螢光封膠體16可以是環氧樹脂與一定比例螢光粉混合所形成者，或者螢光封膠體16也可以是矽膠與一定比例螢光粉混合所形成者，但本發明並不限制於此；螢光封膠體16形成於透明載板11之第一表面11a上並覆蓋住所有LED晶片15，使得每一LED晶片15之頂發光面151及所有側發光面153皆被螢光封膠體16包覆，而底發光面152係整面為螢光墊層14所覆蓋，因此每一LED晶片15皆能夠呈現出六個面均勻產生白光的效果。

需說明的是，所述之螢光封膠體16可以只形成在發光區E上，也可以進一步延伸到周邊區P上，以覆蓋部分的正極導電片12及負極導電片13，特別是覆蓋住晶線W與正極導電片12及負極導電片13之連接處。換句話說，在螢光封膠體16已包覆所有LED晶片15之頂發光面151及全部側發光面153的前提下，螢光封膠體16的形狀、大小或所包含之螢光粉皆可根據產品需求或LED晶片15的類型進行調整，本發明並不限制於此。

請參考圖5，係顯示應用本發明之全周光LED模組10之LED燈具1。如圖所示，所述之LED燈具1包括一全周光LED模組10及一可攜式電源基座20，其中可攜式電源基座20可視為一電源供給端，用以直接供予全周光LED模組10電源。

具體地說，可攜式電源基座20包括複數個電源端子21、一插槽22及一電源模組(未繪示)，其中電源端子21係容置於插槽22內且一端與電源模組電性連結。據此，本發明於運用時可以直接插置於插槽22，並經由突伸出透明載板11之正極導電片12及負極導電片13分別接觸該些電源端子21，使得電源模組與全周光LED模組10之間達成電性導通。非常明顯地，所述之全周光LED模組10除了可以輕易與電源供應端結合外，更加強了使用之便利性及實用性。

綜上所述，本發明之全周光LED模組10之結構特徵已詳述如上，然為了能夠實現產品量化，本發明進一步提出一種可製作出所述之全周光LED模組10的製造方法，以使所屬領域中具有通常知識者能夠具以實施。

請參考圖6，為本發明之全周光LED模組10的製造方法之流程示意圖。並請配合參考圖1至4，本發明全周光LED模組10之製造流程詳述如下：首先，執行步驟S10，提供一透明載板11，並在透明載板11的第一表面11a上定義出一發光區E及一周邊區P，其中發光區E提供LED晶片15之設置，周邊區P則提供正極導電片12及負極導電片13之設置。

接著，執行步驟S12，在透明載板11之發光區E佈設螢光墊層14，由於螢光墊層14的佈局位置需要和LED晶片15相同，故此步驟中螢光墊層14同樣係以點陣方式(dot matrix)排列於發光區E上，提供LED晶片15固設在其上，進而可將由底發光面152產生之光線激發轉換成白光。

具體地說，形成螢光墊層14的步驟還包括以下子步驟：首先將一定比例螢光粉混合於一透明或半透明之封膠(如矽膠、環氧樹脂等)，接著以點膠方式混有螢光粉的膠體佈設於發光區E上，然後進行一烘烤程序使混有螢光粉的膠體成型為螢光墊層14。

然後，執行步驟S14，在透明載板11之周邊區P佈設正極導電片12及負極導電片13。於此步驟中，正極導電片12及負極導電片13係先嵌設在一接合墊C上之後，再把接合墊C貼附在透明周邊區P上；需注意的是，正極導電片12及負極導電片13的長度必須較接合墊C為大，當接合墊C固接在周邊區P上時，正極導電片12及負極導電片13才能突伸出透明載板11的邊緣。

之後，執行步驟S16，將LED晶片15固接在發光區E之螢光墊層14上並進行打線(Wire bonding)，以與正極導電片12及負極導電片13電性連接。具體地說，此步驟係先以覆晶方式將LED晶片15固接在螢光墊層14上，之後再利多條晶線W串聯或並聯該些LED晶片15之正、負極，並進一步連接至正極導電片12及負極導電片13。

最後，執行步驟S18，在透明載板11之發光區E上形成螢光封膠體16，且螢光封膠體16包覆該些LED晶片15。具體地說，形成螢光封膠體16的步驟與步驟S16相似，包括先將一定比例螢光粉混合於一透明或半透明之封膠(如矽膠、環氧樹脂等)，接著進行一塗佈程序，將混有螢光粉的膠體形成在發光區E上，而後進行一烘烤程序使其成型為螢光封膠體16，以覆蓋所有LED晶片15之頂發光面151及全部的側發光面153。透過上述之所有步驟即完成本發明的全周光LED模組10。

是以，相較於傳統的LED封裝元件及封裝製程，本發明的全周光LED模組的結構簡單、體積小、方便攜帶且能夠產生全周光；進一步地，所述之全周光LED模組通過特殊的封裝設計，除了可輕易與一電源供應端結合外，更加強了使用上的便利性和實用性。此外，所述之全周光LED模組的製程簡單，因此相較於同業在量產上具有優勢。

綜上所述，本發明實已符合發明專利之要件，依法提出申請。惟以上所揭露者，僅為本發明較佳實施例而已，自不能以此限定 本案的權利範圍，因此依本案申請範圍所做的均等變化或修飾，仍屬本案所涵蓋的範圍。

10‧‧‧全周光LED模組

11‧‧‧透明載板

11a‧‧‧第一表面

E‧‧‧發光區

P‧‧‧周邊區

11b‧‧‧第二表面

12‧‧‧正極導電片

13‧‧‧負極導電片

14‧‧‧螢光墊層

15‧‧‧LED晶片

151‧‧‧頂發光面

152‧‧‧底發光面

153‧‧‧側發光面

W‧‧‧晶線

16‧‧‧螢光封膠體

C‧‧‧接合墊

Claims (10)

1. 一種全周光LED模組，包括：一透明載板，具有一發光區及位於該發光區一側的周邊區；一正極導電片及一負極導電片，係成對設置在該周邊區上且突伸出該透明載板；複數個螢光墊層，係佈設在該發光區上；複數個LED晶片，係分別對應固接在該些螢光墊層上且電性連接該正極導電片及該負極導電片，用以產生一光線；及一螢光封膠體，係設置在該透明載板上，並覆蓋該些LED晶片；其中，該些LED晶片產生的該光線的一部分穿透該螢光封膠體，並從該全周光LED模組的一側射出，且該些LED晶片產生的該光線的另一部分穿透該些螢光墊層，並從該全周光LED模組的另一側射出。
2. 如請求項1所述的全周光LED模組，更包括一接合墊，該正極導電片及該負極導電片嵌固在該接合墊上且彼此平行，該接合墊固接在該透明載板之該周邊區上。
3. 如請求項1所述的全周光LED模組，其中該螢光封膠體形成在該周邊區上。
4. 如請求項3所述的全周光LED模組，其中該螢光封膠體進一步延伸至該周邊區上，並覆蓋部分該正極導電片及部分該負極導電片。
5. 如請求項1所述的全周光LED模組，其中該螢光封膠體為環氧樹脂及矽膠的其中之一與螢光粉所混合形成者。
6. 一種全周光LED模組的製造方法，包括以下步驟：提供一透明載板，其具有一發光區及位於該發光區一側的周邊區；在該發光區上佈設複數個螢光墊層；將一正極導電片及一負極導電片成對設置在該周邊區上且突伸 出該透明載板；分別將複數個LED晶片對應固接在該些螢光墊層上，並以打線方式使該些LED晶片與該正極導電片及該負極導電片之間形成電性導通；及在該透明載板形成一螢光封膠體以覆蓋該些LED晶片。
7. 如請求項6所述的全周光LED模組的製造方法，其中該將一正極導電片及一負極導電片成對設置在該周邊區上且突伸出該透明載板的步驟中，更進一步包括：將該正極導電片及該負極導電片平行嵌固在一接合墊上；及將該接合墊貼附至該透明載板之周邊區。
8. 如請求項6所述的全周光LED模組的製造方法，其中該在該透明載板形成一螢光封膠體以覆蓋該些LED晶片的步驟中，更進一步包括：將一定比例的螢光粉與一透明封膠進行混合，以形成一含有螢光粉的封膠；將該含有螢光粉的封膠塗佈於該發光區上；及進行一烘烤程序，使該含有螢光粉的封膠成型為該螢光封膠體。
9. 如請求項6所述的全周光LED模組的製造方法，其中該在該透明載板形成一螢光封膠體以覆蓋該些LED晶片的步驟中，更進一步包括：將一定比例的螢光粉與一透明封膠進行混合，以形成一含有螢光粉的封膠；將該含有螢光粉的封膠塗佈於該發光區及部分該周邊區上，以進一步覆蓋到部分該正極導電片及部分該負極導電片；及進行一烘烤程序，使該含有螢光粉的封膠成型為該螢光封膠體。
10. 如請求項8或9所述的全周光LED模組的製造方法，其中該透明封膠為環氧樹脂或矽膠。