TWI415309B - Preform Molded Polycrystalline Bearing Modules with Lead Frame Type - Google Patents
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Description
本發明有關於一種發光二極體晶粒承載模組，特別是指一種利用導線架即可串並聯晶粒的發光二極體晶粒承載模組。
由於發光二極體(Light Emitting Diode，以下簡稱LED)具有壽命長、體積小、發熱量低、耗電量少、反應速度快及單色性發光等優點，所以被廣泛地應用於廣告看板、交通號誌燈、汽車車燈、顯示器面板、通訊器具以及各類消費性電子產品中。
習知的LED發光單元，是先將多顆LED晶粒間隔並排地黏合於一導線架上，再藉由銲線(bonding wire)將多顆LED晶粒分別與該導線架電性連接，然後以環氧樹脂(Epoxy)一一封裝各個晶粒，最後裁切導線架，而完成一顆一顆的LED發光單元封裝體。使用時，係以迴焊方式將突露出LED發光單元封裝體外之導線架引腳焊接於印刷電路板(Printed Circuit Board,以下簡稱PCB)上，藉由該PCB之電源線路供給LED發光單元封裝體發光所需的電力。為了提供適度的照明，一個電路板上往往會並聯或串聯設置多顆，例如8顆或16顆LED發光單元封裝體，而形成一LED發光模組。
由以上陳述可知，習用LED發光模組，必須先針對單一LED晶粒進行封裝，而後利用表面黏著技術一一電性連接至PCB上方可使用，因此整體製程相當複雜。其次，迴焊過程中所產生的高溫，容易導致LED發光單元封裝體內構件的損壞。
有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種不需透過迴焊方式且不需使用PCB，即可供給承載於其上之LED晶粒發光所需電力的LED晶粒承載模組。
為達成上述目的，本發明所提供之一種導線架型式之預鑄模成型多晶粒承載模組，主要包括有一絕緣基板以及一固設於該絕緣基板上且具有一正電與一負電輸入端之導線架，該導線架係用以供多個LED晶粒電性連接地設置於其上。
由於本發明之晶粒承載模組能藉由該導線架直接供給該等LED發光所需電力，所以不需如習用般將LED晶粒封裝體透過迴焊步驟焊接於PCB上，因此可避免LED晶粒因迴焊的高溫而受損，並且，透過本發明之導線架即可使承載於其上之該等LED晶粒同時串聯與/或並聯。
在本發明所提供之晶粒承載模組中，該導線架可具有一正電極板以及一負電極板，其中該正電極板具有前述正電輸入端，而該負電極板具有前述負電輸入端並與該正電極板絕緣。各該LED晶粒較佳宜設置於該負電極板上，並以打線方式與該正、負電極板電性連接。
另外，前述正、負電極板可分別具有多個朝外突出的導接部，以串聯另一本發明之晶粒承載模組。
在本發明所提供之晶粒承載模組中，該導線架可具有一正電極板、一負電極板以及一共用電極板，其中該正電極板具有前述正電輸入端，該負電極板具有前述負電輸入端並與該正電極板絕緣，而該共用電極板則與該正、負電極板絕緣。各該LED晶粒較佳宜設置於該負電極板以及該共用電極板上，並且，設置於該負電極板上的前述LED晶粒，係以打線方式與該共用電極板電性連接，而固設於該共用電極板上的前述LED晶粒，則以打線方式與該正電極板電性連接。
另外，前述正、負電極板以及共用電極板可分別具有多個朝外突出的導接部，以串聯另一本發明之晶粒承載模組。
有關本發明所提供之導線架型式之預鑄模成型多晶粒承載模組的詳細構造及其特徵，以下將列舉實施例並配合圖式，在可使本發明領域中具有通常知識者能夠簡單實施本發明實施例的範圍內進行說明。
以下簡單說明本發明配合實施例所採用之圖式的內容，其中：第一圖為示意圖，顯示依據本發明第一實施例所為之晶粒承載模組承載有LED晶粒的態樣；第二圖為示意圖，顯示該第一實施例之晶粒承載模組所使用的導線架；第三圖為示意圖，顯示該第一實施例之導線架嵌設於絕緣基板內的態樣；第四圖為沿著第一圖4-4剖線的剖視圖，顯示該第一實施例之晶粒承載模組中，LED晶粒與導線架電性連接的態樣；第五圖為示意圖，顯示依據本發明第二實施例所為之晶粒承載模組承載有LED晶粒的態樣；第六圖為示意圖，顯示該第二實施例之晶粒承載模組所使用的導線架；以及第七圖為示意圖，顯示LED晶粒承載佈設於該第二實施例之晶粒承載模組之導線架的態樣。
申請人首先在此說明，在以下將要介紹之實施例中，相同的參考號碼，表示相同或類似的元件。
請先參閱第一圖至第四圖，本發明第一實施例所提供之晶粒承載模組(10)，主要包括有一絕緣基板(20)以及一導線架(30)。該導線架(30)上係承載有十六顆發光二極體晶粒(Light Emitting Diode，以下簡稱LED晶粒)(40)。
該絕緣基板(20)，係為塑膠材質，且該絕緣基板(20)之中央沿其長軸向開設有一剖面概呈喇叭狀的長槽孔(21)(如第三至四圖所示)，該長槽孔(21)之設置目的在於使封裝膠體，諸如環氧樹脂或矽樹脂得以灌入以完成LED晶粒的封裝。其次，該絕緣基板(20)於鄰近其長軸向二端緣處分別設有一位於該長槽孔(21)上方的矩形開口(211)以及一位於該長槽孔(21)下方的橢圓形開口(213)。此外，該絕緣基板(20)長軸向之二周緣分別具有三個凹陷(23)，藉此，一螺絲(圖中未示)係可經由該等凹陷(23)將該絕緣基板(20)鎖設於欲裝設本發明之晶粒承載模組(10)處。實際製造時，該絕緣基板(20)的材質不受限於前述者，且該等凹陷(23)的數量亦無特定限制。
接著請參閱第二圖，該導線架(30)，係由一金屬板片(例如銅板)經沖壓裁切而製成，使該導線架(30)區分為一正電極板(31)以及一與該正電極板(31)呈長軸向間隔設置之負電極板(33)，如此一來，該正電極板(31)係與該負電極板(33)絕緣。其中，該正電極板(31)長軸向之二端緣分別具有一朝相對該負電極板(33)方向突出之正電輸入端(311)，而該負電極板(33)長軸向之二端緣亦分別具有一朝相對該正電極板(31)方向突出之負電輸入端(331)。其次，該正電極板(31)之側緣具有三個朝相對該負電極板(33)方向突出之第一導接部(313)，而該負電極板(33)之側緣具有三個朝相對該正電極板(31)方向突出之第二導接部(333)，該等第一導接部(313)與第二導接部(333)的位置係相互對稱，藉此，本發明晶粒承載模組(10)之該正電極板(31)的第一導接部(313)，係可連接於另一本發明晶粒承載模組(10)之負電極板的第二導接部，以串聯多個本發明之晶粒承載模組。另外，配合沖壓刀具之形狀，該正電極板(31)鄰近該負電極板(33)之側緣係呈波浪狀，以致形成多個凸部(315)，而該負電極板(33)鄰近該正電極板(31)之側緣亦呈波浪狀，以致該負電極板(33)具有多個分別與該正電極板(31)凸部(315)相配合的凹部(335)。
製造時，該絕緣基板(20)與該導線架(30)係以塑膠射出成型的方式一體製成，請參閱第一圖、第三圖以及第四圖，其中第三圖係將位於該導線架(30)上方的絕緣基板(20)去除，以方便說明該導線架(30)與該絕緣基板(20)之間的態樣。如圖所示，該導線架(30)之正、負電極板(31，33)係嵌設於該絕緣基板(20)內，且該正、負電極板(31，33)之間的間隔係位於該絕緣基板(20)的長槽孔(21)內，而該導線架(30)之部分正、負電輸入端(311，331)則經由該絕緣基板(20)之該等開口(211，213)裸露於外，藉此，電源係可透過該等開口(211，213)將正、負電直接供給至該導線架(30)。
該十六顆LED晶粒(40)，係如第一圖以及第四圖所示，以銀膠或是錫膏等具有導電性的膠黏劑黏著於該導線架(30)負電極板(33)上對應其凹部(335)之位置，之後將該等LED晶粒(40)藉由打線的方式將導線(41)分別連接於該導線架(30)的正、負電極板(31，33)，使該LED晶粒(40)與該導線架(30)的正、負電極板(31，33)電性連接，藉以在該導線架(30)上同時並聯十六顆LED晶粒(40)。其後，再以習用的方式將環氧樹脂、矽樹脂或是其他透明封裝膠體灌入該絕緣基板(20)的長槽孔(21)中，以封裝該LED晶粒(40)。
實際使用時，本發明之晶粒承載模組(10)係可透過該絕緣基板(20)的凹陷(23)鎖設於欲裝設處，當然，可視需求以前揭之方式串聯多個本發明之晶粒承載模組(10)，之後再將電源透過該正、負電輸入端(311，331)供給至該導線架(30)，使該等LED(40)晶粒發出光線。
由以上陳述可知，由於本發明之晶粒承載模組可直接接受電源供給，因此可提供承載於其上之該等LED晶粒發光所需電力，所以本發明之晶粒承載模組不需如習用般使LED晶粒封裝體具有引腳，亦不需利用迴焊製程將LED晶粒封裝體焊接於印刷電路板上，因此相較於習用技術而言，本發明之晶粒承載模組可避免迴焊之高溫損壞LED晶粒，且可簡化製程以及降低成本。
另一方面，由於申請人於研發的過程當中，發現一塊導線架上較佳宜僅並聯32顆LED晶粒，若超過前述數量，則會使導線架因長度過長而使流經佈設於導線架上之LED晶粒的電壓與電流穩定性降低。
有鑑於前述問題，申請人以第一實施例之基本精神研發出第二實施例之在同一塊導線架上同時完成串並聯的晶粒承載模組。請參閱第五圖至第七圖，本發明第二實施例所提供之導線架型式之預鑄模成型多晶粒承載模組(10’)，主要包括有一絕緣基板(20)以及一導線架(30’)。該導線架(30’)上係承載有十六顆LED晶粒(40)。
在此實施例中，由於該絕緣基板(20)之整體結構與前述第一實施例完全相同，因此，容申請人在此不再贅述。以下將針對本實施例與前述第一實施例之相異處進行說明。
如第六圖所示，該導線架(30’)與第一實施例相同，係由一金屬板片經沖壓裁切而製成，使該導線架(30’)具有一正電極板(31)、一與該正電極板呈短軸向間隔設置之負電極板(33)、以及一與該正、負電極板呈長軸向間隔設置之共用電極板(35)，如此一來，該正電極板(31)、負電極板(33)以及該共用電極板(35)彼此間係呈絕緣狀態。該正電極板(31)長軸向之外端緣具有一朝相對該共用電極板(35)方向突出的正電輸入端(311)，而該負電極板(33)長軸向之外端緣具有一朝相對該共用電極板(35)方向突出的負電輸入端(331)，以及該共用電極板(35)長軸向之二端緣分別具有一朝相對該正、負電極板(31，33)方向突出之端部(351)。其次，該正電極板(31)之側緣具有一個朝相對該共用電極板(35)方向突出之第一導接部(313)，而該負電極板(33)之側緣具有一個朝相對該共用電極板(35)方向突出之第二導接部(333)，以及該共用電極板(35)具有分別朝相對該正、負電極板(31，33)方向突出之第三與第四導接部(353，355)，該第一、第二導接部(313，333)係分別與該第三、第四導接部(353，355)的位置相互對稱，藉此，本發明晶粒承載模組(10’)之該正、負電極板(31，33)的第一、第二導接部(313，331)，係可分別連接於另一本發明晶粒承載模組(10’)之共用電極板的第三、第四導接部，以串聯多個本發明之晶粒承載模組。同樣地，配合沖壓刀具之形狀，該正、負電極板(31，33)鄰近該共用電極板(35)之側緣係呈波浪狀，以致形成多個凸部(315，337)，而該共用電極板(35)鄰近該正、負電極板(31，33)之側緣亦呈波浪狀，因此具有多個分別與該正、負電極板(31，33)凸部(315，337)相配合的凹部(357)。
製造時，該絕緣基板(20)與該導線架(30’)亦同樣以塑膠射出成型的方式一體製成，請參閱第五圖與第七圖，其中第七圖係將位於該導線架(30’)上方的絕緣基板(20)去除，以方便說明該導線架(30’)與該絕緣基板(20)之間的態樣。該導線架(30’)之正、負電極板(31，33)以及共用電極板(35)與第一實施例相同，係嵌設於該絕緣基板(20)內，且該正、負電極板(31，33)與該共用電極板(35)之間的間隔係位於該絕緣基板(20)的長槽孔(21)內，而該導線架(30’)之部分正、負電輸入端(311，331)亦如第一實施例所述般經由該絕緣基板(20)之該開口(211)裸露於外，藉此，電源係可透過該開口(211)將正、負電直接供給至該導線架(30’)。
該十六顆LED晶粒(40)係均分為第一組LED晶粒(40a)以及第二組LED晶粒(40b)，且如第六圖所示，該等LED晶粒(40)透過具有導電性的膠黏劑黏著於該導線架(30’)，其中第一組LED晶粒(40a)係黏固於該共用電極板(35)相對該正電極板(31)之凸部(315)的凹部(357)上，而第二組LED晶粒(40b)則黏固於該負電極板(33)相對該共用電極板(35)之凹部(357)的凸部(337)上。之後將該第一組LED晶粒(40a)藉由打線的方式將導線(41)分別連接於該導線架(30’)的共用電極板(35)與正電極板(31)以及將該第二組LED晶粒(40b)透過導線(41)分別連接於該共用電極板(35)與負電極板(33)，使該等LED晶粒(40)與該正、負電極板(31，33)以及共用電極板(35)電性連接。藉此，第一組LED晶粒(40a)的晶粒之間係相互並聯、第二組LED晶粒(40b)的晶粒之間係相互並聯，而第一組LED晶粒(40a)與第二組LED晶粒(40b)則呈串聯的狀態。當然，之後封裝該等LED晶粒(40)的方式亦同前揭內容。
本實施例之晶粒承載模組(10’)的實際使用狀態與前述第一實施例皆同，因此申請人不再贅述。
綜上所陳，由於本發明之晶粒承載模組可直接供給承載於其上之該等LED晶粒發光所需電力，因此LED晶粒封裝體不需具有引腳，所以可省略迴焊製程以及印刷電路板的使用，以簡化製程與降低成本，此外，本發明之晶粒承載模組更可使承載於其上之LED晶粒同時串並聯，因此不僅可依需求串聯多個本發明之晶粒承載模組，且亦可提高流經佈設於導線架上之LED晶粒的電壓與電流穩定性。
10，10’．．．晶粒承載模組
20．．．絕緣基板
21．．．長槽孔
211．．．開口
213．．．開口
23．．．凹陷
30，30’．．．導線架
31．．．正電極板
311．．．正電輸入端
313．．．第一導接部
315．．．凸部
33．．．負電極板
331．．．負電輸入端
333．．．第二導接部
335．．．凹部
337．．．凸部
35．．．共用電極板
351．．．端部
353．．．第三導接部
355．．．第四導接部
357．．．凹部
40．．．發光二極體晶粒
40a．．．第一組發光二極體晶粒
40b．．．第二組發光二極體晶粒
41．．．導線
第一圖為示意圖，顯示依據本發明第一實施例所為之晶粒承載模組承載有LED晶粒的態樣；
第二圖為示意圖，顯示該第一實施例之晶粒承載模組所使用的導線架；
第三圖為示意圖，顯示該第一實施例之導線架嵌設於絕緣基板內的態樣；
第四圖為沿著第一圖4-4剖線的剖視圖，顯示該第一實施例之晶粒承載模組中，LED晶粒與導線架電性連接的態樣；
第五圖為示意圖，顯示依據本發明第二實施例所為之晶粒承載模組；
第六圖為示意圖，顯示該第二實施例之晶粒承載模組所使用的導線架承載有LED晶粒的態樣；以及
第七圖為示意圖，顯示LED晶粒承載佈設於該第二實施例之晶粒承載模組之導線架的態樣。
10．．．晶粒承載模組
20．．．絕緣基板
211．．．開口
213．．．開口
23．．．凹陷
30．．．導線架
31．．．正電極板
311．．．正電輸入端
33．．．負電極板
331．．．負電輸入端
335．．．凹部
40．．．發光二極體晶粒
41．．．導線
Claims (2)
- 一種導線架型式之預鑄模成型多晶粒承載模組，係用以承載發光二極體晶粒，該導線架型式之預鑄模成型多晶粒承載模組包含有：一絕緣基板；以及一導線架，係固設於該絕緣基板，該導線架包括有一正電極板、一負電極板以及一共用電極板，該正電極板具有該正電輸入端，該負電極板具有該負電輸入端並與該正電極板絕緣，而該共用電極板係與該正電極板以及該負電極板絕緣，該等發光二極體晶粒係均分為第一組發光二極體晶粒以及第二組發光二極體晶粒，其中該第一組發光二極體晶粒係設置於該共用電極板上並與該正電極板電性連接，該第二組發光二極體晶粒係設置於該負電極板上並與該共用電極板電性連接。
- 如申請專利範圍第1項所述之導線架型式之預鑄模成型多晶粒承載模組，其中該正電極板具有一第一導接部，該負電極板具有一第二導接部，該共用電極板具有一第三導接部與一第四導接部，前述承載模組之該正電極板的第一導接部係用以與另一承載模組之共用電極板的第三導接部連接，前述承載模組之該負電極板的第二導接部係用以與另一承載模組之共用電極板的第四導接部連接，以串聯前述承載模組與前述另一承載模組。
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