CN101447534B - 发光二极管及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光二极管及其制作方法，提供电路板及导热座，该电路板包含绝缘板材、设于绝缘板材的下表面的金属层、至少一个设于绝缘板材的上表面的电极层，以及贯穿电路板的贯穿孔；在电路板的金属层或导热座上设置焊料，并将电路板以其金属层焊接于导热座上；再将发光二极管芯片经由电路板的贯穿孔设置于导热座上，并以金属线将发光二极管芯片电连接至电路板的电极层。借焊料与电路板及导热座的热膨胀系数相近，遇热不易劣化而失去黏着效果，可有效固着电路板与导热座。

Description

发光二极管及其制作方法
技术领域
本发明提供一种发光二极管及其制作方法。
背景技术
发光二极管(LED，Light emitting diode)具有反应速度快、寿命长、体积小，以及重量轻等优点，已广泛地用于各种指示器或显示装置中作为光源使用。近来随着白光发光二极管的快速发展，在照明方面的应用也逐渐受到重视。
随着照明用发光二极管的发光功率提升，其所产生的热量也随之增加。但若发光二极管的封装结构散热效果不佳，不仅容易导致发光二极管的发光效率降低，严重者更影响发光二极管的寿命。
如中国台湾专利第488,557号所揭示的发光二极管，将发光二极管芯片设于导热座的凹槽内，并将用以提供电源驱动发光二极管芯片发光的电路板盖设并结合于导热座上，且以电路板上所形成的贯穿孔供发光二极管芯片露出。
然而，用于结合上述电路板与导热座的方法，通常是以耐热胶涂布于两者之间，但由于耐热胶的热膨胀系数与电路板或导热座的热膨胀系数存在有很大差异，因此容易在发光二极管操作时，受热而导致电路板与导热座分离。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种使电路板与导热座遇热后仍可有效固着的发光二极管的制作方法。
为达成上述目的，本发明提供一种发光二极管的制作方法，首先提供电路板及导热座，该电路板包含绝缘板材、设于该绝缘板材的下表面的金属层、至少一个设于该绝缘板材的上表面的电极层，以及贯穿该电路板的贯穿孔；其次，于该电路板的金属层或该导热座上设置焊料，并将该电路板以其金属层焊接于该导热座上；再将发光二极管芯片经由该电路板的贯穿孔设置于该导热座上，并以至少一根金属线将该发光二极管芯片分别电连接至该电路板的电极层。
本发明的另一目的在于提供一种以上述制作方法制得的发光二极管，其包含：导热座；设于该导热座上的发光二极管芯片；设于该导热座上的电路板，以及至少一根金属线。该电路板包含绝缘板材、设于该绝缘板材的下表面且焊接于该导热座的金属层、至少一个设于该绝缘板材的上表面的电极层，以及贯穿该电路板以露出该发光二极管芯片的贯穿孔；该金属线用以电连接发光二极管芯片至电路板的电极层。
由以上技术方案可以看出，本发明借由焊料的热膨胀系数与电路板的金属层及导热座的热膨胀系数相近，因此在受热时不易劣化而失去黏着效果，可有效固着电路板与导热座。
附图说明
图1为依据本发明发光二极管制作方法的流程图；
图2为依据本发明发光二极管的立体分解图；
图3为依据本发明发光二极管的截面示意图；
图4为依据本发明发光二极管另一较佳实施例的截面示意图。
附图标记说明
步骤            100～112
电路板          2
绝缘板材        20
金属层          21
电极层          22
贯穿孔          23
导热座          3
凹槽            31
发光二极管芯片  4
金属线          5
保护层          6
具体实施方式
参阅图1，依据本发明发光二极管制作方法的流程图，该制作方法包含下列步骤：
首先，如步骤100，配合参阅图2，提供电路板2及导热座3。
电路板2包含绝缘板材20、设于该绝缘板材20的下表面的金属层21、两间隔地设于该绝缘板材20的上表面的电极层22，以及贯穿该电路板2的上下表面的以露出发光二极管芯片的贯穿孔23。该电路板2可采用具有双面铜箔的单层印刷电路板，经由对其中之一的铜箔进行上光阻、曝光、显影、蚀刻，以及去光阻等制程以制成这些电极层22，并以预定形状对印刷电路板进行裁切及钻孔而制成。
导热座3为铜或包含铜等导热效果佳的金属材料所制成，其形状大致与该电路板2相符，且导热座3的上表面形成有对应贯穿孔23的凹槽31。导热座3的制作可利用铸造或金属射出成形等方法制得，并且，该导热座3的上表面电镀形成有银金属层。
其次，如步骤102，利用印刷方式于该电路板2的金属层21或导热座3上表面的银金属层的表面上设置焊料。本实施例是以无铅锡膏作为焊料。
接着，如步骤104，将该电路板2以其金属层21结合于该导热座3的银金属层上，并借夹治具(图未示)定位压合该电路板2及导热座3，且使该电路板2的贯穿孔23对应连通该导热座3的凹槽31。
然后，如步骤106，再以回焊炉(图未示)对该电路板2及该导热座3进行260℃的回流(reflow)热处理，借以熔融焊料并将该电路板2以其金属层21焊接于该导热座3的银金属层上。
由于锡膏焊料的热膨胀系数与电路板2的金属层21及导热座3的热膨胀系数相近，因此在发光二极管操作时，即便受热也不易劣化而失去黏着效果，可有效固着电路板2与导热座3。
接着，如步骤108，配合参阅图3，将发光二极管芯片4经由该电路板2的贯穿孔23设置于该导热座3的凹槽31内，并且，如步骤110，利用打线接合(wire bonding)方式以两金属线5分别电连接发光二极管芯片4的两电极至电路板2的两电极层22上。
最后，如步骤112，还在该贯穿孔23及凹槽31内以点胶(dispense)方式形成覆盖该发光二极管芯片4的保护层6。保护层6的材料可为环氧树脂(epoxy)或硅胶(silicone)。此外，保护层6中还可包含有用以转换发光二极管芯片4的光线波长的荧光材料。
此外，上述本发明的较佳实施例的发光二极管芯片4是采用两电极都位于上表面的形式，并以两金属线5分别电连接发光二极管芯片4的两电极至电路板2的两电极层22上，其中金属导热座3仅作为导热使用。依据本发明的另一较佳实施例，参阅图4，也可采用两电极分别位于上、下表面形式的发光二极管芯片4，并将金属导热座3兼作为导电使用，使导热座3与发光二极管4的下表面的电极电连接，且电路板2仅需包含一个电极层22，使电极层22利用打线接合方式以金属线5与发光二极管4的上表面的电极电连接。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种发光二极管的制作方法，其特征在于，包含下列步骤：
a)提供电路板及导热座，该电路板包含绝缘板材、设于该绝缘板材的下表面的金属层、至少一个设于该绝缘板材的上表面的电极层，以及贯穿该电路板的贯穿孔；
b)在该电路板的金属层或该导热座上设置焊料，并将该电路板以其金属层焊接于该导热座上；及
c)将发光二极管芯片经由该电路板的贯穿孔设置于该导热座上，并以至少一根金属线将该发光二极管芯片分别电连接至该电路板的电极层。
2.如权利要求1所述的发光二极管的制作方法，其特征在于，所述导热座为包含铜的金属材料。
3.如权利要求2所述的发光二极管的制作方法，其特征在于，所述导热座用以与电路板焊接的表面上还形成有银金属层。
4.如权利要求3所述的发光二极管的制作方法，其特征在于，所述金属层上印刷的锡膏作为焊料。
5.如权利要求4所述的发光二极管的制作方法，其特征在于，在所述步骤b)与c)之间，还包括如下步骤：
将所述电路板及导热座通过夹治具定位压合，并对该电路板及该导热座进行回流热处理，将该电路板焊接于该导热座上。
6.一种发光二极管，其特征在于，包含：
导热座；
发光二极管芯片，设于该导热座上；
电路板，设于该导热座上，该电路板包含绝缘板材、设于该绝缘板材的下表面且焊接于该导热座的金属层、至少一个设于该绝缘板材的上表面的电极层，以及贯穿该电路板以露出该发光二极管芯片的贯穿孔；及
至少一根金属线，电连接该发光二极管芯片至该电路板的电极层。
7.如权利要求6所述的发光二极管，其特征在于，所述导热座为包含铜的金属材料。
8.如权利要求7所述的发光二极管，其特征在于，所述导热座于对应该贯穿孔处形成有连通该贯穿孔的凹槽，且该发光二极管芯片设置于该凹槽内。
9.如权利要求8所述的发光二极管，其特征在于，所述导热座用以与该电路板焊接的表面上形成有银金属层。
10.如权利要求9所述的发光二极管，其特征在于，所述电路板的金属层借锡膏焊接于该导热座上。
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