CN101504938A - 发光二极管封装结构与发光二极管封装方法 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管封装结构，包括一软性电路板、一保护片、至少一发光二极管芯片以及一软性填充料。软性电路板具有一线路层。保护片配置于软性电路板上方。发光二极管芯片配置于软性电路板与保护片之间，并与线路层电性连接。软性填充料填充于软性电路板与保护片之间。此发光二极管封装结构具有高可挠性。另外，也提出一种发光二极管封装方法，以形成上述的发光二极管封装结构。

Description

发光二极管封装结构与发光二极管封装方法
技术领域
本发明是有关于一种发光二极管(Light Emitting Diode，LED)封装结构与发光二极管封装方法，且特别是有关于一种具有高可挠性的发光二极管封装结构与发光二极管封装方法。
背景技术
由于发光二极管的发光效率不断提升，使得发光二极管在某些领域已渐渐取代日光灯与白炽灯泡，例如需要高速反应的扫描仪灯源、液晶显示器的背光源或前光源、汽车的仪表板照明、交通信号灯以及一般的照明装置等。发光二极管与传统灯泡相较之下具有绝对的优势，例如体积小、寿命长、低电压/电流驱动、不易破裂、不含水银(没有污染问题)以及发光效率佳(省电)等特性。
图1为一已知发光二极管封装结构配置于印刷电路板上的剖面图。请参照图1，在现有技术中，发光二极管芯片110会先被固定在一导线架120的芯片座122上。接着，以打线方式利用金线130将芯片110与导线架120的引脚124电性连接。然后，再利用封装胶体140将芯片110、芯片座122、金线130与引脚124的部分区域封住，但露出引脚124的其它部分。如此，即完成已知的发光二极管封装结构100。在某些应用领域中，通常需要将多个发光二极管封装结构100配置于同一个印刷电路板50上，以提供足够的照明亮度。
然而，这意味着必需进行另一道制程，以将发光二极管封装结构100的引脚124与印刷电路板50电性连接，不仅费时也费工。而且，一般印刷电路板50是不可挠曲的，无法与非平面的对象贴合。另外，发光二极管封装结构100组装至印刷电路板50后，还有存放不易的问题。
发明内容
本发明提供一种发光二极管封装结构，适于解决已知技术中制程时间与成本较高且存放不易的问题。
本发明提供一种发光二极管封装方法，适于减少制程时间与成本。
本发明提出一种发光二极管封装结构，包括一软性电路板、一保护片、至少一发光二极管芯片以及一软性填充料。软性电路板具有一线路层。保护片配置于软性电路板上方。发光二极管芯片配置于软性电路板与保护片之间，并与线路层电性连接。软性填充料填充于软性电路板与保护片之间。此发光二极管封装结构具有高可挠性。
在此发光二极管封装结构的一实施例中，更包括至少一间隙物(spacer)，配置于软性电路板与保护片之间。
在此发光二极管封装结构的一实施例中，更包括一黏胶层与一离形膜(release film)，其中黏胶层与发光二极管芯片配置于软性电路板的不同面，且黏胶层配置于离形膜与软性电路板之间。
在此发光二极管封装结构的一实施例中，更包括一磷光材，配置于软性电路板与保护片之间，且覆盖发光二极管芯片。
在此发光二极管封装结构的一实施例中，更包括一导热材，其中发光二极管芯片具有相对的一主动面与一背面，线路层具有一散热线路，导热材配置于芯片的背面与散热线路之间。此外，导热材可为银胶。
在此发光二极管封装结构的一实施例中，更包括多条导线，电性连接于发光二极管芯片与线路层之间。
在此发光二极管封装结构的一实施例中，更包括多个凸块(bump)，电性连接于发光二极管芯片与线路层之间。
在此发光二极管封装结构的一实施例中，更包括至少一条导线与至少一凸块，电性连接于发光二极管芯片与线路层之间。
在此发光二极管封装结构的一实施例中，软性填充料包括硅胶(silicone)或环氧树脂(epoxy resin)。
本发明的发光二极管封装方法包括下列步骤。配置一发光二极管芯片于一软性电路板上，并将发光二极管芯片与软性电路板的一线路层电性连接。配置一软性填充料于软性电路板上，其中软性填充料覆盖发光二极管。配置一保护片于软性电路板上方，以将软性填充料与发光二极管芯片封合于软性电路板与保护片之间。
在此发光二极管封装方法的一实施例中，在配置软性填充料之前，更包括配置至少一间隙物于软性电路板上。
在此发光二极管封装方法的一实施例中，更包括下列步骤。配置一黏胶层于软性电路板上，其中黏胶层与发光二极管芯片配置于软性电路板的不同面。覆盖一离形膜于黏胶层上。
在此发光二极管封装方法的一实施例中，在将发光二极管与线路层电性连接之后与配置软性填充料之前，更包括配置一磷光材于软性电路板上且覆盖发光二极管芯片。
在此发光二极管封装方法的一实施例中，发光二极管芯片具有相对的一主动面与一背面。在配置发光二极管芯片之前，更包括配置一导热材于线路层的一散热线路上。在配置发光二极管芯片之后，导热材位于芯片的背面与散热线路之间。
在此发光二极管封装方法的一实施例中，发光二极管芯片是藉由多条导线电性连接于线路层。
在此发光二极管封装方法的一实施例中，发光二极管芯片是藉由多个凸块电性连接于线路层。
在此发光二极管封装方法的一实施例中，发光二极管芯片是藉由至少一条导线与至少一凸块电性连接于线路层。
综上所述，本发明之发光二极管封装结构与发光二极管封装方法具有组装制程简化、成本低廉、产品可挠性高且容易存放的优点。
本发明的有益效果为在本发明的发光二极管封装结构与发光二极管封装方法中，是直接将发光二极管芯片封装在软性电路板与保护片之间，可简化组装制程与成本，且发光二极管封装结构具有高可挠性而容易存放与使用。另外，可挠性高的发光二极管封装结构搭配散热器时，具有更快的热传导率。当增加黏胶层于发光二极管封装结构的表面时，还可增进施工效率。
为让本发明的上述和其特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
图1为一已知发光二极管封装结构配置于印刷电路板上的剖面图。
图2为本发明一实施例的发光二极管封装结构的局部剖面图。
图3为本发明一实施例的发光二极管封装方法的流程图。
具体实施方式
图2为本发明一实施例的发光二极管封装结构的局部剖面图。请参照图2，本实施例的发光二极管封装结构200包括一软性电路板210、一保护片220、至少一发光二极管芯片230以及一软性填充料240。本实施例中发光二极管芯片230的数量以三个为例，但也可更多或更少。软性电路板210具有一线路层212。保护片220配置于软性电路板210上方。发光二极管芯片230配置于软性电路板210与保护片220之间，并与线路层212电性连接。软性填充料240填充于软性电路板210与保护片220之间。保护片220与软性填充料240可选用透明材质。
请参照图1，已知技术中发光二极管芯片110需先打线接合于导线架110，再以封装胶体140密封，最后才组装至印刷电路板50上。然而，请参照图2，在本实施例的发光二极管封装结构200中，发光二极管芯片230是直接组装至软性电路板210上，再利用保护片220与软性填充料240将发光二极管芯片230密封。因此，本实施例的发光二极管封装结构200相较于已知技术具有制程简化的优点，并可节省制程成本。
图1的已知发光二极管封装结构100采用不可挠曲的印刷电路板50而无法与非平面的对象贴合。发明人发现，可将印刷电路板50更换为软性电路板以解决前述问题。然而，由于软性电路板与坚硬且有棱有角的封装胶体140接触时极容易因应力集中的现象而损毁，因此这样的发光二极管封装结构还是不适合以成捆的方式存放。同时，发光二极管封装结构200的主要构件如软性电路板210、保护片220及软性填充料240都具有高可挠性，故可将发光二极管封装结构200卷曲而易于成捆存放。当发光二极管封装结构200要贴合在非平面的对象上时，也可轻易获得极佳的贴合度。此外，由于贴合度较佳，故发光二极管封装结构200与散热器(图中未示)贴合时可获得较高的热传导率。
举例而言，软性电路板210的线路层212可形成在一基材214上，且线路层212的局部区域可由一焊罩层(solder mask)(图中未示)覆盖。其中，基材214的材质例如是聚脂树脂(mylar)或聚酰亚胺(polyimide)。线路层212除了用于传导电信号的线路以外，还可包括用于导热的散热线路212a。此时，可将发光二极管芯片230放置于散热线路212a上，以藉由散热线路212a快速将热量导出。
本实施例中，发光二极管芯片230具有相对的一主动面232与一背面234，亦即主动面232上具有电极(图中未示)，而背面234上则没有电极。当然，发光二极管芯片230的两个表面上也有可能都有电极。发光二极管芯片230例如是采用打接合技术而以导线250电性连接至线路层212。但是，发光二极管芯片230也可采用覆晶接合技术而以凸块(图中未示)电性连接至线路层212。或者，发光二极管芯片230也可同时利用凸块技术(Bumping)，如：导线与凸块或其它适当技术而电性连接至线路层212。另外，也可在发光二极管芯片230的背面234与散热线路212a之间配置一导热材260，以加强热传导率。导热材260例如是银胶或其它适当导热材。
当发光二极管芯片230所发出的光线是紫外光或其它非最终所需的光线时，可配置一磷光材270于软性电路板210与保护片220之间，且覆盖发光二极管芯片230。磷光材270的作用是将发光二极管芯片230所发出的光线转换为最终所需的光线，因此磷光材270的选择是以可搭配发光二极管芯片230为原则。此外，软性填充料240可以是硅胶、环氧树脂或其它适当材料。
另外，发光二极管封装结构200也可更包括至少一间隙物280，配置于软性电路板210与保护片220之间，以利用硬度较大的间隙物280进一步维持软性电路板210与保护片220之间的适当间距。
再者，发光二极管封装结构200还可包括一黏胶层290与一离形膜295。黏胶层290与发光二极管芯片230分别配置于软性电路板210的不同面上，且黏胶层290配置于离形膜295与软性电路板210之间。藉此，发光二极管封装结构200可利用黏胶层290而轻易贴合在任意对象上，在施工方面具有极佳的便利性，也便于增减发光二极管封装结构200所覆盖的面积。黏胶层290的材质还可选用附加有导热及防水功能的材质。离形膜295则用于在贴合发光二极管封装结构200之前覆盖黏胶层290，以方便存放发光二极管封装结构200。
图3为本发明一实施例的发光二极管封装方法的流程图。请参照图2与图3，本实施例的发光二极管封装方法是先配置间隙物280于软性电路板210上，步骤S110。间隙物280可以是多个构件，或制作为网状的单一构件以方便施工。接着，在软性电路板210的线路层212的散热线路212a的局部区域上配置导热材260，步骤S120。当然，也可将导热材260先配置于发光二极管芯片230的背面234。然后，将发光二极管芯片230以背面234朝向软性电路板210的方式配置于软性电路板210上的导热材260上，步骤S130。之后，将发光二极管芯片230与软性电路板210的线路层212电性连接，步骤S140。本实施例中，是采用打接合技术而以导线250电性连接发光二极管芯片230与线路层212，但也可以采用覆晶接合技术而以凸块，如球型凸块(图中未示)电性连接发光二极管芯片230与线路层212，或同时利用导线与凸块或其它适当技术而电性连接发光二极管芯片230与线路层212。
接着，配置磷光材270于软性电路板210上且覆盖发光二极管芯片230，步骤S150。步骤S150的进行与否，是根据发光二极管芯片230所提供的光线是否需要进行波长转换而决定。然后，配置软性填充料240于软性电路板210上，步骤S160。软性填充料240覆盖发光二极管230以及其用于电性连接至软性电路板210的导线250或其它用于电性连接的构件。之后，配置保护片220于软性电路板210上方，以将软性填充料240与发光二极管芯片230封合于软性电路板210与保护片220之间，步骤S170。
另外，还可配置一黏胶层290于软性电路板210上，并覆盖一离形膜295于黏胶层290上，步骤S180。其中，黏胶层290与发光二极管芯片230配置于软性电路板210的不同面。
本实施例的发光二极管封装方法并不限定需包括上述所有步骤，且各步骤的实施顺序也可视情况而做调整。
综上所述，在本发明的发光二极管封装结构与发光二极管封装方法中，是直接将发光二极管芯片封装在软性电路板与保护片之间，可简化组装制程与成本，且发光二极管封装结构具有高可挠性而容易存放与使用。另外，可挠性高的发光二极管封装结构搭配散热器时，具有更快的热传导率。当增加黏胶层于发光二极管封装结构的表面时，还可增进施工效率。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作各种之更动与润饰。因此，本发明之保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种发光二极管封装结构，其特征是包括：
一软性电路板，具有一线路层；
一保护片，配置于上述软性电路板上方；
至少一发光二极管芯片，配置于上述软性电路板与上述保护片之间，并与上述线路层电性连接；以及
一软性填充料，填充于上述软性电路板与上述保护片之间。
2.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征是更包括至少一间隙物，配置于上述软性电路板与上述保护片之间。
3.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征是更包括一黏胶层与一离形膜，其中上述黏胶层与上述发光二极管芯片配置于上述软性电路板的不同面，且上述黏胶层配置于上述离形膜与上述软性电路板之间。
4.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征是更包括一磷光材，配置于上述软性电路板与上述保护片之间，且覆盖上述发光二极管芯片。
5.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征是更包括一导热材，其中上述发光二极管芯片具有相对的一主动面与一背面，上述线路层具有一散热线路，上述导热材配置于上述发光二极管芯片的上述背面与上述散热线路之间，其中上述导热材为银胶。。
6.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征是更包括多条导线，电性连接于上述发光二极管芯片与上述线路层之间。
7.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征是更包括多个凸块，电性连接于上述发光二极管芯片与上述线路层之间。
8.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征是更包括至少一条导线与至少一凸块，电性连接于上述发光二极管芯片与上述线路层之间。
9.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征是其中上述软性填充料包括硅胶或环氧树脂。
10.一种发光二极管封装方法，其特征是包括：
配置一发光二极管芯片于一软性电路板上，并将上述发光二极管芯片与上述软性电路板的一线路层电性连接；
配置一软性填充料于上述软性电路板上，其中上述软性填充料覆盖上述发光二极管芯片；以及
配置一保护片于上述软性电路板上方，以将上述软性填充料与上述发光二极管芯片封合于上述软性电路板与上述保护片之间。
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