CN101608774B - 发光二极管照明装置及制造方法 - Google Patents

发光二极管照明装置及制造方法 Download PDF

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Abstract

一种发光二极管照明装置，包括一第一基板、一第二基板及若干发光二极管晶粒，该第一基板上形成有若干第一电极、第一内总电极及第二内总电极，该若干第一电极通过导线与第一内总电极电连接，该若干发光二极管晶粒分别一一对应电连接至该第一基板的若干第一电极上，该第二基板上形成有若干第二电极及第三内总电极，该若干第二电极与第一基板的第一电极一一对应，该若干第二电极通过导线与第三内总电极电连接，该第二基板组装至第一基板上，该若干发光二极管晶粒分别与第二基板上相对应的第二电极电连接，该第一基板的第二内总电极与第二基板的第三内总电极电连接。与现有技术相比，本发明使得多个发光二极管晶粒一体式封装于照明装置内，制造方法简便且成本较低。

Description

发光二极管照明装置及制造方法
技术领域
本发明涉及一种照明装置，尤指一种具有发光二极管的照明装置及其制造方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)具有环保、亮度高、省电、寿命长等诸多特点，将渐渐成为主要照明光源。单个发光二极管晶粒的亮度有限，需组合多个发光二极管才能满足高亮度照明需求。业内通常是将发光二极管晶粒经过打金线、点胶等封装工艺后形成单颗发光二极管，然后再将发光二极管逐一安装于照明装置内。然，该制造方法不能一体式实现多个发光二极管晶粒同步封装于照明装置内，制造过程繁琐，成本较高。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种制造简便且成本较低的发光二极管照明装置及其制造方法。
一种发光二极管照明装置包括一第一基板、一第二基板及若干发光二极管晶粒，该第一基板上形成有若干第一电极、第一内总电极及第二内总电极，该若干第一电极通过导线与第一内总电极电连接，该若干发光二极管晶粒分别一一对应电连接至该第一基板的若干第一电极上，该第二基板上形成有若干第二电极及第三内总电极，该若干第二电极与第一基板的若干第一电极一一对应，该若干第二电极通过导线与第三内总电极电连接，该第二基板组装至第一基板上，该若干发光二极管晶粒分别与第二基板上相对应的第二电极电连接，该第一基板的第二内总电极与第二基板的第三内总电极电连接。
一种发光二极管照明装置的制造方法，包括以下步骤：提供一第一基板，该第一基板上形成有若干第一电极、第一内总电极及第二内总电极，该若干第一电极通过导线与第一内总电极电连接；将若干发光二极管晶粒结合至第一基板上，使该若干发光二极管晶粒分别一一对应结合至该若干第一电极上，将每一发光二极管晶粒与其相对应的第一电极电连接；提供一第二基板，该第二基板上形成有若干第二电极及第三内总电极，该若干第二电极与第一基板的若干第一电极一一对应，该若干第二电极通过导线与第三内总电极电连接；将第二基板组装于第一基板上，使该若干发光二极管晶粒分别与第二基板上相对应的第二电极电连接，并使第一基板的第二内总电极与第二基板的第三内总电极电连接。
与现有技术相比较，本发明的发光二极管照明装置及制造方法使得多个发光二极管晶粒一体式同步封装于照明装置内，无须对每一发光二极管晶粒逐一打金线、点胶等工艺，制造方法简便且成本较低。
附图说明
图1为本发明的发光二极管照明装置的一较佳实施例的分解示意图。
图2为图1中第一基板的立体示意图。
图3为图2中沿III-III的剖面示意图。
图4为本发明发光二极管照明装置制造方法中将若干发光二极管晶粒结合至第一基板后的示意图。
图5为图1中第二基板翻转后的立体示意图。
图6为本发明发光二极管照明装置制造方法中第二基板组装于第一基板步骤的示意图。
图7为本发明发光二极管照明装置制造方法中形成密封框后的示意图。
图8为本发明发光二极管照明装置制造方法中将透镜罩设于第一基板步骤的示意图。
具体实施方式
如图1所示，发光二极管照明装置包括一第一基板1、若干发光二极管晶粒16、一第二基板2、密封框3及一透镜4。
如图2及图3所示，第一基板1呈长方形板状，包括上表面18及下表面19，上表面18与下表面19相对设置，第一基板1的两端分别开设第一导电柱13及第二导电柱14，且第一导电柱13及第二导电柱14分别贯通于第一基板1的上、下表面18、19。第一基板1的上表面18形成有第一电极图案10、第一内总电极11、第二内总电极12、第一导电总线15及若干第一导电支线150，第一基板1的下表面19形成有第一外总电极191及第二外总电极192，第一内总电极11及第一外总电极191分别设于第一导电柱13的上下两端的外围，第一导电柱13将第一内总电极11与第一外总电极191电连接，第二内总电极12及第二外总电极192分别设于第二导电柱14的上下两端外围，第二导电柱14将第二内总电极12与第二外总电极192电连接。第一电极图案10包括若干第一电极101，该若干第一电极101间隔地设置于第一基板1的上表面18，且对称分布在该第一导电总线15的两侧，其中每两个第一电极101成一组并分布在该第一导电总线15的两侧，该成组的两个第一电极101通过一根第一导电支线150连接，第一导电总线15连接在各第一导电支线150的中部从而将每一第一电极101均与第一内总电极11电连接，即该若干第一电极101通过由第一导电总线15及第一导电支线150构成的导线与第一内总电极11电连接。
每一发光二极管晶粒16包括上电极161及下电极162，上电极161位于发光二极管晶粒16的顶部，下电极162位于发光二极管晶粒16的底部，该若干发光二极管晶粒16与第一基板1的若干第一电极101一一对应，每一发光二极管晶粒16分别设于所对应的第一电极101上，每一发光二极管晶粒16的下电极162与其所对应的第一电极101电连接，如图4所示。
如图1及图5所示，第二基板2呈长方形板状，由透光材料制成，如环氧树脂、玻璃及压克力等。第二基板2包括上表面21及下表面22，上表面21与下表面22相对设置，第二基板2的面积略小于第一基板1的面积，第二基板2的下表面22覆盖于第一基板1的上方。第二基板2的下表面22形成有第二电极图案23、第三内总电极25、第二导电总线24及若干第二导电支线240。第二电极图案23包括若干第二电极231，该若干第二电极231间隔设置且平均分布在该第二导电总线24的两侧，其中每两个第二电极231成一组并分布在该第二导电总线24的两侧，该成组的两个第二电极231通过一根第二导电支线240连接，第二导电总线24连接在各第二导电支线240的中部从而将每一第二电极231与第三内总电极25电连接，即该若干第二电极231通过由第二导电总线24及第二导电支线240构成的导线与第三内总电极25电连接。
如图6所示，第二基板2组装至第一基板1时，该若干第二电极231与该若干发光二极管晶粒16一一对应，每一第二电极231与所对应的发光二极管晶粒16的上电极161电连接，第三内总电极25与第一基板1的第二内总电极12相对应且电连接。
如图1及图7所示，密封框3呈长方形中空的框状，由透光材料制成，如压克力、环氧树脂等，密封框3连接于第一基板1与第二基板2之间，密封在第一基板1与第二基板2之间的外围间隙。第一基板1、第二基板2及密封框3共同于内部形成一密封空间，该若干发光二极管晶粒16、第一基板1的第一内总电极11、第二内总电极12及第二基板2的第三内总电极25均密封于该密封空间内。
如图1及图8所示，透镜4呈壳状，包括一顶板41及一侧壁42，侧壁42由顶板41的外缘向下延伸而成，侧壁42环绕形成一开口43，透镜4罩设于第一基板1的上表面18上，第一基板1与透镜4共同形成一容纳空间，第二基板2及密封框3均收容于该容纳空间内。
所有发光二极管晶粒16的下电极162依次通过第一基板1的第一电极101、第一导电支线150、第一导电总线15、第一内总电极11、第一导电柱13电连接到第一外总电极191，所有发光二极管晶粒16的上电极161依次通过第二基板2的第二电极231、第二导电支线240、第二导电总线24、第三内总电极25及第一基板1的第二内总电极12、第二导电柱14电连接到第二外总电极192，第一外总电极191及第二外总电极192作为电源输入端以向所有发光二极管晶粒16提供电压，该发光二极管照明装置不仅一体式布线以向所有发光二极管晶粒16供电，该发光二极管照明装置的第二基板2还可一体式保护所有发光二极管晶粒16，这使得发光二极管照明装置的结构更加紧凑，制造更简便。
如图2至8所示，为本发明发光二极管照明装置的一种制造方法，包括以下步骤：
首先，提供一第一基板1，如图2及图3所示，使第一基板1的上表面18形成有第一电极图案10、第一内总电极11、第二内总电极12、第一导电总线15及若干第一导电支线150，第一电极图案10的若干第一电极101通过该若干第一导电支线150及该第一导电总线15与第一内总电极11电连接，第一基板1的下表面19形成有第一外总电极191及第二外总电极192，通过第一导电柱13将第一内总电极11与第一外总电极191电连接，通过第二导电柱14将第二内总电极12与第二外总电极192电连接。
其次，如图4所示，将若干发光二极管晶粒16结合至第一基板1上，使该若干发光二极管晶粒16与第一电极图案10的第一电极101一一对应，将每一发光二极管晶粒16的下电极162分别与第一电极图案10中相对应的第一电极101电连接。
再次，如图5所示，提供一第二基板2，使该第二基板2的下表面22形成有第二电极图案23、第三内总电极25、第二导电总线24及若干第二导电支线240，第二电极图案23的若干第二电极231通过该若干第二导电支线240及该第二导电总线24与第三内总电极25电连接，第二电极图案23的第二电极231与第一基板1上的发光二极管晶粒16一一对应。
然后，如图6所示，将第二基板2组装于第一基板1上，使发光二极管晶粒16的上电极161与第二基板2上相对应的第二电极231电连接，第一基板1的第二内总电极12与第二基板2的第三内总电极25电连接。进一步而言，首先在第二内总电极12及每一发光二极管晶粒16的上电极161上设置焊料17，焊料17可为锡球或焊接金凸块等焊接材料；将第二基板2置于第一基板1上时，第二基板2的每一第二电极231平贴于与其相对应的发光二极管晶粒16并压合在焊料17上，第三内总电极25平贴于第二内总电极12并压合在焊料17上；把第二基板2连同第一基板1一起置于加热装置(图中未示出)中，使每一发光二极管晶粒16及第二内总电极12上的焊料17被加热熔融，使得每一发光二极管晶粒16的上电极161粘附于第二电极图案23中相对应的第二电极231，第二内总电极12粘附于第三内总电极25；最后冷却第一基板1及第二基板2，发光二极管晶粒16及第二内总电极12上的焊料17冷却凝固，使得发光二极管晶粒16连接于相对应的第二电极231，第二内总电极12连接于第三内总电极25。该组装方式可采用球状列阵封装(Ball Grid Array)，焊料17呈球状或柱状，发光二极管晶粒16阵列式分布于第一基板1上，则发光二极管晶粒16上的焊料17亦按阵列式分布，熔融的焊料17具有表面张力，可实现发光二极管晶粒16的上电极161与第二基板2上所对应的第二电极231自动位置对齐，即使两者略有偏离，在熔融焊料17的表面张力作用下可使得两者完全对齐，进而实现第一基板1与第二基板2的完全对齐。
接着，如图7所示，在第一基板1与第二基板2之间的间隙内于外围设置一圈密封材料，如压克力、环氧树脂等，形成一密封框3，从而第一基板1、第二基板2及密封框3共同围成一密封空间，该若干发光二极管晶粒16、第一基板1的第一内总电极11、第二内总电极12及第二基板2的第三内总电极25均密封于该密封空间内。该步骤为可选步骤，并非为必要步骤。
最后，如图8所示，提供一透镜4，将透镜4罩设于第一基板1上，第一基板1与透镜4共同形成一容纳空间，第二基板2及密封框3均收容于该容纳空间内。
发光二极管照明装置制造过程中，无须逐一给每一发光二极管晶粒16打金线以实现发光二极管晶粒16的电极连接，也无须逐一给每一发光二极管晶粒16制作一壳体以保护发光二极管晶粒16，只要将第二基板2组装于第一基板1上即可实现所有发光二极管晶粒16的电极一体式同步连接，且一体式实现所有发光二极管晶粒16的壳体安装。

Claims (12)

1. 一种发光二极管照明装置的制造方法，包括以下步骤：
提供一第一基板，该第一基板上形成有若干第一电极、第一内总电极及第二内总电极，该若干第一电极通过导线与第一内总电极电连接；
将若干发光二极管晶粒结合至第一基板上，使该若干发光二极管晶粒分别一一对应结合至该若干第一电极上，将每一发光二极管晶粒与其相对应的第一电极电连接；
提供一第二基板，该第二基板上形成有若干第二电极及第三内总电极，该若干第二电极与第一基板的若干第一电极一一对应，该若干第二电极通过导线与第三内总电极电连接；
将第二基板组装于第一基板上，使该若干发光二极管晶粒分别与第二基板上相对应的第二电极电连接，并使第一基板的第二内总电极与第二基板的第三内总电极电连接。
2. 根据权利要求1所述的发光二极管照明装置的制造方法，其特征在于，还包括在将第二基板组装于第一基板的步骤中，在第一基板与第二基板之间的间隙内于外围设置一密封框，使第一基板、第二基板及密封框共同围成一密封空间，该若干发光二极管晶粒密封于该密封空间内。
3. 根据权利要求1所述的发光二极管照明装置的制造方法，其特征在于，还包括在第二基板组装于第一基板上之后提供一透镜，将该透镜罩设于第一基板上，第一基板与透镜共同形成一容纳空间，将第二基板收容于该容纳空间内。
4. 根据权利要求1所述的发光二极管照明装置的制造方法，其特征在于，在将第二基板组装于第一基板步骤中，进一步包括以下步骤：
将焊料设置于每一发光二极管晶粒上及第一基板的第二内总电极上；
将第二基板置于第一基板上，使第二基板的每一第二电极平贴于与其相对应的发光二极管晶粒并压合在焊料上，第二基板的第三内总电极平贴于第一基板的第二内总电极并压合在焊料上；
对第二基板及第一基板加热，使每一发光二极管晶粒及第一基板的第二内总电极上的焊料被加热熔融，使得每一发光二极管晶粒粘附于相对应的第二电极，第一基板的第二内总电极粘附于第二基板的第三内总电极；
冷却第一基板及第二基板，发光二极管晶粒及第一基板的第二内总电极上的焊料冷却凝固，使得发光二极管晶粒连接于相对应的第二电极，第一基板的第二内总电极连接于第二基板的第三内总电极。
5. 根据权利要求4所述的发光二极管照明装置的制造方法，其特征在于，焊料呈球状或柱状，发光二极管晶粒阵列式分布于第一基板上，发光二极管晶粒上的焊料亦按阵列式分布，在熔融的焊料表面张力作用下使得第一基板与第二基板完全对齐。
6. 根据权利要求1所述的发光二极管照明装置的制造方法，其特征在于，该若干第一电极、第一内总电极及第二内总电极形成在该第一基板的上表面，还包括在该第一基板的下表面设置第一外总电极及第二外总电极，使该第一外总电极与第一内总电极相对应且相互电连接，该第二外总电极与第二内总电极相对应且相互电连接。
7. 一种发光二极管照明装置，其特征在于，包括一第一基板、一第二基板及若干发光二极管晶粒，该第一基板上形成有若干第一电极、第一内总电极及第二内总电极，该若干第一电极通过导线与第一内总电极电连接，该若干发光二极管晶粒分别一一对应电连接至该第一基板的若干第一电极上，该第二基板上形成有若干第二电极及第三内总电极，该若干第二电极与第一基板的若干第一电极一一对应，该若干第二电极通过导线与第三内总电极电连接，该第二基板组装至第一基板上，该若干发光二极管晶粒分别与第二基板上相对应的第二电极电连接，该第一基板的第二内总电极与第二基板的第三内总电极电连接。
8. 根据权利要求7所述的发光二极管照明装置，其特征在于，还包括一密封框，该密封框密封在第一基板与第二基板之间的外围间隙，该第一基板、第二基板及密封框共同围成一密封空间，该若干发光二极管晶粒密封于该密封空间内。
9. 根据权利要求7所述的发光二极管照明装置，其特征在于，还包括一透镜，该透镜罩设于第一基板上，该第一基板与透镜共同形成一容纳空间，第二基板收容于该容纳空间内。
10. 根据权利要求7所述的发光二极管照明装置，其特征在于，该若干第一电极、第一内总电极及第二内总电极形成在该第一基板的上表面，该第一基板的下表面设置有第一外总电极及第二外总电极，该第一外总电极与第一内总电极相对应且相互电连接，该第二外总电极与第二内总电极相对应且相互电连接。
11. 根据权利要求7所述的发光二极管照明装置，其特征在于，第一基板上的导线包括一导电总线及若干导电支线，该若干第一电极间隔地设置于第一基板上且分布在该导电总线的两侧，其中每两个第一电极成一组并分布在该导电总线的两侧，该成组的两个第一电极通过一根导电支线连接，该导电总线连接在各导电支线的中部从而将每一第一电极均与第一内总电极电连接。
12. 根据权利要求7所述的发光二极管照明装置，其特征在于，第二基板上的导线包括一导电总线及若干导电支线，该若干第二电极间隔地设置于第二基板上且分布在该导电总线的两侧，其中每两个第二电极成一组并分布在该导电总线的两侧，该成组的两个第二电极通过一根导电支线连接，该导电总线连接在各导电支线的中部从而将每一第二电极均与第三内总电极电连接。
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