CN102042500A - 光源模块及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光源模块及其制作方法，该光源模块经电流导通后，可以产生面光源，其是利用芯片直接封装(Chip on Board，COB)技术，将数片发光二极管芯片，封装于一具有电路设计的基板上，本发明主要进一步针对光源模块的散热效能提出改善方案，其是于基板的中心位置，成型有一散热区，使光源模块在发光时，各发光二极管芯片所产生的热，可以更快速的由基板发散。

Description

光源模块及其制作方法

技术领域

一种光源模块制作方法，经电流导通后，可产生面光源，其可供组设于一灯具类的壳体中，作为灯具的发光源，本发明尤指一种在基板上成型有散热区的光源模块以及其制造流程。

背景技术

COB(Chip on Board)是将芯片直接封装成集成电路的一种方式，其做法是将一裸芯片直接黏在一电路板或一基板上，并结合芯片黏着、导线(或电极)连接、应用封胶技术等三项基本制作方法，有效将IC制造过程中的封装与测试步骤，转移到电路板组装阶段，此种封装技术目前已被成熟的应用于发光二极管产品中，请参阅图1，图中所示即为一现有的光源模块，其即是以COB制作方法制造而成，如图所示的光源模块10，其主要是由一成型有电路的基板101、数个发光二极管芯片102所组构而成，请参阅图中所示，此类型现有的光源模块10，也是利用COB(Chip on Board)制作方法制造而成，其中，各发光二极管芯片102经固晶后，黏着于基板101的平面上，同时借助发光二极管芯片102的电极，与基板101的电路完成电连接，再经涂覆一胶层103(如环氧树脂)后，完成封装作业，所述的光源模块10经电流导通后，则可产生光源；请接续参阅图2，图中所示为现有光源模块的剖面示意图，如图所示，当各发光二极管芯片102经电流导通后，即会开始产生发光，只是，发光时所产生的热，会通过发光二极管芯片102的底面向下传导，并通过基板101传导而出，即一般称的“散热作用”，其热传导的方向如图中所示，一般为向下形成纵向a1的热传导，或为横向a2的热传导，而在现有的基板101的结构中，其近中心的区域是属于温度较高的区域，主要原因在于邻近基板101边缘的各发光二极管芯片102，因距离基板101的边缘较近，故其所产生的热传导距离较短，热也能较为快速的被发散，而越近中心的位置，因距离基板101的边缘较远，故其热传导的距离也较长，在散热效率上，显然就低于邻近基板101边缘的各发光二极管102，在此情形下，通常越接近基板101的中心位置的发光二极管芯片102，其作用时的温度也越高，而随之产生的光衰减问题，也较为严重，再者，因基板101越邻近中心处的温度越高，也较有可能在散热效率不佳的情况下，影响到基板101的电路，例如造成短路、烧毁等情况。

发明内容

有鉴于上述的问题，本发明人依据多年来从事相关行业及相关产品设计经验，针对发光二极管芯片的电性、作业温度、以及基板的散热效率进行相关性的研究及分析，以期能研发出适切的解决方案，缘此，本发明主要的目的在于提供一种散热性良好的光源模块及其制作方法。

为达上述目的，本发明主要是在COB(Chip on Board)型式的光源模块的封装过程中，使基板近中心的位置成型有一散热区，并使各发光二极管芯片固定设置于散热区的周围，使各发光二极管芯片在作用时所产生的热，可由基板的边缘及基板中心位置的散热区进行发散，以产生提升光源模块整体的散热效率的功效。

本发明的光源模块，经电流导通后产生发光，其包括：基板，平面上成型有散热区域；封装区，环绕成型于该散热区域，该封装区平面上布设有电性线路；数个发光二极管芯片，固定设置于该封装区，与该电性线路呈电连接；以及胶层，成型于该封装区，覆盖于该各发光二极管芯片与该电性线路。

本发明光源模块的制作方法，包括步骤：

(1)固晶作业，一个基板的表面具有散热区域及封装区，该封装区的平面预先布设有电性线路，将数个发光二极管芯片固定设置于该封装区；

(2)完成电连接作业，使该各发光二极管芯片与该封装区的该电性线路完成电连接；

(3)成型第一阻胶环作业，于该封装区的范围外，成型一个第一阻胶环：

(4)成型第二阻胶环作业，于该封装区与该散热区域之间，成型一个第二阻胶环；

(5)注胶作业，于该封装区注入胶，以形成一胶层，使该胶层覆盖于该各发光二极管及该电性线路；

(6)烘干作业，经适温烘干后，制成该光源模块。

本发明的有益技术效果在于：在基板的中心位置或近中心位置成型有一散热区域，以提升光源模块在作用时的散热效率。

为使本发明的结构组成、制作方法及其实施后的功效能被清楚地了解，以下搭配附图进行说明，请参照。

附图说明

图1为一现有的光源模块。

图2为现有光源模块的剖面示意图。

图3为本发明的立体外观图。

图4为本发明的剖面示意图。

图5为本发明的较佳实施例(一)。

图6为本发明实施例(一)的剖面示意图。

图7为本发明实施例(一)的制造过程示意图。

图8为本发明的另一较佳实施例(二)。

图9为本发明的另一较佳实施例(三)。

图10为实施例(三)组合完成示意图。

主要元件符号说明：

10光源模块   101基板         102发光二极管芯片    103胶层

a1纵向       a2横向20光源模块201基板

202封装区    203散热区域     204发光二极管芯片    205胶层

206电连接部  30光源模块      301基板              302第一阻胶环

3021封装区   303第二阻胶环   304发光二极管芯片    3031散热区域

305胶层      306电连接部     307电连接线          41固晶

42完成电连接 43成型第一阻胶环44成型第二阻胶环     45注胶

46烘干       50光源模块      501基板              502第一阻胶环

5011固设槽   5021封装区      503第二阻胶环        504发光二极管芯片

5031散热区域 506电连接线     505胶层              60发光装置

601灯座      602反射罩       6011承载部           6021反射面

6012第一定位点6022组设部     6013第二定位点       6014螺孔

6015透孔     6016电性插接部  603主罩体            604固定螺丝

6031墙部     60311散热鳍片   6032套设口           6033透孔

具体实施方式

请参阅图3，图中所示为本发明的立体外观图，如图所示，本发明所称的光源模块20，其主要具有一基板201，在基板201的平面上近中心的位置，或其中心位置，成型有一适当面积的散热区域203，且沿散热区域203的外周缘，成型有一封装区202，再者，数个发光二极管芯片204，经固晶作业固定设置于封装区202，而所述的封装区202平面上，则布设有电性线路(本图中未绘示)，而所述的电性线路可为串联型式、并联型式或并串联型式；请再参图所示，各发光二极管芯片204固晶完成后，进一步再施以一胶层205(例如环氧树脂)的封装作业，使各发光二极管芯片204与所述的电性线路可被胶层205覆盖，达到保护、混光等作用；又，承上所述的基板201可为一种金属基板，例如铝基板，并于上方布设有电性线路，或为布设有电性线路的多层式复合基板也可，又基板201下方或侧部具有一电连接部(本图尚未绘示)，使基板201借助电连接部与另一电性线路完成电性导通，例如一发光灯座的电性线路。

请参阅图4，图中所示为本发明的剖面示意图，如图中所示，当各发光二极管芯片204借助基板201的电连接部206，使电流导通而产生发光时，各发光二极管芯片204所产生的热，可通过基板201的传导，往纵向a1及横向a2进行散热作用，如图，由于基板201中心位置成型有散热区域203，故各发光二极管芯片204的散热面积大幅增加，近基板201边缘的热可快速由基板201的边缘及下方发散，而近散热区域203的热，则可由散热区域203及基板201的下方发散，其热传导路径明显较为缩短，故可大幅提升整体的散热效率。

请参阅图5，图中所示为本发明的较佳实施例(一)，如图中所示的光源模块30，其具有一基板301，于基板301的平面上，组设有一第一阻胶环302，且于第一阻胶环302所形成的区域中，再组设有一第二阻胶环303，如此第一阻胶环302与第二阻胶环303之间，形成一封装区3021，所述的封装区3021的平面上，布设有电性线路，而所述的电性线路可为串联、或并联、或串并联，而由第二阻胶环303所围成的区域则形成一散热区域3031；请再参阅图中所示，各发光二极管芯片304经固晶作业后，固定于封装区3021的平面上，并与所述的各电性线路完成电连接；固晶作业完成后，进一步于封装区3021施以一胶层305，例如环氧树脂，使各发光二极管芯片304及电性线路受到胶层305完整覆盖，经烘烤后即制成本发明所述的光源模块。

请参阅图6，图中所示为本发明实施例(一)的剖面示意图，如图所示，基板301下方具有一组电连接部306，可供基板301与一电连接线307完成电性组设；请再参阅图中所示，当各发光二极管芯片304经电流导通后，会产生发光，同时也开始产生热，借助本发明所揭示的光源模块30的设计，可使各发光二极管芯片304所产生的热，可以快速的向基板301边缘、下方、以及散热区域3031的方向发散，其热传导距离大幅降低、散热面积增加，相对而言，其整体的散热效率也大幅提升。

承上，请继续参阅图7，图中所示为本发明实施例(一)的制造过程示意图，请同时搭配参照图5及图6，如图7所示，本发明的制作方法步骤如下：

(1)固晶41：一基板301，表面区分有一散热区域3031及一封装区3021，封装区3021的平面布设有电性线路，将各发光二极管芯片304固定设置于封装区3021；

(2)完成电连接42：使各发光二极管芯片304与封装区3021的电性线路完成电连接，其连接的方式依发光二极管芯片304的规格，可区分为导线连接、或电极连接；

(3)成型第一阻胶环43：于封装区3021的范围外，成型(若胶环为预成型，则为组设)一具有适当高度的第一阻胶环302；

(4)成型第二阻胶环44：于封装区3021的散热区域3031之间，成型(若胶环为预成型，则为组设)一具有适当高度的第二阻胶环303；

(5)注胶45：于封装区3021(即第一阻胶环302与第二阻胶环303之间)注入胶，以形成一胶层305，所述的胶可例如为环氧树脂、或其混合物，主要为保护发光二极管芯片304及电性线路，或也可于胶层305中混入荧光粉，使胶层305具有混光的效果；

(6)烘干46：经适温烘干后，制成光源模块30。

承上所述的制作方法，成型或组设第一阻胶环302与第二阻胶环303的顺序可调换。

请参阅图8，图中所示为本发明的另一较佳实施例(二)，如图所示的光源模块50，由一基板501、一第一阻胶环502、一第二阻胶环503、数个发光二极管芯片504及一胶层505所组构而成，其中，基板501的平面上，由第一阻胶环502及第二阻胶环503分隔出一封装区5021，以及一散热区域5031，所述的散热区域5031位于基板501的中心位置，或近中心位置，又，封装区5021的平面上布设有电性线路(图中未示)，各发光二极管芯片504则固定设置于封装区5021的电性线路，且与电性线路完成电连接，固定设置完成后，再受一胶层505覆盖；如图，本实施例所示的基板501呈圆形，可供组设于一灯具(本图中尚未绘示)，其基板501的边缘，则成型有数个固设槽5011，可供基板501组设于灯具时，借助一固定元件(本图中未绘示)，例如螺丝或卡榫，将基板501固定设置于灯具中的相对位置；本实施例仅绘示其中一种实施情形，非用以限制其它可能的情形，例如阻胶环或基板可依使用需求，设计成方形、多边形或不规则形状等。

承上，请接续参阅图9，图中所示为本发明的另一较佳实施例(三)，如图所示，本发明所称的光源模块50，可进一步应用于一发光装置60，所称的发光装置60，具体泛指利用发光二极管作为光源的灯具；如图，发光装置60主要由一灯座601、一光源模块50、一反射罩602以及一主罩体603所组构而成，其中，灯座601主要成型有一承载部6011，可成型有数个第一定位点6012、数个第二定位点6013及数个螺孔6014，承载部6011中心位置并成型有一透孔6015，另，承载部6011的下方，组设有一电性插接部6016；一反射罩602，成型有一反射面6021，其可进一步经光学设计后，形成弧度状，所述的反射面6021可进一步涂布有反射层，底端成型有一组设部6022；主罩体603成型有一圈围式的墙部6031，墙部6031底端成型有一套设口6032，且邻近套设口6032的位置，成型有数个透孔6033；组设时，使反射罩602以其组设部6022，预先固定设置于光源模块50的第二阻胶环503的位置，再使光源模块50的固设槽5011，对应于灯座601的承载部6011平面上的第一定位点6012，使其完成限位及固定，再将主罩体603以其套设口6032，盖覆于光源模块50的上方，并借助数个固定螺丝604，穿设过主罩体603的透孔6033后，锁固于承载部6011的螺孔6014，以完成整体的组装；又，组装时，光源模块50底部的电连接线506，穿设过承载部6011中心位置的透孔6015，与电性插接部6016完成电连接；请搭配参阅图10，图中所示为实施例(三)组合完成示意图，如图所示，主罩体603的墙部6031可由散热效率良好的金属制成，且在其外围上，成型有数片散热鳍片60311，由于主罩体603在组设后，与基板501呈紧密接触，故可使基板501的热，可被导引至主罩体603，借助散热鳍片60311的作用，更进一步提升其整体的散热效率。

承上所述，本发明主要是改良了现有光源模块的封装型式，使基板的中心位置或近中心位置成型有一散热区域，以提升光源模块在作用时的散热效率，其据以实施后，确实可以达到提供一种散热性良好的光源模块及其制作方法的目的。

以上所述者，仅为本发明的较佳的实施例而已，并非用以限定本发明实施的范围，任何熟习本领域技术者，在不脱离本发明的精神与范围下所作的均等变化与修饰，皆应涵盖于本发明的专利范围内。

Claims (11)

1.一种光源模块，经电流导通后产生发光，其特征在于包括：

基板，该基板的平面上成型有散热区域；

封装区，该封装区环绕成型于该散热区域，该封装区平面上布设有电性线路；

数个发光二极管芯片，固定设置于该封装区，与该电性线路呈电连接；以及

胶层，成型于该封装区，并覆盖该各发光二极管芯片与该电性线路。

2.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，该封装区外围具有一个第一阻胶环。

3.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，该封装区与该散热区域之间具有一个第二阻胶环。

4.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，该基板下方具有一组电连接部。

5.如权利要求4所述的光源模块，其特征在于，该组电连接部组设有电连接线。

6.如权利要求3所述的光源模块，其特征在于，该第二阻胶环上方组设有一个反射罩，且另设有一个盖覆于该反射罩的主罩体，该主罩体组设于一个灯座上。

7.如权利要求6所述的光源模块，其特征在于，该反射罩成型有一个反射面。

8.如权利要求6所述的光源模块，其特征在于，该主罩体具有一个圈围式的墙部，该墙部成型有数片散热鳍片。

9.一种光源模块的制作方法，其特征在于包括步骤：

固晶作业，一个基板的表面具有散热区域及封装区，该封装区的平面预先布设有电性线路，将数个发光二极管芯片固定设置于该封装区；

完成电连接作业，使该各发光二极管芯片与该封装区的该电性线路完成电连接；

成型第一阻胶环作业，于该封装区的范围外，成型一个第一阻胶环；

成型第二阻胶环作业，于该封装区与该散热区域之间，成型一个第二阻胶环；

注胶作业，于该封装区注入胶，以形成一胶层，使该胶层覆盖于该各发光二极管及该电性线路；以及

烘干作业，经烘干后，制成该光源模块。

10.如权利要求9所述的光源模块的制作方法，其特征在于，该成型第一阻胶环作业及该成型第二阻胶环作业，是由预先成型完成的阻胶环以组设的方式固定于该基板上。

11.如权利要求9所述的光源模块的制作方法，其特征在于，该成型第一阻胶环作业及该成型第二阻胶环作业的顺序能够调换。

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