CN102683509A - Led模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供高可靠性的一种LED模块。本发明的LED模块包括基板、基板所支撑的LED芯片、设在基板上且具有用于安装LED芯片的安装部的金属布线、覆盖LED芯片及金属布线的封装树脂和以露出安装部的方式覆盖金属布线的涂布部件，封装树脂覆盖涂布部件。

Description

LED模块
技术领域
本发明涉及内设有发光二极管(以下称为LED)的LED模块。
背景技术
图10示出了LED模块的一例。图10所示的LED模块X包括：基板91；设在基板91的金属电极92、93；与金属电极92、93导通的LED芯片94；导线95；以及覆盖上述元件的封装树脂96。基板91由例如玻璃环氧树脂(Glass epoxy resin)制成。金属电极92、93相隔设置在基板91的两端边缘，并分别覆盖基板91中从正面经由侧面至背面的区域。金属电极92中覆盖了基板91正面的部位上安装有LED芯片94。金属电极93中覆盖了基板91正面的部位上固定有导线95的一端。导线95的另一端与LED芯片94相连。该LED芯片X内设在例如安装于照明装置内部的电路基板97而使用。如图10所示，金属电极92、93中覆盖基板91背面侧的部位与设在电路基板97上的布线98相连。在将LED模块X设置于电路基板97时，例如在金属电极92、93与布线98之间放入焊料而利用回流焊炉对LED模块X和电路板97进行加热工艺。
封装树脂96是为了保护LED芯片94及导线95而设置，由对于来自LED芯片94的光具有透光性的环氧树脂制成。封装树脂96覆盖金属电极92、93中位于基板91之正面的部位。在金属电极92、93的表面通常设有用于提高导电性的镀金层。但是，由于环氧树脂与金相互难以粘接，因此存在如下的问题。如上所述，在将LED模块X设于电路基板97时，进行热处理。此时，封装树脂96产生热变形，而由于环氧树脂与镀金层粘接得不牢固，因此封装树脂96会从金属电极92、93剥落。如果出现这种情况，可能会导致LED芯片94不被点亮。
发明内容
本发明是鉴于如上所述现有技术的问题而提出的，其目的在于提供一种可靠性高的LED模块。
本发明提供的LED模块包括基板、LED芯片、金属布线、封装树脂和涂布部件。LED芯片由所述基板所支撑。金属布线设在所述基板上且具有用于安装所述LED芯片的安装部的。封装树脂覆盖所述LED芯片及所述金属布线。涂布部件以露出所述安装部的方式覆盖所述金属布线。封装树脂覆盖涂布部件。
根据优选的实施例，所述涂布部件具有开口部，该开口部从所述基板的厚度方向上观察时形成为允许安装所述LED芯片。
例如，所述安装部从所述基板的厚度方向上观察时呈矩形，所述开口部从所述基板的厚度方向上观察时呈圆形。
在一例中，所述涂布部件覆盖所述安装部的一部分。
根据优选的实施例，所述金属布线包括与所述安装部相间隔而设置的引线接合部以及还包含用于连接所述LED芯片与所述引线接合部的导线，所述涂布部件以露出所述引线接合部的方式覆盖所述金属布线。
根据优选的实施例，所述涂布部件具有凹槽，该凹槽在所述导线延伸的方向上以靠近所述安装部的方式凹陷，从所述基板的厚度方向上观察时，所述凹槽设在与所述引线接合部相重叠的位置上。
根据优选的实施例，所述金属布线包括：含有所述安装部的第一金属电极；以及含有所述引线接合部的第二金属电极；所述第一金属电极在第一方向上覆盖所述基板的一侧的边缘。所述第二金属电极覆盖与所述第一边缘相对的所述基板的第二边缘。所述封装树脂的尺寸小于所述基板。
根据优选的实施例，所述基板在所述第一方向的两端包含向彼此凹陷的一对凹部，所述金属布线覆盖所述一对凹部，所述封装树脂形成为露出所述一对凹部。
根据优选的实施例，所述涂布部件的第一端与所述封装树脂的第一端，在所述第一方向上位于相同的位置。
根据优选的实施例，所述涂布部件的第一端与所述封装树脂的第一端相比，在所述第一方向上更加向所述基板的第一端延伸。
根据优选的实施例，所述涂布部件的第二端与所述封装树脂的第二端，在所述第一方向上位于相同的位置。
根据优选的实施例，所述涂布部件的第二端与所述封装树脂的第二端相比，在所述第一方向上更加向所述基板的第二端延伸。
根据优选的实施例，所述封装树脂在与所述第一方向相垂直的第二方向上，以覆盖所述基板的全长的方式而形成。所述涂布部件的两端与所述基板的两端在所述第二方向上位于相同位置。
根据优选的实施例，所述基板在所述第一方向上的尺寸大于所述封装树脂。所述封装树脂的第一侧面在第一方向上向第二侧面倾斜。
例如，所述封装树脂的第一侧面含有相对于所述基板的厚度方向倾斜6°以上的斜面。
根据另一实施例，所述封装树脂的第一侧面含有曲面。
优选地，所述封装树脂的第二侧面在第一方向上向第一侧面倾斜。
例如，所述封装树脂的第二侧面含有相对于所述基板的厚度方向倾斜6°以上的斜面。
根据另一实施例，所述封装树脂的第二侧面含有曲面。
根据本发明的优选实施例，所述涂布部件由使得所述涂布部件与所述金属布线之间的粘接强度及所述涂布部件与所述封装树脂之间的粘接强度大于所述金属布线与所述封装树脂之间的粘接强度的材料构成。
例如，所述金属布线具有镀金层。
例如，所述涂布部件由树脂制成。
例如，所述涂布部件为白色。
例如，所述涂布部件在所述基板的厚度方向上具有1μm至10μm的厚度。
本发明的其它特征及有益效果，可以通过参照附图所进行的详细说明来得以明确。
附图说明
图1为基于本发明第一实施例的LED模块的平面图；
图2为沿图1中II-II线的剖面图；
图3为图1所示的LED模块省略了封装树脂的平面图；
图4为基于本发明第二实施例的LED模块省略了封装树脂的平面图；
图5为基于本发明第三实施例的LED模块的剖面图；
图6为基于本发明第四实施例的LED模块的剖面图；
图7为基于本发明第五实施例的LED模块的剖面图；
图8为基于本发明第六实施例的LED模块省略了封装树脂的平面图；
图9为基于本发明第七实施例的LED模块省略了封装树脂的平面图；
图10为示出现有技术LED模块的一例的剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图具体说明本发明的优选实施例。
图1～图3示出了基于本发明第一实施例的LED模块。图1～图3所示的LED模块A1包括基板1、金属布线2、LED芯片3、封装树脂4、导线5以及涂布部件6。在此，图3是为了示出图1所示LED模块A1的内部而省略了封装树脂4的平面图。图1～图3中示出的x、y、z方向是相互垂直的方向，其中z方向是基板1的厚度方向。在以下的说明中，针对图2的基板1，将z方向上侧的面称为正面，下侧的面称为背面，x方向两端的面称为侧面。
基板1由例如玻璃环氧树脂制成，如图3所示，从z方向观察时，呈x方向较长的长方形形状。基板1之x方向的两端部上设有沿x方向凹陷的一对凹部1a。基板1为通过切断例如基板材料来制成。制造工艺中，在所述基板材料上形成多个通孔。凹部1a为通过切断形成于基板材料上的通孔而制成。
金属布线2包括金属电极21和金属电极22。金属电极21及金属电极22在基板1的x方向的两端边缘相间隔而设置，并分别覆盖基板1中从正面经由侧面至背面的区域。并且，在本实施例中，对于基板1的侧面而言，金属电极21及金属电极22仅覆盖凹部1a。金属电极21及金属电极22中位于基板1的正面的区域，如同现有技术的说明，用于将LED模块A1实装到所希望的电路基板上。
如图3所示，金属电极21包括将基板1的图3中的左端部沿y方向全部覆盖的区域。所述金属电极21还包括从该区域向图3中y方向的右侧突出的细带部211。另外，在x方向上连接在细带部211的右端的安装部212也包括在金属电极21中。在图3所示的例子中，从z方向观察时，安装部212呈正方形。安装部212的边长大于LED芯片3的边长，小于基板1的y方向宽度。细带部211沿y方向的宽度小于安装部212的边长。
如图3所示，金属电极22包括：将基板1的图3中的右端部沿y方向全部覆盖的区域；从该区域向图3中x方向的左侧突出的细带部211。在图3所示的例子中，细带部221沿y方向的宽度小于安装部212的边长。在该细带部221连接有导线5的图3中的右端。细带部221中不被涂布部件6所覆盖的部位对应于本发明的导线焊接部。
虽然在图2所示的例子中做了省略，但金属布线2是将多个金属层进行层叠而制成的。在多个金属层中最表面的金属层由金(Au)构成。这种构成的金属布线2可以通过在基板材料上进行电镀处理后，再蚀刻不必要的部分来形成。此时，通过实施电镀处理来覆盖设在基板材料上的通孔的内周面，从而能够易于实现金属布线2覆盖凹部1a的结构。
LED芯片3为例如pn型半导体元件，能够发出可视光或红外光。LED芯片3具有图2中下方的面上所形成的n侧电极。n侧电极经由未图示的银糊剂与安装部212导通。在LED芯片3之图2中上方的面上所形成的p侧电极。p侧电极经由导线5与细带部221导通。
封装树脂4用于保护LED芯片3及导线5，由对于来自LED芯片3的光具有透光性的例如环氧树脂制成。封装树脂4沿x方向的尺寸小于基板1沿x方向的尺寸。封装树脂4沿y方向的尺寸与基板1沿y方向的尺寸相同。如图1所示，封装树脂4具有位于基板1的左侧凹部1a右侧的x方向左端4a，以及位于基板1的右侧凹部1a左侧的x方向右端4b。如图2所示，封装树脂4的x方向左侧面41是其z方向的上方位于x方向的右侧的斜面。侧面41对于z方向倾斜6°以上。封装树脂4的x方向右侧面42是其z方向的上方位于x方向的左侧的斜面。侧面42对于z方向倾斜6°以上。这种封装树脂4可以通过压铸模法(Transfer mold method)来形成。在压铸模法中，执行将所述基板材料设在模具上而向模具填充液化树脂的工艺，以及树脂硬化后将模具与所述基板材料相互分离的工艺。
导线5由金制成，例如利用市面上有销售的引线接合毛细管(Capillary)形成。
如图2所示，涂布部件6覆盖金属布线2，同时被封装树脂4所覆盖。涂布部件6由涂布部件6与金属布线2的粘接强度及涂布部件6与封装树脂4的粘接强度大于金属布线2与封装树脂4的粘接强度的材料制成。例如，涂布部件6可以为z方向厚度为1μm～10μm的树脂膜。作为这种树脂膜，可以使用例如在蚀刻处理时所使用的抗蚀剂(Resist)。另外，还可以使用在进行焊接时所使用的阻焊剂(Solder Resist)。若使用白色的抗蚀剂作为涂布部件6，则涂布部件6容易反射来自LED芯片3的光。因此，当使用白色的抗蚀剂作为涂布部件6时，具有使得LED模块A1在z方向发射的光量增加的效果。
在图3示出的例中，涂布部件6至少形成在除了LED芯片3被焊接的区域及导线5被接合的区域以外的区域上。涂布部件6包括在x方向上相互间隔的第一涂布部件61和第二涂布部件62。如图3所示，第一涂布部件61从z方向观察时形成为y方向为长边的矩形。第一涂布部件61沿y方向的尺寸小于基板1沿y方向的尺寸。第一涂布部件61之x方向上的右端部覆盖细带部211的一部分。如图2所示，第一涂布部件61的x方向左端61a与封装树脂4的x方向左端4a，在x方向位于相同位置。
如图3所示，第二涂布部件62从z方向观察时形成为y方向为长边的矩形。第二涂布部件62沿y方向的尺寸小于基板1沿y方向的尺寸。第二涂布部件62之x方向上的左端部覆盖细带部221的一部分。如图2所示，第二涂布部件62的x方向右端62a与封装树脂4的x方向右端4b，在x方向位于相同位置。另外，第一涂布部件61不仅覆盖金属布线2的金属电极21之图2中的上面，而且同时还覆盖基板1的正面。第二涂布部件62不仅覆盖金属布线2的金属电极22之图2中的上面，而且同时还覆盖基板1的正面。
接着，说明LED模块A1的作用。
对于所述LED模块A1而言，在金属布线2与封装树脂4之间设有涂布部件6。如同前述的示例中做出的说明，在金属布线2的表面上设有金层时，虽然导电性优异，但存在金属布线2与封装树脂4相互难以粘接的问题。而在LED模块A1中，通过在金属布线2与封装树脂4之间设置涂布部件6来消除这些问题。从而，可以提高LED模块A1的可靠性。
另外，在LED模块A1中，封装树脂4的侧面41、42为斜面。因此，在实施压铸模法的过程中，树脂硬化后将模具从基板材料拔出时，能够防止封装树脂4被卡在模具上。若封装树脂4卡在模具上，则需要沿使得封装树脂4与基板1分离的方向施加较长时间的力，这会增加导致封装树脂4从金属布线2剥落的风险。由于本实施例可以防止这些问题的发生，因此LED模块A1的结构可以提高其可靠性。
另外，在图3所示的例中，涂布部件6在y方向上的尺寸小于基板1在y方向上的尺寸。除此以外，也可以使得涂布部件6在y方向上的尺寸与基板1在y方向上的尺寸相同。
另外，在上述实施例中，涂布部件6未从封装树脂4向外侧突出。除此以外，也可以使得涂布部件6从封装树脂4向外侧突出。
图4～图9示出了本发明的其它实施例。在这些图中，与前述实施例相同或类似的构件赋予同前述实施例的符号，并省略详细说明。
图4示出了基于本发明第二实施例的LED模块A2。图4所示的LED模块A2，除了其涂布部件6的形状不同于LED模块A1的涂布部件以外，其它的构成均相同。图4是省略了封装树脂4的LED模块A2的平面图。
如图4所示，本实施例的涂布部件6从z方向观察时形成为覆盖除了基板1之两端部以外的大部分区域。而且，涂布部件6包括：用于露出安装部212的一部分的开口部63；以及用于露出细带部221的一部分的凹槽64。
LED模块A2的涂布部件6，除了设有开口部63及凹槽64的部分以外，沿y方向的全长覆盖基板1。涂布部件6中x方向上的两端65、66可以与未图示的封装树脂4中x方向上的两端(参照图1的4a、4b)相重叠。然而，涂布部件6可以从封装树脂4向外侧突出。
图4所示的例中，开口部63从z方向观察时为圆形，安装部212的四个角被涂布部件6所覆盖。开口部63的大小只要能够设置LED芯片3即可，其面积可适当变化。
图4所示的例中，凹槽64从涂布部件6的x方向右端66开始向x方向左侧凹陷而形成。凹槽64只需露出细带部221中用于接合导线5所必须的区域即可，凹槽64的形状可适当变更。
另外，涂布部件6对于LED芯片3所射出的光的反射率可以大于基板1。如图4所示，基板1的正面被涂布部件6所覆盖。本发明采用反射率较大的涂布部件6。因此，与基板1的正面没有覆盖涂布部件6相比，可以增强光提取效率。相反，当涂布部件6的反射率小于基板1的反射率时，应当如图1所示缩小覆盖基板1的正面的涂布部件6的面积，或者如图9所示使得涂布部件6仅覆盖金属布线2的上面。
图5示出了基于本发明第三实施例的LED模块A3。在图5所示的LED模块A3中，封装树脂4的角呈圆角，而其他的构成与LED模块A1相同。
本实施例中，封装树脂4的侧面41、42与在图5中z方向上的上面之间设有曲面43、44。通过设置该曲面43、44，可以进一步减少将封装树脂4从模具拔出时的阻抗。
图6示出了基于本发明第四实施例的LED模块A4。在图6所示的LED模块A4中，涂布部件6形成为从封装树脂4突出，而其它的构成与LED模块A3相同。
如图6所示，在x方向上，第一涂布部件61的左端61a位于封装树脂4的左端4a的左侧。图6所示的例中，第一涂布部件61的左端61a延伸至金属布线2的左端。另外，第一涂布部件61的左端61a可以位于封装树脂4的左端4a与金属布线2的左端之间。
在x方向上，第二涂布部件62的右端62a位于封装树脂4的右端4b的右侧。图6所示的例中，第二涂布部件62的右端62a延伸至金属布线2的右端。另外，第二涂布部件62的右端62a可以位于封装树脂4的右端4b与金属布线2的右端之间。
图7示出了基于本发明第五实施例的LED模块A5。在图7所示的LED模块A5中，涂布部件6形成为嵌入封装树脂4，而其他构成与LED模块A3相同。
如图7所示，在x方向上，第一涂布部件61的左端61a位于封装树脂4的左端4a的右侧。在x方向上，第二涂布部件62的右端62a位于封装树脂4的右端4b的左侧。
图8示出了基于本发明第六实施例的LED模块A6。在图8所示的LED模块A6中，代替前述的凹槽64而形成有从z方向观察时呈圆形的开口部67。LED模块A6的其它构成与LED模块A2相同。
如此，涂布部件6能够覆盖较大面积的金属布线2，从而可以进一步防止封装树脂4剥落。
图9示出了基于本发明第七实施例的LED模块A7。在图9所示的LED模块A7中，涂布部件6仅覆盖金属布线2的上表面。而LED模块A7的其它构成与LED模块A1相同。如前所述，这种构成适宜使用在涂布部件6的反射率小于基板1的情况。
根据本发明的LED模块并非局限在前述的实施例。对本发明LED模块各构件的具体结构，可以进行各种设计变更。
例如，在上述的实施例中，虽然说明了进行焊接及引线接合的例子，但也可以在左右侧的电极分别设置引线接合部，从而通过引线接合将LED芯片与两个引线接合部相连接。另外，LED芯片是连接到左右侧的电极的倒装芯片(Flip chip)。总之，除了LED芯片与金属布线相连接的部分以外，可以形成涂布部件。
根据本发明的上述实施例，因为在金属布线与封装树脂之间设置涂布部件，所以可以改善金属布线与封装树脂不容易粘接的问题。根据本发明的一些实施例，在制造所述LED模块时，利用模具形成封装树脂后，可易于从模具拔出封装树脂。这有利于降低所述封装树脂与所述基板之间产生的力，从而防止封装树脂从金属布线剥落。据此，本发明能够提供高可靠性的LED模块。
尽管已经描述了特定实施例，但是仅通过示例方式呈现这些实施例，并且不意在限制本发明的范围。的确，在此描述的新LED模块能够以多种不同形式体现出来；此外，在不脱离本发明的精神的情况下，可以在在此描述的实施例中进行各种省略、替换和改变。所附权利要求及其等同物意在覆盖落入本发明的范围和精神内的这些形式或修改。

Claims (24)

1.一种LED模块，包括：
基板；
LED芯片，由所述基板所支撑；
金属布线，设在所述基板上且具有用于安装所述LED芯片的安装部；
封装树脂，覆盖所述LED芯片及所述金属布线；以及
涂布部件，以露出所述安装部的方式覆盖所述金属布线，
其中，所述封装树脂覆盖所述涂布部件。
2.根据权利要求1所述的LED模块，其特征在于：所述涂布部件具有开口部，该开口部从所述基板的厚度方向上观察时形成为允许安装所述LED芯片。
3.根据权利要求2所述的LED模块，其特征在于：所述安装部从所述基板的厚度方向上观察时呈矩形，
所述开口部从所述基板的厚度方向上观察时呈圆形。
4.根据权利要求3所述的LED模块，其特征在于：所述涂布部件覆盖所述安装部的一部分。
5.根据权利要求1所述的LED模块，其特征在于：所述金属布线包括与所述安装部相间隔而设置的引线接合部；以及用于连接所述LED芯片与所述引线接合部的导线，
所述涂布部件以露出所述引线接合部的方式覆盖所述金属布线。
6.根据权利要求5所述的LED模块，其特征在于：所述涂布部件具有凹槽，该凹槽在所述导线延伸的方向上以靠近所述安装部的方式凹陷，
从所述基板的厚度方向上观察时，所述凹槽设在与所述引线接合部相重叠的位置上。
7.根据权利要求5所述的LED模块，其特征在于所述金属布线包括：含有所述安装部的第一金属电极；以及含有所述引线接合部的第二金属电极；
所述第一金属电极形成为在第一方向上覆盖所述基板的第一边缘，
所述第二金属电极形成为覆盖与所述第一边缘相对的所述基板的第二边缘，
所述封装树脂比所述基板短。
8.根据权利要求7所述的LED模块，其特征在于：所述基板在所述第一方向的两端包含向彼此凹陷的一对凹部，
所述金属布线覆盖所述一对凹部，
所述封装树脂形成为露出所述一对凹部。
9.根据权利要求7所述的LED模块，其特征在于：所述涂布部件的第一端与所述封装树脂的第一端，在所述第一方向上位于相同的位置。
10.根据权利要求7所述的LED模块，其特征在于：所述涂布部件的第一端与所述封装树脂的第一端相比，在所述第一方向上更加向所述基板的第一端延伸。
11.根据权利要求9所述的LED模块，其特征在于：所述涂布部件的第二端与所述封装树脂的第二端，在所述第一方向上位于相同的位置。
12.根据权利要求9所述的LED模块，其特征在于：所述涂布部件的第二端与所述封装树脂的第二端相比，在所述第一方向上更加向所述基板的第一端延伸。
13.根据权利要求7所述的LED模块，其特征在于：所述封装树脂在与所述第一方向相垂直的第二方向上，以覆盖所述基板的全长的方式而形成，
所述涂布部件的两端与所述基板的两端在所述第二方向上位于相同位置。
14.根据权利要求1所述的LED模块，其特征在于：所述基板在所述第一方向上的尺寸大于所述封装树脂，
所述封装树脂的第一侧面在所述第一方向上向第二侧面倾斜。
15.根据权利要求14所述的LED模块，其特征在于：所述封装树脂的第一侧面含有相对于所述基板的厚度方向倾斜6°以上的斜面。
16.根据权利要求14所述的LED模块，其特征在于：所述封装树脂的第一侧面含有曲面。
17.根据权利要求14所述的LED模块，其特征在于：所述封装树脂的第二侧面在所述第一方向上向所述第一侧面倾斜。
18.根据权利要求17所述的LED模块，其特征在于：所述封装树脂的第二侧面含有相对于所述基板的厚度方向倾斜6°以上的斜面。
19.根据权利要求18所述的LED模块，其特征在于：所述封装树脂的第二侧面含有曲面。
20.根据权利要求1所述的LED模块，其特征在于：所述涂布部件由使得所述涂布部件与所述金属布线之间的粘接强度及所述涂布部件与所述封装树脂之间的粘接强度大于所述金属布线与所述封装树脂之间的粘接强度的材料构成。
21.根据权利要求1所述的LED模块，其特征在于：所述金属布线具有镀金层。
22.根据权利要求21所述的LED模块，其特征在于：所述涂布部件由树脂制成。
23.根据权利要求22所述的LED模块，其特征在于：所述涂布部件为白色。
24.根据权利要求1所述的LED模块，其特征在于：所述涂布部件具有1μm至10μm的厚度。
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