CN104979338B - 发光二极管封装结构 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管封装结构，包括一具有至少一正面焊垫的绝缘基板，一深色固晶胶，一经由该深色固晶胶以设置在该正面焊垫上的蓝色发光芯片，一经由该深色固晶胶以设置在该正面焊垫上的绿色发光芯片，以及一可透光的深色封装胶，其设置于该绝缘基板上，且包覆该蓝色发光芯片及该绿色发光芯片，该深色封装胶对该蓝光的穿透率为7‑28%，该深色封装胶对该绿光的穿透率为9‑30%。

Description

发光二极管封装结构
技术领域
本发明涉及一种发光二极管封装结构，特别是涉及一种表面黏着型(SMD)发光二极管封装结构。
背景技术
现有发光二极管封装结构通常会使用白色的绝缘基板、透明或白色的固晶胶以及透明的封装胶来提升亮度。然而，当此种发光二极管封装结构应用于室内显示器时，由于白色的绝缘基板、透明的固晶胶及封装胶在环境亮度较低的室内易造成反光，不但使显示器的对比度降低，并且会让人眼感到刺激或不舒服。
因此，当发光二极管封装结构应用于室内显示器时，如何提升显示器的对比度以及对于人眼的舒适度，成为设计发光二极管封装结构时所需要考虑的首要因素。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能提升画面对比度及视觉舒适度的发光二极管封装结构。
本发明一种发光二极管封装结构包括一绝缘基板、一深色固晶胶、一蓝色发光芯片、一绿色发光芯片及一可透光的深色封装胶。该绝缘基板具有至少一正面焊垫；该蓝色发光芯片经由该深色固晶胶以设置在该正面焊垫上；该绿色发光芯片，经由该深色固晶胶以设置在该正面焊垫；该可透光的深色封装胶设置于该绝缘基板上，且包覆该蓝色发光芯片、该绿色发光芯片，该深色封装胶对该蓝光的穿透率为7-28%，该深色封装胶对该绿光的穿透率为9-30%。
较佳地，该发光二极管封装结构还包括一红色发光芯片，其经由一导电银胶以设置在该正面焊垫上，该深色封装胶对该红光的穿透率为11-35%。
较佳地，该深色封装胶以全面覆盖的方式设置于该绝缘基板上，以将该红色发光芯片、该蓝色发光芯片、该绿色发光芯片封闭于其中。
较佳地，该正面焊垫包括：一晶粒焊垫，具有一第一长边和一第二长边，该晶粒焊垫设置于该绝缘基板的中央，且用以承载该红色发光芯片、该蓝色发光芯片、该绿色发光芯片；及一打线焊垫，包括一第一打线焊垫、一第二打线焊垫、一第三打线焊垫，该第一打线焊垫和该第二打线焊垫间隔设置在于该晶粒焊垫的该第一长边处，该第三打线焊垫间隔设置于该晶粒焊垫的该第二长边处，该第一打线焊垫供该蓝色芯片打线用，该第二打线焊垫供该绿色芯片打线用，该第三打线焊垫供该红色芯片打线用。
较佳地，该红色发光芯片、该蓝色发光芯片、该绿色发光芯片呈一直线排列。
较佳地，该绝缘基板的四个边角均设有一四分之一圆孔，各该四分之一圆孔内分别设有一防焊漆，该防焊漆填塞该四分之一圆孔的上二分之一至上四分之三部分。
较佳地，该发光二极管封装结构还包括一黑漆层，设置于该绝缘基板上，该黑漆层部分覆盖该晶粒焊垫和该打线焊垫，且全部覆盖该防焊漆的顶面。
较佳地，该深色封装胶具有一表面粗糙度为1.5～1.7μm的粗化表面。
较佳地，该绝缘基板为一黑色基板。
较佳地，该正面焊垫具有一第一晶粒焊垫和一第二晶粒焊垫，该第一晶粒焊垫与该第二晶粒焊垫相间隔，该蓝色发光芯片设置在该第一晶粒焊垫，该绿色发光芯片设置在该第二晶粒焊垫。
此外，本发明一种发光二极管封装结构，包括一具有一顶面的绝缘基板，一设置在该绝缘基板的该顶面的蓝色发光芯片，且该蓝色发光芯片发出460-480nm的蓝光；一设置在该绝缘基板的该顶面的绿色发光芯片，且该绿色发光芯片发出520-540nm的绿光；一设置于该绝缘基板的该顶面的红色发光芯片，且该红色发光芯片发出615-630nm的红光；及一可透光的深色封装胶，设置于该绝缘基板上，且包覆该蓝色发光芯片及该绿色发光芯片及该红色发光芯片，该深色封装胶对该蓝光的穿透率为7-28%，该深色封装胶对该绿光的穿透率为9-30%，该深色封装胶对该红光的穿透率为11-35%。
本发明的有益效果在于：借由采用黑色基板、深色(深色定义，灰阶值落在30-50之间)固晶胶、于所述四分之一圆孔的上开口及其周缘覆盖黑漆层，以及采用可透光的深色封装胶，让发光二极管封装结构的外观呈现几近全黑态样，使由发光二极管封装结构组成的显示器能在未点亮时呈现黑幕状态，并在点亮时提高显示画面的对比度，且借由封装胶体的粗化表面散射外界光线，提高视觉舒适度。
附图说明
图1是本发明发光二极管封装结构的一较佳实施例的正面构造示意图。
图2是本实施例发光二极管封装结构的背面构造示意图。
图3是沿图1的1-1剖面线呈现本实施例发光二极管封装结构的侧面剖视图。
图4是本实施例的封装胶体的粗化表面局部放大示意图。
图5显示本实施例的绝缘基板顶面大部分面积呈现黑色。
图6显示本实施例的正面焊垫具有两个晶粒焊垫构造示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
参见图1至图5所示，本发明发光二极管封装结构是一表面黏着型(SMD)发光二极管封装结构2，其一较佳实施例主要包括一绝缘基板20、三个设于绝缘基板20上的红色发光芯片R、绿色发光芯片G、蓝色发光芯片B，以及一可透光的深色封装胶21。
绝缘基板20概呈矩形，其尺寸大约为0.8(长)x0.8(宽)x0.5(高)mm，并包含设于顶面的正面焊垫22，设于底面的背面焊垫23，以及设于其四个边角的导电部24a～24d。其中该正面焊垫22包含晶粒焊垫22a，第一打线焊垫22b、第二打线焊垫22c及第三打线焊垫22d，晶粒焊垫22a包含一承载部221a和一环形部222a，承载部221a设置于绝缘基板20的中央，且具有一第一固晶区2211a、一第二固晶区2212a和第三固晶区2213a用以分别承载红色发光芯片R、蓝色发光芯片B及绿色发光芯片G，并具有相对的第一长边223a和第二长边224a。环形部222a设于绝缘基板20的一边角而与导电部24a导接；第一打线焊垫22b和第二打线焊垫22c间隔设置在晶粒焊垫22a的第一长边223a处，第三打线焊垫22d间隔设置在晶粒焊垫22a的第二长边224a处。第一打线焊垫22b包含一供蓝色发光芯片B打线用的打线部221b及一设于绝缘基板20的一边角而与导电部24b导接的环形部222b。第二打线焊垫22c包含一供绿色发光芯片G打线用的打线部221c及一设于绝缘基板20的一边角而与导电部24c导接的环形部222c。第三打线焊垫22d包含一供红色发光芯片R打线用的打线部221d及一设于绝缘基板20的一边角而与导电部24d导接的环形部222d。
如图1所示，正面焊垫22具有一个晶粒焊垫22a，但本发明不以此为限。如图6所示，当正面焊垫22具有两个晶粒焊垫，如第一晶粒焊垫221a’、第二晶粒焊垫221a”时，(1)蓝色发光芯片B可以设置在第一晶粒焊垫221a’上，而绿色发光芯片G和红色发光芯片R设置在第二晶粒焊垫221a”。或者(2)绿色发光芯片G可以设置在第一晶粒焊垫221a’上，而蓝色发光芯片B和红色发光芯片R设置在第二晶粒焊垫221a”。或者(3)红色发光芯片R可以设置在第一晶粒焊垫221a’上，而蓝色发光芯片B和绿色发光G芯片设置在第二晶粒焊垫221a”。当正面焊垫22具有三个晶粒焊垫22a(如第一晶粒焊垫、第二晶粒焊垫、第三晶粒焊垫)时，蓝色发光芯片B设置在第一晶粒焊垫、绿色发光芯片G设置在第二晶粒焊垫、红色发光芯片R设置在第三晶粒焊垫(图未示)。
背面焊垫23包含分别设于绝缘基板20的四个边角的第一焊接垫23a、第二焊接垫23b、第三焊接垫23c及第四焊接垫23d，每一焊接垫23a、23b、23c、23d分别包含一焊接部231a、231b、231c、231d及一环形部232a、232b、232c、232d。且背面焊垫23d的焊接部231d一侧边形成一凹槽233d，用以标示背面焊垫23d是做为共阳极。且绝缘基板20的四个边角分别经由加工形成一个连通顶面及底面的四分之一圆孔200，而且本实施例的导电部24a～24d是形成于四分之一圆孔200的侧壁的一金属(电镀)导电层，其上端(即四分之一圆孔200的上开口处)与正面焊垫22的环形部222a、222b、222c、222d对应导接，下端(即四分之一圆孔200的下开口处)与背面焊垫23的环形部232a、232b、232c、232d对应导接。而本实施例的绝缘基板20是一印刷电路板(如BT树脂板)，且所述正面焊垫22及所述背面焊垫23是由印刷在绝缘基板20上的铜箔所形成。又绝缘基板20的底面还具有形成于第一焊接垫23a、第二焊接垫23b、第三焊接垫23c、第四焊接垫23d之间且与第一焊接垫23a、第二焊接垫23b、第三焊接垫23c、第四焊接垫23d相间隔而呈十字形区域202的防焊层(如白漆)，使第一焊接垫23a、第二焊接垫23b、第三焊接垫23c、第四焊接垫23d与十字形区域202的防焊层之间的绝缘基板20的局部底面203裸露，以防止背部焊垫23因吃锡面积过大而影响其他焊垫而造成短路。且在十字形区域202的中央位置印有一三角形符号204。
该三个红色发光芯片R、绿色发光芯片G、蓝色发光芯片B是发光二极管晶粒，且分别为一发出波长为615-630nm红光的红色发光芯片R、一发出波长为520-540nm绿光的绿色发光芯片G及一发出波长为460-480nm蓝光的蓝色发光芯片B，并且皆具有两个电极。在本实施例中，红色发光芯片R的一电极(阳极)设于其顶面，另一电极(阴极)设于其底面，而蓝色发光芯片B及绿色发光芯片G的两个电极皆设于其顶面，且此三个红色发光芯片R、绿色发光芯片G、蓝色发光芯片B皆固定在晶粒焊垫22a的位于中央的承载部221a并呈一直线排列，借此提供一小间距全彩的LED封装结构。此外，承载部221a相对的第一长边223a和第二长边224a还形成两个相对称的缺口225a，用以定位发光芯片的位置，以区分红色发光芯片R与绿色发光芯片G及蓝色发光芯片B。
红色发光芯片R采用的是垂直式芯片，因此红色发光芯片R的设于底面的电极是借由一导电银胶25固定在承载部221a上并与晶粒焊垫22a导接，而蓝色发光芯片B及绿色发光芯片G则借由一绝缘的深色固晶胶26将其固定在承载部221a上，且其一电极(阴极)分别经由一金属导线与第一打线焊垫22b及第二打线焊垫22c的焊接部221b、221c对应导接，而其另一电极(阳极)以及红色发光芯片R的设于顶面的另一电极分别经由一金属导线共同导接至第三打线焊垫22d的焊接部221d。借此，将红色发光芯片R、绿色发光芯片G、蓝色发光芯片B经由导电部24a-24d分别导接至绝缘基板20底面的第一焊接垫23a、第二焊接垫23b、第三焊接垫23c、第四焊接垫23d，以方便进行表面黏着(SMD)焊接作业。
值得一提的是，在另一实施例中，红色发光芯片R的两个电极亦可皆设于其顶面，且在此态样下，红色发光芯片R亦借由深色固晶胶26固定于晶粒焊垫22a的承载部221a上，且其中一电极(阴极)再借由一金属导线导接至晶粒焊垫22a的承载部221a。
且在本实施例中，深色封装胶体21是全面覆盖于绝缘基板20的顶面，而将所述正面焊垫22、所述导电部24a～24d及所述红色发光芯片R、绿色发光芯片G、蓝色发光芯片B封闭于其中。
特别的是，本实施例的深色封装胶21具有一粗糙度(Surface Roughness)界于Ra=1.5～1.7μm之间的粗化表面211，如图4所示。借此，当外界光线照射到深色封装胶21的粗化表面211时，其可将外界光线朝不同方向散射，使外界光线不致朝垂直深色封装胶21的方向反射而进入观看者的眼睛，增加观看的舒适度。
而且，特别的是，所述四分之一圆孔200内还经由加工填塞一防焊材料27，例如绿漆，以防止封装胶21因溢胶经由所述四分之一圆孔200流至底面的背面焊垫23而影响之后的焊接。并且如图3所示，该防焊材料27并未填满整个四分之一圆孔200，例如只填塞了四分之一圆孔200的上二分之一至上四分之三部分，使四分之一圆孔200的下端(下开口)形成一凹陷区201。
借此，如图3所示，当进行表面黏着焊接作业，将发光二极管封装结构2放置在一电路板3上时，其背面焊垫23会接触并挤压涂布在电路板3上的锡膏30，使部分锡膏30流入四分之一圆孔200的凹陷区201，而增加发光二极管封装结构2底面与电路板3之间的接触面积，进而提高发光二极管封装结构2的稳固性，使不易因遭受外力而从电路板3上脱落。
再者，本实施例的绝缘基板20是采用黑色基板，深色固晶胶26是采用例如黑色，并且在所述四分之一圆孔200的上开口以及至少所述环形部222a、222b、222c、222d上方还覆盖一黑漆层28，将非功能区镀层遮住，且将填塞于所述四分之一圆孔200内的防焊材料27遮住，且深色封装胶21可采用可透光的黑色封装胶，例如在第一实施例中，若使用很黑的封装胶时，其对于波长界于615～630nm的红光的穿透率为11±1.5%，对于波长界于520～540nm的绿光的穿透率为9±1.5%，对于波长界于460～480nm的蓝光的穿透率为7±1.5%。在第二实施例中，若使用次黑的封装胶时，其对于波长界于615～630nm的红光的穿透率为25±1.5%，对于波长界于520～540nm的绿光的穿透率为21±1.5%，对于波长界于460～480nm的蓝光的穿透率为17±1.5%。在第三实施例中，若使用较不黑的封装胶时，其对于波长界于615～630nm的红光的穿透率为35±1.5%，对于波长界于520～540nm的绿光的穿透率为30±1.5%，对于波长界于460～480nm的蓝光的穿透率为28±1.5%。
综上，本发明采用厚度0.3mm的黑色封装胶，其对于波长界于615～630nm的红光的穿透率为11～35%，对于波长界于520～540nm的绿光的穿透率为9～30%，对于波长界于460～480nm的蓝光的穿透率为7～28%，以提供一种能提升画面对比度及视觉舒适度的发光二极管封装结构。
借此，如图3及图5所示，发光二极管封装结构2除了所述打线焊垫22b～22d的打线部221b、221c、221d因为打线需要而必须祼露以外，晶粒焊垫22a的承载部221a也因采用了深色固晶胶26及深色的红色发光芯片R，来减少晶粒焊垫22a的镀层裸露于外的面积，借此来达到绝缘基板20的顶面大部分面积皆呈现黑色。另外，本发明的发光二极管封装结构2进一步采用了深色封装胶21，因此，由数个发光二极管封装结构2组成的一显示器在未点亮时可呈现全黑的黑幕状态，并在点亮时能提高其显示画面的对比度。
综上所述，上述实施例借由采用黑色的绝缘基板20、深色固晶胶26、于所述四分之一圆孔200的上开口及其周缘(至少环形部222a、222b、222c、222d)覆盖黑漆层28，以及采用可透光的深色封装胶21，使发光二极管封装结构2的外观呈现几近全黑态样，使由发光二极管封装结构2组成的显示器能在未点亮时呈现黑幕状态，并在点亮时提高显示画面的对比度，且借由深色封装胶21的粗化表面211散射外界光线，提高视觉舒适度，确实达到本发明的功效与目的。

Claims (10)

1.一种发光二极管封装结构，其特征在于：
该发光二极管封装结构包括：
一绝缘基板，具有至少一正面焊垫，该绝缘基板的四个边角均设有一四分之一圆孔，各该四分之一圆孔内分别设有一防焊漆，该防焊漆填塞该四分之一圆孔的上二分之一至上四分之三部分；
一深色固晶胶；
一蓝色发光芯片，经由该深色固晶胶以设置在该正面焊垫上；
一绿色发光芯片，经由该深色固晶胶以设置在该正面焊垫；及
一可透光的深色封装胶，设置于该绝缘基板上，且包覆该蓝色发光芯片、该绿色发光芯片，该深色封装胶对该蓝色发光芯片发出的蓝光的穿透率为7-28％，该深色封装胶对该绿色发光芯片发出的绿光的穿透率为9-30％。
2.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：该发光二极管封装结构还包括一红色发光芯片，其经由一导电银胶以设置在该正面焊垫上，该深色封装胶对该红色发光芯片发出的红光的穿透率为11-35％。
3.根据权利要求2所述的发光二极管封装结构，其特征在于：该深色封装胶以全面覆盖的方式设置于该绝缘基板上，以将该红色发光芯片、该蓝色发光芯片、该绿色发光芯片封闭于其中。
4.根据权利要求3所述的发光二极管封装结构，其特征在于：该正面焊垫包括：
一晶粒焊垫，具有一第一长边和一第二长边，该晶粒焊垫设置于该绝缘基板的中央，且用以承载该红色发光芯片、该蓝色发光芯片、该绿色发光芯片；及
一打线焊垫，包括一第一打线焊垫、一第二打线焊垫、一第三打线焊垫，该第一打线焊垫和该第二打线焊垫间隔设置在于该晶粒焊垫的该第一长边处，该第三打线焊垫间隔设置于该晶粒焊垫的该第二长边处，该第一打线焊垫供该蓝色发光芯片打线用，该第二打线焊垫供该绿色发光芯片打线用，该第三打线焊垫供该红色发光芯片打线用。
5.根据权利要求4所述的发光二极管封装结构，其特征在于：该红色发光芯片、该蓝色发光芯片、该绿色发光芯片呈一直线排列。
6.根据权利要求4所述的发光二极管封装结构，其特征在于：该发光二极管封装结构还包括一黑漆层，其设置于该绝缘基板上，该黑漆层部分覆盖该晶粒焊垫和该打线焊垫，且全部覆盖该防焊漆的顶面。
7.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：该深色封装胶具有一表面粗糙度为1.5～1.7μm的粗化表面。
8.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：该绝缘基板为一黑色基板。
9.根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：该正面焊垫具有一第一晶粒焊垫和一第二晶粒焊垫，该第一晶粒焊垫与该第二晶粒焊垫相间隔，该蓝色发光芯片设置在该第一晶粒焊垫，该绿色发光芯片设置在该第二晶粒焊垫。
10.一种发光二极管封装结构，其特征在于：
该发光二极管封装结构，包括：
一绝缘基板，具有一顶面，该绝缘基板的四个边角均设有一四分之一圆孔，各该四分之一圆孔内分别设有一防焊漆，该防焊漆填塞该四分之一圆孔的上二分之一至上四分之三部分；
一蓝色发光芯片，设置在该绝缘基板的该顶面，且该蓝色发光芯片发出460-480nm波长的蓝光；
一绿色发光芯片，设置在该绝缘基板的该顶面，且该绿色发光芯片发出520-540nm波长的绿光；
一红色发光芯片，设置于该绝缘基板的该顶面，且该红色发光芯片发出615-630nm波长的红光；及
一可透光的深色封装胶，设置于该绝缘基板上，且包覆该蓝色发光芯片、该绿色发光芯片及该红色发光芯片，该深色封装胶对该蓝光的穿透率为7-28％，该深色封装胶对该绿光的穿透率为9-30％，该深色封装胶对该红光的穿透率为11-35％。
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