CN108933185A - 支撑结构、使用其的发光装置以及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种支撑结构、使用其的发光装置以及其加工方法，支撑结构包含第一支架、第二支架及本体。第一支架包含金属材料。第二支架包含金属材料，其中第一支架与第二支架彼此电性绝缘。本体包含非金属材料，并包覆第一支架及第二支架，其中本体包含第一开口以及第一通孔。第一支架的一部分及第二支架的一部分共同自第一开口裸露，且第一支架的另一部分自第一通孔裸露，其中第一开口与第一通孔通过存在于本体与第一支架之间的至少一个第一气隙而彼此相连通。借此，本发明的支撑结构，可以防止流体会对工艺中的支撑结构产生不预期破坏，从而增加支撑结构在工艺中的可靠度及良率。
Description
技术领域
本发明是关于一种支撑结构、使用其的发光装置以及其加工方法。
背景技术
近年来，发光二极管(light-emitting diode；LED)已经广泛被使用于一般照明和商业照明的应用之中。当作为光源使用时，发光二极管具有许多优点，例如较低的能量消耗、较长的寿命，更小的尺寸与更快速的开关切换。因此，发光二极管已经逐渐取代白炽光源作为光源使用，并组装在不同的产品上应用。而在组装发光二极管时，其会先配置在支撑结构，接着，再将封装胶填入。对此，在支撑结构、发光二极管及封装胶三者间的接合关系将会影响到产品的良率及性能表现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种支撑结构、使用其的发光装置以及其加工方法，可以防止流体会对所进行的工艺产生不预期破坏，从而增加支撑结构在工艺中的可靠度及良率。
本发明的一实施方式提供一种支撑结构，其包含第一支架、第二支架及本体。第一支架包含金属材料。第二支架包含金属材料，其中第一支架与第二支架彼此电性绝缘。本体包含非金属材料，并包覆第一支架及第二支架。本体包含第一开口以及第一通孔。第一支架的一部分及第二支架的一部分共同自第一开口裸露，且第一支架的另一部分自第一通孔裸露，其中第一开口与第一通孔通过存在于本体与第一支架之间的至少一第一气隙而彼此相连通。
本发明的一实施方式提供一种发光装置，其包含支撑结构、发光元件以及封装胶。发光元件设置于第一开口内，并包含第一电极及第二电极，其中第一电极及第二电极分别电性连接于第一支架及第二支架。封装胶设置于第一开口内，并包覆发光元件。
在部分实施方式中，包覆于本体内的第一支架具有表面，第一开口暴露出表面的一部分，而第一通孔暴露出表面的另一部分。
在部分实施方式中，包覆于本体内的第一支架具有上表面及下表面，第一开口暴露出上表面的一部分，而第一通孔暴露出下表面的一部分。
在部分实施方式中，本体还包含第二开口。第一支架通过第二开口自本体的内部朝本体的外部延伸，且第一通孔与第二开口通过第一气隙而彼此相连通。
在部分实施方式中，第一支架具有至少一个沟槽，且沟槽通过第二开口而自本体的内部延伸至本体的外部，其中沟槽的延伸方向与第一通孔的延伸方向正交。
在部分实施方式中，包覆于本体内的第一支架具有相对的上表面及下表面，第一开口暴露出上表面的一部分，其中沟槽位于第一支架的上表面及下表面。
在部分实施方式中，包覆于本体内的第一支架具有上表面，且第一开口暴露出上表面的一部分，其中沟槽位于第一支架的该上表面，且第一开口暴露出沟槽的一部分。
在部分实施方式中，位于本体内部的沟槽是由本体所覆盖。
在部分实施方式中，本体还包含第二通孔，其中第二支架的另一部分自第二通孔裸露，且第一开口与第二通孔通过存在于本体与第二支架之间的至少一第二气隙而彼此相连通。
在部分实施方式中，包覆于本体内的第二支架具有表面，第一开口暴露出表面的一部分，而第二通孔暴露出表面的另一部分。
在部分实施方式中，包覆于本体内的第二支架具有上表面及下表面，第一开口暴露出上表面的一部分，而第二通孔暴露出下表面的一部分。
在部分实施方式中，本体还包含第三开口，其中第二支架通过第三开口自本体的内部朝本体的外部延伸，且第二通孔与第三开口通过第二气隙而彼此相连通。
在部分实施方式中，第一通孔的俯视轮廓为三角形、矩形、多边形或圆形。
本发明的一实施方式提供一种支撑结构的加工方法，其包含以下步骤。在支撑结构的非金属基材形成开口，以裸露支撑结构的金属基材的一部分。在支撑结构的非金属基材形成通孔，以裸露支撑结构的金属基材的另一部分，其中开口与通孔通过存在于非金属基材与金属基材之间的至少一个气隙而彼此相连通。
在部分实施方式中，加工方法还包含在形成开口之前，利用非金属材料包覆金属基材，并将非金属材料固化为非金属基材，借以形成支撑结构。
在部分实施方式中，形成开口的步骤与形成通孔的步骤是在非金属基材的同一表面进行。
在部分实施方式中，形成开口的步骤与形成通孔的步骤分别是在非金属基材的相对的上表面及下表面进行。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的支撑结构、使用其的发光装置以及其加工方法，使得存在于支撑结构的气隙内的流体(例如水气)可在工艺中通过第一通孔及第二通孔而自支撑结构内逸出，借以防止流体会对所进行的工艺产生不预期破坏，从而增加支撑结构在工艺中的可靠度及良率。
附图说明
图1A为依据本发明的第一实施方式绘示支撑结构的立体示意图。
图1B绘示图1A的支撑结构的俯视示意图。
图1C绘示图1B的线段1-1’的剖面示意图。
图1D绘示图1A的支撑结构的仰视示意图。
图1E为依据本发明的部分实施方式绘示支撑结构的仰视示意图。
图1F为使用图1A的支撑结构所成的发光装置的剖面示意图。
图2A为依据本发明的第二实施方式绘示支撑结构的俯视示意图。
图2B绘示图2A的线段2-2’的剖面示意图。
图3A为依据本发明的第三实施方式绘示支撑结构的俯视示意图。
图3B为绘示图3A的第一支架的立体示意图。
图3C为绘示沿图3B的方向D1看向第一支架的主视示意图。
图4为依据本发明的第四实施方式绘示支撑结构的俯视示意图。
具体实施方式
以下将以图式公开本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些现有惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘示。
在本文中，使用第一、第二与第三等等的词汇，是用于描述各种元件、组件、区域、层是可以被理解的。但是这些元件、组件、区域、层不应该被这些术语所限制。这些词汇只限于用来辨别单一元件、组件、区域、层。因此，在下文中的第一元件、组件、区域、层也可被称为第二元件、组件、区域、层，而不脱离本发明的本意。
请参照图1A、图1B、图1C及图1D，其中图1A为依据本发明的第一实施方式绘示支撑结构100A的立体示意图，图1B绘示图1A的支撑结构100A的俯视示意图，而图1C绘示图1B的线段1-1’的剖面示意图。支撑结构100A包含第一支架110、第二支架112及本体120，且支撑结构100A可用以作为电子元件(未绘示)的支撑结构，其中电子元件例如可以是发光二极管晶片或发光二极管元件。
第一支架110以及第二支架112包含金属材料，且第一支架110与第二支架112彼此电性绝缘。举例而言，第一支架110以及第二支架112可由金属构成，或者是说，第一支架110以及第二支架112可以是由相同或不同的金属材料构成，例如像是铜、铜合金、黄铜或铁等。
本体120包含非金属材料，例如像是可以由PPA树脂、热硬化性树脂类材料(如EMC)或热塑性树脂类材料(如PCT)构成，并包覆第一支架110及第二支架112。也即，本体120可通过限制第一支架110及第二支架112的移动，而将第一支架110及第二支架112固定于其内。也即，本体120相对第一支架110及第二支架112的固定关系可视为一种结构性咬合。因此，本体120与支架之间可能会存有气隙，例如，如图1C所示，本体120与第一支架110之间会存在有第一气隙G1，或者，本体120与第二支架112之间会存在有第二气隙G2。
本体120包含第一开口122、第二开口124、第三开口126、第一通孔128及第二通孔130。第一开口122与第二开口124相连通，且第一开口122也与第三开口126相连通，其中第二开口124以及第三开口126分别位于第一开口122的相对两侧。
第一支架110的一部分及第二支架112的一部分会共同自第一开口122裸露。具体而言，如图1C所示，包覆于本体120内的第一支架110会具有第一上表面S1及第一下表面S2，而包覆于本体120内的第二支架112会具有第二上表面S3及第二下表面S4，其中第一开口122暴露出第一支架110的第一上表面S1的一部分以及第二支架112的第二上表面S3的一部分。此外，第一支架110及第二支架112可由本体120的一部分而达成电性隔离，例如，如图1C的本体120的第一开口122内所示，第一支架110及第二支架112可由本体120的隔离部132而达成电性隔离。
另一方面，第一支架110可通过第二开口124自本体120的内部朝本体120的外部延伸，而第二支架112可通过第三开口126自本体120的内部朝本体120的外部延伸，其中朝本体120的外部延伸的第一支架110及第二支架112可通过弯折而再回到本体120的底部，像是如图1C及图1D所示，其中图1D绘示图1A的支撑结构100A的仰视示意图。
除此之外，支架也可以是以阵列的形式排列，像是如图1E所示，其中图1E为依据本发明的部分实施方式绘示支撑结构的仰视示意图。图1E中，六个支架114A、114B、114C、114D、114E及114F分别以阵列形式排列于本体120，且各支架114A、114B、114C、114D、114E及114F彼此为电性绝缘。
请再回到图1C。本体120的第一通孔128以及第二通孔130分别位于第一支架110以及第二支架112的上侧，且其分别裸露出第一支架110以及第二支架112。具体而言，本体120具有第三上表面S5，其中第一开口122可视为自本体120的第三上表面S5朝本体120的内部延伸，并延伸至第一支架110以及第二支架112所在之处，而第一通孔128以及第二通孔130也同样是自本体120的第三上表面S5朝本体120的内部延伸，并分别延伸至第一支架110以及第二支架112所在之处。也即，第一支架110的第一上表面S1的另一部分会自第一通孔128裸露出来，而第二支架112的第二上表面S3的另一部分会自第二通孔130裸露出来。
第一通孔128可通过存在于本体120与第一支架110之间的第一气隙G1，而与第一开口122彼此相连通，同样地，第二通孔130也可通过存在于本体120与第二支架112之间的第二气隙G2，而与第一开口122彼此相连通。在此，通过气隙而相连通的开口与通孔所指为，自开口进入的流体(例如水气)可自通孔离开，或是，自通孔进入的流体也可自开口离开。另一方面，由于第一开口122有与第二开口124以及第三开口126连通，所以第一通孔128与第二开口124也可通过第一气隙G1而彼此相连通，且第二通孔130与第三开口126也同样可通过第二气隙G2而彼此相连通。
通过上述配置，当支撑结构100A有升温需求的时候，第一通孔128以及第二通孔130可作为支撑结构100A的泄压孔。具体而言，当支撑结构100A在工艺中因受热而升温时，存在于支撑结构100A的气隙内的流体(例如水气)可会因受热而蒸发且膨胀，并自支撑结构100A向外逸出，此时，存在于气隙内的流体可通过第一通孔128以及第二通孔130而自支撑结构100A向外逸出，借以防止逸出的流体在工艺中产生不预期的破坏，从而增加支撑结构100A在所进行的工艺中的可靠度及良率。
举例来说，请看到图1F，其中图1F为使用图1A的支撑结构100A所成的发光装置200的剖面示意图，且图1F的剖面位置与图1C的剖面相同。图1F中，发光装置包含图1A的支撑结构100A、发光元件210以及封装胶220，其中发光元件210可以是发光二极管元件。发光元件210设置于第一开口122内，并包含第一电极212及第二电极214，其中第一电极212及第二电极214分别电性连接于第一支架110及第二支架112。也即，包含金属材料的第一支架110及第二支架112可作为支撑结构100A的电性连接部，使得当有外加电压分别施加于第一支架110及第二支架112时，发光元件210可借此而被导通。封装胶220设置于第一开口122内，并包覆发光元件210，其中封装胶220的材料可以包含环氧树脂。
通过以上配置，当进行与支撑结构100A相关的工艺(例如像是进行表面贴焊工艺(surface mount technology process)时，若所进行的工艺有升温需求，则存在于支撑结构100A气隙内的流体(例如水气)可在工艺中通过第一通孔128以及第二通孔130而自支撑结构100A向外逸出，借以防止逸出的流体是从第一开口122逸出，从而防止此些流体对所第一开口122内的发光元件210或封装胶220产生不预期的破坏。举例来说，若逸出的流体是从第一开口122逸出，发光元件210与第一支架110或第二支架112间的贴合会受到影响，并使发光装置200的色温或亮度产生改变，或者，封装胶220将也可能会形成破洞，并使得发光装置200的使用寿命降低。因此，借由设置第一通孔128或第二通孔130，可增加发光装置200在工艺中的可靠度及良率，并进一步提升发光装置200的使用寿命。
另一方面，本实施方式的支撑结构100A可借由以下步骤形成。首先，利用非金属材料包覆金属制成的支架(例如前述的第一支架110或第二支架112)，并将非金属材料固化为前述所提的本体120，借以形成支撑结构100A，其中非金属材料可以是如前述所提的PPA树脂、热硬化性树脂类材料(如EMC)或热塑性树脂类材料(如PCT)。在形成本体120后，再于本体120形成开口(例如前述的第一开口122)，以裸露出支架的一部分。接着，在支撑结构100A的本体120形成通孔(例如前述的第一通孔128或第二通孔130)，以裸露支架的另一部分，其中形成开口的步骤与形成通孔的步骤是通过对本体120的同一表面加工而成。此外，在其他实施方式中，形成开口的步骤与形成通孔的步骤也可以是同时进行。也就是说，形成开口的步骤与形成通孔的步骤可视为互相独立。
请再看到图2A及图2B，其中图2A为依据本发明的第二实施方式绘示支撑结构100B的俯视示意图，而图2B绘示图2A的线段2-2’的剖面示意图。本实施方式与第一实施方式的至少一个差异点在于，本实施方式的本体120的第一通孔128以及第二通孔130分别是位于第一支架110以及第二支架112的下侧，然而，第一通孔128以及第二通孔130仍分别裸露出第一支架110以及第二支架112。具体而言，本体120具有相对的第三上表面S5以及第三下表面S6，其中第一开口122视为自本体120的第三上表面S5朝本体120的内部延伸，并延伸至第一支架110及第二支架112所在之处，而第一通孔128以及第二通孔130为自本体120的第三下表面S6朝本体120的内部延伸，并分别延伸至第一支架110及第二支架112所在之处。也即，第一支架110的第一下表面S2的一部分会自第一通孔128裸露出来，而第二支架112的第二下表面S4的一部分会自第二通孔130裸露出来。
通过本实施方式的配置，第一通孔128以及第二通孔130仍可作为支撑结构100B的泄压孔，借以防止气隙内流体在工艺中会因逸而出产生不预期的破坏，从而增加支撑结构100B在工艺中的可靠度及良率。
另一方面，本实施方式的支撑结构的制作方式可大致与前述所提的制作方式相似，而本实施方式的支撑结构的制作方式与前述所提的制作方式的至少一个差异点在于，在本实施方式的支撑结构的制作方式中，形成开口的步骤与形成通孔的步骤分别是在本体的相对两个表面(例如本体120的第三上表面S5及第三下表面S6)进行。
请再看到图3A、图3B及图3C，其中图3A为依据本发明的第三实施方式绘示支撑结构100C的俯视示意图，图3B为绘示图3A的第一支架110的立体示意图，而图3C为绘示沿图3B的方向D1看向第一支架110的主视示意图。为了不使图式过于复杂，未绘示网底于图3B及图3C的第一支架110。本实施方式与第一实施方式的至少一个差异点在于，本实施方式的第一支架110具有第一沟槽116，而第二支架112具有第二沟槽118，以下将以第一支架110的第一沟槽116为例作说明。
第一支架110的第一沟槽116位于第一支架110的第一上表面S1及第一下表面S2，并通过第二开口124而自本体120的内部延伸至本体120的外部。此外，本实施方式中，在本体120内，第一支架110的第一沟槽116会位于第一开口122的相对两侧，即第一支架110的第一沟槽116不会自第一开口122暴露出来。另一方面，第一支架110的第一沟槽116的延伸方向可与第一通孔128以及第二通孔130正交。
第一支架110的第一沟槽116与第二支架112的第二沟槽118可用以作为排气槽使用。举例而言，当有对支撑结构100C进行加工工艺的需求时，存在于支架与本体120之间的水气可沿着第一沟槽116或第二沟槽118排出，从而增加支撑结构100C在加工工艺中的可靠度及良率。除此之外，虽本实施方式所绘的第一沟槽116以及第二沟槽118的样式是以倒三角形呈现，然而，在其他实施方式中，第一沟槽116以及第二沟槽118的样式也可以是倒梯形、圆弧形或是其他凹陷样式的沟槽。
请再看到图4，其中图4为依据本发明的第四实施方式绘示支撑结构100D的俯视示意图。本实施方式与第三实施方式的至少一个差异点在于，本实施方式的第一支架110的第一沟槽116以及第二支架112的第二沟槽118会自第一开口122暴露出来。通过此配置，可进一步使存在于支架与本体120之间的水气沿着第一沟槽116或第二沟槽118排出，从而增加支撑结构100D在加工工艺中的可靠度及良率。
此外，前述实施方式中，作为泄压孔的通孔虽是绘示成圆孔状，然而，通孔也可以是其他样式。例如，在其他实施方式中，通孔也可为俯视轮廓为三角形、矩形或其他多边形的样子。再者，虽前述实施方式中分别裸露两个支架的通孔的数量为各一个，然而，在其他实施方式中，通孔的数量也可以是多个。举例而言，单一支架也可以由多个通孔裸露而出。
综上所述，本发明的支撑结构包含第一支架、第二支架及本体，其中本体包覆第一支架及第二支架。第一支架及第二支架可分别作为后续设置在支撑结构上的电子元件的电性连接处。本体包含开口、第一通孔及第二通孔，其中开口用以使第一支架的一部分及第二支架的一部分共同裸露，而第一通孔及第二通孔则用以使第一支架的另一部分及第二支架的另一部分分别裸露。通过此配置，当支撑结构有升温需求时，第一通孔及第二通孔可作为支撑结构的泄气孔，使得存在于支撑结构的气隙内的流体(例如水气)可在工艺中通过第一通孔及第二通孔而自支撑结构内逸出，借以防止流体会对所进行的工艺产生不预期破坏，从而增加支撑结构在工艺中的可靠度及良率。
虽然本发明已经以多种实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。
Claims (18)
1.一种支撑结构，其特征在于，所述支撑结构包含：
第一支架，其包含金属材料；
第二支架，其包含金属材料，其中所述第一支架与所述第二支架彼此电性绝缘；以及
本体，其包含非金属材料，并包覆所述第一支架及所述第二支架，其中所述本体包含第一开口以及第一通孔，所述第一支架的一部分及所述第二支架的一部分共同自所述第一开口裸露，且所述第一支架的另一部分自所述第一通孔裸露，其中所述第一开口与所述第一通孔通过存在于所述本体与所述第一支架之间的至少一个第一气隙而彼此相连通。
2.如权利要求1所述的支撑结构，其特征在于，包覆于所述本体内的所述第一支架具有表面，所述第一开口暴露出所述表面的一部分，而所述第一通孔暴露出所述表面的另一部分。
3.如权利要求1所述的支撑结构，其特征在于，包覆于所述本体内的所述第一支架具有上表面及下表面，所述第一开口暴露出所述上表面的一部分，而所述第一通孔暴露出所述下表面的一部分。
4.如权利要求1所述的支撑结构，其特征在于，所述本体还包含：
第二开口，其中所述第一支架通过所述第二开口自所述本体的内部朝所述本体的外部延伸，且所述第一通孔与所述第二开口通过所述第一气隙而彼此相连通。
5.如权利要求4所述的支撑结构，其特征在于，所述第一支架具有至少一个沟槽，且所述沟槽通过所述第二开口而自所述本体的内部延伸至所述本体的外部，其中所述沟槽的延伸方向与所述第一通孔的延伸方向正交。
6.如权利要求5所述的支撑结构，其特征在于，包覆于所述本体内的所述第一支架具有相对的上表面及下表面，所述第一开口暴露出所述上表面的一部分，其中所述至少一个沟槽位于所述第一支架的所述上表面及所述下表面。
7.如权利要求5所述的支撑结构，其特征在于，包覆于所述本体内的所述第一支架具有上表面，且所述第一开口暴露出所述上表面的一部分，其中所述沟槽位于所述第一支架的所述上表面，且所述第一开口暴露出所述沟槽的一部分。
8.如权利要求5所述的支撑结构，其特征在于，位于所述本体内部的所述沟槽是由所述本体所覆盖。
9.如权利要求1所述的支撑结构，其特征在于，所述本体还包含：
第二通孔，其中所述第二支架的另一部分自所述第二通孔裸露，且所述第一开口与所述第二通孔通过存在于所述本体与所述第二支架之间的至少一个第二气隙而彼此相连通。
10.如权利要求9所述的支撑结构，其特征在于，包覆于所述本体内的所述第二支架具有表面，所述第一开口暴露出所述表面的一部分，而所述第二通孔暴露出所述表面的另一部分。
11.如权利要求9所述的支撑结构，其特征在于，包覆于所述本体内的所述第二支架具有上表面及下表面，所述第一开口暴露出所述上表面的一部分，而所述第二通孔暴露出所述下表面的一部分。
12.如权利要求9所述的支撑结构，其特征在于，所述本体还包含：
第三开口，其中所述第二支架通过所述第三开口自所述本体的内部朝所述本体的外部延伸，且所述第二通孔与所述第三开口通过所述第二气隙而彼此相连通。
13.如权利要求1所述的支撑结构，其特征在于，所述第一通孔的俯视轮廓为三角形、矩形、多边形或圆形。
14.一种发光装置，其特征在于，所述发光装置包含：
如权利要求1至权利要求13其中任一项的支撑结构；
发光元件，其设置于所述第一开口内，并包含第一电极及第二电极，其中所述第一电极及所述第二电极分别电性连接于所述第一支架及所述第二支架；以及
封装胶，其设置于所述第一开口内，并包覆所述发光元件。
15.一种支撑结构的加工方法，其特征在于，所述支撑结构的加工方法包含：
在支撑结构的非金属基材形成开口，以裸露所述支撑结构的金属基材的一部分；以及
在所述支撑结构的所述非金属基材形成至少一个通孔，以裸露所述支撑结构的所述金属基材的另一部分，其中所述开口与所述通孔通过存在于所述非金属基材与所述金属基材之间的至少一个气隙而彼此相连通。
16.如权利要求15所述的支撑结构的加工方法，其特征在于，所述支撑结构的加工方法还包含：
在形成所述开口之前，利用非金属材料包覆所述金属基材，并将所述非金属材料固化为所述非金属基材，借以形成所述支撑结构。
17.如权利要求15所述的支撑结构的加工方法，其特征在于，形成所述开口的步骤与形成所述通孔的步骤是在所述非金属基材的同一表面进行。
18.如权利要求15所述的支撑结构的加工方法，其特征在于，形成所述开口的步骤与形成所述通孔的步骤分别是在所述非金属基材的相对的上表面及下表面进行。
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