CN110797446A - 适用于双面焊接的led光源及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种适用于双面焊接的LED光源及其制造方法，LED光源包括一第一电路基板、一第二电路基板、至少一LED芯片以及一封装体。第一电路基板与第二电路基板呈堆栈设置，其中第一电路基板包括一第一绝缘芯层以及一第一外部导电层，且第一绝缘芯层具有一开槽，第二电路基板包括一第二绝缘芯层、一第二外部导电层以及一第二内部导电层，且第二内部导电层外露于开槽。LED芯片设置于开槽内，且电性连接第二内部导电层。封装体设置于开槽处，用以封装LED芯片。借此，可以符合超薄化的趋势，并增加产品的应用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED光源及其制造方法，特别是涉及一种适用于双面焊接的LED光源及其制造方法。
背景技术
发光二极管(light emitting diode，LED)具备体积小、发光效率高、低耗能及环保等优点，并且其能发出的光已遍及可见光和不可见光，发光亮度亦达到相当程度，诸如照明灯具、电子装置等开始大量采用各种形式的LED光源。
为了满足不同的应用需求，常需要将LED芯片做不同形式的封装，例如，将LED芯片封装在承载基座或封装基板之上或内部，并在承载基座或封装基板的正面及/或背面设置导电部，用以电性连接电路板，从而多个LED封装结构可以集中设置于电路板上，形成线性光源或面光源。然而，在此架构下，承载基座或封装基板的厚度再加上封装体的厚度，会直接影响整体封装结构的厚度，不容易兼顾超薄化的需求。此外，受到承载基座或封装基板构造的限制，这类LED封装结构只能以特定方式设置于电路板上，在使用上仍存在有不便。
发明内容
本发明针对现有的LED光源，其构造不利于超薄化的设计，且在使用上仍存在有不便，提供一种适用于双面焊接的LED光源。并且，提供一种适用于双面焊接的LED光源的制造方法。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是：一种适用于双面焊接的LED光源，其包括一第一电路基板、一第二电路基板、至少一LED芯片以及一封装体。所述第一电路基板包括一第一绝缘芯层以及一形成于所述第一绝缘芯层的一面上的第一外部导电层，其中所述第一绝缘芯层具有一开槽。所述第二电路基板与所述第一电路基板呈堆栈设置，且包括一第二绝缘芯层、一形成于所述第二绝缘芯层的一面上的第二外部导电层以及一形成于所述第二绝缘芯层的另一面上的第二内部导电层，其中所述第二内部导电层外露于所述开槽。所述LED芯片设置于所述开槽内，且电性连接所述第二内部导电层。所述封装体设置于所述开槽处，用以封装所述LED芯片。
在本发明的一实施例中，所述封装体具有一出光面，且所述出光面大致齐平或低于所述第一外部导电层的表面。
在本发明的一实施例中，所述第一电路基板通过一黏着层堆栈设置于所述第二电路基板上。
在本发明的一实施例中，所述适用于双面焊接的LED光源还包括至少一导通孔，所述导通孔贯穿所述第一绝缘芯层与所述第二绝缘芯层，用以导通所述第一外部导电层与所述第二外部导电层。
在本发明的一实施例中，所述导通孔包括一贯穿所述第一绝缘芯层与所述第二绝缘芯层的通孔、一形成于所述通孔的孔壁上的金属层以及一填充于所述通孔内的防焊结构。
在本发明的一实施例中，所述第一绝缘芯层具有一第一中央区域以及两个分别位于所述第一中央区域的两侧的第一周边区域，所述开槽形成于所述第一中央区域，所述第一外部导电层包括两个分别位于两个所述第一周边区域的第一焊垫。
在本发明的一实施例中，所述第二绝缘芯层具有一第二中央区域以及两个分别位于所述第二中央区域的两侧的第二周边区域，所述第二外部导电层包括两个分别位于两个所述第二周边区域的第二焊垫。
在本发明的一实施例中，所述适用于双面焊接的LED光源还包括一设置于所述第二中央区域上的防焊层。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外一技术方案是：一种适用于双面焊接的LED光源的制造方法，其首先提供一第一电路基板与一第二电路基板，所述第一电路基板包括一第一绝缘芯层以及一形成于所述第一绝缘芯层的一面上的第一外部导电层，所述第二电路基板包括一第二绝缘芯层、一形成于所述第二绝缘芯层的一面上的第二外部导电层以及一形成于所述第二绝缘芯层的另一面上的第二内部导电层；接着，在所述第一电路基板上形成一开槽；然后，将所述第一电路基板堆栈设置于所述第二电路基板上，其中所述第二内部导电层外露于所述开槽；然后，在所述开槽内设置至少一LED芯片，并将所述LED芯片电性连接所述第二内部导电层；最后，在所述开槽处形成一封装体，用以封装所述LED芯片。
在本发明的一实施例中，在所述开槽处形成所述封装体的步骤中，还包括使所述封装体的一出光面大致齐平或低于所述第一外部导电层的表面。
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的适用于双面焊接的LED光源及其制造方法，其能通过“第一电路基板堆栈设置于第二电路基板上，其中第一电路基板具有一开槽”以及“LED芯片设置于第一电路基板的开槽内，且电性连接第二电路基板的第二内部导电层，封装体设置于开槽处，用以封装LED芯片”的技术方案，以使应用端可以根据具体使用情况，选择不同的焊接方式来将LED光源结合至电路板上。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明的适用于双面焊接的LED光源的结构示意图。
图2为本发明的适用于双面焊接的LED光源的其中一制造过程示意图。
图3为本发明的适用于双面焊接的LED光源的另外一制造过程示意图。
图4为本发明的适用于双面焊接的LED光源的再一制造过程示意图。
图5为本发明的适用于双面焊接的LED光源的又一制造过程示意图。
图6为本发明的适用于双面焊接的LED光源的其中一使用状态示意图。
图7为本发明的适用于双面焊接的LED光源的另外一使用状态示意图。
图8为本发明的适用于双面焊接的LED光源的制造方法的流程图。
具体实施方式
由于LED光源的应用产品在市场上不断的推陈出新，举凡各式照明、装饰灯具及具有功能指示灯的各种产品等，几乎都采用了LED光源，而LED光源的构造关系到其使用灵活性和通用性。因此，本发明提供一种构造新颖而能适用于双面焊接的LED光源，让应用端可以根据具体使用情况，选择不同的焊接方式来将LED光源结合至电路板上。
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“适用于双面焊接的LED光源及其制造方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
请参阅图1，本发明一实施例提供一种适用于双面焊接的LED光源L，其包括一第一电路基板1、一第二电路基板2、至少一LED芯片3及一封装体4。第一电路基板1堆栈设置于第二电路基板2上，构成一多层布线板，以作为适用于双面焊接的LED光源L的主体结构，其中第一电路基板1具有一开槽100。LED芯片3设置于开槽100内，且电性连接第二电路基板2。封装体4设置于开槽100处，用以封装LED芯片3。
值得注意的是，本发明是先分别制成第一电路基板1与第二电路基板2后，再将两者贴合在一起。依此方式，可以提高加工效率、灵活性、稳定性和精确度。在本实施例中，第一电路基板1通过一黏着层5堆栈设置于第二电路基板2上，且第一电路基板1与第二电路基板2之间可通过热压合而紧密结合在一起，但本发明不以此为限。开槽100可通过激光或机械加工方式形成，但本发明不以此为限。
请再参阅图1，并配合图2至图5所示，第一电路基板1包括一第一绝缘芯层11、一第一外部导电层12及一第一内部导电层13。第一外部导电层12形成于第一绝缘芯层11的一面(即外侧表面)上，且避开了开槽100所在的区域，以供焊接之用。第一内部导电层13形成于第一绝缘芯层11的另一面(即内侧表面)上，且避开了开槽100所在的区域，以作为内部互联机路。进一步来说，第一绝缘芯层11具有一第一中央区域及两个分别位于第一中央区域111的两侧的第一周边区域112，开槽100形成于第一中央区域111，第一外部导电层12包括两个分别位于两个第一周边区域112的第一焊垫121。
类似地，第二电路基板2包括一第二绝缘芯层21、一第二外部导电层22及一第二内部导电层23。第二外部导电层22形成于第二绝缘芯层21的一面(即外侧表面)上，以供焊接之用。第二内部导电层23形成于第二绝缘芯层21的另一面(即内侧表面)上，以作为内部互联机路，其中第二内部导电层23的一部分外露于第一电路基板1的开槽100。进一步来说，第二绝缘芯层21具有一第二中央区域及两个分别位于第二中央区域211的两侧的第二周边区域212，第二外部导电层22包括两个分别位于两个第二周边区域212的第二焊垫221，第二内部导电层23包括两个分别位于两个第二周边区域212的电性连接垫231，例如正极和负极连接垫。
在本实施例中，第一焊垫121、第二焊垫221与电性连接垫231的材质可以是金包镍包铜，即在铜导体的外表面按序包覆有镍层和金层，但本发明不以此为限。另外，可以视需要在第二焊垫221之间形成一防焊层24，且防焊层24可位于第二绝缘芯层21的第二中央区域211。
值得注意的是，适用于双面焊接的LED光源L还包括至少一导通孔6，其至少贯穿第一绝缘芯层11与第二绝缘芯层21，用以导通第一外部导电层12与第二外部导电层22。进一步来说，导通孔6包括一贯穿第一绝缘芯层11与第二绝缘芯层21的通孔61、一形成于通孔61的孔壁上的金属层62及一填充于通孔61内的防焊结构63。在本实施例中，通孔61可通过激光或机械加工方式形成，但本发明不以此为限。
LED芯片3固定于第一电路基板1的开槽100的容置空间中，且以打线方式电性连接第二电路基板2的第二内部导电层23。进一步来说，LED芯片3设置于其中一电性连接垫231上，且通过导线电性连接另外一电性连接垫231。在本实施例中，可以根据具体使用需要选择特定波长的LED芯片3。例如，为了实现提醒或指示功能，可以使用红光LED芯片；或者，为了营造出特殊的视觉情境效果，可以使用绿光LED芯片；或者，在成本考虑下，可以使用价格相对较便宜的蓝光LED芯片。然而，本发明不以上述所举的例子为限。
虽然图1中所示开槽100内LED芯片3的数量只有一个，但实际上在需要较高的出光强度时，开槽100内LED芯片3的数量可以有两个或两个以上。
封装体4通过压模成型的方式形成，且封装体4具有一出光面400，其大致齐平或低于第一外部导电层12的表面。借此，可以使产品更符合超薄化的设计趋势。在本实施例中，封装体4的材质可以是环氧树脂(epoxy)、硅氧树脂(silicone)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)、丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(methacrylate-styrene copolymer，MS)、聚苯乙烯(polystyrene，PS)或聚对苯二甲酸二乙酯(polethylen eterephthalate，PET)，优选为硅氧树脂。然而，本发明不以上述所举的例子为限。
封装体4内也可以视需要含有荧光粉(图中未显示)。例如，当LED芯片3为蓝光LED芯片时，封装体4内可以含有黄色荧光粉，以激发出白光；或者，封装体4内可以含有红色荧光粉，以激发出红光；或者，封装体4内可以含有绿色荧光粉，以激发出绿光。然而，本发明不以上述所举的例子为限。
请参阅图6及图7，并配合图1所示，适用于双面焊接的LED光源L可以正向出光(即出光面400朝上)的方式被使用，在此架构下，如图6所示，适用于双面焊接的LED光源L可利用第二电路基板2的第二焊垫221，并通过焊料S(如锡膏)与一电路基板B上的接触垫B1接合。另外，适用于双面焊接的LED光源L也可以侧向出光(即出光面400朝左或朝右)的方式被使用，在此架构下，如图7所示，适用于双面焊接的LED光源L可利用第一电路基板1的其中一个第一焊垫121与第二电路基板2的其中一个第二焊垫221，并通过焊料S与一电路基板B上的接触垫B1接合。然而，上述所举的例子只是两个可行的实施例而并非用以限定本发明。
借此，即可利用电路基板B上的控制电路(图中未显示)来对LED芯片3进行操作，例如，控制LED芯片3发光与否，或通过改变输入电流大小的来调整LED芯片3的发光强度。
请参阅图8，上述适用于双面焊接的LED光源L，可以通过特定的步骤制成。首先，执行步骤S1，提供一第一电路基板与一第二电路基板；接着，执行步骤S2，在第一电路基板上形成一开槽；然后，执行步骤S3，将第一电路基板堆栈设置于第二电路基板上；然后，执行步骤S4，在第一电路基板的开槽内设置至少一LED芯片；最后，执行步骤S5，在开槽处形成一封装体，用以封装LED芯片。
进一步来说，如图1至图5所示，在步骤S1中，第一电路基板1与第二电路基板2可由本领域所熟知的电路板制作工艺分别制成。在步骤S2中，开槽100可通过激光或机械加工方式形成，但本发明不以此为限。在步骤S3中，可先利用一黏着层5将第一电路基板1黏着于第二电路基板2上，再通过热压合使两者紧密结合，但本发明不以此为限。在步骤S4中，LED芯片3可通过固晶胶(图中未显示)固定于第一电路基板1的开槽100的容置空间中，且以打线方式电性连接第二电路基板2的第二内部导电层23。在步骤S5中，可以在适当的温度、压力等条件下，使塑料在一压模模具(图中未显示)内熔融后，沿一特定路径填入开槽100。待塑料固化之后便形成封装体4，且封装体4具有一出光面400，其大致齐平或低于第一外部导电层12的表面。
在本实施例中，压模模具可具有特殊构造，使塑料在压模成型的过程中，可先沿一反重力方向爬升一段距离之后，再改变流动方向并沿一重力方向填入开槽100，但本发明不以此为限。在其他实施例中，封装体4也可以通过填胶的方式将塑料填入开槽100而形成。
实施例的有益效果
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的适用于双面焊接的LED光源及其制造方法，其能通过“第一电路基板堆栈设置于第二电路基板上，其中第一电路基板具有一开槽”以及“LED芯片设置于第一电路基板的开槽内，且电性连接第二电路基板的第二内部导电层，封装体设置于开槽处，用以封装LED芯片”的技术方案，以使应用端可以根据具体使用情况，选择不同的焊接方式来将LED光源结合至电路板上。
更进一步来说，封装体是通过压模成型的方式形成，且在压模过程中，可使塑料在一压模模具内熔融后，沿一特定路径填入开槽。依此方式，封装体的出光面可以和第一外部导电层的表面大致齐平，或低于第一外部导电层的表面，从而产品可以更符合超薄化的设计趋势。
更进一步来说，本发明是先分别制成第一电路基板与第二电路基板后，再将两者贴合在一起。依此方式，可以提高加工的效率、灵活性、稳定性和精确度。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求内。
Claims (10)
1.一种适用于双面焊接的LED光源，其特征在于，所述适用于双面焊接的LED光源包括：
一第一电路基板，其包括一第一绝缘芯层以及一形成于所述第一绝缘芯层的一面上的第一外部导电层，其中所述第一绝缘芯层具有一开槽；
一第二电路基板，其与所述第一电路基板呈堆栈设置，且包括一第二绝缘芯层、一形成于所述第二绝缘芯层的一面上的第二外部导电层以及一形成于所述第二绝缘芯层的另一面上的第二内部导电层，其中所述第二内部导电层外露于所述开槽；
至少一LED芯片，其设置于所述开槽内，且电性连接所述第二内部导电层；以及
一封装体，其设置于所述开槽处，用以封装所述LED芯片。
2.根据权利要求1所述的适用于双面焊接的LED光源，其特征在于，所述封装体具有一出光面，且所述出光面大致齐平或低于所述第一外部导电层的表面。
3.根据权利要求1所述的适用于双面焊接的LED光源，其特征在于，所述第一电路基板通过一黏着层堆栈设置于所述第二电路基板上。
4.根据权利要求1所述的适用于双面焊接的LED光源，其特征在于，所述适用于双面焊接的LED光源还包括至少一导通孔，所述导通孔贯穿所述第一绝缘芯层与所述第二绝缘芯层，用以导通所述第一外部导电层与所述第二外部导电层。
5.根据权利要求4所述的适用于双面焊接的LED光源，其特征在于，所述导通孔包括一贯穿所述第一绝缘芯层与所述第二绝缘芯层的通孔、一形成于所述通孔的孔壁上的金属层以及一填充于所述通孔内的防焊结构。
6.根据权利要求1所述的适用于双面焊接的LED光源，其特征在于，所述第一绝缘芯层具有一第一中央区域以及两个分别位于所述第一中央区域的两侧的第一周边区域，所述开槽形成于所述第一中央区域，所述第一外部导电层包括两个分别位于两个所述第一周边区域的第一焊垫。
7.根据权利要求6所述的适用于双面焊接的LED光源，其特征在于，所述第二绝缘芯层具有一第二中央区域以及两个分别位于所述第二中央区域的两侧的第二周边区域，所述第二外部导电层包括两个分别位于两个所述第二周边区域的第二焊垫。
8.根据权利要求7所述的适用于双面焊接的LED光源，其特征在于，所述适用于双面焊接的LED光源还包括一设置于所述第二中央区域上的防焊层。
9.一种适用于双面焊接的LED光源的制造方法，其特征在于，所述适用于双面焊接的LED光源的制造方法包括：
提供一第一电路基板与一第二电路基板，所述第一电路基板包括一第一绝缘芯层以及一形成于所述第一绝缘芯层的一面上的第一外部导电层，所述第二电路基板包括一第二绝缘芯层、一形成于所述第二绝缘芯层的一面上的第二外部导电层以及一形成于所述第二绝缘芯层的另一面上的第二内部导电层；
在所述第一电路基板上形成一开槽；
将所述第一电路基板堆栈设置于所述第二电路基板上，其中所述第二内部导电层外露于所述开槽；
在所述开槽内设置至少一LED芯片，并将所述LED芯片电性连接所述第二内部导电层；以及
在所述开槽处形成一封装体，用以封装所述LED芯片。
10.根据权利要求9所述的适用于双面焊接的LED光源的制造方法，其特征在于，在所述开槽处形成所述封装体的步骤中，还包括使所述封装体的一出光面大致齐平或低于所述第一外部导电层的表面。
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