CN1580969A - 发光组件数组模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种发光组件数组模块，其主要由基板、基载板、芯片、驱动电路芯片及作为电性连接的数个金属线所构成，该基载板设置在基板上，其上设有至少一个芯片及驱动电路芯片，该芯片上设有发光组件数组及焊垫数组，数个金属线连接于该芯片及驱动电路芯片的焊垫数组处，以作电性连接，该驱动电路芯片用于驱动该发光组件数组处的发光二极管，其顶面除设有焊垫数组外也另设有焊垫区，该处并利用数个金属线与基板作电性连接，以此提升产品的合格率及降低生产成本。

Description

发光组件数组模块

技术领域

本发明涉及一种用于打印机头的发光组件数组模块的技术。

背景技术

发光二极管(light-emitting diode)数组现已广泛被使用在打印机或复印机等机器的打印机头中。如图1所示，典型的发光二极管打印机头原理，其包括：光学镜片71，用来聚焦发光二极管所射出的光线；光源区72，设有发光二极管数组组件及光学组件，由此可使发光二极管光源透过光学镜片71投射至打印机的感光鼓70的相应位置上，配合后续机构的运作，而打印出相应的图样。

如图2所示，为传统以发光二极管作为光源的结构示意图，其包含印刷电路板(printed circuit board)81；多个发光二极管数组芯片82，以末端相接的方式构成打印机头所需的全长，其安装在印刷电路板81的组件表面上；以及多个驱动装置83，也排成一列并与多个发光二极管数组芯片82平行，而安装在印刷电路板81的组件表面上。借助焊接线(wirebonding)84将各驱动装置83与各发光二极管数组芯片82电性连接，以及借助焊接线(wire bonding)85将驱动装置83电性连接到印刷电路板81上的导电图案，由此产生所需的光源。然而上述结构在制造及生产上具有下列几项缺点：

1.合格率低：在发光二极管数组芯片82中，个别的发光二极管发光区非常小而且组件密度很高，例如，要达到600dpi的分辨率，则必须形成约总数达5000点的发光二极管发光区。接着必须从发光二极管数组芯片82上的焊接垫进行打线接合工序，而且必需进行约5000次的打线接合工序，以形成约5000条的焊接线84。在此情况下，由于打线的条数及密度太高，且将多个发光二极管数组芯片82一一固定在印刷电路板81上，将导致精度控制困难，造成不合格品过多。

2.制造成本较高：上述结构必须在完成整体工序后，例如完成约5000次打线接合工序后，才能进行测试作业，如果其中几组不亮，因组件太过密集，更换不亮的组件也可能同时破坏到邻近区域的组件，故多数是将整组以报废品处理，造成不当的成本增加；

3.设备投资成本较高：由于多个发光二极管数组芯片必须精确地并列在同一轴线的位置上，因此需要透过高精度的设备才能达成，相对其机台成本较高。

综合上述各项因素，无论是设备的投资、制造的成本、合格率的控制上，都无法获得有效的改良，此将使产品的单价过高，竞争力下降。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可降低制造成本及提升产品合格率的发光二极管数组模块，主要是利用增设至少一组基载板的方式，配合其预定的形状，使发光二极管数组芯片及驱动电路芯片能更为精准且容易地设置其上，并可预作检测的动作，由此提升产品的合格率并降低制造成本。

为实现上述目的，本发明主要是由基板、基载板、芯片、驱动电路芯片及作为电性连接的数个金属线构成，该基载板设置于该基板上，其顶部形成一横向的突条，使至少一个芯片及驱动电路芯片分设该突条两侧，该芯片上设有发光组件数组及焊垫数组，数个金属线连接于该芯片及驱动电路芯片的焊垫数组处，以作电性连接，该驱动电路芯片用于驱动该发光组件数组处的发光二极管，其顶面除设有焊垫数组外也另设有焊垫区，该处并利用金属线与基板作电性连接，由此构成一完整的电性回路。

运用本发明的发光二极管数组模块，其具有下列几项具体的功效：

1.降低制造成本：运用基载板的设置，能将传统数千点的发光二极管组件精准地排列在同一轴上的作业，改为仅由数个已完成打线工序的基载板进行接合构装固定的动作，因此可以使用精度要求不高的设备或人工进行高精度的构装，以节省制造成本。

2.产品合格率高：利用基载板的设置，可在数个芯片及驱动电路芯片黏合其上并完打线接合制造后，即进行测试，直接剔除不良品；如果构装于基板上后发生有不亮(或不良)的情形时，由于基载板是以低温胶黏合于基板上，可在低温情形下更换新基载板而不会影响到邻近的区域，故维修成本较低，而且同时能提升产品合格率。

3.能减少不必要的成本浪费：能在最初基载板打线接合工序完成后，即剔除不良品，避免传统结方式在整组制造完成后才能进行测试，如有故障，不仅维修困难，也可能造成整组产品的报废，因此能减少制造成本的浪费。

4.由于载基板上设有横向的突条，可将其侧边作为基准线使芯片或驱动电路芯片进行固晶时靠置其上，让其快速及精确地定位，缩短加工时间。

5.运用本发明的技术除能保有高制造精度及低维修成本外，且能降低制造成本，又能提高产品的合格率，使所得的产品更具市场竞力。

附图说明

图1为传统发光二极管打印机头原理的示意图；

图2为传统发光二极管作为光源的结构示意图；

图3为本发明的剖面示意图；

图4为本发明的平面示意图；

图5为本发明基载板与芯片及驱动电路芯片组装前的示意图；

图6为本发明另一实施例的基载板与芯片及驱动电路芯片组装前的示意图；

图7为本发明运用于打印机头的示意图；

图8为本发明的基载板的另一实施例的剖面示意图。

图中

1   基板              2   基载板

21  第一面            22  第二面

23  突条              24  突条

25  突条              3   芯片

31  发光组件数组      32  焊垫数组

4   驱动电路芯片      41  焊垫数组

42  焊垫区          5   金属线

6   金属线          70  感光鼓

71  光学镜片        72  光源区

8   基载板          81  突条

90  影像磁鼓        91  学透镜

具体实施方式

为更清楚地了解本发明的详细流程及技术内容，本发明人将结合以下的附图进行详细的说明。

参阅图3、图4所示，其为本发明的剖面图及平面示意图，该发光组件数组模块主要包括有基板1、基载板2、芯片3、驱动电路芯片4及作电性连接的多个金属线5、6，该基板1为印刷电路板、陶瓷基板或其它可制作电路的材料所制成，该基载板2是设置于基板1的上，主要用以使芯片3及驱动电路芯片4设置其上，该基载板2是以低温胶20固定于基板1上，其设置的数量则依所需光点的发光二极管数量而定。

如图5所示，该基载板2顶表面系区分第一面21及第二面22，其中该第一面21供该芯片3黏合其上，而该第二面22则供该驱动电路芯片4黏合其上。另外为使芯片3和驱动电路芯片4在固晶时更快速定位，该基载板2上是以横向(垂直图面的方向)设置一突出的突条23，使芯片放置时能以突条23的侧边为基准线靠置其上，如此一来，不仅位置较为精确而且更为快速，也可降低位置偏移的不合格品的发生。如图6所示为本发明另一实施例，该基载板2除在中间设置突条23外，也可在两侧以相同方式形成突条24、25，此结构形状将使芯片更为精准及快速地设置其上。该基载板2由硅材料或其它可制作成该形状的材料所构成，利用半导体蚀刻(或其它如铝、铁氟龙、铜或可塑性橡胶类等)工序蚀刻做出供上述两组件设置的区域，可方便制造者以人工方式快速将芯片3及驱动电路芯片4定位其上。

该芯片3主要作为产生亮度的光源，其上表面设有至少为一的发光组件数组31及焊垫数组(pad array)32，该发光组件数组31内包含多个发光二极管，该焊垫数组32则是依发光二极管的数量而形成相对的焊垫(pad)。该驱动电路芯片4主要用以驱动发光二极管发亮，其顶面形成有焊垫数组41及焊垫区42，该焊垫数组41配合芯片3的焊垫数组32形成相对数量的焊垫，而焊垫区42则是用以使基板1的电性讯号传递至驱动电路芯片4处，其仅设有数个焊垫。另外数个金属线5是连接于该芯片3的焊垫数组32及驱动电路芯片4的焊垫数组41，以作电性的连接，而多个金属线6则连接于基板1与驱动电路芯片4的焊垫区42，以此构成完整的电性回路。

依照本发明的发光组件数组模块，因为基载板特殊的形状结构，在芯片3或驱动电路芯片4固晶时，以人工方式即可快速定位，使制造上更为容易成本较低。而且一组基载板2上同时设置多个芯片3及驱动电路芯片4，例如本实施例中各设三个，并在完成设置及打线接合工序时，尚未设置在基板1(印刷电路板)之前，可以先利用一些测试设备预先确认单一基载板2结构的品质，以立即剔除不良品，提升产品的合格率。最后再依预先设定的光点(例如约5000点)，将打线方式缩减少到分别用1000或数百支打线的数个基载板2设置于基板1上，进行的固定接合动作，因此可以用精度要求不高的设备或是人工进行高精度的构装以节省制造成本。如果在先前测试过程中未发现的不合格品，或是载基板2黏合于基板1上时，才发现其中一芯片3上的发光二极管不亮(或不良)时，因采低温胶固定，故可在低温情形下更换新的基载板2而不会破坏邻近的区域。

综合以上所述，本发明的结构在制造生产程序中，其在初期的芯片设置，即能提供快速的定位，中段工序即能剔除不良品，减少不必要的成本浪费，而后段工序则能以较低的设备投资，完成高精度要求的加工，制造出符合规格的产品，另外对于瑕疵品的改善亦能以较低的维修成本来克服。如此一来，能使本发明的产品价格降低，使产品的竞争力大幅提升。

如图7所示，也可将本发明的发光组件数组模块应用于打印机头中，该发光组件数组组模作为打印机中的光源，搭配一光学透镜91(opticallens)，将发光组件数组模块的发光组件数组所发射的光予以聚焦，并投射在影像磁鼓90(image drum)上。其中，此光学组件较佳的实施例为一杆状透镜数组(rod lens array)。

如图8所示为本发明基载板的另一实施例的剖面图，本实施例主要是改变该基载板8的形状，并且将驱动电路芯片4直接黏合于基板1的上，而该基载板8仅供该芯片3设置其上，其顶部一侧亦设有横向(垂直图面方向)的突条81，使芯片3单边能靠置至其上并以人工方式放置，以降低生产成本及高精密设备的投资，另外该基载板8的尺寸可缩小，仅蚀刻出如图所示的形状，在生产时更为容易，成本可进一步降低。

以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，并非用来限定本发明实施例的范围。即依本发明权利要求书范围所作的均等变化及修饰，皆为本发明的专利范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种发光组件数组模块，其特征在于包括有：

一基板，其上设有数个基载板；

数个基载板，其顶表面区分出第一面及第二面，至少为一芯片黏合于第一面上，至少为一的驱动电路芯片黏合于第二面上；

一芯片，其顶面形成有至少为一的发光组件数组及焊垫数组；

一驱动电路芯片，其内设有驱动发光组件数组的电路，其顶表面上分设有焊垫数组及焊垫区；

数个金属线，分别将基板与驱动电路芯片、及芯片与驱动电路芯片作电性连接。

2.如权利要求1所述的发光组件数组模块，其特征在于该发光组件数组包含多个发光二极管。

3.如权利要求1所述的发光组件数组模块，其特征在于该基板由印刷电路板所制成。

4.如权利要求1所述的发光组件数组模块，其特征在于该基载板由硅材料所制成。

5.如权利要求1所述的发光组件数组模块，其特征在于该基载板顶部设有呈横向突起设置的突条，该芯片与驱动电路芯片分别靠置其两侧。

6.如权利要求1所述的发光组件数组模块，其特征在于该基载板顶部设有呈横向突起的三个突条，该芯片和驱动电路芯片分别设置于两两突条间所形成较低的区域内。

7.如权利要求1所述的发光组件数组模块，其特征在于基载板是以半导体蚀刻(或其它如铝、铁氟龙、铜或可塑性橡胶类等)工序蚀刻做出其形状。

8.如权利要求1所述的发光组件数组模块，其特征在于该基载板是利用低温胶合于基板上。

9.如权利要求1所述的发光组件数组模块，其特征在于可运用于打印机头中。

10.一种发光组件数组模块，其特征在于包括有：

一基板，其上设有至少为一的基载板及多个驱动电路芯片；

一基载板，其顶部表面设有多个芯片黏合于其上，顶部一侧另形成有横向突起的突条并使多个芯片靠置其侧边；

多个芯片，其顶面形成有至少为一的发光组件数组及焊垫数组；

多个驱动电路芯片，其内设有驱动发光组件数组的电路，其上顶表面分设有焊垫数组及焊垫区；

数个金属线，分别将基板与驱动电路芯片、及芯片与驱动电路芯片作电性连接。

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