CN1667844A - 侧光型彩色发光二极管封装结构 - Google Patents

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Abstract

一种侧光型彩色发光二极管(light emitting diode，LED)封装结构，其特征为将LED电路板基材上的焊垫，安置于基材同一侧方向，以利于背光模块的电路板焊接，使整个彩色LED发光方向，可以直接射入彩色液晶背光模块的导光板，另外，由于彩色发光二极管封装结构基材上，置有导电柱，可使在LED基板第一面(即放置LED晶粒面)的LED发光晶粒电极，直接通过由导电柱导通至背面焊垫接合面(即第二面)，换句话说，即是通过由导电柱可使双面的电极得以直接导电并传热，使得整个彩色发光二极管封装结构具有良好散热性，本发明的特点是针对彩色液晶背光源的需求，特别设计出可直接焊接并由侧面发光的一种发光二极管封装结构。

Description

侧光型彩色发光二极管封装结构
技术领域
本发明是涉及一种侧光型彩色发光二极管封装结构，适用于彩色液晶背光模块的发光源，可以直接垂直电路基板(mother board)接合，并使LED发光方向从侧面发出，直接射入背光模块的导光板运用。
背景技术
在目前的传统技术上，小尺寸彩色液晶荧幕背光模块的发光源封装结构，多半是采用一LED晶粒搭配荧光材料所制成的【白光LED】；此外，另一种方式，是采用红色LED发光晶粒(Redchip)、绿色LED发光晶粒(GreenChip)及蓝色LED发光晶粒(Bluechip)所共同封装在同一元件封装结构体中的封装方式，即所谓三晶式。然而，目前市面上应用于液晶荧幕背光模组的产品，其缺点为封装基板采用PCB复合板材，散热性不佳，易造成亮度衰减寿命变短，如台湾专利名称为彩色发光模组侧焊包装的发光模块，其公告为第171645号，如图1及图2所示：该发光模块第一面，是将LED发光晶粒放置在此面，使发光源由此面发出，将此面分割成四个独立导电区域，再将R111，G112，B113三个发光晶粒分别放置于第一独立导电区域11、第二独立导电区域12及第三独立导电区域13；各发光晶粒的第一电极以金属线接合到放置的独立导电区域，然后各发光晶粒的第二电极再以金属线接合到第四共导电区域14：由于该发光模块基板10材料为PCB塑胶，无法导通电流，因此，第一面上的LED发光晶粒要将电流导通至该发光模块第二面时，必须要通过边壁金属121、122、123，124互相导通，所以，该发光模块第二面也一样分割成四个独立导电区域，通过边壁金属与第一面互相导通电流。
综上所述，目前一般LED发光模组的缺点在于：其基板材料为PCB式塑胶材料，仅有导电区域及接合用金属铜箔线可供散热，造成散热性不佳，也由于此缘故，而易导致产品寿命不易长久。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种侧光型彩色发光二极管封装结构，性能更佳，产品寿命更长。
为实现上述目的，本发明提供一种侧光型彩色发光二极管封装结构，其特征在于：其中包含一电路板基材，和两颗或两颗以上的不同色光LED发光晶粒以及封装胶体所构成，其中电路板基材的第一面为放置LED发光晶粒电极面，第二面为焊垫电极面；该电路板基材放置LED发光晶粒电极底下置有导电柱，可使电流直接导通电路板基材的两面电极，并且利用该导电柱具有传热功能来导出散热以增加散热速度。
所述侧光型彩色发光二极管封装结构，其中该电路板基材第一面放置LED发光晶粒电极面及第二面为焊垫电极面均分割成为LED发光晶粒数再加一个独立导电区域。
所述侧光型彩色发光二极管封装结构，其中所述电路板基材必须有一个或一个以上导电柱。
所述侧光型彩色发光二极管封装结构，其中所述导电柱，其材料必须为一种具导电的材料，其材料可为金、银、铜、铝、及锡的物质或其合金物中所选出。
所述侧光型彩色发光二极管封装结构，其中所述不同色光的LED发光晶粒，可由红色发光晶粒、绿色光发光晶粒及蓝色光发光晶粒三晶所组成。
本发明中，在电路板的基材上第一面放置LED发光晶粒，另外在电极面上分割成为LED发光晶粒数再加一(N+1；N为LED发光晶粒数)个独立导电区域，且另外挖一个或一个以上独立导电孔以利放置导电柱；本发明所选用发光晶粒可以是一般表面电极、或是覆晶式等不同发光二极管晶粒，有广泛发光晶粒可选用，且不因发光晶粒电极设计不同而有所改变；本发明可为侧焊彩色发光二极管封装模块包装的运用，使LCD背光模组可达更轻、薄、短，小使用的目的。
附图说明
图1是先前技术第一面；
图2是光前技术模块第二面侧边焊接包装至母板示意图；
图3是本发明一般表面电极晶粒实施例第一面；
图4是本发明一般表面电极晶粒实施例第二面；
图5是本发明一般表面电极晶粒实施例剖面示意图；
图6是本发明一般表面电极晶粒实施例第二面侧边焊接包装至母板示意图；
图7是本发明覆晶式发光二极管晶粒实施例第一面。
具体实施方式
实例一：一般表面电极LED发光晶粒实施例
本发明侧光型彩色发光二极管封装结构如图3～图6。
图3是侧光型彩色发光二极管封装结构的电路板基材第一面，为放置LED发光晶粒电极面，是将LED发光晶粒放置在此面，使发光源由此面发出；本案实施例显示电路板基材30具有第一面放置LED发光晶粒电极面的导电材料以及第二面焊垫电极面的导电材料，第一面电极面是分割成为LED发光晶粒数再加一(N+1；N为LED发光晶粒数)个独立导电区域，本案实施例为三晶式封装结构，因此，将电路概基材第一面分割成四个独立导电区域，及另外两个独立导电柱；第一导电区域31，第二导电区域32，第三导电区域33，第四导电区域34，第一个独立导电柱35，第二个独立导电柱36；红色光发光晶粒(Redchip)111底部电极放置于电路板基材第一面第一导电区域31的第一个独立导电柱35上面，第二电极为表面电极接合于电路板基材第一面第四导电区域34，绿色光发光晶粒(Greenchip)112放置于电路板基材第一面第一导电区域32的第二个独立导电柱36上面，第二电极为表面电极接合于电路板基材第一面第四导电区域34，蓝色光发光晶粒(Bluechip)113双表面电极分别接合于电路板基材第一面第三导电区域33，第二电极为表面电极接合于电路板基材第一面第四导电区域34。
图4是本实施例图3的第二面，为焊垫电极面，是用为焊接母板(电路板)的面；显示背面金属电极分布状态，背面金属电极一样分割成四个独立导电区域，及另外两个由电路板基板第一面贯通过来的独立导电柱；第一导电区域41，第二导电区域42，第三导电区域43，第四导电区域44，及二个独立导电柱35、36，电路板基材两面金属分别通过边壁金属及两个导电柱互相导通；电路板基材第一面的第一导电区域31与第二面的第一导电区域41是通过边壁金属321互相导通；电路板基材第一面的第二导电区域32与第二二面的第二导电区域42是通过边壁金属322互相导通：电路板基材第一面的第三导电区域33与第二面的第三导电区域43是通过边壁金属323互相导通；电路板基材第一面的第四导电区域34与第二面的第四导电区域44是通过边壁金属324互相导通。
图5是本案实施例侧光型彩色发光二极管封装结构的剖面示意图，是说明电路板基材两面导电孔通过导电柱互相导通的结构，该LED封装结构电路板基材第一面第一个独立导电柱35贯通，至第二面使电流互相导通；电路板基材第一面第二个独立导电柱36贯通至第二面使电流互相导通。
图6是本案实施例侧光型彩色发光二极管封装结构包装运用，电路板基材第二面第一个独立导电柱35有一个金属尾端459，另一导电柱孔36有一个金属尾端469；因此，利用该LED封装结构电路板基材第二面的金属尾端459、金属尾端469、第三导电区域43、以及第四导电区域44，排成一排安置在基材30的下方边缘，再焊接至母板20的四个对应点211、212、213，以及214，使整个封装结构的，基材30与母板20成相互垂直接合。
实例二：覆晶式LED发光晶粒实施例
侧光型彩色发光二极管封装结构如图7所示。
图7是侧光型彩色发光二极管封装结构的电路板基材第一面，为放置LED发光晶粒电极面，是将LED发光晶粒放置在此面，使发光源由此面发出；显示电路板基材50具有第一面导电材料以及第二面导电材料，电路板基材第一面分割成四个独立导电区域导电柱，及另外两个独立导电柱，与前实施例设计方式相同，仅因发光二极管晶粒接合方式不同。将导电区域修改为适合覆晶式发光二极管晶粒用的大小；电路板基材50第一面第一导电区域51通过边壁金属511与第二面的第一导电区域互相导通，电路板基材第一面第二导电区域52通过边壁金属512与第二面的第二导电区域互相导通，电路板基材第一面第三导电区域53通过边壁金属513与第二面的第三导电区域互相导通，电路板基材第一面第四导电区域54通过边壁金属514与第二面的第四导电区域互相导通，电路板基材第一面第一个独立导电柱孔55贯通至第二面使电流互相导通，电路板基材第一面第二个独立导电柱柱56贯通至第二面使电流互相导通；红色光发光晶粒(Redchip)114底部电极或侧面电极接合于电路板基材第一面第一导电区域51的导电柱55上面，第二底部电极或侧面电极接合于电路板基材第一面第四导电区域54；绿色光发光晶粒(Greellchip)115底部电极或侧面电极接合于电路板基材第一面第二导电区域52的导电柱56上面，第二底部电极或侧面电极接合于电路板基材第一面第四导电区域54；蓝色光发光晶粒(Bluehip)116底部电极或侧面电极分别接合于电路板基材第一面第三导电区域53，及电路板基材第一面第四导电区域54。
本案实施例电路板基材第二面及运用，与前一实施例设计及施工方式相同，因此，不再作详细的说明。
本发明侧光型彩色发光二极管封装结构，是将R、G、B三种LED晶粒共同封装在同一封装体内(俗称三晶式)，R、C、B三晶粒共同封装在同一封装体有一好处，即为同时点灯可形成白光，若将三晶式封装结构改为侧面发光型，则可用于彩色液晶面板的背光板，特别是手机用的中小尺寸背光源大部份都采用白光LED来使用，三晶式R、C、B白光也是一种选择。
本发明的特点为将电路板基材上置有导电柱贯通第一面放置LED发光晶粒电极面与第二面焊垫电极面，先将电路板基材上欲放置LED发光晶粒电极的位置直接钻孔，并将其孔电镀导电材料，再塞入高导电材料使形成一导电柱，导电柱及导电孔的导电材料可为金、银、铜、铝及锡的纯物质或是合金物组成的组群中所选出；利用导电柱使LED发光晶粒底面电极(第一面)的电流直接经由导电柱导通至背面(第二面)，不需再经边壁导电材料，可使双面电极得以直接导通，由于导电柱是由高导电材料所形成，本身也是一种良好的热导体，具散热及传热效果，并将热直接导出散热，增加散热速度。
本发明将LED电路板基材两面都分割成为LED发光晶粒数再加一(N十1；N为LED发光晶粒数)个独立导电区域，及另外在放置LED发光晶粒电极的位置底下挖一个或一个以上独立导电孔以利放置导电柱。
本发明所选用发光晶粒可以由以下群组中选用不同色光的两颗或两颗以上：红色发光晶粒(R)、绿色光发光晶粒(G)，蓝色光发光晶粒(B)，蓝绿色光发光晶粒(BG)，橙色光发光晶粒(O)、以及黄巳光发光晶粒(Y)。
本发明所选用发光晶粒可以是一般表面电极、或是覆晶式等不同发光二极管(lighte mitting diode，LED)，完全不受发光晶粒电极设计。
基板材料可用陶瓷或是PCB等复合材料再加上藕合电极及导电牲即可，其耦合电极的设计及实施已揭露为公知技艺，不再作详细的说明。
前言描述说明揭示本发明的较佳实施例以及改计图式，但较佳实施例以及设计图式仅是举例说明，并非用于限制本发明技艺的权利范围，因此，凡以均等的技艺方式实施本发明技艺、或是以下按权利要求书而实施，均不脱离本发明的精神而为落入申请人的权利范围。

Claims (5)

1、一种侧光型彩色发光二极管封装结构，其特征在于：其中包含一电路板基材，和两颗或两颗以上的不同色光LED发光晶粒以及封装胶体所构成，其中电路板基材的第一面为放置LED发光晶粒电极面，第二面为焊垫电极面；该电路板基材放置LED发光晶粒电极底下置有导电柱，可使电流直接导通电路板基材的两面电极，并且利用该导电柱具有传热功能来导出散热以增加散热速度。
2、根据权利要求1所述侧光型彩色发光二极管封装结构，其特征在于：其中该电路板基材第一面放置LED发光晶粒电极面及第二面为焊垫电极面均分割成为LED发光晶粒数再加一个独立导电区域。
3、根据权利要求1所述侧光型彩色发光二极管封装结构，其特征在于：其中所述电路板基材必须有一个或一个以上导电柱。
4、根据权利要求1所述侧光型彩色发光二极管封装结构，其特征在于：其中所述导电柱，其材料必须为一种具导电的材料，其材料可为金、银、铜、铝、及锡的物质或其合金物中所选出。
5、根据权利要求1所述侧光型彩色发光二极管封装结构，其特征在于：其中所述不同色光的LED发光晶粒，可由红色发光晶粒、绿色光发光晶粒及蓝色光发光晶粒三晶所组成。
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