TW201432949A - 發光模組及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種發光模組包含第一、第二導電支架、保護塑料層、反射塑料層與發光晶片。第一、第二導電支架彼此物理性分離。保護塑料層包覆第一、第二導電支架，並且定義出裸露出第一、第二導電支架內表面之容置空間。容置空間還包括固晶區。反射塑料層形成於容置空間中的內表面上。發光晶片位於固晶區上，且分別電性連接第一、第二導電支架。發光晶片是凸出於反射塑料層。

Description

發光模組及其製造方法
本發明是有關一種發光模組及其製造方法。
發光二極體(Light-Emitting Diode；LED)是一種半導體元件。發光二極體具有壽命長、耗電量低、體積小、耐震與用途廣泛等優點。近年來由於科技的進步，發光二極體不僅可應用於電子裝置的指示燈，還可應用於薄型化電視、電腦顯示器與日常的照明設備中。
習知發光二極體封裝體為了提升出光效率，會於承載發光二極體的支架上鍍一層具高反射率的銀層，使得發光二極體發出的光線可由支架表面的銀層反射。然而，銀層易與空氣中的硫反應，而形成黑色之硫化銀，且銀層通常以電化學製程完成，易殘留其他金屬離子，當發光二極體封裝體在光、濕、熱的狀況下，這些金屬離子會發生反應，使銀層黃化或黑化(例如氧化)。
如此一來，習知發光二極體封裝體經長時間使用 後，位於支架表面的銀層會因黑化使其反射率會下降，造成發光二極體封裝體的亮度下降。
本發明之一技術態樣為一種發光模組。
根據本發明一實施方式，一種發光模組包含第一導電支架、第二導電支架、保護塑料層、反射塑料層與發光晶片。第一導電支架與第二導電支架彼此物理性分離。保護塑料層包覆第一導電支架與第二導電支架，並且定義出裸露出第一導電支架與第二導電支架之內表面的容置空間。容置空間還包括固晶區。反射塑料層形成於容置空間中的內表面上。發光晶片位於固晶區上，且分別電性連接第一導電支架與第二導電支架。發光晶片是凸出於反射塑料層。
在本發明一實施方式中，上述第一導電支架與第二導電支架的內表面均包含底面與側面，且底面與側面之間夾一鈍角。
在本發明一實施方式中，上述固晶區位於底面上，且位於底面之反射塑料層的厚度小於發光晶片的厚度。
在本發明一實施方式中，上述鈍角介於100至170度之間。
在本發明一實施方式中，上述發光晶片具有至少二導線，且每一導線藉由焊錫分別電性連接於第一導電支架與第二導電支架，且反射塑料層的熔點溫度低於焊錫的熔 點溫度。
在本發明一實施方式中，上述保護塑料層的熔點溫度高於焊錫的熔點溫度。
在本發明一實施方式中，上述發光模組更包含封裝膠。封裝膠位於容置空間中，且覆蓋反射塑料層與發光晶片。
在本發明一實施方式中，上述封裝膠包括螢光粉，用以改變發光晶片之光線的波長。
在本發明一實施方式中，上述反射塑料層的材質是選自聚碳酸酯、聚乙烯、聚酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸環乙酯、聚丙烯和尼龍所構成之族群。
在本發明一實施方式中，上述保護塑料層的材質是選自聚碳酸酯、聚乙烯、聚酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸環乙酯、聚丙烯和尼龍所構成之族群。
本發明另一技術態樣為一種發光模組的製造方法。
根據本發明一實施方式，一種發光模組的製造方法包含下列步驟：(a)提供第一導電支架以及與第一導電支架彼此物理性分離之第二導電支架。(b)射出成型保護塑料層以包覆第一導電支架與第二導電支架，並且定義出裸露出第一導電支架與第二導電支架內表面之容置空間，其中容置空間更包括固晶區。(c)形成反射塑料塊於第一導電支架與第二導電支架位在容置空間中之內表面的側面上。(d)固定發光晶片於固晶區上。(e)施一烘烤處理，使反射塑料塊熔化而形成反射塑料層，並覆蓋於第一導電支架與第二 導電支架之內表面上。
在本發明一實施方式中，上述步驟(d)更包含施一焊接處理，使發光晶片分別電性連接至第一導電支架與第二導電支架。
在本發明一實施方式中，上述步驟(e)是在迴焊爐或烤箱中進行。
在本發明一實施方式中，上述烘烤處理之溫度介於245至260℃之間，且保護塑料層的熔點溫度高於260℃，而反射塑料層的熔點溫度低於245℃。
在本發明一實施方式中，上述發光模組的製造方法更包含填充封裝膠於容置空間中，以覆蓋反射塑料層與發光晶片。
在本發明一實施方式中，上述封裝膠包括螢光粉，用以改變發光晶片之光線的波長。
在本發明一實施方式中，上述反射塑料層的材質是選自聚碳酸酯、聚乙烯、聚酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸環乙酯、聚丙烯和尼龍所構成之族群。
在本發明一實施方式中，上述保護塑料層的材質是選自聚碳酸酯、聚乙烯、聚酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸環乙酯、聚丙烯和尼龍所構成之族群。
在本發明上述實施方式中，保護塑料層位於第一導電支架與第二導電支架的外表面，而反射塑料層位於第一導電支架與第二導電支架的內表面。當位於固晶區的發光晶片發光時，反射塑料層可用來反射發光晶片的光線。由 於反射塑料層為非金屬，因此不會產生習知銀質反射層的黃化、硫化與氧化問題。此外，反射塑料層可填補第一導電支架與第二導電支架之間的縫隙，能防止焊接助熔劑滲入縫隙而造成短路。
在製作時，反射塑料塊可先形成於第一導電支架與第二導電支架之內表面的側面上，之後再藉由烘烤處理使反射塑料塊熔化。如此一來，熔化的反射塑料層可藉由重力而沿第一導電支架與第二導電支架之內表面流動，待反射塑料層固化後，便可覆蓋於第一導電支架與第二導電支架的內表面上。
100‧‧‧發光模組
110‧‧‧第一導電支架
112‧‧‧內表面
114‧‧‧底面
115‧‧‧絕緣部
116‧‧‧側面
120‧‧‧第二導電支架
130‧‧‧保護塑料層
132‧‧‧容置空間
134‧‧‧固晶區
140‧‧‧反射塑料層
140’‧‧‧反射塑料塊
150‧‧‧發光晶片
160‧‧‧導線
162‧‧‧焊錫
170‧‧‧封裝膠
H1‧‧‧厚度
H2‧‧‧厚度
S1‧‧‧步驟
S2‧‧‧步驟
S3‧‧‧步驟
S4‧‧‧步驟
S5‧‧‧步驟
θ‧‧‧鈍角
第1圖繪示根據本發明一實施方式之發光模組的剖面圖。
第2圖繪示根據本發明一實施方式之發光模組的製造方法的流程圖。
第3圖繪示第1圖之第一導電支架與第二導電支架的剖面圖。
第4圖繪示第3圖之第一導電支架與第二導電支架形成保護塑料層時的剖面圖。
第5圖繪示第4圖之第一導電支架與第二導電支架形成反射塑料塊時的剖面圖。
第6圖繪示第5圖之第一導電支架與第二導電支架固 定發光晶片時的剖面圖。
第7圖繪示第6圖之反射塑料塊熔化而覆蓋於第一導電支架與第二導電支架之內表面時的剖面圖。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
第1圖繪示根據本發明一實施方式之發光模組100的剖面圖。如圖所示，發光模組100包含第一導電支架110、第二導電支架120、保護塑料層130、反射塑料層140與發光晶片150。第一導電支架110與第二導電支架120彼此物理性分離，例如以絕緣部115隔離第一導電支架110與第二導電支架120。其中，第一導電支架110與第二導電支架120的材質可以為金屬，絕緣部115的材質可以為塑膠或橡膠。此外，第一導電支架110與第二導電支架120的內表面112均包含底面114與側面116，且底面114與側面116之間夾一鈍角θ。在本實施方式中，鈍角θ介於100至170度之間，但此範圍並不以限制本發明。
保護塑料層130包覆第一導電支架110與第二導電支架120，並且定義出裸露出第一導電支架110與第二導電 支架120之內表面112的容置空間132。在本實施方式中，保護塑料層130的材質可以為選自聚碳酸酯、聚乙烯、聚酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸環乙酯、聚丙烯和尼龍所構成之族群，但並不以限制本發明。
反射塑料層140形成於位在容置空間132中的內表面112上。在本實施方式中，反射塑料層140的材質可以為選自聚碳酸酯、聚乙烯、聚酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸環乙酯、聚丙烯和尼龍所構成之族群，但並不以限制本發明。
此外，容置空間132還包括固晶區134。發光晶片150位於固晶區134上，且分別電性連接第一導電支架110與第二導電支架120。固晶區134位於底面114上，且位於底面114之反射塑料層140的厚度H1小於發光晶片150的厚度H2，使發光晶片150凸出於反射塑料層140。
在本實施方式中，發光晶片150具有分別連接其正負極的二導線160，且每一導線160藉由焊錫162分別電性連接於第一導電支架110與第二導電支架120。反射塑料層140的熔點溫度低於焊錫162的熔點溫度。保護塑料層130的熔點溫度高於焊錫162的熔點溫度。其中，反射塑料層140的熔點溫度例如低於245℃，焊錫162的熔點溫度例如260℃，保護塑料層130的熔點溫度例如高於260℃。
發光模組100還可包含封裝膠170。封裝膠170位於容置空間132中，且覆蓋反射塑料層140與發光晶片150。封裝膠170可以包括螢光粉，可用來改變發光晶片150 之光線的波長。
具體而言，保護塑料層130位於第一導電支架110與第二導電支架120的外表面(即容置空間132外的表面)，而反射塑料層140位於第一導電支架110與第二導電支架120的內表面112(即容置空間132中的表面)。當位於固晶區134的發光晶片150發光時，反射塑料層140可用來反射發光晶片150的光線。由於反射塑料層140為非金屬，因此不會產生習知銀質反射層的黃化、硫化與氧化問題。此外，反射塑料層140可填補第一導電支架110與第二導電支架120之間的縫隙，能防止焊接助熔劑滲入縫隙而造成短路。
應瞭解到，已敘述過的元件連接關係與材料將不在重複贅述，合先敘明。在以下敘述中，將說明第1圖之發光模組100的形成步驟。
第2圖繪示根據本發明一實施方式之發光模組100的製造方法的流程圖。首先在步驟S1中，提供第一導電支架以及與第一導電支架彼此物理性分離之第二導電支架。接著在步驟S2中，射出成型保護塑料層以包覆第一導電支架與第二導電支架，並且定義出裸露出第一導電支架與第二導電支架內表面之容置空間，其中容置空間更包括固晶區。之後在步驟S3中，形成反射塑料塊於第一導電支架與第二導電支架位在容置空間中之內表面的側面上。接著在步驟S4中，固定發光晶片於固晶區上。最後在步驟S5中，施一烘烤處理，使反射塑料塊熔化而形成反射塑料層，並 覆蓋於第一導電支架與第二導電支架之內表面上。
第3圖繪示第1圖之第一導電支架110與第二導電支架120的剖面圖。第4圖繪示第3圖之第一導電支架110與第二導電支架120形成保護塑料層130時的剖面圖。同時參閱第3圖與第4圖，第一導電支架110與第二導電支架120彼此物理性分離。保護塑料層130可用射出成型的方式來形成。保護塑料層130包覆第一導電支架110與第二導電支架120的外表面，並且定義出裸露出第一導電支架110與第二導電支架120內表面112之容置空間132。其中，第一導電支架110與第二導電支架120的外表面意指容置空間132外的表面。此外，容置空間132還包括用來固定晶片的固晶區134。
第5圖繪示第4圖之第一導電支架110與第二導電支架120形成反射塑料塊140’時的剖面圖。待保護塑料層130成型後，反射塑料塊140’可形成於第一導電支架110與第二導電支架120位在容置空間132中之內表面112的側面116上。
第6圖繪示第5圖之第一導電支架110與第二導電支架120固定發光晶片150時的剖面圖。待反射塑料塊140’形成於第一導電支架110與第二導電支架120之內表面112的側面116上後，可將發光晶片150固定於位在固晶區134上，並施一焊接處理，使發光晶片150可透過導線160與焊錫162分別電性連接至第一導電支架110與第二導電支架120。
第7圖繪示第6圖之反射塑料塊140’熔化而覆蓋於第一導電支架110與第二導電支架120之內表面112時的剖面圖。同時參閱第6圖與第7圖，待發光晶片150固定於第一導電支架110後，可將第6圖之結構施一烘烤處理，使反射塑料塊140’熔化而形成反射塑料層140，且反射塑料層140覆蓋於第一導電支架110與第二導電支架120之內表面112上，如第7圖所示。在本實施方式中，烘烤處理之溫度介於245至260℃之間，保護塑料層130的熔點溫度高於260℃，而反射塑料層140的熔點溫度低於245℃。如此一來，在烘烤時，保護塑料層130仍可保持固態，反射塑料塊140’則會熔化成液態，由於底面114與側面116之間夾鈍角θ，因此熔化的反射塑料層140可藉由重力沿第一導電支架110與第二導電支架120之內表面112流動。之後，待反射塑料層140冷卻固化後，便可覆蓋於第一導電支架110與第二導電支架120的內表面112上，如第7圖所示。
上述之烘烤處理可在迴焊爐或烤箱中進行，但並不以限制本發明。
同時參閱第1圖與第7圖，待反射塑料層140覆蓋於第一導電支架110與第二導電支架120的內表面112後，可將封裝膠170填充於容置空間132中，使反射塑料層140與發光晶片150由封裝膠170所覆蓋。如此一來，便可得到第1圖的發光模組100。
本發明之發光模組及其製造方法與先前技術相 較，具有下列優點：當位於固晶的發光晶片發光時，反射塑料層可用來反射發光晶片的光線。由於反射塑料層為非金屬，因此不會產生習知銀質反射層的黃化、硫化與氧化問題。此外，反射塑料層可填補第一導電支架與第二導電支架之間的縫隙，能防止焊接助熔劑滲入縫隙而造成短路。另外，在烘烤反射塑料塊時，熔點較高的保護塑料層仍可保持固態，熔點較低的反射塑料塊則會熔化成液態。由於內表面的底面與側面之間夾鈍角θ，因此熔化的反射塑料層可藉由重力沿第一導電支架與第二導電支架之內表面流動。待反射塑料層冷卻固化後，便可覆蓋於第一導電支架與第二導電支架的內表面上。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧發光模組
110‧‧‧第一導電支架
112‧‧‧內表面
114‧‧‧底面
115‧‧‧絕緣部
116‧‧‧側面
120‧‧‧第二導電支架
130‧‧‧保護塑料層
132‧‧‧容置空間
134‧‧‧固晶區
140‧‧‧反射塑料層
150‧‧‧發光晶片
160‧‧‧導線
162‧‧‧焊錫
170‧‧‧封裝膠
H1‧‧‧厚度
H2‧‧‧厚度
θ‧‧‧鈍角

Claims (18)

  1. 一種發光模組，包含：一第一導電支架以及一與該第一導電支架彼此物理性分離之第二導電支架；一保護塑料層，包覆該第一、第二導電支架，並且定義出一裸露出該第一、第二導電支架內表面之容置空間，其中該容置空間更包括一固晶區；一反射塑料層，形成於該容置空間中的內表面上；以及一發光晶片，位於該固晶區上，且分別電性連接該第一、第二導電支架，且該發光晶片是凸出於該反射塑料層。
  2. 如請求項1所述之發光模組，其中該第一、第二導電支架的內表面均包含一底面與一側面，且該底面與該側面之間夾一鈍角。
  3. 如請求項2所述之發光模組，其中該固晶區位於該底面上，且位於該底面之該反射塑料層的厚度小於該發光晶片的厚度。
  4. 如請求項2所述之發光模組，其中該鈍角介於100至170度之間。
  5. 如請求項1所述之發光模組，其中該發光晶片具有至少二導線，且每一該導線藉由一焊錫分別電性連接於該第一、第二導電支架，且該反射塑料層的熔點溫度低於該焊錫的熔點溫度。
  6. 如請求項5所述之發光模組，其中該保護塑料層的熔點溫度高於該些焊錫的熔點溫度。
  7. 如請求項1至6中任一項所述之發光模組，更包含：一封裝膠，位於該容置空間中，且覆蓋該反射塑料層與該發光晶片。
  8. 如請求項7所述之發光模組，其中該封裝膠包括螢光粉，用以改變該發光晶片之光線的波長。
  9. 如請求項8所述之發光模組，其中該反射塑料層的材質是選自聚碳酸酯、聚乙烯、聚酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸環乙酯、聚丙烯和尼龍所構成之族群。
  10. 如請求項8所述之發光模組，其中該保護塑料層的材質是選自聚碳酸酯、聚乙烯、聚酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸環乙酯、聚丙烯和尼龍所構成之族群。
  11. 一種發光模組的製造方法，包含下列步驟：(a)提供一第一導電支架以及一與該第一導電支架彼此物理性分離之第二導電支架；(b)射出成型一保護塑料層以包覆該第一、第二導電支架，並且定義出一裸露出該第一、第二導電支架內表面之容置空間，其中該容置空間更包括一固晶區；(c)形成一反射塑料塊於該第一、第二導電支架位在該容置空間中之內表面的一側面上；(d)固定一發光晶片於該固晶區上；以及(e)施一烘烤處理，使該反射塑料塊熔化而形成一反射塑料層，並覆蓋於該第一、第二導電支架之內表面上。
  12. 如請求項11所述之發光模組的製造方法，其中該步驟(d)更包含：施一焊接處理，使該發光晶片分別電性連接至該第一、第二導電支架。
  13. 如請求項11所述之發光模組的製造方法，其中該步驟(e)是在一迴焊爐或一烤箱中進行。
  14. 如請求項13所述之發光模組的製造方法，其中該烘烤處理之溫度介於245至260℃之間，且該保護塑料層的熔點溫度高於260℃，而該反射塑料層的熔點溫度低於245 ℃。
  15. 如請求項11至14中任一項所述之發光模組的製造方法，更包含：填充一封裝膠於該容置空間中，以覆蓋該反射塑料層與該發光晶片。
  16. 如請求項15所述之發光模組的製造方法，其中該封裝膠包括螢光粉，用以改變該發光晶片之光線的波長。
  17. 如請求項16所述之發光模組的製造方法，其中該反射塑料層的材質是選自聚碳酸酯、聚乙烯、聚酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸環乙酯、聚丙烯和尼龍所構成之族群。
  18. 如請求項16所述之發光模組的製造方法，其中該保護塑料層的材質是選自聚碳酸酯、聚乙烯、聚酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸環乙酯、聚丙烯和尼龍所構成之族群。
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