TW201447168A - 具有陶瓷基板的led料帶結構及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種具有陶瓷基板的LED料帶結構及其製造方法，此LED料帶結構包括一陶瓷基板、複數導線架及複數凹杯，陶瓷基板設有複數安置區，每一安置區具有相對的一上表面、一下表面及設有貫穿上表面和下表面的複數通孔；每一導線架由一金屬層披覆於上表面、下表面及通孔表面而形成；每一凹杯由矽利康（Silicone）材料以模內射出方式成型，各凹杯透過通孔而固定於各安置區上，並裸露出導線架。藉此，讓凹杯能夠直接形成在陶瓷基板上，使LED料帶結構製程具有降低步驟及節省成本之優點。

Description

具有陶瓷基板的LED料帶結構及其製造方法

本發明係有關於一種LED料帶結構，尤指一種具有陶瓷基板的LED料帶結構及其製造方法。

本發明主張國內優先權之基礎案係為民國102年6月5日所提出之發明申請案，其申請案號第102120010號，據此作為本發明優先權之基礎，在此先予聲明。

發光二極體(Light Emitting Diode，LED)具有體積小、耗電量低、使用壽命長、高亮度、環保等優點，故逐漸成為現代最常用的光源之一。其中，發光二極體之製作主要是將LED晶片焊接於導線架上，並利用螢光膠覆蓋LED晶片，用以將LED晶片所發射出的可見光譜轉換成白光或其他顏色光譜。

上述發光二極體，為了調節LED晶片的發光角度，會於導線架上覆蓋一凹杯，並將LED晶片固定在凹杯中，使LED晶片可透過凹杯內周緣的環壁反射或折射，進而提升LED晶片出光效率及發光角度。

然而，發光二極體若為高效率類型，則導線架會配合以一陶瓷基板所製成，但因陶瓷基板之材質易脆，故不易於陶瓷基板上直接成型凹杯，通常必須額外製造凹杯，再將凹杯黏覆於導線架上，導致製程之步驟複雜及成本昂貴。另外，額外製造的凹杯內周緣無法成形傾斜環壁，導致LED晶片的發光散射不良。有鑑於此，本發明人遂針對上述現有技術，特潛心研究並配合學理的運用，盡力解決上述之問題點，即成為本發明人開發之目標。

本發明之ㄧ目的，在於提供一種具有陶瓷基板的LED料帶結構及其製造方法，其係利用矽利康（Silicone）材料以模內射出方式成型凹杯，讓凹杯能夠直接形成在陶瓷基板上，使LED料帶結構製程具有降低步驟及節省成本之優點。

為了達成上述之目的，本發明係提供一種具有陶瓷基板的LED料帶結構，包括：

一陶瓷基板，設有複數安置區，每一該安置區具有相對的一上表面、一下表面及設有貫穿該上表面和該下表面的複數通孔；

複數導線架，每一該導線架由一金屬層披覆於該上表面、該下表面及該等通孔表面而形成；以及

複數凹杯，由矽利康（Silicone）材料以模內射出方式成型，各該凹杯透過該等通孔而固定於各該安置區上，並裸露出該導線架。

為了達成上述之目的，本發明係提供一種製備如上述具有陶瓷基板的LED料帶結構之製造方法，其步驟包括：

a)提供一模具，將該模具配置在該安置區的上、下兩側；

b)對該模具填充一液態矽利康（Silicone），並朝該安置區方向進行模內射出；以及

c)再對該液態矽利康（Silicone）進行加熱作業，而令該液態矽利康（Silicone）受熱固化後於該安置區上成型該凹杯。

本發明還具有以下功效：

第一、模具和安置區之間具有間距，防止模具上、下夾持陶瓷基板，以避免陶瓷基板受夾持力而產生破裂，並透過液態矽利康（Silicone）材料黏性較高之特質，使液態矽利康（Silicone）以模內射出方式成型在安置區上時，液態矽利康（Silicone）還未發生溢流就被加熱固化而形成凹杯，進而降低LED料帶結構製程之步驟及成本。

第二、利用模內射出成型之凹杯，可藉由模具之設計，而於環牆的內周緣上製作不同角度的傾斜環壁，使LED晶片能夠藉由傾斜環壁而調整反射或折射角度，以達到增加發光角度及出光效率。

第三、進行矽利康（Silicone）液態射出時，由於尚未在陶瓷基板上進行固晶打線等製成，因此在量產異常時不需負擔固晶打線失敗之成本損失。

第四、矽利康（Silicone）材料具有耐熱抗UV特性，因此發光二極體若為高效率類型時，矽利康（Silicone）所製成之凹杯不會發生塑料黃化之問題，以提高發光二極體之使用壽命。

第五、每一安置區設有貫穿上表面和下表面的通孔，模具將液態矽利康（Silicone）由各通孔注入而佈設於安置區上，從而令每一凹杯具有填充各通孔並配置在上表面周緣的環牆，讓環牆的局部和各通孔緊密嵌合，從而使環牆固定在上表面上，令凹杯能夠直接並穩固地形成在陶瓷基板，以達到簡化LED料帶結構製程之步驟及成本。

10．．．LED料帶結構

1．．．陶瓷基板

11．．．安置區

12．．．上表面

13．．．下表面

14．．．通孔

15．．．絕緣段

2．．．導線架

21．．．金屬層

211．．．第一金屬層

212．．．第二金屬層

3．．．凹杯

31．．．環牆

311．．．傾斜環壁

20．．．承載座

100．．．模具

101．．．上模具

102．．．下模具

S．．．間距

步驟a~c

步驟a’

步驟a”

步驟c”

第一圖係本發明LED料帶結構之製造方法之步驟流程圖。
第二圖係本發明對陶瓷基板劃分安置區之示意圖。
第三圖係本發明將金屬層披覆於上表面之示意圖。
第四圖係本發明將金屬層披覆於上表面、下表面及通孔表面之示意圖。
第五圖係本發明將模具配置在導線架的上、下兩側之示意圖。
第六圖係本發明模具欲朝導線架方向進行模內射出之示意圖。
第七圖係本發明模具欲朝導線架方向進行模內射出之放大圖。
第八圖係本發明LED料帶結構之立體組合圖。
第九圖係本發明發光二極體之立體示意圖。
第十圖係本發明發光二極體之剖面示意圖。

有關本發明之詳細說明及技術內容，將配合圖式說明如下，然而所附圖式僅作為說明用途，並非用於侷限本發明。

請參考第一至十圖所示，本發明係提供一種具有陶瓷基板的LED料帶結構及其製造方法，此LED料帶結構主要包括一陶瓷基板1、複數導線架2及複數凹杯3。

如第二圖所示，陶瓷基板1設有複數安置區11，每一安置區11具有相對的一上表面12、一下表面13及設有貫穿上表面12和下表面13的複數通孔14。

如第三至四圖所示，每一導線架2由一金屬層21披覆於上表面12、下表面13及各通孔14表面而形成。

進一步說明如下，每一安置區11的通孔14數量至少為二，二通孔14分別形成在安置區11的兩側，金屬層21包含相互分離的一第一金屬層211及一第二金屬層212，第一金屬層211沿著上表面12的一側、下表面13的一側及其一通孔14的表面披覆，第二金屬層212沿著上表面12的另一側、下表面13的另一側及另一通孔14的表面披覆。

本實施例每一安置區11的通孔14數量為四，其二通孔14分別形成在安置區11的一側，另二通孔14分別形成在安置區11的另一側，金屬層21包含相互分離的一第一金屬層211及一第二金屬層212，第一金屬層211沿著上表面12的一側、下表面13的一側及其二通孔14的表面披覆，第二金屬層212沿著上表面12的另一側、下表面13的另一側及另二通孔14的表面披覆。

另外，每一安置區11在第一金屬層211及第二金屬層212之間形成有一絕緣段15。

如第五至八圖所示，每一凹杯3由矽利康（Silicone）材料以模內射出方式成型，各凹杯3透過各通孔14而固定於各安置區11上，並裸露出導線架12。

詳細說明如下，每一凹杯3具有填充各通孔14並配置在上表面12周緣的一環牆31，使環牆31的局部和各通孔14緊密嵌合，從而讓環牆31固定在上表面12上；另外，每一環牆31的內周緣具有一傾斜環壁311。其中，導線架2的局部裸露於環牆31的內部第一金屬層211、第二金屬層212及絕緣段15的局部裸露於環牆31的內部。

本發明LED料帶結構10之組合，其係利用陶瓷基板1設有複數安置區11，每一安置區11具有相對的一上表面12、一下表面13及設有貫穿上表面12和下表面13的複數通孔14；每一導線架2由一金屬層21披覆於上表面12、下表面13及各通孔14表面而形成；每一凹杯3由矽利康（Silicone）材料以模內射出方式成型，各凹杯3透過各通孔14而固定於各安置區11上，並裸露出導線架12。藉此，矽利康（Silicone）材料以模內射出方式成型凹杯3，讓凹杯3能夠直接形成在陶瓷基板1上，使LED料帶結構10製程具有降低步驟及節省成本之優點。

如第一圖所示，係一種製備如上所述之LED料帶結構10製作方法之步驟，其詳細說明如下。

首先，如第一圖之a步驟及第五至六圖所示，提供一模具100，將模具100配置在安置區11的上、下兩側。

進一步說明如下，模具100具有一上模具101及一下模具102，下表面13對應上模具101配置，上表面12對應下模具102配置；又，至少其中之一上模具101及下模具102和安置區11的之間具有一間距S，此間距S為0.1至0.2mm。其中，本實施例之間距S形成在上表面12及下模具102之間，但間距S也能夠形成在下表面13及上模具101之間。

另外，如第一圖之b步驟及第六至七圖所示，對模具100填充一液態矽利康（Silicone），並朝安置區11方向進行模內射出。

又，如第一圖之c步驟所示，再對液態矽利康（Silicone）進行加熱作業，而令液態矽利康（Silicone）受熱固化後於安置區11上成型凹杯3。

再者，如第一、七圖所示，具有陶瓷基板的LED料帶結構之製造方法，其更包括在c步驟及b步驟之間的一個步驟c’，其中c’步驟中令液態矽利康（Silicone）由各通孔14注入而佈設於安置區11上。

詳細說明如下，本實施例模具100將液態矽利康（Silicone）透過上模具101注入等通孔14，並佈設於上表面12及下模具102之間，從而令每一凹杯3具有填充各通孔14並配置在上表面12周緣的環牆31。

此外，如第一至四圖所示，具有陶瓷基板的LED料帶結構之製造方法，其更包括在a步驟之前的一個步驟a’，與在a’步驟及a步驟之間的一個步驟a”。

如第二圖所示，其中，a’步驟中對陶瓷基板1劃分各安置區11，並在每一安置區11上開設各通孔14。

如第三至四圖所示，其中，a”步驟中將金屬層21披覆於上表面12、下表面13及各通孔14表面，而於安置區11上成型導線架2。

相較習知因陶瓷基板本身材質易脆，故需額外製造凹杯，再將凹杯黏覆於陶瓷基板上，而製造成LED料帶結構，導致製程上有步驟複雜及成本昂貴之問題。

本發明LED料帶結構10製作方法之步驟，係利用模具100和安置區11之間具有間距S，以防止模具100上、下夾持陶瓷基板1，進而避免陶瓷基板1受夾持力而產生破裂，並透過液態矽利康（Silicone）材料黏性較高之特質，使液態矽利康（Silicone）以模內射出方式成型在導線架上時，液態矽利康（Silicone）還未發生溢流就被加熱固化而形成凹杯3，讓凹杯3能夠直接形成在陶瓷基板1上，進而降低LED料帶結構10製程之步驟及成本。

另外，如第八至十圖所示，對各安置區11進行裁切，將各凹杯3及其覆蓋的導線架2取下時，則形成用來承載LED晶片的單個承載座20。

再者，利用模內射出成型之凹杯3，可藉由模具100之設計，而於環牆31的內周緣上製作不同角度的傾斜環壁311，使LED晶片能夠藉由傾斜環壁311而調整反射或折射角度，以達到增加發光角度及出光效率。

又，進行矽利康（Silicone）液態射出時，由於尚未在陶瓷基板1上進行固晶打線等製成，因此在量產異常時不需負擔固晶打線失敗之成本損失。

此外，矽利康（Silicone）材料具有耐熱抗UV特性，因此發光二極體若為高效率類型時，矽利康（Silicone）所製成之凹杯3不會發生塑料黃化之問題，以提高發光二極體之使用壽命。

並且，每一安置區11設有貫穿上表面12和下表面13的通孔14，模具100將液態矽利康（Silicone）由各通孔14注入而佈設於安置區11上，從而令每一凹杯3具有填充各通孔14並配置在上表面12周緣的環牆31，讓環牆31的局部和各通孔14緊密嵌合，從而使環牆31固定在上表面12上，令凹杯3能夠直接並穩固地形成在陶瓷基板1，以達到簡化LED料帶結構10製程之步驟及成本。

綜上所述，本發明之具有陶瓷基板的LED料帶結構及其製造方法，亦未曾見於同類產品及公開使用，並具有產業利用性、新穎性與進步性，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利，以保障發明人之權利。

10．．．LED料帶結構

1．．．陶瓷基板

15．．．絕緣段

21．．．金屬層

211．．．第一金屬層

212．．．第二金屬層

3．．．凹杯

31．．．環牆

311．．．傾斜環壁

20．．．承載座

Claims (10)

1. 一種具有陶瓷基板的LED料帶結構，包括：
   一陶瓷基板，設有複數安置區，每一該安置區具有相對的一上表面、一下表面及設有貫穿該上表面和該下表面的複數通孔；
   複數導線架，每一該導線架由一金屬層披覆於該上表面、該下表面及該等通孔表面而形成；以及
   複數凹杯，由矽利康材料以模內射出方式成型，各該凹杯透過該等通孔而固定於各該安置區上，並裸露出該導線架。
2. 如請求項1所述之具有陶瓷基板的LED料帶結構，其中每一該安置區的通孔數量至少為二，該二通孔分別形成在該安置區的兩側，該金屬層包含相互分離的一第一金屬層及一第二金屬層，該第一金屬層沿著該上表面的一側、該下表面的一側及其一該通孔的表面披覆，該第二金屬層沿著該上表面的另一側、該下表面的另一側及另一該通孔的表面披覆。
3. 如請求項1所述之具有陶瓷基板的LED料帶結構，其中每一該安置區的通孔數量為四，其二該通孔分別形成在該安置區的一側，另二該通孔分別形成在該安置區的另一側，該金屬層包含相互分離的一第一金屬層及一第二金屬層，該第一金屬層沿著該上表面的一側、該下表面的一側及其二該通孔的表面披覆，該第二金屬層沿著該上表面的另一側、該下表面的另一側及另二該通孔的表面披覆。
4. 如請求項2或3所述之具有陶瓷基板的LED料帶結構，其中每一該安置區在該第一金屬層及該第二金屬層之間形成有一絕緣段。
5. 如請求項1所述之具有陶瓷基板的LED料帶結構，其中每一該凹杯具有填充該等通孔並配置在該上表面周緣的一環牆，該導線架的局部裸露於該環牆的內部。
6. 如請求項5所述之具有陶瓷基板的LED料帶結構，其中每一該環牆的內周緣具有一傾斜環壁。
7. 如請求項5所述之具有陶瓷基板的LED料帶結構，其中每一該金屬層包含相互分離的一第一金屬層及一第二金屬層，每一該安置區在該第一金屬層及該第二金屬層之間形成有一絕緣段，該第一金屬層、該第二金屬層及該絕緣段的局部裸露於該環牆的內部。
8. 製備如請求項1至7任一項所述之具有陶瓷基板的LED料帶結構之製造方法，其步驟包括：
   a)提供一模具，將該模具配置在該安置區的上、下兩側；
   b)對該模具填充一液態矽利康，並朝該安置區方向進行模內射出；以及
   c)再對該液態矽利康進行加熱作業，而令該液態矽利康受熱固化後於該安置區上成型該凹杯。
9. 如請求項8所述之具有陶瓷基板的LED料帶結構之製造方法，其中a步驟中該模具具有一上模具及一下模具，至少其中之一該上模具及該下模具和該安置區的之間具有一間距。
10. 如請求項9所述之具有陶瓷基板的LED料帶結構之製造方法，其中該間距為0.1至0.2mm。