TW201917879A - Ｌｅｄ光源模組及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種LED光源模組，包括一基板、一保護層、一第一導電部、一第二導電部、至少一輔助結構、以及一發光元件。保護層設置於基板上並具有一開口，第一導電部、第二導電部和輔助結構設置於基板上並容置於此開口中，其中輔助結構位於第一導電部和第二導電部之間。發光元件具有一第一電極和一第二電極，分別電性連接第一導電部和第二導電部，且輔助結構位於發光元件和基板之間。本發明同時提供一種上述LED光源模組的製造方法。

Description

LED光源模組及其製造方法
本發明係有關於一種LED光源模組。更具體地來說，本發明有關於一種具有輔助結構的LED光源模組。
發光二極體(light-emitting diode,LED)是一種能發光的半導體電子元件，時至今日，其能夠發出的光已遍及可見光、紅外線光及紫外線光，具有非常高的亮度。
一般來說，多數的發光二極體是在其底面上設置兩個電極。當前述發光二極體固定於燈條(light bar)之印刷電路板(PCB,printed circuit board)時，主要是使用表面黏著技術(SMT,surface mounting technology)來進行。主要是會在保護膠片上形成開口，以利前述電極穿過並與印刷電路板的焊墊電性連接。詳細地說，首先將錫膏印刷在印刷電路板的焊墊上，其次，將發光二極體對準並置放在塗佈錫膏的焊墊上。最後，經過加熱迴焊使發光二極體固定在焊墊上。
然而，發光二極體在置入保護膠片的開口中時，發光二極體會較容易產生傾斜，影響了發光二極體在垂直方向的對位準度，進而導致光線未對準接收面(例如背光模組的導 光板入光面)、或是發光二極體發出的部分光線會被開口的壁面所遮蔽，進而導致光的使用效率降低。
為了解決上述習知之問題點，本發明提供一種LED光源模組，包括一基板、一保護層、一第一導電部、一第二導電部、至少一輔助結構、以及一發光元件。保護層設置於基板上並具有一開口，第一導電部、第二導電部和輔助結構設置於基板上並容置於此開口中，其中輔助結構位於第一導電部和第二導電部之間。發光元件具有一第一電極和一第二電極，分別電性連接第一導電部和第二導電部，且輔助結構位於發光元件和基板之間。
本發明一實施例中，前述輔助結構之頂面大致對齊保護層之頂面。
本發明一實施例中，前述輔助結構包括一第三導電部。
本發明一實施例中，前述輔助結構包括一絕緣層，且第三導電部設置於絕緣層和基板之間。
本發明一實施例中，前述輔助結構包括一絕緣層。
本發明一實施例中，前述發光元件具有一底面和與底面連接之複數個側面，其中底面接觸輔助結構，且第一電極和第二電極設置於側面上。
本發明一實施例中，前述第一電極和第二電極設 置於同一側面上。
本發明一實施例中，前述第一電極和第二電極設置於相異側面上。
本發明一實施例中，前述LED光源模組更包括一擋止件，設置於基板上並容置於開口中，且發光元件具有一發光面和相反於發光面之一側面，其中擋止件接觸側面。
本發明一實施例中，前述LED光源模組包括複數個輔助結構，且前述輔助結構的至少一個由擋止件延伸至保護層。
本發明一實施例中，前述第一導電部、第二導電部和輔助結構彼此分離。
本發明更提供一種LED光源模組的製造方法，包括：提供一基板；於基板上形成一第一導電部、一第二導電部、以及至少一線路層；形成一保護層，覆蓋第一導電部、第二導電部和線路層；於保護層上形成一開口，第一導電部和第二導電部自前述開口暴露；形成至少一輔助結構於開口中，並位於第一導電部和第二導電部之間；以及於輔助結構上設置一發光元件，且發光元件之一第一電極和一第二電極分別電性連接第一導電部和第二導電部，發光元件之一底面接觸輔助結構。
本發明一實施例中，形成該輔助結構之步驟更包括於基板上形成一第三導電部，且第三導電部位於第一導電部和第二導電部之間。
本發明一實施例中，形成輔助結構之步驟更包括於第三導電部上設置一絕緣層。
本發明一實施例中，前述輔助結構之頂面大致對齊保護層之頂面。
本發明一實施例中，形成輔助結構之步驟更包括於基板上形成一絕緣層。
10‧‧‧LED光源模組
20‧‧‧導光元件
21‧‧‧出光面
100‧‧‧基板
300‧‧‧保護層
301‧‧‧頂面
310‧‧‧開口
400‧‧‧第一導電部
500‧‧‧第二導電部
600‧‧‧輔助結構
601‧‧‧頂面
610‧‧‧第三導電部
620‧‧‧絕緣層
630‧‧‧第一延伸部
640‧‧‧第二延伸部
700‧‧‧發光元件
701‧‧‧底面
702‧‧‧發光面
703‧‧‧側面
710‧‧‧第一電極
720‧‧‧第二電極
730‧‧‧安裝部
740‧‧‧激發部
800‧‧‧擋止件
S1~S5、S1’~S6’‧‧‧步驟
第1圖係表示本發明一實施例之LED光源模組示意圖。
第2A圖係表示本發明一實施例之LED光源模組的局部俯視圖。
第2B圖係表示本發明另一實施例之LED光源模組的局部俯視圖。
第3圖係表示本發明另一實施例之LED光源模組示意圖。
第4圖係表示本發明另一實施例之LED光源模組的局部俯視圖。
第5圖係表示本發明一實施例之LED光源模組的製造方法的流程圖。
第6圖係表示本發明另一實施例之LED光源模組的製造方法的流程圖。
以下說明本發明實施例之LED光源模組。然而，可 輕易了解本發明實施例提供許多合適的發明概念而可實施於廣泛的各種特定背景。所揭示的特定實施例僅僅用於說明以特定方法使用本發明，並非用以侷限本發明的範圍。
除非另外定義，在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是這些用語，例如在通常使用的字典中定義的用語，應被解讀成具有一與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在此特別定義。
首先請一併參閱第1、2A圖，本發明一實施例之LED光源模組10係用以光耦合於一導光元件20(例如一導光板)，並由導光元件20之側邊提供光線，前述光線進入導光元件20後可被導光元件20導引並在出光面21產生面狀出光。其中，LED光源模組10主要包括一基板100、一線路層200、一保護層300、一第一導電部400、一第二導電部500、至少一輔助結構600、一發光元件700、以及一擋止件800。
光源模組10的線路層200和保護層300是設置於基板100之上，且線路層200位於基板100和保護層300之間。前述第一導電部400、第二導電部500、輔助結構600係將基板100上的線路層200圖案化蝕刻而成，故這些元件皆形成於基板100同一層平面上。保護層300則形成在線路層200之上，並且形成有一開口310，使前述第一導電部400、第二導電部500、輔助結 構600暴露出來以供發光元件700焊接在上，藉此達到設置於基板100上且容置於此開口310中的目的。需特別說明的是，第一導電部400、第二導電部500和輔助結構600彼此分離，且輔助結構600設置於第一導電部400和第二導電部500之間(如第2圖所示)。
如第1、2A圖所示，發光元件700可設置於前述輔助結構600上，使輔助結構600位於發光元件700和基板100之間。由於輔助結構600的頂面601與保護層300的頂面301大致對齊，因此發光元件700之底面701可接觸前述兩個頂面601、301，進而相對於導光元件20水平地設置。也就是說，發光元件700在背面區域是被輔助結構600所支撐，形成如第1圖所示在XY平面保持水平的態樣，因此，發光元件700就不容易在背面區域向下傾斜，前面區域向上傾斜，可以有效解決光線未對準接收面、或是被開口的壁面所遮蔽，進而導致光的使用效率降低的問題。
於本實施例中，輔助結構600的頂面601係大致對齊保護層300的頂面301，輔助結構600包括一第三導電部610和一絕緣層620，其中第三導電部610位於絕緣層620和基板100之間，且絕緣層620位於發光元件700和第三導電部610之間。第三導電部610和絕緣層620的總厚度大致相同於保護層300的頂面301與基板100之間的距離。舉例而言，第三導電部610之厚度可介於10mm~15mm，而絕緣層620之厚度亦可介於 10mm~15mm，故輔助結構600之整體厚度將介於20mm~30mm。
第三導電部610、線路層200、第一導電部400和第二導電部500可包括相同的導電材料，例如銅、鋁或其合金，而絕緣層620則可包括合適的絕緣材料，例如液態感光防焊油墨(liquid photoimageable solder mask,LPSM)，其中，第三導電部610、第一導電部400和第二導電部500都是利用基板100上的線路層200圖案化蝕刻而成，三者也具有相同的高度，而輔助結構600因為又在第三導電部610上多了一層絕緣層620，所以輔助結構600的高度會是高於第一導電部400和第二導電部500的高度。
請繼續參閱第1、2A圖，前述發光元件700包括一第一電極710和一第二電極720，於本實施例中，第一電極710和第二電極720分別設置於與前述底面701連接的相反側面。當發光元件700設置在輔助結構600上並進行SMT製程時，加熱後的熔錫容易因為本身表面張力的特性而往有金屬裸露的地方聚集，因此，可以填補於第一電極710與第一導電部400之間，第二電極720與第二導電部500之間，使得第一電極710和第二電極720可分別與第一導電部400和第二導電部500電性連接，以提供發光元件700所需的電力。
此外，發光元件700更可劃分為一安裝部730和一激發部740，前述第一電極710和第二電極720設置於安裝部730上，且激發部740內具有複數個螢光元件(例如螢光粉)。當電力 由第一電極710和第二電極720通入發光元件700時，螢光元件可被激發而由發光面702發出光線。
應注意的是，如第1、2A圖所示，保護層300之部分會延伸至基板100和發光元件700的激發部740之間，且保護層300的表面大致為高反射率、低吸光能力的顏色，例如白色。因此，在發光元件700朝向導光元件20發出光線、藉由導光元件20產生面狀出光時，即使部分光線被保護層300反射後才進入導光元件20，前述面狀出光也不會產生色差。在其他實施例中，保護層300的表面大致為低反射率、高吸光能力的顏色，例如黑色，應用於高輝度的發光元件700的場合，以吸收發光元件700的能量，避免背光模組產生亮線的問題。
如第2A圖所示，前述擋止件800同樣是設置於基板100上且容置於保護層300的開口310中。當發光元件700設置在輔助結構600上時，擋止件800會接觸發光元件700上相反於發光面702的側面703。藉此，若使用者安裝導光元件20時不慎朝向-X軸方向推擠發光元件700，擋止件800仍可提供足夠的支撐力避免發光元件700移動或傾斜。
為了提供足夠的支撐力，擋止件800可包括銅、鋁或其合金等金屬材料，而前述基板100和保護層300則可分別包括合適的絕緣材料。舉例而言，基板100可包括聚亞醯胺(Polyimide,PI)。
藉由前述LED光源模組10的結構，可確保發光元件 700相對於導光元件20水平地設置，且發光元件700提供之光線不會被其他元件遮蔽，因此可提升光線的使用率。
請參閱第2B圖，於本發明另一實施例中，輔助結構600是由第一延伸部630和第二延伸部640所構成。第一延伸部630由第一導電部400朝向第二導電部500延伸，且進入發光元件700和基板100之間，而第二延伸部640則由第二導電部500朝向第一導電部400延伸，且進入發光元件700和基板100之間。其中，第一延伸部630和第一導電部400可為一體成型，且第二延伸部640和第二導電部500亦可為一體成型。
為了避免輔助結構600造成第一電極710及/或第二電極720的短路，第一延伸部630和第二延伸部640的表面上可塗佈絕緣材料，例如液態感光防焊油墨。或者，第一延伸部630和第二延伸部640可分別延伸至遠離第一電極710和第二電極720之位置後再進入發光元件700和基板100之間。
請參閱第3圖，本發明另一實施例之LED光源模組10中，輔助結構600僅包括一絕緣層620。此絕緣層620直接接觸基板100和發光元件700的底面701，且絕緣層620的厚度大致相同於保護層300的頂面301與基板100之間的距離，故輔助結構600的頂面601與保護層300的頂面301大致對齊。前述絕緣層620可包括液態感光防焊油墨，且其厚度可介於10mm~30mm(例如25mm)。
請參閱第4圖，本發明又一實施例中，LED光源模 組10包括複數個輔助結構600，這些輔助結構600可由第三導電部610和絕緣層620所構成(如同第1圖中之輔助結構600)、或由單一絕緣層620所構成(如同第3圖中之輔助結構600)。位於中央的輔助結構600可由擋止件800延伸至保護層300，使發光元件700可更為穩固地設置。
在這個本實施例中，發光元件700的第一電極710和第二電極720皆位於相反於發光面702的側面703上，因此，第一導電部400、第二導電部500和擋止件800會接觸發光元件700的同一面，也就是側面703。此外，第一電極710和第二電極720可與第一導電部400、第二導電部500電性連接。在其他實施例中，第一電極710和第二電極720則是可以位於發光元件700的底面701，或是同時從發光元件700的側面703延伸到底面701。
請一併參閱第1、2A、5圖，以下說明第1、2A圖所示之LED光源模組10的製造方法。首先，可提供一基板100(步驟S1)，並於基板100上形成至少一線路層200(步驟S2)。
其次，於前述線路層200上形成一第一導電部400和一第二導電部500，並同時在第一導電部400和第二導電部500之間形成一或多個輔助結構600(步驟S3)。需特別說明的是，形成輔助結構600之步驟包括於線路層200上形成一第三導電部610、以及在第三導電部610上設置一絕緣層620，其中前述第三導電部610位於第一導電部400和第二導電部500之間。
然後，形成覆蓋線路層200的保護層300，並在保護層300上形成開口310，其中第一導電部400和第二導電部500自開口310暴露(步驟S4)。
最後，可將發光元件700設置於前述輔助結構600上(步驟S5)，以構成第1、2A圖所示之LED光源模組10。其中，發光元件700的第一電極710和第二電極720分別與第一導電部400和第二導電部500電性連接，且其底面701接觸前述輔助結構600。
於本實施例中，由於第三導電部610也可以利用基板100上的線路層200圖案化蝕刻而形成，所以形成第三導電部610之步驟是能夠與形成第一導電部400、第二導電部500之步驟在同一個製程中完成，以簡化製程並縮短製造時間，之後再於第三導電部610上設置絕緣層620。此外，於一些實施例中，更可包括於基板100上形成擋止件800之步驟。同樣的，於一些實施例中，形成擋止件800之步驟可與形成第一導電部400、第二導電部500之步驟在同一個製程中完成，擋止件800與發光元件700接觸的部分再另外設置絕緣材料。
請一併參閱第3、6圖，以下說明第3圖所示之LED光源模組10的製造方法。首先，可提供一基板100(步驟S1’)，並於基板100上形成至少一線路層200(步驟S2’)。
其次，於前述線路層200上形成一第一導電部400和一第二導電部500(步驟S3’)，然後形成覆蓋線路層200的保護 層300，並在保護層300上形成開口310，其中第一導電部400和第二導電部500自開口310暴露(步驟S4’)。
接著，可在前述開口310中形成位於第一導電部400和第二導電部500之間的一或多個輔助結構600(步驟S5’)。應注意的是，在此實施例中，形成輔助結構600之步驟係包括直接於基板100上形成一絕緣層620。
最後，可將發光元件700設置於前述輔助結構600上(步驟S6’)，以構成第3圖所示之LED光源模組10。同樣的，發光元件700的第一電極710和第二電極720分別與第一導電部400和第二導電部500電性連接，且其底面701接觸前述輔助結構600。
於本實施例中，因為輔助結構600是形成於基板100上的絕緣層620，所以可以不需要在利用基板100的線路層200圖案化蝕刻出第一導電部400和第二導電部500的同時，而是在之後才形成絕緣層620。此外，於一些實施例中，擋止件800也可以是絕緣材料，同樣的就可以不需要在利用基板100的線路層200圖案化蝕刻出第一導電部400和第二導電部500的同時產生，而是在之後才將絕緣材料形成於基板100上。
綜上所述，本發明提供一種LED光源模組，其中前述LED光源模組包括設置於第一導電部和第二導電部之間的輔助結構，且此輔助結構的頂面保護層的頂面對齊，故可使發光元件相對於導光元件水平地設置，進而使光的使用效率增 加。
雖然本發明的實施例及其優點已揭露如上，但應該瞭解的是，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾。此外，本發明之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本發明揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本發明使用。因此，本發明之保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外，每一申請專利範圍構成個別的實施例，且本發明之保護範圍也包括各個申請專利範圍及實施例的組合。
雖然本發明以前述數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許之更動與潤飾。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。此外，每個申請專利範圍建構成一獨立的實施例，且各種申請專利範圍及實施例之組合皆介於本發明之範圍內。

Claims (19)

  1. 一種LED光源模組，包括：一基板；一保護層，設置於該基板上並具有一開口；一第一導電部，設置於該基板上並容置於該開口中；一第二導電部，設置於該基板上並容置於該開口中；至少一輔助結構，設置於該基板上並容置於該開口中；以及一發光元件，具有一第一電極和一第二電極，其中該第一電極電性連接該第一導電部，該第二電極電性連接該第二導電部，且該輔助結構位於該發光元件與該基板之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之LED光源模組，其中該輔助結構之頂面大致對齊該保護層之頂面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之LED光源模組，其中該輔助結構包括一第三導電部。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之LED光源模組，其中該輔助結構包括一絕緣層，且該第三導電部設置於該絕緣層和該基板之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之LED光源模組，其中該輔助結構包括一絕緣層。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之LED光源模組，其中該發光 元件具有一底面和與該底面連接之複數個側面，其中該底面接觸該輔助結構，且該第一電極和該第二電極設置於該些側面且/或該底面。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之LED光源模組，其中該第一電極和該第二電極設置於同一側面上。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之LED光源模組，其中該第一電極和該第二電極設置於相異側面上。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之LED光源模組，其中該LED光源模組更包括一擋止件，設置於該基板上並容置於該開口中，且該發光元件具有一發光面和相反於該發光面之一側面，其中該擋止件接觸該側面。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之LED光源模組，其中該LED光源模組包括複數個輔助結構，且該些輔助結構的至少一個由該擋止件延伸至該保護層。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之LED光源模組，其中該第一導電部、該第二導電部和該輔助結構彼此分離，且該輔助結構位於該第一電極和該第二電極之間。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之LED光源模組，其中該輔助結構具有一第一延伸部及一第二延伸部，該第一延伸部是由該第一導電部朝向該第二導電部的方向延伸，該第二延伸部是由該第二導電部朝向該第一導電部的方向延伸。
  13. 一種LED光源模組的製造方法，包括：提供一基板；於該基板上形成至少一線路層；於該至少一線路層上形成一第一導電部、一第二導電部；形成一保護層，覆蓋該線路層；於該保護層上形成一開口，該第一導電部和該第二導電部自該開口暴露；形成至少一輔助結構於該開口中；以及於該輔助結構上設置一發光元件，且該發光元件之一第一電極和一第二電極分別電性連接該第一導電部和該第二導電部，該發光元件之一底面接觸該輔助結構。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之LED光源模組的製造方法，其中形成該輔助結構之步驟是與形成該第一導電部與該第二導電部的步驟同時進行，形成該輔助結構之步驟更包括於該至少一線路層上形成一第三導電部，且該第三導電部位於該第一導電部和該第二導電部之間。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之LED光源模組的製造方法，其中形成該輔助結構之步驟更包括於該第三導電部上設置一絕緣層。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之LED光源模組的製造方法，其中該輔助結構之頂面大致對齊該保護層之頂面。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之LED光源模組的製造方法，其中形成該輔助結構之步驟是在形成該保護層之步驟之後進行，形成該輔助結構之步驟更包括於該基板上形成一絕緣層。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之LED光源模組的製造方法，其中該第一導電部、該第二導電部和該輔助結構彼此分離，且該輔助結構位於該第一電極和該第二電極之間。
  19. 如申請專利範圍第13項所述之LED光源模組的製造方法，其中該輔助結構具有一第一延伸部及一第二延伸部，該第一延伸部是由該第一導電部朝向該第二導電部的方向延伸，該第二延伸部是由該第二導電部朝向該第一導電部的方向延伸。
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