TWI384655B - 側視式ｌｅｄ封裝 - Google Patents

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Myung Hee Lee
Kyoung Bo Han
Tae Kwang Kim
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Description

側視式LED封裝
本發明是關於側視式LED封裝，且更特定言之，是關於具有改良之散熱性質的側視式LED封裝。
一般而言，使用發光二極體晶片(light emitting diode chip)(下文稱為“LED晶片”)的光源系統視其預期用途而安裝於多種封裝結構(package structure)上來使用。在此類封裝結構當中，側視式LED封裝經組態以在側向上發光。舉例而言，在諸如行動電話(mobile phone)之小型電子設備中，側視式LED封裝已廣泛地用作顯示器之背光照明設備，同時側視式LED封裝定位於導光板(light guide plate)之側面上以提供平行於導光板之光。
習知側視式LED封裝包括封裝體(package body)，此封裝體由樹脂或陶瓷材料製成且具備形成有開口之側表面，其中用於LED晶片之安裝區域提供在形成於封裝體之側表面中的開口處，以使得光自定位於側表面之開口處的LED晶片在側向上發射。此側視式LED封裝更包括電連接至開口中之LED晶片的導線架(lead frame)，且此導線架延伸向封裝體之下部，以藉由(例如)焊接而形成電接點。
然而，習知側視式LED封裝具有如下問題：因為散熱路徑僅限於作為導線架中用於形成電接觸表面之部分的外部導線，所以難以顯著地散逸產生自LED晶片的熱量。此使得難以將等於或大於額定電流(rated current)之電流施加至此側視式LED封裝。舉例而言，習知側視式LED封裝由於其較差的散熱性質而使用低於其額定電流(例如，30 mA)之電流(例如，20 mA)。此成為限制側視式LED封裝之發光強度的主要原因。此外，與LED晶片安裝於其頂表面上的習知俯視式LED封裝相反，側視式LED封裝難以安裝用於改良散熱性質之散熱器，使得側視式LED封裝因電流小於其額定電流而僅存在有限用途。
因此，本發明之目標在於提供一種側視式LED封裝，其中除了導線架之電接觸部分之外，導線架之一部分亦暴露在封裝體外部，從而允許此暴露部分充當額外散熱路徑。
本發明之另一目標在於提供一種側視式LED封裝，其中除了導線架之電接觸部分之外，導線架之一部分亦暴露在封裝體外部，以使得此暴露部分定位於封裝體之與外部空氣顯著接觸的上部。
本發明之又一目標在於提供一種側視式LED封裝，其中除了導線架之電接觸部分之外，導線架之一部分亦暴露在封裝體外部，但此暴露部分被封裝體屏蔽。
根據本發明之一態樣的側視式發光二極體封裝，其包括發光二極體晶片、具備形成有所述發光二極體晶片位於其中之開口的側表面之封裝體以及形成於所述開口中且與所述發光二極體晶片電性連接的導線架，其中所述導線架包括：多個下支腳，延伸至所述封裝體之下部，以允許至少一些所述下支腳形成電接點；以及至少一上支腳，延伸至所述封裝體之上部，以在所述封裝體之上部形成散熱路徑。
根據本發明之一實施例，所述至少一上支腳包括多個上支腳，且所述上支腳之至少一者與直接連接至所述發光二極體晶片的所述導線架整合形成。
根據本發明之一實施例，所述上支腳與所述下支腳彎曲以分別於所述封裝體之上表面以及下表面處具有水平表面。
根據本發明之一實施例，所述下支腳包括位於所述封裝體之相對兩端同時形成具有不同極性之所述電接點的一對支腳，且至少一下散熱支腳定位於所述一對支腳之間以形成另一散熱路徑。
根據本發明之一實施例，所述上支腳與所述下支腳經形成以在垂直方向上彼此對稱。
根據本發明之一實施例，所述上支腳與所述下支腳分別定位於與所述封裝體之上表面以及下表面相同之平面上。
根據本發明，在具有難以安裝散熱器之結構的側視式LED封裝中，導線架之一部分用作散熱構件，以解決LED晶片之接面溫度(junction tempersture)增加並由此引起LED晶片之熱阻(thermal resistance)增加的問題。因此，可能建構一種可使用能夠較佳地改良亮度之電流的側視式LED封裝。
此外，根據本發明之實施例，可能建構一種具有小型尺寸以及簡單結構之側視式LED封裝，即使其中包括有用於解決LED晶片接面溫度增加並由此引起LED熱阻增加之問題的散熱構件。
在下文中，將參考所附諸圖詳細描述本發明之較佳實施例。下文所闡述之較佳實施例僅出於說明性目的而提供，以向熟習此項技術者充分傳遞本發明之精神，且因此可用不同形式加以實施。
圖1至圖5展示根據本發明之第一實施例的側視式LED封裝。如圖所示，根據本發明之第一實施例的側視式LED封裝1包括封裝體10以及彼此間隔開的一對導線架20與30(下文稱為“第一與第二導線架”)。第一導線架20與第二導線架30畫有陰影線以將其與封裝體10區分開。第一導線架20與第二導線架30畫有不同的陰影線，以描繪彼此分離的第一導線架20與第二導線架30之間的區別。
封裝體10包括開口12，開口12界定用於LED晶片2之安裝區域。開口12形成於使自LED晶片2發射之光在側向上傳播的位置處，亦即，形成於封裝體10之側表面中。封裝體10支撐此對導線架，亦即第一導線架20與第二導線架30。此時，較佳的是，封裝體10是用樹脂模製而成，使得封裝體10在其側表面中具有開口且支撐第一導線架20與第二導線架30。
第一導線架20與第二導線架30分別包括第一內部導線22與第二內部導線32，第一內部導線22與第二內部導線32定位於封裝體10之開口12內。此時，LED晶片2直接連接至第一內部導線22，而第二內部導線32藉由線接合(wire bonding)而電連接至LED晶片2。此外，第一導線架20與第二導線架30包括自第一內部導線22與第二內部導線32延伸同時穿過封裝體10之上部的上支腳24a、24b以及34，以及包括自第一內部導線22與第二內部導線32延伸同時穿過封裝體10之下部的下支腳26a、26b以及36(較佳展示於圖2中)。
上支腳24a、24b以及34以及下支腳26a、26b以及36垂直地彎曲於封裝體10之上部以及底部上，且因此而具有水平表面。更佳地，各別支腳彎曲以定位於與封裝體10之上表面以及下表面相同之平面上。所有支腳在圖3中均由虛線表示。
在下支腳中，第一下支腳26a以及第三下支腳36定位於封裝體10之兩端，且藉由焊接而電連接至印刷電路板(printed circuit board，PCB)或可撓性印刷電路板(flexible printed circuit board，FPCB)，以使得第一下支腳26a以及第三下支腳36可不僅充當界定具有不同極性之電接點的電接觸下支腳，而且充當外部導線。此外，下支腳之第二下支腳26b定位於第一下支腳26a與第三下支腳36之間且與其間隔開，從而形成另一散熱路徑，以用於向外散逸產生自LED晶片2之熱量。
根據本發明之側視式LED封裝1於封裝體10之上部處具有額外散熱路徑，其中此散熱路徑由上支腳24a、24b以及34界定。具體言之，第一上支腳24a以及第二上支腳24b與直接連接至LED晶片2之第一導線架20整合形成，從而在較高電流施加至LED晶片2時大大地幫助向外散逸產生自LED晶片2的大量熱量。此外，上支腳24a、24b以及34垂直彎曲於封裝體10之上部，從而在不會增加側視式LED封裝1之總尺寸的情況下幫助增加散熱面積。此時，作為電接觸下支腳之第一下支腳26a以及第三下支腳36、作為散熱下支腳之第二下支腳26b以及獨立於第二下支腳26b而界定額外散熱路徑的上支腳24a、24b以及34藉由切割並彎曲具有某厚度之金屬板而形成，且具有相同厚度。
參見圖4以及圖5，下文將較為詳細地描述側視式LED封裝1。
在圖4所示之第一位置，第一導線架20經組態以具有簡單的“U”形截面結構，且由封裝體10支撐，其中此“U”形截面結構之上部以及下部分別具備第一上支腳24a以及第一下支腳26a。此時，第一下支腳26a藉由焊接而連接至PCB或FPCB 7，以形成電接點8。具體言之，以整合方式連接至第一下支腳26a之第一上支腳24a之上部的整個區域向外暴露，以使得產生自LED晶片2之熱量可藉由上部之暴露的整個區域而向外散逸。
參見圖5，在第二位置，第一導線架20經組態以具有簡單的“U”形截面結構，此結構之上部以及下部分別具備第二上支腳24b以及第二下支腳26b。此時，第二上支腳24b之上部的整個區域外部暴露，以使得產生自LED晶片2之熱量可藉由上部之暴露的整個區域而向外散逸。此外，以整合方式連接至第二上支腳24b之第二下支腳26b與PCB或FPCB 7略微間隔開，同時與外部空氣相接觸，從而界定另一散熱路徑。第一導線架20上之LED晶片2由諸如環氧樹脂之包覆(encapsulate)材料5而包覆於封裝體10之開口12內。
在圖1至圖5所示的根據本實施例之側視式LED封裝1中，第一導線架20以及第二導線架30具有經組態以在垂直方向上彼此對稱且數目相同的上支腳24a、24b以及34與下支腳26a、26b以及36。此外，第一導線架20以及第二導線架30之各別支腳彎曲以定位於與封裝體10之上表面以及下表面相同之平面上，從而使得側視式LED封裝1可在不會增加其總尺寸的情況下具有小型尺寸以及結構。具體言之，根據本發明之側視式LED封裝1不僅具有如上所述之小型尺寸以及結構，而且可藉由使用上述支腳(特定言之，直接連接至LED晶片2之第一導線架20的第一上支腳24以及第二上支腳24b及/或第二下支腳26b)而確保足夠的散熱路徑。確保足夠的散熱路徑可抑制由於施加較高電流而引起的LED晶片2之接面溫度增加，且亦可大大減小側視式LED封裝1之熱阻，其中熱阻隨著接面溫度增加而增加。
在下文中，將參考圖6至圖9詳細描述本發明之第二實施例。
參見圖6至圖9，此實施例中之封裝體10支撐一對導線架，亦即第一導線架20與第二導線架30。此時，較佳的是，封裝體10是用樹脂模製而成，使得封裝體10在其側表面中具有開口12且支撐第一導線架20與第二導線架30。
類似於前述實施例，第一導線架20與第二導線架30分別包括第一內部導線22與第二內部導線32，第一內部導線22與第二內部導線32定位於封裝體10之開口12內。此時，LED晶片2直接連接至第一內部導線22，而第二內部導線32間接連接至LED晶片2。本文中所用之術語“LED晶片與導線架(或內部導線)之間的間接連接”意味著LED晶片藉由(例如)接合線而間接地電連接至導線架，而非直接接觸於導線架。儘管未經圖示，開口12填充有環氧樹脂包覆材料，以將第一內部導線22與第二內部導線32以及LED晶片2包覆於開口12內。
同時，第一導線架20以及第二導線架30包括第一下支腳26以及第二下支腳(或第一以及第二外部導線)36，第一下支腳26以及第二下支腳36自第一內部導線22與第二內部導線32延伸以突出於封裝體10之下部上。在此實施例中，第一下支腳26以及第二下支腳36分別經過封裝體10之左側以及右側而延伸至封裝體10之下部，且隨後垂直彎曲以具備帶有面向基板表面之水平電接觸表面的末端。
此時，當第一下支腳26以及第二下支腳36定位於封裝體10之下部之兩端時，提供於各別下支腳26以及36處之電接觸表面藉由焊接而電連接至基板(亦即，PCB或FPCB)。
除了第一下支腳26以及第二下支腳36之外，根據本發明之側視式LED封裝1亦包括在封裝體10之下部界定額外散熱路徑的散熱突出部24。散熱突出部24自其處直接固定有LED晶片2的第一導線架20之第一內部導線22突出，以通過封裝體10之下表面。
散熱突出部24有助於使由於施加較高電流而產生自LED晶片2的熱量沿最短路徑向外散逸，從而大大地幫助降低LED晶片2之接面溫度以及熱阻。散熱突出部24包括暴露於封裝體10外部的平坦表面，亦即，散熱表面。藉由預先調整散熱突出部之平坦表面的面積而設計散熱突出部24，以允許相對於施加至LED晶片2之電流而獲得所要的散熱效率。
此外，散熱突出部24於第一下支腳26與第二下支腳36之間配置於封裝體10之下部。因為此配置使散熱突出部24由封裝體10完全屏蔽，所以散熱突出部24並不增加側視式LED封裝之佔用空間。因此，此實施例之側視式LED封裝1可適當地用作具有狹窄空間之電子設備(諸如，行動電話)的背光。
參見圖8以及圖9，側視式LED封裝1之第一下支腳26以及第二下支腳36焊接至諸如PCB或FPCB 7之基板的電極(未圖示)，以形成電接點。散熱突出部24定位於第一下支腳26與第二下支腳36之間，且自封裝體10之下部向外散逸熱量。
如圖8所示，散熱突出部24經配置以接觸於基板(PCB或FPCB 7)上之任何其他散熱元件7a，從而較為有效地散逸來自LED晶片2之熱量，此歸因於散熱元件7a之散熱性質。或者，如圖9所示，散熱突出部24可在較大接觸面積上與外部空氣相接觸，同時與基板(PCB或FPCB 7)間隔開。
上述之散熱突出部24與第一內部導線22、第二內部導線32、第一下支腳26以及第二下支腳36具有相同厚度。此是因為散熱突出部24為藉由切割並彎曲金屬板而形成的導線架之一部分。
在使用散熱突出部24的情況下，根據本發明之側視式LED封裝1具有沿最短路徑向外散逸LED晶片2之熱量的散熱路徑。確保此散熱路徑可抑制接面溫度之增加，且亦大大降低側視式LED封裝1之熱阻，其中熱阻隨著接面溫度增加而增加。
根據本發明之側視式LED封裝尤其適合於光源提供在導光板之側邊緣處的邊緣式背光(edge type backlight)。然而，本發明並不受限於此，而是可有效地應用於需要照明裝置或光源的電子設備。
1．．．側視式LED封裝
2．．．LED晶片
5．．．包覆材料
7．．．PCB或FPCB
7a．．．散熱元件
8．．．電接點
10．．．封裝體
12．．．開口
20．．．第一導線架
22．．．第一內部導線
24．．．散熱突出部
24a．．．上支腳
24b．．．上支腳
26．．．下支腳
26a．．．下支腳
26b．．．下支腳
30．．．第二導線架
32．．．第二內部導線
34．．．上支腳
36．．．下支腳
I-I、II-II．．．線
圖1為展示根據本發明之第一實施例之側視式LED封裝的透視圖。
圖2為在圖1中之“A”所指定之方向上查看時此側視式LED封裝的仰視圖。
圖3為圖1以及圖2所示之側視式LED封裝的前視圖。
圖4為沿圖3之線I-I所截得的截面圖，其說明根據本發明之第一實施例之側視式LED封裝的運作。
圖5為沿圖3之線II-II所截得的截面圖，其說明根據本發明之第一實施例之側視式LED封裝的運作。
圖6為展示根據本發明之第二實施例之側視式LED封裝的透視圖。
圖7為展示根據本發明之第二實施例之側視式LED封裝的前視圖。
圖8為展示根據本發明之第二實施例之側視式LED封裝安裝於基板上的狀態之視圖，其中散熱突出部與基板上之散熱元件相接觸。
圖9為展示根據本發明之第二實施例之側視式LED封裝安裝於基板上的狀態之視圖，其中散熱突出部與基板間隔開。
1．．．側視式LED封裝
2．．．LED晶片
10．．．封裝體
12．．．開口
20．．．第一導線架
22．．．第一內部導線
24a．．．上支腳
24b．．．上支腳
30．．．第二導線架
32．．．第二內部導線
34．．．上支腳
36．．．下支腳

Claims (12)

  1. 一種側視式發光二極體封裝，包括發光二極體晶片、具備形成有所述發光二極體晶片位於其中之開口的側表面之封裝體以及形成於所述開口中且與所述發光二極體晶片電性連接的導線架，其中所述導線架包括：多個下支腳，延伸至所述封裝體之下部，以允許至少一些所述下支腳形成電接點；以及至少一上支腳，延伸至所述封裝體之上部，以在所述封裝體之上部形成散熱路徑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之側視式發光二極體封裝，其中所述至少一上支腳包括多個上支腳，且所述上支腳之至少一者與直接連接至所述發光二極體晶片的所述導線架整合形成。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之側視式發光二極體封裝，其中所述上支腳與所述下支腳彎曲以分別於所述封裝體之上表面以及下表面處具有水平表面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之側視式發光二極體封裝，其中所述下支腳包括位於所述封裝體之相對兩端同時形成具有不同極性之所述電接點的一對支腳，且至少一下散熱支腳定位於所述一對支腳之間以形成另一散熱路徑。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之側視式發光二極體封裝，其中所述上支腳與所述下支腳經形成以在垂直方向上彼此對稱。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之側視式發光二極體封裝，其中所述上支腳與所述下支腳經形成以在垂直方向上彼此對稱。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之側視式發光二極體封裝，其中所述上支腳與所述下支腳經形成以在垂直方向上彼此對稱。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之側視式發光二極體封裝，其中所述上支腳與所述下支腳經形成以在垂直方向上彼此對稱。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之側視式發光二極體封裝，其中所述上支腳與所述下支腳分別定位於與所述封裝體之上表面以及下表面相同之平面上。
  10. 如申請專利範圍第2項所述之側視式發光二極體封裝，其中所述上支腳與所述下支腳分別定位於與所述封裝體之上表面以及下表面相同之平面上。
  11. 如申請專利範圍第3項所述之側視式發光二極體封裝，其中所述上支腳與所述下支腳分別定位於與所述封裝體之上表面以及下表面相同之平面上。
  12. 如申請專利範圍第4項所述之側視式發光二極體封裝，其中所述上支腳與所述下支腳分別定位於與所述封裝體之上表面以及下表面相同之平面上。
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