TWI424591B - 發光二極體封裝結構及其製造方法 - Google Patents

Description

發光二極體封裝結構及其製造方法

本發明是有關於一種發光二極體封裝結構及其製造方法。

目前發光二極體封裝結構主流的產品大都會射出成型的方式將塑料形成於金屬導線架或金屬基底上。因為金屬導線架與塑料之間黏合性無法達到預期，習知已經有很多的創新及改良是為了解決導線架與塑料或金屬基底之間黏合性的問題。

此外，因為塑料與導線架或金屬基底之間黏合的信賴性也無法符合較高規格的測試，使得發光二極體封裝結構長久使用後，水氣可能會從塑料與導線架或金屬基底之間滲入，而導致發光二極體使用壽命的縮短。

為了防杜水氣的滲入，在金屬基底上設計防水溝以提昇阻絕水氣的效果。然而，當使用塑料不同時，防水溝的設計可能信賴性也不夠，而無法符合較高規格的測試。

有鑑於高信賴性發光二極體封裝結構的需求，提供發光二極體封裝的廠家必需提供解決上述問題的技術方案，以滿足市場的需求。

因此，本發明之一目的是在提供一種改良的發光二極體封裝結構及其製造方法。

根據上述本發明之目的，提出一種發光二極體封裝結構，其包含一金屬基底、二端子、一反射環、二絕緣套以及一絕緣體。金屬基底具有一固晶區、二容置槽及至少一防水溝，二容置槽位於固晶區的兩側，防水溝環繞固晶區而設置。二端子分別位於二容置槽內。反射環位於金屬基底上方，反射環具有一中心孔，藉以裸露出固晶區。二絕緣套分別形成於二端子上，藉以與金屬基底絕緣。絕緣體形成以固定金屬基底、二端子、反射環及二絕緣套，其中防水溝內填充有B-stage膠。

依據本發明一實施例，絕緣體的熔點高於二絕緣套的熔點。

依據本發明另一實施例，每一絕緣套部份包覆每一端子以裸露出其兩端部。

依據本發明另一實施例，反射環之中心孔裸露出絕緣套未包覆的每一端子之端部。

根據上述本發明之目的，提出一種發光二極體封裝結構的製造方法，其包含以下步驟。在一導線架的端子上以射出成型方式形成一絕緣套。在金屬基底的防水溝內填入一B-stage膠。將導線架、金屬基底、一反射環定位後，射出成型一絕緣體以固定彼此而形成一發光二極體封裝結構。烘烤發光二極體封裝結構，使得B-stage膠完全固化。

依據本發明一實施例，絕緣體的熔點高於二絕緣套的熔點。

依據本發明另一實施例，絕緣套係部份包覆每一端子以裸露出其兩端部。

依據本發明另一實施例，使導線架之定位孔對準金屬基底之定位孔，使得導線架的端子能位於金屬基底之容置槽內。

依據本發明另一實施例，B-stage膠環繞該固晶區而形成一封閉環。

依據本發明另一實施例，對準反射環與金屬基底，使得反射環之中心孔裸露出金屬基底之固晶區。

由上述可知，應用本發明之發光二極體封裝結構及其製造方法，利用在金屬基底之防水溝內填充B-stage膠並在發光二極體封裝結構射出成型後再次烘烤使得B-stage膠完全固化，進而增強防水溝阻絕水氣的效果。此外，對於絕緣體與絕緣套材料的選擇，會使絕緣體的熔點高於絕緣套的熔點，有助於增進絕緣體與絕緣套之間黏合程度，也能提高阻絕水氣的效果。

請同時參照第1、2、3圖，第1圖係繪示依照本發明一實施例的一種發光二極體封裝結構的上視圖，第2圖係繪示沿第1圖之2-2’剖面線的剖面圖，第3圖係繪示沿第1圖之3-3’剖面線的剖面圖。

發光二極體封裝結構100基本上由一金屬基底101、二端子(103a、103b)、一反射環108及絕緣體107所組成。絕緣體107係以射出成型而製成，藉以固定金屬基底101、二端子(103a、103b)及一反射環108等元件。金屬基底101的頂面具有一固晶區101c，藉供發光二極體(未繪示於圖面)固定於其上。金屬基底101用以將發光二極體所產生的熱傳導至金屬基底101的底面101d而散熱。

金屬基底101具有至少一防水溝(101a、101b、101e或101f)位於其頂面，藉以防堵外界的水氣經絕緣體107與金屬基底101之間隙滲入。在防水溝(101a、101b、101e或101f)中，填入一B-stage膠105。所謂的『B-stage膠』是一種需要經二次烘烤才能完全固化的膠材，或稱為『二次烘烤膠』。因為B-stage膠105在絕緣體107射出成型於金屬基底101上後，需要再一次較長時間烘烤(烘烤時間依膠材種類而不同)，使得B-stage膠105完全固化，因而使防水溝(101a、101b、101e或101f)阻絕水氣的效果更加提昇。B-stage膠可以視需求只填入內圈的防水溝(例如101a、101e)、外圈的防水溝(例如101b、101f)或同時填入內、外圈的防水溝。

二端子(103a、103b)的端部為打線區(103c、103d)。當反射環108定位於金屬基底101上時，反射環108之中心孔108b裸露出打線區(103c、103d)，藉以供發光二極體以導線(例如金線)連接至此。

請參照第4圖，其繪示依照本發明一實施例的一種發光二極體封裝結構的製造流程簡圖。

在步驟202中(請同時參照第8、9圖)，利用射出成型的方式在導線架103之二端子(103a、103b)上各形成絕緣套(112a、112b)。絕緣套(112a、112b)只部份包覆對應端子(103a、103b)，藉以裸露出每一端子(103a、103b)的兩端部。每一端子(103a、103b)之裸露的打線區(103c、103d)，藉以供發光二極體以導線(例如金線)連接至此。每一端子(103a、103b)均具有切割線(110a、110b)。當端子(103a、103b)固定至金屬基底101上時，就沿切割線(110a、110b)切開，只有端子(103a、103b)會固定於發光二極體封裝結構100中(參照第1圖)。在本實施例中，絕緣套(112a、112b)會選擇熔點較低的材料(相較於絕緣體107而言)，藉以增加絕緣套與絕緣體黏合性，也能提高阻絕水氣的效果。

在步驟204中(請同時參照第5圖)，在金屬基底101頂面上的防水溝(101a、101b、101e或101f)填入B-stage膠。基本上，B-stage膠最好能夠環繞固晶區101c而形成一封閉環，藉以有效阻絕水氣入侵固晶區101c。在本實施例中，直線型的防水溝(101a、101b)位於容置區(104a、104b)內，而弧形的防水溝(101e、101f)位於容置區的兩側，且防水溝(101e、101f)之兩端分別連接至容置區(104a、104b)。B-stage膠可以視需求只填入內圈的防水溝、外圈的防水溝或同時填入內、外圈的防水溝。

請同時參照第6、7圖，第6圖係繪示沿第5圖之6-6’剖面線的剖面圖，第7圖係繪示沿第5圖之7-7’剖面線的剖面圖。第6、7圖係清楚繪示防水溝(101a、101b、101e或101f)與固晶區101c在剖面上的關係。

在步驟206中，將導線架103(參照第9圖)、金屬基底101(參照第5圖)、反射環108(參照第10圖)定位後，射出成型一絕緣體107以固定彼此而形成一發光二極體封裝結構100(參照第1、2、3圖)。在本實施例中，絕緣體107會選擇熔點較高的材料(相較於而言絕緣套(112a、112b))，藉以增加絕緣套與絕緣體黏合性，也能提高阻絕水氣的效果。

關於導線架103與金屬基底101的定位方式(請參照第5、9圖)，係利用金屬基底101之定位孔(104c、104d)分別對準導線架103之定位孔(106a、106b)，使得導線架103之二端子(103a、103b)分別位於金屬基底101之二容置槽(104a、104b)內。

此外，反射環108應對準金屬基底101上方，使反射環108之中心孔108b裸露出金屬基底101之固晶區101c及二端子(103a、103b)之打線區(103c、103d)。

在步驟208中，烘烤發光二極體封裝結構100，使得B-stage膠完全固化，藉以增強防水溝阻絕水氣的效果。

請同時參照第10、11圖，第10圖係繪示依照本發明一實施例的一種反射環的上視圖，第11圖係繪示第10圖之反射環的剖面圖。反射環108在發光二極體封裝結構內的功能，在於反射發光二極體所發出的光朝向特定的方向。反射環108具有一反射面108a，藉以執行反射光線的功能。反射環108之中心孔108b用以裸露出金屬基底101之固晶區101c及二端子(103a、103b)之打線區(103c、103d)。當反射環108定位於金屬基底101上方且射出成型絕緣體107以固定彼此時，反射環108之固定鉤108c有助於加強絕緣體107固定反射環108的牢固性(請同時參照第2圖)。

由上述本發明實施方式可知，應用本發明之發光二極體封裝結構及其製造方法，利用在金屬基底之防水溝內填充B-stage膠並在發光二極體封裝結構射出成型後再次烘烤使得B-stage膠完全固化，進而增強防水溝阻絕水氣的效果。此外，對於絕緣體與絕緣套材料的選擇，會使絕緣體的熔點高於絕緣套的熔點，有助於增進絕緣體與絕緣套之間黏合程度，也能提高阻絕水氣的效果。

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．．．發光二極體封裝結構

101．．．金屬基底

101a．．．防水溝

101b．．．防水溝

101c．．．固晶區

101d．．．底面

101e．．．防水溝

101f．．．防水溝

103．．．導線架

103a．．．端子

103b．．．端子

103c．．．打線區

103d．．．打線區

104a．．．容置槽

104b．．．容置槽

104c．．．定位孔

104d．．．定位孔

105．．．B-stage膠

106a．．．定位孔

106b．．．定位孔

107．．．絕緣體

108．．．反射環

108a．．．反射面

108b．．．中心孔

108c．．．固定鉤

110a．．．切割線

110b．．．切割線

112a．．．絕緣套

112b．．．絕緣套

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖係繪示依照本發明一實施例的一種發光二極體封裝結構的上視圖。

第2圖係繪示沿第1圖之2-2’剖面線的剖面圖。

第3圖係繪示沿第1圖之3-3’剖面線的剖面圖。

第4圖係繪示依照本發明一實施例的一種發光二極體封裝結構的製造流程簡圖。

第5圖係繪示依照本發明一實施例的一種發光二極體封裝結構之金屬基底的上視圖。

第6圖係繪示沿第5圖之6-6’剖面線的剖面圖。

第7圖係繪示沿第5圖之7-7’剖面線的剖面圖。

第8圖係繪示依照本發明一實施例的一種導線架的上視圖。

第9圖係繪示第8圖之導線架的端子形成絕緣套後的的上視圖。

第10圖係繪示依照本發明一實施例的一種反射環的上視圖。

第11圖係繪示第10圖之反射環的剖面圖。

100．．．發光二極體封裝結構

101．．．金屬基底

101a．．．防水溝

101b．．．防水溝

101c．．．固晶區

101d．．．底面

103a．．．端子

103b．．．端子

103c．．．打線區

103d．．．打線區

105．．．B-stage膠

107．．．絕緣體

108．．．反射環

108b．．．中心孔

Claims (10)

1. 一種發光二極體封裝結構，至少包含：一金屬基底，具有一固晶區、二容置槽及至少一防水溝，該二容置槽位於該固晶區的兩側，該防水溝環繞該固晶區而設置；二端子，分別位於該二容置槽內；一反射環，位於該金屬基底上方，該反射環具有一中心孔，藉以裸露出該固晶區；二絕緣套，分別形成於該二端子上，藉以與該金屬基底絕緣；以及一絕緣體，形成以固定該金屬基底、該二端子、該反射環及該二絕緣套，其中該防水溝內填充有B-stage膠。
2. 如請求項1所述之發光二極體封裝結構，其中該絕緣體的熔點高於該二絕緣套的熔點。
3. 如請求項1所述之發光二極體封裝結構，其中每一該絕緣套部份包覆每一該端子以裸露出其兩端部。
4. 如請求項3所述之發光二極體封裝結構，其中該中心孔裸露出該絕緣套未包覆的每一該端子之端部。
5. 一種發光二極體封裝結構的製造方法，至少包含：在一導線架的端子上以射出成型方式形成一絕緣套；在金屬基底的防水溝內填入一B-stage膠；將該導線架、該金屬基底、一反射環定位後，射出成型一絕緣體以固定彼此而形成一發光二極體封裝結構；以及烘烤該發光二極體封裝結構，使得該B-stage膠完全固化。
6. 如請求項5所述之發光二極體封裝結構的製造方法，其中該絕緣體的熔點高於該絕緣套的熔點。
7. 如請求項5所述之發光二極體封裝結構的製造方法，其中該絕緣套係部份包覆每一該端子以裸露出其兩端部。
8. 如請求項5所述之發光二極體封裝結構的製造方法，更包含：使該導線架之定位孔對準該金屬基底之定位孔，使得該導線架的端子能位於該金屬基底之容置槽內。
9. 如請求項5所述之發光二極體封裝結構的製造方法，其中該B-stage膠環繞該固晶區而形成一封閉環。
10. 如請求項5所述之發光二極體封裝結構的製造方法，更包含：對準該反射環與該金屬基底，使得該反射環之中心孔裸露出該金屬基底之固晶區。