TWI466344B - 發光二極體及其製造方法 - Google Patents

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Description

發光二極體及其製造方法
本發明涉及一種發光元件及其製造方法，特別設計一種發光二極體模組及其製造方法。
發光二極體(Light Emitting Diode，LED)係一種可將電流轉換成特定波長範圍的光的半導體元件，憑藉其發光效率高、體積小、重量輕、環保等優點，已被廣泛地應用到當前的各個領域當中。
現有的發光二極體模組，通常包括一基板，設置於基板上的複數個間隔的第一電極及第二電極，複數分別電性連接至第一電極及第二電極的發光二極體晶粒，該等發光二極體晶粒可根據需要組成串聯、並聯或串、並聯狀態。
由於傳統的發光二極體模組的第一電極及第二電極與外界電路板裝設時，每一電極藉由焊料焊接至外界電路板。這樣一來，一方面，需要重複大量的焊接操作，浪費工時；另一方面，由於相鄰的電極之間距離較小，在焊接過程中容易因相鄰的電極上的焊料黏連而導致相鄰電極短路，從而損壞發光二極體模組。
有鑒於此，有必要提供一種安全性高的發光二極體模組及其製造方法。
一種發光二極體模組，包括基板及嵌設於所述基板內的第一電極組合、第二電極組合及電性連接所述第一電極組及第二電極組的發光二極體晶粒，所述第一電極組合包括間隔設置的第一電極及第二電極，所述第二電極組合位於第一電極及第二電極之間，其包括第三電極，所述第一、第二電極的側面外露於基板，所述第三電極的側面位於基板內部，所述發光二極體晶粒電性連接所述第一電極、第二電極及第三電極。
一種發光二極體模組的製造方法，其包括：
提供一組接框，該組接框包括內空的導線架、圍設於該導線架內且間隔設置的第一電極組合及第二電極組合、連接第一電極組合及第二電極組合與該導線架的複數支架，該第一電極組合包括間隔的第一電極及第二電極，該第二電極組合位於第一電極及第二電極之間，且包括第三電極；
在所述組接框內的間隔區域內形成基板，該基板的相對兩端分別開設第一收容孔及第二收容孔，基板的中部開設有第三收容孔，所述第一電極及第二電極對應收容於所述第一收容孔及第二收容孔，所述第三電極對應收容於所述第三收容孔，所述第一、第二電極的側面外露於基板，所述第三電極的側面位於所述基板內部；
提供複數所述發光二極體晶粒，並將該等發光二極體晶粒藉由金屬引線對應電性連接至第一電極、第三電極以及第二電極；
切割導線架與基板，且使所述第一電極以及第二電極沿發光二極體模組縱向延伸的兩側面與與之對應的基板的相對兩側面平齊且外露於基板。
本發明提供的發光二極體模組，由於所述第一電極的第一主體部的相對兩側面外露於與之相應的基板的相對兩側面，所述第二電極的第二主體部的相對兩側面外露於與之相應的基板的相對兩側面，而第三電極除其頂面外，其底面及側面均收容於基板的內部，因此，在該第一電極與第二電極在焊接至外界電路時，第三電極及被基板阻隔而不與焊料黏接，且由於所述第二電極組合位於第一、第二電極之間，第一電極與第二電極之間因為距離較大，其上的焊料也不易於黏連在一起，從而避免導致整個發光二極體模組短路連接，有利於提高了該發光二極體模組的安全使用性。
下面參照附圖，結合具體實施方式對本發明作進一步的描述。
請參見圖1，本發明第一實施例中的發光二極體模組1，其包括一基板20、嵌設於基板20的一第一電極組合11、一第二電極組合13、電性連接至第一電極組合11及第二電極組合13的複數發光二極體晶粒30及覆蓋所述第一電極組合11及第二電極組合13的一封裝體40。
請一併參見圖2，該第一電極組合11與第二電極組合13間隔設置，且沿所述發光二極體模組1的縱向位於同一直線上。該第一電極組合11包括一第一電極111及與該第一電極111間隔的第二電極113。該第二電極組合13位於該第一電極111與第二電極113之間，且包括間隔的第三電極131及第四電極133。該第一電極111、第二電極113的高度大於第三電極131、第四電極133的高度。該第一電極111、第二電極113沿發光二極體模組1橫向延伸的寬度大於第三電極131、第四電極133沿發光二極體模組1橫向延伸的寬度。
該第一電極111、第二電極113以及第三電極131、第四電極133沿發光二極體模組1上的II-II線的縱截面均呈“T”型。
所述第一電極111包括一第一主體部1111及自該第一主體部1111底面中部斜向下向內延伸的一第一延伸部1113。該第一主體部1111為長方形板體。該第一延伸部1113的橫截面為矩形，且其沿發光二極體模組1縱向的截面呈梯形。該第一延伸部1113的寬度自靠近第一主體部1111的頂端向遠離第一主體部1111的底端方向逐漸減小。
所述第二電極113與第一電極111的高度相等且結構類似，該第二電極113沿發光二極體模組1縱向延伸的長度大於第一電極111沿發光二極體模組1縱向延伸的長度。該第二電極113沿發光二極體模組1橫向延伸的寬度等於第一電極111沿發光二極體模組1橫向延伸的寬度。
所述第二電極113包括一第二主體部1131及自該第二主體部1131底面中部斜向下向內延伸的一第二延伸部1133。該第二主體部1131為長方形板體，其與第一主體部1111的厚度相等。該第二延伸部1133的橫截面為矩形，且其沿發光二極體模組1縱向的截面為梯形。該第二延伸部1133的寬度自靠近第二主體部1131的頂端向遠離第二主體部1131的底端方向逐漸減小。該第二延伸部1133自第二主體部1131底面豎直向下延伸的高度等於所述第一延伸部1113自第一主體部1111底面豎直向下延伸的高度。
所述第三電極131與第四電極133之間藉由金屬支架50連接，其高度相等且均分別小於第一電極111與第二電極113的高度。
所述第三電極131與所述第一電極組合11的第二電極113的結構類似，其包括一第三主體部1311、自該第三主體部1311底面斜向下向內延伸的第三延伸部1313。所述第三主體部1311的厚度等於所述第一主體部1111或第二主體部1131的厚度；所述第三延伸部1313自第三主體部1311底面豎直向下延伸的高度小於所述第二延伸部1133自第二主體部1131底面豎直向下延伸的高度。
所述第四電極133與所述第一電極組合11的第一電極111的結構類似，其包括一第四主體部1331、自該第四主體部1331底面中部斜向下向內延伸的第四延伸部1333。其中，所述第四主體部1331的厚度等於所述第一主體部1111或第二主體部1131的厚度；所述第四延伸部1333自第四主體部1331底面豎直向下延伸的高度小於所述第一延伸部1113自第一主體部1111底面豎直向下延伸的高度。
所述基板20為一縱長的板體，其相對兩端分別開設有自上向下貫穿基板20的第一收容孔201及第二收容孔202；所述基板20的中部依次開設有自上向下未貫穿基板20的第三收容孔203及第四收容孔204。
該等收容孔201、202、203、204的尺寸與與之對應的電極的尺寸相當，其用以將所述第一電極組合11及第二電極組合13嵌設於其內。該等收容孔201、202、203及204的寬度自基板20的頂面向底面方向逐漸減小。
所述基板20與所述第一電極組合11及第二電極組合13組裝後，該基板20的第一收容孔201及第二收容孔202分別對應嵌設所述第一電極111及第二電極113；該基板20的第三收容孔203及第四收容孔204分別對應嵌設所述第三電極131及第四電極133。其中，所述第一電極111及第二電極113的相對的側面外露於基板20，所述第三電極131及第四電極133相對的兩側面收容於基板20的內部。
所述第一主體部1111的頂面與第二主體部1131的頂面平齊，所述第一延伸部1113的底面與第二延伸部1133的底面平齊。即，第一電極111的頂面及底面分別與第二電極113的頂面及底面平齊。所述第三主體部1311的頂面與第四主體部1331的頂面平齊，所述第三延伸部1313的底面與第四延伸部1333的底面平齊。即，第三電極131的頂面及底面分別與第四電極133的頂面及底面平齊。本實施例中，所述每一電極的頂面與基板20的頂面平齊，且外露於基板20，所述第一電極111、第二電極113的底面均與基板20的底面平齊，且外露於基板，所述第三電極131、第四電極133的底面位於基板20的內部。
所述第一電極111的第一主體部1111及第二電極113的第二主體部1131沿發光二極體模組1縱向延伸的兩側面均與與之相應的基板20的兩側面平齊，且外露於基板20。所述第三電極131及第四電極133的側面位於基板20的內部。
所述第一電極111及第二電極113外露於基板20的底面以及第一電極111的第一主體部1111及第二電極113的第二主體部1131外露於基板20的側面可用以與焊料配合。
在其他實施例中，所述第一電極111及第二電極113的底面也可以位於所述基板20的內部，只要所述第一電極111及第二電極113的相對兩側面外露於基板20即可。
如此，基板20與第一電極組合11及第二電極組合13便固定連接在一起。
所述發光二極體晶粒30的其中之一分別藉由金屬引線301、303電性連接至所述第一電極111、第三電極131，所述發光二極體晶粒30的其中之另一也分別藉由金屬引線301、303電性連接至第二電極113、第四電極133。本實施例中，發光二極體晶粒30的數量為兩個，且均相同。當然，該等發光二極體晶粒30的數量也可為多個，如三個、四個等，對應地，第二電極組合13包括的電極的數量也可隨之變化；另外，發光二極體晶粒30也可以選用不同顏色、不同功率的的發光二極體晶粒。
所述封裝體40由矽樹脂、矽酮、環氧樹脂或者聚合體材料製成。
該封裝體40覆蓋所述基板20的頂面，且其各向側面與與之相應的基板20的各向側面平齊。
該封裝體40包括複數通孔41，該等通孔41分別對應第一電極111、第三電極131及第二電極113、第四電極133設置，且對應收容發光二極體晶粒30於其底部。每一通孔41分別自封裝體40頂面斜向下貫穿至第一電極111及第三電極131的頂面以及第二電極113及第四電極133的頂面。每一通孔41各處橫截面均呈橢圓形，且其內徑自封裝體40的頂面沿其厚度方向向下逐漸減小。
所述金屬支架50由金屬材料製成，其收容於所述基板20內部，且連接所述第三電極131及第四電極133。該金屬支架50以及所述金屬引線301、303將所述第一電極組合11及第二電極組合13電性組合在一起。
在其他實施例中，所述第一電極組合11的第一電極111、第二電極113以及第二電極組合13的第三電極131、第四電極133的形狀及結構也可以完全相同，且所述第一電極111及第二電極113的頂面外露於基板20，底面收容於所述基板20；所述第一主體部1111及第二主體部1131的相對的兩側面外露於基板20。位於第一電極111及第二電極113之間的第三電極131及第四電極133的頂面外露於基板20的頂面，其他各面收容於基板20內部即可。
當然，所述第二電極組合13也可以僅由第三電極131或第四電極133組成，只要該第三電極131或第四電極133頂面外露於基板20，側面及底面收容於所述基板20內部即可。
請參見圖3至圖9，本發明第一實施例中的發光二極體模組1的製造方法，其包括如下步驟：
步驟一，請參見圖3至圖5，提供一組接框2。其中，圖4及圖5分別為圖3中所示的組接框2沿IV-IV線和V-V線的剖視圖。
該組接框2包括一內空的導線架22、圍設於該導線架22內且間隔設置的第一電極組合11及第二電極組合13、連接第一電極組合11及第二電極組合13與該導線架22的所述金屬支架50。本實施例中，該組接框2內的第一電極組合11及第二電極組合13的數目均為4個，且第一電極組合11以及第二電極組合13與該導線架22之間均間隔設置。當然，該組接框2內的第一電極組合11及第二電極組合13的數目可以依據實際需要而定。
該導線架22為一矩形框體，其由金屬材料製成，其各邊的高度等於所述第一電極111、第二電極113的厚度。
所述金屬支架50包括複數連接條51、53、55。該金屬支架50分別藉由該等連接條51、53、55將第一電極組合11、第二電極組合13連接固定於組接框2內。其中，靠近導線架22內側周緣的第一電極111、第二電極113、第三電極131及第四電極133的外側分別藉由連接條51連接導線架22的內側；沿導線架22縱向間隔排布的第三電極131及第四電極133之間藉由連接條53相連接；沿導線架22橫向間隔排列的第一電極111之間、第二電極113之間、第三電極131之間以及第四電極133之間分別藉由連接條55相互連接。
步驟二，請參見圖6，在所述組接框2內的間隔區域內形成所述基板20，且使第一電極組合11及第二電極組合13均嵌設於所述基板20。其中，所述第一電極111及第二電極113對應收容於所述基板20的第一收容孔201及第二收容孔202。所述第一電極111及第二電極113的頂面均外露於所述基板20的頂面。所述第三電極131及第四電極133對應收容於所述基板20的第三收容孔203及第四收容孔204，其頂面均外露於基板20的頂面，底面及側面均收容於所述基板20內部。
步驟三，請參見圖7，在該組接框2上形成覆蓋組接框2的所述封裝體40，且使得封裝體40的所述通孔41分別對應於第一電極111、第三電極131以及第二電極113、第四電極133。
步驟四，請參見圖8，提供複數所述發光二極體晶粒30，並將該等發光二極體晶粒30藉由所述金屬引線301、303對應電性連接至第一電極111、第三電極131以及第二電極113、第四電極133，且使每一發光二極體晶粒30對應收容於所述通孔41。為了改善發光二極體晶粒30的發光效果，可在所述通孔41內覆蓋形成一包覆發光二極體晶粒30的封裝層，該封裝層內含有螢光粉。本實施例中，該等發光二極體晶粒30均相同。當然，該等發光二極體晶粒30可以根據實際需要來選擇不同顏色或不同功率的發光二極體晶粒。
步驟五，請參見圖9，切割導線架22與基板20，且使得所述第一電極111的第一主體部1111以及第二電極113的第二主體部1131沿發光二極體模組1縱向延伸的兩側面與與之對應的基板20的相對兩側面平齊，且外露於基板20。
具體的，分別沿圖9中所示虛線切割，即可形成多個發光二極體模組1。
當然，也可以根據不同需要來選擇不同的切割方式，從而得到不同尺寸的發光二極體模組，進而提高了製作效率，節約了成本。
本發明提供的發光二極體模組1，由於所述第一電極111的第一主體部1111的相對兩側面外露於與之相應的基板20的相對兩側面，所述第二電極113的第二主體部1131的相對兩側面外露於與之相應的基板20的相對兩側面，而第三電極131及第四電極133除其頂面外，其他各面均收容於基板20的內部，因此，在該第一電極111的第一主體部1111外露於基板20的側面與第二電極113的第二主體部1131外露於基板20的側面在焊接至外界電路時，第三電極131及第四電極133被基板20阻隔而不與焊料黏接，且由於所述第二電極組合13位於第一、第二電極111、113之間，第一電極111與第二電極113之間因為距離較大，其上的焊料也不易於黏連在一起，從而避免導致整個發光二極體模組1短路連接，有利於提高了該發光二極體模組1的安全使用性。
可以理解的係，對於本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術構思做出其他各種相應的改變與變形，而所有該等改變與變形都應屬於本發明權利要求的保護範圍。
1．．．發光二極體模組
2．．．組接框
11．．．第一電極組合
13．．．第二電極組合
20．．．基板
30．．．發光二極體晶粒
40．．．封裝體
41．．．通孔
50．．．金屬支架
51、53、55．．．連接條
111．．．第一電極
113．．．第二電極
131．．．第三電極
133．．．第四電極
201．．．第一收容孔
202．．．第二收容孔
203．．．第三收容孔
204．．．第四收容孔
301、303．．．金屬引線
1111．．．第一主體部
1113．．．第一延伸部
1131．．．第二主體部
1133．．．第二延伸部
1311．．．第三主體部
1313．．．第三延伸部
1331．．．第四主體部
1333．．．第四延伸部
圖1為本發明第一實施例中的發光二極體模組的立體圖。
圖2為圖1所示的發光二極體模組沿II-II線的剖視圖。
圖3至圖9為本發明的發光二極體模組的製造方法步驟示意圖。
1．．．發光二極體模組
11．．．第一電極組合
13．．．第二電極組合
20．．．基板
30．．．發光二極體晶粒
40．．．封裝體
50．．．金屬支架
111．．．第一電極
113．．．第二電極
131．．．第三電極
133．．．第四電極
301、303．．．金屬引線

Claims (10)

  1. 一種發光二極體模組，包括基板及嵌設於所述基板內的第一電極組合、第二電極組合及電性連接所述第一電極組及第二電極組的發光二極體晶粒，所述第一電極組合包括間隔設置的第一電極及第二電極，所述第二電極組合位於第一電極及第二電極之間，其包括第三電極，其改良在於：所述第一、第二電極的側面外露於基板，所述第三電極的側面位於基板內部，所述發光二極體晶粒電性連接所述第一電極、第二電極及第三電極。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體模組，其中：所述第一電極及第二電極的底面外露於基板，所述第三電極的底面位於基板的內部。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體模組，其中：所述第一電極包括第一主體部及自第一主體部底面中部向下延伸的第一延伸部，所述第二電極包括第二主體部及自第二主體部底面中部向下延伸的第二延伸部，所述第三電極包括第三主體部及自第三主體部底面中部向下延伸的第三延伸部，所述第一、二主體部沿發光二極體模組縱向延伸的相對兩側面外露於基板，所述第三主體部沿發光二極體模組縱向延伸的相對兩側面位於基板的內部。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的發光二極體模組，其中：所述第一延伸部及第二延伸部的底面外露於基板，所述第三延伸部的底面收容於基板的內部。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體模組，其中：所述第二電極組合還包括第四電極，所述第四電極位於所述第一電極及第二電極之間，且與所述第三電極間隔設置，同時與第三電極電性連接，所述第四電極的側面位於位於基板內部。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體模組，其中：所述發光二極體晶粒的數目為兩個，且所述發光二極體晶粒的其中之一的引線分別電性連接第一電極、第三電極，其中之另一的引線分別電性連接第二電極、第四電極。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體模組，其中：所述第三電極及第四電極沿所述發光二極體模組橫向延伸的寬度分別小於所述第一電極及第二電極沿所述發光二極體模組橫向延伸的寬度。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體模組，其中：所述第一電極、第二電極、第三電極以及第四電極的頂面與基板的頂面平齊，所述第一電極及第二電極的底面外露於基板，所述第三電極及第四電極的底面收容於基板內部。
  9. 一種發光二極體模組的製造方法，其包括：
    提供一組接框，該組接框包括內空的導線架、圍設於該導線架內且間隔設置的第一電極組合及第二電極組合、連接第一電極組合及第二電極組合與該導線架的複數支架，該第一電極組合包括間隔的第一電極及第二電極，該第二電極組合位於第一電極及第二電極之間，且包括第三電極；
    在所述組接框內的間隔區域內形成基板，該基板的相對兩端分別開設第一收容孔及第二收容孔，基板的中部開設有第三收容孔，所述第一電極及第二電極對應收容於所述第一收容孔及第二收容孔，所述第三電極對應收容於所述第三收容孔，所述第一、第二電極的側面外露於基板，所述第三電極的側面位於所述基板內部；
    提供複數所述發光二極體晶粒，並將該等發光二極體晶粒藉由金屬引線對應電性連接至第一電極、第三電極以及第二電極；
    切割導線架與基板，且使所述第一電極以及第二電極沿發光二極體模組縱向延伸的兩側面與與之對應的基板的相對兩側面平齊且外露於基板。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的發光二極體模組的製造方法，其中：所述第一電極及第二電極的底面外露於基板，所述第三電極的底面位於所述基板內部。
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