TWI470845B - Ｌｅｄ封裝件，具其之ｌｅｄ封裝模組與其製造方法，及具其之頭燈模組與其控制方法 - Google Patents

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Description

LED封裝件，具其之LED封裝模組與其製造方法，及具其之頭燈模組與其控制方法 [相關申請案的交互參考]
本申請案主張於2009年11月30日向韓國智慧財產局所提出之韓國專利申請案第10-2009-0116550號之利益，該申請案揭示之內容併入本申請案作為參考。
本發明係關於LED封裝件，具有該LED封裝件之LED封裝模組與其製造方法，以及具有該LED封裝件之頭燈模組與其控制方法。
伴隨著發光二極體(下文中，稱之為‘LED’)之發展，LED正被廣泛地使用甚至於汽車的頭燈。使用LED之頭燈可以包含具有LED安裝於其上之光源模組，用來調整自與汽車的頭燈一致之該光源模組產生之光，用來驅動LED之驅動驅動器模組，和用於LED之穩定操作之散熱模組(heat radiation module)。
此種光源模組包含具有LED安裝於其上之LED封裝件，和具有LED封裝件安裝於其上之基板。在此，此基板耦接至散熱器，藉此將LED之熱散發(emitting)至外側。
於先前技術中，已經使用具有電路圖案之印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)作為用來安裝LED之基板，用於LED之電性連接至驅動驅動器模組。
使用典型的PCB造成容易LED之電性連接至驅動驅動器模組，但是因為形成在PCB上之絕緣層作為熱電阻，因此光源模組之散熱特性顯著地減少。
而且，當散熱特性減少時，LED之光量和使用壽命亦隨之減少。因此，不可能應用LED至需要高水準散熱特性之高功率頭燈。
再者，於先前技術中，導線被用於LED封裝件與基板之間之電性連接。然而，使用導線額外地需要用來保護導線的保護裝置，而因此增加不需要的模組尺寸以及增加製造之成本和時間。
為了克服上述問題而提出了本發明，因此，本發明的目的係提供能夠改善於散熱基板(heat radiation substrate)中散熱單元之散熱效率、提供最小化並且減少用於製造之成本和時間之LED封裝件；具有該LED封裝件之LED封裝模組與其製造方法；以及具該LED封裝模組之頭燈模組與其控制方法。
依照本發明之一個態樣欲達成此目的，提供一種發光二極體封裝件，包含：封裝基板；發光二極體晶片，係安裝在該封裝基板之一個表面上；電極墊，係形成在該封裝基板之另一個表面上並且電性連接至該發光二極體晶片；以及，散熱墊(heat radiation pad)，係形成在該封裝基板之另一個表面上並且與該電極墊電性絕緣。
該發光二極體封裝件進一步包含：電路圖案，係形成在該封裝基板上並且電性連接至該發光二極體晶片；以及，通孔(via)，係形成在該封裝基板上並且允許該電路圖案和該電極墊電性互連接。
該封裝基板包含第一基板與於該第一基板上層疊之第二基板，該第二基板具有形成於其內之空腔(cavity)以容納該發光二極體晶片。
該發光二極體封裝件進一步包含玻璃層，係用來覆蓋該空腔。
該發光二極體封裝件進一步包含磷光體(phosphor)，係形成在該發光二極體晶片之上部上。
該發光二極體晶片為複數個發光二極體晶片，該等發光二極體晶片可以彼此串聯電性互連接。
該封裝基板由具有陶瓷之材料製成。
依照本發明之另一個態樣欲達成此目的，提供一種發光二極體封裝模組，包含：散熱基板，該散熱基板包含由導電材料製成之散熱單元和與該散熱單元電性絕緣之電極單元；封裝基板，係配置在該散熱基板上；散熱墊，係形成在該封裝基板上以相對於該散熱單元，並且接合至該散熱單元；電極墊，係形成在該封裝基板上以相對於該電極單元，並且接合至該電極單元；以及，發光二極體晶片，係安裝在該封裝基板上並且電性連接至該電極墊。
在表面上之散熱單元面對該散熱墊之該表面與在表面上電極單元面對電極墊之該表面係實際上位於相同平面上。
發光二極體模組進一步包含導電黏結層(conductive adhesive layer)，分別插置於散熱單元與散熱墊之間以及於電極單元與電極墊之間。
在表面上之該熱輻射單元與該散熱墊彼此面對之該等表面具有如彼此相同的尺寸，在表面上之該電極單元與該電極墊彼此面對之該等表面具有如彼此相同的尺寸，以及該導電黏結層分別插置於在表面上之該散熱單元與該散熱墊彼此面對之該表面之間，與在表面上之該電極單元與該電極墊彼此面對之該表面之間。
該導電黏結層由焊料(solder)製成。
該導電黏結層由具有緩衝材料之膏(paste)製成。
該散熱基板進一步包括絕緣單元，係插置於該散熱單元與該電極單元之間。
該散熱單元設置有間隔單元(space unit)，該絕緣單元形成在該間隔單元內，以及該電極單元形成在絕緣單元上以相對於該電極墊。
該絕緣單元形成在該散熱單元之外周圍表面上，而該電極單元形成在該絕緣單元上以相對於該電極墊。
發光二極體封裝模組進一步包含對準標記(alignment mark)，係形成在散熱基板上，以便判定該封裝基板是否與該散熱基板對準。
該散熱單元由具有銅(Cu)之材料形成。
該封裝基板由具有陶瓷之材料形成。
依照本發明之另一個態樣欲達成此目的，提供一種頭燈模組，包含：發光二極體封裝模組，用來產生光；光學模組，用來改變自該發光二極體封裝模組產生之光之分佈角度(distribution angle)；光輻射模組，用來將該發光二極體封裝件之熱發射至外側；以及，驅動器模組電性連接至該發光二極體封裝模組，藉此控制該發光二極體封裝模組之操作，其中，該發光二極體封裝模組包含：散熱基板，該散熱基板包含由導電材料製成之散熱單元，和與該散熱單元電性絕緣之電極單元；封裝基板，係配置於該散熱基板上；散熱墊，係形成在該封裝基板上以相對於該散熱單元，並且接合至該散熱單元；電極墊，係形成在該封裝基板上以相對於該電極單元，並且接合至該電極單元；以及，發光二極體晶片，係安裝在該封裝基板上並且電性連接至該電極墊。
依照本發明之另一個態樣欲達成此目的，提供一種控制該頭燈模組之方法，包含下列步驟：藉由施加發光訊號至該發光二極體封裝模組而產生朝向該光學模組照射之光；以及，藉由依照發光二極體封裝模組之溫度之改變施加發光訊號而將該發光二極體封裝模組之熱發射至外側。
依照本發明之另一個態樣欲達成此目的，提供一種製造發光二極體封裝模組之方法，包含下列步驟：提供散熱基板，該散熱基板包含由導電材料製成之散熱單元和與該散熱單元電性絕緣之電極單元；提供封裝基板，散熱墊和電極墊形成在該封裝基板上分別相對於該散熱單元和該電極單元，並且LED晶片安裝在該封裝基板上而被電性連接至該電極墊；以及，透過該散熱基板與該散熱單元之間和該電極墊與該電極單元之間之各自的接合而將該封裝基板安裝於該散熱基板上。
安裝該封裝基板之步驟由單一製程實施。
在表面上之散熱單元與該散熱墊彼此面對之該表面與在表面上之電極單元與該電極墊彼此面對之該表面係實際上位於相同平面上。
安裝該封裝基板之步驟藉由插置導電黏結層於該散熱單元與該散熱墊之間以及於該電極單元與該電極墊之間而實施。
在表面上之該散熱單元與該散熱墊彼此面對之該等表面具有如彼此相同的尺寸，和在表面上之該電極單元與該電極墊彼此面對之該等表面具有如彼此相同的尺寸，以及其中，安裝該封裝基板之步驟藉由插置該導電黏結層於在表面上之該散熱單元與該散熱墊彼此面對之該等表面之間以及在表面上該電極單元與該電極墊彼此面對之該等表面之間而實施。
該導電黏結層由焊料製成，以及其中，該安裝之步驟藉由表面安裝技術(Surface Mounting Technology,SMT)實施。
該導電黏結層由具有緩衝材料之膏製成。
該散熱基板進一步包括絕緣單元，係插置於該散熱單元與該電極單元之間。
提供該散熱基板之該步驟包含下列步驟：於該散熱單元上形成間隔單元；在該間隔單元內形成該絕緣單元；以及，在該絕緣單元上形成該電極單元以相對於該電極墊。
提供該散熱基板之該步驟包含下列步驟：於該散熱單元之外周圍表面上形成該絕緣單元；以及，於該絕緣單元上形成該電極單元以相對於該電極墊。
該方法進一步包含步驟：於安裝該封裝基板之該步驟之後，藉由使用形成在散熱基板上之對準標記，判定該封裝基板是否與該散熱基板對準。
該散熱單元由具有Cu之材料形成。
該封裝基板由具有陶瓷之材料形成。
現將參照所附圖式詳細說明依照本發明之LED封裝件，具有該LED封裝件之LED封裝模組與其製造方法，以及具有該LED封裝件之頭燈模組與其控制方法的實施例。當參照這些圖式說明該等實施例時，該等圖式或對應之組件由相同的參考號碼表示並且將省略其重複的說明。
首先，參照第1至8圖將說明依照本發明之一個態樣之第一實施例之LED封裝模組100。
第1圖為顯示依照本發明之一個態樣之第一實施例之LED封裝模組100之透視圖。第2圖為顯示LED封裝模組100沿著第1圖之線AA之剖面圖。第3圖為顯示依照本發明之一個態樣之第一實施例之LED封裝模組100之上視圖。
依照根據本發明之一個態樣之第一實施例，如第1至3圖中所顯示，LED封裝模組100包含散熱基板110、藉由導電黏結層140安裝在該散熱基板110上之LED封裝件120、各安裝在該散熱基板110上之齊納二極體170和熱敏電阻(thermister)180、和形成在散熱基板110上之對準標記190。
在此，散熱基板110包含散熱單元112、間隔單元114、絕緣單元116、電極單元118、和阻焊層(solder resist layer)119，如第1至3圖中所示。LED封裝件120包含由第一基板122與第二基板123組成之封裝基板121、空腔124、散熱墊125、電極墊126、電路圖案127、通孔128、LED晶片130、和磷光體150。
於依照本發明之一個態樣之第一實施例中，因為具有低導熱率之絕緣層未插置於封裝基板121與散熱單元112之間，因此其可能顯著地增加於LED封裝件120中散熱單元112之散熱效率。
而且，導線未以分離方式使用於LED封裝件120與電極單元118之間之電性連接，因此其可能增加電性連接之可靠性和LED封裝模組100之最小化尺寸。
於下文中，將參照第1至8圖詳細說明依照本發明之一個態樣之第一實施例之LED封裝模組100之各自組件。
散熱基板110包含散熱單元112、絕緣單元116、和電極單元118，如第1和2圖中所示。散熱單元112之暴露的表面設置有透過導電黏結層140安裝在其上之LED封裝件120，散熱單元112之另一表面與由第8圖之參考號碼22所表示之外部散熱體耦接。
於是，由於LED晶片130之發光而由LED晶片130產生之熱可以透過第8圖之封裝基板121、導電黏結層140、散熱單元112、和外部散熱體22發射至外側。於此情況，因為散熱單元112由導電材料製成，因此從LED晶片130產生之熱可以有效地傳送至第8圖之外部散熱體22。
而且，散熱單元112可以由銅製成。由銅製成之散熱單元112具有熱膨脹係數，係稍微不同於由陶瓷材料(例如，Al2 O3 )製成之封裝基板121者，因此雖然散熱單元112和封裝基板121藉由使用具有高的導熱率(例如，50K/W)但是低的彈性之焊料，如導電黏結層140而彼此接合，但是其可能最小化熱應力作用於該接合位置。因此，其可能防止由於從LED晶片130傳輸之熱而導致接合位置之破裂。
散熱單元112可以由譬如具有優越導熱率之鋁、以及銅的材料製成。
電極單元118亦可以由譬如銅之導電材料製成，但是其藉由插置於散熱單元112與電極單元118之間之絕緣單元116而與散熱單元112電性絕緣，如第1和2圖中所示。電極單元118透過連接至該電極單元118之端子和電路而電性連接至由第8圖之參考號碼30所表示之驅動器模組，因此電極單元118以形成在封裝基板121上之電極墊126面對該電極單元118之方式而與該電極墊126接合。因此，電性連接至電極墊126之LED晶片130被電性連接至第8圖之驅動器模組30，因此，其可能藉由第8圖之驅動器模組30控制LED晶片130之控制操作。
雖然已經舉例說明了依照本發明之一個態樣之第一實施例，其中，絕緣單元116允許散熱單元112與電極單元118彼此電性絕緣，但是本發明並不限制於此。應該了解到，本發明之範圍不僅包含此情況，而且亦包含由導電率低於導熱率所製成之散熱單元112甚至沒有絕緣單元116而與電極單元118電性絕緣之情況。
詳言之，如第2圖中所示，間隔單元114設置在面對該散熱單元112之封裝基板121之側邊上，而該絕緣單元116形成在間隔單元114內，以及電極墊126以面對電極墊126之方式形成在該電極墊126上。
也就是說，如第1和2圖中所示，間隔單元114以具有對應於絕緣單元116和電極單元118之厚度總和之深度之方式沿著散熱單元112之封裝基板121之側邊形成。絕緣單元116形成在該形成之間隔單元114之下表面上。絕緣單元116之上部設置有位於對應於電極墊126之位置的電極單元118，和端子及電路連接至該電極單元118。
因此，如第1和2圖中所示，散熱單元112可以暴露於散熱基板110之中央部分上，以及電極單元118可以相對於電極墊126並且鄰接於散熱單元112之暴露表面之方式形成。
如此種情況，用來形成絕緣單元116和電極單元118之間隔單元114形成在散熱單元112上，而使得其可能形成與散熱單元112電性絕緣之電極單元118，並且最佳化作為熱媒介角色之散熱單元112之體積。因此，可能使得LED封裝模組100之散熱效率最大化。
於此情況，如第2圖中所示，較理想的情形是，在表面上之散熱單元112面對該散熱墊125之該表面與在表面上之電極單元118面對電極墊126之該表面可實際上位於相同平面上。也就是說，沒有形成間隔單元114，而因此散熱單元112之暴露的表面和電極單元118之表面可以如彼此實質相同的高度。
於是，當LED封裝件120安裝在散熱基板110上時，使用表面安裝技術(SMT)使得散熱墊125與散熱單元112之間的表面透過單一製程接合，而電極單元118與電極墊126之間之表面亦透過單一製程接合。因此，其可能減少用於製造LED封裝件120之成本和時間。
雖然已舉例說明依照本發明之一個態樣之第一實施例，其中，在表面上之散熱墊125面對散熱單元112之該表面與在表面上之電極墊126面對電極單元118之該表面係實際上位於相同平面上，但是本發明並不受此實施例限制。應該了解到本發明之範圍包含不僅僅於此情況，而且亦在表面上之該散熱墊125面對該散熱單元112之該表面(亦即，散熱單元112之暴露表面)與在表面上之電極墊126面對電極單元118之該表面(亦即，電極單元118之表面)之情況係在可允許之誤差範圍內，因此可藉由SMT達成LED封裝件120之接合。
此外，因為在表面上之該散熱墊125面對該散熱單元112之該表面和在表面上之該電極墊126面對該電極單元118之該表面未位於相同的表面上，因此在散熱單元112與電極單元118之間也許存在階部(step)。於此情況，散熱墊125與散熱單元112之間之導電黏接層140形成具有與電極墊126與電極單元118之間之導電黏接層140不同的厚度，而使得其可能接合散熱墊125與散熱單元112，以及電極墊126與電極單元118，而無關該階部。
如第1和2圖中所示，除了齊納二極體170和熱敏電阻180將透過其電性連接之電路部分之外，阻焊層119可以形成在其餘之部分上，其中，電路被連接至絕緣單元116和電極單元118。LED封裝件120可以包含由第一基板122與第二基板123組成之封裝基板121、空腔124、散熱墊125、電極墊126、電路圖案127、通孔128、LED晶片130、和磷光體150，如第1至3圖中所示。
如第1和3圖中所示，封裝基板121係配置在散熱基板110上，並且由第一基板122和層疊在該第一基板122上之第二基板123組成。該第二基板123之內側設置有空腔124，該空腔124以容納LED晶片130之方式而形成有尺寸，該尺寸大於LED晶片130之尺寸。
封裝基板121由陶瓷材料製成，而因此其能夠具有高的抗熱性、優越的導熱率、和高的反射效率特性。因此，封裝基板121具有優點，其能夠應用於需要高的散熱特性之LED封裝件120用於高功率汽車頭燈模組，由第8圖之參考號碼300所表示者。
同時，封裝基板121可以不同於本發明之第一實施例，形成變成單一層，其顯示於第9至11圖中。雖然圖中未顯示，但是此情況對應於覆晶方案(flip-chip scheme)中LED晶片130接合至封裝基板121之情況，其將更詳細說明於參照第9和11圖之依照本發明之一個態樣之第二實施例中。
如第2圖中所示，電路圖案127以電性連接至LED晶片130之方式形成在封裝基板121上。也就是說，電路圖案127形成於封裝基板121之第一基板122與第二基板123之間，並且接合至形成在LED晶片130之下表面上之電極，藉此電性連接至LED晶片130。形成在LED晶片130之上表面上之電極可以藉由導線135電性連接至電路圖案127。
如第2圖中所示，通孔128以作用成電性連接電路圖案127至電極墊126之方式形成在封裝基板121上。也就是說，通孔128以允許電路圖案127插置於第一基板122與第二基板123之間，而該第二基板123將電性連接至形成在第一基板122之表面之電極墊126之方式形成在第一基板122內，藉此電性連接LED晶片130至電極單元118。
第4圖為顯示依照本發明之一個態樣之於第一實施例之LED封裝模組100中散熱基板110之上視圖。第5圖為顯示依照本發明之一個態樣之於第一實施例之LED封裝模組100中LED封裝件120之下視圖。
如第2圖和第4和5圖中所示，散熱墊125以面向散熱單元112之方式形成在封裝基板121上，並且接合至散熱單元112。散熱墊125以與電極墊126電性絕緣之方式形成在封裝基板121之下表面上，並且定位以對應至散熱單元112之暴露表面。散熱墊125透過導電黏接層140(亦即，焊料)接合至散熱單元112之暴露表面。
散熱墊125接合至散熱單元112，甚至沒有絕緣層插置於封裝基板121與散熱單元112之間，而使得其可能有效地從散熱墊125傳輸LED晶片130之熱至散熱單元112而沒有熱電阻。結果，可能顯著地改善LED封裝模組100之散熱特性。
如在此所使用的，接合機構不僅二個組件透過實體直接接觸而彼此耦接，而且亦透過插置於其間之其他的材料而彼此耦接。已經舉例說明了本發明之第二實施例，其中，導電黏接層140以該散熱墊125與該散熱單元112、和該散熱單元112與該電極墊126透過導電黏接層140而分別彼此間接耦接之方式插置於二個組件之間(亦即，散熱墊125與散熱單元112之間，和電極墊126與電極單元118之間)。
如第2圖和第4和5圖中所示，電極墊126以相對於並且接合至電極單元118之方式形成在封裝基板121上。一對電極墊126形成在封裝基板121之下表面上，並且以與散熱墊125電性絕緣之方式與散熱墊125間隔開。電極墊126形成對應於電極單元118之位置，並且透過接合導電黏接層140(亦即，焊料)耦接至電極墊126。
如此種情況，因為電極墊126透過焊接取代導線而直接接合至電極單元118，本發明之接合方案對於先前技術之導線接合方案具有優點。也就是說，可能提供簡化的製造製程並且縮小LED封裝模組100之尺寸，以及電極單元118與電極墊126之間的連接可靠性。
也就是說，於先前技術中藉由導線接合方案執行之電性連接之情況，為了保護導線之連接部分，不僅需要實施導線接合製程，而且亦需要藉由使用材料(例如，橡膠等)來包裝週邊之導線之製程。然而，於本發明之實施例中，不使用導線其本身造成省略此種額外的製程。
而且，於先前技術中，用來包裝導線之保護機構(例如，橡膠等)不必要地佔用空間。然而，於本發明之實施例中，不使用導線接合方案不會導致不必要的空間。
如上所述，電極墊126和散熱墊125藉由SMT而分別接合至電極單元118和散熱單元112，藉此更有效地減少製造所需的成本和時間。
於本發明之實施例中，電極單元118並非藉由導線，而是藉由導電黏接層140(亦即，焊料)穩定地接合至電極墊126。於此情況，焊料具有高的導電率(例如，50K/W)，而使得相較於習知的導線接合方案能夠顯著地改善LED封裝模組100之連接可靠性。
如第2圖中所示，導電黏接層140不僅插置於散熱單元112與散熱墊125之間，而且亦插置於電極單元118與電極墊126之間。在此，導電黏接層140可以由焊料製成。如上所述，因為焊料具有高的導電率(例如，50K/W)，其不僅能夠有效地傳輸熱於散熱墊125與散熱單元112之間，而且亦可能傳輸電訊號於電極墊126與電極單元118之間。
於本發明之實施例中，散熱單元112由具有熱膨脹係數之Cu製成，該熱膨脹係數係相似於由陶瓷製成之封裝基板121之熱膨脹係數，因此其可能將作用於散熱單元112與導電黏接層140之間與封裝基板121與導電黏接層140之間之各介面之熱應力最小化，即使焊料之彈性不充分，如此導致防止於散熱單元112接合至封裝基板121之位置之損壞。
同時，如第4和5圖中所示，於表面上之散熱單元112與散熱墊125彼此面對之該表面之尺寸實質上彼此相同，和於表面上之電極單元118與電極墊126彼此面對之該表面之尺寸亦實質上彼此相同。如第2圖中所示，導電黏接層140分別插置於於表面上之散熱單元112與散熱墊125彼此面對之該表面之間，和於表面上之電極單元118與電極墊126彼此面對之該表面之間。
詳言之，設置為對置於散熱墊125之表面之散熱單元112之暴露之表面之尺寸(也就是說，第4圖中所示之寬度w1和長度11)相同於對置於散熱單元112之散熱墊125之表面之尺寸(也就是說，第5圖中所示之寬度w3和長度13)。對置於電極墊126之電極單元118之表面之尺寸(也就是說，第4圖中所示之寬度w2和長度12)相同於對置於電極單元118之電極墊126之表面之尺寸(也就是說，寬度w4和長度14)。
導電黏接層140均勻地插置於整個插置之表面(亦即，於表面上之散熱單元112與散熱墊125彼此面對之該表面，和於表面上之電極單元118與電極墊126彼此面對之該表面)之間，藉此達成接合這些表面。
因此，藉由導電黏接層140之接合表面之尺寸實質上彼此相同，而使得可於散熱基板110上達成所謂之LED封裝件120之自我對準。因此，於製造製程期間，不需要準備單獨的夾具(separate jig)用來固定LED封裝件120於預定的位置上，和單獨的對準標記(separate align mark)用來對準LED封裝件120。
也就是說，使用SMT而使得熔化之導電黏接層140(亦即，焊料)塗層於一對電極單元118之表面上和對置於散熱墊125之散熱單元112之暴露表面上。其後，當LED封裝件120以散熱墊125和一對電極墊126對置於散熱單元112之暴露表面和電極單元118之方式安裝於焊料上時，在LED封裝件120與散熱基板110之間藉由熔化之焊料而穩定地造成三個接合位置，係因為散熱墊125和一對電極墊126與散熱單元112之暴露表面和一對電極單元118分別具有相同的尺寸。
也就是說，因為散熱墊125和一對電極墊126分別定位於相對於散熱單元112和電極單元118之位置，而他們的尺寸實質上彼此相同，因此熔化之焊料之表面張力穩定地作用於三個接合的位置。因此，即使在焊料固化之前外部負載施加至LED封裝件120，發生了LED封裝件120之稍微移動，然後LED封裝件120放回於原來的位置上，而使得能夠保持LED封裝件120之位置不改變。
LED晶片130為半導體裝置，其能夠藉由透過化合物半導體材料(譬如GaAs、AlGaAs、GaN、InGaInP等)之改變而獲得之發光源之方式發射各種顏色之光。如第1至3圖中所示，LED晶片130安裝在封裝基板121之上表面上，並且電性連接至電極墊126。也就是說，LED晶片130被容納於形成在封裝基板121之上表面上之空腔124內，並且電性連接至朝向空腔124之底表面暴露之電路圖案127。
第6圖為顯示依照本發明之一個態樣之根據LED封裝模組100之第一實施例之LED晶片130之電性連接狀態和電路圖案配置之透視圖。
參照第6圖，LED晶片130之下部之電極可以接合至電路圖案127，藉此電性連接至電路圖案127。LED晶片130之上部之電極可以使用導線135之導線接合方案接合至電路圖案127。於此情況，電路圖案127透過通孔128電性連接至電極單元118。散熱墊125形成在第一基板122之下部上，並且僅作用為熱傳輸，以及與電極單元118和電路圖案127電性絕緣。
如第6圖中所示，複數個LED晶片130係配置於列，並且可以藉由電路圖案127和導線135而彼此串聯電性連接。如此種情況，LED晶片130之配置於列係有利於滿足汽車頭燈模組(由第8圖之參考號碼300所表示)所需的橫向分佈於二側邊之光分佈。LED晶片130之串聯連接關於相同的功率需要相對低的電流，因此LED封裝模組100能夠更容易應用於第8圖之汽車頭燈模組300。
雖然已舉例說明了本發明之實施例，其中，LED晶片130彼此串聯連接，但是應該了解到本發明不限於此實施例，並且包含了其中一個或多個LED晶片130以各種方式電性連接(譬如串聯連接、並聯連接、和串聯/並聯連接)之所有的情形。
如第1至3圖中所示，磷光體150形成在LED晶片130之上部上。也就是說，LED晶片130安裝於其內之空腔124用磷光體150填滿，並且作用為保護LED晶片130，以及用來將自LED晶片130產生之光轉變成白光。
如第1至3圖中所示，齊納二極體170安裝在散熱基板110上。該齊納二極體170為半導體裝置用來防止LED晶片130由於靜電之損壞，且該齊納二極體170被電性連接至形成在散熱基板110上之一對電極單元118。
如第1至3圖中所示，熱敏電阻180安裝在散熱基板110上。熱敏電阻180為半導體裝置用來控制LED封裝模組100之溫度，且該熱敏電阻180透過電路和端子被電性連接至外部控制器(未顯示)。
第7圖為顯示依照本發明之一個態樣之第一實施例之LED封裝模組100之LED晶片130、齊納二極體170、和熱敏電阻180之電性連接狀態之電路圖。
如第7圖中所示，齊納二極體170與彼此串聯連接之複數個LED晶片130彼此並聯連接並透過電極單元118而彼此極性相反。熱敏電阻180具有此種電路配置以至於獨立地連接至LED晶片130和齊納二極體170，使得熱敏電阻180能夠使用於控制LED封裝模組100之溫度。
如第1至3圖中所示，對準標記190形成在散熱基板110上用來決定封裝基板121與散熱基板110之對準或不對準。LED封裝件120藉由導電黏接層140(亦即，焊料)安裝在散熱基板110上。其後，為了用他的/她的眼辨識散熱基板110與發光二極體封裝件120之對準，尤其是，LED晶片130之對準，貫穿孔(through hole)形成在散熱基板110之二側邊上，作為對準標記，並且去除從該貫穿孔於水平延伸朝向散熱單元112之暴露表面之區域上之阻焊層119而因此部分暴露絕緣單元116。
如上所述，可以去除部分之阻焊層119以便暴露絕緣單元116。或者，單獨的材料可以轉印於阻焊層119上。
於本發明中實施例之對準標記190僅被用作為於製造製程之最後階段用來辨識對準狀態之機構。因此，對準標記190於製造製程期間不用來對準LED封裝件120，因此應該了解到由於對準標記190的存在因此達成LED封裝件120之自我對準。
第8圖為顯示依照本發明之一個態樣之實施例之使用LED封裝模組100之汽車頭燈模組300之圖式。
藉由使用本發明之實施例之LED封裝模組100，如第8圖中所示，可能執行汽車頭燈模組300。除了LED封裝模組100之外，汽車頭燈模組300尚包含光學模組10、散熱模組20、和驅動器模組30。光學模組10藉由建構包含用來支撐LED封裝模組100之框架14、用來反射自LED封裝模組100產生之光之反射鏡16、和用來於所希望之角度折射自反射鏡16反射之光之透鏡12。散熱模組20藉由建構包含耦接至LED封裝模組100之下部之散熱體22發射自LED封裝模組100產生之熱發射至外側，和用來散發LED封裝模組100之熱至外側之風扇24。驅動器模組30電性連接至LED封裝模組100和風扇24，藉此控制他們的操作。
如此種情況，第8圖中所示之汽車頭燈模組300能夠應用為汽車之向下燈，以及其可以於此種各種角度和位置配置在框架14上以便可以依照四個LED封裝模組100之光分佈而改變。
而且，本發明之實施例之LED封裝模組100可以使用為汽車之向上燈。於此情況，省略第8圖中所示之反射鏡16，並且改變LED封裝模組100之角度和位置而使得自LED封裝模組100產生之光直接傳向透鏡12。於此向上燈之情況，由於省略了反射鏡16而使得光之損失不會太多，因此相較於向下燈之數目，可以省略LED封裝模組100之數目。
可以藉由驅動器模組30之下列操作而控制頭燈模組300。
首先，發光訊號施加至LED封裝模組100，藉此產生朝向光學模組10照射之光。
也就是說，如第8圖中所示，因為驅動器模組30電性連接至LED封裝模組100，因此驅動器模組30接收自開關供應之電操作訊號，然後當用戶需要驅動該頭燈模組300時透過切換燈而施加電發光訊號至LED封裝模組100。
當發光訊號施加至LED封裝模組100時，可以驅動LED封裝模組100並且因此發光。此種光可以照射於光學模組10上，並且於反射和折射後發射至外側。
其後，散熱訊號依照LED封裝模組100之溫度改變而施加至散熱模組200，藉此發射LED封裝模組100之熱至外側。
也就是說，如第8圖中所示，驅動器模組30電性連接至LED封裝模組100和散熱模組20，而用來感測溫度之熱敏電阻180可以安裝在LED封裝模組100上，如第1和2圖中所示。
因為熱敏電阻180亦可以電性連接至驅動器模組30，因此當熱敏電阻180感測到LED封裝模組100之溫度改變並且發送對應於該感測之溫度之電溫度訊號至驅動器模組30時，該驅動器模組30施加電散熱訊號至該散熱模組20(詳言之為風扇24)。
當散熱訊號施加至散熱模組20時，驅動該散熱模組20之風扇24藉此發射LED封裝模組之熱至外側。
下文中，將參照第9至13圖說明依照本發明之一個態樣之其他實施例之LED封裝模組100。
第9至13圖為分別顯示依照本發明之一個態樣之其他實施例之LED封裝模組100之剖面圖。
下文中，將主要說明第9至13圖中顯示之各實施例，除了其組件或功能相似於上述實施例之組件和功能者外，該等實施例尚具有不同於上述實施例之組件。
第9圖顯示LED封裝模組100，其中，封裝基板121係組構為單層以及膏係使用為導電黏接層140。
於本發明之實施例中，如第9圖中所示，封裝基板121係組構為單層，以及LED晶片130以暴露於外側之方式安裝在封裝基板121上。
雖然圖式中未顯示，但是LED晶片130可以覆晶方案之方式接合至電路圖案127，因此其不需要準備導線用於將LED晶片130電性連接至電路圖案127。
因此，於本發明之實施例中，僅需在LED晶片130之上部上形成螢光層，而不需另外準備空腔124用來容納LED晶片130。結果，於本發明之實施例中，因為省略了用來保護LED晶片130和導線之單獨結構，因此可能以更簡單組構LED封裝模組100，而因此減少用於製造之製程、成本和時間。
而且，於本發明之實施例之情況，導電黏接層140可以是具有緩衝材料之膏。因此，因為導電膏係由具彈性的緩衝材料製成，即使散熱單元112之熱膨脹係數稍微不同於陶磁材料製成之封裝基板121之熱膨脹係數，亦能夠防止LED封裝模組100受到損害，因為導電黏接層140可以用作為散熱單元112與封裝基板121之間之緩衝，儘管由於LED晶片130之熱使得他們很難擴張。
於本發明之實施例中，散熱單元112可以形成在稍為不同於上述形狀之形狀中。也就是說，間隔單元114可以形成在該間隔單元114面對封裝基板121之區域中邊緣之一側邊上，以取代該間隔單元114面對封裝基板121之區域中的整個邊緣。而且，如果能夠形成絕緣單元116和電極單元118，則其可能形成間隔單元114於各種形狀，以及於上述形狀。
第10圖顯示LED封裝模組100，其中，封裝基板121係組構為單層，膏係使用為導電黏接層140，以及絕緣單元116形成在散熱單元112之外周圍表面上。
因為於第9圖之實施例中已經對封裝基板121和導電黏接層140作了說明，因此將省略其說明，並且將主要說明散熱單元112與絕緣單元116之結構。
於本發明之實施例之情況，如第10圖中所示，絕緣單元116形成在散熱單元112之外周圍表面上，而電極單元118以面對電極墊126之方式形成在絕緣單元116上。也就是說，絕緣單元116形成在散熱單元112附近而沒有單獨形成間隔單元(由第9圖之參考號碼114表示)於散熱單元112上。於散熱單元112之外周圍表面上，除了具有厚度，絕緣單元116形成具有高度，而足夠形成電極單元118。
於本發明之實施例中，因為可以省略用來於散熱單元112上製造間隔單元114之製程，因此可能減少用於製造LED封裝模組100所需之成本和時間。
雖然已經舉例說明了依照本發明之實施例，其中，絕緣單元116形成在散熱單元112之外周圍表面之一側邊上，但是本發明並不限於此。應該了解到，可以形成絕緣單元116沿著散熱單元112之外周圍表面環繞著散熱單元112，並且，若存在著位置將形成與散熱單元112電性絕緣之電極單元118，亦可以各種方式結構。
同時，於第9和10圖中實施例之情況，未顯示阻焊層(由第2圖之參考號碼119所表示)、齊納二極體(由第2圖之參考號碼170所表示)、和熱敏電阻(由第1圖之參考號碼180所表示)，但是應該了解到第9和10圖之這些實施例亦包含這些組件。
第11圖顯示LED封裝模組100，其中，封裝基板121係組構為單層。
於本發明之實施例之情況，如第11圖中所示，封裝基板121係形成為單層，而LED晶片130安裝在封裝基板121上並且暴露於外側。然後，部分地去除對應於散熱墊125與電極墊126之間空間位置上之阻焊層119。
如第9圖之實施例中之說明，LED晶片130可以以覆晶的方案接合，而使得無須保護用來電性連接LED晶片130至電路圖案127之導線。
因此，如於本發明之實施例中，於第9圖之實施例中，必須僅形成螢光層於LED晶片130之上部上而不須單獨準備空腔124用來容納LED晶片130。於是，可能更簡單地結構LED封裝模組100並因此減少用於製造所需之成本和時間。
如第11圖中所示，可以部分地去除於對應於散熱墊125與電極墊126之間之空間位置上之阻焊層119。也就是說，去除插置於暴露的散熱單元112與電極單元118之間之阻焊層119，而因此暴露形成在其下方上之絕緣單元116，如此造成在其表面上形成具有預定高度之階部。
於安裝LED封裝件120於散熱基板110上之製程期間，塗層在散熱基板110之各暴露之散熱單元112和電極單元118上之少固化(less-cured)導電黏接層140，也就是說，熔化的焊料係沿著阻焊層119之表面流動並且固定，該焊料可能導致電極單元118與散熱單元112之間之電性短路。
然而，於本發明之實施例中，去除插置在暴露之散熱單元112與電極單元118之間之阻焊層119帶出形成該階部，因此即使導電黏接層140塗層較一組數量之導電黏接層140稍為的大量，亦能夠防止電極單元118與散熱單元112之間之電性短路。也就是說，藉由該階部防止流量超越散熱單元112和電極單元118之表面之焊料(對於多於量之導電黏接層140)混合和流入由去除的阻焊層119所形成之空間。
第12圖顯示LED封裝模組100，其中，封裝基板121之空腔124由玻璃層160所覆蓋。
於本發明之實施例之情況，如第12圖中所示，玻璃層160覆蓋空腔124。如第12圖中所示，螢光層僅形成在LED晶片130之上部上，因此用來執行LED晶片130與電路圖案127之間電性連接之導線135暴露於空腔124。於是，玻璃層160附加地層疊於空腔124之上部上，藉此，即使空腔124未使用磷光體150填滿，係穩定地保護LED晶片130和導線135。同時，於第11和12圖實施例之情況，雖然齊納二極體170和熱敏電阻180未顯示，但是應該了解到這些實施例亦包含這些組件。
第13圖顯示LED封裝模組100，其中，散熱單元112由平板單元112a和保護單元112b組成。
於本發明之實施例中，如第13圖中所示，散熱單元112包含平板單元112a、和形成在平板單元112a之部分位置上對應於散熱墊125之保護單元112b。
也就是說，於第13圖之實施例之情況，如第2、9和12圖之實施例，保護單元112b以具有與絕緣單元116和電極單元118之總和厚度相同的高度之方式形成在具有平坦雙側邊之平板單元112a之部分位置上，以取代透過部分去除散熱單元112而形成間隔單元114，使得能夠以實質上具有與絕緣單元116和電極單元118之總和厚度相同的深度之方式在散熱單元112上形成間隔單元114。
於是，可以藉由單獨的形成保護單元112b以及將該形成的保護單元112b透過焊接接合至平板單元112a而完成形成散熱單元112。或者，可以藉由於電鍍方案將保護單元112b形成在平板單元112a之部分位置上而完成形成散熱單元112。
其次，將參照第14至21圖說明依照本發明之另一個態樣之製造第一實施例之LED封裝模組200之方法。
第14圖為顯示依照本發明之另一個態樣之製造第一實施例之LED封裝模組200之方法之流程圖。第15至21圖為顯示依照本發明之另一個態樣之製造第一實施例之LED封裝模組200之方法之各自製程之圖式。
於第14至21圖之實施例中，用來製造LED封裝模組200之方法包含用來提供散熱基板210之製程(S110)，用來提供封裝基板221之製程(S120)，用來安裝封裝基板221於該散熱基板210上之製程(S130)，用來安裝齊納二極體270於該散熱基板210上之製程(S140)，用來安裝熱敏電阻180於該散熱基板210上之製程(S150)，和用來判定該封裝基板221與該散熱基板210對準之製程(S160)。
於本發明之實施例中，可能簡化製程甚至無使用單獨導線用於LED封裝件220與電極單元218之間之電性連接，如此導致用於製造LED封裝模組200所需之成本和時間之顯著的減少。
下文中，將參照第14至21圖詳細說明依照本發明之實施例之製造LED封裝模組200之方法。
於本發明之實施例之情況，LED封裝模組200包含相似於第2圖之LED封裝模組100之組件和功能之組件和功能，因此將省略其詳細說明，並且將主要說明用來製造LED封裝模組200之製程。在此，LED封裝模組200包含散熱基板210、散熱單元212、間隔單元214、絕緣單元216、電極單元218、阻焊層219、LED封裝件220、封裝基板221、第一基板222、第二基板223、空腔224、散熱墊225、電極墊226、電路圖案227、通孔228、LED晶片230、導電黏接層240、磷光體250、玻璃層260、和齊納二極體270。
首先，如第15至17圖中所示，提供包含散熱單元212、絕緣單元216、和電極單元218之散熱基板210(S110)。此製程對應於用來提供包含散熱單元212、絕緣單元216、和電極單元218之散熱基板210之製程。在此，散熱單元212由導電材料製成，並且設置有間隔單元214，以及絕緣單元216形成在該間隔單元214上。電極單元218與散熱單元212電性絕緣，並且形成在絕緣單元216上。此製程將單獨說明如下。
首先，如第15圖中所示，間隔單元214形成在面對散熱單元212之封裝基板221側邊之一些區域上。如上述說明，間隔單元214可以沿著散熱單元212之邊緣形成。於此情況，可以藉由於蝕刻方案，或者藉由雷射，部分去除散熱單元212而形成間隔單元214。
如第16圖中所示，絕緣單元216形成在間隔單元214內，然後電極單元218以面對該電極墊226之方式形成在絕緣單元216上。可以藉由塗層絕緣材料於間隔單元214之底表面上，或者藉由層疊絕緣片，而形成絕緣單元216。可以藉由電鍍導電材料於絕緣單元216上之一些區域而形成電極單元218。於形成電極單元218時，可以形成連接至電極單元218藉此電性連接至外部控制器(未顯示)之電路和端子。
於此種情況，面對散熱墊225之散熱單元212之表面和面對電極墊226之電極單元218之表面實際上定位於相同的平面上。於是，因為LED封裝件220可以藉由單一製程而有效地安裝於散熱基板210上，因此其可以顯著地減少用於製造之成本和時間。
其後，如第17圖中所示，阻焊層219形成在絕緣單元216上。也就是說，形成阻焊層219以覆蓋該絕緣單元216和電極單元218。然後，藉由光學微影製程，面對該散熱墊225之散熱單元212之表面、第1圖之齊納二極體270和熱敏電阻180待安裝於其上於連接至電極單元218之表面和電極單元218之電路中之部分、以及連接至這些電路藉此電性連接至外部控制器(未顯示)之端子被暴露於外側。
其次，如第18至20圖中所示，散熱墊225和電極墊226分別形成面對散熱單元212和電極單元218，以及設置封裝基板221，該LED晶片230安裝在其上待電性連接至電極墊226(S110)。此製程將單獨說明如下。
首先，如第18圖中所示，散熱墊225和電極墊226形成在封裝基板221中第一基板222之下表面上，而電路圖案227以電性連接至LED晶片230之方式形成在封裝基板221中第一基板222之上表面上。通孔228以電路圖案227與電路圖案227彼此電性互連接之方式形成在封裝基板221之第一基板222內。
當電路圖案227形成在第一基板222之上表面上和散熱墊225和電極墊226形成在第一基板222之下表面上時，藉由以對應於待形成電路圖案227和電極墊226之位置之方式於第一基板222內形成貫通孔，並且同時用導電材料填滿該貫穿孔而完成此製程。通孔228、電路圖案227、散熱墊225、和電極墊226可以以各種方案形成，譬如電鍍、網板印刷、噴墨等。
其後，如第19圖中所示，用來容納LED晶片230之空腔224形成在第二基板223內，而第二基板223被層疊於第一基板222上。第19圖顯示用來形成多層封裝基板221之製程，藉由形成空腔224於將要安裝第二基板223之LED晶片230之位置上，然後層疊第二基板223於第一基板222上。於此種製程，形成在第一基板222之上表面上之電路圖案227係暴露於空腔224。
雖然已經舉例說明了依照本發明之另一個態樣之第一實施例，其中，空腔224形成在第二基板223上然後第二基板223層疊在第一基板222上，但是本發明之範圍亦包含於第二基板223層疊於第一基板222上後才形成空腔224之情況。
其次，如第20圖中所示，LED晶片230安裝在空腔224內，而磷光體250形成在LED晶片230之上部上。LED晶片230之下電極電性接合至暴露於空腔224之電路圖案227，而LED晶片230之上電極藉由導線235電性接合至電路圖案227。為了保護LED晶片230和導線235，空腔224用磷光體250填滿。
雖然已經舉例說明了依照本發明之另一個態樣之第一個實施例，其中，磷光體250以覆蓋該LED晶片230之方式填滿於空腔224中，但是本發明之範圍亦包含磷光體250僅形成於LED晶片230之上部上之情況。於此情形，如第12圖中所示，可以層疊玻璃層(由第12圖之參考號碼160所表示)以覆蓋空腔124。
其次，如第21圖中所示，散熱墊225和電極墊226於單一製程中藉由導電黏接層240而分別接合至散熱單元212和電極單元218，以及封裝基板221安裝在散熱基板210上(S130)。
因為散熱墊225和散熱單元212形成彼此面對，和電極墊226和電極單元218形成彼此面對，因此導電黏接層240(亦即焊料)插置於其間用於他們的接合。
如此種情況，散熱墊225接合至散熱單元212而不插置絕緣層，藉此改善LED封裝模組200之散熱特性。而且，藉由插置焊料以取代導線，電極墊226直接接合至電極單元218，藉此於製造LED封裝模組200中簡化製程並且將尺寸最小化。
於此情況，可以藉由單一製程實施用來安裝封裝基板221之製程(S130)。於是，可能減少製造成本和時間。而且，藉由使用SMT實施此製程，使得可能更有效地減少製造成本和時間。
同時，如上所述，於表面上之散熱單元212與散熱墊225彼此面對之表面可以被形成如彼此實質相同的尺寸(寬度和長度)。於表面上之電極單元218與電極墊226彼此面對之表面可以被形成具有如彼此實質相同的尺寸(寬度和長度)。於熔化狀態之導電黏接層240(亦即焊料)被分別均勻地插置於於表面上之散熱單元212與散熱墊225彼此面對之表面之間，和於表面上之電極單元218與電極墊226彼此面對之表面之間。然後，當熔化之導電黏接層240變成固化時，他們可以彼此接合。
如此種情況，藉由導電黏接層240之接合表面之尺寸實質上彼此相同，而使得導電黏接層240(焊料)提供表面應力至他們的接合位置，其中，於熔化狀態之導電黏接層240均勻地插置於散熱墊225面對散熱單元212處表面之間，和電極墊226面對電極單元218處表面之間。
因此，可以於散熱基板210上達成所稱為之LED封裝件120之自我對準，如此於用來安裝封裝基板221之製程期間(S130)，無須準備單獨的夾具用來固定LED封裝件120於預定的位置上，以及單獨的對準標記用來對準LED封裝件120。
其次，如第21圖中所示，齊納二極體270安裝在散熱基板210上(S140)，而第1圖之熱敏電阻180安裝在散熱基板210上(S150)。也就是說，齊納二極體270和熱敏電阻180藉由使用與用來接合LED封裝件220至散熱基板210之導電黏接層240相同的導電黏接層240而被接合至散熱基板210之電路(由第1圖之參考號碼180所表示者)。
此製程和藉由SMT用來安裝封裝基板221之製程可以同時實施，並且當LED封裝件220、齊納二極體270、和熱敏電阻280以此種單一製程集體安裝時其可能更有效地減少用於製造之成本和時間。
其後，藉由使用形成於散熱基板210上之對準標記(由第1圖之參考號碼190所表示者)而判定封裝基板221與散熱基板210之對準或非對準(S160)。當實施用來提供散熱基板210之製程時(S110)，形成貫穿孔對應於LED晶片230將安裝於散熱基板210上之位置，並且去除從該貫穿孔水平延伸朝向散熱單元212之暴露表面之區域上之阻焊層219。於是，暴露於其下部上之絕緣單元216，並且形成對準標記(由第1圖之參考號碼190所表示者)。
而且，可以藉由轉印單獨的材料於阻焊層219上，以及藉由透過去除阻焊層219暴露絕緣單元216而達成形成該對準標記。
此製程旨在於製造製程之最後階段藉由使用第1圖之對準標記190而辨識LED晶片230之對準狀態。因此，應該了解到LED封裝件120自我對準係能夠藉由用來判定對準標記190之對準或非對準之製程而達成。
於下文中，將參照第22至27圖說明依照本發明之另一個態樣之製造第二實施例之LED封裝模組200之方法。
第22至27圖為分別顯示依照本發明之另一個態樣之製造LED封裝模組200之方法之各自製程之剖面圖。
根據依照本發明之另一個態樣之第二實施例，如於依照本發明之另一個態樣之第一實施例，用來製造LED封裝模組200之方法包含用來提供散熱基板210之製程(S110)，用來提供封裝基板221之製程(S120)，用來安裝封裝基板221於該散熱基板210上之製程(S130)，用來安裝齊納二極體270於該散熱基板210上之製程(S140)，用來安裝熱敏電阻(由第1圖之參考號碼180所表示者)於該散熱基板210上之製程(S150)，以及用來判定該封裝基板221與該散熱基板210是否對準之製程(S160)。
於依照本發明之另一個態樣之第二實施例中之上述製程，僅僅於製程之細節方面不同於上述之實施例，其包含了用來提供散熱基板210之製程(S110)，用來提供封裝基板221之製程(S120)，和用來安裝該封裝基板221於散熱基板210上之製程，因此依照本發明之另一個態樣之第二實施例將根據這些差異作說明。
而且，依照本發明之另一個態樣之第二實施例之LED封裝模組200包含相似於如上述依照本發明之一個態樣之第一實施例之LED封裝模組100之組件和功能之組件和功能，因此將省略其詳細說明，並且將主要說明用來製造LED封裝模組200之製程。在此，LED封裝模組200包含散熱基板210、散熱單元212、絕緣單元216、電極單元218、LED封裝件220、封裝基板221、散熱墊225、電極墊226、電路圖案227、通孔228、LED晶片230、導電黏接層240、磷光體250、和玻璃層260。
首先，如第22至24圖中所示，提供包含散熱單元212、絕緣單元216、和電極單元218之散熱基板210(S110)。此製程為用來提供包含散熱單元212、絕緣單元216、和電極單元218之散熱基板210之製程。在此，散熱單元212由導電材料製成，並且絕緣單元216形成在該散熱單元212之外周圍表面上。電極單元218與散熱單元212電性絕緣，並且形成在絕緣單元216上。此製程將單獨說明如下。
首先，如第22和23圖中所示，絕緣單元216形成在散熱單元212之外周圍表面上。也就是說，製造形成絕緣單元216在散熱單元212附近而沒有單獨形成間隔單元(由第15圖之參考號碼214所表示者)於散熱單元212上。於散熱單元212之外周圍表面上，除了厚度外，絕緣單元216尚形成具有高度足以形成電極單元218。如此種情況，因為省略了用來製造第15圖之間隔單元214於散熱單元212上之製程，因此能夠減少用來製造LED封裝模組200所需之成本和時間。
於此情況，可以形成絕緣單元216沿著散熱單元212之外周圍表面環繞該散熱單元212。或者，絕緣單元216可以各種組構方式形成。
其次，如第24圖中所示，電極單元218以相對於電極墊226設置之方式形成在絕緣單元216上。電極單元218可以藉由電鍍導電材料於絕緣單元216之一些區域上而形成。
其次，如第25至26圖中所示，形成散熱墊225和電極墊226分別相對於散熱單元212和電極單元218，以及提供在封裝基板上之安裝了LED晶片230將電性連接至電極墊226之封裝基板221(S120)。此製程將單獨說明如下。
首先，如第25圖中所示，散熱墊225和電極墊226形成在第一基板222之下表面上，而電路圖案227以電性連接至LED晶片230之方式形成在第一基板222之上表面上。通孔228以電路圖案227和電路圖案227彼此電性互連接之方式形成在封裝基板221之第一基板222內。此製程可以實施為：於各種方案(譬如電鍍、網板印刷、噴墨等)形成通路孔，然後形成通孔228、電路圖案227、和散熱墊225、以及電極墊226。
其後，如第26圖中所示，安裝LED晶片230，以及磷光體250形成在LED晶片230之上部上。因為LED晶片230可以於覆晶方案接合至電路圖案227，因此磷光體250可以僅形成在LED晶片230之上部上。
如此種情況，於覆晶方案中安裝LED晶片230帶出省略用來保護LED晶片230和導線之單獨結構，而使得可能簡化用來製造LED封裝模組200之製程，並且因此減少製造之成本和時間。
其次，如第27圖中所示，藉由導電黏接層240於單一製程中該散熱墊225和電極墊226接合至散熱單元212和電極單元218，以及封裝基板221安裝在散熱基板210上。
依照本發明之另一個態樣之第二實施例不同於上述實施例處在於：使用具有緩衝材料之膏作為導電黏接層240，但是即使使用了膏，亦可達成如上述LED封裝模組200之自我對準效果而沒有改變。
也就是說，當LED封裝件220用具有彈性之較不乾燥之膏以對應於散熱墊225與電極墊226相對於散熱單元212與電極單元218之位置之方式安裝於散熱基板210上時，甚至沒有單獨的夾具之情況，具有彈性之膏之表面應力防止於散熱基板210上之LED封裝件220之位置改變。
而且，藉由使用具有緩衝材料之膏作為導電黏接層240，即使散熱單元112之熱膨脹係數稍微不同於封裝基板121之熱膨脹係數，該膏能夠用作為緩衝。因此，能夠防止LED封裝模組200受到損害。
其次，第2圖之齊納二極體170安裝在散熱基板210上(S140)，並且第1圖之熱敏電阻180安裝在散熱基板210上(S150)。然後，藉由使用形成於散熱基板210上之對準標記190判定封裝基板221與散熱基板210之對準或非對準(S160)。
依照本發明，因為在封裝基板與絕緣層之間省略了絕緣層，因此可能顯著地改善於LED封裝件中散熱單元之散熱效率。再者，無須準備導線用於LED封裝件與電極單元之間之電性連接，而使得能夠改善LED封裝模組和頭燈模組之連接可靠度，並且減少尺寸。
而且，沒有使用導線導致簡化製程，而使得可能顯著地減少用來製造LED封裝模組和頭燈模組所需之成本和時間。
如上所述，雖然已經顯示和說明了本發明之較佳實施例，但是所屬技術領域中具有通常知識者應該了解到，於該等實施例中可以作取代、修改、和變化而不會偏離本發明一般發明概念之原理和精神，本發明之範圍係定義於所附申請專利範圍和他們的均等內容中。
10．．．光學模組
12．．．透鏡
14．．．框架
16．．．反射器
20．．．散熱模組
22．．．外部散熱體
24．．．風扇
30．．．驅動器模組
100、200．．．LED封裝模組
110、210．．．散熱基板
112、212．．．散熱單元
112a．．．平板單元
112b．．．保護單元
114、214．．．間隔單元
116、216．．．絕緣單元
118、218．．．電極單元
119、219．．．阻焊層
120、220．．．LED封裝件
121、221．．．封裝基板
122、222．．．第一基板
123、223．．．第二基板
124、224．．．空腔
125、225．．．散熱墊
126、226．．．電極墊
127、227．．．電路圖案
128、228．．．通孔
130、230．．．LED晶片
135、235．．．導線
140、240．．．導電黏接層
150、250．．．磷光體
160、260．．．玻璃層
170、270．．．齊納二極體
180、280．．．熱敏電阻
190．．．對準標記
300．．．汽車頭燈模組
11、12、13、14．．．長度
S110、S120、S130、S140、S150、S160．．．步驟
w1、w2、w3、w4．．．寬度
A．．．線
由以上實施例之說明，結合所附圖式，本發明一般發明概念之這些和/或其他態樣和優點將為明顯且更容易了解，其中：
第1圖為顯示依照本發明之一個態樣之第一實施例之LED封裝模組之透視圖；
第2圖為顯示依照本發明之一個態樣之根據第一實施例之LED封裝模組沿著線AA之剖面圖；
第3圖為顯示依照本發明之一個態樣之第一實施例之LED封裝模組之上視圖；
第4圖為顯示依照本發明之一個態樣之於第一實施例之LED封裝模組中散熱基板之上視圖；
第5圖為顯示依照本發明之一個態樣之於第一實施例之LED封裝模組中LED封裝件之下視圖；
第6圖為顯示依照本發明之一個態樣之於第一實施例之LED封裝模組中LED晶片之電性連接狀態和電路圖案配置之透視圖；
第7圖為顯示依照本發明之一個態樣之第一實施例之LED封裝模組之LED晶片、齊納二極體、和熱敏電阻之電性連接狀態之電路圖；
第8圖為顯示依照本發明之一個態樣之第一實施例之使用LED封裝模組之汽車頭燈模組之圖式；
第9至13圖為分別顯示依照本發明之一個態樣之根據第二實施例之LED封裝模組之剖面圖；
第14圖為顯示依照本發明之另一個態樣之製造第一實施例之LED封裝模組之方法之流程圖；
第15至21圖為分別顯示依照本發明之另一個態樣之製造第一實施例之LED封裝模組之方法之製程之圖式；以及
第22至27圖為分別顯示依照本發明之另一個態樣之製造第二實施例之LED封裝模組之方法之製程之圖式。
100．．．LED封裝模組
110．．．散熱基板
112．．．散熱單元
116．．．絕緣單元
119．．．阻焊層
120．．．LED封裝件
121．．．封裝基板
130．．．LED晶片
135．．．導線
150．．．磷光體
170．．．齊納二極體
180．．．熱敏電阻
190．．．對準標記
A．．．線

Claims (34)

  1. 一種發光二極體封裝件，包括：封裝基板；發光二極體晶片，係安裝在該封裝基板之一個表面上；電極墊，係形成在該封裝基板之另一個表面上並且電性連接至該發光二極體晶片；以及散熱墊，係形成在該封裝基板之另一個表面上並且與該電極墊電性絕緣。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝件，進一步包括：電路圖案，係形成在該封裝基板上並且電性連接至該發光二極體晶片；以及通孔，係形成在該封裝基板上並且允許該電路圖案和該電極墊電性互連接。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體封裝件，其中，該封裝基板包含第一基板與層疊於該第一基板上之第二基板，該第二基板具有形成於其內之空腔以容納該發光二極體晶片。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體封裝件，進一步包括玻璃層，係用來覆蓋該空腔。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體封裝件，進一步包括磷光體，係形成在該發光二極體晶片之上部上。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝件，其中，該發光二極體晶片為複數個發光二極體晶片，該等發光二極體晶片係彼此串聯電性互連接。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝件，其中，該封裝基板由具有陶瓷之材料製成。
  8. 一種發光二極體封裝模組，包括：散熱基板，該散熱基板包含由導電材料製成之散熱單元和與該散熱單元電性絕緣之電極單元；封裝基板，係配置在該散熱基板上；散熱墊，係形成在該封裝基板上以相對於該散熱單元，並且接合至該散熱單元；電極墊，係形成在該封裝基板上以相對於該電極單元，並且接合至該電極單元；以及發光二極體晶片，係安裝在該封裝基板上並且電性連接至該電極墊。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之發光二極體封裝模組，其中，在表面上之該散熱單元面對該散熱墊之該表面與在表面上之該電極單元面對該電極墊之該表面係實際上位於相同平面上。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之發光二極體封裝模組，進一步包括導電黏結層，分別插置於該散熱單元與該散熱墊之間以及於該電極單元與該電極墊之間。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之發光二極體封裝模組，其中，在表面上之該散熱單元與該散熱墊彼此面對之該等表面具有如彼此相同的尺寸，在表面上之該電極單元與該電極墊彼此面對之該等表面具有如彼此相同的尺寸，以及該導電黏結層分別插置於在表面上之該散熱單元與該散熱墊彼此面對之該表面之間以及在表面上之該電極單元與該電極墊彼此面對之該表面之間。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之發光二極體封裝模組，其中，該導電黏結層由焊料製成。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之發光二極體封裝模組，其中，該導電黏結層由具有緩衝材料之膏製成。
  14. 如申請專利範圍第8項所述之發光二極體封裝模組，其中，該散熱基板進一步包括絕緣單元，係插置於該散熱單元與該電極單元之間。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之發光二極體封裝模組，其中，該散熱單元設置有間隔單元，該絕緣單元形成在該間隔單元內，以及該電極單元形成在絕緣單元上以相對於該電極墊。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之發光二極體封裝模組，其中，該絕緣單元形成在該散熱單元之外周圍表面上，而該電極單元形成在該絕緣單元上以相對於該電極墊。
  17. 如申請專利範圍第8項所述之發光二極體封裝模組，進一步包括對準標記，係形成在散熱基板上，以便判定該封裝基板是否與該散熱基板對準。
  18. 如申請專利範圍第8項所述之發光二極體封裝模組，其中，該散熱單元由具有銅之材料形成。
  19. 如申請專利範圍第8項所述之發光二極體封裝模組，其中，該封裝基板由具有陶瓷之材料形成。
  20. 一種頭燈模組，包括：發光二極體封裝模組，係用來產生光；光學模組，係用來改變自該發光二極體封裝模組產生之光之分佈角度；光輻射模組，係用來將該發光二極體封裝件之熱發射至外側；以及驅動器模組，係電性連接至該發光二極體封裝模組以藉此控制該發光二極體封裝模組之操作，其中，該發光二極體封裝模組包括：散熱基板，該散熱基板包含由導電材料製成之散熱單元，和與該散熱單元電性絕緣之電極單元；封裝基板，係配置於該散熱基板上；散熱墊，係形成在該封裝基板上以相對於該散熱單元，並且接合至該散熱單元；電極墊，係形成在該封裝基板上以相對於該電極單元，並且接合至該電極單元；以及發光二極體晶片，係安裝在該封裝基板上並且電性連接至該電極墊。
  21. 一種控制如申請專利範圍第20項所述之頭燈模組之方法，包括下列步驟：藉由施加發光訊號至該發光二極體封裝模組而產生朝向該光學模組照射之光；以及藉由依照該發光二極體封裝模組之溫度之改變施加該發光訊號而將該發光二極體封裝模組之熱發射至外側。
  22. 一種製造發光二極體封裝模組之方法，包括下列步驟：提供散熱基板，該散熱基板包含由導電材料製成之散熱單元和與該散熱單元電性絕緣之電極單元；提供封裝基板，散熱墊和電極墊形成在該封裝基板上分別相對於該散熱單元和該電極單元，並且該發光二極體晶片安裝在該封裝基板上而被電性連接至該電極墊；以及透過該散熱基板與該散熱單元之間和該電極墊與該電極單元之間之各自的接合而將該封裝基板安裝於該散熱基板上。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之方法，其中，安裝該封裝基板之該步驟係由單一製程實施。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之方法，其中，在表面上之該散熱單元與該散熱墊彼此面對之該表面與在表面上之該電極單元與該電極墊彼此面對之該表面係實際上位於相同平面上。
  25. 如申請專利範圍第23項所述之方法，其中，安裝該封裝基板之該步驟藉由插置導電黏結層於該散熱單元與該散熱墊之間以及於該電極單元與該電極墊之間而實施。
  26. 如申請專利範圍第24項所述之方法，其中，在表面上之該散熱單元與該散熱墊彼此面對之該等表面具有如彼此相同的尺寸，和在表面上之該電極單元與該電極墊彼此面對之該等表面具有如彼此相同的尺寸，以及其中，安裝該封裝基板之該步驟藉由插置該導電黏結層於在表面上之該散熱單元與該散熱墊彼此面對之該等表面之間以及在表面上之該電極單元與該電極墊彼此面對之該等表面之間而實施。
  27. 如申請專利範圍第24項所述之方法，其中，該導電黏結層由焊料製成，以及其中，該安裝之步驟藉由表面安裝技術(SMT)實施。
  28. 如申請專利範圍第24項所述之方法，其中，該導電黏結層由具有緩衝材料之膏製成。
  29. 如申請專利範圍第22項所述之方法，其中，該散熱基板進一步包括絕緣單元，係插置於該散熱單元與該電極單元之間。
  30. 如申請專利範圍第29項所述之方法，其中，提供該散熱基板之該步驟包含下列步驟：於該散熱單元上形成間隔單元；在該間隔單元內形成該絕緣單元；以及在該絕緣單元上形成該電極單元以相對於該電極墊。
  31. 如申請專利範圍第29項所述之方法，其中，提供該散熱基板之該步驟包含下列步驟：於該散熱單元之外周圍表面上形成該絕緣單元；以及於該絕緣單元上形成該電極單元以相對於該電極墊。
  32. 如申請專利範圍第22項所述之方法，其中，於安裝該封裝基板之該步驟之後，進一步包括藉由使用形成在散熱基板上之對準標記，判定該封裝基板是否與該散熱基板對準之步驟。
  33. 如申請專利範圍第22項所述之方法，其中，該散熱單元由具有銅之材料形成。
  34. 如申請專利範圍第22項所述之方法，其中，該封裝基板由具有陶瓷之材料形成。
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