TWI485878B - 形成發光二極體之透鏡結構之方法及其相關架構 - Google Patents

形成發光二極體之透鏡結構之方法及其相關架構 Download PDF

Info

Publication number
TWI485878B
TWI485878B TW098110858A TW98110858A TWI485878B TW I485878 B TWI485878 B TW I485878B TW 098110858 A TW098110858 A TW 098110858A TW 98110858 A TW98110858 A TW 98110858A TW I485878 B TWI485878 B TW I485878B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
lead frame
structures
light
emitting diode
reflective cup
Prior art date
Application number
TW098110858A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201037853A (en
Inventor
Chih Lung Liang
Yuan Fu Chen
Original Assignee
Lite On Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lite On Technology Corp filed Critical Lite On Technology Corp
Priority to TW098110858A priority Critical patent/TWI485878B/zh
Priority to US12/543,483 priority patent/US7998765B2/en
Publication of TW201037853A publication Critical patent/TW201037853A/zh
Priority to US13/175,134 priority patent/US8283689B2/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI485878B publication Critical patent/TWI485878B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14639—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles for obtaining an insulating effect, e.g. for electrical components
    • B29C45/14655—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles for obtaining an insulating effect, e.g. for electrical components connected to or mounted on a carrier, e.g. lead frame
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/27—Sprue channels ; Runner channels or runner nozzles
    • B29C45/2701—Details not specific to hot or cold runner channels
    • B29C45/2708—Gates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0046—Details relating to the filling pattern or flow paths or flow characteristics of moulding material in the mould cavity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14836—Preventing damage of inserts during injection, e.g. collapse of hollow inserts, breakage
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Description

形成發光二極體之透鏡結構之方法及其相關架構
本發明係關於一種發光二極體透鏡結構之製造方法及其相關發光二極體模組，尤指一種可避免熔融熱塑性透光材料直接沖擊到發光二極體晶片，而導致發光二極體晶片線路配置損壞之發光二極體透鏡結構製造方法及其相關發光二極體模組。
近年來，由於發光二極體在液晶面板背光源以及節能照明方面的需求擴增，致使發光二極體須在物理特性以及封裝製程上不斷地進行改良，以應付不同的需求。舉例來說，在物理特性以及封裝製程上，為了增加發光效率或是增加可視角度等，而有了高功率發光二極體(High Power LED)這樣相當具有代表性的例子。
在先前技術中的高功率發光二極體，係利用轉移成型(transfer molding)的方式形成一聚光透鏡，並將聚光透鏡設置在發光二極體晶片上方，或是直接在發光二極體晶片上方形成聚光透鏡。為了增加發光效率，該聚光透鏡係可利用本身曲率弧度的設計，而將發光二極體所產生的散開狀光源轉換成一束聚合的光源，進而達到發光二極體可視角度的變化及發光強度的增強。
一般而言，該聚光透鏡係由矽膠(silicone)材料所組成，其優點係為透光率、折射率以及耐熱性都十分地理想。由於矽膠材料耐熱性佳，故其所形成的發光二極體透鏡，即使是在封裝製程中的迴焊(reflow)爐之高溫環境下也不會影響到本身的物理特性。然而，昂貴的矽膠材料價格( 每公斤20000元新台幣以上)會導致發光二極體整體製造成本的上升。
在發光二極體透鏡成型的過程中，在模具中熔融矽膠材料常因過於緩慢的流動速度，亦會導致過長的成型時間。
此外，若是採用上述將聚光透鏡設置在發光二極體晶片上方之安裝方式，則在高功率發光二極體封裝製程中，就須額外增加將聚光透鏡組裝至發光二極體晶片上方的安裝步驟，如此不僅會使高功率發光二極體封裝製程更為繁複，同時亦會導致整體成本的增加。
因此，如何降低發光二極體透鏡的材料成本以及降低上述發光二極體透鏡的成型時間，便為現今發光二極體在封裝製程設計上所須努力之課題。
本發明目的主要提供一種形成發光二極體之透鏡結構之方法，其從導線架背面(非安裝有發光二極體晶片的表面)注入熱塑性透光材料，而在射出成型後在發光二極體晶片上方形成聚光透鏡，並利用固定結構穿越或包覆住導線架，使一體成型的透鏡結構與固定結構共同被固定至導線架。如此，不但無須額外安裝聚光透鏡，亦可避免沖擊到發光二極體晶片及其連接線路。
為實現上述目的，本發明係提供一種形成發光二極體之透鏡結構之方法，其包含有：形成一導線架；安裝至少一發光二極體晶片於該導線架之一第一面上；電性連接該發光二極體晶片與該導線架；放置已安裝有該發光二極體晶片之該導線架於一模具中；以及以射出成型之方式經由 該模具之一注膠口，從該導線架上異於該第一面之一第二面注入熱塑性透光材料，以形成對應該發光二極體晶片之一透鏡結構。
本發明另提供一種具有透鏡結構之發光二極體元件，其包含有一導線架；一反射杯結構，其係設置於該導線架上；一發光二極體晶片，其係設置於該反射杯結構內且電連接於該導線架之一第一面；以及一透鏡結構，其係以射出成型之方式從該導線架上異於該第一面之一第二面，接受自一模具之一注膠口所傳來之熱塑性透光材料，以對應該發光二極體晶片而形成。
本發明更提供一種具有透鏡結構之發光二極體模組，其包含有一導線架；複數個反射杯結構，其係設置於該導線架上，相鄰反射杯結構係於該導線架上相距一特定距離；複數個發光二極體晶片，其係分別設置於該複數個反射杯結構內且電連接於該導線架之一第一面；複數個透鏡結構，其係以射出成型之方式從該導線架上異於該第一面之一第二面，接受自一模具之一注膠口所傳來之熱塑性透光材料而分別形成於該複數個發光二極體晶片之上；以及複數個固定結構，接受自該注膠口所傳來之熱塑性透光材料而形成，該複數個固定結構係用來固定該複數個透鏡結構於該導線架上。
本發明所提供之形成發光二極體透鏡結構之方法及其相關架構係可適用於發光二極體燈條(LED light bar)以及單顆發光二極體。首先係以安裝有複數個發光二極體之發光二極體燈條為例，來進行本發明之結構特徵以及方法 的介紹。
請參閱第1圖，第1圖為本發明第一實施例一發光二極體模組10之部分剖面示意圖。發光二極體模組10包含有一導線架12、複數個反射杯結構14、複數個發光二極體晶片16、複數個封膠層18、複數個透鏡結構20，以及隨著透鏡結構20一併成型且提供固定效果的複數個固定結構21。在利用模具射出成型後，固定結構21將包覆住導線架12，使一體成型的透鏡結構20與固定結構21共同被固定至導線架12。底下，以如第7圖所示之一模具24具體說明透鏡結構20與固定結構21在結構上如何包覆住導線架12。
簡單來說，若透鏡結構20與固定結構21在結構上如第1圖所示包覆住導線架12時，其係先利用如第7圖所示之模具24，因而同時且分別形成複數個透鏡結構20與複數個固定結構21於複數個封膠層18上以及相鄰反射杯結構14之間，如第8圖所示。換言之，一體成型的透鏡結構20與固定結構21係共同包覆反射杯結構14、封膠層18，以及導線架12。需特別強調的是，在形成透鏡結構20與固定結構21時，需從導線架12背面(非安裝有發光二極體晶片16的表面)注入熱塑性透光材料(即形成透鏡結構20的材料)，以避免沖擊到發光二極體晶片16及其連接線路，同時也無須額外安裝透鏡結構20。
為了提高亮度，複數個反射杯結構14係設置於導線架12上，由第1圖可知，相鄰反射杯結構14係於導線架12上彼此相距一特定距離。複數個發光二極體晶片16置於複數個反射杯結構14內且電連接於導線架12之一第一 面22。複數個封膠層18亦分別形成於複數個反射杯結構14內且分別包覆相對應之發光二極體晶片16，複數個封膠層18係較佳地由樹脂或矽膠材質所組成。需特別注意的是，封膠層18屬於選擇性施作。以下係以流程圖配合圖示之方式來說明上述發光二極體模組10中各個構件形成的製程。
首先，請同時參閱第2圖以及第3圖，第2圖為本發明形成發光二極體模組10之流程圖，其方法係能將複數個發光二極體晶片16封裝在導線架12上，且將複數個透鏡結構20分別形成於複數個封膠層18上。在第2圖步驟200中所提及之導線架12，其係可如第3圖所示。導線架12之主要功能係作為提供複數個發光二極體晶片16與外部電源之電性連接之用，也就是將複數個發光二極體晶片16電性導通於外部銜接之電路板，藉以進行複數個發光二極體晶片16之發光控制以及電源供應等後續操作。關於形成導線架12之製造方法，可為先前技術中常用來製造導線架之方法，如化學蝕刻或是機械沖壓等。所謂的化學蝕刻係利用光罩於導線架材料(如銅合金片、鐵鎳合金片、鋁片等)上形成相對應之導線架圖案，接著再利用蝕刻製程以完成導線架之製作；而機械沖壓之方式則是利用模具對大片金屬板進行沖壓製程，而將對應發光二極體晶片之腳架形狀沖壓成型。導線架12之成型製程係優選地為機械沖壓製程。此外，在本發明之實施例中，導線架12之設計係可不限於如第3圖所示之結構，其結構設計端視實際應用而定，舉例來說，導線架12亦可更改設計為將複數個第3圖所示之導線架並排之結構，而提供複數個發光二 極體晶片16可以用串/並聯方式電性連接，如此即可讓該些發光二極體晶片16以陣列設置之方式共同發光，進而產生面光源之效果。
接著，請同時參閱第2圖以及第4圖，在第2圖步驟202中所提及之形成複數個反射杯結構於導線架上，其係可如第4圖所示。在發光二極體的封裝結構中，環繞於發光二極體晶片周圍的反射杯係可使入射之發光二極體光線產生反射，以達到調整出光角度以及加強發光強度的效果。因此，在利用機械沖壓製程形成導線架12之後，複數個反射杯結構14係可較佳地以射出成型之方式形成在導線架12上。所謂的射出成型製程是將熱塑性塑膠粒以定量、間歇的方式，自進料漏斗加入，送至加熱管中加熱使熱塑性塑膠粒融化後，透過活塞柱向前推進，經由噴嘴將熔融的熱塑性塑膠粒射入模具中，等到在模具中的熔融熱塑性塑膠粒冷卻固化之後，即可形成對應模具內部形狀之元件，綜上所述，相較於轉移成型製程中熔融材料緩慢的流動速度，射出成型製程係可利用活塞柱將熔融材料射入模具內之方式，進而縮短熔融材料成型的時間。在本發明實施例中，其係先將導線架12置入對應複數個反射杯結構14形狀之模具中，接著，複數個反射杯結構14即可依照上述射出成型之製造流程而成形於模具中並與導線架12接合。須特別注意的是，為了讓複數個反射杯結構14與導線架12彼此緊密接合，在成型後的複數個反射杯結構14會部份包覆住導線架12。
請繼續參閱第2圖以及第5圖，在第2圖步驟204中所提及之複數個發光二極體晶片分別安裝於複數個反射 杯結構內，其係可如第5圖所示。在使用射出成型製程將複數個反射杯結構14形成於導線架12上之後，接著就是將複數個發光二極體晶片16分別安裝於複數個反射杯結構14底部的導線架12上，並使得複數個發光二極體晶片16與導線架12電性連接(步驟206)。複數個發光二極體晶片16之安裝以及與導線架12電性連接之方法係可採用先前技術中所常見之固晶製程，如打線(wire bonding)、覆晶(flip-chip)等。
接著，在第2圖步驟208中所提及之複數個封膠層分別形成於複數個反射杯結構內，其係可如第6圖所示。透光性材料(如樹脂、矽膠等)係被灌注於每一反射杯結構14內以形成封膠層18，藉以封裝位於反射杯結構14內導線架12上的發光二極體晶片16。此外，在灌注透光性材料的過程中，亦可在透光性材料內摻入螢光粉，以達到混光之效果。如黃色釔鋁石榴石(Yttrium Aluminum Gamet,YAG)螢光粉在受到藍光發光二極體所發出之藍光激發下會產生白光。
請繼續參閱第2圖以及第7圖，在第2圖步驟210中所提及之放置已封裝有複數個發光二極體晶片之導線架於模具中，其係可如第7圖所示。已封裝有複數個發光二極體晶片16的導線架12係被置入模具24內，然後開始執行射出成型製程。
最後請參閱第2圖以及第8圖，在第2圖步驟212中所提及之以射出成型之方式從導線架之第二面注入熱塑性透光材料以形成複數個透鏡結構及複數個固定結構，其係可如第8圖所示。熔融的熱塑性透光材料係經由模具24 之注膠口26而從導線架12之第二面28之側注入，以充滿於模具24內，進而在每一封膠層18上形成一透鏡結構20以及在相鄰反射杯結構14之間形成一固定結構21，也就是說，所形成之透鏡結構20以及固定結構21係為一體成型且共同包覆導線架12，最後只要再將形成有透鏡結構20的導線架12自模具24中取出，如此即可完成發光二極體模組10之製作。此處所提及之第二面28，由第7、8圖可知，其係可為導線架12之底面，然第二面28之位置係可不限於導線架12之底面，也就是說，在本發明之實施例中，熔融的熱塑性透光材料亦可由非晶片封裝區注入，如從異於導線架12之第一面22的一面注入，如此即可避免先前技術中所提及的熔融材料直接沖擊到晶片而損毀相關電路配置的情形發生，也可以說，模具24之注膠口26之位置設計亦可變更為自導線架12上異於第一面22之側面(須與發光二極體晶片16相距一特定距離)注入熱塑性透光材料；更甚至可由無晶片覆蓋區之支架區注入，如可於模具24上注膠口26之對面設置一注入口，其中，該注入口需貼近於支架12，且該注入口與支架12之第一面22的距離小於反射杯14與支架12之第一面22所形成之高度。此外，在步驟212中所使用的熱塑性透光材料係可優選地為聚碳酸酯材料(Polycarbonate,PC)。在步驟212中所述之射出成型製程由於係與步驟202中所提及之射出成型製程相似，故於此不再贅述。
值得一提的是，上述步驟208係為一可省略之步驟，請參閱第9圖，第9圖為透鏡結構20與固定結構21共同包覆導線架12、反射杯結構14，以及發光二極體晶片16 之部分剖面示意圖，也就是說，在將複數個發光二極體晶片16分別安裝於導線架12上的複數個反射杯結構14內之後，可以省略將複數個封膠層18分別形成於複數個反射杯結構14內之步驟，而直接將安裝有複數個發光二極體晶片16的導線架12置入模具24中，並接著進行上述步驟212的射出成型製程。如此一來，如第9圖所示，複數個透鏡結構20就會代替上述複數個封膠層18，而將複數個發光二極體晶片16分別封裝於導線架12上的複數個反射杯結構14內，以收簡化製程以及降低成本之效。
接著，請參閱第10圖，第10圖為本發明一第二實施例一發光二極體模組50之部分剖面示意圖。發光二極體模組50包含有一導線架52、複數個反射杯結構54、複數個發光二極體晶片56、複數個封膠層58、複數個透鏡結構60，以及隨著複數個透鏡結構60一併成型且提供固定效果的複數個固定結構61。在利用模具射出成型後，每一固定結構61將穿越導線架52，使一體成型的透鏡結構60與固定結構61共同被固定至導線架52。底下，以如第17圖所示之一模具66具體說明透鏡結構60與固定結構61在結構上如何穿越導線架52。
簡單來說，若固定結構61在結構上如第10圖所示穿越導線架52時，其係先利用如第17圖所示之模具66使透鏡結構60與固定結構61共同被形成，如第10圖所示。需特別強調的是，在形成透鏡結構60與固定結構61時，需從導線架52背面(非安裝有發光二極體晶片56的表面)注入熱塑性透光材料(即形成透鏡結構60的材料)，以避免沖擊到發光二極體晶片56及其連接線路，同時也無須 額外安裝透鏡結構60。
為了提高亮度，複數個反射杯結構54係設置於導線架52上。複數個發光二極體晶片56分別設置於複數個反射杯結構54中且電連接於導線架52。複數個封膠層58亦分別形成於複數個反射杯結構54中且分別包覆相對應之發光二極體晶片56，複數個封膠層58係較佳地由樹脂或矽膠材質所組成。需特別注意的是，封膠層58屬於選擇性施作。以下係以流程圖配合圖示之方式來說明上述發光二極體模組50中各個構件形成的製程。
首先，請同時參閱第11圖以及第12圖，第11圖為本發明形成發光二極體模組50之流程圖，其方法係能將複數個發光二極體晶片56封裝在導線架52上且分別形成透鏡結構60於相對應之封膠層58上，在第11圖步驟1100中所提及之導線架52，其係可如第12圖所示。導線架52之主要功能亦是作為提供複數個發光二極體晶片56與外部電源之電性連接之用，也就是將複數個發光二極體晶片56電性導通於外部銜接之電路板，藉以進行複數個發光二極體晶片56之發光控制以及電源供應等後續操作。關於形成導線架52之製造方法，亦可為先前技術中常用來製造導線架之方法，如化學蝕刻或是機械沖壓等。同步驟200所述，在步驟1100中，導線架52之成形製程係優選地為機械沖壓製程。同理，在本發明之實施例中，導線架52之設計係可不限於如第12圖所示之結構，其結構設計端視實際應用而定，舉例來說，導線架52亦可更改設計為將複數個第12圖所示之導線架並排之結構，而提供複數個發光二極體晶片56可以用串/並聯方式電性連接，如此 即可讓該些發光二極體晶片56以陣列設置之方式共同發光，進而產生面光源之效果。
接著，請同時參閱第11圖以及第13圖，在第11圖步驟1102中所提及之形成複數個具有至少一注膠道之反射杯結構於導線架上，其係可如第13圖所示。在利用機械沖壓製程形成導線架52之後，複數個反射杯結構54係可較佳地以射出成型之方式形成在導線架52上，簡言之，其係先將導線架52置入對應複數個反射杯結構54形狀之模具中，接著，複數個反射杯結構54即可依照如上述所提及的射出成型製造流程而成形於模具中，並與導線架52接合。須特別注意的是，為了讓複數個反射杯結構54與導線架52彼此緊密接合，在成型後的複數個反射杯結構54會部份包覆住導線架52。
接著，由第13圖以及第14圖可知，在每一反射杯結構54兩側均形成有注膠道64，此處值得注意的是，複數個注膠道64係可於利用射出成型製程形成反射杯結構54之過程中，藉由模具內部形狀之設計而同時形成於反射杯結構54內，或是可在反射杯結構54形成於導線架52上之後，再以鑽孔機械加工技術形成。此外，如第14圖所示，每一注膠道64對應導線架52之第一面62之一第一端P1的孔徑，其係小於其對應導線架52之第二面70之一第二端P2的孔徑，可稱之為沉頭孔之注膠道設計，如此即可在後續形成透鏡結構60於封膠層58上的步驟中，使熔融熱塑性透光材料順著注膠道64之相異孔徑的孔洞結構，以形成具有相異直徑的固定結構61，而固定結構61與反射杯結構54之注膠道64的結合，其係可使透鏡結 構60與反射杯結構54之接合更為穩固。另一方面，熱塑性透光材料亦可藉由注膠道64之第二端P2的較大孔徑之設計而更加容易地注入注膠道64內。然注膠道64內部之孔徑設計可不限於上述之沉頭孔之設計，如注膠道64內亦可設計為均一孔徑，以節省孔洞成型成本，至於採用何種孔徑設計，端視實際製程需求而定。
請繼續參閱第11圖以及第15圖，在第11圖步驟1104中所提及之安裝複數個發光二極體晶片於複數個反射杯結構內，其係可如第15圖所示。在使用射出成型製程將複數個反射杯結構54形成於導線架52上之後，接著就是將複數個發光二極體晶片56分別安裝於導線架52上的複數個反射杯結構54內，並使得複數個發光二極體晶片56與導線架52電性導通(步驟1106)，於步驟1104中複數個發光二極體晶片56之安裝方法以及於步驟1106中與導線架52電性連接之方法亦是採用先前技術中之固晶製程，如打線、覆晶等，其安裝流程係與上述第一實施例中發光二極體晶片16之安裝方法相似，故於此不再贅述。
接著，請同時參閱第11圖以及第16圖，在第11圖步驟1108中所提及之分別形成複數個封膠層於複數個反射杯結構內，其係可如第16圖所示。透光性材料(如樹脂、矽膠等)係被灌注於複數個反射杯結構54內以形成相對應的封膠層58，藉以將位於反射杯結構54內的發光二極體晶片56封裝在導線架52上，同上所述，在灌注透光性材料的過程中，亦可在透光性材料內摻入螢光粉，以達到混光之效果。如黃色釔鋁石榴石螢光粉在受到藍光發光二極體所發出之藍光激發下會產生白光。
請繼續參閱第11圖以及第17圖，在第11圖步驟1110中所提及之放置已封裝有複數個發光二極體晶片之導線架於模具中，其係可如第17圖所示。已封裝有複數個發光二極體晶片56的導線架52係被置入模具66內，然後開始執行射出成型製程。
請同時參閱第11圖以及第18圖，在第11圖步驟1112中所提及之熱塑性透光材料以射出成型之方式，從導線架之第二面注入反射杯結構之注膠道中以形成透鏡結構，其係可如第18圖所示。熔融的熱塑性透光材料係經由模具66之注膠口68，從導線架52之第二面70之側注入反射杯結構54之注膠道64中，以於複數個封膠層58上分別形成相對應之透鏡結構60，以及在反射杯結構54之每一注膠道64內形成固定結構61，也就是說，透鏡結構60係形成於複數個封膠層58上，而隨著透鏡結構60一起形成的固定結構61係穿越導線架52，且固定於反射杯結構54之注膠道64內，藉以使透鏡結構60更為穩固地接合於導線架52上。最後再將形成有透鏡結構60的導線架52自模具66中取出，如此即可完成發光二極體模組50之製作。此處所提及之第二面70，由第18圖可知，其係可為導線架52之底面，如此即可避免先前技術中所提及的熔融材料直接沖擊到晶片而損毀相關電路配置的情形發生。此外，上述所使用的熱塑性透光材料亦可優選地為聚碳酸酯材料，而透鏡結構60之射出成型製程由於係與上述射出成型製程相似，故於此不再贅述。
同第一實施例所述，上述步驟1108亦可為一可省略之步驟，請參閱第19圖，第19圖為透鏡結構60包覆發光 二極體晶片56之部分剖面示意圖，也就是說，在將複數個發光二極體晶片56分別安裝於複數個反射杯結構54內之後，就可以直接將安裝有複數個發光二極體晶片56的導線架52置入模具66中，並接著進行後續的射出成型製程。如此一來，如第19圖所示，透鏡結構60就會代替上述複數個封膠層58，而將複數個發光二極體晶片56分別封裝於導線架52上的反射杯結構54內，以收簡化製程以及降低成本之效。
除此之外，由上述可知，本發明實施例所提及之透鏡結構成型方法亦可適用於單顆發光二極體，舉例來說，請參閱第20圖，第20圖為本發明一第三實施例一發光二極體元件100之部分側面示意圖。發光二極體元件100包含有一導線架102、一反射杯結構104、一發光二極體晶片106、一封膠層108，以及一透鏡結構110。反射杯結構104係形成於導線架102上。發光二極體晶片106則是設置於反射杯結構104內且電連接於導線架102。封膠層108係形成於反射杯結構104內且包覆發光二極體晶片106。透鏡結構110係形成於封膠層108上，分別位於透鏡結構110兩側之固定結構112係穿越導線架102以及反射杯結構104，藉以使透鏡結構110固定於導線架102上。第三實施例與第一實施例以及第二實施例最大不同之處在於應用方向上的不同，第三實施例所提供之發光二極體元件100係可較佳地應用於單顆表面黏著(Surface Mount Device,SMD)發光二極體上。至於其餘步驟，由於其係與上述實施例之製造步驟相似，為求簡化，故於此不再贅述，此外，上述實施例所提及之製造原則亦可適用於第三實 施例中，如可利用透鏡結構取代封膠層，以將發光二極體晶片封裝於反射杯結構內。
相較於先前技術利用轉移成型製程且使用昂貴的矽膠材料以形成發光二極體晶片上方之透鏡的方式，本發明係利用射出成型製程，從導線架背面或側面(非安裝有發光二極體晶片的一側)注入低價位的熱塑性透光材料(如聚碳酸酯，每公斤約900元新台幣)，而在發光二極體晶片上方形成聚光透鏡，並利用固定結構穿越或包覆住導線架，使一體成型的透鏡結構與固定結構共同被固定至導線架。如此，不但可降低發光二極體透鏡的成型時間且無須額外安裝聚光透鏡，同時亦可避免熔融熱塑性透光材料直接沖擊到發光二極體晶片，而導致發光二極體晶片線路配置損壞的問題。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10、50‧‧‧發光二極體模組
12、52、102‧‧‧導線架
14、54、104‧‧‧反射杯結構
16、56、106‧‧‧發光二極體晶片
18、58、108‧‧‧封膠層
20、60、110‧‧‧透鏡結構
21、61、112‧‧‧固定結構
22、62‧‧‧第一面
24、66‧‧‧模具
26、68‧‧‧注膠口
28、70‧‧‧第二面
64‧‧‧注膠道
100‧‧‧發光二極體元件
第1圖為本發明第一實施例發光二極體模組之部分剖面示意圖。
第2圖為本發明用來形成發光二極體模組之流程圖。
第3圖為第1圖導線架之部分示意圖。
第4圖為在第3圖導線架上形成複數個反射杯結構之部分示意圖。
第5圖為分別安裝複數個發光二極體晶片於第4圖複數個反射杯結構內之部分剖面示意圖。
第6圖為封膠層形成於第5圖反射杯結構內之部分剖面示 意圖。
第7圖為第6圖封裝有複數個發光二極體晶片之導線架置入模具內之部分剖面示意圖。
第8圖為透鏡結構與固定結構於第7圖模具內成型之部分剖面示意圖。
第9圖為透鏡結構與固定結構共同包覆導線架、反射杯結構，以及發光二極體晶片之部分剖面示意圖。
第10圖為本發明第二實施例發光二極體模組之部分剖面示意圖。
第11圖為本發明用來形成發光二極體模組之流程圖。
第12圖為第10圖導線架之部分示意圖。
第13圖為在第12圖導線架上形成複數個反射杯結構之部分示意圖。
第14圖為第13圖複數個反射杯結構沿著剖面線14-14’之部分剖面示意圖。
第15圖為發光二極體晶片安裝於第14圖反射杯結構內之部分剖面示意圖。
第16圖為封膠層形成於第15圖反射杯結構內之部分剖面示意圖。
第17圖為第16圖導線架置入模具內之部分剖面示意圖。
第18圖為透鏡結構與固定結構於第17圖模具內成型之部分剖面示意圖。
第19圖為透鏡結構包覆發光二極體晶片之部分剖面示意圖。
第20圖為本發明第三實施例發光二極體元件之部分剖面示意圖。
10‧‧‧發光二極體模組
12‧‧‧導線架
14‧‧‧反射杯結構
16‧‧‧發光二極體晶片
18‧‧‧封膠層
20‧‧‧透鏡結構
21‧‧‧固定結構
22‧‧‧第一面

Claims (21)

  1. 一種形成發光二極體之透鏡結構之方法，其包含有：形成一導線架；形成複數個反射杯結構於該導線架上；安裝複數個發光二極體晶片於該導線架之一第一面上；電性連接該些發光二極體晶片與該導線架，使該些發光二極體晶片經由該導電架彼此電性相通；放置已安裝有該些發光二極體晶片之該導線架於一模具中；以射出成型(injection molding)之方式經由該模具之一注膠口，從該導線架上異於該第一面之一第二面注入熱塑性透光材料，以形成對應該些發光二極體晶片之複數個透鏡(lens)結構及固定該些透鏡結構的複數個固定結構；以及利用該些固定結構穿越該些反射杯結構或包覆住該導線架，使一體成型的該些透鏡結構與該些固定結構共同固定於該導線架上。
  2. 如請求項1所述之方法，其中形成該導線架包含有利用沖壓製程形成該導線架。
  3. 如請求項1所述之方法，其中安裝該些發光二極體晶片於該導線架之該第一面上包含有以打線(wire bonding)之方式電連接該些發光二極體晶片於該導線架之該第一面上。
  4. 如請求項1所述之方法，其中安裝該些發光二極體晶片於該導線架之該第一面上包含有以覆晶(flip-chip)之方式電連接該些發光二極體晶片於該導線架之該第一面上。
  5. 如請求項1所述之方法，其中自該模具之該注膠口所注入之該熱塑性透光材料係包覆該些發光二極體晶片，藉以封裝該些發光二極體晶片於該導線架上。
  6. 如請求項1所述之方法，其另包含有：分別注入複數個封膠層於該些反射杯結構內，藉以封裝該些發光二極體晶片於該導線架上。
  7. 如請求項6所述之方法，其中形成該些反射杯結構於該導線架上步驟更包含形成各具有至少一注膠道之該些反射杯結構於該導線架上，該熱塑性透光材料係經由該些注膠道以分別於該些封膠層上形成該些透鏡結構，且於該些注膠道內形成用來固定該些透鏡結構於該導線架上之該些固定結構。
  8. 如請求項7所述之方法，其中該注膠道對應該導線架之該第一面之一第一端的孔徑係小於該注膠道對應該導線架之該第二面之一第二端的孔徑。
  9. 如請求項1所述之方法，其中形成該些反射杯結構於該導線架上步驟更包含形成各具有至少一注膠道之該些反射杯結構於該導線架上，該熱塑性透光材料係經由該些注膠道以分別於該些發光二極體晶片上形成該些透鏡結構，且於該些注膠道內形成用來固定該些透鏡結構於該導線架上之該些固定結構。
  10. 如請求項9所述之方法，其中該注膠道對應該導線架之該第一面之一第一端的孔徑係小於該注膠道對應該導線架之該第二面之一第二端的孔徑。
  11. 如請求項1所述之方法，其另包含有：分別安裝該些發光二極體晶片於該導線架上之該些反射杯結構內；其中該熱塑性透光材料係分別於每一該發光二極體晶片之上形成相對應之每一該透鏡結構，且於相鄰的每一該反射杯結構間形成用來固定相對應該透鏡結構於該導線架上之該些固定結構。
  12. 如請求項1所述之方法，其中該熱塑性透光材料係為聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)。
  13. 一種具有透鏡結構之發光二極體模組，其包含有：一導線架；複數個反射杯結構，其係設置於該導線架上，相鄰該些反射杯結構係於該導線架上相距一特定距離；該些發光二極體晶片，其係分別設置於該些反射杯結構內且電連接於該導線架之一第一面上，使該些發光二極體晶片經由該導線架彼此電性相通；複數個透鏡結構，其係以射出成型之方式從該導線架上異於該第一面之一第二面，接受自一模具之一注膠口所傳來之熱塑性透光材料，以分別形成於該些發光二極體晶片之上；以及複數個固定結構，接受自該注膠口所傳來之熱塑性透光材料而形成，該些固定結構穿越該些反射杯結構或包覆住該導線架，使一體成型的該些固定結構與該些透鏡結構共同固定於該導線架上。
  14. 如請求項13所述之發光二極體模組，其另包含有：複數個封膠層，其係分別形成於該些反射杯結構內且分別包覆該些發光二極體晶片。
  15. 如請求項13所述之發光二極體模組，其中自該模具之該注膠口所注入之該熱塑性透光材料係包覆該些發光二極體晶片，藉以封裝該些發光二極體晶片於該導線架上。
  16. 如請求項13所述之發光二極體模組，其中該些反射杯結構係以射出成型之方式形成該導線架上。
  17. 如請求項13所述之發光二極體模組，其中該些發光二極體晶片係以打線封裝之方式電連接於該導線架之該第一面。
  18. 如請求項13所述之發光二極體模組，其中該些發光二極體晶片係以覆晶封裝之方式電連接於該導線架之該第一面。
  19. 如請求項13所述之發光二極體模組，其中些固定結構係接受自該注膠口所傳來之熱塑性透光材料以分別形成於相鄰該些反射杯結構之間。
  20. 如請求項13所述之發光二極體模組，其中每一該反射杯結構包含至少一注膠道，該熱塑性透光材料係經由該模具之該注膠口，從該導線架上相對於安裝有該發光二極體晶片之該第一面的該第二面注入該注膠道中。
  21. 如請求項20所述之發光二極體模組，其中該注膠道對應該導線架之該第一面之一第一端之孔徑係小於該注膠道對應該導線架之該第二面之一第二端之孔徑。
TW098110858A 2009-04-01 2009-04-01 形成發光二極體之透鏡結構之方法及其相關架構 TWI485878B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW098110858A TWI485878B (zh) 2009-04-01 2009-04-01 形成發光二極體之透鏡結構之方法及其相關架構
US12/543,483 US7998765B2 (en) 2009-04-01 2009-08-18 Method for forming an LED lens structure and related structure
US13/175,134 US8283689B2 (en) 2009-04-01 2011-07-01 Surface mounted LED package

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW098110858A TWI485878B (zh) 2009-04-01 2009-04-01 形成發光二極體之透鏡結構之方法及其相關架構

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201037853A TW201037853A (en) 2010-10-16
TWI485878B true TWI485878B (zh) 2015-05-21

Family

ID=42825458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098110858A TWI485878B (zh) 2009-04-01 2009-04-01 形成發光二極體之透鏡結構之方法及其相關架構

Country Status (2)

Country Link
US (2) US7998765B2 (zh)
TW (1) TWI485878B (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9461201B2 (en) 2007-11-14 2016-10-04 Cree, Inc. Light emitting diode dielectric mirror
US8293548B2 (en) * 2009-03-04 2012-10-23 Unilumin Group Co., Ltd. LED light module for street lamp and method of manufacturing same
KR101543333B1 (ko) * 2010-04-23 2015-08-11 삼성전자주식회사 발광소자 패키지용 리드 프레임, 발광소자 패키지, 및 발광소자 패키지를 채용한 조명장치
US8556469B2 (en) 2010-12-06 2013-10-15 Cree, Inc. High efficiency total internal reflection optic for solid state lighting luminaires
TW201250964A (en) * 2011-01-27 2012-12-16 Dainippon Printing Co Ltd Resin-attached lead frame, method for manufacturing same, and lead frame
US10243121B2 (en) 2011-06-24 2019-03-26 Cree, Inc. High voltage monolithic LED chip with improved reliability
CN103035811A (zh) * 2011-09-30 2013-04-10 展晶科技(深圳)有限公司 Led封装结构
US10209445B2 (en) * 2012-07-30 2019-02-19 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Method of fabricating a compact photonics platform
KR101545926B1 (ko) 2013-11-27 2015-08-20 엘지디스플레이 주식회사 광원모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
TWI651491B (zh) 2015-07-23 2019-02-21 晶元光電股份有限公司 發光裝置
DE102016103136A1 (de) * 2016-02-23 2017-08-24 Vishay Semiconductor Gmbh Optoelektronische Vorrichtung
CN106058009A (zh) * 2016-07-12 2016-10-26 武汉恩倍思科技有限公司 Cob工艺led显示屏的覆膜型点胶法
RU177885U1 (ru) * 2016-08-29 2018-03-15 Общество с ограниченной ответственностью "Футура Химия" Установка для формирования линз из расплава оптических материалов
CN111722432B (zh) * 2019-03-20 2022-12-02 海信视像科技股份有限公司 一种led灯板、制备方法、背光模组和显示装置
DE202020100899U1 (de) * 2020-02-19 2021-05-26 Zumtobel Lighting Gmbh Längliche Leuchte
CN116435201B (zh) * 2023-06-12 2023-09-12 四川遂宁市利普芯微电子有限公司 一种塑封封装方法以及器件封装结构
CN116632145A (zh) * 2023-06-29 2023-08-22 惠州市弘正光电有限公司 Led光源、led光源制备工艺及显示屏制备工艺

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050059310A1 (en) * 2001-12-05 2005-03-17 Thorsten Ricking Method for the production of led bodies
US20050280017A1 (en) * 2004-06-11 2005-12-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device and semiconductor light emitting unit

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10243247A1 (de) * 2002-09-17 2004-04-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh Leadframe-basiertes Bauelement-Gehäuse, Leadframe-Band, oberflächenmontierbares elektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung
US7268368B1 (en) * 2003-08-29 2007-09-11 Standard Microsystems Corporation Semiconductor package having optical receptacles and light transmissive/opaque portions and method of making same
KR100580753B1 (ko) * 2004-12-17 2006-05-15 엘지이노텍 주식회사 발광소자 패키지
US8465175B2 (en) * 2005-11-29 2013-06-18 GE Lighting Solutions, LLC LED lighting assemblies with thermal overmolding
JP4965858B2 (ja) * 2005-12-26 2012-07-04 株式会社東芝 レンズ付発光ダイオード装置
KR100789951B1 (ko) * 2006-06-09 2008-01-03 엘지전자 주식회사 발광 유닛 제작 장치 및 방법
US7763478B2 (en) * 2006-08-21 2010-07-27 Cree, Inc. Methods of forming semiconductor light emitting device packages by liquid injection molding
JP2008122499A (ja) * 2006-11-09 2008-05-29 Sony Corp 面状光源装置及び液晶表示装置組立体
US20090067175A1 (en) * 2007-01-04 2009-03-12 Bright Led Electronics Corp. Lens for use with a light-emitting element and light source device including the lens
JP2008262939A (ja) * 2007-04-10 2008-10-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd リードフレームおよび封止金型および封止方法
KR101349605B1 (ko) * 2007-09-27 2014-01-09 삼성전자주식회사 발광소자 패키지의 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050059310A1 (en) * 2001-12-05 2005-03-17 Thorsten Ricking Method for the production of led bodies
US20050280017A1 (en) * 2004-06-11 2005-12-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device and semiconductor light emitting unit

Also Published As

Publication number Publication date
TW201037853A (en) 2010-10-16
US20100252848A1 (en) 2010-10-07
US7998765B2 (en) 2011-08-16
US20110254026A1 (en) 2011-10-20
US8283689B2 (en) 2012-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI485878B (zh) 形成發光二極體之透鏡結構之方法及其相關架構
TWI528508B (zh) 高功率發光二極體陶瓷封裝之製造方法
KR200373718Y1 (ko) 정전기 방전 충격에 대한 보호 기능이 내장된 고휘도발광다이오드
KR100723247B1 (ko) 칩코팅형 ｌｅｄ 패키지 및 그 제조방법
TWI441350B (zh) 樹脂填封發光體及其製造方法
KR101040586B1 (ko) 발광 장치
TWI382561B (zh) 附有反射透鏡之功率發光二極體封裝及其製造方法
CN102610599B (zh) 发光器件封装件及其制造方法
CN101385152B (zh) 发光器件及其制造方法
US8017964B2 (en) Light emitting device
CN201803228U (zh) 一种led集成结构
TWI504009B (zh) 具有覆晶式安裝固態輻射傳感器之固態輻射傳感器裝置及其關聯的系統及方法
CN101963295A (zh) Led集成结构及制造方法、灯、显示屏、背光装置、投影装置、成型塑胶件的注塑模
CN101963296B (zh) 一种led集成结构的制造方法
CN102983255A (zh) 发光装置
CN201741711U (zh) 成型led集成结构的定位或成型透镜的塑胶件的注塑模
CN101630707A (zh) 光电元件的制造方法及其封装结构
CN101852384B (zh) 形成发光二极管的透镜结构的方法及其相关架构
KR20140121507A (ko) 플래시용 ｌｅｄ 모듈 및 그 제조방법
CN102054928A (zh) 发光器件封装和照明系统
KR101430178B1 (ko) 사이드뷰 led 패키지
KR100691124B1 (ko) 발광 다이오드 패키지의 제조 방법
KR101480106B1 (ko) 측면 발광형 발광다이오드 패키지 및 그의 제조 방법
KR20110126096A (ko) 다중 몰딩부재를 갖는 발광 다이오드 패키지
TW201327752A (zh) 晶片構裝

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees