TWI538258B - 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

本發明有關於一種發光二極體封裝結構之製造方法。

隨著電子產業的蓬勃發展，發光二極體(Light Emitting Diode，LED)單元因具有壽命長、體積小、高耐震性及耗電量低等優點，故，發光二極體單元廣泛地應用於照光需求之電子產品中。

由於發光二極體單元在射出成型之過程中，會先於一導線架上包覆有至少一塑料封裝體，這塑料封裝體於模穴中成型後難免仍有殘料連接其上，故，需要切斷此殘料，以分離此殘料與這塑料封裝體。

然而，切斷殘料需掌握到殘料的切除幅度，否則將導致遺留過長之殘料將破壞發光二極體單元之塑料封裝體應有尺寸規格。另外，在切除殘料時，若無法從塑料封裝體表面完全清除殘料時，將會於塑料封裝體表面遺留明顯的裁切痕迹，進而塑料封裝體表面產生外觀不佳之問題。

由此可見，上述方式仍存在不便與缺陷，而有待加以進一步改良。因此，如何能有效地解決上述不便與缺陷，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前相關領域亟需改進的目標。

有鑑於此，本發明之一目的係在於提供一種發光二極體封裝結構及其製造方法，用以解決以上先前技術所提到的困難。

為了達到上述目的，依據本發明之一態樣，這種發光二極體封裝結構的製造方法包含步驟如下。(a)提供一導線架料片；(b)成型至少一塑料封裝體於該導線架料片之一面上，其中至少一殘料部一體成形地連接該至少一塑料封裝體；以及(c)裁切部份之該至少一塑料封裝體以移除該至少一殘料部，以致形成一內縮缺口於該至少一塑料封裝體之一側壁，且裁切後所產生之裁切痕迹存在於該內縮缺口之內壁。

在本發明一或多個實施方式中，上述之步驟(c)更包含細部步驟如下。藉由一沖壓刀模，沿該導線架料片之該面之一法線方向沖切部份之該至少一塑料封裝體。

在本發明一或多個實施方式中，上述之步驟(c)更包含細部步驟如下。從該至少一塑料封裝體之一頂面進刀，以沖切出該內縮缺口，其中該內縮缺口連接該頂面。

在本發明一或多個實施方式中，上述之步驟(c) 更包含細部步驟如下。從該至少一塑料封裝體之該側壁進刀，以沖切出該內縮缺口，其中該內縮缺口連接該側壁。

在本發明一或多個實施方式中，上述之步驟(c)之前，更包含細部步驟如下。該至少一塑料封裝體之該側壁具有至少一內壁面與一槽內底緣，該至少一內壁面與該槽內底緣共同定義出一凹槽，其中該殘料部一體成形地連接該槽內底緣或該至少一內壁面。

在本發明一或多個實施方式中，上述之步驟(c)更包含細部步驟如下。從該槽內底緣進刀，以沖切出該內縮缺口，其中該內縮缺口接通該凹槽。

在本發明一或多個實施方式中，上述之步驟(c)更包含細部步驟如下。從該至少一內壁與該至少一殘料部之間進刀，以移除部份之該槽內底緣與該至少一殘料部，其中該內縮缺口之該內壁連接其餘之該槽內底緣。

在本發明一或多個實施方式中，上述之步驟(c)更包含細部步驟如下。從該槽內底緣與該至少一內壁面之一交接處進刀，以移除該槽內底緣與該至少一殘料部，其中該內縮缺口之一內壁與該至少一內壁面齊平。

在本發明一或多個實施方式中，上述之步驟(c)更包含細部步驟如下。該沖壓刀模之一寬度不大於該凹槽之一長度。

依據本發明之另一態樣，此發光二極體封裝結構，包含一導線架、一塑料封裝體與一發光二極體單元。塑料封裝體包含一本體、一反射槽、一內縮缺口與一裁切痕迹。 本體包覆於導線架上。反射槽位於該本體之一頂面。內縮缺口位於本體之一側壁。裁切痕迹存在於該內縮缺口之內壁。發光二極體單元位於該反射槽內，且電性連接該導線架。

在本發明一或多個實施方式中，裁切痕迹為粗糙表面。

如此，當切斷這些塑料封裝體之間的殘料時，由於本發明之製造方法於裁切時從塑料封裝體本身之部位進刀以移除殘料，而非從殘料本身之部位進刀，因此，裁切後所產生之裁切痕迹自然存在於內縮缺口內，而非凸顯於發光二極體封裝結構外部。如此，不會於發光二極體封裝結構之表面遺留明顯的裁切痕迹，避免產生外觀不佳之問題。

11~14‧‧‧步驟

100‧‧‧發光二極體封裝結構

200‧‧‧導線架料片

201‧‧‧導線架

202‧‧‧開口

210、220‧‧‧主面

300‧‧‧塑料封裝體

301‧‧‧頂面

302‧‧‧底面

303‧‧‧側壁

310‧‧‧底座

320‧‧‧突出體

330-334‧‧‧內縮缺口

340‧‧‧凹槽

341‧‧‧內壁面

342‧‧‧槽內底緣

350‧‧‧本體

360‧‧‧反射槽

400‧‧‧殘料部

500‧‧‧發光二極體單元

K1~K3‧‧‧虛線輪廓

L‧‧‧凹槽之長度

M‧‧‧局部

R‧‧‧凹陷部

S‧‧‧裁切痕迹

W‧‧‧沖壓刀模之寬度

X~Z‧‧‧軸

第1圖繪示依據本發明第一實施方式之發光二極體封裝結構之製造方法的流程圖。

第2圖繪示依據本發明第一實施方式之多個發光二極體封裝結構分別成型於導線架料片的上視圖。

第3A圖繪示依據第2圖之局部M之立體圖。

第3B圖繪示依據3A圖之上視圖；

第3C圖繪示第3B圖之AA剖視圖；

第4圖繪示第3A圖之發光二極體封裝結構於裁切後的示意圖。

第5圖繪示本發明第二實施方式之發光二極體封裝結構於裁切後的示意圖。

第6A圖繪示依據本發明第三實施方式之發光二極體封裝結構於裁切前的立體圖，其局部與第3A圖相同。

第6B圖繪示依據6A圖之上視圖；

第6C圖繪示第6B圖之BB剖視圖；

第7圖繪示第6A圖之發光二極體封裝結構於裁切後的示意圖。

第8A圖繪示依據本發明第四實施方式之發光二極體封裝結構於裁切前的立體圖，其局部與第3A圖相同。

第8B圖繪示第8A圖之發光二極體封裝結構於裁切後的示意圖。

第9A圖繪示依據本發明第五實施方式之發光二極體封裝結構於裁切前的立體圖，其局部與第3A圖相同。

第9B圖繪示第9A圖之發光二極體封裝結構於裁切後的示意圖。

第10圖繪示本發明第六實施方式之發光二極體封裝結構的剖視圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本 發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

第一實施方式

第1圖繪示依據本發明第一實施方式之發光二極體封裝結構之製造方法的流程圖。此種製造方法包含如下步驟11~步驟14。在步驟11中，提供一導線架料片。在步驟12中，成型至少一塑料封裝體於導線架料片上，其中一殘料部一體成形地連接塑料封裝體。在步驟13中，裁切部份之塑料封裝體以移除殘料部，以致形成一內縮缺口於塑料封裝體之側壁。在步驟14中，完成發光二極體封裝結構之製作，並分離所有發光二極體封裝結構。

如此，由於本製造方法於裁切時是從塑料封裝體本身之部位進刀以一併移除此塑料封裝體上之殘料部，而非從殘料部本身進刀，因此，裁切後所產生之裁切痕迹將存在於裁切後所產生之內縮缺口的內壁，而非顯露於發光二極體封裝結構的外部。如此，在分離所有發光二極體封裝結構後，不會於發光二極體封裝結構之外壁表面遺留明顯的裁切痕迹，避免產生外觀不佳之問題。

在上述步驟11與步驟12中，如第2圖所示，第2圖繪示依據本發明第一實施方式之多個發光二極體封裝結構100分別成型於導線架料片200的上視圖，更細部地，首先製備出一導線架料片200。接著，在導線架料片200上進行射出成型(injection molding)，以形成多個塑料封裝 體300於導線架料片200之一主面210上。塑料封裝體300間隔地，例如陣列排列於導線架料片200上。在本實施方式中，這些塑料封裝體300係藉由多模穴埋入射出(insert-molding)成型系統而包覆於此導線架料片200上。

然而，本發明不限於上述描述，其他實施方式中，也可採用轉移成型(transfer molding)、加壓成型(compression molding)等其他習知製程讓這些塑料封裝體成型於導線架料片上。

如此，如第2圖與第3A圖所示，第3A圖繪示依據第2圖之局部M之立體圖，導線架料片200上之每二相鄰之塑料封裝體300係同時成型於同一模穴中。因為模具之同一模穴內需同時成型二個塑料封裝體300，這二個塑料封裝體300之間必然相連有一連接肋(後稱殘料部400)。這個殘料部400一體成形地連接這二個塑料封裝體300。由於塑料封裝體300部份地填充於導線架料片200內之間隙內，可提高塑料封裝體300於導線架料片200上之抓持強度。上述塑料封裝體300與殘料部400皆填滿於導線架料片200之間隙(圖中位示)內，且導線架料片200、這個殘料部400與這二個塑料封裝體300之間定義出一凹陷部R。

然而，本發明不限於上述描述，其他實施方式中，模具之同一模穴內也能需成型更多個塑料封裝體。

此外，導線架料片為導體，例如金屬(鐵、銅或其合金等)，或者，導線架包含覆蓋層材料(clad materials)，例如銅包不鏽鋼(copper clad stainless steel)或其他類似 者。塑料封裝體為絕緣材料，如樹脂、矽酮(silicone)、聚亞醯胺高分子材料(polyimide based polymer)或其他類似者。然而，需瞭解到，本發明之導線架料片與塑料封裝體不限於上述材質。

第3B圖繪示依據3A圖之上視圖與第3C圖繪示第3B圖之AA剖視圖。如第3B圖與第3C圖所示，在上述步驟12中，更具體地，塑料封裝體300更包含一頂面301、一底面302與多個側壁303。底面302與頂面301相對設置，且與導線架料片200之另一主面220齊平。這些側壁303位於頂面301及底面302之間，且圍繞頂面301。塑料封裝體300之這些側壁303中至少一者面對另個塑料封裝體300之對應側壁303。每一塑料封裝體300包含一底座310與一突出體320。底座310填滿於導線架料片200之間隙內。突出體320一體成形地疊放於底座310上。在本實施方式中，這個殘料部400之二相對端分別一體成形地連接這二個塑料封裝體300各自之底座310。

第4圖繪示第3A圖之發光二極體封裝結構100於裁切後的示意圖。如第3B圖與第4圖所示，在上述步驟13中，舉例來說，藉由一沖壓刀模(參考第3B圖之虛線輪廓K1)對準凹陷部R之位置進行一次到底的沖壓過程，以藉由沖切此二塑料封裝體300之部份區域，於導線架料片200上對應凹陷部R之位置形成一開口202，進而一併去除其間之殘料部400。

如第3B圖與第3C圖所示，此沖壓刀模(參考第 3B圖之虛線輪廓K1)裝設於一沖壓機台(圖中未示)上，透過沖壓機台之帶動，沖壓刀模(參考第3B圖之虛線輪廓K1)一併去除此二塑料封裝體300之部份區域、導線架料片200之部份區域，以及此二塑料封裝體300之間的殘料部400。

更具體地，沖壓刀模(參考第3B圖之虛線輪廓K1)沿導線架料片200之主面210之法線方向(如Z軸)對準凹陷部R之位置，同時從此二塑料封裝體300各自之頂面301之部份位置進刀，並從此二塑料封裝體300各自之頂面301快速地沖切到底到此二塑料封裝體300各自之底面302，以於導線架料片200上形成上述開口202，進而一併去除殘料部400。

上述開口202包含二內縮缺口330。此二內縮缺口330形成於此二塑料封裝體300各自相互面對之側壁303，且彼此相互接通。每一內縮缺口係從塑料封裝體300之側壁朝其塑料封裝體之中央內縮，且連接塑料封裝體300之頂面301與底面302。

由第4圖可知，裁切後所產生之裁切痕迹S，如粗糙表面(以網點表示)存在於內縮缺口330之內壁。故，在分離發光二極體封裝結構後，裁切痕迹不會明顯地遺留於發光二極體封裝結構之外壁表面。

在本實施方式中，雖然沖壓刀模呈矩形狀(第3B圖)，然而，只要能讓塑料封裝體之側壁形成內縮缺口，本發明不限沖壓刀模的形狀。

第二實施方式

第5圖繪示本發明第二實施方式之發光二極體封裝結構於裁切後的示意圖。如第5圖所示，第5圖之塑料封裝體300於裁切前的結構與第3A圖之塑料封裝體300於裁切前的結構大致相同，其差異之一為其進刀位置不同。

進一步地，沖壓刀模是於凹陷部R之位置，且從此二塑料封裝體300各自之側壁303進刀，以便於此二塑料封裝體300各自相互面對之側壁303形成一內縮缺口331。每一塑料封裝體300之內縮缺口331連接其側壁303與底面。較佳地，各塑料封裝體300至少接受進刀之側壁303呈傾斜狀，有助沖壓刀模於其側壁303上沖切出內縮缺口331。

由第5圖可知，裁切後所產生之裁切痕迹S，如粗糙表面(以網點表示)存在於內縮缺口331之內壁。故，在分離發光二極體封裝結構後，裁切痕迹不會明顯地遺留於發光二極體封裝結構之外壁表面。

第三實施方式

第6A圖繪示依據本發明第三實施方式之發光二極體封裝結構於裁切前的立體圖，其局部與第3A圖相同。如第6A圖所示，第6A圖之塑料封裝體300與第3A圖之塑料封裝體300於裁切前的結構差異為，在上述步驟12之前，此二塑料封裝體300各自相互面對之側壁303已分別具有一凹槽340。凹槽340由至少一內壁面341與一槽內底緣342所定義而成。換句話說，凹槽340朝塑料封裝體300(如突出體 320)之中央內縮，使得內壁面341與槽內底緣342自凹槽340顯露出來，此槽內底緣342為底座310於此凹槽340內所顯露出之XY軸的壁面。內壁面341為突出體320於此凹槽340內所顯露出之Z軸的壁面。在本實施方式中，殘料部400一體成形地連接此二塑料封裝體300各自之底座310與槽內底緣342。

需瞭解到，本發明不限本實施方式之凹槽的由來，凹槽可以是從射出成形所得或從更早的沖切製程而得。此外，本發明也不限殘料部連接於塑料封裝體之位置，其他實施方式中，殘料部也可能一體成形地連接凹槽之內壁面。

第6B圖繪示依據6A圖之上視圖。第6C圖繪示第6B圖之BB剖視圖。第7圖繪示第6A圖之發光二極體封裝結構於裁切後的示意圖。如第6A圖至第7圖所示，本實施方式中，沖壓刀模(參考第6B圖之虛線輪廓K2)之入刀位置是於凹陷部R之位置，進入此二凹槽340，並從此二塑料封裝體300各自之槽內底緣342進刀，進而一併去除其間之殘料部400。

如此，由於凹槽已預先形成於沖壓刀模進刀前，沖壓刀模進入凹槽後才接觸槽內底緣，減少沖壓刀模沖切塑料封裝體的行程，延長沖壓刀模的壽命，且降低製程品質不穩定之機會。

詳細來說，沖壓刀模(參考第6C圖之虛線輪廓K2)之入刀位置為從槽內底緣342上介於內壁面341與殘料部400之間的位置，使得沖壓刀模從此二塑料封裝體300各自 之槽內底緣342進刀，並從此二塑料封裝體300各自之側壁303快速地沖切至此二塑料封裝體300各自之底面302，使得於導線架料片200上對應凹陷部R之位置沖出開口202，以及分別於此二塑料封裝體300各自相互面對之凹槽340內形成內縮缺口332，這二個內縮缺口332相互接通。內縮缺口332係從槽內底緣342部份地朝塑料封裝體300中央內縮。

此外，回第6B圖，沖壓刀模之寬度W小於凹槽340之長度L。如此，沖壓刀模不至破壞凹槽340，加大凹槽340輪廓，避免降低塑料封裝體300的結構強度。

由第7圖可知，裁切後所產生之裁切痕迹S，如粗糙表面(以網點表示)存在於內縮缺口332之內壁。故，在分離發光二極體封裝結構後，裁切痕迹不會明顯地遺留於發光二極體封裝結構之外壁表面。

第四實施方式

第8A圖繪示依據本發明第四實施方式之發光二極體封裝結構於裁切前的立體圖，其局部與第3A圖相同。第8B圖繪示第8A圖之發光二極體封裝結構於裁切後的示意圖。如第8A圖與第8B圖所示，第8A圖之塑料封裝體300於裁切前的結構與第6A圖之塑料封裝體300大致相同，其差異之一為其進刀位置不同。

沖壓刀模(參考第8A圖之虛線輪廓K3)是從此二塑料封裝體300各自之槽內底緣342與內壁面341之交接處進刀，並快速地沖切至此二塑料封裝體300各自之底面 302，使得於導線架料片200上對應凹陷部R之位置沖出開口202，其中開口202更包含分別於此二塑料封裝體300各自相互面對之凹槽340內形成內縮缺口333，這二個內縮缺口333相互接通。內縮缺口333係從槽內底緣342部份地朝塑料封裝體中央內縮，以移除槽內底緣342與殘料部400。

同樣地，由於沖壓刀模(參考第8A圖之虛線輪廓K3)之寬度W小於凹槽340之長度L。如此，沖壓刀模不至破壞凹槽340，加大凹槽340輪廓。

此時，如第8B圖，內縮缺口333之內壁與內壁面341齊平，且裁切後所產生之裁切痕迹S，如粗糙表面(以網點表示)存在於內縮缺口333之內壁。故，在分離發光二極體封裝結構後，裁切痕迹不會明顯地遺留於發光二極體封裝結構之外壁表面。

第五實施方式

第9A圖繪示依據本發明第五實施方式之發光二極體封裝結構於裁切前的立體圖，其局部與第3A圖相同。第9B圖繪示第9A圖之發光二極體封裝結構於裁切後的示意圖。如第9A圖與第9B圖所示，第9A圖之塑料封裝體300於裁切前的結構與第8A圖之塑料封裝體300大致相同，其差異之一為第五實施方式所用之沖壓刀模之寬度W等於凹槽340之長度L。

如此，當沖壓刀模(參考第9B圖之虛線輪廓K4)對準凹陷部R之位置進行沖壓時，沖壓刀模(參考第9B 圖之虛線輪廓K4)於導線架料片200上對應凹陷部R之位置沖出開口202，以及分別於此二塑料封裝體300各自相互面對之凹槽340內形成內縮缺口334，開口202接通這二個內縮缺口334。內縮缺口334係從槽內底緣342全部地朝塑料封裝體中央內縮，以移除全部之槽內底緣342與殘料部400。此時，如第9B圖，內縮缺口334之內壁與內壁面341齊平，且裁切後所產生之裁切痕迹S，如粗糙表面(以網點表示)存在於內縮缺口334之內壁。

第六實施方式

第10圖繪示本發明第六實施方式之發光二極體封裝結構100的剖視圖。如第10圖所示，更細部地，在步驟14之後，由於導線架料片被分成多個導線架201，故，此發光二極體封裝結構100包含其中一導線架201、塑料封裝體300與發光二極體單元500。塑料封裝體300包含一本體350、一反射槽360、一內縮缺口332與一裁切痕迹S。本體350包覆於導線架201上。反射槽360位於本體350之一頂面301。內縮缺口332位於本體350之側壁。裁切痕迹S存在於內縮缺口332之內壁，例如為粗糙表面(以網點表示)。發光二極體單元500位於反射槽360內，且電性連接導線架201。

如此，在分離所有發光二極體封裝結構後，由於裁切後所產生之裁切痕迹S存在於單獨之發光二極體封裝結構之內縮缺口內，而非於其外壁表面遺留明顯的裁切痕迹，避免產生外觀不佳之問題。

最後，上述所揭露之各實施例中，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，皆可被保護於本發明中。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。

11~14‧‧‧步驟

Claims (10)

1. 一種發光二極體封裝結構的製造方法，包含：(a)提供一導線架料片；(b)成型至少一塑料封裝體於該導線架料片之一面上，並包覆該導線架，其中至少一殘料部一體成形地連接該至少一塑料封裝體之一本體；以及(c)裁切該本體之一側壁之一部份以同時移除該至少一殘料部，以致一內縮缺口直接形成於該本體之該側壁，且裁切後所產生之裁切痕迹存在於該內縮缺口之內壁。
2. 如請求項1所述之發光二極體封裝結構的製造方法，其中步驟(c)中，更包含：藉由一沖壓刀模，沿該導線架料片之該面之一法線方向沖切部份之該至少一塑料封裝體之該本體。
3. 如請求項2所述之發光二極體封裝結構的製造方法，其中步驟(c)中，更包含：從該至少一塑料封裝體之該本體之一頂面進刀，以沖切出該內縮缺口，其中該內縮缺口連接該頂面。
4. 如請求項2所述之發光二極體封裝結構的製造方法，其中步驟(c)中，更包含：從該至少一塑料封裝體之該本體之該側壁進刀，以沖切出該內縮缺口，其中該內縮缺口連接該側壁。
5. 如請求項2所述之發光二極體封裝結構的製造方法，其中步驟(c)之前，該至少一塑料封裝體之該本體之該側壁具有至少一內壁面與一槽內底緣，該至少一內壁面與該槽內底緣共同定義出一凹槽，其中該殘料部一體成形地連接該槽內底緣或該至少一內壁面。
6. 如請求項5所述之發光二極體封裝結構的製造方法，其中步驟(c)更包含：從該槽內底緣進刀，以沖切出該內縮缺口，其中該內縮缺口接通該凹槽。
7. 如請求項6所述之發光二極體封裝結構的製造方法，其中步驟(c)更包含：從該至少一內壁與該至少一殘料部之間進刀，以移除部份之該槽內底緣與該至少一殘料部，其中該內縮缺口之該內壁連接其餘之該槽內底緣。
8. 如請求項6所述之發光二極體封裝結構的製造方法，其中步驟(c)更包含：從該槽內底緣與該至少一內壁面之一交接處進刀，以移除該槽內底緣與該至少一殘料部，其中該內縮缺口之一內壁與該至少一內壁面齊平。
9. 如請求項4所述之發光二極體封裝結構的製造方法，其中該沖壓刀模之一寬度不大於該凹槽之一長度。
10. 一種發光二極體封裝結構，包含：一導線架；一塑料封裝體，包含：一本體，包覆於該導線架上；一反射槽，位於該導線架之一頂面；一內縮缺口，直接位於該本體之一側壁；以及一裁切痕迹，存在於該內縮缺口之內壁；以及一發光二極體單元，位於該反射槽內，且電性連接該導線架。