TWI556696B

TWI556696B - 表面黏著型發光元件燈組之製造方法

Info

Publication number: TWI556696B
Application number: TW098123718A
Authority: TW
Inventors: 蔡乃成
Original assignee: 蔡乃成
Priority date: 2009-07-14
Filing date: 2009-07-14
Publication date: 2016-11-01
Also published as: TW201103389A

Description

表面黏著型發光元件燈組之製造方法

本發明係關於一種半導體發光元件燈組之製程設計，特別是關於一種表面黏著型發光元件燈組之製造方法。

近年來，半導體發光元件逐漸取代一般傳統照明設備。以發光二極體(Light Emitting Diode，LED)為例，其具有體積小、反應快、壽命長、不易衰減、外表堅固、耐震動、可全彩發光(含不可見光)、指向設計容易、低電壓、低電流、轉換損失低、熱輻射小、量產容易、環保等優點。

LED之習知結構係由一燈泡狀封裝膠包覆一LED晶片而成，自LED晶片延伸出有一對接腳，其穿出封裝膠作為電性連接之用。在使用時，則需將LED之一對接腳分別焊接於具有正電源之導線以及具有負電源之導線上，使LED晶片接受電力而發亮。由於燈泡型LED的體積較大，之後為了因應更小型封裝和工廠自動化，也出現了體積較小的表面黏著型LED。

雖然LED具有種種優點，但由於其本身低電壓、低電流的特性，故也有著發光亮度不足的缺點。因此，一般為了提高LED的亮度，則會將多個LED組合或串接為燈組或燈串來使用。

鑒於以上所述，習知半導體發光元件係透過焊接方式使半導體發光元件之接腳分別與導線相連。然而，焊接品質難以控制，半導體發光元件與導線間連接的穩固程度受到焊接品質的影響，使半導體發光元件有易受外力而損壞、脫落…等問題產生，可靠度較差。

再者，將多個半導體發光元件組合或串接時，需將多個半導體發光元件的一對接腳一一焊接於導線上，施工過程繁複困難，當要組合的半導體發光元件愈多，整體的生產效率愈成問題，且半導體發光元件在導線上難以定位準確，會有間隔不一的問題，導致成品品質不佳。

緣此，本發明之主要目的即是提供一種表面黏著型發光元件燈組之製造方法，在組裝施工上十分容易、以快速且確實地製造表面黏著型發光元件燈組，解決習知技術在生產製造上的問題。

本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係先製備一具有預定長度的桿體及具有對應旋轉驅動軸之繞線制架，再將桿體結合於繞線制架之旋轉驅動軸，旋轉驅動軸由一繞線設備予以驅動旋轉。然後，將至少二條具有外覆絕緣層的導線以一預定繞設間距，於桿體受到繞線制架之旋轉驅動軸之驅動旋轉時，相鄰繞設在桿體之表面，繞設間距係對應於一選定之表面黏著型發光元件之接腳間距，再沿桿體之軸向方向打磨各導線之絕緣層至裸露出各導線之導電部，以在各導線上形成相對應位置之接觸墊區。之後，在各接觸墊區塗佈導電膠，且在相鄰導線的接觸墊區間跨置表面黏著型發光元件，表面黏著型發光元件之各接腳係分別對應相鄰導線的接觸墊區，並經由導電膠電性連接於相鄰導線的導電部。

在本發明之較佳實施例中，導線更以一預定繞設節距繞設在桿體之表面。且在跨置表面黏著型發光元件後，更包括對表面黏著型發光元件及導線進行電導通測試，測試成功後再烘乾導電膠，使表面黏著型發光元件固定結合於導線。再者，相鄰導線的接觸墊區及表面黏著型發光元件更以封膠包覆，並烘乾固化。在元件的選用上，桿體之形狀為圓柱形，其表面更形成有至少二螺旋凹槽，以供導線繞設。導線選用漆包線，導電膠選用銀膠，表面黏著型發光元件則選用表面黏著型LED。

經由本發明所採用之技術手段，透過將導線繞設於制架後一併打磨，除了節省工時、增加效率外，更能透過調整繞設節距，使得在導線上加工裸露出導電部的位置受到控制，讓最後成品的導線上各個表面黏著型發光元件的間隔一致，達到精確定位。

再者，由於不需要對表面黏著型發光元件的接腳一一進行焊接，而是直接將其跨置於相對應之接觸墊區，藉由導電膠電性電性連接於導線之導電部，組裝過程簡單、方便，有效提升生產效率。

此外，因接觸墊區提供定位表面黏著型發光元件之作用，讓表面黏著型發光元件與導線間之接觸面積較大，表面更包覆有封膠，整體結構穩固，不易受外力而損壞、脫落，可靠度較佳。

本創作所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及附呈圖式作進一步之說明。

參閱第1圖所示，其係顯示本發明較佳實施例之步驟流程圖，並同時配合第2圖至第12圖對本發明較佳實施例作一說明如下。

參閱第2圖、第3圖及第4圖，首先製備一具有預定長度L的桿體S及一具有對應旋轉驅動軸T1、T2之繞線制架T(步驟101)。再將桿體S結合於繞線制架T之旋轉驅動軸T1、T2，旋轉驅動軸T1、T2由一繞線設備E予以驅動旋轉(步驟102)。

參閱第5圖，將至少二條具有外覆絕緣層11、21的導線1、2以一預定繞設間距D，於桿體S受到繞線制架T之旋轉驅動軸T1、T2沿一旋轉方向R驅動旋轉時，相鄰繞設在桿體S之表面S1，繞設間距D係對應於一選定之表面黏著型發光元件之接腳間距(步驟103)。

在本實施例中，桿體S之形狀為圓柱形，亦可以是其它形狀(如：橢圓形)，具有一軸向方向S0，且在桿體S之表面S1更形成有至少二螺旋凹槽S21、S21，供導線1、2繞設，以便於使導線1、2繞設於桿體S之表面S1時，維持其繞設間距D一致。

參閱第6圖及第7圖，在將導線1、2繞設於桿體S後，沿桿體S之軸向方向S0打磨各導線1、2之絕緣層11、21至裸露出各導線1、2之導電部12、22，以在各導線1、2上形成相對應位置之接觸墊區13、23(步驟104)。

導線1、2在本實施例為漆包線，其導電部12、22為銅線，而絕緣層11、21則為包覆於銅線外之絕緣漆。當然，導線1、2不限於是漆包線，也可以是其他種線材，像是PVC電子線、PE電線、電纜線...等，也可以是多條導線一併封裝的電源線。導線1、2係以一預定繞設節距P繞設在桿體S之表面S1，繞設節距P會影響同一導線上接觸墊區間的距離，當繞設節距P固定時，所加工出的接觸墊區間的間隔則會一致，在本實施例中則為環繞桿體S一周的距離。

參閱第8圖及第9圖，於導線1、2上打磨出接觸墊區13、23後，在各接觸墊區13、23塗佈導電膠3(步驟105)。然後在相鄰導線1、2的接觸墊區13、23間跨置一表面黏著型發光元件4，表面黏著型發光元件4之各接腳41、42係分別對應相鄰導線1、2的接觸墊區13、23，並經由導電膠3電性連接於相鄰導線1、2的導電部12、22(步驟106)。之後對表面黏著型發光元件4及導線1、2進行電導通測試(步驟107)，以檢測表面黏著型發光元件4與導線1、2是否確實電性連接。

在本實施例中，表面黏著型發光元件4為一表面黏著型LED，包括有一對接腳41、42，接腳41、42間具有一預定之接腳間距W，接腳間距W與導線1、2的繞設間距D相等。在電導通測試時，則將導線1、2分別連接於正、負電源，依據表面黏著型發光元件4是否發亮來判斷是否電性連接。當然，表面黏著型發光元件之規格種類繁多，亦有三接腳或多接腳之設計，在實施上，導線的數量需配合接腳數調整、導線的繞設間距則對應接腳間距調整，以使表面黏著型發光元件跨置於導線上時，其接腳分別對應接觸墊區，與導線成為電性連接狀態。

導電膠3在本實施例中採用銀膠，需經由烤箱高溫烘乾導電膠3，使表面黏著型發光元件4固定結合於導線1、2(步驟108)，讓表面黏著型發光元件4與導線1、2之導電部12、22，藉由導電膠3的導電特性，完成接觸及電導通，烘烤時間約需150℃/1.5Hrs。導電膠3除用以幫助導電外，更提升表面黏著型發光元件4與導線1、2間的結合強度，使表面黏著型發光元件4可穩定地跨置固定在導線1、2之接觸墊區13、23。且由於不需要做接腳的焊接，故整體組裝過程簡單、方便，不造成生產上的困難。

參閱第10圖及第11圖，於表面黏著型發光元件4跨置後，將相鄰導線1、2的接觸墊區13、23及表面黏著型發光元件4以封膠5包覆(步驟109)。封膠5採用AB膠，以封膠5包覆後的導線1、2，需放入烤箱烘烤150℃/2Hrs，以烘乾固化封膠5(步驟110)。封膠5用以保護表面黏著型發光元件4與導線1、2，避免因受外力而損壞、脫落，提升整體結構之可靠度。並藉由其對電的絕緣特性以防止導電並阻隔外界落塵，維持導線1、2原本的絕緣特性，避免因外界的灰塵、微粒飛入而造成故障。另一方面，亦可以透過封膠5來調節表面黏著型發光元件4所發出光線的發散角度，提供使用者所需之效果。

參閱第12圖，最後，從桿體S取下導線1、2，即獲得表面黏著型發光元件燈組6。於實際應用時，由於導線1、2係可隨意彎曲、環繞，可藉以纏置於各式物品上，如：聖誕樹、門、窗...等，作為裝飾之用。

由以上之實施例可知，本發明所提供之表面黏著型發光元件燈組之製造方法確具產業上之利用價值，故本發明業已符合於專利之要件。惟以上之敘述僅為本發明之較佳實施例說明，凡精於此項技藝者當可依據上述之說明而作其它種種之改良，惟這些改變仍屬於本發明之發明精神及以下所界定之專利範圍中。

1．．．導線

11．．．絕緣層

12．．．導電部

13．．．接觸墊區

2．．．導線

21．．．絕緣層

22．．．導電部

23．．．接觸墊區

3．．．導電膠

4．．．表面黏著型發光元件

41、42．．．接腳

5．．．封膠

6．．．表面黏著型發光元件燈組

D．．．繞設間距

E．．．繞線設備

P．．．繞設節距

R．．．旋轉方向

S．．．桿體

S0．．．軸向方向

S1．．．表面

S21、S21．．．螺旋凹槽

T．．．繞線制架

T1、T2．．．旋轉驅動軸

W．．．接腳間距

第1圖係顯示本發明較佳實施例之步驟流程圖；

第2圖係顯示桿體、繞線制架及繞線設備之側視示意圖；

第3圖係顯示桿體及具有對應旋轉驅動軸之繞線制架之立體圖；

第4圖係顯示桿體結合於繞線制架之旋轉驅動軸之立體圖；

第5圖係顯示導線繞設在桿體之表面之立體圖；

第6圖係顯示導線打磨後之立體圖；

第7圖係顯示第6圖中C區域之局部放大視圖；

第8圖係顯示表面黏著型發光元件之接腳對應塗佈有導電膠之接觸墊區之局部放大視圖；

第9圖係顯示表面黏著型發光元件跨置於導線之局部放大視圖；

第10圖係顯示表面黏著型發光元件及接觸墊區以封膠包覆之局部放大視圖；

第11圖係顯示表面黏著型發光元件及接觸墊區以封膠包覆之剖視圖；

第12圖係顯示表面黏著型發光元件燈組之立體圖。

Claims

一種表面黏著型發光元件燈組之製造方法，包括下列步驟：(a)製備一具有預定長度的桿體及具有對應旋轉驅動軸之繞線制架；(b)將該桿體結合於該繞線制架之旋轉驅動軸，該旋轉驅動軸由一繞線設備予以驅動旋轉；(c)將至少二條具有外覆絕緣層的導線以一預定繞設間距，於該桿體受到繞線制架之旋轉驅動軸之驅動旋轉時，相鄰繞設在該桿體之表面，該繞設間距係對應於一選定之表面黏著型發光元件之接腳間距；(d)沿該桿體之軸向方向打磨該各導線之絕緣層至裸露出該各導線之導電部，以在該各導線上形成相對應位置之接觸墊區；(e)在該各接觸墊區塗佈導電膠；(f)在該相鄰導線的接觸墊區間跨置該表面黏著型發光元件，該表面黏著型發光元件之各接腳係分別對應該相鄰導線的接觸墊區，並經由該導電膠電性連接於該相鄰導線的導電部。
如申請專利範圍第1項所述之表面黏著型發光元件燈組之製造方法，其中步驟(c)中，該導線更以一預定繞設節距繞設在該桿體之表面。
如申請專利範圍第1項所述之表面黏著型發光元件燈組之製造方法，其中步驟(f)之後，更包括對該表面黏著型發光元件及導線進行電導通測試之步驟。
如申請專利範圍第1項所述之表面黏著型發光元件燈組之製造方法，其中步驟(f)之後，更包括烘乾該導電膠，使該表面黏著型發光元件固定結合於該導線之步驟。
如申請專利範圍第1項所述之表面黏著型發光元件燈組之製造方法，其中步驟(f)之後，更包括將該相鄰導線的接觸墊區及該表面黏著型發光元件以封膠包覆之步驟。
如申請專利範圍第5項所述之表面黏著型發光元件燈組之製造方法，其中在將該相鄰導線的接觸墊區及該表面黏著型發光元件以封膠包覆之步驟之後，更包括烘乾固化該封膠之步驟。
如申請專利範圍第1項所述之表面黏著型發光元件燈組之製造方法，其中該桿體之形狀係為圓柱形。
如申請專利範圍第1項所述之表面黏著型發光元件燈組之製造方法，其中該桿體之表面更形成有至少二螺旋凹槽，以供該各導線繞設。
如申請專利範圍第1項所述之表面黏著型發光元件燈組之製造方法，其中該導線係為漆包線。
如申請專利範圍第1項所述之表面黏著型發光元件燈組之製造方法，其中該導電膠係為銀膠。
如申請專利範圍第1項所述之表面黏著型發光元件燈組之製造方法，其中該表面黏著型發光元件係為一表面黏著型LED。