TWI634679B - 發光二極體裝置及其支架 - Google Patents

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Abstract

一種發光二極體支架包含一導線架單體、至少一支撐結構以及一第一樹脂部。支撐結構連接於導線架單體。第一樹脂部包覆於對應的該些導線架單體以及與其連接之支撐結構，其中發光二極體支架經切割成單體後，支撐結構的外表面係內縮於第一樹脂部的外表面，其中第一樹脂部的一部分設置在導線架單體的表面上以形成一功能區。

Description

發光二極體裝置及其支架
本發明是關於一種光電元件及其支架，特別是關於一種發光二極體裝置及其支架。
發光二極體(Light Emitting Diode,LED)係半導體材料製成之發光元件，可將電能轉換成光，其具有體積小、能量轉換效率高、壽命長、省電等優點，因此廣泛應用於各式電子裝置的光源。
發光二極體係透過封裝結構以提供發光二極體晶片電、光、熱上的必要支援，並同時有效阻絕外界大氣的影響(例如氧化、生鏽)。發光二極體晶片封裝的方式多樣化，通常需要一支架藉以將晶片固晶於其上，接著封膠。
目前發光二極體封裝用的支架包含導電的導線架與絕緣的樹脂部，為了快速的量產降地成本，習知先將多個導線架單體先都形成於一大片金屬板材上，再形成樹脂部於其上，最後再切割成支架單體供發光二極體晶片封裝使用。
然而，切割後的支架單體可能因切割後金屬導 線架些許外露，而刮傷其他支架單體，進而降低生產良率。
本發明提出一種創新的發光二極體裝置及其支架，解決先前技術的問題。
於本發明的一實施例中，一種發光二極體支架包含一導線架單體、至少一支撐結構以及一第一樹脂部。支撐結構連接於導線架單體。第一樹脂部包覆於對應的該些導線架單體以及與其連接之支撐結構，其中發光二極體支架經切割成單體後，支撐結構的外表面係內縮於第一樹脂部的外表面而形成一內縮區，其中第一樹脂部的一部分設置在導線架單體的表面上以形成一功能區。
於本發明的一實施例中，導線架單體與支撐結構的部分外表面不具有金屬鍍層。
於本發明的一實施例中，支撐結構的外表面不具有金屬鍍層。
於本發明的一實施例中，支撐結構的外表面不平行於第一樹脂部的外表面。
於本發明的一實施例中，支撐結構的外表面為凸曲面、凹曲面或鋸齒面。
於本發明的一實施例中，支撐結構的截面小於導線架單體的截面。
於本發明的一實施例中，功能區內所裸露之導線架單體的上表面具有金屬鍍層。
於本發明的一實施例中，第一樹脂部內所埋設之該支撐結構的上表面具有金屬鍍層。
於本發明的一實施例中，導線架單體的上表面與下表面具有金屬鍍層。
於本發明的一實施例中，支撐結構的上表面與下表面具有金屬鍍層。
於本發明的一實施例中，支撐結構具有至少一條降低強度的結構。
於本發明的一實施例中，降低強度的結構為一預切線、鑽孔或蝕刻區。
於本發明的一實施例中，預切線與支撐結構之凹槽內表面具有一小於90度的夾角。
於本發明的一實施例中，預切線為形成於支撐結構表面的凹槽。
於本發明的一實施例中，形成於支撐結構表面的凹槽為V或U型。
於本發明的一實施例中，發光二極體支架更包含一第二樹脂部，使導線架單體夾設於第一樹脂部與第二樹脂部之間。
於本發明的一實施例中，發光二極體支架更包含一第二樹脂部，使支撐結構夾設於第一樹脂部與第二樹脂部之間。
於本發明的一實施例中，第二樹脂部更進一步填入內縮區。
於本發明的一實施例中，一種發光二極體裝置，包含前述任一實施例所述之該發光二極體支架以及至少一發光二極體晶片。發光二極體晶片固定於發光二極體支架之每一功能區內。
於本發明的一實施例中，功能區上方覆蓋保護膠。
於本發明的一實施例中，保護膠參雜有波長轉換體、螢光粉、量子點或散射粒子。
綜上所述，本發明的之發光二極體裝置及其支架之支撐結構內縮的設計，能解決金屬材外露刮傷其他支架單體的問題，進而能提高發光二極體裝置的整體生產良率。
以下將以實施方式對上述之說明作詳細的描述，並對本發明之技術方案提供更進一步的解釋。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附符號之說明如下：
100‧‧‧發光二極體裝置
100’‧‧‧發光二極體裝置
102‧‧‧功能區
102a‧‧‧保護膠
104‧‧‧第一樹脂部
105‧‧‧第二樹脂部
104a‧‧‧外表面
104b‧‧‧內縮區
110‧‧‧發光二極體晶片
110a‧‧‧發光二極體晶片
120‧‧‧導線架單體
122‧‧‧支撐結構
122a‧‧‧斷面
122b‧‧‧斷面
122c‧‧‧斷面
122d‧‧‧斷面
123‧‧‧降低強度的結構
123a‧‧‧鑽孔
123b‧‧‧切線
123c‧‧‧切線
123d‧‧‧蝕刻區
126‧‧‧金屬鍍層
130‧‧‧波長轉換體
140‧‧‧切割線
142a‧‧‧虛擬線
142b‧‧‧虛擬線
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係繪示依照本發明一實施例之一種發光二極體裝置的立體圖；第2圖係繪示沿第1圖2-2剖面線之一種發光二極體裝置的剖面圖；第3圖係繪示依照本發明另一實施例之一種發光二極體裝置的剖面圖； 第4圖係繪示依照本發明一實施例之一種發光二極體支架的切割方式示意圖；第5圖係繪示第4圖沿5-5’的發光二極體支架剖面示意圖；第6圖係繪示依照本發明另一實施例之一種發光二極體支架剖面示意圖；第7圖係繪示依照本發明又一實施例之一種發光二極體支架剖面示意圖；第8圖係繪示依照本發明又一實施例之一種發光二極體裝置的剖面圖；第9圖係繪示依照本發明再一實施例之一種發光二極體裝置的剖面圖；第10圖係繪示依照本發明再一實施例之一種發光二極體裝置的剖面圖；第11圖係繪示依照本發明再一實施例之一種發光二極體裝置的立體圖；第12圖係繪示沿第11圖12-12剖面線之一種發光二極體裝置的剖面圖；第13圖係繪示依照本發明再一實施例之一種發光二極體裝置的立體圖；以及第14圖係繪示沿第13圖14-14剖面線之一種發光二極體裝置的剖面圖。
為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本發明造成不必要的限制。
於實施方式與申請專利範圍中，涉及『電性連接』之描述，其可泛指一元件透過其他元件而間接電氣耦合至另一元件，或是一元件無須透過其他元件而直接電連結至另一元件。
於實施方式與申請專利範圍中，除非內文中對於冠詞有所特別限定，否則『一』與『該』可泛指單一個或複數個。
本文中所使用之『約』、『大約』或『大致』係用以修飾任何可些微變化的數量，但這種些微變化並不會改變其本質。於實施方式中若無特別說明，則代表以『約』、『大約』或『大致』所修飾之數值的誤差範圍一般是容許在百分之二十以內，較佳地是於百分之十以內，而更佳地則是於百分五之以內。
本發明之技術態樣是一種發光二極體裝置及其支架。以下將搭配圖式來說明本發明之發光二極體裝置及其支架之具體實施方式。
請參照第1、2圖，第1圖係繪示依照本發明一實施例之一種發光二極體裝置的立體圖；第2圖係繪示依照本發明一實施例之一種發光二極體裝置的剖面圖。
發光二極體裝置的支架包含一導線架單體 120、至少一支撐結構122以及一第一樹脂部104。支撐結構122係連接於導線架單體120的側邊。第一樹脂部104包覆於對應的導線架單體120以及與其連接之支撐結構122。第一樹脂部104的一部分設置在導線架單體120的表面上以形成一凹陷的功能區102。發光二極體支架經切割成單體後，支撐結構120的外表面(即斷面122或斷面122b)係內縮於第一樹脂部104的外表面104a(例如形成內縮區104b)。
發光二極體晶片110固晶於上述的支架並封上後保護膠102a後即成為發光二極體裝置。具體而言，發光二極體晶片110係固晶於功能區102內的導線架單體120上表面，並以保護膠102a填入凹陷的功能區102，以覆蓋發光二極體晶片110，藉以完全密封晶片阻絕外界的水氣。在此實施例中，發光二極體晶片110的其中一電極係直接連接於導線架單體120上，而另一電極係以打線方式連接於另一導線架單體120(請參照第2圖)。
在本發明一實施例中，保護膠102a內可參雜有波長轉換體130、螢光粉、量子點或散射粒子，藉以將發光二極體晶片110的至少部份出光轉換為不同波長出光或產生需求的發射光型。
上述支撐結構120的斷面122a與斷面122b內縮於第一樹脂部104的外表面104a，能夠避免切割後支撐結構120外露，而產生刮傷其他支架單體的問題，進而能提高發光二極體裝置支架整體的生產良率。於習知的製程中，當 支撐結構的斷面為不規則形(例如斷面122b)，若支撐結構的斷面突出於第一樹脂部104的外表面104a時，刮傷其他支架單體的機率就可能相對提高，但規則的斷面(例如斷面122a)亦可能刮傷其他支架單體。
請參照第3圖，其繪示依照本發明另一實施例之一種發光二極體裝置的剖面圖。在本實施例中，發光二極體晶片110a係以兩電極直接跨接於兩相鄰的導線架單體120上，而無需在打線連接，即一般所稱的「覆晶」。固晶於功能區102後，同樣如上述實施例以保護膠102a填入凹陷的功能區102，以覆蓋發光二極體晶片110a，藉以完全密封晶片阻絕外界的水氣。
關於支撐結構122的斷面，因為是切割後所形成，斷面可以是平行第一樹脂部104的外表面104a(例如斷面122a)，亦或是不平行第一樹脂部104的外表面104a(例如鋸齒形的斷面122b、凸曲面的斷面122c或凹曲面的斷面122d)。在本發明的實施例中，因各種外形的斷面均已位於內縮區104b，能將對外界造成刮傷等問題進一步減低。
請參照第4、5圖，第4圖繪示依照本發明一實施例之一種發光二極體支架的切割方式示意圖，而第5圖繪示第4圖沿5-5’的發光二極體支架剖面示意圖。上述支撐結構122的斷面內縮的方式有多種達成方式，以下將配合圖式說明。
發光二極體支架於量產時係以一次製程形成複數個導線架單體120與複數個支撐結構122於一片金屬片上 (例如銅片)。支撐結構122係連接於相鄰的導線架單體120之間，其功能是於發光二極體支架切割成單體前，支撐、定位導線架單體120，以利形成第一樹脂部104覆蓋其上。支撐結構122的寬度通常小於導線架單體120的寬度或厚度，便於後續的裁切。因此，支撐結構122的截面亦小於導線架單體120的截面。
為了於發光二極體支架裁切過程中一次形成內縮區，會於複數個支撐結構122上先形成降低強度的結構(例如沿著虛擬線142a與虛擬線142b形成降低強度的結構123)。當製程中沿切割線140裁切時，裁切的應力會將虛擬線142a與虛擬線142b之間的支撐結構122一併切除，以形成如第2、3圖中的內縮區104b。沿切割線140裁切的過程，可能較難控制要施多少力，才能一併切除虛擬線142a與虛擬線142b之間的支撐結構122，但僅要形成內縮區104b卻相較容易。在本發明一實施例中，切割線140大致位於虛擬線142a與虛擬線142b之間的中間點，但本發明並不已此為限。
請同時參照第4、5、6、7圖，第6圖係繪示依照本發明另一實施例之一種發光二極體支架剖面示意圖，而第7圖係繪示依照本發明又一實施例之一種發光二極體支架剖面示意圖。上述降低強度的結構123可以透過不同的製程沿虛擬線142a與虛擬線142b預先形成。在一實施例中，降低強度的結構123可以是鑽孔123a(參照第5圖)。在另一實施例中，降低強度的結構123可以是一預切線(即形成 於支撐結構表面的凹槽)，例如可以是U型凹槽的切線123c，又例如可以是V型凹槽的切線123b，其中預切線143與支撐結構之凹槽內表面具有一小於90度的夾角θ(參照第6圖)。在又一實施例中，降低強度的結構為一蝕刻區(例如第7圖中的蝕刻區123d)，可以是使用各種不同製程所形成的蝕刻區。
請同時參照第8、9、10圖，其繪示不同於前述第2、3圖之實施例的一種發光二極體裝置的剖面圖。在第8圖的實施例中，發光二極體裝置之功能區102內所裸露之導線架單體120的上表面具有金屬鍍層126(例如銀鍍層)，但其他部份(例如支撐結構122或導線架單體120的下表面)的外表面不具金屬鍍層。金屬鍍層126的目的在於增加打線或焊接時的黏著性，並增加導線架整體的導電性。在其他實施例中(參照第9圖)，支撐結構122與導線架單體120的上表面均具有金屬鍍層126，第一樹脂部104內所埋設之支撐結構122的上表面亦具有金屬鍍層126。在其他實施例中(參照第10圖)，導線架單體120的上表面與下表面均具有金屬鍍層126，亦或支撐結構122的上表面與下表面均具有金屬鍍層126。此外，支撐結構122的斷面122a(或稱外表面)，因是裁切後所形成外表面，故不具金屬鍍層。
請同時參照第11、12圖，其繪示不同於前述第1、2圖之實施例的一種發光二極體裝置。發光二極體裝置100’不同於發光二極體裝置100的主要差異在於：導線架單體120較支撐結構122具較大的厚度，且增加第二樹脂部 105。支撐結構122之功能在於連接於相鄰的導線架單體120之間，因此若厚度較薄，有利於裁切且降低成本。此外，於發光二極體裝置裁切成單體後，另增加第二樹脂部105於原第一樹脂部104下，將支撐結構122底部的裸露部份覆蓋，且裸露導線架單體120的底部，供後續電性連接之用。因此，導線架單體120係夾設於第一樹脂部104與第二樹脂部105之間(參照第12圖，就水平橫向而言)。支撐結構122亦夾設於第一樹脂部104(上)與第二樹脂部105(下)之間。此外，第二樹脂部105在製程中亦可進一步填入內縮區104b而將支撐結構122的斷面部份或完全包覆(請同時參照第13、14圖所繪示的狀況)或至少使斷面刮傷其他元件的機會更加降低。本實施例亦可具有上述實施例的各種金屬鍍層位置。
綜上所述，本發明的之發光二極體裝置及其支架之支撐結構內縮的設計，能解決金屬材外露刮傷其他支架單體的問題，進而能提高發光二極體裝置的整體生產良率。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，於不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，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。

Claims (17)

  1. 一種發光二極體支架，包含：一導線架單體；至少一支撐結構，連接於該導線架單體；以及一第一樹脂部，該第一樹脂部包覆於對應的該些導線架單體以及與其連接之支撐結構，其中該發光二極體支架經切割成單體後，該支撐結構的外表面係內縮於該第一樹脂部的外表面而形成一內縮區，其中該第一樹脂部的一部分設置在該導線架單體的表面上以形成一功能區，其中該功能區內所裸露之該導線架單體的上表面具有金屬鍍層，且該第一樹脂部內所埋設之該支撐結構的上表面具有金屬鍍層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體支架，其中該支撐結構的外表面不平行於該第一樹脂部的外表面。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體支架，其中該支撐結構的外表面為凸曲面、凹曲面或鋸齒面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體支架，其中該支撐結構的截面小於該導線架單體的截面。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體支架，其中該導線架單體的下表面具有金屬鍍層。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體支架，其中該支撐結構的下表面具有金屬鍍層。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體支架，其中該支撐結構具有至少一條降低強度的結構。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之發光二極體支架，其中該降低強度的結構為一預切線、一鑽孔或一蝕刻區。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之發光二極體支架，其中該預切線與該支撐結構之凹槽內表面具有一小於90度的夾角。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之發光二極體支架，其中該預切線為形成於該支撐結構表面的凹槽。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之發光二極體支架，其中形成於該支撐結構表面的凹槽為V或U型。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體支架，更包含一第二樹脂部，使該導線架單體夾設於該第一樹脂部與該第二樹脂部之間。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體支架，更包含一第二樹脂部，使該支撐結構夾設於該第一樹脂部與該第二樹脂部之間。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之發光二極體支架，其中該第二樹脂部更進一步填入該內縮區。
  15. 一種發光二極體裝置，包含：如申請專利範圍第1項所述之該發光二極體支架；以及至少一發光二極體晶片，固定於該發光二極體支架之每一該功能區內。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之發光二極體裝置，其中該功能區上方覆蓋保護膠。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之發光二極體裝置，其中該保護膠參雜有波長轉換體、螢光粉、量子點或散射粒子。
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