TWI659552B - 發光二極體封裝結構、散熱基板、及散熱基板的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明公開一種發光二極體封裝結構、散熱基板、及散熱基板的製造方法。所述散熱基板呈平板狀且包含彼此間隔設置的第一散熱塊與第二散熱塊、間隔地位於所述第一散熱塊與所述第二散熱塊之間的散熱板、及橫向絕緣部。所述第一散熱塊的相反兩面各形成有微凸部，第二散熱塊的相反兩面各形成有微凸部，所述散熱板的相反兩面各形成有一微凸部，上述每個微凸部的高度為微米等級。橫向絕緣部相連於所述第一散熱塊、第二散熱塊、及散熱板，以使所述第一散熱塊、第二散熱塊、及散熱板彼此電性絕緣。
Description
本發明涉及一種封裝結構，尤其涉及一種發光二極體封裝結構、散熱基板、及散熱基板的製造方法。
現有的電路板是通過形成貫孔、而後在貫孔內形成導電柱，藉以通過導電柱達到電性導通及散熱的效果。然而，現有電路板的導電柱散熱面積小且熱阻較差，當採用氮化鋁基板時，成本又太高，難以符合對於散熱性能要求逐漸提高的市場需求。
於是，本發明人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。
本發明實施例在於提供一種高導熱和薄型化的發光二極體封裝結構、散熱基板、及散熱基板的製造方法，其能有效的改善現有電路板所可能產生的缺陷。
本發明實施例公開一種散熱基板，呈平板狀且包括：一第一散熱塊與一第二散熱塊，彼此間隔設置，並且所述第一散熱塊的相反兩面各形成有一微凸部，而所述第二散熱塊的相反兩面各形成有一微凸部；一散熱板，間隔地位於所述第一散熱塊與所述第
二散熱塊之間；其中，所述散熱板的相反兩面各形成有一微凸部，每個所述微凸部的高度為微米等級；以及一橫向絕緣部，相連於所述第一散熱塊、所述第二散熱塊、及所述散熱板，以使所述第一散熱塊、所述第二散熱塊、及所述散熱板彼此電性絕緣。
本發明實施例也公開一種發光二極體封裝結構，包括：如上所述的散熱基板；一電極層與一焊墊層，分別設置於所述散熱基板的一頂平面及一底平面、並且分別抵接於多個所述微凸部，以使所述電極層與所述焊墊層通過所述第一散熱塊、所述第二散熱塊、及所述散熱板而彼此電性連接；以及兩個發光單元，設置於所述電極層上。
本發明實施例又公開一種散熱基板，呈平板狀且具有位於相反側的一第一邊與一第二邊，所述散熱基板包括：一第一散熱塊與一第二散熱塊，彼此間隔設置，所述第一散熱塊形成有位於所述第一邊的兩個第一缺口；一散熱板，間隔地位於所述第一散熱塊與所述第二散熱塊之間；其中，所述散熱板形成有位於所述第二邊的兩個第二缺口；一第一絕緣體，呈U形且設置於所述第一散熱塊及所述散熱板之間，以使所述第一散熱塊及所述散熱板彼此電性絕緣，並且所述第一絕緣體的兩個末端位於所述第一邊；以及一第二絕緣體，呈U形且設置於所述第二散熱塊及所述散熱板之間，以使所述第二散熱塊及所述散熱板彼此電性絕緣，並且所述第二絕緣體的兩個末端位於所述第二邊；其中，兩個所述第一缺口朝向所述第二邊正投影所形成的投影區域重疊於所述第二絕緣體的兩個所述末端，而兩個所述第二缺口朝向所述第一邊正投影所形成的投影區域重疊於所述第一絕緣體的兩個所述末端。
本發明實施例另公開一種散熱基板的製造方法，包括：提供一金屬板，具有一頂面與一底面；對所述金屬板的所述頂面與所述底面進行一微蝕刻步驟，以在所述金屬板的相反兩側各形成有多個微凸部，所述微蝕刻的深度為微米等級；對所述金屬板進行
一蝕刻步驟，以使所述金屬板形成彼此間隔設置的一第一散熱塊、一第二散熱塊、及一散熱板；以及於所述第一散熱塊、所述第二散熱塊、及所述散熱板的任兩個之間充填一絕緣材料，以使所述第一散熱塊、所述第二散熱塊、及所述散熱板彼此電性絕緣。再者，本發明實施例公開一種散熱基板，以如上述散熱基板的製造方法所製成。
綜上所述，本發明實施例所公開的發光二極體封裝結構、散熱基板、及散熱基板的製造方法，其通過設有橫向絕緣部(如：第一絕緣體與第二絕緣體)而使所述第一散熱塊、第二散熱塊、及散熱板彼此電性絕緣，藉以使散熱基板具有電性導通功能。並且，上述第一散熱塊、第二散熱塊、及散熱板佔據散熱基板的大部分體積，藉以使散熱基板具備較佳的導熱效能。
為能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的保護範圍作任何的限制。
100‧‧‧發光二極體封裝結構
1‧‧‧散熱基板
1e‧‧‧側面
1a‧‧‧第一邊
1b‧‧‧第二邊
1a’‧‧‧第三邊
1b’‧‧‧第四邊
1c‧‧‧頂平面
1d‧‧‧底平面
11‧‧‧第一散熱塊
111‧‧‧第一外側緣
112‧‧‧第一內側緣
113‧‧‧微凸部
114‧‧‧第一缺口
12‧‧‧第二散熱塊
121‧‧‧第二外側緣
122‧‧‧第二內側緣
123‧‧‧微凸部
13‧‧‧散熱板
131‧‧‧第一凹槽
132‧‧‧第二凹槽
133‧‧‧微凸部
134‧‧‧第二缺口
14‧‧‧橫向絕緣部
141‧‧‧第一絕緣體
142‧‧‧第二絕緣體
15‧‧‧縱向絕緣部
151‧‧‧第一絕緣膜
152‧‧‧第二絕緣膜
16‧‧‧絕緣柱
17‧‧‧第一U形間隙
18‧‧‧第二U形間隙
2‧‧‧焊墊層
21‧‧‧焊墊
3‧‧‧電極層
31‧‧‧側電極片
311‧‧‧定位符號
32‧‧‧中央電極片
4‧‧‧反光防焊層
41‧‧‧第一開孔
42‧‧‧第二開孔
5‧‧‧發光單元
51、51’‧‧‧電極
6‧‧‧瞬態電壓抑制二極體
7‧‧‧反射殼體
8‧‧‧光學構件
81‧‧‧菲涅爾透鏡
D‧‧‧距離
M‧‧‧金屬板
M1a‧‧‧第一邊界
M1b‧‧‧第二邊界
M1a’‧‧‧第三邊界
M1b’‧‧‧第四邊界
M1c‧‧‧頂面
M1d‧‧‧底面
B‧‧‧背膠板
B1‧‧‧銅箔層
B2‧‧‧樹脂層
X‧‧‧X軸向
Y‧‧‧Y軸向
Z‧‧‧Z軸向
圖1為本發明實施例的發光二極體封裝結構的立體示意圖。
圖2為圖1的分解示意圖。
圖3為圖1的另一視角分解示意圖。
圖4為本發明實施例的散熱基板的立體示意圖。
圖5為圖4的分解示意圖。
圖6為圖4的另一視角分解示意圖。
圖7為圖4沿剖線VII-VII的剖視示意圖。
圖8為圖1的上視圖(省略部分元件)。
圖9為圖1沿剖線IX-IX的剖視示意圖。
圖10為本發明實施例散熱基板的製造方法的步驟S110示意圖。
圖11為本發明實施例散熱基板的製造方法的步驟S120示意圖。
圖12為本發明實施例散熱基板的製造方法的步驟S130與步驟S140示意圖。
圖13為圖12沿剖線XIII-XIII的剖視示意圖。
圖14為本發明實施例散熱基板的製造方法的步驟S150示意圖。
圖15為圖14沿剖線XV-XV的剖視示意圖。
圖16為本發明實施例散熱基板的製造方法的步驟S160示意圖。
圖17為圖16沿剖線XVII-XVII的剖視示意圖。
圖18為本發明實施例散熱基板的製造方法的步驟S170示意圖。
圖19為圖18沿剖線XIX-XIX的剖視示意圖。
請參閱圖1至圖19，其為本發明的實施例，需先說明的是，本實施例對應附圖所提及的相關數量與外型，僅用來具體地說明本發明的實施方式，以便於了解本發明的內容，而非用來侷限本發明的保護範圍。
請參閱圖1至圖9所示，其公開一種發光二極體封裝結構100。如圖1至圖3，本實施例的發光二極體封裝結構100包含有一散熱基板1、分別設置於所述散熱基板1的一焊墊層2與一電極層3、設置於所述散熱基板1且覆蓋部分電極層3的一反光防焊層4、設置於未被反光防焊層4覆蓋的電極層3位置上的兩個發光單元5與兩個瞬態電壓抑制(Transient Voltage Suppressor，TVS)二極體6、設置於散熱基板1上方的一反射殼體7、及黏固於所述反射殼體7上的一光學構件8。以下將先說明本實施例的散熱基板1構造，而後再介紹發光二極體封裝結構100其他元件的構造及與散熱基板1之間的連接關係。
如圖4至圖7所示，所述散熱基板1呈平板狀且具有一頂平面1c、底平面1d和一連接頂平面1c和底平面1d的側面1e(也就是位於相反側的一第一邊1a與一第二邊1b以及位於相反側的一第三邊1a’與一第四邊1b’)，並且本實施例的散熱基板1是以方形(如：正方形或長方形)為例，但本發明不以此為限。其中，所述散熱基板1包含有彼此間隔設置的一第一散熱塊11與一第二散熱塊12、間隔地位於所述第一散熱塊11與第二散熱塊12之間的一散熱板13、使第一散熱塊11與第二散熱塊12接合至所述散熱板13的一橫向絕緣部14、及設置於散熱板13的一縱向絕緣部15與四個絕緣柱16。
需說明的是，為便於理解本實施例，圖式中標示相互垂直的X軸向、Y軸向、及Z軸向。其中，Z軸向為垂直於散熱基板1的板面，X軸向為第一散熱塊11與第二散熱塊12的排列方向。再者，所述”橫向”一詞於本實施例中是定義為平行Z軸向的方向，因此所述橫向絕緣部14用以分隔所述第一散熱塊11、所述第二散熱塊12及所述散熱板13，以達到橫向絕緣的效果。所述”縱向”一詞於本實施例中是定義為位於X軸向與Y軸向所構成之平面的方向，因此所述縱向絕緣部15用以分隔每一個微凸部113、123、133，以達到縱向絕緣的效果。
所述散熱板13於本實施例中大致呈H形，H形的兩側形成有一第一凹槽131與一第二凹槽132，所述第一散熱塊11位於上述第一凹槽131內並留有一第一U形間隙17，所述第二散熱塊12位於上述第二凹槽132內並留有一第二U形間隙18，並且所述第二散熱塊12的體積小於第一散熱塊11的體積。
進一步地說，所述第一散熱塊11具有一第一外側緣111與一第一內側緣112，上述第一外側緣111位在所述散熱基板1的第一邊1a，而上述第一內側緣112面向所述第一凹槽131的內壁，以使第一內側緣112與第一凹槽131的內壁共同定義出所述第一U
形間隙17。所述第二散熱塊12具有一第二外側緣121與一第二內側緣122，上述第二外側緣121位在所述散熱基板1的第二邊1b，而上述第二內側緣122面向所述第二凹槽132的內壁，以使第二內側緣122與第二凹槽132的內壁共同定義出所述第二U形間隙18。
再者，所述第一散熱塊11的相反兩面各形成有一微凸部113，所述第二散熱塊12的相反兩面各形成有一微凸部123，所述散熱板13的相反兩面也各形成有一微凸部133。其中，上述每個微凸部113、123、133於本實施例中大致呈長方形，並且每個微凸部113、123、133的高度為微米等級，例如：每個微凸部113、123、133的高度於本實施例中不大於30微米(μm)，但本發明不受限於此。而於本實施例中，位在相同側的第一散熱塊11、第二散熱塊12、及散熱板13的微凸部113、123、133端面大致呈共平面設置。
另，所述第一散熱塊11在所述第一外側緣111凹設形成有兩個第一缺口114，也就是說，上述兩個第一缺口114位於散熱基板1的第一邊1a。並且每個第一缺口114於本實施例中大致呈半圓形，而上述兩個第一缺口114分別鄰近於第一U形間隙17的兩個末端。所述散熱板13形成有位於散熱基板1第二邊1b的兩個第二缺口134，並且每個第二缺口134於本實施例中大致呈半圓形，而上述兩個第二缺口134分別鄰近於第二U形間隙18的兩個末端。
所述四個絕緣柱16分別位於上述兩個第一缺口114與兩個第二缺口134內，並且位於上述兩個第一缺口114內的兩個絕緣柱16的側邊位於所述第一邊1a上，而位於上述兩個第二缺口134內的兩個絕緣柱16的側邊位於所述第二邊1b上。再者，每個絕緣柱16的頂端面與底端面分別共平面於散熱板13的兩個微凸部133端面。絕緣柱16的材料可為熱固性絕緣材(如熱硬化塞孔油墨，
thermal curable permanent hole-plugging materials)。
所述橫向絕緣部14的材質於本實施例中為熱固性絕緣材(如熱硬化塞孔油墨)，並且橫向絕緣部14相連於所述第一散熱塊11、第二散熱塊12、及散熱板13，以使上述第一散熱塊11、第二散熱塊12、及散熱板13彼此電性絕緣。其中，所述橫向絕緣部14包含有彼此分離設置的一第一絕緣體141與一第二絕緣體142。
所述第一絕緣體141於本實施例中呈U形且設置於所述第一散熱塊11及散熱板13之間，並且所述第一絕緣體141的兩個末端位於所述散熱基板1的第一邊1a。也就是說，所述第一絕緣體141設置於上述第一U形間隙17內，並且第一絕緣體141連接於上述第一內側緣112與所述第一凹槽131的內壁，以使所述第一散熱塊11及散熱板13彼此電性絕緣。再者，所述第一絕緣體141的頂端面與底端面分別共平面於第一散熱塊11的兩個微凸部113端面。
所述第二絕緣體142於本實施例中呈U形且設置於所述第二散熱塊12及散熱板13之間，並且所述第二絕緣體142的兩個末端位於所述散熱基板1的第二邊1b。也就是說，所述第二絕緣體142設置於上述第二U形間隙18內，並且第二絕緣體142連接於所述第二內側緣122與第二凹槽132的所述內壁，以使所述第二散熱塊12及散熱板13彼此電性絕緣。再者，所述第二絕緣體142的頂端面與底端面分別共平面於第二散熱塊12的兩個微凸部123端面。
所述縱向絕緣部15的材質於本實施例中為熱塑性材料(如熱塑性樹脂)。所述縱向絕緣部15覆蓋在上述第一散熱塊11、第二散熱塊12、及散熱板13的相反兩面、並且圍繞在每個微凸部113、123、133的側緣，以使縱向絕緣部15的頂端面與底端面分別共平
面於該些微凸部113、123、133端面。其中，所述縱向絕緣部15於本實施例中包含有彼此分離的一第一絕緣膜151與一第二絕緣膜152，上述第一絕緣膜151與第二絕緣膜152分別圍繞在位於相反兩側的多個微凸部113、123、133側緣。
換個角度來說，所述縱向絕緣部15、多個微凸部113、123、133、橫向絕緣部14、及多個絕緣柱16於本實施例中共同構成所述散熱基板1的頂平面1c與底平面1d(如：圖3)，但本發明不受限於此。換個角度來說，本實施例中的縱向絕緣部15與多個微凸部113、123、133(及所述橫向絕緣部14)能構成所述散熱基板1的至少部分頂平面1c與至少部分底平面1d。
本實施例的散熱基板1在1000毫安培及25度C的測試條件下，相較於氮化鋁的熱阻降低大致70%，相較於電路板(如FR4)的熱阻大致降低90%。且本實施例的散熱基板1的成本相較於氮化鋁大致節省95%。
以上為本實施例的散熱基板1構造說明，但本實施例散熱基板1的實際應用能視設計者需求而變化，並不限定僅能應用在發光二極體封裝結構100。以下將接著介紹發光二極體封裝結構100的其他元件構造。
如圖2、圖3、圖8、及圖9所示，所述焊墊層2與電極層3分別設置於上述散熱基板1的底平面1d與頂平面1c、並且分別抵接於散熱基板1的多個微凸部113、123、133，以使所述焊墊層2與電極層3通過所述第一散熱塊11、第二散熱塊12、及散熱板13而彼此電性連接。
更詳細地說，所述焊墊層2於本實施例中包含有間隔設置的三個焊墊21，上述三個焊墊21分別抵接於對應散熱基板1底平面1d的三個微凸部113、123、133，並且對應散熱基板1底平面1d
的三個微凸部113、123、133較佳是分別被所述三個焊墊21所完整地覆蓋。
再者，所述電極層3包含有兩個側電極片31及位於間隔地設置於上述兩個側電極片31之間的一中央電極片32，所述兩個側電極片31與中央電極片32分別抵接於對應散熱基板1頂平面1c的三個微凸部113、123、133，並且對應散熱基板1頂平面1c的三個微凸部113、123、133較佳是分別被所述三個電極片31、32所完整地覆蓋。因此，藉由焊墊層2和電極層3設置於三個微凸部113、123、133，除了提供發光單元5大面積的散熱外，也能有效解決上下線路不等大的問題。其中，所述電極層3的兩個側電極片31各形成有成L形的一定位符號311，並且上述兩個定位符號311的L形內角落彼此相向，用以供發光單元5定位用，而每個側電極片31的定位符號311未裸露出其所對應的微凸部113、123(如圖8所示)。
所述反光防焊層4(如高反射率白漆，其對應於波長450nm的光線，具有80%以上的反射率)設置於上述散熱基板1的頂平面1c，並且所述電極層3埋置於反光防焊層4內，而上述反光防焊層4形成有裸露部分電極層3的兩個第一開孔41與兩個第二開孔42。其中，兩個第一開孔41大致位於反光防焊層4的中央處，而兩個第二開孔42則位於上述兩個第一開孔41的一側且分別鄰近於反光防焊層4的兩個角落。上述兩個第一開孔41各裸露部分中央電極片32、並分別裸露兩個側電極片31的部分，而所述兩個定位符號311則分別自上述兩個第一開孔41而裸露於反光防焊層4之外。所述兩個第二開孔42各裸露部分中央電極片32、並分別裸露兩個側電極片31的部分。反光防焊層4用以增加發光二極體封裝結構100的發光效率。
所述兩個發光單元5於本實施例中可以為兩個發光二極體晶片或晶片級封裝(chip scale package，CSP)構造，晶片級封裝構造至少包含一發光二極體晶片及至少包覆於所述發光二極體晶片的頂面(和/或側面)的一螢光層，上述兩個發光單元5可以具備冷暖雙色溫(如：4000~9000K及1500~4000K)或是相同色溫。其中，所述兩個發光單元5各具有一光學中心，並且上述兩個發光單元5的光學中心較佳是間隔1.5毫米(mm)至2.0毫米之距離D。
所述兩個發光單元5分別設置於反光防焊層4的兩個第一開孔41內，並且每個發光單元5抵接於相對應的電極層3部位(也就是所述兩個發光單元5分別跨接於側電極片31和中央電極片32)。所述兩個發光單元5的彼此遠離之對角角落大致分別對齊上述兩個定位符號311的L形內角落。
其中，每個發光單元5具有兩個電極51、51’，兩個發光單元5的彼此相鄰之兩個電極51是設置於中央電極片32上，而兩個發光單元5的彼此遠離之兩個電極51’是分別設置於兩個側電極片31上，藉以使兩個發光單元5通過電極層3而彼此電性連接。使發光單元5有P-N/N-P或N-P/P-N的並聯連接。
進一步地說，每個發光單元5較佳是以熔點介於120度C至300度C的高溫錫膏(solder paste)來焊接固定於上述電極層3，例如金錫(Au/Sn)、錫銻(Sn/Sb)、或錫銀銅(Sn/Ag/Cu)，但本發明不受限於此。再者，如圖9所示，上述兩個發光單元5的彼此相鄰之兩個電極51內側緣是分別切齊於中央電極片32的兩個外側緣，上述兩個發光單元5的彼此遠離之兩個電極51’內側緣是分別切齊於兩個側電極片31的兩個內側緣，藉以有效地提升所述散熱基板1的散熱效果。
此外，所述兩個瞬態電壓抑制二極體6(Transient voltage suppression diode,TVS)可以表面安裝技術(如：Surface-mount
technology，SMT)方式分別設置於反光防焊層4的兩個第二開孔42內，並且每個瞬態電壓抑制二極體6抵接於相對應的電極層3部位(也就是所述兩個瞬態電壓抑制二極體6分別跨接於側電極片31和中央電極片32)。藉此，兩個瞬態電壓抑制二極體6的位置能夠有效避免遮光、並能分別用來保護兩個發光單元5。再者，所述瞬態電壓抑制二極體6較佳是採用與上述發光單元5相同的表面安裝技術，藉以使發光二極體封裝結構100的製程較為一致。
所述反射殼體7以黏著方式設置於反光防焊層4上，並且上述兩個發光單元5與兩個瞬態電壓抑制二極體6皆位於所述光學構件8與反射殼體7所包圍的空間之內。其中，所述反射殼體7於本實施例中大致呈方環狀，而光學構件8固定於反射殼體7頂部內緣。
進一步地說，所述光學構件8為兩個菲涅爾(Fresnel)透鏡的集成，所述光學構件8的外表面為平面狀，而內表面形成有兩個菲涅爾透鏡81，並且上述兩個菲涅爾透鏡81的中心分別對應於所述兩個發光單元5的光學中心。也就是說，所述兩個菲涅爾透鏡81的中心之間間隔有1.5毫米至2.0毫米，以提供一最佳化出光效率，但本發明不受限於此。
以上為本實施例發光二極體封裝結構100的說明，請接著參閱圖10至圖19所示，本發明實施例另一種散熱基板的製造方法，而上述發光二極體封裝結構100中的散熱基板1可以是由該散熱基板的製造方法所製成，但本發明不受限於此。其中，該散熱基板1的製造方法包含步驟S110至步驟S170，大致說明如下：
步驟S110：如圖10所示，提供一金屬板M，其板厚大致為
200微米。其中，所述金屬板M於本實施例中為方形的銅製板體，並且金屬板M具有位於相反兩側的一頂面M1c與一底面M1d。進一步地說，所述金屬板M可區分為多個金屬區塊，藉以用來分別製造多個散熱基板1，並且上述每個金屬區塊定義有位於相反側的一第一邊界M1a與一第二邊界M1b、以及相反側的一第三邊界M1a’與一第四邊界M1b’。
需說明的是，由於所述散熱基板的製造方法是能夠同步形成彼此相連的多個散熱基板1，並且上述多個散熱基板1的構造皆相同，所以為便於說明本實施例，圖式雖揭露多個散熱基板1的製造流程，但以下說明主要是針對單個散熱基板1來介紹。也就是說，以下所記載的金屬板M是指單個金屬區塊。
步驟S120：如圖11所示，對所述金屬板M的頂面M1c與底面M1d進行一微蝕刻步驟，以在所述金屬板M的相反兩側各形成有多個微凸部113、123、133，並且上述微蝕刻的深度為微米等級。舉例來說，上述每個微凸部113、123、133的高度不大於30微米(μm)，但本發明不受限於此。
步驟S130：如圖12和圖13所示，提供兩個背膠板B，如背膠銅箔或塗樹脂銅箔(Resin Coated Copper，RCC)，並且上述兩個背膠板B各包含一銅箔層B1及貼附於所述銅箔層B1的一樹脂層B2，而所述樹脂層B2於本實施例中為熱塑性樹脂。其中，所述兩個背膠板B的樹脂層B2分別面向所述金屬板M的頂面M1c與底面M1d。
步驟S140：如圖12和圖13所示，將上述兩個背膠板B分別熱壓至所述金屬板M的頂面M1c與底面M1d，以使兩個樹脂層B2分別圍繞於多個微凸部113、123、133。
步驟S150：如圖14和圖15所示，對所述金屬板M及接合於其上的所述兩個背膠板B進行一蝕刻步驟，以使所述金屬板M形成彼此間隔設置的一第一散熱塊11、一第二散熱塊12、及一散熱板13。
更詳細地說，所述散熱板13蝕刻形成有位於相反兩側的一第一凹槽131與一第二凹槽132，並且所述第一散熱塊11位於上述第一凹槽131內並留有一第一U形間隙17，所述第二散熱塊12位於所述第二凹槽132內並留有一第二U形間隙18。
再者，所述第一散熱塊11被蝕刻形成有兩個第一缺口114，並且上述兩個第一缺口114與第一U形間隙17的兩個末端位於所述金屬板M的第一邊界M1a，所述散熱板13被蝕刻形成有兩個第二缺口134，並且兩個第二缺口134與所述第二U形間隙18的兩個末端位於所述金屬板M的第二邊界M1b。其中，所述兩個第一缺口114朝向所述第二邊界M1b正投影所形成的投影區域重疊於所述第二U形間隙18的兩個末端，兩個第二缺口134朝向所述第一邊界M1a正投影所形成的投影區域重疊於所述第一U形間隙17的兩個末端。
換個角度來看，在任兩個相連的金屬區塊中，其中一個金屬區塊的第一邊界M1a是重疊於另一個金屬區塊的第二邊界M1b，藉以使其中一個金屬區塊的兩個第一缺口114是分別連通於另一個金屬區塊的第二U形間隙18的兩個末端，並且其中一個金屬區塊的第一U形間隙17的兩個末端是分別連通於另一個金屬區塊的第二缺口134。
步驟S160：如圖16和圖17所示，於所述第一散熱塊11、第二散熱塊12、及散熱板13的任兩個之間充填一絕緣材料，以使所述第一散熱塊11、第二散熱塊12、及散熱板13之間彼此電性絕
緣。
進一步地說，所述絕緣材料於本實施例中為熱固性(例如熱硬化塞孔油墨)且充填於所述第一U形間隙17與第二U形間隙18，以分別固化形成有U形的一第一絕緣體141與U形的一第二絕緣體142。再者，所述絕緣材料於也充填於上述兩個第一缺口114與兩個第二缺口134，以分別固化形成四個絕緣柱16。其中，第一U形間隙17的開口方向與第二U形間隙18的開口方向彼此相向設置，且較大的第一U形間隙17搭配較小的第二U形間隙18，並組合四個絕緣柱16，藉以成功解決兩個相連的金屬區塊的孤島效應。
步驟S170：如圖18和圖19所示，移除上述兩個背膠板B的銅箔層B1，使多個微凸部113、123、133和樹脂層B2裸露出來。其中，所述樹脂層B2在實施步驟S170之後，又可稱為一縱向絕緣部15。移除上述兩個背膠板B的銅箔層B1方法包含蝕刻或研磨等。
其中，在移除上述兩個背膠板B的銅箔層B1之後，多個微凸部113、123、133和樹脂層B2裸露出來，而後即可經由切割而形成多個散熱基板1。
綜上所述，本發明實施例所公開的發光二極體封裝結構、散熱基板、及散熱基板的製造方法，其通過設有橫向絕緣部(如：第一絕緣體與第二絕緣體)而使所述第一散熱塊、第二散熱塊、及散熱板彼此電性絕緣，藉以使散熱基板具有電性導通功能。並且，上述第一散熱塊、第二散熱塊、及散熱板佔據散熱基板的大部分體積，藉以使散熱基板具備較佳的導熱效能。
再者，所述散熱基板通過微凸部與縱向絕緣部的配合，以使
第一散熱塊、第二散熱塊、及散熱板在其微凸部以外的部位能被縱向絕緣部所隔絕，進而令散熱基板僅能通過微凸部進行電性連接。
所述散熱基板通過設有H形的散熱板，以具備有較大的散熱面積，並且散熱基板通過散熱板、第一散熱塊11、及第二散熱塊所構成的較大第一U形間隙搭配較小第二U形間隙，並組合四個絕緣柱，藉以成功解決兩個相連的金屬區塊的孤島效應。
藉由焊墊層和電極層設置於所述散熱基板的三個微凸部，除了提供發光單元大面積的散熱外，也能有效解決上下線路不等大的問題。
所述散熱基板在1000毫安培及25度C的測試條件下，相較於氮化鋁的熱阻降低大致70%，相較於電路板(如FR4)的熱阻大致降低90%。且上述散熱基板的成本相較於氮化鋁大致節省95%。
所述瞬態電壓抑制二極體較佳是採用與上述發光單元相同的表面安裝技術(SMT)，藉以使發光二極體封裝結構的製程較為一致。
所述兩個瞬態電壓抑制二極體於本實施例中的位置能夠有效避免遮光、並能分別用來保護兩個發光單元。再者，本實施例兩個發光單元的光學中心較佳是間隔1.5毫米至2.0毫米之距離(也就是所述兩個菲涅爾透鏡的中心之間間隔有1.5毫米至2.0毫米)，藉以提供最佳化出光效率。
以上所述僅為本發明的優選可行實施例，並非用來侷限本發明的保護範圍，凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的權利要求書的保護範圍。
Claims (20)
- 一種散熱基板，呈平板狀且包括：一第一散熱塊與一第二散熱塊，彼此間隔設置，並且所述第一散熱塊的相反兩面各形成有一微凸部，而所述第二散熱塊的相反兩面各形成有一微凸部；一散熱板，間隔地位於所述第一散熱塊與所述第二散熱塊之間；其中，所述散熱板的相反兩面各形成有一微凸部，每個所述微凸部的高度為微米等級；以及一橫向絕緣部，相連於所述第一散熱塊、所述第二散熱塊、及所述散熱板，以使所述第一散熱塊、所述第二散熱塊、及所述散熱板彼此電性絕緣。
- 如請求項1所述的散熱基板，其中，所述散熱基板進一步包括有一縱向絕緣部，所述縱向絕緣部覆蓋在所述第一散熱塊、所述第二散熱塊、及所述散熱板的相反兩面、並且圍繞在每個所述微凸部的側緣，以使所述縱向絕緣部與多個所述微凸部構成所述散熱基板的至少部分頂平面與至少部分底平面。
- 如請求項2所述的散熱基板，其中，所述縱向絕緣部、多個所述微凸部、及所述橫向絕緣部構成所述散熱基板的至少部分所述頂平面與至少部分所述底平面。
- 如請求項1所述的散熱基板，其中，所述散熱板大致呈H形並形成有一第一凹槽與一第二凹槽；所述第一散熱塊具有一第一內側緣與一第一外側緣，所述第一散熱塊位於所述第一凹槽內，並且所述第一內側緣面向所述第一凹槽的內壁；所述第二散熱塊具有一第二內側緣與一第二外側緣，所述第二散熱塊位於所述第二凹槽內，並且所述第二內側緣面向所述第二凹槽的內壁；所述第二散熱塊的體積小於所述第一散熱塊的體積。
- 如請求項4所述的散熱基板，其中，所述散熱基板具有位於相反側的一第一邊與一第二邊，所述橫向絕緣部包含有一第一絕緣體與一第二絕緣體，所述第一絕緣體呈U形並連接於所述第一內側緣與所述第一凹槽的所述內壁，而所述第一外側緣及所述第一絕緣體的兩個末端皆位於所述第一邊，所述第二絕緣體呈U形並連接於所述第二內側緣與所述第二凹槽的所述內壁，而所述第二外側緣及所述第二絕緣體的兩個末端皆位於所述第二邊。
- 如請求項5所述的散熱基板，其中，所述第一散熱塊在所述第一外側緣凹設形成有兩個第一缺口，並且兩個所述第一缺口朝向所述第二邊正投影所形成的投影區域重疊於所述第二絕緣體的兩個所述末端；所述散熱板形成有位於所述第二邊的兩個第二缺口，並且兩個所述第二缺口朝向所述第一邊正投影所形成的投影區域重疊於所述第一絕緣體的兩個所述末端。
- 如請求項6所述的散熱基板，其中，所述散熱基板包含有熱固性的四個絕緣柱，並且四個所述絕緣柱分別位於兩個所述第一缺口與兩個所述第二缺口內。
- 如請求項1所述的散熱基板，其中，每個所述微凸部的高度不大於30微米(μm)。
- 如請求項2所述的散熱基板，其中，所述橫向絕緣部的材質為熱固性塑膠，所述縱向絕緣部的材質為熱塑性塑膠。
- 一種散熱基板，呈平板狀且具有位於相反側的一第一邊與一第二邊，所述散熱基板包括：一第一散熱塊與一第二散熱塊，彼此間隔設置，所述第一散熱塊形成有位於所述第一邊的兩個第一缺口；一散熱板，間隔地位於所述第一散熱塊與所述第二散熱塊之間；其中，所述散熱板形成有位於所述第二邊的兩個第二缺口；一第一絕緣體，呈U形且設置於所述第一散熱塊及所述散熱板之間，以使所述第一散熱塊及所述散熱板彼此電性絕緣，並且所述第一絕緣體的兩個末端位於所述第一邊；以及一第二絕緣體，呈U形且設置於所述第二散熱塊及所述散熱板之間，以使所述第二散熱塊及所述散熱板彼此電性絕緣，並且所述第二絕緣體的兩個末端位於所述第二邊；其中，兩個所述第一缺口朝向所述第二邊正投影所形成的投影區域重疊於所述第二絕緣體的兩個所述末端，而兩個所述第二缺口朝向所述第一邊正投影所形成的投影區域重疊於所述第一絕緣體的兩個所述末端。
- 一種散熱基板的製造方法，包括：提供一金屬板，具有一頂面與一底面；對所述金屬板的所述頂面與所述底面進行一微蝕刻步驟，以在所述金屬板的相反兩側各形成有多個微凸部，所述微蝕刻的深度為微米等級；對所述金屬板進行一蝕刻步驟，以使所述金屬板形成彼此間隔設置的一第一散熱塊、一第二散熱塊、及一散熱板；以及於所述第一散熱塊、所述第二散熱塊、及所述散熱板的任兩個之間充填一絕緣材料，以使所述第一散熱塊、所述第二散熱塊、及所述散熱板彼此電性絕緣。
- 如請求項11所述的散熱基板的製造方法，其中，所述散熱基板的製造方法在所述微蝕刻步驟實施後，進一步包括：提供兩個背膠板，所述兩個背膠板各包含一銅箔層及貼附於所述銅箔層的一樹脂層；其中，兩個所述背膠板的所述樹脂層分別面向所述金屬板的所述頂面與所述底面；及將兩個所述背膠板分別熱壓至所述金屬板的所述頂面與所述底面，以使兩個所述樹脂層分別圍繞於多個所述微凸部；所述散熱基板的製造方法在充填所述絕緣材料之後，進一步包括：移除兩個所述背膠板的所述銅箔層，使多個所述微凸部和所述樹脂層裸露出來。
- 如請求項11所述的散熱基板的製造方法，其中，在所述蝕刻步驟中，所述散熱板蝕刻形成有位於相反兩側的一第一凹槽與一第二凹槽，並且所述第一散熱塊位於所述第一凹槽內並留有一第一U形間隙，所述第二散熱塊位於所述第二凹槽內並留有一第二U形間隙；所述絕緣材料充填於所述第一U形間隙與所述第二U形間隙，以分別固化形成有U形的一第一絕緣體與U形的一第二絕緣體。
- 如請求項13所述的散熱基板的製造方法，其中，在所述蝕刻步驟中，所述第一散熱塊被蝕刻形成有兩個第一缺口，並且兩個所述第一缺口與所述第一U形間隙的兩個末端位於所述金屬板的一第一邊界，所述散熱板被蝕刻形成有兩個第二缺口，並且兩個所述第二缺口與所述第二U形間隙的兩個末端位於所述金屬板的一第二邊界；其中，兩個所述第一缺口朝向所述第二邊界正投影所形成的投影區域重疊於所述第二U形間隙的兩個所述末端，兩個所述第二缺口朝向所述第一邊界正投影所形成的投影區域重疊於所述第一U形間隙的兩個所述末端。
- 一種散熱基板，以如請求項11所述的散熱基板的製造方法所製成。
- 一種發光二極體封裝結構，包括：如請求項1所述的散熱基板；一電極層與一焊墊層，分別設置於所述散熱基板的一頂平面及一底平面、並且分別抵接於多個所述微凸部，以使所述電極層與所述焊墊層通過所述第一散熱塊、所述第二散熱塊、及所述散熱板而彼此電性連接；以及兩個發光單元，設置於所述電極層上。
- 如請求項16所述的發光二極體封裝結構，其中，所述發光二極體封裝結構進一步包括一反光防焊層，並且所述反光防焊層設置於所述散熱基板的所述頂平面，所述電極層埋置於所述反光防焊層，所述反光防焊層形成有裸露部分所述電極層的兩個第一開孔，而兩個所述發光單元分別設置於兩個所述第一開孔內。
- 如請求項17所述的發光二極體封裝結構，其中，所述電極層形成有兩個定位符號，並且兩個所述定位符號分別自兩個所述第一開孔而裸露於所述反光防焊層之外。
- 如請求項17所述的發光二極體封裝結構，其中，所述發光二極體封裝結構進一步包括一反射殼體和一光學構件，所述反射殼體設置於散熱基板的上方，並且所述光學構件黏固於所述反射殼體上，兩個所述發光單元位於所述光學構件與所述反射殼體所包圍的空間之內。
- 如請求項19所述的發光二極體封裝結構，其中，兩個所述發光單元各具有一光學中心，並且兩個所述發光單元的光學中心間隔1.5毫米(mm)至2.0毫米，所述光學構件形成有兩個菲涅爾(Fresnel)透鏡，並且兩個所述菲涅爾透鏡的中心分別對應於兩個所述發光單元的所述光學中心。
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