TWI685991B - 適用於雙面焊接的ｌｅｄ光源及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明公開一種適用於雙面焊接的LED光源及其製造方法，LED光源包括一第一電路基板、一第二電路基板、至少一LED晶片以及一封裝體。第一電路基板與第二電路基板呈堆疊設置，其中第一電路基板包括一第一絕緣芯層以及一第一外部導電層，且第一絕緣芯層具有一開槽，第二電路基板包括一第二絕緣芯層、一第二外部導電層以及一第二內部導電層，且第二內部導電層外露於開槽。LED晶片設置於開槽內，且電性連接第二內部導電層。封裝體設置於開槽處，用以封裝LED晶片。藉此，可以符合薄型化的趨勢，並增加產品的應用性。
Description
本發明涉及一種LED光源及其製造方法，特別是涉及一種適用於雙面焊接的LED光源及其製造方法。
發光二極體(light emitting diode，LED)具備體積小、發光效率高、低耗能及環保等優點，並且其能發出的光已遍及可見光和不可見光，發光亮度亦達到相當程度，諸如照明燈具、電子裝置等開始大量採用各種形式的LED光源。
為了滿足不同的應用需求，常需要將LED晶片做不同形式的封裝，例如，將LED晶片封裝在承載基座或封裝基板之上或內部，並在承載基座或封裝基板的正面及/或背面設置導電部，用以電性連接電路板，從而多個LED封裝結構可以集中設置於電路板上，形成線性光源或面光源。然而，在此架構下，承載基座或封裝基板的厚度再加上封裝體的厚度，會直接影響整體封裝結構的厚度，不容易兼顧薄型化的需求。此外，受到承載基座或封裝基板構造的限制，這類LED封裝結構只能以特定方式設置於電路板上，在使用上仍存在有不便。
本發明針對現有的LED光源，其構造不利於薄型化的設計，
且在使用上仍存在有不便，提供一種適用於雙面焊接的LED光源。並且，提供一種適用於雙面焊接的LED光源的製造方法。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是：一種適用於雙面焊接的LED光源，其包括一第一電路基板、一第二電路基板、至少一LED晶片以及一封裝體。所述第一電路基板包括一第一絕緣芯層以及一形成於所述第一絕緣芯層的一面上的第一外部導電層，其中所述第一絕緣芯層具有一開槽。所述第二電路基板與所述第一電路基板呈堆疊設置，且包括一第二絕緣芯層、一形成於所述第二絕緣芯層的一面上的第二外部導電層以及一形成於所述第二絕緣芯層的另一面上的第二內部導電層，其中所述第二內部導電層外露於所述開槽。所述LED晶片設置於所述開槽內，且電性連接所述第二內部導電層。所述封裝體設置於所述開槽處，用以封裝所述LED晶片。
在本發明的一實施例中，所述封裝體具有一出光面，且所述出光面大致齊平或低於所述第一外部導電層的表面。
在本發明的一實施例中，所述第一電路基板通過一黏著層堆疊設置於所述第二電路基板上。
在本發明的一實施例中，所述適用於雙面焊接的LED光源還包括至少一導通孔，所述導通孔貫穿所述第一絕緣芯層與所述第二絕緣芯層，用以導通所述第一外部導電層與所述第二外部導電層。
在本發明的一實施例中，所述導通孔包括一貫穿所述第一絕緣芯層與所述第二絕緣芯層的通孔、一形成於所述通孔的孔壁上的金屬層以及一填充於所述通孔內的防焊結構。
在本發明的一實施例中，所述第一絕緣芯層具有一第一中央區域以及兩個分別位於所述第一中央區域的兩側的第一周邊區域，所述開槽形成於所述第一中央區域，所述第一外部導電層包括兩個分別位於兩個所述第一周邊區域的第一焊墊。
在本發明的一實施例中，所述第二絕緣芯層具有一第二中央區域以及兩個分別位於所述第二中央區域的兩側的第二周邊區域，所述第二外部導電層包括兩個分別位於兩個所述第二周邊區域的第二焊墊。
在本發明的一實施例中，所述適用於雙面焊接的LED光源還包括一設置於所述第二中央區域上的防焊層。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是：一種適用於雙面焊接的LED光源的製造方法，其首先提供一第一電路基板與一第二電路基板，所述第一電路基板包括一第一絕緣芯層以及一形成於所述第一絕緣芯層的一面上的第一外部導電層，所述第二電路基板包括一第二絕緣芯層、一形成於所述第二絕緣芯層的一面上的第二外部導電層以及一形成於所述第二絕緣芯層的另一面上的第二內部導電層；接著，在所述第一電路基板上形成一開槽；然後，將所述第一電路基板堆疊設置於所述第二電路基板上，其中所述第二內部導電層外露於所述開槽；然後，在所述開槽內設置至少一LED晶片，並將所述LED晶片電性連接所述第二內部導電層；最後，在所述開槽處形成一封裝體，用以封裝所述LED晶片。
在本發明的一實施例中，在所述開槽處形成所述封裝體的步驟中，還包括使所述封裝體的一出光面大致齊平或低於所述第一外部導電層的表面。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的適用於雙面焊接的LED光源及其製造方法，其能通過“第一電路基板堆疊設置於第二電路基板上，其中第一電路基板具有一開槽”以及“LED晶片設置於第一電路基板的開槽內，且電性連接第二電路基板的第二內部導電層，封裝體設置於開槽處，用以封裝LED晶片”的技術方案，以使應用端可以根據具體使用情況，選擇不同的焊接方式來將LED光源結合至電路板上。
為使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圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
L‧‧‧適用於雙面焊接的LED光源
1‧‧‧第一電路基板
100‧‧‧開槽
11‧‧‧第一絕緣芯層
111‧‧‧第一中央區域
112‧‧‧第一周邊區域
12‧‧‧第一外部導電層
121‧‧‧第一焊墊
13‧‧‧第一內部導電層
2‧‧‧第二電路基板
21‧‧‧第二絕緣芯層
211‧‧‧第二中央區域
212‧‧‧第二周邊區域
22‧‧‧第二外部導電層
221‧‧‧第二焊墊
23‧‧‧第二內部導電層
231‧‧‧電性連接墊
24‧‧‧防焊層
3‧‧‧LED晶片
4‧‧‧封裝體
400‧‧‧出光面
5‧‧‧黏著層
6‧‧‧導通孔
61‧‧‧通孔
62‧‧‧金屬層
63‧‧‧防焊結構
B‧‧‧電路基板
B1‧‧‧接觸墊
S‧‧‧焊料
圖1為本發明的適用於雙面焊接的LED光源的結構示意圖。
圖2為本發明的適用於雙面焊接的LED光源的其中一製造過程示意圖。
圖3為本發明的適用於雙面焊接的LED光源的另外一製造過程示意圖。
圖4為本發明的適用於雙面焊接的LED光源的再一製造過程示意圖。
圖5為本發明的適用於雙面焊接的LED光源的又一製造過程示意圖。
圖6為本發明的適用於雙面焊接的LED光源的其中一使用狀態示意圖。
圖7為本發明的適用於雙面焊接的LED光源的另外一使用狀態示意圖。
圖8為本發明的適用於雙面焊接的LED光源的製造方法的流程圖。
由於LED光源的應用產品在市場上不斷的推陳出新，舉凡各式照明、裝飾燈具及具有功能指示燈的各種產品等，幾乎都採用了LED光源，而LED光源的構造關係到其使用靈活性和通用性。因此，本發明提供一種構造新穎而能適用於雙面焊接的LED光源，讓應用端可以根據具體使用情況，選擇不同的焊接方式來將LED光源結合至電路板上。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“適用於雙面焊接的LED光源及其製造方法”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
請參閱圖1，本發明一實施例提供一種適用於雙面焊接的LED光源L，其包括一第一電路基板1、一第二電路基板2、至少一LED晶片3及一封裝體4。第一電路基板1堆疊設置於第二電路基板2上，構成一多層佈線板，以作為適用於雙面焊接的LED光源L的主體結構，其中第一電路基板1具有一開槽100。LED晶片3設置於開槽100內，且電性連接第二電路基板2。封裝體4設置於開槽100處，用以封裝LED晶片3。
值得注意的是，本發明是先分別製成第一電路基板1與第二電路基板2後，再將兩者貼合在一起。依此方式，可以提高加工效率、靈活性、穩定性和精確度。在本實施例中，第一電路基板1通過一黏著層5堆疊設置於第二電路基板2上，且第一電路基板1與第二電路基板2之間可通過熱壓合而緊密結合在一起，但本發明不以此為限。開槽100可通過雷射或機械加工方式形成，但本
發明不以此為限。
請複參閱圖1，並配合圖2至圖5所示，第一電路基板1包括一第一絕緣芯層11、一第一外部導電層12及一第一內部導電層13。第一外部導電層12形成於第一絕緣芯層11的一面(即外側表面)上，且避開了開槽100所在的區域，以供焊接之用。第一內部導電層13形成於第一絕緣芯層11的另一面(即內側表面)上，且避開了開槽100所在的區域，以作為內部互連線路。進一步來說，第一絕緣芯層11具有一第一中央區域及兩個分別位於第一中央區域111的兩側的第一周邊區域112，開槽100形成於第一中央區域111，第一外部導電層12包括兩個分別位於兩個第一周邊區域112的第一焊墊121。
類似地，第二電路基板2包括一第二絕緣芯層21、一第二外部導電層22及一第二內部導電層23。第二外部導電層22形成於第二絕緣芯層21的一面(即外側表面)上，以供焊接之用。第二內部導電層23形成於第二絕緣芯層21的另一面(即內側表面)上，以作為內部互連線路，其中第二內部導電層23的一部分外露於第一電路基板1的開槽100。進一步來說，第二絕緣芯層21具有一第二中央區域及兩個分別位於第二中央區域211的兩側的第二周邊區域212，第二外部導電層22包括兩個分別位於兩個第二周邊區域212的第二焊墊221，第二內部導電層23包括兩個分別位於兩個第二周邊區域212的電性連接墊231，例如正極和負極連接墊。
在本實施例中，第一焊墊121、第二焊墊221與電性連接墊231的材質可以是金包鎳包銅，即在銅導體的外表面依序包覆有鎳層和金層，但本發明不以此為限。另外，可以視需要在第二焊墊221之間形成一防焊層24，且防焊層24可位於第二絕緣芯層21的第二中央區域211。
值得注意的是，適用於雙面焊接的LED光源L還包括至少一導通孔6，其至少貫穿第一絕緣芯層11與第二絕緣芯層21，用以
導通第一外部導電層12與第二外部導電層22。進一步來說，導通孔6包括一貫穿第一絕緣芯層11與第二絕緣芯層21的通孔61、一形成於通孔61的孔壁上的金屬層62及一填充於通孔61內的防焊結構63。在本實施例中，通孔61可通過雷射或機械加工方式形成，但本發明不以此為限。
LED晶片3固定於第一電路基板1的開槽100的容置空間中，且以打線方式電性連接第二電路基板2的第二內部導電層23。進一步來說，LED晶片3設置於其中一電性連接墊231上，且通過導線電性連接另外一電性連接墊231。在本實施例中，可以根據具體使用需要選擇特定波長的LED晶片3。例如，為了實現提醒或指示功能，可以使用紅光LED晶片；或者，為了營造出特殊的視覺情境效果，可以使用綠光LED晶片；或者，在成本考量下，可以使用價格相對較便宜的藍光LED晶片。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。
雖然圖1中所示開槽100內LED晶片3的數量只有一個，但實際上在需要較高的出光強度時，開槽100內LED晶片3的數量可以有兩個或兩個以上。
封裝體4通過壓模成型的方式形成，且封裝體4具有一出光面400，其大致齊平或低於第一外部導電層12的表面。藉此，可以使產品更符合薄型化的設計趨勢。在本實施例中，封裝體4的材質可以是環氧樹脂(epoxy)、矽氧樹脂(silicone)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)、丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(methacrylate-styrene copolymer，MS)、聚苯乙烯(polystyrene，PS)或聚對苯二甲酸二乙酯(polethylen eterephthalate，PET)，優選為矽氧樹脂。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。
封裝體4內也可以視需要含有螢光粉(圖中未顯示)。例如，當LED晶片3為藍光LED晶片時，封裝體4內可以含有黃色螢光粉，
以激發出白光；或者，封裝體4內可以含有紅色螢光粉，以激發出紅光；或者，封裝體4內可以含有綠色螢光粉，以激發出綠光。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。
請參閱圖6及圖7，並配合圖1所示，適用於雙面焊接的LED光源L可以正向出光(即出光面400朝上)的方式被使用，在此架構下，如圖6所示，適用於雙面焊接的LED光源L可利用第二電路基板2的第二焊墊221，並通過焊料S(如錫膏)與一電路基板B上的接觸墊B1接合。另外，適用於雙面焊接的LED光源L也可以側向出光(即出光面400朝左或朝右)的方式被使用，在此架構下，如圖7所示，適用於雙面焊接的LED光源L可利用第一電路基板1的其中一個第一焊墊121與第二電路基板2的其中一個第二焊墊221，並通過焊料S與一電路基板B上的接觸墊B1接合。然而，上述所舉的例子只是兩個可行的實施例而並非用以限定本發明。
藉此，即可利用電路基板B上的控制電路(圖中未顯示)來對LED晶片3進行操作，例如，控制LED晶片3發光與否，或藉由改變輸入電流大小的來調整LED晶片3的發光強度。
請參閱圖8，上述適用於雙面焊接的LED光源L，可以通過特定的步驟製成。首先，執行步驟S1，提供一第一電路基板與一第二電路基板；接著，執行步驟S2，在第一電路基板上形成一開槽；然後，執行步驟S3，將第一電路基板堆疊設置於第二電路基板上；然後，執行步驟S4，在第一電路基板的開槽內設置至少一LED晶片；最後，執行步驟S5，在開槽處形成一封裝體，用以封裝LED晶片。
進一步來說，如圖1至圖5所示，在步驟S1中，第一電路基板1與第二電路基板2可由本領域所熟知的電路板製程分別製成。在步驟S2中，開槽100可通過雷射或機械加工方式形成，但本發明不以此為限。在步驟S3中，可先利用一黏著層5將第一電路基板1黏著於第二電路基板2上，再通過熱壓合使兩者緊密結
合，但本發明不以此為限。在步驟S4中，LED晶片3可通過固晶膠(圖中未顯示)固定於第一電路基板1的開槽100的容置空間中，且以打線方式電性連接第二電路基板2的第二內部導電層23。在步驟S5中，可以在適當的溫度、壓力等條件下，使塑料在一壓模模具(圖中未顯示)內熔融後，沿一特定路徑填入開槽100。待塑料固化之後便形成封裝體4，且封裝體4具有一出光面400，其大致齊平或低於第一外部導電層12的表面。
在本實施例中，壓模模具可具有特殊構造，使塑料在壓模成型的過程中，可先沿一反重力方向爬升一段距離之後，再改變流動方向並沿一重力方向填入開槽100，但本發明不以此為限。在其他實施例中，封裝體4也可以通過填膠的方式將塑料填入開槽100而形成。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的適用於雙面焊接的LED光源及其製造方法，其能通過“第一電路基板堆疊設置於第二電路基板上，其中第一電路基板具有一開槽”以及“LED晶片設置於第一電路基板的開槽內，且電性連接第二電路基板的第二內部導電層，封裝體設置於開槽處，用以封裝LED晶片”的技術方案，以使應用端可以根據具體使用情況，選擇不同的焊接方式來將LED光源結合至電路板上。
更進一步來說，封裝體是通過壓模成型的方式形成，且在壓模過程中，可使塑料在一壓模模具內熔融後，沿一特定路徑填入開槽。依此方式，封裝體的出光面可以和第一外部導電層的表面大致齊平，或低於第一外部導電層的表面，從而產品可以更符合薄型化的設計趨勢。
更進一步來說，本發明是先分別製成第一電路基板與第二電路基板後，再將兩者貼合在一起。依此方式，可以提高加工的效
率、靈活性、穩定性和精確度。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
L‧‧‧適用於雙面焊接的LED光源
1‧‧‧第一電路基板
100‧‧‧開槽
11‧‧‧第一絕緣芯層
12‧‧‧第一外部導電層
13‧‧‧第一內部導電層
2‧‧‧第二電路基板
21‧‧‧第二絕緣芯層
22‧‧‧第二外部導電層
23‧‧‧第二內部導電層
231‧‧‧電性連接墊
24‧‧‧防焊層
3‧‧‧LED晶片
4‧‧‧封裝體
400‧‧‧出光面
5‧‧‧黏著層
6‧‧‧導通孔
61‧‧‧通孔
62‧‧‧金屬層
63‧‧‧防焊結構
Claims (9)
- 一種適用於雙面焊接的LED光源，其包括：一第一電路基板，其包括一第一絕緣芯層以及一形成於所述第一絕緣芯層的一面上的第一外部導電層，其中所述第一絕緣芯層具有一開槽；一第二電路基板，其與所述第一電路基板呈堆疊設置，且包括一第二絕緣芯層、一形成於所述第二絕緣芯層的一面上的第二外部導電層以及一形成於所述第二絕緣芯層的另一面上的第二內部導電層，其中所述第二內部導電層外露於所述開槽；至少一LED晶片，其設置於所述開槽內，且電性連接所述第二內部導電層；以及一封裝體，其設置於所述開槽處，用以封裝所述LED晶片，其中所述封裝體具有一出光面，且所述出光面大致齊平或低於所述第一外部導電層的表面。
- 如請求項1所述的適用於雙面焊接的LED光源，其中，所述第一電路基板通過一黏著層堆疊設置於所述第二電路基板上。
- 如請求項1所述的適用於雙面焊接的LED光源，其還包括至少一導通孔，所述導通孔貫穿所述第一絕緣芯層與所述第二絕緣芯層，用以導通所述第一外部導電層與所述第二外部導電層。
- 如請求項3所述的適用於雙面焊接的LED光源，其中，所述導通孔包括一貫穿所述第一絕緣芯層與所述第二絕緣芯層的通孔、一形成於所述通孔的孔壁上的金屬層以及一填充於所述通孔內的防焊結構。
- 如請求項1所述的適用於雙面焊接的LED光源，其中，所述第一絕緣芯層具有一第一中央區域以及兩個分別位於所述第 一中央區域的兩側的第一周邊區域，所述開槽形成於所述第一中央區域，所述第一外部導電層包括兩個分別位於兩個所述第一周邊區域的第一焊墊。
- 如請求項5所述的適用於雙面焊接的LED光源，其中，所述第二絕緣芯層具有一第二中央區域以及兩個分別位於所述第二中央區域的兩側的第二周邊區域，所述第二外部導電層包括兩個分別位於兩個所述第二周邊區域的第二焊墊。
- 如請求項6所述的適用於雙面焊接的LED光源，其還包括一設置於所述第二中央區域上的防焊層。
- 一種適用於雙面焊接的LED光源的製造方法，其包括：提供一第一電路基板與一第二電路基板，所述第一電路基板包括一第一絕緣芯層以及一形成於所述第一絕緣芯層的一面上的第一外部導電層，所述第二電路基板包括一第二絕緣芯層、一形成於所述第二絕緣芯層的一面上的第二外部導電層以及一形成於所述第二絕緣芯層的另一面上的第二內部導電層；在所述第一電路基板上形成一開槽；將所述第一電路基板堆疊設置於所述第二電路基板上，其中所述第二內部導電層外露於所述開槽；在所述開槽內設置至少一LED晶片，並將所述LED晶片電性連接所述第二內部導電層；以及在所述開槽處形成一封裝體，用以封裝所述LED晶片。
- 如請求項8所述的適用於雙面焊接的LED光源的製造方法，其中，在所述開槽處形成所述封裝體的步驟中，還包括使所述封裝體的一出光面大致齊平或低於所述第一外部導電層的表面。
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