TWM445268U - 發光二極體 - Google Patents

Description

發光二極體

本創作係關於一種發光二極體，尤指一種具有球面外型封裝樹脂之發光二極體。

自60年代起，發光二極體(Light Emitting Diode，LED)的耗電量低及長效性的發光等優勢，已逐漸取代日常生活中用來照明或各種電器設備的指示燈或光源等用途。更有甚者，發光二極體朝向多色彩及高亮度的發展，已應用在大型戶外顯示看板或交通號誌，顯示其可應用之領域十分廣泛。

由於發光二極體通常需經由樹脂封裝才能使其能於一般環境下使用而不致發生短路，因此，封裝樹脂之結構係直接影響該發光二極體之出光效率。一般而言，考量封裝後之發光二極體之出光率，封裝樹脂於發光二極體晶片外形成一半球狀構造，發光二極體能獲得最佳之出光率。然而，因考量封裝樹脂之透光度，所選用之封裝樹脂通常較難以在單獨使用之情況下，較佳地封裝該發光二極體晶片。為解決此一問題，習知封裝方式通常於欲封裝之發光二極體晶片周邊，先利用一矽膠形成一「圍牆」，接著，再以封裝樹脂注入該圍牆中以封裝發光二極體，達到較佳地封裝發光二極體晶片之目的。然而，由於用以製作圍牆之矽膠所需組成與封裝樹脂之組成差異過大，往往，所形 成之圍牆係呈現不透光之乳白色狀，對於該發光二極體之出光率影響甚大。此外，以此方式所形成之封裝樹脂仍無法呈現半球狀構造，無法使發光二極體達到最佳之出光率。

據此，發展一不須使用矽膠形成圍牆，且能使封裝樹脂形成一半球狀構造之方法，對於封裝發光二極體之製程及改善發光二極體之出光率是有其需要的。

本創作之主要目的係在於提供一種發光二極體，其中，用於封裝發光二極體晶片之封裝樹脂不需使用矽膠形成圍牆即可達到封裝發光二極體之目的，並且該封裝樹脂更具有一球面外型之結構，更能提高所封裝之發光二極體之出光率。

為了達成上述目的，本創作之一態樣係提供一種發光二極體，包括：一發光二極體晶片，其係設置於一電路載板表面，並發射出一光源；以及一封裝樹脂，係設置於該發光二極體晶片上，以封裝該發光二極體晶片，其中，該封裝樹脂係具有一球面外型。而為了達到固定該封裝樹脂外型之目的，本創作之一態樣可藉由一封裝模板控制該封裝樹脂之外型，並將該封裝模板於封裝完成後移除。

於本創作上述發光二極體中，該封裝模板可包括一基板，其具有一上表面及一下表面；以及至少一通孔，該通孔係具有一內截面，並由該基板之該上表面連通至該下表 面。本創作並不特別限制通孔之形狀，只要能達到使封裝樹脂具有一球面外型之通孔皆可使用，例如，該通孔可為一圓柱通孔或一球面通孔；於本創作之一態樣中，該通孔可為一圓柱通孔，其中，該圓柱通孔之內截面直徑可為該基板厚度之兩倍。據此，藉由此一態樣之封裝模板即可於封裝過程中，使發光二極體之封裝樹脂具有一球面外型之頂面及一圓柱狀外型之側面。於本創作之另一態樣中，該通孔則可為一半球面通孔。而為了便於將封裝樹脂灌注於該封裝模板中，該半球面通孔可包括一半球面凹槽及一注膠凹槽，其中，欲封裝之發光二極體晶片可設置於該半球面凹槽處，而未固化之封裝樹脂則可由該注膠凹槽處灌入該半球面凹槽處，從而達到封裝該發光二極體之目的。此外，該注膠凹槽可為一錐狀外型，以使該未固化之封裝樹脂易於流入半球面凹槽，並較佳地形成一具有半球面外型之封裝樹脂。

於上述本創作之發光二極體中，只要可使發光二極體之封裝樹脂具有一球面外型，該封裝模板之半球面通孔所包括之半球面凹槽及注膠凹槽之位置並不特別限制，例如，於本創作之一態樣中，該半球面凹槽可設置於該基板之上表面，該注膠凹槽可設置於該基板之下表面；抑或，於本創作之另一態樣中，該半球面凹槽可設置於該基板之下表面，該注膠凹槽可設置於該基板之上表面，本創作並不侷限於此。

於上述本創作之發光二極體中，於封裝製程中，為了易於移除封裝樹脂中之少量氣體，該封裝模板更可包括至少一排氣凹槽，且該排氣凹槽可與該通孔相連通，並位於該基板之該下表面，以利於移除封裝樹脂中之少量氣體，從而達到改善發光二極體出光率之目的。

於上述本創作之發光二極體中，封裝模板之組成並不特別限制，只要其所構成之封裝模板於封裝製程中不會產生變形皆可使用，例如，該封裝模板可由不銹鋼、模具鋼、強化塑膠，或鋁合金所組成。

於上述本創作之發光二極體中，為了便於移除封裝模板，該封裝模板之表面更可具有一離型層，具體而言，該離型層可設置於該通孔內表面，且該離型層之組成並不特別限制，只要其可便於使該封裝模板易於與固化之封裝樹脂分離者皆可使用，例如，該離型層可至少一選自由鐵氟龍、離型臘、氧化鋁、碳酸鈣、碳酸鎂、或其組合所組成之群組。

據此，透過上述方式所形成之發光二極體，其包括：一發光二極體晶片，其係設置於一電路載板表面，並發射出一光源；以及一封裝樹脂，係設置於該發光二極體晶片上，以封裝該發光二極體晶片，其中，該封裝樹脂不需使用矽膠形成圍牆即可達到封裝發光二極體之目的，並且該封裝樹脂更具有一球面外型之結構，更能提高所封裝之發光二極體之出光率。

請參考圖1A至1C，係本創作發光二極體之封裝模板示意圖，首先，為了達到本創作之目的，需先準備所需之封裝模板1，如圖1A所示。於本創作中，係舉例兩種不同通孔外型之封裝模板。如圖1B所示，係為本創作之第一實施例之封裝模板11之剖視圖，其中，該封裝模板11係包括一基板110，其具有一上表面111及一下表面112；以及至少一圓柱通孔113，該圓柱通孔113係具有一內截面114，並由該基板110之上表面111連通至下表面112，且該內截面114之直徑係為該基板110厚度之兩倍。如圖1C所示，係為本創作之第二實施例之封裝模板12之剖視圖，其中，該封裝模板12係包括一基板120，其具有一上表面121及一下表面122；以及至少一半球面通孔123，該半球面通孔123係包括一設置於該下表面122之半球面凹槽1231及一設置於該上表面121之注膠凹槽1232。據此，所準備之封裝模板可各自獨立使用於後續實施例中，控制發光二極體封裝樹脂之外型，達到改善發光二極體出光率之目的。

請參考圖2A至2D，係本創作第一實施例之發光二極體封裝流程示意圖，其中，於封裝流程中，係使用圖1B之封裝模板11控制封裝樹脂之外型，且該封裝樹脂係為熱固化型樹脂。如圖2A所示，首先，係提供一發光二極體單元2，其包括一尚未封裝之發光二極體晶片21，係設置於一電路載板22表面；接著，如圖2B所示，將封裝模板11設置於該發光二極體單元2上，其中，該發光二極體晶片21係設置於 該圓柱通孔113中央，此外，該圓柱通孔113之內截面114直徑係為該基板110厚度之兩倍，因此，使該發光二極體晶片21延伸至該上表面111及下表面112間之夾角呈現為45度，以提供該發光二極體晶片21具有最佳的發光效果，此外，本創作更可以視使用的需求而任意調整使該發光二極體晶片21延伸至該上表面111及下表面112間之夾角角度；如圖2C所示，由圓柱通孔113之上方灌注所使用之封裝樹脂23，並將該發光二極體單元2及封裝樹脂23，連同該封裝模板11一同加熱以固化該封裝樹脂23；最後，如圖2D所示，於固化完成後，移除該封裝模板11，獲得一封裝完成之發光二極體20。

據此，上述本創作第一實施例係提供一發光二極體20，其包括：一發光二極體晶片21，其係設置於一電路載板22表面，並發射出一光源；以及一封裝樹脂23，係設置於該發光二極體晶片21上，以封裝該發光二極體晶片21，其中，該封裝樹脂23係具有一球面外型之頂面及一圓柱狀外型之側面。

於上述本創作之發光二極體20中，於封裝製程中，為了易於移除封裝樹脂23中之少量氣體，該封裝模板11更可包括至少一排氣凹槽(圖未顯示)，且該排氣凹槽可與該圓柱通孔113相連通，並位於該基板110之該下表面112，以利於移除封裝樹脂23中之少量氣體，從而達到改善發光二極體20出光率之目的；此外，於上述本創作之發光二極體20中，封裝模板11之組成並不特別限制，只要其所構成之封 裝模板11於封裝製程中不會產生變形皆可使用，例如，該封裝模板可由不銹鋼、模具鋼、強化塑膠，或鋁合金所組成，在本實施例中，係使用不銹鋼板作為封裝模板11；另外，於上述本創作之發光二極體20中，為了便於移除封裝模板11，該封裝模板11之表面更可具有一離型層(圖未顯示)，具體而言，該離型層可設置於該圓柱通孔113內表面，且該離型層之組成並不特別限制，只要其可便於使該封裝模板易於與固化之封裝樹脂分離者皆可使用，例如，該離型層可至少一選自由鐵氟龍、離型臘、氧化鋁、碳酸鈣、碳酸鎂、或其組合所組成之群組，在本實施例中，係使用鐵氟龍作為離型層。

請參考圖3A至3D，係本創作第二實施例之發光二極體封裝流程示意圖，其中，於封裝流程中，係使用圖1C之封裝模板12控制封裝樹脂之外型，且該封裝樹脂係為光固化型樹脂。如圖3A所示，首先，係提供一發光二極體單元3，其包括一尚未封裝之發光二極體晶片31，係設置於一電路載板32表面；接著，如圖3B所示，將封裝模板12設置於該發光二極體單元3上，其中，該發光二極體晶片31係設置於該半球面通孔123之半球面凹槽1231中央；如圖3C所示，由注膠凹槽1232處灌注所使用之封裝樹脂33，並將該發光二極體單元3及該封裝樹脂33，連同該封裝模板12一同照光以固化該封裝樹脂33；最後，如圖3D所示，於固化完成後，移除該封裝模板12，獲得一封裝完成之發光二極體30。

據此，上述本創作第二實施例係提供一發光二極體30，其包括：一發光二極體晶片31，其係設置於一電路載板32表面，並發射出一光源；以及一封裝樹脂33，係設置於該發光二極體晶片31上，以封裝該發光二極體晶片31，其中，該封裝樹脂33係具有一半球面外型。

於上述本創作之發光二極體30中，於封裝製程中，為了易於移除封裝樹脂33中之少量氣體，該封裝模板12更可包括至少一排氣凹槽(圖未顯示)，且該排氣凹槽可與該半球面通孔123之半球面凹槽1231相連通，並位於該基板120之該下表面122，以利於移除封裝樹脂33中之少量氣體，從而達到改善發光二極體30出光率之目的；此外，於上述本創作之發光二極體30中，封裝模板12之組成並不特別限制，只要其所構成之封裝模板12於封裝製程中不會產生變形皆可使用，例如，該封裝模板可由不銹鋼、模具鋼、強化塑膠，或鋁合金所組成，在本實施例中，係使用模具鋼板作為封裝模板12；另外，於上述本創作之發光二極體30中，為了便於移除封裝模板12，該封裝模板12之表面更可具有一離型層(圖未顯示)，具體而言，該離型層可設置於該半球面通孔123內表面，且該離型層之組成並不特別限制，只要其可便於使該封裝模板易於與固化之封裝樹脂分離者皆可使用，例如，該離型層可至少一選自由鐵氟龍、離型臘、氧化鋁、碳酸鈣、碳酸鎂、或其組合所組成之群組，在本實施例中，係使用離型臘作為離型層。

請參考圖4A至4D，係本創作第三實施例之發光二極體封裝流程示意圖。本實施例與第三實施例大致相同，所不同處在於，所使用之封裝模板12’之半球面凹槽1231’及注膠凹槽1232’之位置與第三實施例之封裝模板12相反，且所使用之封裝樹脂係為熱固化型樹脂。據此，如圖4A所示，首先，係提供一封裝模板12’，其中，該封裝模板12’係包括一基板120’，其具有一上表面121’及一下表面122’；以及至少一半球面通孔123’，該半球面通孔123’係包括一設置於上表面121’之半球面凹槽1231’及一設置於下表面122’之注膠凹槽1232’。接著，如圖4B所示，由半球面凹槽1231’處灌注所使用之熱固化封裝樹脂43；接著，如圖4C所示，提供一發光二極體單元4，其包括一尚未封裝之發光二極體晶片41，係設置於一電路載板42表面，其中，該發光二極體晶片41係設置於該半球面凹槽1231’中央；接著，將該發光二極體單元4及該封裝樹脂43，連同該封裝模板12’一同加熱以固化該封裝樹脂43；最後，如圖4D所示，於固化完成後，移除該封裝模板12’，獲得一封裝完成之發光二極體40。

據此，上述本創作第三實施例係提供一發光二極體40，其包括：一發光二極體晶片41，其係設置於一電路載板42表面，並發射出一光源；以及一封裝樹脂43，係設置於該發光二極體晶片41上，以封裝該發光二極體晶片41，其中，該封裝樹脂43係具有一半球面外型。

請參考圖5A至5C，係本創作發光二極體之封裝模板之剖視圖。為了能夠同時封裝複數個發光二極體，此實施例係提供一具有複數個通孔之封裝模板，如圖5A所示，係為一具有複數個圓柱通孔133之封裝模板13；如圖5B所示，則為一具有複數個半球面通孔143之封裝模板14，與圖1C大致相同，該些半球面通孔143係包括半球面凹槽1431及注膠凹槽1432。此外，該具有複數個通孔之封裝模板亦可同時具有不同外型之通孔，如圖5C所示，該封裝模板15係同時具有圓柱通孔153及半球面通孔153’。上述具有複數個通孔之封裝模板，其使用方式與本創作第一及第二實施例大致相同，在此不再贅述。此外，除了於單一基板上設置複數個通孔以形成具有複數個通孔之封裝模板外，更可將設置單一通孔之基板，以拼圖方式組合為具有複數個通孔之封裝模板，或是將相同或不同型態之通孔相互連通，以使該封裝模板於封裝發光二極體之運用更具彈性。

應了解的是，上述內容僅供說明本創作原理的應用。在不違背本創作範疇及精神的前提下，本創作所屬技術領域具有通常知識者可做出多種修改及不同的配置，且依附在後的申請專利範圍則意圖涵蓋這些修改與不同的配置。因此，當本創作中目前被視為是最實用且較佳之實施例的細節已被揭露如上時，對於本創作所屬技術領域具有通常知識者而言，可依據本文中所提出的概念與原則來作出而不受限於多種包含了尺寸、材料、外形、形態、功能、操作方法、組裝及使用上的改變。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本創作所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1,11,12,12’,13,14,15‧‧‧封裝模板

110,120,120’‧‧‧基板

111,121,121’‧‧‧上表面

112,122,122’‧‧‧下表面

113,133,153‧‧‧圓柱通孔

114‧‧‧內截面

123,123’,143,153’‧‧‧半球面通孔

1231,1231’,1431‧‧‧半球面凹槽

1232,1232’,1432‧‧‧注膠凹槽

20,30,40‧‧‧發光二極體

2,3,4‧‧‧發光二極體單元

21,31,41‧‧‧發光二極體晶片

22,32,42‧‧‧電路載板

23,33,43‧‧‧封裝樹脂

圖1A至1C係本創作發光二極體之封裝模板示意圖。

圖2A至2D係本創作第一實施例之發光二極體封裝流程示意圖。

圖3A至3D係本創作第二實施例之發光二極體封裝流程示意圖。

圖4A至4D係本創作第三實施例之發光二極體封裝流程示意圖。

圖5A至5C係本創作發光二極體之封裝模板示意圖。

20‧‧‧發光二極體

21‧‧‧發光二極體晶片

22‧‧‧電路載板

23‧‧‧封裝樹脂

Claims (12)

1. 一種發光二極體，包括：一發光二極體晶片，其係設置於一電路載板表面，並發射出一光源；以及一封裝樹脂，係設置於該發光二極體晶片上，以封裝該發光二極體晶片，其中，該封裝樹脂係具有一球面外型。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中，該封裝樹脂係藉由一封裝模板以控制該封裝樹脂之外型，並將該封裝模板於封裝完成後移除。
3. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體，其中，該封裝模板係包括一基板，其具有一上表面及一下表面；以及至少一通孔，該通孔係具有一內截面，並由該基板之該上表面連通至該下表面。
4. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體，其中，該封裝模板係為不銹鋼、模具鋼、強化塑膠，或鋁合金。
5. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體，其中，該封裝模板之表面係具有一離型層，該離型層係至少一選自由鐵氟龍、離型臘、氧化鋁、碳酸鈣、碳酸鎂、或其組合所組成之群組。
6. 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體，其中，該通孔係為一圓柱通孔或一半球面通孔。
7. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體，其中，該圓柱通孔之內截面直徑係為該基板厚度之兩倍。
8. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體，其中，該半球面通孔係包括一半球面凹槽及一注膠凹槽而組成。
9. 如申請專利範圍第8項所述之發光二極體，其中，該半球面凹槽係設置於該基板之上表面，該注膠凹槽係設置於該基板之下表面；或該半球面凹槽係設置於該基板之下表面，該注膠凹槽係設置於該基板之上表面。
10. 如申請專利範圍第8項所述之發光二極體，其中，該注膠凹槽係為一錐狀外型。
11. 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體，其中，該封裝模板更包括至少一排氣凹槽，該排氣凹槽係與該通孔相連通，並位於該基板之該下表面。
12. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中，該封裝樹脂更具有一圓柱狀外型之側面。