專利名稱：一種具有驅動機制的全彩led的封裝結構的制作方法
技術領域：
本實用新型為一種全彩LED的封裝結構，可應用于各種的LED顯示屏及特殊光影 的顯示效果，此全彩LED更特別為一種內部包含有驅動機制之全彩LED的封裝結構。
背景技術：
光源在人類的生活中，長期以來一直都占有舉足輕重的地位，隨著科技不斷的進步， 在70年代己發(fā)展出發(fā)光二極管(Light Emitting Diode; LED),由于發(fā)光二極管(LED)比 傳統(tǒng)光源具有體積小、壽命長、不易破損、低功率消耗、無熱輻射及有毒物質(如水 銀...等)的污染，目前再日常生活的應用已經十分普及。
近年來在各國政府大力推動環(huán)保節(jié)能的政策下，發(fā)光二極管(LED)的應用大致可分 為顯示功能及照明功能2大方向，由于科技不斷的進步，傳統(tǒng)的單色發(fā)光二極管(LED) 己經漸漸無法滿足人類視覺的需求，所以陸續(xù)開發(fā)出了雙色發(fā)光二極管(LED)、全彩發(fā) 光二極管(LED)等相關產品，請參照「第1圖」，為習知全彩發(fā)光二極管的封裝結構示意 圖。
習知全彩發(fā)光二極管，為能達成各種顏色的呈現(xiàn)，所以每一顆全彩LED10封裝結 構中，至少包含有紅光(R)LED芯片11、綠光(G)LED芯片12及藍光(B)LED芯片13， 以利用紅光(R)、綠光(G)及藍光(B)三原色光來混合出千變萬化的光線色彩，但是因為各 種光色所需求的RGB三原色光的比例都不同，故全彩發(fā)光二極管10都需要外接搭配有 限流電組及驅動單元，來有效精準的控制RGB三原色的混光比例。
目前習知的作法系以印刷電路板(PCB)40上設置有全彩LEDIO、限流電組20 (a c)及驅動單元21，請參照「第2圖」，為習知全彩發(fā)光二極管之實施結構示意圖。最后 只要將復數個電路板彼此間加以電性連接，透過中央控制傳遞來的工作電源及控制訊號 來驅動全彩LED,透過多數的全彩LED的光影變換后即可以形成一個完整的LED顯示 屏。
發(fā)明內容
雖然習知的全彩發(fā)光二極管所形成的LED顯示屏技術已臻完整，但是由于需要在 電路板上附加限流電組及驅動單元，會造成彼此鄰接的全彩LED之間的間距過大，LED 顯示屏無法良好顯示出細致的圖像；同時軟性電路板亦很容易因為凹折而產生與各組件間的焊點接觸不良，造成電路的誤動作及故障；而驅動組件外露也容易受到頻率干擾 (RFI)及電磁干擾(EMI)的影響，進而影響整體LED顯示屏的運作。
有鑒于此，本實用新型揭露一種具有驅動機制的全彩LED的封裝結構，其目的在 于有效改良習知LED顯示屏中，各鄰近全彩LED之間的間距過大的問題；此全彩LED 中包含有一集成電路芯片、 一紅光(R)LED、 一綠光(G)LED及一藍光(B)LED之發(fā)光二 極管芯片(LED dice)并搭配限流電組所組成，且在此集成電路芯片中更設置有驅動機制 來完成對RGB三原色之LED芯片的控制，同時藉由內部各組件的排列配置，可組成緊 密度高、混光效果佳且高分辨率之全彩LED，并有效縮小使用空間進而降低生產成本。
另一方面將集成電路芯片封裝入全彩LED之中，可以進一步減低頻率干擾(RFI)及 電磁干擾(EMI)，更可因為組件的簡化而省略軟性電路板，完全改善軟性電路板因凹折 而產生的焊點接觸不良等故障問題；將全彩LED之間的間距縮小后，更可減少LED顯 示屏整體的功率損耗，達到易于控制及節(jié)能之效果。
有關本實用新型之詳細內容及技術，茲就配合圖式說明如下。

圖1為習知全彩發(fā)光二極管的封裝結構示意圖。 圖2為習知全彩發(fā)光二極管之實施結構示意圖。
圖3A為本實用新型具有驅動機制的全彩LED的封裝結構第一實施例示意圖。 圖3B為本實用新型具有驅動機制的全彩LED的封裝結構第一實施例側剖視圖。 圖4為本實用新型具有驅動機制的全彩LED之等效電路圖， 圖5A為本實用新型具有驅動機制的全彩LED的封裝結構第二實施例示意圖。 圖5B為本實用新型具有驅動機制的全彩LED的封裝結構第二實施例側剖視圖。 圖6A為本實用新型具有驅動機制的全彩LED的封裝結構第三實施例示意圖。 圖6B為本實用新型具有驅動機制的全彩LED的封裝結構第三實施例側剖視圖。 圖7為本實用新型具有驅動機制的全彩LED顯示屏之實施例示意圖。 圖中標號10為全彩LED, 11為紅光(G)LED芯片，12為綠光(G)LED芯片，13 為藍光(B)LED芯片，20(a c)為限流電阻，21為驅動單元，30為集成電路芯片，31為 導熱層，32為隔熱層，40為軟式印刷電路板，IOO為框架，101為承載部，102為延伸 部，103為混光膠，CLKI為頻率數據輸入端，CLKO為頻率數據輸出端，SDI為串行數 據輸入端，SDO為串行數據輸出端，Vcc為電源輸入端，Gnd為電源輸出端。
具體實施方式

根據本實用新型所揭露之具有驅動機制的全彩LED的封裝結構，請參閱「第3A圖」所示，其為本實用新型具有驅動機制的全彩LED的封裝結構第一實施例示意圖。
具有驅動機制的全彩LED的封裝結構，其中全彩LED包含有電源輸入端Vcc、 電源輸出端Gnd、頻率數據輸入端CLKI、頻率數據輸出端CLKO、串行數據輸入端SDI 及串行數據輸出端SDO共6接腳，而設置于框架100內部的封裝結構則包含有集成電 路芯片30、 3個限流電組20(a c)、紅光(G) LED芯片11、綠光(G) LED芯片12及藍光 (B)LED芯片13，這紅、藍、綠三種光色之LED晶粒上則分別設置有第一電極及第二 電極并固定在承載部101之上。
電源輸入端Vcc延伸到全彩LED10封裝結構內部形成一矩形的延伸部102，并在 其延伸部102上黏貼有3個限流電組20(a c)，此限流電組為雙面導電之芯片電阻，所 以當限流電組20(a c)底部黏固于延伸部102后，直接就與電源輸入端Vcc形成電性連 接，而限流電組20(a c)頂部則以金屬線打線接合(wirebonding)在藍光(B) 13、紅光(R)ll 及綠光(G)LED芯片12之第一電極上。
而紅光(G)ll、綠光(G)12及藍光(B) LED芯片13之第二電極則以打線接合(wire bonding)至集成電路芯片30的控制點，集成電路芯片30設置黏貼于承載部101之上， 并與電源輸入端Vcc、電源輸出端Gnd、頻率數據輸入端CLKI、頻率數據輸出端CLKO、 串行數據輸入端SDI及串行數據輸出端SDO共6接腳打線接合(wire bonding),最后灌 入可透光材質的混光膠103完成封裝，其對應位置可參閱「第3B圖」為本實用新型具 有驅動機制的全彩LED的封裝結構第一實施例側剖視圖。
請參閱「第4圖」所示，為本實用新型具有驅動機制的全彩LED之等效電路圖， 首先工作電源由電源輸入端Vcc輸入后傳送至集成電路芯片30，并同時透過3個限流 電組20(a c)提供紅光(G)11、綠光(G)12及藍光(B) LED芯片13所需的工作電源，限流 電組20(a c)用于精準的控制分配到LED芯片上的工作電源，以確保各LED芯片混光時 的產生的光色，同時形成保護LED芯片的作用，頻率數據輸入端CLKI及串行數據輸入 端SDI將控制訊號傳送到集成電路芯片30后，集成電路芯片30內的驅動機制則對紅光 (G)ll、綠光(G)12及藍光(B) LED芯片13產生各種壓降的控制以混合成不同的光色，工 作電源系透過電源輸出端GND傳出，而控制訊號則是透過頻率數據輸出端CLKO及串 行數據輸出端SDO傳出至下一個全彩LED。
在不違反同一發(fā)明精神之下，本實用新型更有另一實施態(tài)樣，請參閱「第5A圖」 所示，其為本實用新型具有驅動機制的全彩LED的封裝結構第二實施例示意圖。
此實施方式的具有驅動機制的全彩LED的封裝結構，其中全彩LED同樣包含有 電源輸入端VCC、電源輸出端GND、頻率數據輸入端CLKI、頻率數據輸出端CLKO、串行數據輸入端SDI及串行數據輸出端SDO共6接腳，特征在于電源輸入端Vcc延伸 到框架100內部形成一矩形平面的延伸部102于承載部101之上，集成電路芯片30則 直接黏貼于延伸部102之上，并與電源輸入端Vcc、電源輸出端Gnd、頻率數據輸入端 CLKI、頻率數據輸出端CLKO、串行數據輸入端SDI及串行數據輸出端SDO共6接腳 打線接合(wire bonding)。
紅光(G) LED芯片11、綠光(G) LED芯片12及藍光(B) LED芯片13，則分別設置 有第一電極及第二電極，此實施例中三原色LED芯片則以共晶或黏貼方式固定在集成 電路芯片30的控制點之上，第二電極并與控制點形成電性連接。
3個限流電組20(a c)則選擇最適合的位置黏貼于延伸部102之上，此限流電組同為 雙面導電之芯片電阻，所以當限流電組20(a c)底部黏固于延伸部102后，直接就與電 源輸入端Vcc形成電性連接，而限流電組20(a c)頂部則以金屬線打線接合(wire bonding) 方式，連接在集成電路芯片30之上的藍光(B) 13、紅光(R)ll及綠光(G)LED芯片12之 第一電極，所有的電性連接完成后則灌入可透光材質的混光膠103完成封裝，完成后之 堆棧狀態(tài)可參閱「第5B圖」，為本實用新型具有驅動機制的全彩LED的封裝結構第二 實施例側剖視圖，從圖中可明顯看出第二實施例較第一實施例更減少了打線接合(wire bonding)的數量，同時三原色芯片同時聚集固定在集成電路芯片上，使混光距離更為密 集且光色完整。
除前述實施例之外，本實用新型更有另一實施態(tài)樣，請參閱「第6A圖」所示，其 為本實用新型具有驅動機制的全彩LED的封裝結構第三實施例示意圖。
此實施方式的封裝結構中，全彩LED亦同樣包含有電源輸入端Vcc、電源輸出 端Gnd、頻率數據輸入端CLKI、頻率數據輸出端CLKO、串行數據輸入端SDI及串行 數據輸出端SDO共6接腳，電源輸入端Vcc仍延伸到框架100內部形成一矩形平面的 延伸部102于承載部101之上，集成電路芯片30則直接黏貼于延伸部102之上，并與 電源輸入端Vcc、電源輸出端Gnd、頻率數據輸入端CLKI、頻率數據輸出端CLKO、 串行數據輸入端SDI及串行數據輸出端SDO共6接腳打線接合(wire bonding)。
紅光(G) LED芯片11、綠光(G) LED芯片12及藍光(B) LED芯片13，則分別設置 有第一電極及第二電極，為了防止LED芯片發(fā)光時產生的高熱影響到集成電路芯片30 運作，集成電路芯片30上則貼附有一隔熱層32，此隔熱層32可選用玻璃、陶瓷等隔熱 材質，來阻隔LED芯片產生的熱能，而導熱層31貼附于隔熱層32之上，并與承載部 101(或內部支架等)相連接，以求將芯片LED工作時所產生的高熱透過導熱層31傳送出 全彩LED之外，導熱層31則須選用散熱系數良好的金屬或合金來制作，紅光(G) LED芯片11、綠光(G) LED芯片12及藍光(B) LED芯片13則選擇適合的位置黏貼固定在導 熱層31之上，第一電極則與延伸部102打線接合(wire bonding)形成電性連接。
3個限流電組20(a c)則黏貼于集成電路芯片30的控制端之上，此限流電組同為雙 面導電之芯片電阻，所以當限流電組20(a c)底部黏固于集成電路芯片30的控制端后， 直接就與控制端形成電性連接，而限流電組20(a c)頂部則以金屬線打線接合(wire bonding)方式，與集成電路芯片30之上的藍光(B) 13、紅光(R)ll及綠光(G)LED芯片 12之第二電極相連接，然后灌入可透光材質的混光膠103完成封裝，其堆棧方式可參閱 「第6B圖」，為本實用新型具有驅動機制的全彩LED的封裝結構第三實施例側剖視圖， 從圖中可明顯看出第三實施例與第二實施例較為雷同，雖分流電阻20(a c)與藍光(B) 13、紅光(R)ll及綠光(G)LED芯片12的連接關系互換，但仍不影響其功能，所以此實 施例同樣具有第二實施例之優(yōu)點，同時第三實施例將分流電阻20 (a c)設置于集成電 路芯片30之上，具有更進一步縮小全彩LED的尺寸的優(yōu)點，同時藍光(B) 13、紅光(R)ll 及綠光(G)LED芯片12對應位置更接近，可產生更加的混光效果。
最后請參閱「第7圖」，本實用新型具有驅動機制的全彩LED顯示屏之實施例示意圖。
運用本實用新型所揭露的全彩LED10相串接后，可組成大型的LED顯示屏，其中 各全彩LED10之間更以級聯(lián)控制方式連接，控制訊號可從大型的控制頭端輸出，訊號 中包含有使各全彩LED10同步運作的頻率數據(CLK)，以及控制紅光(G)、綠光(G)及藍 光(B) LED芯片的串行數據(SD)，全彩LED10從頻率數據輸入端CLKI及串行數據輸入 端SDI接收控制訊號后，即運用脈沖寬度變調(Pulse Width Modulation; PWM)方式對紅 光(G)、綠光(G)及藍光(B) LED芯片進行光色混合控制，同時將控制訊號透過頻率數據 輸入端CLKO及串行數據輸入端SDO傳送至下一級的全彩LEDIO;透過前述的方式， 設計者即可連接多量的全彩LED來形成大型顯示屏，由于本實用新型之全彩LED內建 有具有驅動機制的集成電路芯片及限流電阻，所以可有效的縮減各全彩LED之間的間 距，讓大型顯示屏呈現(xiàn)出更細致的圖像。
雖然本實用新型以前述之較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本實用新型，任 何熟習此技藝者，在不脫離本實用新型之精神和范圍內，當可作些許之更動與潤飾，因 此本實用新型之保護范圍當視后附之申請專利范圍所界定者為準。
權利要求1. 一種具有驅動機制的全彩LED的封裝結構，該全彩LED至少含有一電源輸入端、一電源輸出端、一頻率數據輸入端、一頻率數據輸出端、一串行數據輸入端及一串行數據輸出端，其中該電源輸入端更具有一延伸部；一承載部，具有一容置空間，用以容置一紅光、一綠光及一藍光LED芯片，且該紅、藍、綠三種光色的LED晶粒上分別設置有一第一電極及一第二電極；一第一限流電組，該第一限流電阻黏貼于該延伸部上并形成電性連接，且以一金屬線與該藍光LED芯片的第一電極相連接；一第二限流電阻，該第二限流電阻黏貼于該延伸部上并形成電性連接，且以該金屬線與該紅光LED芯片的第一電極相連接；一第三限流電阻，該第三限流電阻黏貼于該延伸部上并形成電性連接，且以該金屬線與該綠光LED芯片的第一電極相連接；及一集成電路芯片，該集成電路芯片黏貼于該承載部之上，并以該金屬線與該紅光、綠光及藍光LED芯片的第二電極連接，該集成電路芯片由該電源輸入端接收一工作電源，并由該頻率數據輸入端及該串行數據輸入端接收一控制訊號后，對該紅光、綠光及藍光LED芯片產生控制，再將該工作電源透過該電源輸出端傳出，且將該控制訊號透過該頻率數據輸出端及該串行數據輸出端傳出。
2.如權利要求1所述具有驅動機制的全彩LED的封裝結構，該全彩LED之間更以一級聯(lián)控制方式連接。
3.,如權利要求1所述具有驅動機制的全彩LED的封裝結構，該全彩LED更以一脈沖寬度變調方式控制該紅光、綠光及藍光LED芯片。
4. 一種具有驅動機制的全彩LED的封裝結構，該全彩LED至少含有' 一電源輸入端，且該電源輸入端更延伸至該全彩LED內部形成一延伸部、 一電源輸出端、 一頻率數據輸入端、 一頻率數據輸出端、 一串行數據輸入端及一串行數據輸出端；一集成電路芯片，該集成電路芯片黏貼固定于該延伸部之上，且該集成電路芯片之上更黏貼有一紅光、 一綠光及一藍光LED芯片，且該紅、藍、綠三種光色的LED晶粒上分別設置有一第一電極及一第二電極，該集成電路芯片與該紅光、綠光及藍光LED芯片的第二電極形成電性連接，該集成電路芯片由該電源輸入端接收一工作電源，并由該頻率數據輸入端及該串行數據輸入端接收一控制訊號后，對該紅光、綠光及藍光LED芯片產生控制，再將該工作電源透過該電源輸出端傳出，且將該控制訊號透過該頻率數據輸 出端及該串行數據輸出端傳出；一第一限流電組，該第一限流電阻黏貼于該延伸部上并形成電性連接，且以一金屬 線與該藍光LED芯片的第一電極相連接；一第二限流電阻，該第二限流電阻黏貼于該延伸部上并形成電性連接，且以該金屬 線與該紅光LED芯片的第一電極相連接；以及一第三限流電阻，該第三限流電阻黏貼于該延伸部上并形成電性連接，且以該金屬 線與該綠光LED芯片的第一電極相連接。
5. 如申請專利范圍第4項所述具有驅動機制的全彩LED的封裝結構，該全彩LED 之間更以一級聯(lián)控制方式連接。
6. 如申請專利范圍第4項所述具有驅動機制的全彩LED的封裝結構，該全彩LED 更以一脈沖寬度變調方式控制該紅光、綠光及藍光LED芯片。
7. —種具有驅動機制的全彩LED的封裝結構，該全彩LED至少含有-一電源輸入端，且該電源輸入端更延伸至該全彩LED內部形成一延伸部、 --電源輸出端、 一頻率數據輸入端、 一頻率數據輸出端、 一串行數據輸入端及一串行數據輸出端； 一集成電路芯片，該集成電路芯片黏貼固定于該延伸部之上，該集成電路芯片之上 更設置有一隔熱層，該隔熱層更黏貼于該集成電路芯片之上； 一導熱層，該導熱層更黏貼于該隔熱層之上；一紅光、 一綠光及一藍光LED芯片，該紅光、綠光及藍光LED芯片黏貼于該導熱層 之上，且該紅、藍、綠三種光色的LED晶粒上分別設置有一第一電極及一第二電極，該 紅光、綠光及藍光LED芯片的第一電極以一金屬線與該電源輸入端形成電性連接，該集 成電路芯片由該電源輸入端接收一工作電源，并由該頻率數據輸入端及該串行數據輸入 端接收一控制訊號后，對該紅光、綠光及藍光LED芯片產生控制，再將該工作電源透過 該電源輸出端傳出，且將該控制訊號透過該頻率數據輸出端及該串行數據輸出端傳出；一第一限流電組，該第一限流電阻黏貼于該集成電路芯片上并形成電性連接，且以 一金屬線與該藍光LED芯片的第二電極相連接；一第二限流電阻，該第二限流電阻黏貼于該集成電路芯片上并形成電性連接，且以 該金屬線與該紅光LED芯片的第二電極相連接；及一第三限流電阻，該第三限流電阻黏貼于該集成電路芯片上并形成電性連接，且以該金屬線與該綠光LED芯片的第二電極相連接。
8.如申請專利范圍第7項所述具有驅動機制的全彩LED的封裝結構，該全彩LED之間更以一級聯(lián)控制方式連接。如申請專利范圍第7項所述具有驅動機制的全彩LED的封裝結構，該全彩LED更以一脈沖寬度變調方式控制該紅光、綠光及藍光LED芯片。
專利摘要一種具有驅動機制的全彩LED的封裝結構，此全彩LED中包含有一集成電路芯片、一紅光(R)LED、一綠光(G)LED及一藍光(B)LED之發(fā)光二極管芯片(LED dice)并搭配限流電組所組成，集成電路芯片中則設置有驅動機制來完成對紅(R)綠(G)藍(B)三原色之LED芯片的控制，同時藉由內部各組件的特殊排列配置，可組成緊密度高、混光效果佳且高分辨率之全彩LED，并有效縮小使用空間進而降低生產成本。
文檔編號F21V23/00GK201306688SQ200820154200
公開日2009年9月9日 申請日期2008年10月17日 優(yōu)先權日2008年10月17日
發(fā)明者黃顯榮 申請人:上海金建電子有限公司