專利名稱：發(fā)光二極管模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于一種發(fā)光二極管模塊，特別是指一種利用耐高溫之封裝板件，以及具備耐高溫與低流動特性之導(dǎo)熱膠封裝之發(fā)光二極管模塊。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管系為一種通電時(shí)可發(fā)光之電子組件，其發(fā)光原理是將電能轉(zhuǎn)換為光，也就是將P-N接合注入少數(shù)載體，使其與多數(shù)載體再結(jié)合而發(fā)出自然光之二極管，欲使LED發(fā)光良好必須有極多之電子-電洞對直接復(fù)合。當(dāng)LED施以順向偏壓后，空間電荷層變窄，基于兩側(cè)之費(fèi)米能階差異，所以P-N兩側(cè)之主要載體分別注入N側(cè)及P側(cè)。由于兩側(cè)之少數(shù)載體大量增加，使兩側(cè)之間進(jìn)行大量電洞-電子對的再復(fù)合，并放出足夠之光子數(shù)；目前發(fā)光二極管之種類大致包含GaAs、GaAs1-xPx、GaP等系列。此外，在GaAs1-xPx、GaP系列中摻雜氮原子亦會改變其發(fā)光之顏色。
由于LED具有質(zhì)量輕、體積小、亮度高、耗電量低、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，如今已被用來替代傳統(tǒng)電燈泡，成為新一代的環(huán)保能源，且已經(jīng)在各個領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用，諸如日常生活中所用的各種家電產(chǎn)品、手機(jī)或是七段顯示器等。在此特別列舉一將LED模塊應(yīng)用于七段顯示器之習(xí)知技術(shù)加以說明。
請參閱第一圖與第二圖，第一圖系顯示習(xí)知七段顯示器之示意圖，第二圖系第一圖中2-2剖面之剖面圖。如圖所示，一個七段顯示器100具備有一封裝板件1、一電路載板2、八個LED3(第二圖僅顯示其中之一個)與一封膠層4。該封裝板件1具備有一板件本體11與八個對應(yīng)于LED3之透光區(qū)域12(包含有圖中所示的七個顯示線段與右下角的顯示點(diǎn))。該電路載板2具備有一載板本體21，該載板本體21之上表面與下表面分別布設(shè)有一板上電路22與一板下電路23，且在該板上電路22與該板下電路23系以一導(dǎo)電組件24予以連通。八個LED3系結(jié)合于該板上電路22。
在習(xí)知技術(shù)中，該封裝板件1系利用塑料射出成形之方式而制成，八個透光區(qū)域12系八個貫穿板件本體11之預(yù)留孔，八個LED3系結(jié)合在板上電路22上，在進(jìn)行該七段顯示器100之封裝作業(yè)時(shí)，系將封裝板件1覆蓋在電路載板2之載板本體21之上表面，此時(shí)封裝板件1之每一透光區(qū)域12必須分別位于各LED3之對應(yīng)位置。然后，利用黏膠將封裝板件1與電路載板2之載板本體21之上表面予以黏合，待黏膠風(fēng)干之后則形成該封膠層4。最后，再利用環(huán)氧樹酯或其它透光物質(zhì)結(jié)合于上述之八個預(yù)留孔，藉以形成八個封裝LED3之透光區(qū)段12。
舉凡熟習(xí)相關(guān)技藝之人士皆能理解，在習(xí)知技術(shù)之中，由于封裝板件1系利用塑料射出成形之方式而制程，受制于現(xiàn)有一般成形技術(shù)之限制，在塑料射出成型之尺寸設(shè)計(jì)上，為了避免模具流道太窄、不飽膜、縮率不均勻與冷卻條件變異太大造成之材料均勻度與機(jī)械強(qiáng)度差異太大等問題，故使得封裝板件1之厚度往往必須控制在3.5m至5mm之間。
同時(shí)，由于全球環(huán)保意識抬頭，無鉛制程之推廣亦被受各個國家及地區(qū)所重視，然而，目前的無鉛或低鉛含量焊料之熔點(diǎn)溫度都普遍較過去含鋁焊料之熔點(diǎn)溫度高，故在特定之制程(如過錫爐或過回焊爐等)中，其工作溫度往往會較過去習(xí)知制程之工作溫度為高。又由于該七段顯示器100之封裝板件1是利用塑料射出成形而制成之緣故，在較高溫之工作環(huán)境下，容易被熔化或產(chǎn)生變形，故該七段顯示器100根本無法結(jié)合其它電路進(jìn)行來進(jìn)行高工作溫度之制程。
此外，由于在習(xí)知技術(shù)中，該封裝板件1與電路載板2之上表面系利用黏膠予以黏合，由于黏膠系一具備流動性之半流體物質(zhì)，故在風(fēng)干形成封膠層4的過程之中，容易發(fā)生溢膠的問題，使該七段顯示器100之平整度不足。又由于封膠層4系由黏膠風(fēng)干而形成，在較高溫之工作環(huán)境下亦會熔化而流動，故更使得該七段顯示器100無法結(jié)合其它電路來進(jìn)行高工作溫度之制程。再者，由于黏膠與其所形成之封膠層4導(dǎo)熱性極差，故當(dāng)該七段顯示器100在特定之高溫環(huán)境下運(yùn)作時(shí)，將會影響到內(nèi)部電子組件與電路之信號傳遞與處理效果。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所欲解決之技術(shù)問題與目的綜觀以上所述，在習(xí)知技術(shù)中，由于受制于封裝板件與黏膠之材料特性與制程之限制，仍普遍存在無法有效降低LED模塊之厚度以嵌合于輕薄之電路(如捷運(yùn)悠游卡或芯片金融卡)內(nèi)，以及無法運(yùn)用于高工作溫度制程等問題。
緣此，本發(fā)明之主要目的系提供一種發(fā)光二極管模塊，其系先將一耐熱材料切銑成一封裝板件后，再將一具備低流動特性之導(dǎo)熱膠結(jié)合于電路載板，經(jīng)過一高溫壓合制程后來完成該LED與其連結(jié)電路之封裝。
本發(fā)明之次一目的在于提供一種發(fā)光二極管模塊，其系利用一耐熱之封裝板件與導(dǎo)熱膠來進(jìn)行該LED與其連結(jié)電路之封裝，藉以使完成封裝作業(yè)后之發(fā)光二極管模塊具備耐高溫之特性。
本發(fā)明之另一目的在于提供一種發(fā)光二極管模塊，其系利用一耐熱之封裝板件與一可導(dǎo)熱之導(dǎo)熱膠來進(jìn)行該LED與其連結(jié)電路之封裝，藉以使完成封裝作業(yè)后之發(fā)光二極管模塊具備較高之導(dǎo)熱能力。
本發(fā)明之另一目的在于提供一種發(fā)光二極管模塊，其系利用一耐熱之封裝板件與一低動性之導(dǎo)熱膠來進(jìn)行該LED與其連結(jié)電路之封裝，藉以使發(fā)光二極管模塊得以平整地被封裝，而不會產(chǎn)生溢膠與平整性欠佳之問題。
本發(fā)明解決問題之技術(shù)手段本發(fā)明為解決習(xí)知技術(shù)之問題所采用之技術(shù)手段系提供一種發(fā)光二極管模塊，其包括有一電路載板、一封裝板件、至少一發(fā)光二極管(Light Emitting Diode；以下簡稱LED)與一導(dǎo)熱膠。該電路載板具備有一載板本體，其上表面與下表面分別布設(shè)有一板上電路與一板下電路，該板上電路結(jié)合有該LED并連通該板下電路。該封裝板件系由耐高溫之高分子材料所組成，利用切銑方式而成形，并具備有至少一透光區(qū)域，在該封裝板件覆蓋于該電路載板時(shí)，該LED系對應(yīng)于該透光區(qū)域。該導(dǎo)熱膠系由具備耐高溫、可導(dǎo)熱與低流動特性之三氧化二鋁(Al2O3)基高分子材料所組成，并用以將該封裝板件覆蓋結(jié)合于該電路載板之上表面，藉以在施予一高溫壓合制程后，將結(jié)合于該板上電路之該LED封裝于該封裝板件與該電路載板之間。
本發(fā)明對照先前技術(shù)之功效相較于現(xiàn)有發(fā)光二極管模塊之封裝技術(shù)，本發(fā)明系特別采用將耐熱之高分子材料板件切銑成封裝板件，來取代習(xí)用塑料射出成形制程之封裝板件，藉以使發(fā)光二極管模塊之封裝板件厚度得以自習(xí)用之3.5mm至5mm大幅降低到本發(fā)明之0.4mm左右，而該發(fā)光二極管模塊之整體厚度則約僅0.51mm至0.61mm，使得其可嵌合于輕薄之電路而廣泛運(yùn)用各種超薄板型電路(如捷運(yùn)悠游卡或是芯片金融卡)內(nèi)。
同時(shí)，由于封裝組件與導(dǎo)熱膠系用耐熱之高分子材料所組成，故本發(fā)明所提供之發(fā)光二極管模塊可承受較高之工作溫度，經(jīng)過發(fā)明人測試后，發(fā)現(xiàn)該發(fā)光二極管模塊可承受300℃之高溫而不會被熔化，故可廣泛運(yùn)用于高溫(工作溫度約250℃~280℃左右)之無鉛制程。
再者，由于導(dǎo)熱膠系用可導(dǎo)熱之高分子材料所組成，經(jīng)過發(fā)明人測試之后，其具備有至少0.4W之基礎(chǔ)導(dǎo)熱效果，故可確保發(fā)光二極管模塊在高溫工作環(huán)境下，其內(nèi)部之電子組件及電路仍能維持特定水平之運(yùn)作穩(wěn)定性。
最后，由于導(dǎo)熱膠系用低流動性之高分子材料所組成，故可使發(fā)光二極管模塊得以平整地被封裝，有效解決溢膠與平整性欠佳之問題，進(jìn)而提制作該發(fā)光二極管膜組之良率。
為了能更進(jìn)一步了解本創(chuàng)作特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明之詳細(xì)說明與附圖。
第一圖系顯示習(xí)知七段顯示器之示意圖；
第二圖系第一圖中2-2剖面之剖面圖；第三圖系顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例之示意圖；第四圖系顯示第三圖中4-4剖面之剖面圖；第五圖系顯示顯示板上電路之配置方式示意圖，第六圖系顯示板下電路包覆有絕緣封裝膠片之示意圖。
主要組件符號說明100 七段顯示器1 封裝板件11板件本體12透光區(qū)域2 電路載板21載板本體22板上電路23板下電路24導(dǎo)電組件3 LED4 封膠層200 七段顯示器5 封裝板件6 電路載板61載板本體611 上表面612 下表面62板上電路63板下電路64導(dǎo)電組件
65絕緣封裝膠片66定位孔7 LED8導(dǎo)熱膠A、B、D、E、F、G、I、J高電位接腳C、H 低電位接腳具體實(shí)施方式
由于本發(fā)明所提供之發(fā)光二極管(Light Emitting Diode；以下簡稱LED)模塊可廣泛運(yùn)用于多種模塊電路與電子裝置，其組合實(shí)施方式更是不勝枚舉，故在此不再一一贅述，亦僅列舉其運(yùn)用于七段顯示器之實(shí)施例加以說明，故以下皆以七段顯示器之組件名稱來代表LED模塊。
請參閱第三圖與第四圖，第三圖系顯示本發(fā)明較佳實(shí)施例之示意圖，第四圖系顯示第三圖中4-4剖面之剖面圖。如圖所示，一個七段顯示器200包括有一封裝板件5、一電路載板6、八個LED7與一導(dǎo)熱膠8。該封裝板件5具備有一板件本體51與八個對應(yīng)于LED3之透光區(qū)域12(包含有圖中所示的七個顯示線段與右下角的顯示點(diǎn))。
該電路載板6具備有一載板本體61，該載板本體61之上表面611與下表面612分別布設(shè)有一板上電路62與一板下電路63，且該板上電路62與該板下電路63系以一導(dǎo)電組件64貫穿載板本體61而予以積體連通。八個LED3系結(jié)合于該板上電路62。此外，該電路載板6尚且具備有一包覆該板下電路63之絕緣封裝膠片65與二定位孔66。其中，該定位孔系自依序貫穿板上電路62、載板本體61、板下電路63與絕緣封裝膠片65，藉以供七段顯示器200之各封裝制程及其結(jié)合于其它電路時(shí)之定位之用。
在實(shí)務(wù)運(yùn)用上，該封裝板件6系將一耐熱材料(如FR-5玻璃纖維材料、BT陶瓷材料)經(jīng)過CNC切銑或鉆孔后制成，其八個透光區(qū)域52系八個貫穿板件本體51之預(yù)留孔，八個LED7系結(jié)合在板上電路62上，在進(jìn)行該七段顯示器200之封裝作業(yè)時(shí)，系將封裝板件5覆蓋在電路載板6之載板本體61之上表面611，此時(shí)封裝板件5之每一透光區(qū)域62必須分別位于各LED7之對應(yīng)位置。然后，利用具備高具備耐高溫、可導(dǎo)熱與低流動特性之三氧化二鋁(Al2O3)基高分子材料所組成之導(dǎo)熱膠8結(jié)合于封裝板件5與電路載板6之載板本體61之上表面611之間，并施予一高溫壓合制程。最后，再利用環(huán)氧樹酯或其它透光物質(zhì)結(jié)合于上述之八個預(yù)留孔，藉以形成八個封裝LED3之透光區(qū)段12。
請繼續(xù)參閱第五圖與第六圖，并且一并參照第三圖與第四圖。第五圖系顯示顯示板上電路之配置方式示意圖，第六圖則顯示板下電路包覆有絕緣封裝膠片之示意圖。如圖所示，該板上電路62之外緣具備有八個高電位接腳A、B、D、E、F、G、I與J，以及二個低電位接腳C與H。其中，四個高電位接腳A、B、D與E系分別經(jīng)由上半部之四個LED7(位于第三圖中上半部之透光區(qū)域52之相對位置，配置位置未直接顯示于圖式之中)而導(dǎo)接于低電位接腳C。同樣地，四個高電位接腳F、G、I與J系分別經(jīng)由下半部之LED7(位于第三圖中下半部之透光區(qū)域52之相對位置，配置位置未直接顯示于圖式之中)而導(dǎo)接于低電位接腳H。該板下電路63之大部分區(qū)域皆被絕緣封裝膠片65所包覆，其外露部分則亦接通該高電位接腳A、B、D、E、F、G、I與J，以及該低電位接腳C與H。
舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者皆可理解，相較于現(xiàn)有發(fā)光二極管模塊之封裝技術(shù)，本發(fā)明系特別采用將耐熱之高分子材料板件施予CNC切銑或鉆孔之方式而制成封裝板件，故可使發(fā)封裝板件之厚度得以控制在0.4mm左右，而該發(fā)光二極管模塊之整體厚度則可控制在0.51mm至0.61mm，故利用本發(fā)明所制成之發(fā)光二極管模塊可嵌合于輕薄之電路而廣泛運(yùn)用各種超薄板型電路(如捷運(yùn)悠游卡或是芯片金融卡)內(nèi)。
同時(shí)，由于封裝組件與導(dǎo)熱膠系用耐熱之高分子材料所組成，故本發(fā)明所提供之發(fā)光二極管模塊可承受較高之工作溫度，經(jīng)過發(fā)明人測試后，發(fā)現(xiàn)該發(fā)光二極管模塊可承受300℃之高溫而不會被熔化，故可廣泛運(yùn)用于高溫(一般工作溫度約250℃~280℃左右)之無鉛制程。
再者，由于導(dǎo)熱膠系用可導(dǎo)熱之高分子材料所組成，經(jīng)過發(fā)明人測試之后，其具備有至少0.4W之基礎(chǔ)導(dǎo)熱效果，故可確保發(fā)光二極管模塊在高溫工作環(huán)境下，其內(nèi)部之電子組件及電路仍能維持特定水平之運(yùn)作穩(wěn)定性。
最后，由于導(dǎo)熱膠系用低流動性之高分子材料所組成，故可使發(fā)光二極管模塊得以平整地被封裝，有效解決溢膠與平整性欠佳之問題，進(jìn)而提升制作該發(fā)光二極管膜組之良率。
藉由上述之本發(fā)明實(shí)施例可知，本發(fā)明確具產(chǎn)業(yè)上之利用價(jià)值。惟以上之實(shí)施例說明，僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例說明，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者當(dāng)可依據(jù)本發(fā)明之上述實(shí)施例說明而作其它種種之改良及變化。然而這些依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所作的種種改良及變化，當(dāng)仍屬于本發(fā)明之發(fā)明精神及界定之專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.發(fā)光二極管模塊，其特征在于，它包括一電路載板，包含有一載板本體，其具備有一上表面；一板上電路，系布設(shè)于該載板本體之上表面；至少一發(fā)光二極管，系結(jié)合于該板上電路；一封裝板件，系由耐高溫之高分子材料所組成，具備有至少一透光區(qū)域，且在該封裝板件覆蓋于該電路載板時(shí)，該發(fā)光二極管系對應(yīng)于該透光區(qū)域；一導(dǎo)熱膠，系由具備耐高溫、可導(dǎo)熱與低流動特性之高分子材料所組成，并將該封裝板件覆蓋結(jié)合于該電路載板之上表面，藉以在施予一高溫壓合制程后，將該板上電路與其所結(jié)合之該發(fā)光二極管封裝于該封裝板件與該電路載板之載板本體間。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管模塊，其特征在于所述的載板本體更具備有一下表面與一布設(shè)于該下表面之板下電路。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管模塊，其特征在于所述的板下電路，更包覆有一絕緣封裝膠片。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管模塊，其特征在于所述的電路載板具備有至少一依序貫穿該板上電路、該載板本體與該板下電路之定位孔。
5.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管模塊，其特征在于所述的板下電路系藉由一貫穿該載板本體之導(dǎo)電線路而連通于該板上電路。
6.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管模塊，其特征在于所述的導(dǎo)熱膠系由三氧化二鋁(Al2O3)基之高分子材料所組成。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管模塊，其特征在于所述的板上電路之外緣具備有至少一高電位接腳與至少一低電位接腳，該高電位接腳系分別連通對應(yīng)之該發(fā)光二極管與該低電位接腳。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管模塊，其特征在于所述的載板本體更具備有一下表面與一布設(shè)于該下表面之板下電路，且該高電位接腳與該低電位接腳系連通于該板下電路。
9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管模塊，其特征在于所述的透光區(qū)域系由環(huán)氧樹脂所組成。
10.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管模塊，其特征在于所述的厚度系介于0.51mm至0.61mm之間。
全文摘要
一種發(fā)光二極管模塊，包括有一電路載板、一封裝板件、至少一發(fā)光二極管(Light Emitting Diode；以下簡稱LED)與一導(dǎo)熱膠。該電路載板具備有一載板本體，其上表面與下表面分別布設(shè)有一板上電路與一板下電路，該板上電路結(jié)合有該LED并積體連通該板下電路。該封裝板件系由耐高溫之高分子材料所組成，并且具備有至少一透光區(qū)域，在該封裝板件覆蓋于該電路載板時(shí)，該LED系對應(yīng)于該透光區(qū)域。該導(dǎo)熱膠系由具備耐高溫、可導(dǎo)熱與低流動特性之高分子材料所組成，并用以將該封裝板件覆蓋結(jié)合于該電路載板之上表面，藉以在施予一高溫壓合制程后，將該板上電與其所結(jié)合之該LED封裝于該封裝板件與該電路載板之載板本體間。
文檔編號H01L23/373GK101022100SQ20061013190
公開日2007年8月22日 申請日期2006年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月13日
發(fā)明者王俁韡 申請人:偉志電子(常州)有限公司, 賽門科技股份有限公司