專利名稱：提升散熱效率的光源模塊及其嵌入式封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光源模塊，且特別是涉及一種提升散熱效率的光源模塊及其嵌入式封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
一般而言，發(fā)光元件的底部以散熱片來導(dǎo)熱，但是發(fā)光元件所產(chǎn)生的熱必須經(jīng)過電路基板上的錫膏、絕緣膠(例如PP膠)以及背膠，才能到達(dá)散熱片。這三層材料中，絕緣膠的熱阻最大，應(yīng)設(shè)法盡量減少絕緣膠的使用。但是，在熱電分離的封裝結(jié)構(gòu)中，傳統(tǒng)上還是以導(dǎo)熱不導(dǎo)電的絕緣膠來電性隔離發(fā)光元件與散熱片，因此傳統(tǒng)的熱電分離的封裝結(jié)構(gòu)仍無法解決散熱不佳的問題。另外，組裝在散熱片上的封裝結(jié)構(gòu)，常會(huì)發(fā)生組裝人員的手指觸碰到封裝膠體，使其表面受力而造成內(nèi)部的金線發(fā)生斷 裂或損壞，因此應(yīng)設(shè)法避免封裝結(jié)構(gòu)在組裝時(shí)被觸碰到的機(jī)會(huì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種提升散熱效率的光源模塊及其嵌入式封裝結(jié)構(gòu)，可將發(fā)光元件所產(chǎn)生的熱直接傳導(dǎo)至下方的散熱片，以減少熱阻。此外，嵌入式封裝結(jié)構(gòu)可內(nèi)埋于散熱片的凹槽中，進(jìn)而有效減少封裝結(jié)構(gòu)在組裝時(shí)被觸碰到的機(jī)會(huì)。為達(dá)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出一種提升散熱效率的光源模塊。此光源模塊包括一發(fā)光兀件、一電路層、一導(dǎo)線架、一導(dǎo)熱材料層以及一散熱片。導(dǎo)線架電連接于發(fā)光元件與電路層之間。導(dǎo)熱材料層連接于導(dǎo)線架的底部，且導(dǎo)熱材料層與導(dǎo)線架電性絕緣。散熱片具有一凹槽，用以容納發(fā)光元件與導(dǎo)線架，其中導(dǎo)熱材料層位于凹槽的底部，以使散熱片通過導(dǎo)熱材料層與導(dǎo)線架的底部熱接觸。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種嵌入式封裝結(jié)構(gòu)，配置于一凹槽中，凹槽的外側(cè)設(shè)有一接墊。嵌入式封裝結(jié)構(gòu)包括一發(fā)光元件、一導(dǎo)線架以及一封膠。導(dǎo)線架電連接于發(fā)光元件。凹槽用以容納發(fā)光元件與導(dǎo)線架，導(dǎo)線架上端延伸至凹槽的外側(cè)，并與接墊電連接。封膠包覆發(fā)光元件以及部分導(dǎo)線架，其中導(dǎo)線架下端延伸至封膠內(nèi)，并與發(fā)光元件電連接。為了對(duì)本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下


圖IA 圖IE為本發(fā)明一實(shí)施例的光源模塊的散熱片的加工流程示意圖；圖2A及圖2B分別為本發(fā)明一實(shí)施例的嵌入式封裝結(jié)構(gòu)的組裝示意圖。主要元件符號(hào)說明100 :光源模塊102 :嵌入式封裝結(jié)構(gòu)110:發(fā)光元件
112:電路層112a、112b:接墊114:絕緣層116:散熱片116a:凹槽118:金屬層120:導(dǎo)熱材料層

122 :部分導(dǎo)熱材料層(焊接材料層)124:防焊層130 :導(dǎo)線架130a:導(dǎo)線架上端130b :導(dǎo)線架中端130c :導(dǎo)線架下端134 :芯片座140 :封膠142 :導(dǎo)線
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例的提升散熱效率的光源模塊及其嵌入式封裝結(jié)構(gòu)，是在散熱片(例如鋁板)上加工以形成一口字形的凹槽，并在此凹槽的下表面做表面處理，以形成一導(dǎo)熱材料層于凹槽中。通過導(dǎo)熱材料層，發(fā)光元件所產(chǎn)生的熱可以直接傳導(dǎo)至散熱片，不需經(jīng)過絕緣層，以減少熱阻的產(chǎn)生。此外，嵌入式封裝結(jié)構(gòu)是采用向上彎折的導(dǎo)線架，使得導(dǎo)線架可內(nèi)埋于散熱片的凹槽中，并可通過上錫焊接而電連接于發(fā)光元件與電路層之間。因此，嵌入式封裝結(jié)構(gòu)可受到適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，以減少在組裝時(shí)被觸碰到的機(jī)會(huì)。請(qǐng)參照?qǐng)DIA 圖1E，其繪示依照一實(shí)施例的光源模塊的散熱片的加工流程示意圖。加工流程包括下列步驟(I) (4)。在圖IA中，步驟(I)是形成一電路層112以及一絕緣層114于散熱片116的上表面。絕緣層114位于電路層112與散熱片116之間，以電性隔離電路層112與散熱片116。在圖IB中，步驟⑵是以機(jī)械加工或蝕刻等方式移除部分絕緣層114以及部分散熱片116而形成一凹槽116a。電路層112的接墊112a、112b位于凹槽116a的外側(cè)。在圖IC中，步驟(3)是形成一金屬層118 (例如銅或鎳)于凹槽116a的底部。在圖ID中，步驟(4)是形成一導(dǎo)熱材料層120于金屬層118上，而部分導(dǎo)熱材料層122可形成于電路層112的接墊112a、112b上。在一實(shí)施例中，導(dǎo)熱材料層120例如以涂布的方式形成于凹槽116a的底部。導(dǎo)熱材料層120的材質(zhì)包括錫，例如是低熔點(diǎn)的錫鉛合金或錫銀銅合金等。此外，當(dāng)導(dǎo)熱材料層120以網(wǎng)版涂布在凹槽116a的底部時(shí)，部分導(dǎo)熱材料層122可同時(shí)涂布于接墊112a、112b上，以作為一焊接材料層。另外，當(dāng)散熱片116的材質(zhì)為鋁時(shí)，由于銅(金屬層118)與錫(導(dǎo)熱材料層120)的接合能力大于鋁(散熱片116)與錫(導(dǎo)熱材料層120)的接合能力，因此本實(shí)施例可通過銅(金屬層118)接合于導(dǎo)熱材料層120與散熱片116之間，來增加散熱片116與導(dǎo)熱材料層120的接合能力。另外，請(qǐng)參考圖1E，上述的加工流程中，在步驟(4)之后，更可包括涂布一防焊層124于絕緣層114上。防焊層124覆蓋絕緣層114，并顯露出位于接墊112a、112b上的部分導(dǎo)熱材料層122 (焊接材料層)以及位于凹槽116a的底部的導(dǎo)熱材料層120，如圖2A所示。接著，請(qǐng)參照?qǐng)D2A及圖2B，其分別繪示依照一實(shí)施例的嵌入式封裝結(jié)構(gòu)102的組裝示意圖。嵌入式封裝結(jié)構(gòu)102可通過組裝至散熱片116的凹槽116a中而組成一光源模塊100。此光源模塊100的散熱片116上形成有接墊112a、112b、一絕緣層114、一金屬層118以及ー導(dǎo)熱材料層120，其可經(jīng)由圖IA 圖ID的加工流程制作，在此不再贅述。嵌入式封裝結(jié)構(gòu)102包括ー發(fā)光元件110、一導(dǎo)線架130以及一封膠140。導(dǎo)線架130電連接于發(fā)光元件110與接墊112a、112b之間。此外，散熱片116具有ー 凹槽116a，此凹槽116a用以容納發(fā)光元件110與導(dǎo)線架130，其中導(dǎo)熱材料層120位于凹槽116a的底部，以使散熱片116通過導(dǎo)熱材料層120與導(dǎo)線架130的底部熱接觸。另外，嵌入式封裝結(jié)構(gòu)102更包括至少ー導(dǎo)線142，導(dǎo)線142電連接于發(fā)光元件110與導(dǎo)線架130之間，以傳遞信號(hào)。在上述實(shí)施例中，嵌入式封裝結(jié)構(gòu)102因采用向上彎折的導(dǎo)線架130，使得導(dǎo)線架下端130c及導(dǎo)線架中端130b可內(nèi)埋于散熱片116的凹槽116a中。導(dǎo)線架上端130a延伸至凹槽116a的外側(cè)，并可通過焊接材料層與接墊112a、112b接合而電連接。此外,封膠140包覆發(fā)光元件110以及部分導(dǎo)線架130，以使導(dǎo)線架下端130c延伸至封膠140內(nèi)，并位于發(fā)光元件110的周圍。在一實(shí)施例中，發(fā)光元件110以ー對(duì)導(dǎo)線142與導(dǎo)線架下端130c電連接，以使發(fā)光元件110電致而發(fā)光。在上述實(shí)施例中，導(dǎo)線架130的底部例如具有一芯片座134，發(fā)光元件110配置于芯片座134上，而導(dǎo)線架上端130a由芯片座134的ー側(cè)呈L形延伸出封膠140之外，并顯露于封膠140的頂面。如圖2B所示，當(dāng)嵌入式封裝結(jié)構(gòu)102內(nèi)埋于凹槽116a內(nèi)時(shí)，位于底部的芯片座134直接與導(dǎo)熱材料層120接觸，導(dǎo)熱材料層120例如為錫膏或其他金屬，因此可將發(fā)光元件110所產(chǎn)生的熱直接傳導(dǎo)至散熱片116，不需經(jīng)過絕緣層114，以減少熱阻的產(chǎn)生。此外，嵌入式封裝結(jié)構(gòu)102的封膠140不會(huì)凸出于散熱片116タト,而是內(nèi)埋于凹槽116a內(nèi)，在組裝時(shí)不易觸碰，故能保護(hù)內(nèi)部的導(dǎo)線142不被按壓，以避免發(fā)生斷裂或損壞。雖然上述實(shí)施例中，封膠140是在組裝前預(yù)先包覆發(fā)光元件110以及部分導(dǎo)線架130，以形成一嵌入式封裝結(jié)構(gòu)102，再將嵌入式封裝結(jié)構(gòu)102組裝至凹槽116a中，以組成一體化的光源模塊100。但在另一實(shí)施例中，封膠140也可在組裝成光源模塊100之后再填入于凹槽116a內(nèi)，并經(jīng)由固化而包覆發(fā)光元件110以及部分導(dǎo)線架130，以形成嵌入式封裝結(jié)構(gòu)102。此外，封膠140可具有透鏡的形狀及功能，例如具有凸面、凹面或其組合，用于改變由發(fā)光元件110發(fā)射的光的出光角度。本發(fā)明上述實(shí)施例所揭露的提升散熱效率的光源模塊及其嵌入式封裝結(jié)構(gòu)，是采用向上彎折的導(dǎo)線架，使得導(dǎo)線架可內(nèi)埋于散熱片的凹槽中，并可通過上錫焊接而電連接于發(fā)光元件與電路層之間。因此，嵌入式封裝結(jié)構(gòu)可受到適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，以減少在組裝時(shí)被觸碰到的機(jī)會(huì)。此外，發(fā)光元件內(nèi)埋之后，光源模塊的整體厚度明顯地減少，更能符合薄形化的需求。相對(duì)于傳統(tǒng)電路基板的絕緣層熱阻過高的問題，本實(shí)施例的發(fā)光元件(例如為高功率的發(fā)光二極管元件)所產(chǎn)生的熱可直接傳導(dǎo)至下方的導(dǎo)熱材料層以及散熱片，不需經(jīng)過絕緣層，因此可有效減少熱阻的產(chǎn)生，以提升光源模塊的散熱效率。綜上所述，雖然結(jié)合以上諸實(shí)施例揭露了醑發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的 精神和范圍內(nèi)，可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種提升散熱效率的光源模塊，該光源模塊包括 發(fā)光元件； 電路層； 導(dǎo)線架，電連接于該發(fā)光元件與該電路層之間； 導(dǎo)熱材料層，連接于該導(dǎo)線架的底部，且該導(dǎo)熱材料層與該導(dǎo)線架電性絕緣；以及 散熱片，具有凹槽，用以容納該發(fā)光元件與該導(dǎo)線架，其中該導(dǎo)熱材料層位于該凹槽的底部，以使該散熱片通過該導(dǎo)熱材料層與該導(dǎo)線架的底部熱接觸。
2.如權(quán)利要求I所述的光源模塊，還包括絕緣層，位于該電路層與該散熱片之間，該絕緣層位于該凹槽的外側(cè)。
3.如權(quán)利要求2所述的光源模塊，還包括防焊層，涂布于該絕緣層上，并顯露于該凹槽的外側(cè)。
4.如權(quán)利要求2所述的光源模塊，其中該電路層包括至少一接墊，配置于該凹槽的外偵U，該導(dǎo)線架上端延伸至該凹槽的外側(cè)，并與該接墊電連接。
5.如權(quán)利要求4所述的光源模塊，還包括封膠，包覆該發(fā)光元件以及部分該導(dǎo)線架，其中該導(dǎo)線架下端延伸至該封膠內(nèi)，并與該發(fā)光元件電連接，以形成一嵌入式封裝結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求I所述的光源模塊，還包括金屬層，位于該凹槽的底部，且接合于該導(dǎo)熱材料層與該散熱片之間，其中該金屬層與該導(dǎo)熱材料層的接合能力大于該散熱片與該導(dǎo)熱材料層的接合能力。
7.如權(quán)利要求6所述的光源模塊，其中該金屬層的材質(zhì)為銅，該散熱片的材質(zhì)為鋁。
8.如權(quán)利要求I所述的光源模塊，其中該導(dǎo)熱材料層以涂布的方式形成于該凹槽的底部。
9.如權(quán)利要求8所述的光源模塊，其中該導(dǎo)熱材料層的材質(zhì)包括錫。
10.一種嵌入式封裝結(jié)構(gòu)，配置于一凹槽中，該凹槽的外側(cè)設(shè)有一接墊，該嵌入式封裝結(jié)構(gòu)包括 發(fā)光兀件； 導(dǎo)線架，電連接于該發(fā)光元件，該凹槽用以容納該發(fā)光元件與該導(dǎo)線架，該導(dǎo)線架上端延伸至該凹槽的外側(cè)，并與該接墊電連接；以及 封膠，包覆該發(fā)光元件以及部分該導(dǎo)線架，其中該導(dǎo)線架下端延伸至該封膠內(nèi)，并與該發(fā)光元件電連接。
11.如權(quán)利要求10所述的嵌入式封裝結(jié)構(gòu)，其中該導(dǎo)線架的底部具有芯片座，該發(fā)光元件配置于該芯片座上，而該導(dǎo)線架上端由該芯片座的一側(cè)呈L形延伸出該封膠之外。
12.如權(quán)利要求11所述的嵌入式封裝結(jié)構(gòu)，還包括至少一導(dǎo)線，該發(fā)光元件以該導(dǎo)線與該導(dǎo)線架下端電連接。
全文摘要
本發(fā)明公開一種提升散熱效率的光源模塊及其嵌入式封裝結(jié)構(gòu)。光源模塊包括一發(fā)光元件、一電路層、一導(dǎo)線架、一導(dǎo)熱材料層以及一散熱片。導(dǎo)線架電連接于發(fā)光元件與電路層之間。導(dǎo)熱材料層連接于導(dǎo)線架的底部，且導(dǎo)熱材料層與導(dǎo)線架電性絕緣。散熱片具有一凹槽，用以容納發(fā)光元件與導(dǎo)線架，其中導(dǎo)熱材料層位于凹槽的底部，以使散熱片通過導(dǎo)熱材料層與導(dǎo)線架的底部熱接觸。
文檔編號(hào)H01L33/64GK102683545SQ20111010279
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者劉誠議 申請(qǐng)人:隆達(dá)電子股份有限公司