专利名称：多层式阵列型发光二极管封装结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多层式阵列型发光二极管的封装结构，尤其涉及一种结构精 简且制造容易，可大幅减少制造成本及制造时间的封装结构。
背景技术：
按，LED的发光原理是利用半导体固有特性，它不同于以往的白炽灯管的放电、发 热发光原理，而是将电流顺向流入半导体的PN接面时便会发出光线，所以LED被称为冷光 源(cold light)。由于LED具有高耐久性、寿命长、轻巧、耗电量低且不含水银等有害物质 等的优点，故可广泛应用于照明设备产业中，且其通常以LED阵列封装方式应用在电子广 告牌、交通号志等领域。现有的LED封装阵列包括多个LED，且每一个LED结构具有一芯片安装于一导线架 上，并藉由一封装胶体包覆芯片及部份导线架，使导线架的金属引脚露出封胶体之外而作 为对外接点；在组装成LED阵列时，其将多个LED的金属引脚安装至一印刷电路板的金属联 机上，以藉此使所述LED相互电性连接。但此种LED封装阵列受限于该LED结构本身的封 装尺寸，导致体积无法限缩；且因每一 LED的散热途径仅能透过金属引脚而已，散热效果有 限。现有技术中，另有一种LED封装阵列是将多个LED芯片直接配置于印刷电路板上 进行封装。详言之，在印刷电路板上设有与各个LED芯片相互对应的金属联机层，将所述 LED芯片直接安装于印刷电路板上，并与该金属联机层形成电性连接；最后再利用一封装 胶体包覆印刷电路板上的各组件，即可完成一 LED封装阵列。然而现有技术的缺点为作为LED基板用的印刷电路板使用上弹性不足，因电路板 上的线路图案已被定形，若依据每个应用场所订制相符合的电路板，亦使得成本提高且耗 时耗力，并且印刷电路板散热效果有限，因此必须外加散热装置帮助散热，连带使得成本增 加，也使得结构更为庞大，因此业界需要一种结构轻薄短小，但制造容易且兼具有使用上弹 性的一种阵列型发光二极管封装结构。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种多层式阵列型发光二极管封装结构。本的另一目 的在于提供一种多层式型发光二极管封装结构，该发光二极管晶粒以方式配置于基板上， 如此可依据应用场合来调整来发光二极管晶粒密集度，又该发光二极管晶粒藉由导线与导 线架形成电性连接，如此即使数颗发光二极管晶粒损坏，亦不影响对整体发光亮度及效率。本实用新型具体的技术手段包含有一基板，该基板至少具有一出光区及两导线架 容置槽，该出光区为该基板的中间区块，该两导线架容置槽相连于该出光区的前后侧区块， 沿该两导线架容置槽下方板体的外侧底缘处形成有两呈间隔设置的凹槽，而相邻于该出光 区的左、右侧边区块设置有至少一第一固定孔及至少一穿孔，该第一固定孔的内壁面形成 有一凸缘；一封装模块，其以一射出成型方式形成于该基板周围，该封装模块高于该出光区的表面的部份定义成一上封装模块，该上封装模块底面的前后两侧向下形成有两凸板， 该两凸板的配置位置及形状相对应于该导线架容置槽，该两凸板的长度至少大于该导线架 容置槽的最长长度，该两凸板超出于该导线架容置槽的部份并向下延设有一第一凸部，该 第一凸部底端向内平行延设有两突块，该两突块的配置位置及形状相对应于该两凹槽，该 上封装模块底面在相对应于该第一固定孔处皆形成有一第二凸部，该第二凸部对应于该凸 缘的位置则形成有一凹缘，又该上封装模块具有一顶面、一第一内壁面、一固定面、一反光 面及一荧光墙，该顶面位于该上封装模块最外侧的顶部上，该第一内壁面垂直于该顶面及 该固定面，该第一内壁面的底边水平连接于该固定面，该固定面并设有一罩体嵌合槽，该固 定面的下端相连接于该反光面的上端，其中该出光区表面的水平面定义为一基准平面，该 反光面与该基准平面形成有一第一交角，该反光面的下端则与该荧光墙的上端相连接，该 荧光墙的下端落于该出光区的表面，其中该荧光墙与该基准平面形成一第二交角；一导 线架，该导线架被封设于该凸板内，该导线架最靠近该出光区一侧的部份为一内连接区，该 导线架最远离于该出光区一侧的部份为一外连接区，该内连接区及该外连接区之间设有至 少一第二卡合槽及至少一第二固定孔，该第二卡合槽与该第二固定孔皆包埋于该封装模块 内，该内连接区的上方及该外连接区整体外露于该封装模块，该外连接区设有多个连接孔， 该外连接区至少须超出该基板的周缘；一罩体，该罩体可罩盖于该封装模块上以保护包覆 将该发光单元，该罩体的底周缘向外延设有一延伸座，该延伸座的底面设有一嵌合部，该嵌 合部相对应于该罩体嵌合槽；一发光单元，该发光单元设置于该出光区的表面，该发光单元 包含有多个发光二极管晶粒，所述发光二极管晶粒与该两导线架藉多个导线构成一电性连 接；一保护层，该保护层包覆所述发光二极管晶粒；以及至少一荧光层，该荧光层位于该保 护层上方。本实用新型所述多层式阵列型发光二极管封装结构为多层式结构，其结构精简且 制造容易，因此可大幅减少制造成本及制造时间，其中基板的材质为金属材质，因此基板具 有金属优异的热传导性，可有效排散发光二极管的热能。本实用新型提供的多层式阵列型发光二极管封装结构，该发光二极管晶粒以阵列 方式配置于基板上，如此可依据应用场合来调整来发光二极管晶粒的密集度，又该发光二 极管晶粒藉由导线与导线架形成电性连接，如此即使数颗发光二极管晶粒损坏，亦不影响 对整体发光亮度及效率。
图1为显示本实用新型所述的多层式阵列型发光二极管封装结构的外观示意图。图2为本实用新型所述的多层式阵列型发光二极管封装结构的部份构件的分解 示意图。图3为显示本实用新型所述的基板、封装模块及罩体的断面示意图。图4为图1的断面示意图。图5为显示本实用新型所述的多层式阵列型发光二极管封装结构的俯面示意图。图6为显示本实用新型所述的多层式阵列型发光二极管封装结构的导线架另一 实施结构。图7为显示本实用新型所述的多层式阵列型发光二极管封装结构的金属反光镜的示意图。图8为为显示本实用新型所述的封装模块的透镜嵌合槽的一实施例示意图。图9为显示对应于图8的透镜嵌合槽而形成的透镜罩的示意图。
具体实施方式
以下配合说明书附图对本实用新型的实施方式做更详细的说明，以使本领域技术 人员在研读本说明书后能据以实施。参阅图1，为本实用新型所述的多层式阵列型发光二极管封装结构的外观示意图， 参阅图2，为本实用新型所述的多层式阵列型发光二极管封装结构的部份构件的分解示意 图，参阅图3，为本实用新型所述的多层式阵列型发光二极管封装结构的俯面示意图。本实 用新型涉及一种多层式阵列型发光二极管封装结构，其包含有一基板1、一封装模块3、两 导线架5及一罩体10，该基板1至少具有一出光区11及两导线架容置槽13，该出光区11 为该基板1的中间区块，该出光区11的环周边设有一第一卡合槽19，该两导线架容置槽13 相连于该出光区11的前后侧区块，该两导线架容置槽13下方板体的外缘底侧处形成有两 呈间隔设置的凹槽131，该两凹槽131概呈一长方型或其它适当形状，而相邻于该出光区11 的左、右侧边区块设置有至少一第一固定孔15及至少一穿孔17，该第一固定孔15的内壁面 形成有一凸缘151，或者亦可如本实施方式所示，在左、右侧边的区块各设置有一个第一固 定孔15及两个穿孔17，两穿孔17可设置于第一固定孔15的两侧或该基板1的端角处。其 中该基板1的材质可以是一铜、铝、铜合金、铝合金或其它适当金属材。该基板1的表面可 进一步电镀一导热反光层(图面未显示)，该导热反光层的材质可以是一镍、一钯、一白金、 一银、一白金合金或其它适当材质。参阅图3，为本实用新型所述的基板、封装模块及罩体的断面示意图，参阅图4，图 4为图1的断面示意图。该封装模块3以一射出成型方式形成于该基板1周围，以使该封装 模块3紧固地与该基板1相结合，该封装模块5的材质为一环氧树脂(Epoxy)或其它适当 材质，该封装模块3高于该出光区11上表面的部份定义成一上封装模块31，要注意的是， 该上封装模块31只是为了方便描述本实施方式所定义出来，并非独立于该封装模块3的构 件。该上封装模块31底面的前后两侧向下形成有两凸板311，该两凸板311的配置位 置及形状相对应于该导线架容置槽13，该两凸板311的长度至少大于该导线架容置槽13的 最长长度，该两凸板311超出于该导线架容置槽13的部份并向下延设有一第一凸部3111， 该第一凸部3111底端向内平行延设有两突块3111a，该两突块3111a的配置位置及形状相 对应于该两凹槽131，该上封装模块31底面在相对应于该第一固定孔15处皆形成有一第二 凸部33b，该第二凸部33b在对应于该凸缘151的位置则形成有一凹缘331b。请再参阅图4，该凸板311内包埋有该导线架5，该导线架5最靠近该出光区11 一 侧的部份为一内连接区，该导线架5最远离于该出光区11 一侧的部份为一外连接区，该外 连接区至少须超出该基板1的周缘，该外连接区并设有多个连接孔53，该内连接区及该外 连接区之间设有至少一第二固定孔51及至少一第二卡合槽51a，或如本实施方式可在该第 二固定孔51两侧各设置有该第二卡合槽51a，并设置有三个第二固定孔51及两连接孔53， 因此该第二固定孔51与该第二卡合槽51a会包埋于该封装模块3内，而该内连接区的上方及该外连接区整体不包埋于该封装模块3，该导线架5的上表面至少不低于或平行于该出 光区11的表面。要注意的是，上述该第二固定孔51与两连接孔53的配置数量及位置视实 际需求而定，在此仅是说明用的实例而已，并非用以限制本实用新型的范围。图6为导线架 的另一实施结构。参阅图3及图4所示，该封装模块3在射出成型时，就会把基板1的第一卡合槽19、 凹槽131、第一固定孔15及导线架容置槽13都填满，因此封装模块3的突块3111a与两凹 槽131以及该凸缘151与该凹缘331会互相卡合，同时该封装模块3的封装材料3也填满 了该导线架5的第二卡合槽51a及该第二固定孔51的空心部分，藉使得该封装模块3与该 基板1及该导线架5紧密地结合成一体。其中该第一卡合槽19及该第二卡合槽51a的断 面形状可以是V型、凹型、U型或其它适当形状。该上封装模块31具有一顶面33、一第一内壁面331、一固定面3311、一反光面96 及一荧光墙98，该顶面33位于该上封装模块31最外侧的顶部上，该第一内壁面331垂设于 该顶面33及该固定面3311之间，该第一内壁面331的底边水平连接于该固定面3311，该固 定面3311并设有一罩体嵌合槽3311a，该罩体嵌合槽3311a的断面呈V型、凹型、U型或其 它适当形状，该固定面3311的下端相连接于该反光面96的上端，其中该出光区11表面的 水平面定义为一基准平面，该反光面96与该基准平面形成有一第一交角0 1，该第一交角 9 1的角度范围为30度至60度之间，该反光面96的下端与该荧光墙98的上端相连接，该 荧光墙98的下端落于该出光区11表面，其中该荧光墙98与该基准平面形成有一第二交角 0 2，该第二交角0 2的角度范围为30度至60度之间，该反光面96和荧光墙98可在同一 面上，为了要有更好的反光效应，该反光面96与该荧光墙98上设置有一反光单元99，该反 光单元99可以是一反光薄膜层或一金属反光镜，该反光薄膜层藉溅镀方式而形成，该反光 薄膜层的材质为一镍或一铬之其中之一，以加强反光性能。参阅图5，为本实用新型的多层式阵列型发光二极管封装结构的俯面示意图，并配 合图3所示。该出光区11的上表面并设置有一发光单元7，该发光单元7设置于该出光区 11的表面，该发光单元7包含有多个发光二极管晶粒71，所述发光二极管晶粒71与该两导 线架藉多个导线W构成一电性连接以形成一电路，其中所述发光二极管晶粒71以阵列排列 或其它适当排列方式配置于该出光区11之上，所述发光二极管晶粒71上具有一绝缘保护 层8，该绝缘保护层8包覆所述发光二极管晶粒71，该绝缘保护层8的材质为一硅胶或其它 适当材质，该绝缘保护层8上具有至少一荧光层9，且该荧光层9包覆有该荧光墙98的部 分，该荧光层9的材质为一磷光剂或其它适当材质。该罩体10以射出成形方式直接与该封装模块3密合以保护包容该发光单元7，该 罩体10的底周缘向外延设有一延伸座101，该延伸座101的底面设有一嵌合部1011，该嵌 合部1011相对应于该罩体嵌合槽3311a的设置位置，该延伸座101间的长度至少不小于该 上封装模块31的该第一内壁面331间的长度。其中该罩体10的材质为一硅胶材质且具有 可透光性。将该罩体10的该嵌合部1011对准于该罩体嵌合槽3311a后即可相互结合，并且 该延伸座101端面同时紧密面合于该第一内壁面331，使得该罩体10稳固地固定于该封装 模块3上。该两导线架5的连接孔53可分别引接电源导线(图面未显示)，当施加一偏压时，所述发光二极管晶粒71则受电源驱动发光，所述发光二极管晶粒71以阵列排列方式的发 光方式具有高亮度的发光特性，当光源光线穿过该荧光层9产生有混光的效果。参阅图8与图9，该罩体嵌合槽3311a可以是一U型的断面并配置于该上封装模块 31的该反光面96上的一顶部周边处，并且该罩体嵌合槽3311a相对于该出光区11的上表 面以0度至80度范围之间的一倾斜角度而配置，而该罩体10的底周缘向外延设有一延伸 座101，该延伸座101的底面设有一嵌合部1011，该嵌合部1011的设置位置相对应于该罩 体嵌合槽3311a，以使该罩体10固定于该封装模块3上。以上所述仅为用以解释本实用新型的较佳实施例，并非企图据以对本实用新型做 任何形式上的限制，因此，凡有在相同的创作精神下所作有关本实用新型的任何修饰或变 更，皆仍应包括在本实用新型意图保护的范畴。
权利要求一种多层式阵列型发光二极管封装结构，其特征在于，包含一基板，该基板至少具有一出光区及两导线架容置槽，该出光区为该基板的中间区块，该两导线架容置槽相连于该出光区的前后侧区块，该两导线架容置槽下方板体的外缘底侧处形成有两呈间隔设置的凹槽，而相邻于该出光区的左、右侧边区块设置有至少一第一固定孔及至少一穿孔，该第一固定孔的内壁面形成有一凸缘，该出光区表面飞水平面为一基准平面；一封装模块，其以一射出成型方式形成于该基板周围，该封装模块高于该出光区的表面的部份定义成一上封装模块，该上封装模块底面的前后两侧向下形成有两凸板，该两凸板的配置位置及形状相对应于该导线架容置槽，该两凸板的长度至少大于该导线架容置槽的最长长度，该两凸板超出于该导线架容置槽的部份并向下延设有一第一凸部，该第一凸部底端向内平行延设有两突块，该两突块的配置位置及形状相对应于该两凹槽，该上封装模块底面在相对应于该第一固定孔处皆形成有一第二凸部，该第二凸部对应于该凸缘的位置则形成有一凹缘，又该上封装模块具有一顶面、一第一内壁面、一固定面、一反光面及一荧光墙，该顶面位于该上封装模块最外侧的顶部上，该第一内壁面垂设于该顶面及该固定面之间，该第一内壁面的底边水平连接于该固定面，该固定面设有一罩体嵌合槽，该固定面的下端相连接于该反光面的上端，其中该反光面与该基准平面形成有一第一交角，该反光面的下端则与该荧光墙的上端相连接，该荧光墙的下端落于该出光区表面，其中该荧光墙与该基准平面形成一第二交角；一导线架，该导线架被包埋于该凸板内，该导线架最靠近该出光区一侧的部份为一内连接区，该导线架最远离于该出光区一侧的部份为一外连接区，该内连接区及该外连接区之间设有至少一第二卡合槽及至少一第二固定孔，该第二卡合槽与该第二固定孔皆包埋于该封装模块内，该内连接区的上方及该外连接区整体外露于该封装模块，该外连接区至少须超出该基板的周缘； 一罩体，该罩体可罩盖于该封装模块上以保护包覆将该发光单元，该罩体的底周缘向外延设有一延伸座，该延伸座的底面设有一嵌合部，该嵌合部相对应于该罩体嵌合槽的设置位置；一发光单元，该发光单元设置于该出光区的表面，该发光单元包含有多个发光二极管晶粒，所述发光二极管晶粒与该两导线架藉多个导线构成一电性连接；一绝缘保护层，该绝缘保护层包覆所述发光二极管晶粒；以及至少一荧光层，该荧光层位于该绝缘保护层上方，以包埋住该绝缘保护层。
2.如权利要求1所述的多层式阵列型发光二极管封装结构，其特征在于，该两凹槽呈 一长方型。
3.如权利要求1所述的多层式阵列型发光二极管封装结构，其特征在于，该基板的材 质为铜、铝、铜合金或铝合金。
4.如权利要求1所述的多层式阵列型发光二极管封装结构，其特征在于，该出光区的 周边设有一第一卡合槽。
5.如权利要求4所述的多层式阵列型发光二极管封装结构，其特征在于，该第一卡合 槽的断面呈V型、凹型或U型。
6.如权利要求1所述的多层式阵列型发光二极管封装结构，其特征在于，该第二卡合槽的断面呈V型、凹型或U型。
7.如权利要求1所述的多层式阵列型发光二极管封装结构，其特征在于，该基板的表 面进一步设有一导热反光层，该导热反光层的材质为镍、钯、白金、银或白金合金。
8.如权利要求1所述的多层式阵列型发光二极管封装结构，其特征在于，该外连接区 设有多个连接孔。
9.如权利要求1所述的多层式阵列型发光二极管封装结构，其特征在于，该罩体嵌合 槽的断面呈V型、凹型或U型。
10.如权利要求1所述的多层式阵列型发光二极管封装结构，其特征在于，该延伸座间 的长度至少不小于该上封装模块的该第一内壁面间的长度。
11.如权利要求1所述的多层式阵列型发光二极管封装结构，其特征在于，所述发光 二极管晶粒以阵列排列配置于该出光区的表面。
12.如权利要求1所述的多层式阵列型发光二极管封装结构，其特征在于，该绝缘保护 层的材质为一硅胶。
13.如权利要求1所述的多层式阵列型发光二极管封装结构，其特征在于，该荧光层的 材质为一磷光剂，该荧光层并包覆有该荧光墙的部分。
14.如权利要求1所述的多层式阵列型发光二极管封装结构，其特征在于，该罩体的材 质为一硅胶。
15.如权利要求1所述的多层式阵列型发光二极管封装结构，其特征在于，该罩体具有 可透光性。
16.如权利要求1所述的多层式阵列型发光二极管封装结构，其特征在于，该封装模块 的材质为一环氧树脂。
17.如权利要求1所述的多层式阵列型发光二极管封装结构，其特征在于，该第一交角 的角度范围为30度至60度之间，而该第二交角的角度范围为30度至60度之间。
18.如权利要求1所述的多层式阵列型发光二极管封装结构，其特征在于，该反光面与 该荧光墙上设置有一反光单元，该反光单元是一反光薄膜层或一金属反光镜，该反光薄膜 层藉溅镀方式而形成，该反光薄膜层的材质为一镍或一铬的其中之一。
19.如权利要求1所述的多层式阵列型发光二极管封装结构，其特征在于，该罩体嵌合 槽为一 U型的断面并配置于该上封装模块的该反光面上的一顶部周边处，并且该罩体嵌合 槽相对于该出光区的上表面以O度至80度范围之间的一倾斜角度而配置，而该罩体的底周 缘向外延设有一延伸座，该延伸座的底面设有一嵌合部，该嵌合部的设置位置相对应于该 罩体嵌合槽，以使该罩体固定于该封装模块上。
专利摘要本实用新型公开了一种多层式阵列型发光二极管封装结构，主要包含有一基板、一封装模块、一导线架及一罩体，该基板设于该封装结构的最下层，该封装模块用以将该基板与该导线架结合成一体，该基板上装设有为阵列排列的发光二极管晶粒且基板为金属材质，发光二极管与该导线架并形成电性连接，该罩体则与该封装模块相封合，当发光二极管受电源驱动时所产生热能可被基板直接吸收排出，且阵列型的发光二极管可依据场所不同可弹性地予以调整排列密度，本实用新型结构精简且制造容易，可大幅减少制造成本及制造时间。
文档编号H01L33/62GK201699012SQ20102015840
公开日2011年1月5日 申请日期2010年4月14日 优先权日2010年4月14日
发明者吴永富, 胡仲孚 申请人:盈胜科技股份有限公司