专利名称：一种具高导热及导光功能的发光模组及应用装置的制作方法
技术领域：
一种具高导热及导光功能的发光模组及应用装置
技术领域：
本实用新型涉及一种基于多个发光二极体晶片的封装结构，特别是涉及一种具高 导热及导光功能的发光模组及其应用装置。
背景技术：
请参见图12，其显示了一种现有发光模组10的结构示意图。该发光模组10包括 发光二极体元件(LED Component) 11、铜箔12、绝缘导热胶14以及铝板16。该发光模组10 制造工艺复杂且成本较高。另外，由铜箔12、绝缘导热胶14以及铝板16所组成的基板的散 热效果亦有待提升。目前广泛应用点胶模式来封装发光二极体晶片(LED Chip)在一金属支架后，再 将此封装好的发光二极体元件逐个焊接在一电路板(PCB)上形成发光模组，如LED光条 (Light Bar)。此类发光模组的颜色稳定性较差，且对光形的处理能力也十分有限。另，目前在发光模组制造过程中，现有的电路布局设计使得LED光条在制造上必 须先从母电路板切割出来成为成品后才能进行测试。生产效率及成品率均有待提升。所以，由上可知，目前现有的发光模组与发光二极体元件的封装结构，显然具有不 便与缺失存在，有待改善。于是，本实用新型发明人有感上述缺失之可改善，且依据多年来从事此方面的相 关经验，悉心观察且研究，并配合学理的运用，而提出设计合理且有效改善上述缺失的本实 用新型。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题，在于提供一种发光元件、电路基板、发光模组、 发光装置以及显示装置，其基板具有改良的散热效果，且胶体层的结构及布局能提升发光 元件、电路基板、发光模组、发光装置以及显示装置的颜色稳定性，此外，还可实现产品在制 造过程中即可检验不良，不必等到成品才检验，以利提高良率降低成本。为解决上述技术问题，根据本实用新型一优选实施例，提供一种发光模组，包括基 板、多个发光晶片及保护胶层。该多个发光晶片具有正极端与负极端，并设于该基板上。该 保护胶层置于该多个发光晶片之上，且具有保护胶导光结构，以一体化的形成一具光学透 镜功能的保护胶层，引导该发光晶片发出的光线。其中，该保护胶导光结构包括光学聚焦结构、雾面结构以及平面结构中的一种。其中，该保护胶层通过完全透光或者部分透光的材料制成。其中，该保护胶层通过点胶、喷涂或压模而置于该发光晶片之上。本实用新型还提供了包括上述发光模组特征的发光装置以及显示装置。因此，根据本实用新型的电路基板在工作时，可实现热电分离，即各LED间的连接 电路与LED在电路基板同面，而电路基板另外一面则为金属薄膜接收散热孔所传出的LED 热量作为散热。此外，根据本实用新型的发光模组在工作时，可提升颜色的稳定性及对光形
4的处理能力。同时，在根据本实用新型的发光模组制造的过程中，由于将基板第二面上的电 镀导线通过蚀刻移除，实现了发光晶片在基板上焊线(Wire Bond)后即可测试。解决产品 在制造过程中即可检验不良的方式，不必等到成品才检验，提高了良率且降低了成本。为了能更进一步了解本实用新型为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请 参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，相信本实用新型的目的、特征与特点，当可由 此得一深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加 以限制。
可参考附图通过实例更加具体地描述本实用新型，其中附图并未按照比例绘制， 在附图中图1是根据本实用新型的发光模组的第一实施例的正面结构示意图；图2是图1所示发光模组的背面结构的示意图；图3是图1所示发光模组的立体示意图；图4是图1所示发光模组的另一立体示意图；图5是图1所示发光模组的侧面示意图；图6是根据本实用新型的发光模组的第二实施例的正面结构示意图；图7是图6所示发光模组的背面结构的示意图；图8是一种具电镀导线发光模组的排列阵列的正面视图；图9是图8所示的排列阵列的背面视图；图IOa是根据本实用新型的发光模组的第三实施例的结构示意图；图IOb是图IOa所示发光模组的胶体透镜外观为雾面时的亮度-角度关系示意 图；图IOc是图IOa所示发光模组的胶体透镜外观透明时的亮度-角度关系示意图；图Ila至图Ilh分别是根据本实用新型的发光模组的第四至第十一实施例的结构 示意图；以及图12显示了一种现有发光模组10的结构示意图。
具体实施方式
请一并参考图1至图5，其分别显示了本实用新型的发光模组100的第一实施例的 不同视图。该发光模组包括多个发光晶片110以及导电基板。导电基板包括基材180、晶片 焊垫160、导线焊垫170以及导热层150。基材180上形成有第一面(即图1中所显示的正面，未标示)以及与第一面相对 的第二面(即图2中所显示的背面，未标示)，在第一面上设有导电轨迹182、186。其中导 电轨迹182为正极导电轨迹，导电轨迹186为负极导电轨迹。当然，上述导电轨迹的正负极 可以根据需要调整，或与该晶片焊垫160结合，以符合不同类型发光晶片的限制，如正负极 同面或非同面的发光晶片。晶片焊垫160以及导线焊垫170设于第一面上，发光晶片110设于晶片焊垫160 上，导线焊垫170通过导线112将发光晶片110与导电轨迹182、186电性连接。导热层150
5设于第二面上，其中，基材180具有多个穿孔162，该穿孔162连接晶片焊垫160及导热层 150。在本实施例中，穿孔162的孔洞未填充介质。图中所示的每个发光晶片110对应于一 组8个穿孔162。然而穿孔162的数量不限于此，可以根据情况进行调整。此外，穿孔162 可以贯穿该晶片焊垫160、基材180以及导热层150，也可以不贯穿以上结构，只要可以将第
一面产生的热量传递到第二面即可。在本实施例中，基材180可采用本领域技术人员现有的材料。而晶片焊垫160与 导热层150均由导热性能好的材料制成。由于穿孔162的连接作用，发光晶片110工作中 产生的热量可以经由穿孔162传到基板的背部，并通过导热层150散发出去。因此，本实施 例的发光模组以及导电基板具有良好的散热性能，同时由于基板边缘有缺口或开孔，使本 实施例的发光模组可直接以螺丝锁固或嵌合方式，透过该缺口将本实施例的发光模组固定 结合于发光装置或显示装置，而将该模组上的热从该导热层传导至该装置上而有更好的散 热效果。请参见图6及图7，显示了根据本实用新型的发光模组200的第二实施例的结构示 意图。本实施例的发光模组200与第一实施例的发光模组100结构基本相同，同样包括发 光晶片210、晶片焊垫260、基材280以及多个穿孔262。所不同的是，本实施例的发光模组 200的穿孔262的孔洞填充有导热物质，比如含银膏、铜膏等含金属导热分子的膏状物(图 中以深色显示，未标示)。该填充的导热物质有助于进一步提升导电基板以及发光模组的散 热性能。请参考图8和图9，显示了一种发光模组300的排列阵列的示意图。图8显示的是 排列阵列的正面结构，其包括多个发光晶片310以及多个导线焊垫370。图9显示的是排列 阵列的背面结构，其包括多个导热层350。沿图8和图9中所示的L方向的每两个导热层 350之间有一电镀导线380 (沿图8和图9中所示的H方向延伸)。图8中以虚线显示了电 镀导线380的位置，其中电镀导线380通过穿过基板的通孔(图未示)与导线焊垫370相 连通。电镀导线380的作用是便于导线焊垫370在基板上的生成。一旦导线焊垫370生成 之后，电镀导线380即失去作用。但是由于电镀导线380 —直与导线焊垫370相连通，LED 光条在制造上必须先从母电路板切割出来成为成品后才能进行测试。此外，电镀导线部分 须用防焊漆做绝缘处理，增加了散热的不确定性。为了解决该问题，本文同时提出了通过在 制造过程中以蚀刻方式进行二次蚀刻电镀导线380来移除电镀导线380的方案。由于基板 在制造过程前期经历过一次蚀刻处理，故后续的蚀刻称作二次蚀刻。这样即可实现在制造 过程中即可检验产品不良，不必等到成品才检验。图IOa显示了根据本实用新型的发光模组400的第三实施例的结构示意图。该发 光模组400包括发光晶片410、基板480以及保护胶层420。该发光晶片410具有正极端与 负极端且设于该基板480上，该保护胶层420置于该发光晶片410之上，该保护胶层420包 括一导光结构，以一体化的形成一具光学透镜功能的保护胶层420，引导该发光晶片410发 出的光线。根据不同的使用需要，保护胶层420的导光结构可为光学聚焦结构、雾面结构以 及平面结构中的一种。图IOb即显示了导光结构外观为雾面时该发光模组400的亮度-角 度关系示意图。该雾面结构可通过该保护胶层420表面粗糙化来实现，也可通过在胶体内 添加杂质如二氧化钛或者萤光粉等材料来实现，或是透过选择部分透光胶体材料来实现。当导光结构出光角度达到180°时，该发光晶片410所发出光线经过导光结构的引导后可 产生广域的照明效果，故该雾面式透镜结构适用于照明应用。而图IOc则显示了导光结构 为透明的光学聚焦结构时，该发光模组400的亮度-角度关系示意图。该光学聚焦结构可 通过形塑该保护胶层420为各种透镜结构如凸透镜、凹凸透镜或透镜柱(rod lens)等来实 现，当导光结构出光角度达到63°时，该发光晶片410所发出光线经过导光结构的引导后 可产生聚焦的照明效果，故该透镜结构适合用于背光(Backlight)模组成为显示装置的显 示光源。请一并参考图Ila至图llh，其分别显示了根据本实用新型的发光模组的第四至 第十一实施例的结构示意图。其中，图11a、图lib、图lie、图Ilg及图Ilh所显示的发光模 组在发光晶片的上面分别覆盖了不同一体化结构以及不同数量的萤光胶层。比如，图lib 中所示的萤光胶层520具有锯齿型导光结构；图lie中所示的萤光胶层720具有平面型导 光结构。图Ilg中所示的萤光胶层920为多个，该多个萤光胶层920分别置于各发光晶片 上910。图Ilh中所示的萤光胶层920’为单个，该单一萤光胶层920’置于多个发光晶片 910，上。图11c、图Ild及图Ilf所显示的发光模组在发光晶片的上面分别同时覆盖了萤 光胶层以及保护胶层。其中，图Ilc中所示的保护胶630置于萤光胶620上，且萤光胶620 的导光结构成弧形。图Ild中所示的保护胶630’仍置于萤光胶620’上，只是萤光胶620’ 的导光结构成平面型。图Ilf中所示的萤光胶820置于保护胶830上，且萤光胶820与保 护胶830均具有类似的弧形导光结构。关于萤光胶层的成型方式，对于图Ilg中所示的发光模组，该萤光胶层920可通过 点胶、喷涂或压模而置于该发光晶片910之上。而对于图Ilh中所示的发光模组，萤光胶层 920’可通过点胶、喷涂或压模而置于该发光晶片910’之上。本实用新型的发光模组至少还包括如下变型。由保护胶层直接置于多个发光晶片 上，且保护胶层具有类似于图11a、图lib、图lie中萤光胶层结构的保护胶导光结构，也即 该保护胶层导光结构可以是光学聚焦结构、雾面结构或者平面结构。保护胶层的材料可以 采用完全透光或者部分透光的。保护胶层的涂布方法包括压模、点胶或喷涂。此外，不论是 保护胶层或是萤光胶层与保护胶层的组合，均可做出图Ilg及图Ilh的结构。需要说明的是，以上主要以发光模组为实施例介绍了本实用新型。其实本实用新 型的各种改进之处可以类似地应用到发光元件、发光装置以及显示装置之中。比如可将具 有散热穿孔的发光模组应用到发光装置如一般照明灯具或照明灯管。同时，可将本文前述 的发光模组与显示屏、控制模块结合成显示装置如LCD显示萤幕或户外电子看板。此外，本 实用新型的具有散热孔的电路基板也可以应用到各种半导体电路中，用于提升半导体晶片 工作中所产生热量的散发效率。在上述实施例中，仅对本实用新型进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅 读本专利申请后可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下对本实用新型进行各种 修改。
权利要求1.一种发光模组，其特征在于，所述发光模组包括多个发光晶片，具有正极端与负极端；基板，所述多个发光晶片设于所述基板上；保护胶层，置于所述发光晶片之上，所述保护胶层包括保护胶导光结构，以便引导所述 发光晶片发出的光线。
2.根据权利要求1所述的发光模组，其特征在于，所述保护胶导光结构包括光学聚焦 结构、雾面结构以及平面结构中的一种。
3.根据权利要求1所述的发光模组，其特征在于，所述保护胶层通过完全透光或者部 分透光的材料制成。
4.根据权利要求1所述的发光模组，其特征在于，所述保护胶层通过点胶、喷涂或压模 而置于所述发光晶片之上。
5.根据权利要求1所述的发光模组，其特征在于，所述保护胶层为多个，所述多个保护 胶层置于各发光晶片上。
6.根据权利要求1所述的发光模组，其特征在于，所述保护胶层为单个，所述单一保护 胶层置于多个发光晶片上。
7.一种发光装置，其特征在于，所述发光装置包括根据权利要求1所述的发光模组。
8.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于，所述发光模组的所述保护胶导光结 构包括光学聚焦结构、雾面结构以及平面结构中的一种。
9.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于，所述发光模组的所述保护胶层通过 完全透光或者部分透光的材料制成。
10.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于，所述发光模组的所述保护胶层通过 点胶、喷涂或压模而置于所述发光晶片之上。
11.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于，所述发光模组的所述保护胶层为 多个，所述多个保护胶层置于各发光晶片上。
12.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于，所述发光模组的所述保护胶层为单 个，所述单一保护胶层置于多个发光晶片上。
13.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括多个发光晶片，具有正极端与负极端；基板，所述多个发光晶片设于所述基板上；保护胶层，置于所述发光晶片之上，所述保护胶层包括保护胶导光结构，以便引导所述发光晶片发出的光线，以及显示幕和控制装置，所述发光晶片发出的光经控制装置控制而显示在所述显示幕上。
14.根据权利要求13所述的显示装置，其特征在于，所述保护胶导光结构包括光学聚 焦结构、雾面结构以及平面结构中的一种。
15.根据权利要求13所述的显示装置，其特征在于，所述保护胶层通过完全透光或者 部分透光的材料制成。
16.根据权利要求13所述的显示装置，其特征在于，所述保护胶层通过点胶、喷涂或压 模而置于所述发光晶片之上。
17.根据权利要求13所述的显示装置，其特征在于，所述保护胶层为多个，所述多个保护胶层置于各发光晶片上。
18.根据权利要求13所述的显示装置，其特征在于，所述保护胶层为单个，所述单一保 护胶层置于多个发光晶片上。
专利摘要本实用新型提供了一种发光模组，其包括基板、设于基板上的多个发光晶片以及覆盖于发光晶片之上的荧光胶层和保护胶层。该基板包括基材以及设于该基材上的用于承载发光晶片的晶片焊垫。其中，贯穿该晶片焊垫以及该基材形成有多个穿孔，该荧光胶层和保护胶层均包括导光结构，以便引导该发光晶片发出的光线。根据本实用新型的发光模组的基板结构实现了热电分离，提高了发光晶片的散热效果。同时，根据本实用新型的发光模组在工作时，可提升颜色的稳定性及对光形的处理能力。
文档编号H01L33/64GK201788971SQ200920287189
公开日2011年4月6日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者吴文逵, 庄峰辉, 汪秉龙 申请人:宏齐科技股份有限公司