专利名称：发光组件封装结构及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光组件封装结构及其制作方法，尤指一种具有气体腔的发光组件封装结构及其制作方法。
背景技术：
传统应用于圣诞树的圣诞灯饰是由许多小灯泡构成，并需均勻布置于圣诞树上，以于夜晚呈现出圣诞树的样貌。然而，近年来随着封装技术的发展，具有体积小、耐震动、耗 电量低、组件寿命长、无须暖灯时间、反应速度快等优点的发光二极管，已逐渐取代传统灯 泡，成为圣诞树上的灯饰。请参考图1，图1为已知应用于圣诞灯的发光组件封装结构剖面示意图。如第1图 所示，发光组件封装结构10包含一个导线架12、一个发光组件14以及一个封装胶体16。导 线架12具有二个引脚18，发光组件14固定于导线架12上，且其正极与负极分别以导线20 与引脚18电性连接。封装胶体16为一个半圆透镜结构覆盖于发光组件14上，且位于发光 组件14正上方的半圆透镜结构的圆弧面中央具有一倒圆锥状的凹处22，使发光组件14射 出的光线(如图1上箭头所示)会经过凹处22产生反射，射向发光组件封装结构10的侧 边方向，扩大发光角度。如图2所示，图2为已知发光组件封装结构的发光强度与发光角度关系示意图。 如图2所示，发光组件封装结构从正90度至负90度的发光角度皆可量测到光强度，亦即发 光组件封装结构的光轴朝侧边方向偏移90度皆有光线射出。由于发光组件封装结构于正 90度与负90度的发光角度皆具有一定的光强度，因此当发光组件封装结构设置于圣诞树 上时，路人位于圣诞树下的各个角度皆可清楚观看到圣诞树上的圣诞灯。虽然已知发光组件封装结构在90度的发光角度具有光线射出，但其光轴附近的 光强度则因凹处部的反射而降低，且约略分散于正20度与负20度之间，因此当使用在圣诞 树上时，由于发光组件封装结构的光强度的限制，使路人欣赏圣诞树的距离亦受到限制。所 以，增加发光组件封装结构光轴中心的光强度，且不缩减其侧边方向所发出光线的光强度， 实为业界亟待解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种发光组件封装结构以及其制作方法，以提升圣诞 灯饰的欣赏距离。为达上述目的，本发明揭露一种发光组件封装结构。其包括导线架、发光组件、复 数条导线以及封装胶体。发光组件设置于导线架上，且发光组件具有发光面。导线电性连 接发光组件以及导线架，且封装胶体包覆发光组件、导线以及部份导线架。并且，封装胶体 的内部具有气体腔，所述气体腔位于发光组件的发光面的正上方，且该气体腔内包含至少 一种气体。本发明还揭露一种发光组件封装结构的制作方法。首先，提供发光组件结构，其中发光组件结构包含第一封胶部，且第一封胶部的上表面具有凹处。然后，将胶体注入封胶模 具中。接着，将发光组件结构插入封胶模具中，以在胶体与第一封胶部之间形成一个气体 腔，并使胶体包覆第一封胶部。然后，进行烘烤过程，使胶体成型为第二封胶部在第一封胶 部上的结构，以形成所述发光组件封装结构。本发明中，由于发光组件结构的凹处，在封胶过程中在发光组件封装结构中形成 一个气体腔，使发光组件所射出的光线可在气体腔产生部分反射，并借助第二封胶部将穿 透气体腔的光线进行聚焦。因此，不仅增加发光组件封装结构光轴中心的光强度，且其侧边 方向亦有足够光强度的光线射出。
图1为已知应用于圣诞灯的发光组件封装结构剖面示意图；图2为已知发光组件封装结构的发光强度与发光角度关系示意图；图3为本发明第一实施例中发光组件封装结构的剖面示意图；图4为本发明第二实施例中发光组件封装结构的剖面示意图；图5为本发明第一实施例中发光组件封装结构的发光强度与发光角度关系示意 图；图6为本发明发光组件封装结构的制作方法流程示意图；图7至图10为本发明第一实施例中发光组件封装结构的制作方法示意图；图11为本发明第二实施例中发光组件封装结构的制作方法示意图。主要组件符号说明10 发光组件封装结构 12 导线架14 发光组件16 封装胶体18 引脚20 导线22 凹处100发光组件封装结构102导线架104发光组件106 导线108 封装胶体110引脚112主要发光面114透明壳体116气体腔118第一封胶部120第二封胶部122 凹处150发光组件结构152胶体154封胶模具200发光组件封装结构
具体实施例方式请参考图3，图3为本发明第一实施例中发光组件封装结构的剖面示意图。如图 3所示，发光组件封装结构100包括导线架102、发光组件104、复数条导线106，以及封装 胶体108。本实施例的导线架102包括二个引脚110，但本发明的导线架并不限于仅具有 二个引脚，可依实际需求增加引脚数量。所述发光组件104设置于其中一个引脚110上， 且所述发光组件104具有一个主要发光面112位于其上表面。其中，所述发光组件104可为例如发光二极管芯片、发光二极管组件或有机发光二极管组件等各种型式具有发光特 性的组件，而本实施例以发光二极管芯片为例，但不以此为限。并且，各导线106分别电 性连接所述发光组件104与所述各引脚110，使所述发光组件104可通过各引脚110获得 电源供给，进而产生光线。此外，所述封装胶体108包覆所述发光组件104、导线106以 及部份导线架102，以此保护所述发光组件104以及导线106免于外界物体触碰或尘埃 附着而造成损坏。所述封装胶体108为透光固体，不具流动性，其包括至少一种封装材 料，例如玻璃、石英、高透光性树脂、硅胶或上述的组合，或其它适合材料，其中高透光性 树脂包含环氧树脂(印oxy resin)、聚苯乙烯(polystyrene，PS)、丙烯晴-丁二烯-苯乙 烯聚合物(acrylonitrile-butadene-styrene, AB S)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)、压克力(acrylic resin)或上述的任意组合等。
此外，本实施例的发光组件封装结构100另包含一个透明壳体114，设置于所述封 装胶体108的内部，亦即所述封装胶体108包覆整个所述透明壳体114，且透明壳体114位 于发光组件104的主要发光面112的正上方。并且，所述透明壳体114的内部具有一个气 体腔116，且所述气体腔116内包含至少一种气体，例如空气。值得注意的是，由于所述气 体腔116，发光组件104所发出的光线可因透明壳体114的折射率与气体腔116的气体折射 率的差异产生部分反射以及部分折射，使所述发光组件封装结构100的侧边方向及上表面 皆具有光线射出。并且，所述封装胶体的上表面为凸面，例如凹口向下的抛物面或球面等， 可将从所述发光组件封装结构100的上表面射出的光线聚焦射出，以有效改善光轴中心光 强度不足的问题。所述凸面的曲率并不限于抛物面或球面，而可依实际所需的聚焦状况来 做相对应的调整。另外，所述透明壳体114是由透明材料构成，例如玻璃、塑料、石英、高透光性树 月旨、硅胶或上述的组合等。所述透明壳体114更可与所述封装胶体108由相同的材料所构 成，以具有相同的折射率，使光线视所述透明壳体114与封装胶体108为同一介质，但本发 明的透明壳体114亦可根据实际所需的光型而与所述封装胶体108由不同的材料所构成。 值得注意的是，所述透明壳体114与所述封装胶体108的折射率需大于所述气体腔116中 的气体折射率，使光线在所述透明壳体114与所述封装胶体108的接口所述或透明壳体114 与所述气体腔116的接口可产生全反射的现象，以提供足够的反射光线。在本实施例中，所 述透明壳体114为一个圆球壳体，亦即位于所述透明壳体114内的气体腔116为一个圆球 形状。当光线遇到所述透明壳体114时，部分光线会反射朝所述发光组件封装结构100的 侧边方向射出，进而使所述发光组件封装结构100具有侧向光线，而部分光线穿透所述透 明壳体114时，会经过所述封装胶体108的上表面，而受到聚焦。因此，所述发光组件封装 结构100位于光轴的光强度得以提升。但本发明的所述透明壳体114不限于圆球壳状，所 述透明壳体114面对所述发光组件104的表面亦可为圆锥状或为一个凸面。此外，本实施例的所述封装胶体108可包含第一封胶部118以及第二封胶部120， 其中所述第一封胶部118包覆部分导线架102、发光组件104以及导线106，而所述第二封 胶部120包覆部份第一封胶部118，且所述透明壳体114位于所述第一封胶部118与所述第 二封胶部120之间。值得一提，所述第一封胶部118具有一个凹处122，且所述凹处122面 对所述透明壳体114的气体腔116，而所述凹处122的形状可为倒圆锥状，但不限于此形状。 另外，所述第一封胶部118与所述第二封胶部120可由相同的材料构成，以具有相同的折射率，但不限于此，亦可由不同的材料所构成，仅需符合两者的折射率皆大于气体腔116内气 体的折射率。本发明的发光组件封装结构并不限于上述实施例的结构，而亦可不具有透明壳 体。为了方便说明下述实施例与上述实施例的差异，相同组件将使用相同标号，且相同组件 结构的部分将不再赘述。请参考图4，图4为本发明第二实施例中的发光组件封装结构的剖 面示意图。如图4所示，相较于第一实施例，本实施例的发光组件封装结构200并不具有透 明壳体，且本实施例的气体腔116为一个气泡由封装胶体108的第一封装部118的凹处122 与第二封装部120所包覆而成，而所述气体腔116位于所述封装胶体108内部且位于所述 发光组件104的正上方。此外，所述气体腔116面对第一封装部118 —侧的形状与第一封 装部118的凹处形状相同，且所述气体腔116面对第二封装部120—侧的形状则为圆弧面。为了清楚说明本发明发光组件封装结构的功效，以下以第一实施例为范例进行说 明。请参考图5，并与图2进行比较，图5为本发明第一实施例的发光组件封装结构的发光 强度与发光角度关系示意图。如图5所示，本发明的发光组件封装结构在零度的光强度，即 位于光轴中心的光强度约略为4瓦/球面度(W/sr)，相较之下，已知发光组件封装结构在 零度的光强度约略为1. 1瓦/球面度，因此本发明的发光组件封装结构位于光轴中心的光 强度大于已知发光组件封装结构。此外，本发明的发光组件封装结构在发光角度正75度至 90 度与负75度至90度时，所量测到的光强度约略为0. 15瓦/球面度，约略相同于已知发 光组件封装结构的发光角度在正75度至90度与负75度至90度时的光强度(约略为0. 15 瓦/球面度)。由此可知，本发明的发光组件封装结构不仅增加光轴中心的光强度，亦保持 侧边方向所发出光线的光强度，将有助于提升路人观看圣诞树上圣诞灯的距离。此外，本发明还揭露上述发光组件封装结构的制作方法。请参考图6，图6为本发 明发光组件封装结构的制作方法流程示意图。如图6所示，发光组件封装结构的制作方法 流程包含下列步骤步骤SlO 提供发光组件结构，其中发光组件结构包括第一封胶部，且第一封胶部 的上表面具有凹处；步骤S20 将胶体注入封胶模具中；步骤S30 将发光组件结构插入封胶模具中，以于胶体与第一封胶部之间形成一 个气体腔，并使胶体包覆第一封胶部；以及步骤S40 进行烘烤过程，使胶体成型为第二封胶部在第一封胶部上的结构，并且 取下封胶模具，以形成发光组件封装结构。其中，在步骤SlO中，提供发光组件结构的步骤包含下列步骤步骤S102 将发光组件接合于导线架上；步骤S104 将复数条导线连接发光组件与导线架；以及步骤S106 进行封胶过程，以形成第一封胶部包覆发光组件、导线以及部份导线架。为了清楚描述本发明第一实施例的发光组件封装结构的制作方法，请参考图7至 图10，并一并参考图3，且配合图6的流程图。图7至图10为本发明第一实施例的发光组 件封装结构的制作方法示意图。如图7所示，于步骤S102中提供发光组件104以及导线架 102，然后进行固晶接合过程(die bonding process)，将所述发光组件104接合于所述导 线架102上。接着，在步骤S104中进行焊线过程(wire bonding process)，将复数条导线106电性连接所述发光组件104与所述导线架102。之后，如图8所示，在步骤S106中进行封胶过程，以形成第一封胶部118包覆所述 发光组件104、导线106以及部分导线架102，至此即完成发光组件结构150，其中所述第一 封胶部118的上表面具有至少一个凹处122。值得注意的是，本实施例的发光组件结构150 是具有单一发光组件104以及第一封胶部118的结构，但发光组件结构亦可为具有复数个 分别被第一封胶部包覆的发光组件，且各发光组件是设置于导线架上的半成品结构。此外， 发光组件结构150可为一侧射型发光二极管。
然后，如图9所示，将一透明壳体114接合于发光组件结构150的凹处122上，其 中气体腔116位于透明壳体114中，且位于发光组件104的主要发光面112的正上方。接着，如图10所示，在步骤S20中进行另一封胶过程，将胶体152注入封胶模具 154中，并于步骤S30中将具有透明壳体114的发光组件结构150倒立，且插入具有胶体152 的封胶模具154中，以在胶体152与发光组件结构150之间形成一个气体腔116，并使胶体 152包覆透明壳体114以及发光组件结构150的第一封胶部118。值得注意的是，本实施例 在步骤SlO与步骤S20之间先将透明壳体114接合于发光组件结构150的凹处122上，使 位于透明壳体114内的气体腔116得以形成于胶体152与发光组件结构150之间。然后，在步骤S40中进行烘烤过程，使胶体成型为第二封胶部120在发光组件结构 上。最后，取下封胶膜具，以形成第一实施例的发光组件封装结构100，如图3所示。本明的 发光组件封装结构的制作方法并不限于仅制作单颗发光组件封装结构，亦可一次制作复数 个发光组件封装结构，而若制作复数个发光组件封装结构，则须另在取下封装模具后，再进 行切割过程(cutting process)，以形成单颗发光组件封装结构。本发明还揭露第二实施例的发光组件封装结构的制作方法，请参考图11，并请一 并参考图7以及图4，图11为本发明第二实施例的发光组件封装结构的制作方法示意图。 如图6与图7所示，相较于第一实施例的制作方法，本实施例的制作方法中形成发光组件结 构的步骤是与第一实施例的制作方法的步骤SlO相同，因此于此不再赘述。接着，如图10 所示，于步骤S20中进行封胶过程，将胶体152注入封胶模具154中，然后在步骤S30中直 接将具有凹处122的发光组件结构150倒立插入具有胶体152的封胶膜具154中。值得注 意的是，不同于第一实施例形成气体腔116的方法，本实施例中由于第一封胶部118的凹处 122可存留空气于凹处122中，使发光组件结构150在插入胶体152时可在胶体152与发光 组件结构150之间形成一个气体腔116，其中此气体腔116为一个包含空气的气泡。最后， 于步骤S40中进行烘烤过程，使胶体成型为第二封胶部120在发光组件结构上的结构。取 下封胶膜具154，以形成第二实施例的发光组件封装结构200，如图4所示。综上所述，本发明由于二阶段的封胶过程，于发光组件封装结构中形成一个气体 腔，使位于气体腔下方的发光组件所射出的光线会经过气体腔，而有部分光线产生反射，以 具有偏离光轴约略90度的光线射出。并且，本发明将封装结构的上表面制作成凸面，可将 穿透气体腔的光线聚焦在一起，发光组件封装结构位于光轴中心的光强度因而提升。因此， 本发明不仅增加发光组件封装结构光轴中心的光强度，且其侧边方向亦有足够光强度的光 线射出，因而可以改善已知发光组件封装结构光强度不足的问题。以上所述仅为本发明之较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与 修饰，皆应属本发明之涵盖范围。
权利要求
一种发光组件封装结构，其特征在于，包括导线架；发光组件，设置于所述导线架上，且所述发光组件具有主要发光面；复数条导线，电性连接所述发光组件以及所述导线架；和封装胶体，包覆所述发光组件、所述导线以及部份所述导线架，所述封装胶体的内部具有气体腔，所述气体腔位于所述发光组件的主要发光面的正上方，所述气体腔内包含至少一种气体。
2.如权利要求1所述的发光组件封装结构，其特征在于，还包括一个透明壳体，所述透 明壳体设置于所述封装胶体内部，所述气体腔位于所述透明壳体内部。
3.如权利要求1所述的发光组件封装结构，其特征在于，所述封装胶体包括第一封胶 部和第二封胶部，所述第二封胶部包覆部分第一封胶部，所述气体腔位于所述第一封胶部 与所述第二封胶部之间。
4.如权利要求3所述的发光组件封装结构，其特征在于，所述第一封胶部具有一个凹 处，所述凹处面对所述气体腔。
5.如权利要求1所述的发光组件封装结构，其特征在于，所述封装胶体的折射率大于 所述气体的折射率。
6.如权利要求1所述的发光组件封装结构，其特征在于，所述封装胶体的上表面为凸面。
7.一种发光组件封装结构的制作方法，其特征在于，包括提供发光组件结构，所述发光组件结构包括第一封胶部，且所述第一封胶部的上表面 具有一个凹处；将胶体注入封胶模具中；将所述发光组件结构插入所述封胶模具中，在所述胶体与所述第一封胶部之间形成气 体腔，并使所述胶体包覆所述第一封胶部；和进行烘烤过程，使所述胶体成型为第二封胶部在所述第一封胶部外的结构，形成所述 发光组件封装结构。
8.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于，在将所述发光组件结构插入所述封胶 模具中的步骤前，另包括将透明壳体接合于所述发光组件结构的所述凹处上。
9.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述气体腔位于所述透明壳体中。
10.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述提供发光组件结构的步骤包括 将至少一个发光组件接合于导线架上；将复数条导线电性连接所述发光组件与所述导线架；以及进行封胶过程，形成所述第一封胶部包覆所述发光组件、所述导线以及部份所述导线架。
全文摘要
本发明涉及一种发光组件封装结构，其包括导线架、设置于导线架上的发光组件、复数条电性连接发光组件与导线架的导线，以及包覆发光组件、导线以及部份导线架的封装胶体。封装胶体的内部具有气体腔，所述气体腔位于发光组件的正上方，且气体腔内包含至少一种气体。本发明中，在封胶过程中在发光组件封装结构中形成一个气体腔，使发光组件所射出的光线可在气体腔产生部分反射，并借助第二封胶部将穿透气体腔的光线进行聚焦。不仅增加发光组件封装结构光轴中心的光强度，且其侧边方向亦有足够光强度的光线射出，提升了圣诞灯饰的欣赏距离。
文档编号F21V23/06GK101813300SQ20091011804
公开日2010年8月25日 申请日期2009年2月19日 优先权日2009年2月19日
发明者徐志宏, 许嘉芸, 陈盈仲 申请人:亿光电子工业股份有限公司