专利名称：发光元件的封装结构及其光源装置的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种发光元件的封装结构及其光源装置，特别是有关于一 种导热和导电功能分层的发光元件的封装结构及其光源装置。
背景技术：
参照图l，其绘示现有技术的发光二极管的封装结构图。发光二极管108，借由银胶109贴附在导线架(lead frame) 102上，再借 由打线连接的方式，以导线110电性连接到导线架102的内引脚102a。最后， 利用透明封胶材料112包覆发光二极管108、导线110，并曝露出导线架102 的一个表面。这样的封装结构，其导电功能是经由导线110、导线架102的内引脚102a、 外引脚102b而达成。其导热功能是经由发光二极管108的底部，经由银胶109、 导线架102而达成。导电和导热都通过导线架102，又，主要的导热的面积局 限在发光二极管108正下方的导线架部份，这会导致散热效果不佳。发明内容为了解决上述现有的问题点，本发明的目的之一在于提供一种发光元件的 封装结构及其光源装置。本发明提供一种发光元件的封装结构，其包括具有第一表面及第二表面 的导热层；位于导热层的第一表面的介电层，其具有曝露出导热层的开口'，位 于介电层上远离导热层的一侧的二个电极；置于开口中，且承载于导热层的第 一表面的发光元件，其电性耦接至二个电极；以及透明封胶层，其包覆发光元 件、导热层及二个电极，并曝露出部分的二个电极，和导热层的第二表面。本发明另提供一种发光元件的封装结构，包括具有第一表面及第二表面 的导热层；位于导热层的第一表面的介电层，其具有曝露出导热层的多个幵口；位于介电层上远离导热层的一侧的多个连接垫；多个发光元件，分别置于开口 中，且承载于导热层的第一表面，并电性耦接至连接垫；二个电极，位于介电 层上远离导热层的一侧，且分别位于连接垫的最外两侧，此二个电极包括接电 压电极及接地电极，其呈长条状，且并联连接发光元件；以及透明封胶层，包 覆发光元件、导热层、连接垫、及二个电极，并曝露出部分的二个电极，和导 热层的第二表面。上述的发光元件的封装结构中，发光元件也可通过连接垫彼此串联，再通 过电极彼此并联。本发明还提供一种光源装置，其包括构成光源装置的外形的造型体； 以及至少一个上述的发光元件，贴附在造型体的表面。在本发明中，借由分层来执行导热和导电功能，便不会影响发光元件的特 性，且将整个发光元件的封装结构贴附在整片金属上，可以提高散热效能。
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发 明的具体实施方式
作详细说明，其中图1绘示现有的发光二极管的封装结构。图2 图6绘示依照本发明第一实施例的发光元件的封装流程图。 图7绘示图6的俯视图(省略了透明封胶层)。 图8绘示依照本发明第二实施例的发光元件的封装结构图。 图9绘示依照本发明第三实施例的发光元件的封装结构图。 图IO绘示依照本发明第四实施例的发光元件的封装结构图。 图11绘示图10的封装结构裁切后的单颗发光元件的封装结构的剖视图 (省略了限流电阻)。图12绘示图11的俯视图。图13、图14绘示依照本发明各实施例的变化例的发光元件的封装结构的 剖视图(省略了限流电阻)。图15绘示依照本发明第五实施例的光源装置的示意图。 图16绘示依照本发明第六实施例的光源装置的示意图。
具体实施方式
第一实施例参照图2~图6，其绘示依照本发明第一实施例的发光元件的封装流程图。 首先，参照图2，提供导热层202，较佳的是具有可挠性的导热层，例如为金属层，其具有第一表面202a及第二表面202b。接着，于导热层202的第一表面202a形成介电层204。参照图3，在介电层204上远离导热层202的一侧，形成一图案化导电层206。图案化导电层206具有多个连接垫206a、多个导线206b及二个电极206c (参照图7) 。 二个电极206c分别位于连接垫206b的最外两侧，呈长条状，一个作为接电压电极，另一个作为接地电极。导线206b将连接垫206a电性耦接至电极206c。参照图4，在介电层204上形成多个曝露出导热层202的开口 204a。 参照图5，把多个发光元件208，例如为发光二极管，分别置于开口 204a 中，并借由导热胶209，例如为银胶，承载于导热层202的第一表面202a。借 由多个导线210，例如为打线方式的导线，把发光元件208电性耦接至连接垫 206a。参照图6，利用透明封胶层212，包覆发光元件208、导热层202、连接垫206a、及二个电极206c，并各曝露出二个电极206c的一部份，和导热层202的第二表面202b。至此完成了发光元件的封装结构。再请参照图7，其绘示图6的封装结构俯视图(省略了透明封胶层212)。 从图7可清楚看出连接垫206a、导线206b、电极206c之间的耦接关系。电极206c是以并联连接的方式电性耦接发光元件208。具体而言，发光元件208通过连接垫206a彼此串联，再通过电极206c彼此并联。第二实施例请参照图8，其绘示依照本发明第二实施例的发光元件的封装结构图(省 略了透明封胶层212)。在各图中，相同的符号代表相同的元件，于此不再赘 述。第二实施例与第一实施例不同的是，在第二实施例中增加了限流电阻3M。 多个限流电阻314，耦接于接地电极206c (二个电极206c之中的一个作为接地 电极)与发光元件208之间。当然，这个限流电阻314，可视需要而设计，也可不使用限流电阻。第三实施例请参照图9，其绘示依照本发明第三实施例的发光元件的封装结构图(省 略了透明封胶层212)。在各图中，相同的符号代表相同的元件，在此不再赘 述。第三实施例与第二实施例不同的是，电性连接的方式。在图9中，各发光 元件208是与限流电阻314串联连接，再通过电极206c彼此并联连接，发光元 件208之间并没有串联连接。当然，发光元件208和发光元件208之间的电性耦接方式是要先串联后并 联，或是一律并联，或是串、并联的组合，都可视所需的电路特性来设计，在 此仅为举例，并非用以限定其连接方式。在第一实施例到第三实施例中的发光元件的封装结构中，使用者可视需要裁切一段封装结构(要裁切的列数可视需要而决定)，就可得到所需的、已封 装好的、排列成阵列的发光元件，例如排列为N列(row) x M行(column)， N与M为整数，两者可相等，可不相等。又，依照本发明精神可知，发光元件也不一定要排列成对齐的阵列，可以 依照电路需求、造型需求而排成图案或文字都可以，可以有多种的变化。第四实施例参照图10，其绘示依照本发明第四实施例的发光元件的封装结构的俯视图 (省略了透明封胶层212)。在各图中，相同的符号代表相同的元件，在此不 再赘述。第四实施例与上述第一实施例 第三实施例的不同点在于，第一实施例 第 三实施例在裁切后皆为多颗发光元件的封结构，第四实施例裁切后可为多颗发光元件的封装结构，也可为单颗发光元件的封装结构。如果要获得单颗发光元件的封装结构，可采用如图10所示的配置方式，其发光元件208呈N列(row) xl行(column)的配置方式。 一个发光元件 208借由连接垫206a串联至限流电阻314之后，再借由电极206c彼此并联。 将图IO的发光元件的封装结构，对齐长条状的电极206c，依列(row)来裁切 整个封装结构便可得到单颗发光元件的封装结构。当然，如之前的实施例所述一样，限流电阻不一定必需。再参照图11、图12，其中图11绘示由图10裁切一段封装结构(裁切一 列)而得到的单颗发光元件的封装结构的剖视图(省略了限流电阻)；图12 则绘示图ll的俯视图，图12中虚线代表透明封胶层的边界。在各图中，相同 的符号代表相同的元件，在此不再赘述。得到的单颗发光元件的封装结构，包括导热层202、介电层204、 二个 电极206c、发光元件208、透明封胶层212。其中，导热层202，具有第一表面202a及第二表面202b。介电层204，位 于导热层202的第一表面202a，且介电层204具有曝露出导热层202的开口 204a。二个电极206c，位于介电层204上远离导热层202的一侧。发光元件208， 置于开口 204a中，且承载于导热层202的第一表面202a，并电性耦接至二电 极206c。透明封胶层212，包覆发光元件208、导热层202及二个电极206c，并曝 露出二个电极206c的一部分，和导热层202的第二表面202b。在上述第一实施例到第四实施例中，借由分层来执行导热和导电功能，便 不会影响发光元件的特性。且因为导电层在上，导热层在下，将整个发光元件 的封装结构贴附在整片金属上，也不会有短路的问题，甚至还可以提高散热效 能。又，借由可视需要的电路特性，适当地配置发光元件的串、并联方式。再 借由裁切一段封装结构(要裁切的列数可视需要而决定)，便可获得所需的发 光元件的阵列形态，自动化程度高。上述实施例中的发光元件虽以发光二极管为例，但依本发明精神可知，本 发明并不限定于发光二极管，任何利用电来产生光的元件，都可代替上述发光 二极管，作为上述发光元件。变化例在上述各实施例中，绘示出的透明封胶层212虽具有外凸表面，但并不限 定于此，依照本发明的精神，透明封胶层212也可以具有内凹的表面，使光线 内聚造成不同的发光效果。也就是说，把透明封胶212做出外凸或内凹表面， 就能具有不同的发光效果，也能产生不同的造型设计感。以下参照图13、图14说明依照本发明实施例的变化例。在各图中，相同 的符号代表相同的元件，在此不再赘述。为了使透明封胶层212的表面形状更有变化，可以在导电层206上形成透 明封胶层212之前，先形成一个围坝(dam)320，材料不限，透明或不透明皆可。围坝320基本上是呈环状，可为三角形、方形(矩形)、多边形、圆形、椭 圆形等任意形状，只要是周围密封，能够围住之后填入的透明封胶层212，使 透明封胶层212不会外溢，并且露出最靠外的局部的导电层206作为电极206c 即可。在形成围坝320之后，填入透明封胶层212，利用围坝320和透明封胶层 212之间的附着力，形成内凹表面320a。在上述各实施例及变化例中，借由采用具可挠性的导热层，可使整个封装 结构呈可挠形态。又，因为巻曲的曲率正比于(1/厚度)，所以再借由把可挠 性导热层的厚度做得更薄些，例如达50微米，便能做更大幅度地巻曲。因此， 上述结构可视需要而巻曲、弯曲，便可贴附在不同的造型体上，以形成不同造 型的光源装置。又，借由透明封胶层的外凸表面或内凹表面，可做出不同的发 光效果。以下介绍本发明应用于光源装置的实施例。 第五实施例参照图15，其绘示依照本发明第五实施例的一种光源装置。在各图中，相 同的符号代表相同的元件，于此不再赘述。造型体400，构成光源装置的外形，可为平面形状或是立体形状，图15是 以平板为例。把上述第一实施例到第四实施例的发光元件的封装结构中，任一 种或其组合，贴附到造型体400的表面。借此，便可构成具有不同造型的光源 装置。具体而言，例如造型体400的大小需要5列x4行的发光元件，则可将上 述第一实施例 第三实施例中的封装结构，做成一列有4个发光元件的阵列， 再从电极206c裁切5列的大小， 一次裁剪而成，贴附到造型体400上。再将两 个电极206c， 一个作为接电压电极连接到适当电压源VCC， 一个作为接地电 极，连接到接地端GND，其接线配置简化。当然，也可以依电路设计的需要或是造型的需求，而不采用一次裁剪，而 多次裁剪再贴附，例如裁剪成2x4和3x4再贴附。又，如果造型较为复杂，例如制作艺术品或者是特殊图案(平面或立体均 可)等，也可利用多个第四实施例的单颗发光元件的封装结构， 一颗颗贴附到 造型体的表面上。第六实施例参照图16，其绘示依照本发明第六实施例的一种光源装置。 第六实施例与第五实施例的不同点在于，第六实施例的造型体500呈立体 形状。由上述第五实施例及第六实施例可知，可视造型体的不同，裁剪出具有不同阵列配置的发光元件的封装结构，再将之组合，便可构成各式各样的光源装置，其造型组合可容易地变化。又，若上述造型体为金属或具金属表面的话，则可进一步提高散热效能。 虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
权利要求
1.一种发光元件的封装结构，其特征在于，包括一导热层，具有一第一表面及一第二表面；一介电层，位于该导热层的该第一表面，且该介电层具有曝露出该导热层的一开口；二个电极，位于该介电层上远离该导热层的一侧；一发光元件，置于该开口中，且承载于该导热层的该第一表面，并电性耦接至该二电极；以及一透明封胶层，包覆该发光元件、该导热层及该二个电极，并曝露出部分的该二个电极，和该导热层的该第二表面。
2. 如权利要求1所述的发光元件的封装结构，其特征在于，该导热层包
3. 如权利要求1所述的发光元件的封装结构，其特征在于，该发光元件 包括发光二极管。
4. 如权利要求1所述的发光元件的封装结构，其特征在于，还包括多条 导线，电性耦接该发光元件与该二个电极。
5. 如权利要求1所述的发光元件的封装结构，其特征在于，还包括一限 流电阻，耦接于该发光元件与该二个电极的其中一个电极之间。
6. 如权利要求1所述的发光元件的封装结构，其特征在于，还包括一围 坝结构，位于该二个电极上，包围住该透明封胶层，并露出该二个电极靠外侧 的部分。
7. 如权利要求1所述的发光元件的封装结构，其特征在于，该透明封胶 层具有一内凹表面。
8. 如权利要求1所述的发光元件的封装结构，其特征在于，还包括一导 热胶，介于该发光元件与该导热层之间。
9. 如权利要求8所述的发光元件的封装结构，其特征在于，该导热胶包括银胶。
10. —种发光元件的封装结构，其特征在于包括一导热层，具有一第一表面及一第二表面；一介电层，位于该导热层的该第一表面，且该介电层具有曝露出该导热层 的多个开口；多个连接垫，位于该介电层上远离该导热层的一侧；多个发光元件，分别置于该些开口中，且承载于该导热层的第一表面，并 电性耦接至该些连接垫；二个电极，位于该介电层上远离该导热层的一侧，且分别位于该些连接垫 的最外两侧，该二个电极包括一接电压电极及一接地电极，呈长条状，并联连 接该些发光元件；以及一透明封胶层，包覆该些发光元件、该导热层、该些连接垫、及该二个电 极，并曝露出部分的该二个电极，和该导热层的第二表面。
11. 如权利要求IO所述的发光元件的封装结构，其特征在于，该导热层 具有可挠性。
12. 如权利要求IO所述的发光元件的封装结构，其特征在于，该导热层 包括金属层。
13. 如权利要求IO所述的发光元件的封装结构，其特征在于，该些发光元件包括发光二极管。
14. 如权利要求IO所述的发光元件的封装结构，其特征在于，还包括多 条导线，电性耦接该些发光元件与该些连接垫，并电性耦接该些连接垫与该二 个电极。
15. 如权利要求IO所述的发光元件的封装结构，其特征在于，还包括多 个限流电阻，耦接于该接地电极与该些发光元件之间。
16. 如权利要求IO所述的发光元件的封装结构，其特征在于，还包括一 围坝结构，位于该二个电极上，包围住该透明封胶层，并露出该二个电极靠外 侧的部分。
17. 如权利要求IO所述的发光元件的封装结构，其特征在于，该透明封胶层具有一内凹表面。
18. 如权利要求10所述的发光元件的封装结构，其特征在于，还包括一 导热胶，介于该些发光元件与该导热层之间。该导热胶 该些发光 该导热层 该些发光 还包括多
19. 如权利要求18所述的发光元件的封装结构，其特征在于 包括银胶。
20. 如权利要求IO所述的发光元件的封装结构，其特征在于 元件通过该些连接垫彼此串联，再通过该些电极彼此并联。
21. 如权利要求20所述的发光元件的封装结构，其特征在于 包括金属层。
22. 如权利要求20所述的发光元件的封装结构，其特征在于 元件包括发光二极管。
23. 如权利要求20所述的发光元件的封装结构，其特征在于 条导线，电性耦接该些发光元件与该些连接垫，并电性耦接该些连接垫与该二 个电极。
24. 如权利要求20所述的发光元件的封装结构，其特征在于，还包括多 个限流电阻，耦接于该接地电极与该些发光元件之间。
25. 如权利要求20所述的发光元件的封装结构 围坝结构，位于该二个电极上，包围住该透明封胶层 侧的部分。
26. 如权利要求20所述的发光元件的封装结构，其特征在于，该透明封胶层具有一内凹表面。
27. 如权利要求20所述的发光元件的封装结构，其特征在于，还包括一导热胶，介于该些发光元件与该导热层之间。
28. 如权利要求27所述的发光元件的封装结构，其特征在于，该导热胶 包括银胶。
29. —种光源装置，其特征在于，包括 一造型体，构成该光源装置的外形；以及至少一个如权利要求1所述的发光元件，贴附在该造型体的表面。
30. 如权利要求29所述的光源装置，其特征在于，该造型体为一平板。
31. 如权利要求29所述的光源装置，其特征在于，该造型体为一立体形状。
32. 如权利要求29所述的光源装置，其特征在于，该造型体的材质包括其特征在于，还包括一 并露出该二个电极靠外金属。
33. —种光源装置，其特征在于，包括 一造型体，构成该光源装置的外形；以及 如权利要求IO所述的发光元件，贴附在该造型体的表面。
34. 如权利要求33所述的光源装置，其特征在于，该造型体为一平板。
35. 如权利要求33所述的光源装置，其特征在于，该造型体为一立体形状。
36. 如权利要求33所述的光源装置，其特征在于，该造型体的材质包括 金属。
37. —种光源装置，其特征在于，包括 一造型体，构成该光源装置的外形；以及 如权利要求20所述的发光元件，贴附在该造型体的表面。
38. 如权利要求37所述的光源装置，其特征在于，该造型体为一平板。
39. 如权利要求37所述的光源装置，其特征在于，该造型体为一立体形状。
40. 如权利要求37所述的光源装置，其特征在于，该造型体的材质包括 金属。
全文摘要
本发明公开了一种发光元件的封装结构，包括具有第一表面及第二表面的导热层、位于导热层的第一表面，且具有暴露出导热层的开口的介电层、位于介电层上远离导热层的一侧的二个电极、发光元件及透明封胶层。发光元件，置于开口中，且承载于导热层的第一表面，并电性耦接至二个电极。透明封胶层，包覆发光元件、导热层及二个电极，并暴露出部分的二个电极，和导热层的第二表面。
文档编号H01L23/28GK101325233SQ200710111988
公开日2008年12月17日 申请日期2007年6月15日 优先权日2007年6月15日
发明者白金泉, 黄志恭 申请人:白金泉;黄志恭;朱怡英