专利名称：发光二级管多层模块封装方法及其结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光二级管，特别涉及一种发光二级管多层模块封装 方法及其结构
背景技术：
现今传统照明灯具存在许多问题，例如白炽灯泡虽便宜，但白炽灯 泡有发光效率低、高耗电、寿命短、易碎等缺点。而日光灯虽很省电，但 曰光灯的废弃物有汞污染、易碎寿命短等问题。相对而言，符合各国节能
环保安全标准的发光二极管(LED)、冷光光源等产品就产生出相对的优势，
其特性及优点在于寿命长、低耗电量、光颜色纯、高防震性、安全不易 碎、无污染及小型化可封装等等。
虽然有上述多种优势，但是受到发光二极管(LED)发光效率的限制， 上述发光二极管(LED)光源产品仍不足以完全应用在人类生活之各种产品 之中，图1和图2为常用的发光二极管LED芯片结构示意图，其基板IO 上整齐排列安装有多个发光光源芯片ll，且发光光源芯片11利用金线12 与电路连接，在基板10周边绕设有框13，该框13内最后会填覆透明硅 胶14，并且在透明硅胶14表面涂布荧光层15。这个常用的设计作为发光 光源产品的问题在于
第一，目前市场上出现产品多是在一个电路基板10上安装多个发光 光源芯片ll，由于各发光光源芯片ll朝向不同方向与角度发出光线，故其朝电路基板10方向与框13方向发出的光线无效果，进而让一般发光二 极管(LED)光源产品出现发光率过低、温度过高、且会产生多个光影的问 题；虽然这种设计仍能组合出类似传统灯泡等照明光度，但是无效光线的 能源浪费与温度过高及光影重迭的缺点却是令人无法忽视的问题;故全球 光源设备相关厂商和研究单位不断的积极研究，力求寻找可以充份发挥光 源所有光线能量的设计。
第二，常用的电路基板10上会使用透明硅胶14涂层定位、保护发光 光源芯片11，但是在填涂透明硅胶14时，透明硅胶14液态时会相对框 13产生毛细现象(Capillarity)，故凝固后的透明硅胶14表面会在中央 呈凹陷状，并且造成随后涂布的荧光层15内的荧光粒子也集中于中央， 形成成品的发光效果不平均，且不平均的散布反射将会产生更多的无效光 线。
第三，常用的线12(金线)、基板10及周边的框13都会受到发光光 源芯片11的光线照射，但是线12(金线)不仅会产生不良光影，且基板10 及框13的接缝凹陷处也会吸收光线，再度形成光线的浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种发光二级管多层模块封装方法， 该方法能生产出无重影、高亮度与高散热效能、低耗损及光均匀的发光二 极管模块。
为解决上述技术问题，本发明发光二极管多层模块封装方法的基本流 程为
1.在基板上制印刷电路层在该印刷电路层上制作交错配设的多个节点；
2. 制框及凸出斜墩在基板周围固定一白色框(胶合)，且在该框内 壁底缘绕设有凸出斜墩，并于框内壁上喷涂反光白漆再烘干；
3. 制凸出反射微结构点在印刷电路层表面制作多个半圆形的凸出 反射微结构点，且各个反射微结构点相对应配置在多个节点之间，并且烘 烤固定；
4. 定位芯片及打线在该印刷电路层上烘烤固定芯片(发光二极管 的芯片)，再进行打线(焊接金线)；
5. 喷漆并在芯片除外的各组件表面上精密喷涂反光漆；
6. 点胶在该框中填入硅胶与扩散粉混合的硅胶扩散层，并且烘干
固定；
7. 布荧光胶层并将荧光粉与硅胶均匀搅拌成荧光胶层后，将荧光 胶层覆盖在硅胶扩散层的表面上。
藉此，本发明的发光二极管能反射无效光线进而提升发光效率，而且 荧光胶层平整、无效光线较少又无重迭光影的优点更能强化本发明的效 率。
上述方法中第二步制框及凸出斜墩步骤和第三步制凸出反射微结构 点步骤，并不一定限定先后顺序，也可以是先进行制凸出反射微结构点后 再制框或凸出斜墩。
藉此，本发明将芯片发出的光有效反射，提升发光效率，而且芯片的 结构排列设计，可减少彼此的照射增温(防止衰变)，有效降低温度与无效 光线的产生。上述印刷电路层表面制作的反射微结构点可以是采用具折射作用的形状，例如半圆形、锥形、斜面块状、柱状或三角块状，且各个反射微结构点同样会发挥无效光线的折射功能。
上述发光二极管多层模块封装方法为各项技术的整合，若是仅采用制凸出反射微结构点及反光漆技术的本发明基本流程为
1. 在基板上制印刷电路层在该印刷电路层上制作多个节点；
2. 制凸出反射微结构点在印刷电路层表面制作多数半圆形之凸出反射微结构点，且各个反射微结构点相对应配置在多数节点之间，并且烘烤固定；
3. 定位芯片及打线在印刷电路层上定位芯片(发光二极管的芯片)及打线(焊接金线)，并且烘烤固定；
4. 喷漆并于芯片除外的各组件表面上精密喷涂反光漆；
5. 封装固定。
上述发光二极管多层模块封装方法为各项技术的整合，若是仅采用制凸出反射微结构点及斜墩技术的本发明基本流程为
1. 在基板上制印刷电路层在该印刷电路层上制作的多个节点；
2. 制凸出反射微结构点在印刷电路层表面制作多数半圆形的凸出反射微结构点，且各个反射微结构点相对应配置在多个节点之间，并且烘烤固定；
3. 制框及凸出斜墩在基板周围固定一白色框(胶合)，且在该框内壁底缘绕设有凸出斜墩；
4. 定位芯片及打线在该印刷电路层上定位芯片(发光二极管的芯片)及打线(焊接金线)，并且烘烤固定；
5.点胶封装固定或布荧光胶层在该树脂的表面上。配合上述方法，本发明的独特结构、效果的说明如下该基板的印刷电路层上制作交错配设的多个节点，且多个半圆形的凸出反射微结构点同样是交错配置在多个节点之间，利用上述设计让芯片呈现交错配置，不会产生光线的过度遮蔽，再配合凸出反射微结构点将芯片朝向彼此的光线折射利用。
该框定位在该基板周围，且为白色，特别是利用精密喷漆技术在各组件表面上精密喷涂反光漆，仅避免喷布影响芯片；喷涂反光漆仅为本发明制作反光层的一种手段，并非仅限于喷涂漆料的技术，其它例如反光金属溅镀或反光材料表面淀积技术都可以制作本发明的反光层；藉此，本发明的各个芯片产出的光线不会被金线、框或基板吸收，而是再次被有效的反射利用。
该框内壁底缘绕设有凸出斜墩，此凸出斜墩的截面可以是矩形、三角形或具弧面的几何形状，且其利用精密点胶机具有让胶延着框内壁上缘附着后滑落的特点，藉由此凸出斜墩可以破坏点胶步骤时的毛细现象(Capillarity)，使硅胶扩散层胶面不会受到毛细现象(Capillarity)影响而呈凹陷状，故本发明随后涂布的荧光胶层可以平整，其内的荧光粒子也不会集中于中央，有效增进成品的发光均匀度。
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明图1为常用的发光二极管模块结构侧视图；图2为常用的发光二极管模块结构俯视图；图3为本发明实施例流程步骤图；图4为本发明在基板上制印刷电路层示意图:图5为本发明制框及凸出斜墩示意图；图6为本发明凸出斜墩截面示意图；图7为本发明另一形状凸出斜墩截面示意图;图8为本发明制凸出反射微结构点示意图；图9为本发明定位芯片及打线示意图；图IO为本发明喷漆示意图；图ll为本发明点胶示意图；图12为本发明布荧光胶层示意图。主要组件符号说明
《常用》
基板10线12
透明硅胶14
《本发明》
基板20节点211框30斜面311反射微结构点40
芯片ll
框13
荧光层15
印刷电路层21
凸出斜墩31芯片50 线51
反光漆A
硅胶扩散层60 荧光胶层6具体实施例方式
下面根据图3本发明的流程图详细说明本发明的发光二极管多层模块封装方法，包括以下步骤
1. 在基板上制印刷电路层(见图4):首先在一基板20上制作一层印刷电路层21，并且在该印刷电路层21上制作交错配设有多个节点211;
2. 制框及凸出斜墩(见图5):在该基板20表面周围固定一凸出的白色方框30，且白色方框30采用胶合固定于基板20，且利用精密点胶机具让胶延着该框30的内壁上缘附着后滑落底面，进而形成在该框30内壁底缘绕设的凸出斜墩31，该凸出斜墩31具有朝外扩张的斜面311 (图6为三角形截面的凸出斜墩31 、图7为矩形截面的凸出斜墩31);
3. 制凸出反射微结构点(见图8):在该印刷电路层21表面点胶制作多个半圆形的凸出反射微结构点40，且各个反射微结构点40相对应配置在该印刷电路层21表面的多个节点211之间，随后再以烘烤方式固定凸出反射微结构点40;
4. 定位芯片及打线(见图9):在该印刷电路层21上定位发光二极管的芯片50，再以打线机具将金线51焊接于印刷电路层21上，并且烘烤固定；
5. 喷漆(见图10):在前述各组件(基板20、线51、节点211)表面上精密喷涂反光漆A ，且利用精密喷涂机确保芯片50不会被喷布；6. 点胶(见图11):在该基板20周围框30内填入硅胶与扩散粉混合
的硅胶扩散层60(常称点胶)，让硅胶扩散层60覆盖或平齐于该凸出斜墩31，利用凸出斜墩31的扩张斜面311弱化硅胶扩散层60的毛细现象，并且在平整的状态下进行烘烤固定；
7. 布荧光胶层(见图12):将荧光粉与硅胶均匀搅拌成荧光胶层61后，涂布均匀荧光胶层61覆盖于该硅胶扩散层60的表面之上。
藉此，本发明的发光二极管多层模组能充分反射芯片50之间的无效光线，进而提升发光效率；且上述荧光胶层61平整而无粒子集聚问题，更加提升本发明的出光均匀度。
上述发光二极管多层模块封装方法为各项技术的整合，若是仅采用制凸出反射微结构点及反光漆技术时，本发明的方法步骤基本流程如下
1. 在基板上制印刷电路层；
2. 制凸出反射微结构点；
3. 定位芯片及打线
4. 喷漆；
5. 封装固定(一般常见的封装固定方式)。
上述发光二极管多层模块封装方法为各项技术的整合，若是仅采用制凸出反射微结构点及斜墩技术的本发明基本流程如下
1. 在基板上制印刷电路层；
2. 制凸出反射微结构点；
3. 制框及凸出斜墩；
4. 定位芯片及打线；6. 布荧光胶层。
本发明的多个半圆形的凸出反射微结构点40配置在多个芯片50之 间，再配合凸出反射微结构点40将芯片50朝向彼此的光线折射再利用， 降低无效光线的比率、增强芯片50光线的利用率；
为加强前述凸出反射微结构点40折射无效光线的效果，本发明另创 新设计以下独特的结构设计，以下技术不仅可以独自配合凸出反射微结构 点40，也可以整合实施在同一产品内
其一，基板20的印刷电路层21上制作交错配设的多个节点211，利 用上述设计让芯片50定位后也呈现交错配置，而各芯片50、金线51都 不会重迭形成光线的过度遮蔽，且配合多个的凸出反射微结构点40同样 是交错配置在多个节点之间，藉此，本发明可以确保此实施例的光线会被 充分的折射再利用。
其二，该基板20上若制作有框30时，框30定位于该基板20周围， 且框30可选用白色(全反射色彩)，并利用精密喷漆技术在印刷电路层21 、 金线51、接缝及凸出反射微结构点40上精密喷涂反光漆A，仅避免喷布 影响该芯片50。藉此，本发明的各个芯片50产出的光线不会被印刷电路 层21、金线51、接缝及凸出反射微结构点40吸收，而是再次被反光漆A (例如白色漆料)有效的反射利用。
其三，该框30内壁底缘绕设有凸出斜墩31，此凸出斜墩31的截面 可以是矩形(见图7)、三角形(见图6)或具弧面的几何形状，且其是利用 精密点胶机具让胶延着框内壁上缘附着后滑落而成，藉由此凸出斜墩31可以破坏点胶时硅胶扩散层60周缘的毛细现象(Capillarity)，使硅胶扩 散层60表面不会受到毛细现象(C即illarity)影响而呈凹陷状。藉此，本 发明硅胶扩散层60表面平整，随后涂布的荧光胶层61也可以平整涂布， 其内的荧光粒子将不会集中于中央，有效增进成品的光线折射均匀度。
另外，上述均匀荧光胶层61可转换芯片50所发出的有色光成为白光， 且可以依照设计需求在其上另设置一光学透镜(这为现有技术)。
上面所讲的本发明的各种实施例中，均匀荧光胶层可以利用真空吸入 制膜法、粉剂高压高温压制法、喷墨式或涂布等方法制成。框与基板之间 也可采用胶合或一体成形方式结合。凸出反射微结构点的反光层可以是采 喷涂反光漆、反光金属溅镀或反光材料表面沈积技术制作而成。另外，该 凸出反射微结构点的成型位置可以在任何一个发光光源周侧或两个发光 光源之间，都能发挥折射水平方向无效光线的效果。最后，该折射凸部的 的形状可以是一般折射设计常见的半圆型、圆锥型、方块型、水滴型等设 计，都能依照设计发挥各种需求下的折射变化。
最重要的是，本发明设计的结构另一特征，其点胶是在基板20周围 框30内填入硅胶与扩散粉混合的硅胶扩散层60(常称点胶)；而在布荧光 胶层步骤则将荧光粉与硅胶均匀搅拌成荧光胶层61后，涂布均匀荧光胶 层61覆盖在该硅胶扩散层60的表面之上；藉此，本发明硅胶与扩散粉混 合的硅胶扩散层60 (第一层)凝固后，再将另一款硅胶与荧光粉均匀搅拌 后的荧光胶层61均匀涂布在硅胶扩散层60之上(第二层)；本发明的发光 二极管模块能先运用硅胶扩散层60扩散光线将芯片发光，由点发光变为 面发光，使出光面均匀不会产生多点光影，再以荧光胶层61将光转为白光而提升发光效率。
综上所述，本发明的发光二极管多层模块封装方法及其结构，是在基 板上配设具交错节点的印刷电路层，且在基板周围制作有框，该框内壁底 缘绕设有凸出斜墩，另在印刷电路层表面制作多个凸出反射微结构点，在 印刷电路层上定位芯片及打线，并在芯片除外的表面上精密喷涂反光漆， 而在框中填入硅胶扩散层(点胶)，并涂布均匀荧光胶层覆盖于硅胶扩散层
之上。藉此，本发明的发光二极管能反射原来的无效光线而提升发光效率， 且荧光胶层平整出光面均匀、无效光线较少不会产生多点光影的优点，更 能强化本发明的效率。
权利要求
1、一种发光二极管模块封装方法，其特征在于在基板上制印刷电路层；且在印刷电路层表面制作多个反射微结构点，各个反射微结构点相对应配置在多个节点之间；在所述印刷电路层上定位芯片及打线，并且封装固定。
2、 按照权利要求1所述的发光二极管模块封装方法，其特征在于 还包含以下步骤在基板上制印刷电路层，在所述印刷电路层上制作交错配设的多个节点；制框，在基板周围固定一框；制凸出反射微结构点，随后烘烤固定；定位芯片及打线，芯片呈现交错配置，随后烘烤固定；点胶，在所述框中填入硅胶扩散层，并且烘烤固定；布荧光胶层，并涂布均匀荧光胶层覆盖在所述硅胶扩散层的表面之上。
3、 按照权利要求1所述的发光二极管模块封装方法，其特征在于 还包含一喷漆步骤，在所述各组件表面上精密喷涂反光漆，且喷布区域排 除所述芯片。
4、 按照权利要求3所述的发光二极管模块封装方法，其特征在于 所述喷漆步骤排序在点胶步骤之前。
5、 一种采用权利要求1所述的方法制备的发光二极管模块结构，其 特征在于其封装内包含有一基板；至少一芯片，装设在所述基板上；至少一凸出反射微结构点，位于所述芯片旁，且折射所述芯片的光线。
6、 按照权利要求5所述的发光二极管模块结构，其特征在于所述 凸出反射微结构点呈半圆形、圆锥形、方块形或水滴形。
7、 按照权利要求5所述的发光二极管模块结构，其特征在于所述 凸出反射微结构点表面制作一反光层。
8、 按照权利要求7所述的发光二极管模块结构，其特征在于所述 反光层为在所述凸出反射微结构点表面喷涂的反光漆。
9、 按照权利要求5所述的发光二极管模块结构，其特征在于所述 芯片打线后，在所述线上喷涂反光漆。
10、 按照权利要求7所述的发光二极管模块结构，其特征在于所述 反光层是在所述凸出反射微结构点表面以反光金属溅镀或反光材料表面 淀积而成。
11、 一种发光二极管多层模块封装方法，其特征在于，包含以下步骤 在基板上制印刷电路层；制框及凸出斜墩，在基板周围固定一框，且在所述框内壁底缘绕设有 凸出斜墩；制反射微结构点，在印刷电路层表面制作多个反射微结构点； 定位芯片及打线；点胶，在所述框中填入硅胶扩散层；布荧光胶层，并涂布均匀荧光胶层覆盖于所述硅胶扩散层的表面之上。
12、 按照权利要求ll所述的发光二极管多层模块封装方法，其特征 在于在制反射微结构点步骤中，各个反射微结构点相对应配置在各个芯 片之间，并且烘烤固定；在所述定位芯片及打线步骤后以烘烤固定。
13、 按照权利要求ll所述的发光二极管多层模块封装方法，其特征在于:所述凸出斜墩是利用精密点胶机让胶延着框内壁上缘附着后滑落而成，藉以破坏点胶时硅胶扩散层周缘的毛细现象(Capillarity)。
14、 按照权利要求ll所述的发光二极管多层模块封装方法，其特征 在于:所述布荧光胶层步骤是利用真空吸入制膜法、粉剂高压高温压制法、 喷墨式或涂布法制成。
15、 一种发光二极管多层模块封装方法，其特征在于，包含以下步骤在基板上制印刷电路层，在所述印刷电路层上制作交错配设的多各节点；制框及凸出斜墩，在基板周围固定一框，且在所述框内壁底缘绕设有 凸出斜墩；制凸出反射微结构点，在印刷电路层表面制作多个凸出反射微结构 点，且各个凸出反射微结构点相对应配置在多个节点之间； 定位芯片及打线；喷漆，并在预设组件表面上精密喷涂反光漆，且所述喷漆喷布区域排 除所述芯片；点胶，在所述框中填入硅胶扩散层；布荧光胶层，在所述硅胶扩散层的表面上覆盖均匀荧光胶层。
16、 按照权利要求15所述的发光二极管多层模块封装方法，其特征在于所述布荧光胶层步骤中的荧光胶层是利用真空吸入制膜法、粉剂高 压高温压制法、喷墨式或涂布法制成。
17、 按照权利要求15所述的发光二极管多层模块封装方法，其特征在于:所述凸出斜墩是利用精密点胶机让胶延着框内壁上缘附着后滑落而 成，藉以破坏点胶时硅胶扩散层周缘的毛细现象(Capillarity)。
18、 按照权利要求15所述的发光二极管多层模块封装方法，其特征 在于在所述制反射微结构点步骤中，各个反射微结构点相对应配置在各 个芯片之间，并且烘烤固定；在所述定位芯片及打线步骤后以烘烤固定。
19、 一种采用权利要求15的方法制备的发光二极管模块结构，其封 装内包含有一基板;一框，围绕所述基板；凸出斜墩，设置在所述框内壁底缘，且朝外扩张的面；至少一芯片，装设在所述基板上，且位于所述框内；至少一凸出反射微结构点，位于所述芯片旁，且折射所述芯片的光线；一硅胶扩散层，平整填覆于所述框中；一荧光胶层，均匀覆盖在所述硅胶扩散层的表面之上。
20、 按照权利要求19所述的发光二极管模块结构，其特征在于所 述凸出反射微结构点呈半圆形、圆锥形、方块形或水滴形。
21、 按照权利要求19所述的发光二极管模块结构，其特征在于所 述凸出反射微结构点表面喷涂反光漆。
22、 按照权利要求19所述的发光二极管模块结构，其特征在于所述芯片打线后，在所述线上和所述基板上喷涂反光漆。
23、 按照权利要求19所述的发光二极管模块结构，其特征在于所述凸出斜墩的截面是矩形、三角形或具弧面的几何形状。
24、 按照权利要求19所述的发光二极管模块结构，其特征在于所述框为白色框。
全文摘要
本发明公开了一种发光二极管多层模块封装方法及其结构，其在基板上配设具交错节点的印刷电路层，且在基板周围制作有框，该框内壁底缘绕设有凸出斜墩，另在印刷电路层表面制作多个凸出反射微结构点，在印刷电路层上定位芯片及打线，并在芯片除外的基板表面与框内壁上精密喷涂反光漆，而在该框中填入硅胶与扩散粉混合的硅胶扩散层，烘干凝固后再将另一硅胶与荧光粉均匀搅拌后的荧光胶层均匀涂布在硅胶扩散层上；藉此，本发明的封装后的发光二极管出光面均匀，能将芯片发光由点发光变为面发光，且反射原来的无效光线而提升发光效率。
文档编号H01L21/50GK101483141SQ20081000255
公开日2009年7月15日 申请日期2008年1月10日 优先权日2008年1月10日
发明者许继元 申请人:光硕光电股份有限公司