专利名称：发光二极管一次光学镜片封装方法及其发光二极管组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光二极管技术领域，具体涉及ー种将基板、发光二极管、黏胶层及嵌件定位机构组合以构成发光二极管基板嵌件，并利用压塑成型方法成型包埋有上述发光二极管基板嵌件的发光二极管组件及其封装方法。
背景技术：
目前日常生活中可以看到各式各样发光二极管商品的应用，例如手电筒、交通标志、汽机车车灯以及大型电子广告牌等。由于发光二极管技术的发展，使得发光二极管的应用日渐多元。发光二极管组件(LED assembly)如图I所示，一般发光二极管组件由底部至顶部 包含基板10、发光二极管芯片20、环绕式反光杯30及一次光学镜片60。在发光二极管芯片20上设置有ー层黏胶层50，此黏胶层50常混入荧光粉40，用以当成波长转换的功能。在黏胶层50周围设置的环绕式反光杯30，通过环绕式反光杯30使发光二极管发出的光线得以最大的利用。在黏胶层50上方设置的一次光学镜片60，通过一次光学镜片60的光学设计，使发光二极管芯片20发出的光线予以聚集并产生预定的光型。公知的发光二极管组件的封装方式有两种，第一种发光二极管组件封装方式为在基板上固设发光二极管，构成发光二极管基板；在发光二极管基板的涂布封胶；再将预先制成的聚光一次光学镜片罩住发光二极管，制成所述发光二极管组件；如台湾专利第M331076号提出ー发光二极管阵列基板,所述发光二极管阵列基板上布设有若干颗发光二极管芯片，并在所述发光二极管芯片的发光面前端设置ー菲涅尔镜片，通过菲涅尔镜片与发光二极管芯片之间的距离可调整光照达到需求的分布角度，但两者之间的间距需耗费许多エ序与校正。第二种发光二极管组件封装方式为在基板上固设发光二极管芯片及反光杯，构成发光二极管基板；在发光二极管基板的发光二极管芯片上涂布封胶层；再以充填或射出成型的方法所制成聚光一次光学镜片来罩住发光二极管芯片，制成所述发光二极管组件。如台湾专利公开第201103175号提出ー种具有成型填充式凸透镜的发光二极管组件，其方法先将若干颗发光二极管晶粒电性地设置在基板上，然后再环绕地涂布液态胶材在所述基板本体上表面，待液态胶材固化后形成环绕式反光胶体，再将凸透镜封装胶体透过充填方式而容置在环绕式反光胶体所形成的限位空间，形成覆盖在若干个LED芯片上的凸透镜。对在较精密且具有特定光型效果的发光二极管组件而言，通常一次光学镜片为具有非球面光学面、菲涅尔光学面或微结构光学面，在发光二极管组件封装时，需要反复调整其位置与角度，常耗费冗长的エ序与时间。埋入射出成型技术(insert injection)将嵌件(一般为金属件)先置入预设模具的模腔中，再注入熔融的塑料(或橡胶)材料以填满模腔中一默认的成型区域(空间)并包覆嵌件的一部分或全部，经冷却固化后自模具中取出成品，此制造方法已大量使用在电子零件、连接器、机械件等技术领域，可以减少封装上的エ序与时间。如美国专利US6，682，331提供发光二极管灯泡的成型系统，所述成型系统包括一成型框架、一第一埋入射出模具、一第二埋入射出模具及一注入器。第一、第二埋入射出模具可分别地容置于成型框架中，并分别地形成第一、第二成型空间。其中，先将第一埋入射出模具容置在成型框架中，并通过注入器导入波长转换层到第一成型空间中，使LED芯片上覆盖有波长转换层，并移除第一埋入射出模具；再将第二埋入射出模具容置在成型框架中，并通过注入器导入镜片材料，以成型一次光学镜片并封装发光二极管芯片。然而，对于不同大小的发光二极管组件，此系统需发展出多种大小的成型框架以配合不同大小的基板或电路板，使得发光二极管组件的封装成本提高，且封装精度及便利性仍有待改善。压塑成型封装(pressing-forming)技术在模穴中放入镜片的光学材料,经加热加压后压铸，利用模具的成型面以成型光学镜片，如美国专利US7，452，737公开了使用压塑成型技术以封装发光二极管组件，然而此方法仍存在有各一次光学镜片的光学中心难以对准各发光二极管芯片的机械轴的缺点。由于高精密发光二极管组件封装的需求，具有非球面或菲涅尔光学面的一次光学镜片封装要求精度高，因此如何将具有非球面、菲涅尔或微结构光学面的一次光学镜片对 正光学中心及位置距离，将影响发光二极管组件的投射出的光型。为能发展新技木，尤其运用在大量生产线发光二极管组件的封装，发展简易制程、且定位精度良好的发光二极管组件，将为迫切所需。
发明内容
有鉴于上述公知技术的问题，本发明的目的就是在提供ー种发光二极管一次光学镜片封装方法及其发光二极管组件、阵列，以解决先前技术对于非球面光学面(asphericaloptical surface)、菲捏尔光学面(Fresnel opticals urface)或微结构光学面(micro-structure optical lens)的一次光学镜片封装的问题。根据本发明的目的，提出ー种发光二极管一次光学镜片封装方法，适用于制造发光二极管组件，所述的封装方法包含下列步骤在基板上固设至少ー发光二极管芯片，并将一嵌件定位机构连接基板；在已固定在基板的发光二极管芯片上设置并固化黏胶层，以构成包括基板、发光二极管芯片、嵌件定位机构与黏胶层的发光二极管基板嵌件；提供具有模面定位机构与非球面成型模面的非球面成型模具，将发光二极管基板嵌件置入填有镜片材料的非球面成型模具中；将嵌件定位机构与模面定位机构彼此定位，并利用压塑成型方法一体成型埋有发光二极管基板嵌件的非球面一次光学镜片，以制成由底部至顶部依序包含基板、发光二极管芯片、黏胶层以及非球面一次光学镜片的发光二极管组件；其中，非球面一次光学镜片的投射侧光学面由非球面成型模面所成型，且为非球面光学面、菲涅尔光学面、微结构光学面的其中之一或其组合；而非球面一次光学镜片的光源侧光学面与黏胶层表面相接。在上述发光二极管一次光学镜片封装方法中，进ー步包含以下步骤利用ー黏胶层成型模具将黏胶层的表面成型为黏胶成型面，所述黏胶成型面为非球面光学面、菲涅尔光学面、微结构光学面的其中之一或其组合。由于成型后的非球面一次光学镜片的光源侧光学面为对应黏胶成型面的曲面，藉此，使非球面一次光学镜片的光源侧光学面为非球面光学面、菲涅尔光学面、微结构光学面的其中之一或其组合。
根据本发明的目的，再提出ー种发光二极管组件，利用前述的发光二极管一次光学镜片封装方法所制成，所述的发光二极管组件由底部至顶部依序包含基板、ー发光二极管芯片、黏胶层以及非球面一次光学镜片；其中，非球面一次光学镜片的投射侧光学面可为非球面光学面、菲涅尔光学面、微结构光学面的其中之一或其组合根据本发明的目的，还进一歩提出ー种发光二极管组件阵列，利用如上的发光二极管一次光学镜片封装方法所制成，所述的发光二极管组件阵列由底部至顶部依序包含基板、若干个发光二极管芯片所构成的发光二极管阵列、对应发光二极管阵列的黏胶层阵列以及对应发光二极管阵列的非球面一次光学镜片阵列；其中，非球面一次光学镜片阵列的各投射侧光学面为非球面光学面、菲涅尔光学面与微结构光学面之一或其组合。此发光ニ极管组件阵列可再被切割为若干个独立的发光二极管组件或若干个组合的发光二极管组件。承上所述，依本发明的发光二极管一次光学镜片封装方法及其发光二极管组件、阵列以压塑成型方式并经由模面定位机构与嵌件定位机构组合后达成定位精度要求而制作，其可具有一或多个下述优点(I)通过本发明的发光二极管一次光学镜片封装方法及其发光二极管组件、阵列可控制黏胶层的形状、尺寸，并进一歩使黏胶层具有预定的光学面，使一次光学镜片可在黏胶层上成型吋，也具有对应的光学面，由此可提高发光二极管一次光学镜片封装的精度。(2)通过本发明的发光二极管一次光学镜片封装方法及其发光二极管组件、阵列因采用压塑成型一次光学镜片，可使一次光学镜片具有精密的非球面光学面；并由于采用埋入射出的技术使发光二极管基板嵌件与一次光学镜片的结合更紧密，且还通过模面定位机构与嵌件定位机构相互卡合，可提高一次光学镜片封装的定位精度与成品良率。(3)通过本发明的发光二极管一次光学镜片封装方法可一次成型发光二极管组件阵列，并可再予以切割成为若干个独立的发光二极管组件或若干个组合的发光二极管组件；由此可以提高产量并降低制造成本。
图I为现有技术的发光二极管组件的示意图；图2为本发明的发光二极管一次光学镜片封装方法的第一实施例流程图；图3为本发明的第一实施例的发光二极管组件示意图；图4为本发明的发光二极管一次光学镜片封装方法的第二实施例流程图；图5A、图5B为本发明的第二实施例的发光二极管组件阵列示意图；图6为本发明的发光二极管一次光学镜片封装方法的第三实施例流程图；图7为本发明的第三实施例的发光二极管组件示意图；图8为本发明的发光二极管一次光学镜片封装方法的第四实施例流程图；图9A、图9B为本发明的第四实施例的发光二极管组件阵列示意图；图10为本发明的发光二极管一次光学镜片封装方法的第五实施例流程图；图11为本发明的第五实施例的发光二极管组件示意图；图12为本发明的发光二极管一次光学镜片封装方法的第六实施例流程图；以及图13A、图13B为本发明的第六实施例的发光二极管组件阵列示意图。
附图标记说明Sll-S 15、S41-S45、S 441、S451、S61-S65、S81-S85、S841、S851、S101-S106、S121-S126、S1251、S1261、S441-S451、S841-S851、S125 トS1261 :步骤；1、6、100 :发光二极管组件；4,8,120 :发光二极管组件阵列；10、11、41、61、81、91、121 :基板；20、12、42、62、82、92、122 :发光二极管芯片；
13、43 :斜切面反射层；102、402、602、802、1012、1202 :发光二极管基板嵌件；14、44、50、63、83、103、123 :黏胶层；16、65、106 :非球面一次光学镜片；46、85、126 :非球面一次光学镜片阵列；160、460、650、850、1060、1260 :镜片材料；18、45、68、88 :非球面成型模具；180、680、109 :非球面成型模面；450,880,1280 :非球面成型模面阵列；47、86、129 :菲涅尔光学面成型模具；470,860,1290 :菲涅尔光学面成型模面阵列；48,89,130 :菲涅尔光学面一次光学镜片阵列；631、831、1031 :黏胶成型面；651、851、1061 :光源侧光学面；652,891,1062 :投射侧光学面；111、411、611、811、911、1211 :嵌件定位机构；181、451、471、681、881、861、110、1281、1291 :模面定位机构；107、127 :第一光学面模具；108、128 :第二光学面模具；30 :环绕式反光杯；40:荧光粉；以及60 一次光学镜片。
具体实施例方式请參考图2，其为本发明的发光二极管一次光学镜片封装方法的第一实施例流程图，适用于制造发光二极管组件。其发光二极管一次光学镜片封装方法包含下列步骤Sll :在基板11设置ー凹陷部与一嵌件定位机构111，所述凹陷部包括一斜切面反射层13与一底面，嵌件定位机构111与基板11的连接关系可为可拆卸地安装，嵌件定位机构111可为在基板11边缘设置的定位块、插针或倒勾等不同结构件，其形式不予以限定。接着，将发光二极管芯片12固设在基板11的凹陷部的底面，使斜切面反射层13环绕发光二极管芯片12。其中，斜切面反射层13可镀有反光物质，以提高发光二极管芯片12的光利用率;
S12 :在固设有发光二极管芯片12的凹陷部中涂布黏胶层14，使发光二极管芯片12固定在基板上11 ;黏胶层14通常为有机娃树脂或为有机娃树脂添加有荧光粉,荧光粉的作用为转换发光二极管芯片12发出光线的波长，通常可称为波长转换黏胶层；S13 :固化黏胶层14，构成包含了基板11、凹陷部、嵌件定位机构111、发光二极管芯片12与黏胶层14的发光二极管基板嵌件102 ；S14 :提供一具有模面定位机构181与非球面成型模面180的非球面成型模具18，并将发光二极管基板嵌件102与镜片材料160置入非球面成型模具18中，使发光二极管基板嵌件102的黏胶层14埋入镜片材料160中。镜片材料160的重量与容量为预先量定，以充分形成非球面一次光学镜片16及必要包覆在发光二极管基板嵌件102的余量。在优选的实施例中，由于镜片材料160常为液体或粉末状，故将镜片材料160填入非球面成型模具18的下模(含有非球面成型模面180的模具)，再将发光二极管基板嵌件102置入非球面成型模具18的上模的定位槽中。然而，也可将非球面成型模面180设置在非球面成型模具18的上模，而发光二极管基板嵌件102置入非球面成型模具18的下模的定位槽中，再将镜片材料160填入非球面成型模具18的下摸，以覆盖发光二极管基板嵌件102 ;以及S15 :将嵌件定位机构111与模面定位机构181彼此定位,并利用压塑成型方法一体成型出与发光二极管基板嵌件102固定的非球面一次光学镜片16，以制成由底部至顶部依序包含基板11、被斜切面反射层13围绕的发光二极管芯片12、黏胶层14以及非球面一次光学镜片16的发光二极管组件I。其中，压塑成型方法将非球面成型模具18加温加压合模，使镜片材料160受温度及压カ而在玻璃转化点之上以形成熔融状态，并通过非球面成型模面180对镜片材料160的压力，将非球面转印至熔融状态的镜片材料160上，再经冷却分离非球面成型模具18后，制成一体成型的发光二极管组件I。其中，非球面一次光学镜片16的投射侧光学面由非球面成型模面180所成型，且为非球面光学面、菲涅尔光学面、微结构光学面的其中之一或其组合；而非球面一次光学镜片16的光源侧光学面与黏胶层14表面相接。在本实施例中，仅绘示非球面一次光学镜片16的投射侧光学面为非球面光学面。其中，模面定位机构181可相对于嵌件定位机构111设置定位块、插孔或倒勾槽等不同结构件，其形式不予以限定；通过嵌件定位机构111与模面定位机构181彼此定位,可将非球面成型模具18的光学中心对正于发光二极管基板嵌件102的光学中心，使制成的非球面一次光学镜片16可对正于光学中心，以达制成精密的光学面的目的。在优选的实施例中，由于嵌件定位机构111可拆卸地安装在基板11，故在非球面成型模具18的上下模分离后，嵌件定位机构111与基板11分离。请參阅图3，其为本发明的第一实施例的发光二极管组件示意图。本发明的发光二极管组件I由第一实施例的封装方法所制成，其由底部至顶部依序包含一基板11、ー发光ニ极管芯片12、一黏胶层14以及ー非球面一次光学镜片16。其中，发光二极管芯片12被凹设在基板11的斜切面反射层13所环绕；非球面一次光学镜片16的投射侧光学面可为非球面光学面、菲涅尔光学面、微结构光学面的其中之一或其组合。由在各构件的连接关系与构造态样已公开于第一实施例的封装方法中，故在此不再赘述。请參阅图4，其为本发明的发光二极管一次光学镜片封装方法的第二实施例流程图，适用于制造发光二极管组件阵列。其封装方法包含下列步骤S41 :在基板41设置凹陷部阵列与嵌件定位机构411，各凹陷部包括一斜切面反射、层43与一底面，将若干个发光二极管芯片42以阵列型式排列在基板41的各凹陷部的底面上，使各发光二极管芯片42被各凹陷部的斜切面反射层43所环绕，其中各凹陷部的斜切面反射层43镀有反光物质；其中，嵌件定位机构411的结构态样及其与基板41的连接关系已公开于第一实施例中，故在此不再赘述；S42 :在固设有发光二极管芯片42的各凹陷部中涂布黏胶层44，使若干个发光二极管芯片42固定在基板41上；S43:固化黏胶层44，构成包含了基板41、凹陷部阵列、嵌件定位机411、若干个发光二极管芯片42与若干个黏胶层44的发光二极管基板嵌件402 ；
S44 :提供一具有模面定位机构451与非球面成型模面阵列450的非球面成型模具45,并将发光二极管基板嵌件402与镜片材料460置入非球面成型模具45中，使发光二极管基板嵌件402的若干个黏胶层44埋入镜片材料460中。在此实施例中，将镜片材料460填入非球面成型模具45的下模(含有非球面成型模面阵列450的模具)，再将发光二极管基板嵌件402置入非球面成型模具45的上模(未绘示出)的定位槽(未绘示出)中；以及S45 :将嵌件定位机构411与模面定位机构451彼此定位，并利用压塑成型方法一体成型出与发光二极管基板嵌件402固定的非球面一次光学镜片阵列46，以制成由底部至顶部依序包含基板41、被各斜切面反射层43围绕的若干个发光二极管芯片42、若干个黏胶层44以及非球面一次光学镜片阵列46的发光二极管组件阵列4。其中，步骤S 45中的发光二极管组件阵列4可依照需求不同再切割为若干个独立的发光二极管组件或若干个组合的发光二极管组件。其中，步骤S44与S45进ー步可以下列步骤取代S441 :将发光二极管基板嵌件402与镜片材料460置入菲涅尔光学面成型模具47中，使发光二极管基板嵌件402的若干个黏胶层44埋入镜片材料460中,其中，菲涅尔光学面成型模具47具有菲涅尔光学面成型模面阵列470及ー模面定位机构471 ;以及S451 :将嵌件定位机构411与模面定位机构471彼此定位，并利用压塑成型方法一体成型出与发光二极管基板嵌件402固定的菲涅尔光学面一次光学镜片阵列48,以制成发光二极管组件阵列。其中，菲涅尔光学面一次光学镜片阵列48的各投射侧光学面为ー菲涅尔光学面，由菲涅尔光学面成型模面阵列470所成型。在一些实施例中，步骤S44与S45中的非球面成型模具45可被微结构光学面成型模具所取代，所述微结构光学面成型模具包括ー模面定位机构及微结构成型模面阵列，以制成符合不同需求的发光二极管组件阵列。请參阅图5A及图5B，其为本发明的发光二极管组件阵列的示意图，其由第二实施例的封装方法所制成。本发明的发光二极管组件阵列4由底部至顶部依序包含一基板41、以阵列型式排列的若干个发光二极管芯片42、以阵列型式排列的若干个黏胶层44以及非球面一次光学镜片阵列46。其中，各发光二极管芯片42被凹设在基板41的各斜切面反射层43所环绕；非球面一次光学镜片阵列46的各投射侧光学面可为非球面光学面(如图5A所示)、菲涅尔光学面(如图5B所示)、微结构光学面的其中之一或其组合。由于各构件的连接关系与构造态样已公开于第二实施例的封装方法中，故在此不再赘述。请參阅图6，其为本发明的发光二极管一次光学镜片封装方法的第三实施例流程图，适用于制造发光二极管组件。其发光二极管一次光学镜片封装方法包含下列步骤
S61 :在基板61上固设发光二极管芯片62,并使一嵌件定位机构611与基板61连接，其中，嵌件定位机构611的结构态样及其与基板61的连接关系已公开于第一实施例中，故在此不再赘述；S62 :在已固设在基板61的发光二极管芯片62上滴上黏胶层63 ；S63 :固化黏胶层63,构成包含了基板61、嵌件定位机构611、发光二极管芯片62与黏胶层63的发光二极管基板嵌件602 ；S64 :提供一具有模面定位机构681与非球面成型模面680的非球面成型模具68，并将发光二极管基板嵌件602与镜片材料650置入非球面成型模具68中，使发光二极管基板嵌件602的黏胶层63埋入镜片材料650中；在此实施例中，将镜片材料650填入非球面成型模具68的下模(含有非球面成型模面680的模具)，再将发光二极管基板嵌件602置入非球面成型模具68的上模(未绘示出)的定位槽(未绘示出)中；以及S65 :将嵌件定位机构611与模面定位机构681彼此定位,并利用压塑成型方法一 体成型出与发光二极管基板嵌件602固定的非球面一次光学镜片65，以制成由底部至顶部依序包含基板61、发光二极管芯片62、黏胶层63以及非球面一次光学镜片65的发光二极管组件6 ;其中，非球面一次光学镜片65的投射侧光学面652为非球面，由非球面成型模具68所成型。其中，步骤S62的黏胶层63利用表面张カ形成不特定的黏胶成型面631，且非球面一次光学镜片65的光源侧光学面651为对应黏胶成型面631的曲面。请參阅图7，其为本发明的第三实施例的发光二极管组件示意图。本发明的发光ニ极管组件6由第三实施例的封装方法所制成，其由底部至顶部依序包含一基板61、ー发光二极管芯片62、一黏胶层63以及ー非球面一次光学镜片65。其中，非球面一次光学镜片65的投射侧光学面652可为非球面光学面、菲涅尔光学面、微结构光学面的其中之一或其组合。由于各构件的连接关系与构造态样已公开于第三实施例的封装方法中，故在此不再赘述。请參阅图8，其为本发明的发光二极管一次光学镜片封装方法的第四实施例流程图，适用于制造发光二极管组件阵列。其封装方法包含下列步骤S81 :准备一基板81,将若干个发光二极管芯片82以阵列方式固设在基板81上，并使ー嵌件定位机构811与基板81连接，其中，嵌件定位机构811的结构态样及其与基板81的连接关系已公开于第一实施例中，故在此不再赘述；S82 :在已固设在基板81的各发光二极管芯片82上滴上黏胶层83 ；S83 :固化各黏胶层83,构成包含了基板81、嵌件定位机811、若干个发光二极管芯片82与若干个黏胶层83的发光二极管基板嵌件802 ；S84 :提供一具有模面定位机构881与非球面成型模面阵列880的非球面成型模具88，并将发光二极管基板嵌件802与镜片材料850置入非球面成型模具88中，使发光二极管基板嵌件802的黏胶层83埋入镜片材料850中。在此实施例中，将镜片材料850填入非球面成型模具88的下模(含有非球面成型模面阵列880的模具)，再将发光二极管基板嵌件802置入非球面成型模具88的上模(未绘示出)的定位槽(未绘示出)中；以及S85 :将嵌件定位机构811与模面定位机构881彼此定位，并利用压塑成型方法一体成型出与发光二极管基板嵌件802固定的非球面一次光学镜片阵列85，以制成由底部至顶部依序包含基板81、若干个发光二极管芯片82、若干个黏胶层83以及非球面一次光学镜片阵列85的发光二极管组件阵列8。其中，发光二极管组件阵列8可依照需求不同再切割为若干个独立的发光二极管组件或若干个组合的发光二极管组件。在步骤S82中，黏胶层83的表面为利用表面张カ所形成的不特定的黏胶成型面831，且非球面一次光学镜片阵列85的光源侧光学面851为对应黏胶成型面831的曲面。在本实施例中，步骤S84与S85进ー步可被下列步骤取代S841 :将发光二极管基板嵌件802与镜片材料850置入菲涅尔光学面成型模具86中，使发光二极管基板嵌件802的黏胶层83埋入镜片材料850中，其中，菲涅尔光学面成型模具86具有菲涅尔光学面成型模面阵列860及ー模面定位机构861 ;以及 S851 :将嵌件定位机构811与模面定位机构861彼此定位,并利用压塑成型方法一体成型出与发光二极管基板嵌件802固定的菲涅尔光学面一次光学镜片阵列89,以制成发光二极管组件阵列8。其中，菲涅尔光学面一次光学镜片阵列89的各投射侧光学面891为一菲涅尔光学面，由菲涅尔光学面成型模面阵列860所成型。请參阅图9A及图9B，其为本发明的发光二极管组件阵列的示意图，其由第四实施例的封装方法所制成。本发明的发光二极管组件阵列8由底部至顶部依序包含一基板81、以阵列型式排列的若干个发光二极管82、以阵列型式排列的若干个黏胶层83以及非球面一次光学镜片阵列85。其中，非球面一次光学镜片阵列85的各投射侧光学面891可为非球面光学面(如图9A所示)、菲涅尔光学面(如图9B所示)、微结构光学面的其中之一或其组合。由于各构件的连接关系与构造态样已公开于第四实施例的封装方法中，故在此不再赘述。请參阅图10，其为本发明的发光二极管一次光学镜片封装方法的第五实施例流程图，适用在制造发光二极管组件。其封装方法包含下列步骤SlOl :在基板91上固设发光二极管芯片92，并使ー嵌件定位机构911与基板91连接，其中，嵌件定位机构911的结构态样及其与基板91的连接关系已公开于第一实施例中，故在此不再赘述；S102 :在已固设在基板91的发光二极管芯片92上滴上黏胶层103 ；S103 :提供一第一光学面模具107以压塑成型黏胶层103的表面成特定形状；其中，第一光学面模具107的成型面可为球面、非球面、菲涅尔光学面或微结构光学面；S104 :固化黏胶层103后脱去第一光学面模具107，构成包含了基板91、嵌件定位机构911、发光二极管芯片92与黏胶层103的发光二极管基板嵌件1012，其中，黏胶层103的表面为具有对应第一光学面模具107的成型面所形成的黏胶成型面1031，也就是说，若第一光学面模具107的成型面为非球面，则黏胶成型面1031为非球面；S105 :提供一具有模面定位机构110与非球面成型模面109的第二光学面模具108,并将发光二极管基板嵌件1012与镜片材料1060置入第二光学面模具108中，使发光ニ极管基板嵌件1012的黏胶层103埋入镜片材料1060中；在此实施例中，将镜片材料1060填入第二光学面模具108的下模(含有非球面成型模面109的模具)，再将发光二极管基板嵌件1012置入第二光学面模具108的上模(未绘示出)的定位槽(未绘示出)中；以及S106 :将嵌件定位机构911与模面定位机构110彼此定位，并利用压塑成型方法一体成型制成与发光二极管基板嵌件1012固定的非球面一次光学镜片106，以制成由底部至顶部依序包含基板91、发光二极管芯片92、黏胶层103以及非球面一次光学镜片106的发光二极管组件100 ;其中，非球面一次光学镜片106的光源侧光学面1061为对应黏胶成型面1031的曲面(如非球面)，而投射侧光学面1062为对应第二光学面模具108的非球面成型模面109的曲面。请參阅图11，其为本发明的第五实施例的发光二极管组件示意图。本发明的发光ニ极管组件100由第五实施例的封装方法所制成，其由底部至顶部依序包含一基板91、发光二极管芯片92、黏胶层103以及非球面一次光学镜片106。其中，非球面一次光学镜片106的投射侧光学面1062可为非球面光学面、菲涅尔光学面、微结构光学面的其中之一或其组合；非球面一次光学镜片106的光源侧光学面1061可为球面、非球面光学面、菲涅尔光学面、微结构光学面的其中之一或其组合。由在各构件的连接关系与构造态样已公开于第五实施例的封装方法中，故在此不再赘述。请參阅图12，其为本发明的发光二极管一次光学镜片封装方法的第六实施例流程图，适用于制造发光二极管组件阵列。其封装方法包含下列步骤S121 :准备一基板121,将若干个发光二极管芯片122以阵列方式固设在基板121上，并使ー嵌件定位机构1211与基板121连接，其中，嵌件定位机构1211的结构态样及其与基板121的连接关系已公开于第一实施例中，故在此不再赘述；S122 :在已固设在基板121的各发光二极管芯片122上滴上黏胶层123 ；S123 :提供一具有若干个成型面的第一光学面模具127，以压塑成型各黏胶层123的表面成特定形状；其中，第一光学面模具127的若干个成型面可为球面、非球面、菲涅尔光学面、微结构光学面的其中之一或其组合；S124 :固化各黏胶层123并脱去第一光学面模具127，构成包含了基板121、嵌件定位机构1211、若干个发光二极管芯片122与若干个黏胶层123的发光二极管基板嵌件1202，其中，各黏胶层123的表面为具有对应第一光学面模具127的各成型面所形成的曲面，也就是说，若第一光学面模具127的各成型面为非球面，则各黏胶层123的表面为非球面；S125 :提供一具有模面定位机构1281与非球面成型模面阵列1280的第二光学面模具128，并将发光二极管基板嵌件1202与镜片材料1260置入第二光学面模具128中，使发光二极管基板嵌件1202的若干个黏胶层123埋入镜片材料1260中。在此实施例中，将镜片材料1260填入第二光学面模具128的下模(含有非球面成型模面阵列1280的模具)，再将发光二极管基板嵌件1202置入第二光学面模具128的上模(未绘示出)的定位槽(未绘示出)中；以及S126 :将嵌件定位机构1211与模面定位机构1281彼此定位，并利用压塑成型方法一体成型出与发光二极管基板嵌件1202固定的非球面一次光学镜片阵列126，以制成由底部至顶部依序包含基板121、若干个发光二极管芯片122、若干个黏胶层123以及非球面一次光学镜片阵列126的发光二极管组件阵列120。其中，步骤S126中的发光二极管组件阵列120可依照需求不同再切割为若干个独立的发光二极管组件或若干个组合的发光二极管组件。 其中，步骤S125与S126进ー步可以下列步骤取代
S1251 :将发光二极管基板嵌件1202与镜片材料1260置入菲涅尔光学面成型模具129中，使发光二极管基板嵌件1202的若干个黏胶层123埋入镜片材料1260中，其中，菲涅尔光学面成型模具129具有菲涅尔光学面成型模面阵列1290及ー模面定位机构1291 ;以及S1261 :将嵌件定位机构1211与模面定位机构1291彼此定位，并利用压塑成型方法一体成型出与发光二极管基板嵌件1202固定的菲涅尔光学面一次光学镜片阵列130，以制成发光二极管组件阵列。其中，菲涅尔光学面一次光学镜片阵列130的各投射侧光学面为ー菲涅尔光学面，由菲涅尔光学面成型模面阵列1290所成型。请參阅图13A及图13B，其为本发明的发光二极管组件阵列的示意图，其由第六实施例的封装方法所制成。本发明的发光二极管组件阵列120由底部至顶部依序包含一基板121、以阵列型式排列的若干个发光二极管芯片122、以阵列型式排列的若干个黏胶层123以及非球面一次光学镜片阵列126。其中，非球面一次光学镜片阵列126的各投射侧光学面 可为非球面光学面(如图13A所示)、菲涅尔光学面(如图13B所示)、微结构光学面的其中之一或其组合；非球面一次光学镜片阵列126的各光源侧光学面可为球面、非球面光学面、菲涅尔光学面、微结构光学面的其中之一或其组合。由于各构件的连接关系与构造态样已公开于第六实施例的封装方法中，故在此不再赘述。综上所述，使用者可利用本发明的发光二极管一次光学镜片封装方法，制造发光ニ极管组件及发光二极管组件阵列。通过本发明的封装方法，使黏胶层的形状、尺寸可精细控制，并可使发光二极管芯片、一次光学镜片对正光学中心，以制成具有精密的非球面光学面、菲涅尔光学面或微结构镜片的发光二极管组件。本发明进一歩可以阵列方式排列若干个发光二极管芯片、以阵列方式涂布各黏胶使其覆盖在各发光二极管芯片，并制成包埋了发光二极管基板嵌件的非球面一次光学镜片阵列，使其具有精密的非球面光学面、菲涅尔光学面或微结构光学面，且使各发光二极管芯片与各非球面一次光学镜片均可对正光学中心。由此，本发明的发光二极管一次光学镜片封装方法还具有简化制程、节省材料、提高精密度及降低制造成本的功效。以上所述仅为举例性说明，而非为限制性说明。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含在本发明的权利要求书中。
权利要求
1.ー种发光二极管一次光学镜片封装方法，适用于制造ー发光二极管组件，其特征在于，所述封装方法包含下列步骤 Si:在一基板设置ー嵌件定位机构，并在所述基板上固设ー发光二极管芯片； S2:在已固设在所述基板上的所述发光二极管芯片上涂布或滴上一黏胶层，并固化所述黏胶层，从而构成包含了所述基板、所述嵌件定位机构、所述发光二极管芯片与所述黏胶层的ー发光二极管基板嵌件；以及 S3 :提供具有ー模面定位机构与ー非球面成型模面的一非球面成型模具，并将所述发光二极管基板嵌件与ー镜片材料置入所述非球面成型模具中，将所述嵌件定位机构与所述模面定位机构彼此定位，并使所述发光二极管基板嵌件的所述黏胶层埋入所述镜片材料中，并通过压塑成型方法一体成型出与所述发光二极管基板嵌件固定的一非球面一次光学镜片，并将所述非球面成型模具开模以制成由底部至顶部依序包含所述基板、所述发光二极管芯片、所述黏胶层以及所述非球面一次光学镜片的所述发光二极管组件；其中，所述非球面一次光学镜片的投射侧光学面由所述非球面成型模面所成型。
2.如权利要求I所述的发光二极管一次光学镜片封装方法，其特征在于在步骤SI中，还包含设置ー凹陷部在所述基板上，且所述凹陷部包括一斜切面反射层与ー底面，而所述发光二极管芯片固设在所述基板的所述凹陷部的所述底面上，使所述斜切面反射层环绕所述发光二极管芯片。
3.如权利要求I所述的发光二极管一次光学镜片封装方法，其特征在于所述嵌件定位机构可拆卸地安装在所述基板上，当所述非球面成型模具开模时，所述嵌件定位机构与所述基板分离。
4.如权利要求I所述的发光二极管一次光学镜片封装方法，其特征在于所述非球面一次光学镜片的投射侧光学面为非球面光学面、菲涅尔光学面或微结构光学面之一或其组ロ o
5.如权利要求I所述的发光二极管一次光学镜片封装方法，其特征在于在步骤S2中，在所述发光二极管芯片上涂布或滴上所述黏胶层，且所述黏胶层利用表面张カ形成不特定的ー黏胶成型面；由此，所述非球面一次光学镜片的光源侧光学面为对应所述黏胶成型面的曲面。
6.如权利要求I所述的发光二极管一次光学镜片封装方法，其特征在于，步骤S2进ー步包含以下步骤 提供一黏胶层成型模具，以压塑成型所述黏胶层的表面为球面、非球面、菲涅尔光学面或微结构光学面之一或其组合； 由此，所述非球面一次光学镜片的光源侧光学面为对应所述黏胶层的表面的球面、非球面、菲涅尔光学面或微结构光学面之一或其组合。
7.如权利要求I所述的发光二极管一次光学镜片封装方法，其特征在于在步骤SI中，将若干个所述发光二极管芯片以阵列型式排列在所述基板上；在步骤S2中，在各所述发光二极管芯片上设置并固化所述黏胶层；且在步骤S3中，所述非球面成型模具包含以阵列型式排列的若干个所述非球面成型模面，以一体成型出与所述发光二极管基板嵌件固定的一非球面一次光学镜片阵列，以制成由底部至顶部依序包含所述基板、若干个所述发光ニ极管芯片、若干个所述黏胶层以及所述非球面一次光学镜片阵列的ー发光二极管组件阵列。
8.如权利要求7所述的发光二极管一次光学镜片封装方法，其特征在于还包含将所述发光二极管组件阵列切割为若干个独立的发光二极管组件或若干个组合的发光二极管组件的步骤。
9.ー种发光二极管组件，其特征在于，所述发光二极管组件利用权利要求I至6以及权利要求8中任一项权利要求所述的发光二极管一次光学镜片封装方法所制成；所述发光二极管组件由底部至顶部依序包含一基板、ー发光二极管、一黏胶层、一非球面一次光学镜片；所述非球面一次光学镜片的投射侧光学面为非球面光学面、菲涅尔光学面或微结构光学面之一或其组合。
10.ー种发光二极管组件阵列，其特征在于，所述发光二极管组件阵列利用权利要求I至8中任一项权利要求所述的发光二极管一次光学镜片封装方法所制成；所述发光二极管组件阵列由底部至顶部依序包含一基板、以阵列型式排列的若干个发光二极管芯片、对应所述若干个发光二极管芯片的若干个黏胶层、对应所述若干个发光二极管芯片的ー非球面一次光学镜片阵列；其中，所述非球面一次光学镜片阵列的各投射侧光学面为非球面光学面、菲涅尔光学面或微结构光学面之一或其组合。
全文摘要
本发明公开了一种发光二极管一次光学镜片封装方法及其发光二极管组件。所述封装方法包含下列步骤将发光二极管芯片固设在基板上，并使嵌件定位机构与基板连接；涂布并固化黏胶层在发光二极管芯片上，构成包含基板、发光二极管芯片、黏胶层及嵌件定位机构的发光二极管基板嵌件；提供具有模面定位机构的非球面成型模具，将发光二极管基板嵌件与镜片材料置入非球面成型模具中；将嵌件定位机构卡接模面定位机构，并利用压塑成型方法制成由底部至顶部依序包含基板、发光二极管芯片、黏胶层以及非球面一次光学镜片的发光二极管组件。
文档编号H01L33/58GK102655200SQ20111046062
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年3月2日
发明者徐三伟, 徐国轩, 王智鹏, 陈皇昌 申请人:一品光学工业股份有限公司