专利名称：发光二极管封装单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种半导体组件，尤其涉及一种至少有一个电位势障或表面势障的适用于光发射的发光组件。
背景技术：
地球正面临能源短缺与环境污染的挑战，促使节能与环保被各国视为重要发展策略之一。发光二极管技术虽然发明于能源充足各国大量开采及环境污染尚未严重的时代， 但随着能源与环境的问题日趋严重，发光二极管俨然成为万众瞩目的节能环保之星，无论业者或学者无不绞尽脑汁的发展多元化的发光二极管产品，提供大众于日常生活使用。发光二极管在演进的过程朝着高功率技术发展，利用高功率产生足够的亮度来取代现有的照明。高功率产生的热量集中在尺寸很小的晶粒内，一旦温度升高，连带引起接面温度升高、荧光粉激射效率下降，最后不仅加速晶粒本身及封装材料的劣化，且造成发光效率下降，严重影响发光二极管的使用寿命。台湾专利号M397599即是针对发光二极管的支架改良散热问题，但仔细分析得知前案金属支架散热不易，因为承载晶粒的第一金属支架必须传导绝大部分的热能，当第一、第二金属支架翻折于座体底面的面积皆相同时，第一金属支架势必无法实时传导大部分的热能，造成热能持续累积于晶粒内。前案并未作静电放电(ESD)防护，发光二极管并未有防护静电放电的设计，一旦累积的静电被触发，将产生极高瞬间电流破坏发光二极管，留存的静电也会持续干扰周遭电子产品的运作。目前有业者提出利用防护组件来防止静电放电的破坏，常见的作法即是将防护组件与发光二极管晶粒放在一起，虽然保护发光二极管免遭受静电放电破坏，但是防护组件本身的厚度将阻挡发光二极管晶粒产生的光源，严重影响发光二极管的发光效率。有鉴于此，如何针对上述现有发光二极管封装单元所存在的缺点进行研发改良， 如何扩大散热面积、减少热能累积及防护静电放电，实为相关业界所需努力研发的目标。
实用新型内容为了解决上述先前技术不尽理想之处，本实用新型提供了一种发光二极管封装单元，包含发光二极管晶粒、座体、支架结构及导线，其中座体具有第一凹孔。支架结构具有第一支架及第二支架，第一支架及第二支架分别具有第一端及第二端。第一支架的第一端及第二支架的第一端伸入座体的第一凹孔，且发光二极管晶粒设置于第一支架的第一端， 第一支架的第二端及第二支架的第二端自座体外侧翻折至座体底面。导线电性连接发光二极管晶粒、第一支架及第二支架。并且，第一支架的第二端翻折于座体底面的面积大于第二支架的第二端翻折至座体底面的面积。所述发光二极管封装单元，其中，座体进一步具有第二凹孔，且第二凹孔内设置有静电防护组件。所述发光二极管封装单元，其中，静电防护组件设置于第一支架的第一端。[0010]所述发光二极管封装单元，其中，静电防护组件设置于第二支架的第一端。所述发光二极管封装单元，其中，第一支架的第二端翻折至座体底面面积大于座体底面面积的一半。所述发光二极管封装单元，其中，第一支架的第一端及第二端之间与第二支架的第一端与第二端之间各形成有弯折部，弯折部开设有多个开孔。因此，本实用新型的主要目的是提供一种发光二极管封装单元，透过第一支架第二端翻折于座体底面的面积大于第二支架第二端翻折至座体底面的面积的设计，藉此增加承载发光二极管晶粒的第一支架的散热面积，避免发光二极管累积热能，进而提升散热效率、延长使用寿命。本实用新型的另一目的是提供一种发光二极管封装单元，可进一步设置第二凹孔以容置静电防护组件，来提供静电放电防护，且使第一凹孔中的发光二极管晶粒产生的光源不会被第二凹孔中的静电防护组件阻挡而提升发光效率，并且同时提供发光二极管封装单元制作过程所需的视觉定位，避免制程中组件无法精准到位的情况发生。此外，本实用新型亦提供另一种发光二极管封装单元，包含发光二极管晶粒、座体、导线、第一导块及第二导块，其中座体具有第一凹孔。第一导块及第二导块各具有一对侧面、上底面及下底面，第一导块的上底面及第二导块的上底面延伸入第一凹孔，发光二极管晶粒设置于第一导块的上底面，第一导块及第二导块部分包覆于座体内。导线电性连接发光二极管晶粒、第一导块及第二导块。并且，第一导块的一侧面与第一导块的下底面外露于座体，第二导块的一侧面与第二导块的下底面外露于座体，且第一导块的下底面面积大于第二导块的下底面面积。所述发光二极管封装单元，其中，座体进一步具有第二凹孔，第二凹孔内设置有静电防护组件。所述发光二极管封装单元，其中，静电防护组件设置于第一导块的上表面。所述发光二极管封装单元，其中，静电防护组件设置于第二导块的上表面。因此，本实用新型的主要目的是提供一种发光二极管封装单元，透过第一导块下底面面积大于第二导块下底面面积的设计，来增加承载发光二极管晶粒的第一导块的散热面积。并且，第一、第二导块的上底面与下底面之间提供了最短的散热路径，使第一、第二导块能迅速的将累积于发光二极管晶粒的热能导出。藉此，避免发光二极管累积热能，进而提升散热效率、延长使用寿命。本实用新型的另一目的是提供一种发光二极管封装单元，可进一步增设第二凹孔以容置静电防护组件，来提供静电放电防护，且使置于第二凹孔的静电防护组件不会阻挡置于第一凹孔的发光二极管晶粒产生的光源而提升发光效率，并且同时提供发光二极管封装单元制作过程所需的视觉定位，避免制程中组件无法精准到位的情况发生。
图IA是根据本实用新型提出的第一较佳实施例，为发光二极管封装单元立体示意图；图IB是根据图IA所示的第一较佳实施例发光二极管封装单元沿A-A联机的剖面示意图；[0023]图IC是根据本实用新型提出的第一较佳实施例的发光二极管封装单元另一剖面示意图；图ID是根据本实用新型提出的第一较佳实施例，为静电防护组件设置于第一支架的第一端的立体示意图；图IE是根据本实用新型提出的第一较佳实施例，为静电防护组件设置于第二支架的第一端的立体示意图；图IF是根据本实用新型提出的第一较佳实施例，为第一、第二支架于弯折部开设开孔的立体示意图2A是根据本实用新型提出的第二较佳实施例，为发光二极管封装单元立体示图2B是如图2A所示的第二较佳实施例发光二极管封装单元的沿B-B联机的剖面
意示意图；图2C是根据本实用新型提出的第二较佳实施例，为静电防护组件设置于第一导块的上表面的立体示意图；图2D是根据本实用新型提出的第二较佳实施例，为静电防护组件设置于第二导块的上表面的立体示意图。主要组件符号说明[0032]发光二极管晶粒10[0033]座体20[0034]第一凹孔21[0035]第二凹孔22[0036]边角23[0037]底面24[0038]支架结构30[0039]第一支架31[0040]第二支架32[0041]笛一總弟 漸311,321[0042]Λ-Λ- ~·上山弟一兄而312,322[0043]弯折部313,323[0044]开孔33[0045]导线40[0046]第一导块50[0047]第二导块60[0048]第一侧面51,61[0049]第二侧面52,62[0050]上底面53,63[0051]下底面54,64[0052]静电防护组件E[0053]面积Al、A2、At具体实施方式
由于本实用新型公开一种发光二极管封装单元，其中所利用的发光二极管原理及技术，已为本领域普通技术人员所能明了，故以下文中的说明，不再作完整描述。同时，以下文中所对照的附图，表达与本实用新型特征有关的结构示意，并未亦不需要依据实际尺寸完整绘制，事先声明。请参考图1A，是根据本实用新型提出的第一较佳实施例，为发光二极管封装单元立体示意图。第一较佳实施例的发光二极管封装单元采用表面黏着型发光二极管(Surface Mount Device LED, SMD LED)态样为例。发光二极管封装单元包含发光二极管晶粒10、座体20、支架结构30及导线40。发光二极管晶粒10、第一支架31及第二支架32分别与导线40电性连接，导线40除了提供电能传输，更作为传导热能至第二支架32的桥梁。发光二极管晶粒10是利用电能转化为光能的方式产生光，且依不同的材料发出不同波长的光。座体20近似矩形立方体，且包含有呈杯状的第一凹孔21，贯穿座体20的第一凹孔21提供发光二极管晶粒10产生的光通过。 支架结构30包含第一支架31及第二支架32，且第一、第二支架31、32为导电及传热材质， 并皆是一体射出成型为片状，本实施例中第一、第二支架31、32采用黄铜、青铜或铜合金等铜材质为例。发光二极管晶粒10发光所需要的电能即是由第一、第二支架31、32传送，本实施例是以第一支架31做为P极，且以第二支架32做为N极。另发光二极管晶粒10产生的热能即是由第一、第二支架31、32传导，以降低发光二极管晶粒10的接面温度(Junction Temperature) 0请参阅图1B，是图1所示的发光二极管封装单元沿A-A联机剖面示意图。第一支架31及第二支架32分别具有第一端311、321及第二端312、322，第一支架31的第一端311 与第二支架32的第一端321分别从座体20 二侧伸入于第一凹孔21下方，且第一、第二支架31、32的第一端311、321相距一间距、彼此互不连接。发光二极管晶粒10是利用导热胶或锡合金设置于第一支架31的第一端311，第一支架31的第二端312及第二支架32的第二端322互相朝向彼此自座体20 二相对外侧翻折至座体20底面24。第一支架31的第二端312翻折于座体20底面M的面积定义为Al，第二支架32的第二端322翻折至座体20 底面M的面积定义为A2，由图可知，Al大于A2。此外，请参阅图1C，本实用新型第一较佳实施例的发光二极管封装单元另一剖面示意图。座体20底面M面积定义为At，由图可知，Al大于1/2的At，此时的面积Al同样大于面积A2。本实施例发光二极管晶粒10是设置于做为P极的第一支架31的第一端311 上，使第一支架31传导大部分发光二极管晶粒10产生的热能。不论图IB与图IC的设计， 都是藉由增加第一支架31的散热面积，让热能适时的经由第一支架31导出，避免发光二极管晶粒10累积热能，进而提升发光二极管晶粒10的散热效率、且延长使用受寿命。此外，本实施例中，可以进一步在座体20上增设第二凹孔22，如图ID与图IE所示。贯穿座体20的第二凹孔22提供静电防护组件E设置，第二凹孔22的设置位置可以位于座体20的任一边角23。静电放电(Electrical Static Discharge,ESD)是一般电子组件最常遭遇的伤害，静电放电是指不同电位的两个物体之间产生的电荷急速流动的现象， 所产生的瞬间电流造成发光二极管封装单元永久性的损坏，且静电伤害又是累积而成无法预判发生的时间点。本实施例透过静电防护组件E即可用来防治静电放电破坏发光二极管封装单元。且使第一凹孔21中的发光二极管晶粒10产生的光源不会被第二凹孔22中的静电防护组件E阻挡，进而提升发光二极管封装单元的发光效率。前述座体20的第二凹孔22更可提供视觉辨识于制作发光二极管封装单元的过程，让发光二极管封装单元的各组件能精准到位。本实施例将静电防护组件设计成内含放电回路的集成电路(Integrated Circuits, IC)。图ID所示的设计，是代表座体20的第二凹孔22设置在第一支架31处，使设置于第二凹孔22中的静电防护组件E抵触第一支架31的第一端311以进行静电放电防护。而图IE所示的设计，则是代表座体20的第二凹孔22设置在第二支架32处，使设置于第二凹孔22中的静电防护组件E抵触第二支架32的第一端321进行静电放电防护。此外，为了进一步增加散热的效率，可以在支架的弯折部上形成开孔。如图IF所示，在第一支架31的第一端311与第二端312之间及第二支架32的第一端321与第二端 322之间各自翻折形成有弯折部313、323，并且于弯折部313、323各自开设有开孔33，藉以增加散热的效率。本实施例发光二极管封装单元是受散热基板(附图未绘出)承载，以采用铜材质的散热基板为最佳，属于金属材质的铜、其散热特性较为出色。第一、第二支架31、32是焊接于散热基板上，使第一、第二支架31、32将热能经由散热基板传导发光二极管封装单元产生的热能，进而达到散热的目的。此外，请参考图2A，是根据本实用新型所提出的第二较佳实施例的发光二极管封装单元的立体示意图。第二较佳实施例的发光二极管封装单元包含发光二极管晶粒10、座体20、导线40、第一导块50及第二导块60，并且发光二极管晶粒10、第一导块50及第二导块60分别与导线40电性连接，导线40除了提供电能传输，更作为传导热能至第二导块60 的桥梁。其中发光二极管晶粒10、座体20、导线40的构造与相互连接关系，与第一较佳实施例中所述大致相同，在此不再赘述，因此以下仅就第二较佳实施例与第一较佳实施例不同之处加以说明。请参阅图2B，为图2A所示的发光二极管封装单元沿B-B联机的剖面示意图。第一、第二导块50、60为导电及传热材质，且一体射出成型为块状，本实施例第一、第二导块 50、60采用黄铜、青铜或铜合金等铜材质。发光二极管晶粒10产生光所需要的电能即是由第一、第二导块50、60传送，本实施例以第一导块50做为P极，且以第二导块60做为N极。 另发光二极管晶粒10产生的热能即是由第一、第二导块50、60传导，藉此降低发光二极管晶粒 10 的接面温度(Junction Temperature)。第一、第二导块50、60分别具有第一侧面51、61及第二侧面52、62及上底面53、63 及下底面M、64。第一导块50的上、下底面5354及第二导块60的上、下底面63、64分别从座体20 二侧伸入于第一凹孔21下方，且第一、第二导块50、60的第一侧面51、61相距一间距、彼此互不连接。此时的第一、第二导块50、60的上底面53、63部分受座体20包覆，座体20将第一、第二导块50、60的第一侧面51、61包覆于内，第一、第二导块50、60的第二侧面52、62与下底面M、64外露于座体20外。第一导块50的下底面M面积定义为Bl，第二导块60的下底面64面积定义为B2， 如图2B所示，Bl大于B2。此外，第一导块50的下底面M面积Bl亦可进一步大于座体20的底面面积(未图示)。本实施例的发光二极管晶粒10是设置于做为P极的第一导块50 的上底面53上，使第一导块50传导大部分发光二极管晶粒10产生的热能。故本实施例的第一、第二导块50、60的块状设计可以缩短散热路径，在第一、第二导块50、60的上底面53、 63与下底面M、64之间形成最短的散热路径，使得第一、第二导块50、60能更快速的传导热能、且更减少热能的累积，进而提升发光二极管晶粒10的散热效率、且延长使用受寿命。此外，本实施例中，也可以进一步在座体20上增设第二凹孔22，如图2C与图2D所示。座体20另包含有第二凹孔22，而贯穿座体20的第二凹孔22提供静电防护组件E设置，第二凹孔22的设置位置可以位于座体20的任一边角23。本实施例透过静电防护组件 E即可用来防治静电放电破坏发光二极管封装单元。且使置于第二凹孔22的静电防护组件E不会阻挡置于第一凹孔21的发光二极管晶粒10产生的光源，进而提升发光二极管封装单元的发光效率。并更可于制作发光二极管封装单元的过程中作为视觉定位之用。图2C所示的设计，是代表座体20的第二凹孔22设置在第一导块50处，使设置于第二凹孔22中的静电防护组件E抵触第一导块50的上底面53以便进行静电放电防护。而图2D所示的设计，则是代表座体20的第二凹孔22设置于第二导块60处，使设置于第二凹孔22中的静电防护组件E抵触第二导块60的上底面63，以便进行静电放电防护。本实施例发光二极管封装单元是受散热基板承载，以采用铜材质的散热基板为最佳。第一、第二导块50、60是焊接于散热基板上，使第一、第二导块50、60将热能经由散热基板传导发光二极管封装单元产生的热能。以上所述仅为本实用新型较佳实施例，并非用以限定本实用新型权利要求的保护范围；同时以上的描述对于本领域普通技术人员应可明了与实施，因此其它未脱离本实用新型所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于下述权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种发光二极管封装单元，包含至少一发光二极管晶粒(10)、一座体(20)及一支架结构(30)，所述座体(20)包含有至少一第一凹孔(21)，所述支架结构(30)包含一第一支架(31)及一第二支架(32)，所述第一支架(31)及所述第二支架(32)分别具有一第一端(311、321)及一第二端(312、322)，所述第一支架(31)的第一端(311)及所述第二支架(32)的第一端(321)伸入所述座体(20)的所述第一凹孔(21)，且所述发光二极管晶粒 (10)设置于所述第一支架(31)的第一端(311)，所述第一支架(31)的第二端(312)及所述第二支架(32)的第二端(322)自所述座体(20)外侧翻折至所述座体(20)底面(24)；多根导线(40)电性连接所述发光二极管晶粒(10)及所述第一支架(31)与所述第二支架(32)；其特征在于，所述第一支架(31)的第二端(312)翻折于所述座体(20)底面(24)的面积(Al)大于所述第二支架(32)的第二端(322)翻折至所述座体(20)底面(24)的面积(A2)。
2.根据权利要求1所述的发光二极管封装单元，其特征在于，所述座体(20)进一步具有一第二凹孔(22)，且所述第二凹孔(22)内设置有一静电防护组件(E)。
3.根据权利要求2所述的发光二极管封装单元，其特征在于，所述静电防护组件(E)设置于所述第一支架(31)的第一端(311)。
4.根据权利要求2所述的发光二极管封装单元，其特征在于，所述静电防护组件(E)设置于所述第二支架(32)的第一端(321)。
5.根据权利要求1所述的发光二极管封装单元，其特征在于，所述第一支架(31)的第二端(312)翻折至所述座体(20)底面(24)面积(Al)大于所述座体(20)底面(24)面积 (At)的一半。
6.根据权利要求1所述的发光二极管封装单元，其特征在于，所述第一支架(31)的第一端(311)及第二端(312)之间与所述第二支架(32)的第一端(321)与第二端(322)之间各形成有一弯折部(313、323)，所述弯折部(313、323)开设有多个开孔(33)。
7.一种发光二极管封装单元，包含有至少一发光二极管晶粒(10)、一座体(20)、一第一导块(50)及一第二导块(60)，所述座体(20)包含有至少一第一凹孔(21)，所述第一导块(50)及所述第二导块(60)分别具有一对侧面(51、52、61、62)、一上底面(53、63)及一下底面(54、64)，所述第一导块(50)的上底面(53)及所述第二导块(60)的上底面(63) 延伸入所述第一凹孔(21)，所述发光二极管晶粒(10)设置于所述第一导块(50)的上底面 (53)，所述第一导块(50)及所述第二导块(60)部分包覆于所述座体(20)内；多跟导线(40)电性连接所述发光二极管晶粒(10)及所述第一导块(50)与所述第二导块(60)；其特征在于，所述第一导块(50)的一侧面(52)与所述第一导块(50)的下底面(54)外露于所述座体(20)，所述第二导块(60)的一侧面(62)与所述第二导块(60)的下底面(64)外露于所述座体(20)，且所述第一导块(50)的下底面(54)面积(Bi)大于所述第二导块(60)的下底面(64)面积(B2)。
8.根据权利要求7所述的发光二极管封装单元，其特征在于，所述座体(20)进一步具有一第二凹孔(22)，所述第二凹孔(22)内设置有一静电防护组件(E)。
9.根据权利要求8所述的发光二极管封装单元，其特征在于，所述静电防护组件(E)设置于所述第一导块(50)的上表面(53)。
10.根据权利要求8所述的发光二极管封装单元，其特征在于，所述静电防护组件(E) 设置于所述第二导块(60)的上表面(63)。
专利摘要本实用新型提供一种发光二极管封装单元，包含发光二极管晶粒、座体及支架结构。座体包含有第一凹孔，支架结构包含第一支架及第二支架。第一支架及第二支架分别具有第一端及第二端。第一支架的第二端及第二支架的第二端自座体外侧翻折至座体底面，并且，第一支架的第二端翻折于座体底面的面积大于第二支架的第二端翻折至座体底面的面积。上述设计可以扩大承载发光二极管晶粒的第一支架的散热面积，藉此提升散热效率、以及延长使用寿命。
文档编号H01L33/00GK202120980SQ20112015187
公开日2012年1月18日 申请日期2011年5月12日 优先权日2011年3月24日
发明者刘信良 申请人:兴亮电子股份有限公司