倒装芯片式发光模块的制作方法

本实用新型涉及一种发光模块，特别涉及一种倒装芯片式发光模块。

背景技术：

人类生活离不开照明，而照明装置已从传统的白炽灯逐渐由其他发光组件所取代，如：发光二极管。因发光二极管具备体积小、耗能低、低驱动电压的优点，与包括驱动回路的主电路板组配一起形成发光模块之后，即能够应用到其他设备来作为光源使用。此种发光模块已广泛用于如：家用品指示灯、显示器的背光源、携带式电子装置的照明模块、检测装置的光源、车灯，又或者用来作为指纹辨识器的光感测模块等领域。

在正常使用下，发光模块难免被晃动或受到碰撞，而导致光学组件逐渐松脱，甚至滑落出支架。然而，现有的发光模块没有任何用来感测光学组件有否脱落的设计，有改善的需要。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种能通过电路基板内的电路检测光学组件是否脱落的倒装芯片式发光模块。

为了解决上述的技术问题，本实用新型所采用的其中一种技术方案是，提供一种倒装芯片式发光模块，其包括一主电路板、一散热基板、一封装组件以及一发光芯片。所述封装组件包括一围绕所述散热基板的架体以及一设置在所述架体的透镜单元。所述架体包括一第一导电路径以及至少两个彼此分离的第二导电路径，所述第一导电路径与所述第二导电路径都电性连接于所述主电路板。所述发光芯片设置在所述散热基板。所述发光芯片包括位于同一侧的一顶端导电接点以及一发光面。所述顶端导电接点通过一导电体而电性连接于所述第一导电路径。其中，所述透镜单元设有与至少两个所述第二导电路径电性连接的至少一透光导电层。

为了解决上述的技术问题，本实用新型所采用的另一种技术方案是，提供一种倒装芯片式发光模块，其包括一主电路板、一架体、一透镜单元以及一发光芯片。散热基板设置在所述散热基板上。架体设置在所述主电路基板上。透镜单元设置在所述架体上。发光芯片设置在所述散热基板上，所述发光芯片包括位于同一侧的一顶端导电接点以及一发光面。其中，所述架体包括一第一导电路径以及至少两个彼此分离的第二导电路径，所述第一导电路径与所述第二导电路径都电性连接于所述主电路板。其中，所述透镜单元包括至少一透光导电层，至少一所述透光导电层电性连接于至少两个第二导电路径。其中，所述第一导电路径、至少两个所述第二导电路径以及至少一所述透光导电层彼此串联。

本实用新型的其中一有益效果在于，本实用新型所提供的倒装芯片式发光模块，其能通过“一封装组件，其包括一围绕所述散热基板的架体以及一设置在所述架体上的透镜单元，所述架体包括一第一导电路径以及至少两个彼此分离的第二导电路径，所述第一导电路径与所述第二导电路径都电性连接于所述主电路板”以及“所述透镜单元设有至少一与至少两个所述第二导电路径电性连接的透光导电层”的技术方案，以检测透光导电层是否导通，即可知晓光学组件是否脱落，并执行对应的保护措施。

为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的第一侧视剖面示意图。

图2为本实用新型第一实施例的第二侧视剖面示意图，说明第一导电路径形成在架体的外表面。

图3为本实用新型第一实施例的第三侧视剖面示意图，说明第一导电路径形成在架体的内部。

图4为本实用新型第一实施例的第四侧视剖面示意图。

图5为本实用新型第一实施例的第五侧视剖面示意图。

图6为本实用新型的透光导电层的第一实施方式示意图。

图7为本实用新型的透光导电层的第二实施方式示意图。

图8为本实用新型第二实施例的第一侧视剖面示意图。

图9为本实用新型第三实施例的侧视剖面示意图。

图10为本实用新型第四实施例的侧视剖面示意图。

图11为本实用新型第五实施例的第一侧视剖面示意图。

图12为本实用新型第五实施例的第二侧视剖面示意图。

图13为本实用新型第六实施例的第一侧视剖面示意图。

图14为本实用新型第六实施例的第二侧视剖面示意图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本实用新型所公开有关“倒装芯片式发光模块”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本实用新型的优点与效果。本实用新型可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本实用新型的构思下进行各种修改与变更。另外，本实用新型的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本实用新型的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本实用新型的保护范围。

应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

[第一实施例]

参阅图1及图2所示，本实用新型第一实施例提供一种倒装芯片式发光模块，其适合安装至一主电路板7，以与主电路板7相配合协同操作，又或者，倒装芯片式发光模块亦可以与外部电源进行电性连接，以受驱动操作。其使用的方式及领域，非本实用新型的重点，在此并不与赘述。

进一步来说，本实用新型的倒装芯片式发光模块包括一散热基板1、一发光芯片2、一导电胶层3、一封装组件4、一导电体6以及一主电路板7。

散热基板1选自铝基板、铜基板，或任何包括导热或散热能力的基板。散热基板1的一侧能用来与主电路板7电性连接，而另一侧与发光芯片2电性连接。

发光芯片2设置在散热基板1，并包括一顶端导电接点21、一底端导电接点22、一发光面23以及一自发光面23向外延伸的光轴L。顶端导电接点21及发光面23均位于相反于散热基板1的同一侧。底端导电接点22与散热基板1电性连接，较佳地，底端导电接点22是通过导电胶层3黏接至散热基板1。顶端导电接点21为正极或负极的其中一者，而底端导电接点22为正极或负极的另一者。发光芯片2选自发光二极管(LED)、谐振腔发光二极管(RCLED)，或垂直腔雷射二极管(VCSEL)。在第一实施例中，是采用面射型雷射芯片为例子来作为说明。然而，上述所举的例子只是其中一可行的实施例而并非用以限定本实用新型。

封装组件4界定出一沿光轴L延伸的光通道5，并包括一架体41、一第一导电路径42、至少两个第二导电路径43、一透镜单元44以及一填充胶层45。架体41围绕散热基板1，并包括一围绕散热基板1外侧的侧壁部411以及一自侧壁部411朝顶端导电接点21延伸的延伸壁部412。延伸壁部412与顶端导电接点21彼此相对。架体41的材质可以是塑料材料、陶瓷材料或者任何的绝缘材料，其中，因陶瓷材料包括较佳的机械强度及耐热性，因此第一实施例是采用陶瓷材料为例子来作为说明。然而，上述所举的例子只是其中一可行的实施例而并非用以限定本实用新型。

第一导电路径42设置在架体41，且包括一第一外连接端421、一第一内连接端422以及一在第一外连接端421及第一内连接端422之间延伸的第一路径本体423。第一外连接端421位在架体41的侧壁部411，并用来与主电路板7或外部组件进行电性连接。第一内连接端422位在架体41的延伸壁部412，并用来电性连接至顶端导电接点21。第一路径本体423设置于架体41的方式，可以是形成在架体41的内表面(如图2)、形成在架体41的外表面(如图3)，又或者埋设在架体41的内部(如图4)。在本实施例中，第一路径本体423是配置在架体41的内表面。第一导电路径42能采用导线、金属弹片，或其等具导电性质的类似物。第一实施例是采用导线为例子来做说明。然而，上述所举的例子只是其中一可行的实施例而并非用以限定本实用新型。

至少两个第二导电路径43可设置在架体41与透镜单元44上，至少两个第二导电路径43可彼此分离，亦即，两个第二导电路径43可彼此分离，且每一个第二导电路径43也可以根据架体41与透镜单元44的支架441的设计，分离成两部分，但不以此为限，第二导电路径43也可以待架体41与支架441组装完成后再形成。每一个第二导电路径43可包括一第二外连接端431、一第二内连接端432以及一在第二外连接端431及第二内连接端432之间延伸的第二路径本体433。第二外连接端431位在透镜单元44的支架441。第二内连接端432位在架体41，用来与主电路板7或外部组件进行电性连接。第二路径本体433设置于架体41与支架441的方式，可以是形成在架体41与支架441的外表面(如图2)，或者埋设在架体41与支架441的内部(如图11)，并且，当第二路径本体433与第一路径本体423同样形成在架体41的外表面时，第二路径本体433不与第一导电路径42电性接触(如图3)。在本实施例中，第二路径本体433是配置在架体41与支架441的外表面。第二导电路径43能采用导线、金属弹片，或其等具导电性质的类似物。第一实施例是采用导线为例子来做说明。然而，上述所举的例子只是其中一可行的实施例而并非用以限定本实用新型。

透镜单元44设置在架体41，并包括一支架441、一透镜442及至少一透光导电层443。支架441采用不透光材质制成，其是自架体41沿光轴L延伸，并与架体41共同围绕着光轴L界定出光通道5。支架441安装至架体41的方式并没有限制，可采用任何方式为之，在第一实施例中是采用黏胶将两者黏合为例子来做说明。进一步地，支架441还具有多个凹槽，其由支架441本体的外壁面、或内外两壁面凹陷所形成，可用于安置第二导电路径43。透镜442设置在支架441，并位在光通道5，其中，透镜单元44可呈矩形，但不以此为限。透镜442可采用平面型透镜、聚光型透镜、散光型透镜以及其他类型的透镜。透镜442的材质可采用透明塑料或玻璃。前述透明塑料可选自聚酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚醚酰亚胺(Polyetherimide，PEI)、环烯烃共聚物(Cyclo olefin coplymer，COC)，或其多种的混合。在第一实施例中，透镜442是采用平面型透镜442，且材质为玻璃为例子来做说明。然而，前述结构及材料的选择仅为例举，并不以此为限。

值得一提的是，透镜单元44中透镜442的数量亦可以为两个以上，且采用的透镜类型或材质可以相同，也可以不同，视需要而定。

至少一透光导电层443自邻近透镜442的一角延伸至邻近其对角。透光导电层443包括一主体段4431以及多个导通端4332。透光导电层443的主体段4431可位在透镜442的上表面或下表面，在第一实施例中是以位在上表面为例子。主体段4431的形状可以为S形(如图7所示)或长条形(如图8所示)，第一实施例中是以S形为例子，但并不以此为限。多个导通端4332分别与各个第二导电路径43电性连接，多个导通端4332可以位在与主体段4431相同的一面(如图2所示)，又或者位在透镜442的侧边(如图11所示)，并没有任何限制，只要能与第二导电路径43的第二外连接端431电性连接即可，在第一实施例中是以位在透镜442的上表面为例子。透光导电层443的宽度可以大于、小于或等于第二导电路径43的宽度，并没有任何限制，在本实施例中，是以透光导电层443的宽度小于第二导电路径43的宽度为例子(如图1所示)。并且，透光导电层443可采用透光并具有导电性的材料制成，其材料选自但不限于：金属、三氧化二铟掺杂锡(In2O3:Sn，ITO)、二氧化锡掺杂氟(SnO2:F，FTO)、二氧化锡掺杂锑(SnO2:Sb，ATO)，及氧化锌掺杂铝(ZnO:Al，AZO)。当采用金属时，其厚度需低于10nm，且材质可举例如金、银、铂、铜、铝、铬、钯、铑，但并不限于此。在本第一实施例中，是以三氧化二铟掺杂锡(ITO)为例子。然而，前述结构及材料的选择仅为举例，并不以此为限。

填充胶层45设置在架体41的内侧，并与散热基板1及发光芯片2连接。因此，填充胶层45是充填在架体41与散热基板1及发光芯片2间所形成的缝隙内，使彼此结合更为稳固，而提升本实用新型倒装芯片式发光模块整体的结构强度。然而，上述所举的例子只是其中一可行的实施例而并非用以限定本实用新型。

导电体6设置在发光芯片2及封装组件4之间，并将第一导电路径42电性连接至发光芯片2的顶端导电接点21。其中，导电体6是采用焊接球，且被夹设在架体41的延伸壁部412与发光芯片2的顶端导电接点21之间，因此重熔之后，就会将位在延伸壁部412上的第一导电路径42电性连接至顶端导电接点21。然而，上述所举的例子只是其中一可行的实施例而并非用以限定本实用新型。

通过封装组件4的结构设计，使得发光芯片2能采用倒装芯片封装技术来进行组配，组配较为简易，能有效提高制成速度并增加产能。并且，此一方式还能免去打线接合(wire bonding)需预留空间给线材进行电性连接的缺点，有效减小倒装芯片式发光模块的体积，有助于应用于微型化产品。

值得一提的是，受发光芯片2的顶端导电接点21及底端导电接点22配置的方位不同，封装组件4内的配线也会相配合进行调整。如图5，第一实施例的另一变化实施方式中，发光芯片2还包括另一顶端导电接点21，且顶端导电接点21分别位在发光面23的两相反侧，同时，封装组件4还包括另一第一导电路径42。所述倒装芯片式发光模块还包括另一导电体6，导电体6将顶端导电接点21分别电性连接至第一导电路径42。在此一变化实施方式中，底端导电接点22作为正极或负极的其中一者，而顶端导电接点21则做为正极或负极的另一者。另值得一提的是，顶端导电接点21的其中一个也可以做为传递信号用的导电接点。如图6，第一实施例的再一变化实施方式，发光芯片2未有底端导电接点22，却包括二顶端导电接点21，此时，顶端导电接点21分别做为正极及负极。封装组件4的第一导电路径42对应有两条，并分别电性连接至顶端导电接点21。然而，无论发光芯片2的导电接点配置如何，封装组件4的结构设计仍能让发光芯片2采用倒装芯片封装技术来组配，具备有相同的技术效果。然而，上述所举的例子只是其中一个可行的实施例而并非用以限定本实用新型。

此外，第一导电路径42、第二导电路径43以及透光导电层443三者可以是串联的方式，但不以此为限；也就是说，第一导电路径42、第二导电路径43以及透光导电层443三者也可以是并联的实施方式，然而，在并联的实施方式下，倒装芯片式发光模块可在电路上设置监控组件或监控电路，当检测到透光导电层443未过电时，即停止电流传递至发光芯片2，以避免发光芯片2产生光源。

据此，当透镜442放置在支架441时，透光导电层443的导通端4332就会分别与第二导电路径43的第二外连接端431电性连接，再通过第二导电路径43电性连接至检测电路，即构成一保护电路。通过让检测电路探测保护电路中的电阻或电流值，即可知晓第二导电路径43与透光导电层443间是否保持电性连接。如此，当透镜442自支架441上松脱而脱离时，透光导电层443就会一同即脱离第二导电路径43，即呈现断路，此时检测电路即检测到保护电路呈断路并切断驱动电路的操作，停止发光芯片2的运行，以避免发光芯片2受损；又或者，当将发光芯片2的驱动电路作为检测电路时，只要将保护电路与驱动电路串联，当透光导电层443脱离第二导电路径43而呈断路，此时同样会切断驱动电路，进而让发光芯片2停止运行。

通过上述说明，可将本实用新型第一实施例的优点归纳如下：

一、倒装芯片式发光模块内的电路能通过支架441上设置的第二导电路径43来检测透镜442是否脱落，并执行对应的保护措施。

二、倒装芯片式发光模块内的电路能够通过检测透光导电层443是否导通，即可知晓透镜442是否脱落，并执行对应的保护措施。

三、将透光导电层443配置在透镜442的上表面，能够用来感测透镜442的磨损情况。当外物磨擦到透镜442的上表面时，就会同时磨擦到透光导电层443，如此，若透镜442遭遇到过多的磨擦，就容易将透光导电层443自透镜442上磨除，使保护电路呈现断路，进而停止发光芯片2的操作。

四、透光导电层443采用S形，较能确保透镜442表面的各处都有透光导电层443，如：角落、周边、中央等位置，如此，通过此种配置，能够进一步确保当外物磨擦到透镜442的同时也能够磨擦到透光导电层443，提高感测透镜442磨损情况的能力。

五、当透光导电层443的导通端4332延伸到透镜442的侧边，此结构能够增加与第二导电路径43的接触面积，确保彼此间有效地电性连接。因此，只有当透镜442完全脱离支架441或几近脱离支架441时，透光导电层443才不会与第二导电路径43接触而让保护电路呈现断路。如此，可以避免因为些微晃动导致第二导电路径43与透光导电层443错开而呈断路，使检测电路误判。

六、因第二导电路径43的宽度大于透光导电层443的宽度，两者相贴合时不易因为制造时所生的误差而无法电性连接。

[第二实施例]

参阅图8，本实用新型第二实施例大致与第一实施例相同，差异在于：发光芯片2包括两个顶端导电接点21以及二底端导电接点22，且对应地，散热基板1包括两个相间隔的板件11。两相邻的板件11共同界定出一散热通道12。

板件11的数量可以为两个、三个，或四个以上，其数量可以依据实际的需要进行调整，在本实施例中，板件11的数量为两个，散热通道12的数量为一个。

如此，本实用新型第二实施例不仅具备第一实施例的优点外，还公开了另一种发光芯片2的可行结构，其包括了多个底端导电接点22。对应此种结构，仅要对应地采用多片板件11构成散热基板1即可，且通过其内的散热通道12，还能进一步提高散热效果。

值得一提的是，就算底端导电接点22仅有一个，同样能采用多片板件11来构成散热基板1，亦即，以一个底端导电接点22贴覆在两片或三片以上的板件11上，此方式同样能让散热基板1具备导电的功能，且通过散热信道12还可以进一步提高散热效果。

然而，上述所举的例子只是其中一个可行的实施例而并非用以限定本实用新型。

[第三实施例]

参阅图9，本实用新型第三实施例大致与第一实施例相同，差异仅在于：透镜单元44不包括支架441(如图2)，且透镜442是直接设置在架体41，亦即，架体41同时担负了支架441的功能。

通过移除支架441(如图2)，可再进一步缩减倒装芯片式发光模块的高度，进一步缩减整体体积。如此，本实用新型第三实施例不仅具备第一实施例的优点外，还能更进一步缩减体积。

值得一提的是，在本实施例中，透光导电层443可位在透镜442的下表面。因此，同样可通过透光导电层443的多个导通端4332分别与各个第二导电路径43电性连接，而达到检测透镜442是否脱落的技术效果。

另外，第三实施例中发光芯片2的导电接点配置方式与第一实施例所示的任一实施方式相同，使用者可以依据实际需求进行调整，并没有任何限制。然而，为了便于说明，本实用新型第三实施例的发光芯片2是采用两个顶端导电接点21及一个底端导电接点22的实施方式。

然而，上述所举的例子只是其中一个可行的实施例而并非用以限定本实用新型。

[第四实施例]

参阅图10，本实用新型第四实施例大致与第一实施例相同，主要差异在于：支架441与架体41是一体成型地制造而成。

通过一体成型地将支架441与架体41，在组装倒装芯片式发光模块时不仅不需要进行将前述两者相组装的步骤，而且还能更进一步加强封装组件4结构的强度。

如此，本实用新型第四实施例不仅具备第一实施例的优点外，还更进一步具备了简化制造工艺及提高结构强度的优点。

另外，本实用新型第四实施例中发光芯片2的导电接点配置方式与第一实施例所示的任一实施方式相同，使用者可以依据实际需求进行调整，并没有任何限制。然而，为了便于说明，本第四实施例的发光芯片2是采用两个顶端导电接点21及一个底端导电接点22的实施方式。

然而，上述所举的例子只是其中一个可行的实施例而并非用以限定本实用新型。

[第五实施例]

参阅图11，本实用新型第五实施例大致与第一实施例相同，主要差异在于：透光导电层443是设置在透镜442的下表面，且第二导电路径43的第二外连接端431延伸到邻近透镜442的下表面。因此，第二导电路径43能够与透光导电层443进行电性连接。

参阅图12，本实用新型第五实施例的另一变化实施方式，主要是透光导电层443位在透镜442的下表面，且透光导电层443的导通端4332延伸至透镜442的侧边。并且，第二导电路径43设置在支架441的内部。

进一步来说，第二导电路径43设置在支架441内部的方式，是依据支架441的用料及制造工艺相配合调整。当支架441采用热可塑材料，可先将第二导电路径43放置在用来制作支架441的模具内，而后灌注塑料包覆第二导电路径43，并进一步固化成型为支架441；而当支架441是采用陶瓷材料时，则可以先将第二导电路径43放置于胚料内，而后共同烧结，使第二导电路径43埋设在支架441内。然而制作方式可以依据任何现有工法进行调整，并不以此为限。

因此，当第二导电路径43埋设在支架441内部，更能避免第二导电路径43受外物磨擦而毁损，能更进一步确保保护电路呈断路是由于透镜442脱离支架441或是透光导电层443毁损，而非由于第二导电路径43本身受损。

如此，本第二实施例除了具备第一实施例的优点外，通过将第二导电路径43埋设在支架441内，还能够进一步的确保检测透镜442是否脱离支架441或过度磨损的准确性。

另外，本实用新型第五实施例中发光芯片2的导电接点配置方式与第一实施例所示的任一实施方式相同，使用者可以依据实际需求进行调整，并没有任何限制。

然而，上述所举的例子只是其中一个可行的实施例而并非用以限定本实用新型。

[第六实施例]

参阅图13，本实用新型第六实施例大致与第一实施例相同，主要差异在于：透光导电层443的导通端4332延伸至透镜442的侧边，且其中一个第二导电路径43的第二外连接端431延伸到邻近透镜442的下表面。

参阅图14，本实用新型第六实施例的另一变化实施方式，主要是第二导电路径43设置在支架441的内部，而第二导电路径43的设置方式，与第五实施例的另一变化实施方式相同，在此不予赘述。。

如此，本实用新型第六实施例除了具备第一实施例的优点外，通过将第二导电路径43埋设在支架441内，还能够进一步的确保检测透镜442是否脱离支架441或过度磨损的准确性。

另外，本实用新型第六实施例中发光芯片2的导电接点配置方式与第一实施例所示的任一实施方式相同，使用者可以依据实际需求进行调整，并没有任何限制。

然而，上述所举的例子只是其中一个可行的实施例而并非用以限定本实用新型。

[实施例的有益效果]

综上所述，本实用新型所提供的倒装芯片式发光模块，其能通过“一封装组件4，其包括一围绕散热基板1的架体41以及一设置在架体41上的透镜单元44，架体41包括一第一导电路径42以及至少两个彼此分离的第二导电路径43，第一导电路径42与第二导电路径43都电性连接于主电路板7”以及“透镜单元44设有至少一与至少两个第二导电路径43电性连接的透光导电层443”的技术方案，以检测透光导电层443是否导通，即可知晓透镜442是否脱落，并执行对应的保护措施。

以上所公开的内容仅为本实用新型的优选可行实施例，并非因此局限本实用新型的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本实用新型说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本实用新型的权利要求书的保护范围内。