專利名稱：發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管(light emitting diode，LED)封裝結(jié)構(gòu)，尤其涉及一 種可整合光線路徑設(shè)計(jì)的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
投影機(jī)的使用已普及應(yīng)用于日常生活中，譬如在一般的會(huì)議簡(jiǎn)報(bào)場(chǎng)合中，可使用 投影機(jī)來(lái)顯示報(bào)告內(nèi)容，以使所有與會(huì)者能同時(shí)觀看數(shù)據(jù)；或是在家里觀賞電影時(shí)，也可利 用投影機(jī)投射出影像畫面，讓使用者在自家客廳便能擁有劇院般的享受。此外，隨著科技 的進(jìn)步，市面上主要的數(shù)字投影機(jī)種類包括有陰極射線管(cathode ray tube, CRT)投 影機(jī)、液晶顯示(liquid crystal display, LCD)投影機(jī)、數(shù)字光源處理(digitallight processing,DLP)投影機(jī)、單晶硅液晶顯示面板(liquid crystal on silicon,LC0S)投影 機(jī)等四種數(shù)字投影機(jī)。不論是上述何種類型的投影機(jī)，都需要在其光學(xué)系統(tǒng)中設(shè)置光源。傳 統(tǒng)上較常應(yīng)用于投影機(jī)中的光源包括陰極射線管或金屬燈，然而此兩種光源具有體積大、 耗電量高及缺乏環(huán)?？紤]等缺點(diǎn)。相較于上述傳統(tǒng)光源，由于發(fā)光二極管封裝組件具有體 積小、耗電量低、發(fā)光效率高、高度色彩表現(xiàn)、反應(yīng)速度快及具環(huán)保特性等優(yōu)點(diǎn)，因此發(fā)光二 極管光源具有一定的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，并被廣泛地應(yīng)用于攜帶式信息產(chǎn)品中。然而，將發(fā)光二極管封裝組件應(yīng)用于投影機(jī)中以當(dāng)作投影光源的技術(shù)尚未發(fā)展成 熟，由于一般發(fā)光二極管封裝組件具有約Iio至120度的光線發(fā)散角度，且發(fā)光二極管封裝 組件沒(méi)有特殊的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以配合組裝于投影機(jī)中，導(dǎo)致發(fā)光二極管封裝組件所發(fā)出的光源 不能有效集中，光線無(wú)法準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)投影機(jī)光學(xué)系統(tǒng)的透鏡設(shè)計(jì)，以致影響光學(xué)系統(tǒng)的光路 設(shè)計(jì)與光源有效利用性。因此，提供適合應(yīng)用于投影機(jī)的發(fā)光二極管封裝組件，仍為業(yè)界亟 需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的之一，在于提供一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 可使本發(fā)明發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)能便利地應(yīng)用于投影機(jī)中，以解決前述投影機(jī)的光源問(wèn)題。本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其包括殼體、發(fā)光二極管、透明組件以及圍 壁。其中，所述殼體具有上表面以及設(shè)于所述上表面上的凹槽，所述凹槽具有底面及開(kāi)口， 所述殼體更具有環(huán)繞所述凹槽的開(kāi)口的環(huán)繞面。發(fā)光二極管設(shè)于所述凹槽的底面上，而所 述透明組件設(shè)置在所述環(huán)繞面上并封閉所述凹槽的所述開(kāi)口，而所述圍壁設(shè)置在殼體的上 表面上且圍繞透明組件。由于本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)不以傳統(tǒng)環(huán)氧樹(shù)脂等膠體填充包覆發(fā)光二極 管，因此可以避免因膠體所產(chǎn)生的光線發(fā)散與降低封裝結(jié)構(gòu)的信賴性等問(wèn)題。此外，本發(fā)明 的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)另包含有圍壁設(shè)于其表面，其可提供卡件定位的功能，以使發(fā)光二 極管所產(chǎn)生的光線能準(zhǔn)確地沿著光源系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的路徑射出，提供較佳的光利用效率。


圖1為本發(fā)明發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例一的上側(cè)外觀示意圖。圖2為圖1所示的本發(fā)明發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。圖3為圖1所示的本發(fā)明發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的下側(cè)外觀示意圖。圖4為本發(fā)明發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例二的外觀示意圖。圖5為圖4所示本發(fā)明發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明10、40發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)12 封裝殼體14 發(fā)光二極管芯片16、42透明組件18 凹槽20 散熱塊23 下表面25 開(kāi)口30 導(dǎo)電支架34 標(biāo)記
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參考圖1至圖3，圖1、圖2及圖3分別為本發(fā)明發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例 一的上側(cè)外觀示意圖、剖面示意圖以及下側(cè)外觀示意圖。本發(fā)明發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)10可 應(yīng)用于投影機(jī)中，以當(dāng)作投影光源使用。發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)10包括封裝殼體12、至少一 個(gè)發(fā)光二極管芯片14、透明組件16以及散熱塊20。封裝殼體12具有上表面13以及凹槽 18，其中凹槽18設(shè)于封裝殼體12的上表面13上，亦即凹槽18設(shè)于封裝殼體12內(nèi)且被上 表面13所暴露。凹槽18具有底面15以及開(kāi)口 25。散熱塊20設(shè)于凹槽18的底面15，其 向下延伸并暴露于封裝殼體12的下表面23，且散熱塊20是由具有高傳熱系數(shù)的材料所構(gòu) 成，例如金屬材料。發(fā)光二極管芯片14設(shè)于凹槽18的底面15上，且位于散熱塊20的上表 面。由于散熱塊20具有平坦的上表面，因此可以放置不同大小或數(shù)量的發(fā)光二極管芯片。 此外，在本實(shí)施例中，透明組件16為平板鏡片，例如為平板型玻璃鏡片。發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)10還包括圍壁M設(shè)于封裝殼體12的上表面13，可用來(lái)將 透明組件16卡固于其內(nèi)側(cè)。發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)10另包括環(huán)繞面17，設(shè)于圍壁M的內(nèi) 側(cè)，環(huán)繞面17表面是用以承放透明組件16的外緣，使透明組件16與圍壁M的內(nèi)側(cè)壁相接 觸。此外，環(huán)繞面17的表面可利用點(diǎn)膠等方式設(shè)置黏合材料觀，用以將透明組件16外緣 黏合于環(huán)繞面17表面，以進(jìn)一步有效地固定透明組件16。值得注意的是，封裝殼體12更 可包括溝槽19，設(shè)置于環(huán)繞面17與圍壁M之間，可用來(lái)容納黏合材料28以黏合透明組件 16與環(huán)繞面17。因此，依據(jù)圍壁M與環(huán)繞面17的設(shè)計(jì)，圍壁M內(nèi)側(cè)可放置不同型式的鏡 片，只要鏡片的外緣符合圍壁M的形狀即可。在本實(shí)施例中，圍壁對(duì)、環(huán)繞面17以及封裝 殼體12為一體成型結(jié)構(gòu)，其材料舉例為塑料類材料，可經(jīng)由射出成型方式制作。值得注意13上表面15底面17環(huán)繞面 19、44溝槽21導(dǎo)線24圍壁28黏合材料32齊納二極管的是，在透明組件16下方的凹槽18內(nèi)沒(méi)有填充任何固狀或膠體材料，僅充填有空氣設(shè)于發(fā) 光二極管芯片14與透明組件16之間。然而，在其它實(shí)施例中，凹槽18內(nèi)的空間亦可為真 空狀態(tài)。在此設(shè)計(jì)下，由于發(fā)光二極管芯片14與透明組件16之間不具有膠體材料，因此由 發(fā)光二極管芯片14所產(chǎn)生的光線可以直接經(jīng)由透明組件16射出發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)10， 而不會(huì)像傳統(tǒng)發(fā)光二極管封裝組件，因填充環(huán)氧樹(shù)脂而造成光線發(fā)散、具有高吸濕性以及 易老化等缺點(diǎn)，也可以大幅提高本發(fā)明發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)10的散熱效率與信賴性。此外，發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)10還包括至少一個(gè)導(dǎo)電支架(lead frame) 30被包覆 于封裝殼體12內(nèi)，且發(fā)光二極管芯片14可由至少一個(gè)導(dǎo)線21以電性連接于暴露于凹槽18 中的導(dǎo)電支架30。如圖所示，導(dǎo)電支架30的一部分設(shè)于凹槽18中，而部分導(dǎo)電支架30則 外露于封裝殼體12的外側(cè)側(cè)邊，可用以電性連接于外部電路，以提供發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu) 10發(fā)光所需的電源。換言之，導(dǎo)電支架30的一端向下延伸并暴露于封裝殼體12的下表面 23，而導(dǎo)電支架30的另一端則暴露于凹槽18內(nèi)。在其它實(shí)施例中，暴露于封裝殼體12外 側(cè)的導(dǎo)電支架30亦可設(shè)于封裝殼體12的底部，不限于圖1所示的情況。再者，在凹槽18 內(nèi)的導(dǎo)電支架30表面的連接墊(pad)部分或是凹槽18的底面15上可設(shè)置電性分壓組件， 例如為齊納二極管(zener diode) 32，以進(jìn)一步提高發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)10的穩(wěn)定性。在 較佳實(shí)施例中，齊納二極管32是以并聯(lián)方式電性連接于發(fā)光二極管芯片14。另一方面，封 裝殼體12的上方邊緣區(qū)域可設(shè)置標(biāo)記34，用來(lái)提供辨識(shí)方位或封裝結(jié)構(gòu)型號(hào)的功能。圖4與圖5分別顯示本發(fā)明發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例二的外觀示意圖與剖面 示意圖，且圖4與圖5中與前一個(gè)實(shí)施例相同的組件是以同樣的數(shù)字符號(hào)標(biāo)示。在本實(shí)施例 中，本發(fā)明發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)40也可應(yīng)用于投影機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)中，其包括封裝殼體12、 散熱塊20設(shè)于凹槽18的底面15、至少一個(gè)發(fā)光二極管芯片14設(shè)于散熱塊20的上表面、以 及透明組件42設(shè)于發(fā)光二極管芯片14之上。本實(shí)施例的透明組件42為透鏡，較佳為凸透 鏡，其可將發(fā)光二極管芯片14所產(chǎn)生的光線集中向外射出，例如使光線呈直線狀垂直射出 發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)40，以有效對(duì)準(zhǔn)投影機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)的光軸設(shè)計(jì)。本發(fā)明發(fā)光二極管封 裝結(jié)構(gòu)40另包括圍壁M設(shè)于封裝殼體12的上表面，用來(lái)卡固透明組件42。圍壁M的內(nèi) 側(cè)設(shè)有一環(huán)繞面17，用以置放透明組件42的外緣。此外，在環(huán)繞面17與圍壁對(duì)之間設(shè)置 有溝槽44，位于環(huán)繞面17的下側(cè)。在本實(shí)施例中，在環(huán)繞面17與溝槽44表面可填充黏合 材料觀，用以黏合環(huán)繞面17與透明組件42的外緣，并有效地將透明組件42固定于圍壁M 內(nèi)。在較佳實(shí)施例中，封裝殼體12、圍壁M、環(huán)繞面17以及溝槽44等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)皆為一體成 型結(jié)構(gòu)。此外，封裝殼體12的表面可包括標(biāo)記34，以供辨識(shí)方位與型號(hào)。類似于前一個(gè)實(shí) 施例，發(fā)光二極管芯片14與透明組件42之間并沒(méi)有填充環(huán)氧樹(shù)脂等傳統(tǒng)封裝結(jié)構(gòu)中的封 裝膠體，亦即凹槽18內(nèi)僅充填空氣或?yàn)檎婵?。相?duì)于現(xiàn)有技術(shù)，由于本發(fā)明發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)并沒(méi)有填充環(huán)氧樹(shù)脂等傳統(tǒng)封 裝結(jié)構(gòu)中的封裝膠體，因此可以避免因填充膠體而造成的高吸濕性、易老化、不易散熱以及 光線發(fā)散等缺點(diǎn)。換言之，因?yàn)楸景l(fā)明發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)在鏡片等透明組件與發(fā)光二極 管芯片之間僅具有空氣或?yàn)檎婵?，沒(méi)有填充任何固體或膠體材料，因此發(fā)光二極管芯片所 產(chǎn)生的光線可以直接經(jīng)由其上方的鏡片射出，能有效地配合鏡片類型而達(dá)到所需的光路設(shè) 計(jì)，且在沒(méi)有填充膠體材料的情形下，本發(fā)明發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)具有高信賴性與良好散 熱效率等優(yōu)點(diǎn)。再者，圍壁能有效固定其內(nèi)側(cè)的透明組件，且具有卡件定位與對(duì)準(zhǔn)光軸的功能，例如配合投影機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，能直接利用固定圍壁的位置，而使發(fā)光二極管 封裝結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的光線有效地對(duì)準(zhǔn)光軸射出而不發(fā)生偏移。此外，圍壁內(nèi)側(cè)可放置不同型式 的鏡片或其它透明組件，可方便設(shè)計(jì)光線路徑，將光線導(dǎo)引至特定方向，以提供投影機(jī)所需 的光線入射路徑，大幅提升光線利用效率。因此，本發(fā)明發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于投影 機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)中，提供高利用效率的光源，同時(shí)大幅縮小產(chǎn)品體積，以滿足市場(chǎng)需要，使得 使用本發(fā)明發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的投影機(jī)可以進(jìn)一步應(yīng)用于攜帶型信息產(chǎn)品中。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括殼體，具有上表面及設(shè)置于所述上表面上的凹槽，所述凹槽具有底面及開(kāi)口，該殼體更 具有環(huán)繞所述凹槽的所述開(kāi)口的環(huán)繞面；發(fā)光二極管，設(shè)置在所述凹槽的所述底面上；透明組件，設(shè)置在所述環(huán)繞面上并封閉所述凹槽的所述開(kāi)口 ；以及圍壁，設(shè)置在所述殼體的所述上表面上且圍繞所述透明組件。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一種黏合材料設(shè)置 于所述環(huán)繞面上，用以黏合所述環(huán)繞面與所述透明組件。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述殼體還包括一個(gè)溝槽， 所述溝槽設(shè)置于所述環(huán)繞面與所述圍壁之間。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一種黏合材料設(shè)置 于所述溝槽內(nèi)，用以黏合所述殼體與所述透明組件。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括設(shè)置于所述底面上 的散熱塊，所述散熱塊向下延伸并暴露于所述殼體的下表面，所述發(fā)光二極管配置于所述 散熱塊上。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凹槽內(nèi)的空間中是真 空或充填空氣。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述殼體與所述圍壁是為 一體成型結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括至少一個(gè)導(dǎo)電支架 被包覆于所述殼體內(nèi)，所述導(dǎo)電支架的一端向下延伸并暴露于所述殼體的下表面上，所述 導(dǎo)電支架的另一端暴露于所述凹槽內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括齊納二極管，所述齊 納二極管設(shè)置在所述凹槽的所述底面上并與所述發(fā)光二極管電性連接。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述齊納二極管與所述發(fā) 光二極管并聯(lián)連接。
11.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述透明組件為平板鏡片 或凸透鏡。
12.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述發(fā)光二極管由至少一 個(gè)導(dǎo)線與暴露于所述凹槽中的所述導(dǎo)電支架電性連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其包括殼體、發(fā)光二極管、透明組件以及圍壁。殼體具有上表面、設(shè)于上表面上的凹槽以及環(huán)繞凹槽開(kāi)口的環(huán)繞面，發(fā)光二極管設(shè)于凹槽的底面上，而透明組件設(shè)置于環(huán)繞面上并封閉凹槽的開(kāi)口。圍壁設(shè)置在殼體的上表面且圍繞透明組件。
文檔編號(hào)H01L33/00GK102044537SQ20091020901
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月22日
發(fā)明者周和穆, 李曉喬, 謝忠全 申請(qǐng)人:億光電子工業(yè)股份有限公司