專利名稱：一種具高導熱及導光功能的發(fā)光模組及應用裝置的制作方法
技術領域：
一種具高導熱及導光功能的發(fā)光模組及應用裝置
技術領域：
本實用新型涉及一種基于多個發(fā)光二極體晶片的封裝結(jié)構(gòu)，特別是涉及一種具高 導熱及導光功能的發(fā)光模組及其應用裝置。
背景技術：
請參見圖12，其顯示了一種現(xiàn)有發(fā)光模組10的結(jié)構(gòu)示意圖。該發(fā)光模組10包括 發(fā)光二極體元件(LED Component) 11、銅箔12、絕緣導熱膠14以及鋁板16。該發(fā)光模組10 制造工藝復雜且成本較高。另外，由銅箔12、絕緣導熱膠14以及鋁板16所組成的基板的散 熱效果亦有待提升。目前廣泛應用點膠模式來封裝發(fā)光二極體晶片(LED Chip)在一金屬支架后，再 將此封裝好的發(fā)光二極體元件逐個焊接在一電路板(PCB)上形成發(fā)光模組，如LED光條 (Light Bar)。此類發(fā)光模組的顏色穩(wěn)定性較差，且對光形的處理能力也十分有限。另，目前在發(fā)光模組制造過程中，現(xiàn)有的電路布局設計使得LED光條在制造上必 須先從母電路板切割出來成為成品后才能進行測試。生產(chǎn)效率及成品率均有待提升。所以，由上可知，目前現(xiàn)有的發(fā)光模組與發(fā)光二極體元件的封裝結(jié)構(gòu)，顯然具有不 便與缺失存在，有待改善。于是，本實用新型發(fā)明人有感上述缺失之可改善，且依據(jù)多年來從事此方面的相 關經(jīng)驗，悉心觀察且研究，并配合學理的運用，而提出設計合理且有效改善上述缺失的本實 用新型。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題，在于提供一種發(fā)光元件、電路基板、發(fā)光模組、 發(fā)光裝置以及顯示裝置，其基板具有改良的散熱效果，且膠體層的結(jié)構(gòu)及布局能提升發(fā)光 元件、電路基板、發(fā)光模組、發(fā)光裝置以及顯示裝置的顏色穩(wěn)定性，此外，還可實現(xiàn)產(chǎn)品在制 造過程中即可檢驗不良，不必等到成品才檢驗，以利提高良率降低成本。為解決上述技術問題，根據(jù)本實用新型一優(yōu)選實施例，提供一種發(fā)光模組，包括多 個發(fā)光晶片、基板以及螢光膠層。該多個發(fā)光晶片具有正極端與負極端且設于該基板上，該 螢光膠層置于該發(fā)光晶片之上，該螢光膠層包括導光結(jié)構(gòu)，以一體化的形成一具光學透鏡 功能的螢光膠層，引導該發(fā)光晶片發(fā)出的光線。其中，該導光結(jié)構(gòu)包括光學聚焦結(jié)構(gòu)、霧面結(jié)構(gòu)以及平面結(jié)構(gòu)中的一種。其中，該螢光膠層為多個，該多個螢光膠層分別置于各發(fā)光晶片上。其中，該螢光膠層通過點膠、噴涂或壓模而置于該發(fā)光晶片之上。本實用新型還提供了包括上述發(fā)光模組特征的發(fā)光裝置以及顯示裝置。因此，根據(jù)本實用新型的電路基板在工作時，可實現(xiàn)熱電分離，即各LED間的連接 電路與LED在電路基板同面，而電路基板另外一面則為金屬薄膜接收散熱孔所傳出的LED 熱量作為散熱。此外，根據(jù)本實用新型的發(fā)光模組在工作時，可提升顏色的穩(wěn)定性及對光形
4的處理能力。同時，在根據(jù)本實用新型的發(fā)光模組制造的過程中，由于將基板第二面上的電 鍍導線通過蝕刻移除，實現(xiàn)了發(fā)光晶片在基板上焊線(Wire Bond)后即可測試。解決產(chǎn)品 在制造過程中即可檢驗不良的方式，不必等到成品才檢驗，提高了良率且降低了成本。為了能更進一步了解本實用新型為達成預定目的所采取的技術、手段及功效，請 參閱以下有關本實用新型的詳細說明與附圖，相信本實用新型的目的、特征與特點，當可由 此得一深入且具體的了解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，并非用來對本實用新型加 以限制。

可參考附圖通過實例更加具體地描述本實用新型，其中附圖并未按照比例繪制， 在附圖中圖1是根據(jù)本實用新型的發(fā)光模組的第一實施例的正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示發(fā)光模組的背面結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3是圖1所示發(fā)光模組的立體示意圖；圖4是圖1所示發(fā)光模組的另一立體示意圖；圖5是圖1所示發(fā)光模組的側(cè)面示意圖；圖6是根據(jù)本實用新型的發(fā)光模組的第二實施例的正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是圖6所示發(fā)光模組的背面結(jié)構(gòu)的示意圖；圖8是一種具電鍍導線發(fā)光模組的排列陣列的正面視圖；圖9是圖8所示的排列陣列的背面視圖；圖IOa是根據(jù)本實用新型的發(fā)光模組的第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖IOb是圖IOa所示發(fā)光模組的膠體透鏡外觀為霧面時的亮度-角度關系示意 圖；圖IOc是圖IOa所示發(fā)光模組的膠體透鏡外觀透明時的亮度-角度關系示意圖；圖Ila至圖Ilh分別是根據(jù)本實用新型的發(fā)光模組的第四至第十一實施例的結(jié)構(gòu) 示意圖；以及圖12顯示了一種現(xiàn)有發(fā)光模組10的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
請一并參考圖1至圖5，其分別顯示了本實用新型的發(fā)光模組100的第一實施例的 不同視圖。該發(fā)光模組包括多個發(fā)光晶片110以及導電基板。導電基板包括基材180、晶片 焊墊160、導線焊墊170以及導熱層150?；?80上形成有第一面(即圖1中所顯示的正面，未標示)以及與第一面相對 的第二面(即圖2中所顯示的背面，未標示)，在第一面上設有導電軌跡182、186。其中導 電軌跡182為正極導電軌跡，導電軌跡186為負極導電軌跡。當然，上述導電軌跡的正負極 可以根據(jù)需要調(diào)整，或與該晶片焊墊160結(jié)合，以符合不同類型發(fā)光晶片的限制，如正負極 同面或非同面的發(fā)光晶片。晶片焊墊160以及導線焊墊170設于第一面上，發(fā)光晶片110設于晶片焊墊160 上，導線焊墊170通過導線112將發(fā)光晶片110與導電軌跡182、186電性連接。導熱層150設于第二面上，其中，基材180具有多個穿孔162，該穿孔162連接晶片焊墊160及導熱層 150。在本實施例中，穿孔162的孔洞未填充介質(zhì)。圖中所示的每個發(fā)光晶片110對應于一 組8個穿孔162。然而穿孔162的數(shù)量不限于此，可以根據(jù)情況進行調(diào)整。此外，穿孔162 可以貫穿該晶片焊墊160、基材180以及導熱層150，也可以不貫穿以上結(jié)構(gòu)，只要可以將第
一面產(chǎn)生的熱量傳遞到第二面即可。在本實施例中，基材180可采用本領域技術人員現(xiàn)有的材料。而晶片焊墊160與 導熱層150均由導熱性能好的材料制成。由于穿孔162的連接作用，發(fā)光晶片110工作中 產(chǎn)生的熱量可以經(jīng)由穿孔162傳到基板的背部，并通過導熱層150散發(fā)出去。因此，本實 施例的發(fā)光模組以及導電基板具有良好的散熱性能，同時由于基板邊緣有缺口或開孔，使 本實施例的發(fā)光模組可直接以螺絲鎖固或嵌合方式，透過該缺口將本實施例的發(fā)光模組固 定結(jié)合于發(fā)光裝置或顯示裝置，而將該模組上的熱從該導熱層傳導至該裝置上而有更好的 散熱效果。請參見圖6及圖7，顯示了根據(jù)本實用新型的發(fā)光模組200的第二實施例的結(jié)構(gòu)示 意圖。本實施例的發(fā)光模組200與第一實施例的發(fā)光模組100結(jié)構(gòu)基本相同，同樣包括發(fā) 光晶片210、晶片焊墊260、基材280以及多個穿孔262。所不同的是，本實施例的發(fā)光模組 200的穿孔262的孔洞填充有導熱物質(zhì)，比如含銀膏、銅膏等含金屬導熱分子的膏狀物(圖 中以深色顯示，未標示)。該填充的導熱物質(zhì)有助于進一步提升導電基板以及發(fā)光模組的散 熱性能。請參考圖8和圖9，顯示了一種發(fā)光模組300的排列陣列的示意圖。圖8顯示的是 排列陣列的正面結(jié)構(gòu)，其包括多個發(fā)光晶片310以及多個導線焊墊370。圖9顯示的是排列 陣列的背面結(jié)構(gòu)，其包括多個導熱層350。沿圖8和圖9中所示的L方向的每兩個導熱層 350之間有一電鍍導線380 (沿圖8和圖9中所示的H方向延伸)。圖8中以虛線顯示了電 鍍導線380的位置，其中電鍍導線380通過穿過基板的通孔(圖未示)與導線焊墊370相 連通。電鍍導線380的作用是便于導線焊墊370在基板上的生成。一旦導線焊墊370生成 之后，電鍍導線380即失去作用。但是由于電鍍導線380 —直與導線焊墊370相連通，LED 光條在制造上必須先從母電路板切割出來成為成品后才能進行測試。此外，電鍍導線部分 須用防焊漆做絕緣處理，增加了散熱的不確定性。為了解決該問題，本文同時提出了通過在 制造過程中以蝕刻方式進行二次蝕刻電鍍導線380來移除電鍍導線380的方案。由于基板 在制造過程前期經(jīng)歷過一次蝕刻處理，故后續(xù)的蝕刻稱作二次蝕刻。這樣即可實現(xiàn)在制造 過程中即可檢驗產(chǎn)品不良，不必等到成品才檢驗。圖IOa顯示了根據(jù)本實用新型的發(fā)光模組400的第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該發(fā) 光模組400包括發(fā)光晶片410、基板480以及保護膠層420。該發(fā)光晶片410具有正極端與 負極端且設于該基板480上，該保護膠層420置于該發(fā)光晶片410之上，該保護膠層420包 括一導光結(jié)構(gòu)，以一體化的形成一具光學透鏡功能的保護膠層420，引導該發(fā)光晶片410發(fā) 出的光線。根據(jù)不同的使用需要，保護膠層420的導光結(jié)構(gòu)可為光學聚焦結(jié)構(gòu)、霧面結(jié)構(gòu)以 及平面結(jié)構(gòu)中的一種。圖IOb即顯示了導光結(jié)構(gòu)外觀為霧面時該發(fā)光模組400的亮度-角 度關系示意圖。該霧面結(jié)構(gòu)可通過該保護膠層420表面粗糙化來實現(xiàn)，也可通過在膠體內(nèi) 添加雜質(zhì)如二氧化鈦或者螢光粉等材料來實現(xiàn)，或是透過選擇部分透光膠體材料來實現(xiàn)。當導光結(jié)構(gòu)出光角度達到180°時，該發(fā)光晶片410所發(fā)出光線經(jīng)過導光結(jié)構(gòu)的引導后可 產(chǎn)生廣域的照明效果，故該霧面式透鏡結(jié)構(gòu)適用于照明應用。而圖IOc則顯示了導光結(jié)構(gòu) 為透明的光學聚焦結(jié)構(gòu)時，該發(fā)光模組400的亮度-角度關系示意圖。該光學聚焦結(jié)構(gòu)可 通過形塑該保護膠層420為各種透鏡結(jié)構(gòu)如凸透鏡、凹凸透鏡或透鏡柱(rod lens)等來實 現(xiàn)，當導光結(jié)構(gòu)出光角度達到63°時，該發(fā)光晶片410所發(fā)出光線經(jīng)過導光結(jié)構(gòu)的引導后 可產(chǎn)生聚焦的照明效果，故該透鏡結(jié)構(gòu)適合用于背光(Backlight)模組成為顯示裝置的顯 示光源。請一并參考圖Ila至圖llh，其分別顯示了根據(jù)本實用新型的發(fā)光模組的第四至 第十一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，圖11a、圖lib、圖lie、圖Ilg及圖Ilh所顯示的發(fā)光模 組在發(fā)光晶片的上面分別覆蓋了不同一體化結(jié)構(gòu)以及不同數(shù)量的螢光膠層。比如，圖lib 中所示的螢光膠層520具有鋸齒型導光結(jié)構(gòu)；圖lie中所示的螢光膠層720具有平面型導 光結(jié)構(gòu)。圖Ilg中所示的螢光膠層920為多個，該多個螢光膠層920分別置于各發(fā)光晶片 上910。圖Ilh中所示的螢光膠層920’為單個，該單一螢光膠層920’置于多個發(fā)光晶片 910，上。圖11c、圖Ild及圖Ilf所顯示的發(fā)光模組在發(fā)光晶片的上面分別同時覆蓋了螢 光膠層以及保護膠層。其中，圖Ilc中所示的保護膠630置于螢光膠620上，且螢光膠620 的導光結(jié)構(gòu)成弧形。圖Ild中所示的保護膠630’仍置于螢光膠620’上，只是螢光膠620’ 的導光結(jié)構(gòu)成平面型。圖Ilf中所示的螢光膠820置于保護膠830上，且螢光膠820與保 護膠830均具有類似的弧形導光結(jié)構(gòu)。關于螢光膠層的成型方式，對于圖Ilg中所示的發(fā)光模組，該螢光膠層920可通過 點膠、噴涂或壓模而置于該發(fā)光晶片910之上。而對于圖Ilh中所示的發(fā)光模組，螢光膠層 920’可通過點膠、噴涂或壓模而置于該發(fā)光晶片910’之上。本實用新型的發(fā)光模組至少還包括如下變型。由保護膠層直接置于多個發(fā)光晶片 上，且保護膠層具有類似于圖11a、圖lib、圖lie中螢光膠層結(jié)構(gòu)的保護膠導光結(jié)構(gòu)，也即 該保護膠層導光結(jié)構(gòu)可以是光學聚焦結(jié)構(gòu)、霧面結(jié)構(gòu)或者平面結(jié)構(gòu)。保護膠層的材料可以 采用完全透光或者部分透光的。保護膠層的涂布方法包括壓模、點膠或噴涂。此外，不論是 保護膠層或是螢光膠層與保護膠層的組合，均可做出圖Ilg及圖Ilh的結(jié)構(gòu)。需要說明的是，以上主要以發(fā)光模組為實施例介紹了本實用新型。其實本實用新 型的各種改進之處可以類似地應用到發(fā)光元件、發(fā)光裝置以及顯示裝置之中。比如可將具 有散熱穿孔的發(fā)光模組應用到發(fā)光裝置如一般照明燈具或照明燈管。同時，可將本文前述 的發(fā)光模組與顯示屏、控制模塊結(jié)合成顯示裝置如LCD顯示螢幕或戶外電子看板。此外，本 實用新型的具有散熱孔的電路基板也可以應用到各種半導體電路中，用于提升半導體晶片 工作中所產(chǎn)生熱量的散發(fā)效率。在上述實施例中，僅對本實用新型進行了示范性描述，但是本領域技術人員在閱 讀本專利申請后可以在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下對本實用新型進行各種 修改。
權利要求1.一種發(fā)光模組，其特征在于，所述發(fā)光模組包括復數(shù)個發(fā)光晶片，具有正極端與負極端；基板，所述復數(shù)個發(fā)光晶片設于所述基板上；螢光膠層，置于所述發(fā)光晶片之上，所述螢光膠層包括導光結(jié)構(gòu)，以便引導所述發(fā)光晶 片發(fā)出之光線。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光模組，其特征在于，所述導光結(jié)構(gòu)包括光學聚焦結(jié)構(gòu)、霧 面結(jié)構(gòu)以及平面結(jié)構(gòu)中的一種。
3.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光模組，其特征在于，所述螢光膠層為復數(shù)個，所述復數(shù)個 螢光膠層置于各發(fā)光晶片上。
4.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光模組，其特征在于，所述螢光膠層為單個，所述單一螢光 膠層置于復數(shù)個發(fā)光晶片上。
5.根據(jù)權利要求3所述的發(fā)光模組，其特征在于，所述螢光膠層通過點膠、噴涂或壓模 而置于所述發(fā)光晶片之上。
6.根據(jù)權利要求4所述的發(fā)光模組，其特征在于，所述螢光膠層通過噴涂、點膠或壓模 而置于所述發(fā)光晶片之上。
7.一種發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光裝置包括根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光模組。
8.根據(jù)權利要求7所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光模組的所述導光結(jié)構(gòu)包括 光學聚焦結(jié)構(gòu)、霧面結(jié)構(gòu)以及平面結(jié)構(gòu)中的一種。
9.根據(jù)權利要求7所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光模組的所述螢光膠層為復 數(shù)個，所述復數(shù)個螢光膠層置于各發(fā)光晶片上。
10.根據(jù)權利要求7所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光模組的所述螢光膠層為單 個，所述單一螢光膠層置于復數(shù)個發(fā)光晶片上。
11.根據(jù)權利要求9所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光模組的所述螢光膠層通 過點膠、噴涂或壓模而置于所述發(fā)光晶片之上。
12.根據(jù)權利要求10所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光模組的所述螢光膠層通 過噴涂、點膠或壓模而置于所述發(fā)光晶片之上。
13.一種顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置包括復數(shù)個發(fā)光晶片，具有正極端與負極端；基板，所述復數(shù)個發(fā)光晶片設于所述基板上；螢光膠層，置于所述發(fā)光晶片之上，所述螢光膠層包括導光結(jié)構(gòu)，以便引導所述發(fā)光晶 片發(fā)出之光線，以及顯示屏和控制裝置，所述發(fā)光晶片發(fā)出的光經(jīng)控制裝置控制而顯示在所述顯示屏上。
14.根據(jù)權利要求13所述的顯示裝置，其特征在于，所述導光結(jié)構(gòu)包括光學聚焦結(jié)構(gòu)、 霧面結(jié)構(gòu)以及平面結(jié)構(gòu)中的一種。
15.根據(jù)權利要求13所述的顯示裝置，其特征在于，所述螢光膠層為復數(shù)個，所述復數(shù) 個螢光膠層置于各發(fā)光晶片上。
16.根據(jù)權利要求13所述的顯示裝置，其特征在于，所述螢光膠層為單個，所述單一螢 光膠層置于復數(shù)個發(fā)光晶片上。
17.根據(jù)權利要求15所述的顯示裝置，其特征在于，所述螢光膠層通過點膠、噴涂或壓模而置于所述發(fā)光晶片之上。
18.根據(jù)權利要求16所述的顯示裝置，其特征在于，所述螢光膠層通過噴涂、點膠或壓 模而置于所述發(fā)光晶片之上。
專利摘要本實用新型提供了一種發(fā)光模組，其包括基板、設于基板上的多個發(fā)光晶片以及覆蓋于發(fā)光晶片之上的熒光膠層和保護膠層。該基板包括基材以及設于該基材上的用于承載發(fā)光晶片的晶片焊墊。其中，貫穿該晶片焊墊以及該基材形成有多個穿孔，該熒光膠層和保護膠層均包括導光結(jié)構(gòu)，以便引導該發(fā)光晶片發(fā)出的光線。根據(jù)本實用新型的發(fā)光模組的基板結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了熱電分離，提高了發(fā)光晶片的散熱效果。同時，根據(jù)本實用新型的發(fā)光模組在工作時，可提升顏色的穩(wěn)定性及對光形的處理能力。
文檔編號H01L33/64GK201788970SQ200920287188
公開日2011年4月6日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權日2009年12月30日
發(fā)明者吳文逵, 莊峰輝, 汪秉龍 申請人:宏齊科技股份有限公司