發(fā)光二極管封裝結構的制作方法
【專利摘要】一種發(fā)光二極管封裝結構，其包括一體成型的反射基座、至少一電導通件、至少一發(fā)光二極管及一封裝體，其中，該一體成型的反射基座包含有一底壁及一具有一反射面的側壁，該底壁上形成有一模穴及多個環(huán)繞于該模穴的微結構，該電導通件設置于該反射基座上，該發(fā)光二極管設置于該模穴內且電連接于該電導通件，該封裝體設置于該反射基座上且覆蓋該發(fā)光二極管，借此，該發(fā)光二極管所投射出的特定角度的光線穿透該封裝體，而其他角度的光線被該封裝體及該反射面反射，并通過多個微結構導引成為特定角度的光線而穿透該封裝體。本發(fā)明能有效利用發(fā)光二極管所發(fā)出的光線提升光取出效率和產(chǎn)生聚光增亮的效果，并同時減少能量的損耗。
【專利說明】發(fā)光二極管封裝結構
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管封裝結構，尤其涉及一種能提高發(fā)光效率及提供特殊光形設計的一體成型的發(fā)光二極管封裝結構。
【背景技術】
[0002]發(fā)光二極管(light emitting diode ;LED)目前常見的應用在于電視、個人電腦的顯示器、手機、照明燈具、各種中、大型廣告牌及交通標志等。近年來中國臺灣發(fā)光二極管產(chǎn)業(yè)已呈現(xiàn)高成長率，主要的成長動力有二個:其中之一是在發(fā)光二極管顯示器的背光源市場；另一個則是在一般光源市場中替代白熾燈泡和突光燈泡。在上述的市場中，發(fā)光二極管均具有環(huán)保、省能及色彩表現(xiàn)性佳等優(yōu)點，另外，如“歐盟2006年禁用汞”的環(huán)保法規(guī)更是驅動市場成長的主因。
[0003]傳統(tǒng)發(fā)光二極管封裝結構通常具有基板、反射杯、發(fā)光二極管芯片、封裝材料及聚光透鏡。其中，反射杯設置于基板上，發(fā)光二極管芯片設置于基板上，且位于反射杯內，所投射出的光線可經(jīng)反射杯反射；封裝材料設置于反射杯內且覆蓋發(fā)光二極管芯片，聚光透鏡設置于反射杯的上方，用于集中光線而產(chǎn)生聚光效果。
[0004]但是，此類發(fā)光二極管封裝結構還需借助帶有表面微結構的光學膜片或擴散膜等，以將光線均勻擴散，導致所述發(fā)光二極管封裝結構的體積通常較大，不符合低成本和薄型化的趨勢。另一方面，發(fā)光二極管芯片所投射出的光線容易在封裝材料不同折射率的界面形成全反射，因而增加光線的出光路徑；再一方面，光線的能量容易被內部元件所吸收，導致傳統(tǒng)發(fā)光二極管封裝結構的出光率不如預期。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于，提供一種具有模穴及微結構的反射基座，借以提高發(fā)光二極管封裝結構的發(fā)光效率及提供其特殊光形設計。
[0006]本發(fā)明的次要目的在于，提供一種一體成型的反射基座，具有能夠降低制造成本及薄型化的優(yōu)點。
[0007]為達上述目的，本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管封裝結構，其包括一體成型的反射基座、至少一電導通件、至少一發(fā)光二極管及一封裝體。其中，該一體成型的反射基座包含有一底壁及一具有一反射面的側壁，且該底壁上形成有一模穴及多個環(huán)繞于該模穴的微結構；該電導通件設置于該反射基座上；該發(fā)光二極管設置于該模穴內，且電連接于該電導通件；該封裝體設置于該反射基座上，且覆蓋該發(fā)光二極管。
[0008]其中，該發(fā)光二極管所投射出的特定角度的光線穿透該封裝體，而其他角度的光線被該封裝體及該反射面反射，并通過多個微結構導引成為特定角度的光線而穿透該封裝體。
[0009]換句話說，本發(fā)明提供的發(fā)光二極管封裝結構包括:一體成型的反射基座，其包含有一底壁及一具有一反射面的側壁，其中該底壁上形成有一模穴及多個環(huán)繞于該模穴的微結構；至少一電導通件，其設置于該一體成型的反射基座上；至少一發(fā)光二極管，其設置于該模穴內，且電連接于該電導通件，用于投射出一光線；以及一封裝體，其設置于該一體成型的反射基座上，且覆蓋該發(fā)光二極管；其中，該發(fā)光二極管所投射出的特定角度的光線穿透該封裝體，而其他角度的光線經(jīng)該封裝體及該反射面反射，并通過該多個微結構導引成為特定角度的光線而穿透該封裝體。
[0010]綜上所述，本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝結構可通過具有模穴和表面微結構的一體成型的反射基座來調整光線的出光角度和導引光線的出光路徑，以達到一次光學(primaryoptics)的設計，從而能有效利用發(fā)光二極管所發(fā)出的光線提升光取出效率和產(chǎn)生聚光增亮的效果，并同時減少能量的損耗。
[0011]再者，所述發(fā)光二極管封裝結構不需額外添加其他光學元件，不會產(chǎn)生光學元件的成本，且能夠達到薄型化的目的，同時制作亦較為簡易。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明實施例一的發(fā)光二極管封裝結構的立體示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明實施例一的一體成型的反射基座的一實施形態(tài)的部分立體不意圖；
[0014]圖2A為本發(fā)明實施例一的一體成型的反射基座的另一實施形態(tài)的部分立體示意圖；
[0015]圖3為圖2中A部分的局部放大圖；
[0016]圖4為本發(fā) 明實施例一的發(fā)光二極管封裝結構的一實施形態(tài)的光形圖；
[0017]圖5為本發(fā)明實施例一的發(fā)光二極管封裝結構的另一實施形態(tài)的光形圖；
[0018]圖6為本發(fā)明實施例二的發(fā)光二極管封裝結構的一視角的部分立體示意圖；
[0019]圖7為本發(fā)明實施例二的發(fā)光二極管封裝結構的另一視角的立體示意圖。
[0020]【主要元件附圖標記說明】
[0021]1、I’發(fā)光二極管封裝結構
[0022]10、10’ 一體成型的反射基座
[0023]11 底壁
[0024]111 模穴
[0025]112微結構
[0026]113 貫孔
[0027]12 側壁
[0028]121反射面
[0029]20、20’電導通件
[0030]21’導電結構
[0031]22’導電焊墊
[0032]30發(fā)光二極管
[0033]40封裝體
[0034]50突光膠層
[0035]d 線寬
[0036]θ η Θ 2 角度【具體實施方式】
[0037]實施例一
[0038]請參閱圖1所示，其為本發(fā)明的實施例一的發(fā)光二極管封裝結構的立體示意圖。所述發(fā)光二極管封裝結構I包括一體成型的反射基座10、至少一電導通件20、至少一發(fā)光二極管30及一封裝體40。
[0039]在本具體實施例中，一體成型的反射基座10包含有一底壁11及一具有一反射面121的側壁12，其中底壁11上形成有一模穴111及多個環(huán)繞于模穴111的微結構112 ;電導通件20設置于一體成型的反射基座10上；發(fā)光二極管30設置于模穴111內且電連接于電導通件20 ;封裝體40設置于一體成型的反射基座10上且覆蓋發(fā)光二極管30。
[0040]更詳細地說，所述一體成型的反射基座10由金屬射出成型(Metal InjectionM0lding，MM)技術所制成，主要是借助精確的模具設計與一體成型的射出技術將二次加工的需求減至最低，從而大幅度降低成本和縮短制造時間。
[0041]所述模穴111成型于一體成型的反射基座10的底壁11中央，用以容置至少一發(fā)光二極管30。所述多個微結構112同樣成型于底壁11上且環(huán)繞于模穴111，即環(huán)繞于發(fā)光二極管30 ;借此，發(fā)光二極管30所投射出的光線在經(jīng)側壁12的反射面121和封裝體40反射后，可經(jīng)由多個微結構112的導引而改變出光路徑并進一步穿透封裝體40，以提升光取出效率；換言之，發(fā)光二極管30所投射出的光線可經(jīng)由多個微結構112的導引而縮短出光路徑。
[0042]需說明的是，由于一體成型的反射基座10為低介電材料(例如金屬材料)所制成，因此，電導通件20設計為 一軟性印刷電路板(FPC)，所述電導通件20設置于一體成型的反射基座10上，并由模穴111經(jīng)底壁11和側壁12的反射面121延伸至外部，用于分別電性連接模穴111內的發(fā)光二極管30與一外部線路(圖未不)。
[0043]封裝體40是以點膠方式將高透光高分子材料例如環(huán)氧樹脂(epoxy)或硅膠(silicon)形成于一體成型的反射基座10內，并覆蓋發(fā)光二極管30和部分電導通件20,其中又以折射率為1.5的硅膠更佳。
[0044]在一變化實施例中，所述發(fā)光二極管封裝結構I可包括一反射層(圖未示)，其是以高反射率的金屬材料例，如金、銀或招經(jīng)電鍍而形成于一體成型的反射基座10的內表面；更詳細地說，反射層為鍍覆于底壁11的微結構111上及側壁12的反射面121，用以提高光線的反射率。
[0045]值得一提的是，所述發(fā)光二極管封裝結構I’還包括一熒光膠層50，所述熒光膠層50設置在模穴111內，并覆蓋發(fā)光二極管30，除能夠提供多色光源之外(例如將藍光LED轉換成白光)，還能夠避免部分熒光粉末掉落于反射基座10的微結構112上，導致在制造階段改變或是破壞原始設計的出光路徑、光型及效率的情況。請參閱圖2至圖3，其中圖3為圖2的一體成型的反射基座的A部分的局部放大圖，所述多個微結構112為多個齒形同心環(huán)結構，其中每一齒形同心環(huán)結構相對于水平面具有一傾斜度，且每一齒形同心環(huán)結構的線寬d較佳介于2至5微米之間。
[0046]進一步值得一提的是，側壁12的反射面121與水平面夾有一角度Θ i，所述角度?工較佳介于35度至85度之間，而模穴111的壁面與水平面夾有一角度θ2，所述角度θ2較佳介于35度至90度之間，并且所述角度Q1和角度θ2可通過模具設計而有所調整，借以改變發(fā)光二極管封裝結構I的發(fā)光光形，進而增加其應用性，舉例如下。
[0047]請配合參閱圖4，其為發(fā)光二極管封裝結構的一實施形態(tài)的發(fā)光光形圖，當側壁12的反射面121與水平面的夾角Q1SSS度，而模穴111的壁面與水平面的夾角02為90度時，所述發(fā)光二極管封裝結構I的發(fā)光光形呈蝠翼型(batwing type);具體而言,發(fā)光二極管封裝結構I在約介于30至60度和-30至-60度之間的出光角度具有最大光強度，且光強度分別朝90度和-90度角的方向逐漸遞減，此種發(fā)光二極管封裝結構I可應用于LED路燈燈具上。
[0048]請配合參閱圖5，其為發(fā)光二極管封裝結構的另一實施形態(tài)的發(fā)光光形圖，當側壁12的反射面121與水平面的夾角Θ i為45度，而模穴111的壁面與水平面的夾角Θ 2同樣為45度時，所述發(fā)光二極管封裝結構I的發(fā)光光形呈子彈型(bullet type);具體而言，發(fā)光二極管封裝結構I的發(fā)光角度約介于±30度之間，且位于O度角的光強度為最大，此種發(fā)光二極管封裝結構I可應用于聚光式照明，例如珠寶柜的LED燈具上。
[0049]實施例二
[0050]請參閱圖6所示，其為本發(fā)明的實施例二的發(fā)光二極管封裝結構的部分立體示意圖。所述發(fā)光二極管封裝結構I’包括一體成型的反射基座10’、至少一電導通件20’、至少一發(fā)光二極管30、一封裝體40及一熒光膠層50。
[0051]請配合參閱圖7所示,與前一實施例的不同之處在于,所述反射基座10’由高介電材料(例如陶瓷材料)以一體成型的技術所制成，亦即一體成型的反射基座10’整體均不導電，一體成型的反射基座10’上還成型有多個貫穿底壁11的貫孔113，且多個貫孔113相對于模穴111。
[0052]另外，所述電導通件20’還包括多個導電結構21’及多個導電焊墊22’ ；其中，導電結構21’及導電焊墊22’可分別由導電材料，例如銀、銅、錫、石墨等所制成，多個導電焊墊22’嵌固于底壁11上，且多個導電結構21’通過多個貫孔113固設于一體成型的反射基座10’上，用以電性連接發(fā)光二極管30與多個導電焊墊22’。
[0053]借此，本實施例的發(fā)光二極管封裝結構I’除了具有前一實施例的優(yōu)點之外，還能夠借助表面黏著技術電性連接于一外部基板(圖未示)，并通過其導電焊墊22’與該外部基板上的線路電性連通，進而提升所述發(fā)光二極管封裝結構I’的應用性。
[0054]綜上所述，與傳統(tǒng)發(fā)光二極管封裝結構相比，本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝結構具有以下優(yōu)點:
[0055]1、本發(fā)明的反射基座上一體成型有一模穴和環(huán)繞于該模穴的多個微結構，其中模穴可容置至少一發(fā)光二極管，再者，發(fā)光二極管投射出的光線經(jīng)反射面和封裝體反射后，可通過多個微結構的導引而改變出光路徑而穿透封裝體，從而有效提升光萃取率(>80%)。
[0056]2、所述發(fā)光二極管封裝結構可借助控制反射基座的反射面與水平面的夾角及模穴的壁面與水平面的夾角以調整其發(fā)光光形，因此可廣泛應用于不同照明領域；再者，所述發(fā)光二極管封裝結構不需額外添加其他光學元件，不會產(chǎn)生光學元件的成本，且能夠達到薄型化的目的，同時制造亦較為簡易。
[0057]3、所述發(fā)光二極管封裝結構可通過將熒光膠層設置于反射基座的模穴內并覆蓋發(fā)光二極管以提供多色光源，并避免部分熒光粉末掉落于反射基座的微結構上，導致在制造階段改變或是破壞原始設計的出光路徑、光形及效率的情況。
[0058]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實例，并非用來限定本發(fā)明實施的保護范圍，故凡依本發(fā)明所述的形狀、構造、特征及精神所做的等效變化與修改，均應包含于本發(fā)明的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種發(fā)光二極管封裝結構，其特征在于，包括: 一體成型的反射基座，其包含有一底壁及一具有一反射面的側壁，其中該底壁上形成有一模穴及多個環(huán)繞于該模穴的微結構； 至少一電導通件，其設置于該一體成型的反射基座上； 至少一發(fā)光二極管，其設置于該模穴內，且電連接于該電導通件，用于投射出一光線；以及 一封裝體，其設置于該一體成型的反射基座上，且覆蓋該發(fā)光二極管。
2.如權利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結構，其特征在于，該多個微結構為多個齒形同心環(huán)結構。
3.如權利要求2所述的發(fā)光二極管封裝結構，其特征在于，每一齒形同心環(huán)結構的線寬介于2至5微米之間，且每一齒形同心環(huán)結構在水平方向上具有一傾斜度。
4.如權利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結構，其特征在于，該反射面與水平面夾有第一角度，該第一角度介于35度至85度之間，該模穴的壁面與水平面夾有第二角度，該第二角度介于35度至90度之間。
5.如權利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結構，其特征在于，還包括一熒光膠層，其設置于該一體成型的反射基座的模穴內，并覆蓋該發(fā)光二極管。
6.如權利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結構，其特征在于，該一體成型的反射基座為低介電材料所制成，該電導通件為一軟性印刷電路板，該軟性印刷電路板由該模穴經(jīng)該底壁及該側壁的反射面延伸至外部。
7.如權利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結構，其特征在于，該一體成型的反射基座為高介電材料制成，該一體成型的反射基座具有多個相對于該模穴的貫孔，該電導通件包括多個導電焊墊及多個導電結構，該多個導電焊墊嵌固于該底壁上，該多個導電結構通過該多個貫孔固設于該一體成型的反射基座上，用于電性連接該發(fā)光二極管及該多個導電焊墊。
【文檔編號】H01L33/60GK103811646SQ201210443879
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月8日 優(yōu)先權日:2012年11月8日
【發(fā)明者】謝馨儀, 陳義文, 彭啟峰, 童義興 申請人:立碁電子工業(yè)股份有限公司