專利名稱：發(fā)光二極管模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光模組，特別是涉及一種發(fā)光二極管模組。
技術(shù)背景發(fā)光二極管是由半導(dǎo)體材料所制成的發(fā)光元件，其具有兩個電極端 子，當(dāng)在端子間施加電壓，通入極小的電壓時，經(jīng)由電子電洞的結(jié)合，則 可將剩余能量以光的形式激發(fā)釋出。不同于一般白熾燈泡，發(fā)光二極管屬冷發(fā)光，具有耗電量低、元件壽 命長、無須暖燈時間、反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。再加上其體積小、耐震動、適 合量產(chǎn)，容易配合應(yīng)用上的需求制成極小或陣列式的發(fā)光模組，故可廣泛 應(yīng)用于照明設(shè)備、資訊、通訊、消費(fèi)性電子產(chǎn)品的指示器及顯示裝置上， 儼然成為日常生活中不可或缺的重要元件之一。請參考圖1，現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)光二極管模組(LED module) 10包括一承 載板S以及復(fù)數(shù)發(fā)光二極管元件20,各發(fā)光二極管元件(LED device) 20 設(shè)置于承載板S上，并利用承栽板S上的電路以進(jìn)行電性連接。另外，為 了提高光線的利用率，現(xiàn)有技術(shù)也會在發(fā)光二極管模組10的承載板S表面 貼上反射片(圖中未示)。如圖2所示，其為發(fā)光二極管元件沿圖1中直線A-A的剖面示意圖。 發(fā)光二極管元件20包括一基板21、 一發(fā)光二極管晶粒(Die) 22、 一導(dǎo)線 架23以及一封月交體24。導(dǎo)線架23設(shè)置于基板21,發(fā)光二極管晶粒22利用凸塊221而設(shè)置于 導(dǎo)線架23上，再利用導(dǎo)線架23來作為發(fā)光二極管晶粒22對外的電性連 接，而封膠體24覆蓋發(fā)光二極管晶粒22，以保護(hù)發(fā)光二極管晶粒22,并 形成發(fā)光二極管元件20。由圖1及圖2可知，發(fā)光二極管模組10的組裝相當(dāng)復(fù)雜，導(dǎo)線架23 需先與基板21結(jié)合，而發(fā)光二極管晶粒22則需形成凸塊221以與導(dǎo)線架 23電性連接。完成發(fā)光二極管元件20的組裝后，還要再將復(fù)數(shù)個發(fā)光二極 管元件20設(shè)置到承載板S上，才算完成發(fā)光二極管模組10。而且為了要提 升光線的利用率，甚至還要貼附一層反射板于承載板S的表面，更是增加 了組裝的時間。除此之外，解決發(fā)光二極管晶粒22或發(fā)光二極管元件20的散熱，更 是一個重要的問題。隨著使用時間的增加，發(fā)光二極管元件20的溫度可能 會因?yàn)榘l(fā)光二極管晶粒22的光電轉(zhuǎn)換不完全，而產(chǎn)生相當(dāng)可觀的熱能。若不即時協(xié)助降低發(fā)光二極管元件20'的溫度，則將會影響到發(fā)光二極管晶粒 22的發(fā)光效率，甚至?xí)s短其使用壽命?，F(xiàn)有技術(shù)中，各個發(fā)光二極管晶 粒22所產(chǎn)生的熱能，只能藉由與電性連接相同的方式，由凸塊221經(jīng)過導(dǎo) 線架23傳導(dǎo)至承載板S,并沒有其他的散熱路徑，故顯然無法符合具有發(fā) 光二極管模組10的需求。因此，如何提供一種發(fā)光二極管模組，能解決發(fā)光二極管晶粒及發(fā)光 二極管元件的散熱問題，實(shí)為一重要課題。發(fā)明內(nèi)容有鑒于上述課題，本發(fā)明的目的為提供一種能解決散熱問題的發(fā)光二 極管模組。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù) 本發(fā)明提出的一種發(fā)光二極管模組，其包括 一金屬電路基板，其依序包 括一金屬板體、 一絕緣導(dǎo)熱層以及一線路層；以及復(fù)數(shù)發(fā)光二極管晶粒，設(shè) 置于該金屬電路基板，且該等發(fā)光二極管晶粒分別與該線路層電性連結(jié)。 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。 前述的發(fā)光二極管模組，其中所述的金屬板體的材質(zhì)為銅或鋁。 前述的發(fā)光二極管模組，其中所述的金屬板體的表面具有一金屬鍍膜。 前述的發(fā)光二極管模組，其中所述的金屬板體形成有復(fù)數(shù)散熱鰭片。 前述的發(fā)光二極管模組，其中所述的絕緣導(dǎo)熱層的材質(zhì)為樹脂混合碳 化硅粉末。前述的發(fā)光二極管模組，其中所述的線路層包括復(fù)數(shù)金屬墊部，該金 屬墊部設(shè)置于該等開口所對應(yīng)的絕緣導(dǎo)熱層上，該等發(fā)光二極管晶粒分別 設(shè)置于該等金屬墊部之上。前述的發(fā)光二極管模組，其中所述的金屬電路基板更包括一絕緣層，其 設(shè)置于該線路層上，該絕緣層具有復(fù)數(shù)開口。前述的發(fā)光二極管模組，其中所述的絕緣層為一高反射層。前述的發(fā)光二極管模組，其中所述的絕緣層的材質(zhì)為二氧化鈦與樹脂 的混合物。前述的發(fā)光二極管模組，其更包括一封膠體，以該絕緣層所露出該等開口的邊緣分別作為封膠邊界。 前述的發(fā)光二極管模組，其更包括一驅(qū)動回路，設(shè)置在金屬電路基板，并與該等發(fā)光二極管晶粒電性連結(jié)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上可知，為了 達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種發(fā)光二極管模組，包括一金屬電路基板
以及復(fù)數(shù)發(fā)光二極管晶粒。金屬電路基板依序包括一金屬板體、 一絕緣導(dǎo)熱層以及一線路層；金屬電路基板依序包括一金屬板體、 一絕緣導(dǎo)熱層以及一線路層；該等發(fā)光二極管晶粒設(shè)置于金屬電路基板，且該等發(fā)光二極管晶粒分別與線路層電性連結(jié)。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明發(fā)光二極管模組至少具有下列優(yōu)點(diǎn) 本發(fā)明的一種發(fā)光二極管模組包括一金屬電路基板及復(fù)數(shù)發(fā)光二極管晶粒，其中金屬電路基板包括一金屬板體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，發(fā)光二極管模組的發(fā)光二極管晶粒設(shè)置于絕緣導(dǎo)熱層或線路層上，可快速傳遞發(fā)光二 極管晶粒所產(chǎn)生的熱能至金屬板體，故能有效協(xié)助發(fā)光二極管晶粒散熱，并 延長發(fā)光二極管模組的使用壽命，更可確保發(fā)光二極管模組的發(fā)光品質(zhì)。 其次，發(fā)光二極管晶粒設(shè)置于金屬電路14反，而形成晶片直接封裝(C0B)，也 就是說發(fā)光二極管晶粒只需設(shè)置于金屬基板后即可完成發(fā)光二極管模組的 組裝，故也減少了組裝制程的步驟及時間。再者，于實(shí)施例中金屬電路基 板更包括一絕緣層，絕緣層具有復(fù)數(shù)開口，各個開口更可作為封裝制程的 封膠邊界，以減少封裝制程步驟及時間。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的 技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和 其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附 圖，詳細(xì)說明如下。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)光二極管模組的一示意圖。 圖2為現(xiàn)有技術(shù)發(fā)光二極管模組中的發(fā)光二極管元件沿圖1的A-A直 線的一剖面圖。圖3為本發(fā)明的發(fā)光二極管模組的一立體圖。圖4為本發(fā)明的發(fā)光二極管模組沿圖3的B-B直線的一剖面圖。圖5為本發(fā)明的發(fā)光二極管模組的另一剖面圖。圖6為本發(fā)明的發(fā)光二極管模組的另一剖面圖。圖7為本發(fā)明的發(fā)光二極管模組的另一剖面圖。圖8為本發(fā)明的發(fā)光二極管模組的另一剖面圖。圖9為本發(fā)明的發(fā)光二極管模組的另一剖面圖。圖IO為本發(fā)明的發(fā)光二極管模組的另一剖面圖。10:發(fā)光二極管模組20:發(fā)光二極管元件21:基板22:發(fā)光二極管晶粒221:凸塊23: 導(dǎo)線架24: 封膠體30: 發(fā)光二極管模組31: 金屬電路基板311:金屬板體312:絕緣導(dǎo)熱層313:線路層314:絕緣層315:開口316:散熱鰭片32: 發(fā)光二極管晶粒33: 封膠體34: 驅(qū)動回3各35: 散熱元件351:散熱鰭片A-A:直線B-B:直線M:金屬墊部P:錫膏S:承載板V:通孔具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功 效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的發(fā)光二極管模組其具 體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。如圖3所示，發(fā)光二極管模組30包括一金屬電路基板31以及復(fù)數(shù)發(fā) 光二極管晶粒32。須注意，發(fā)光二極管模組30所具有發(fā)光二極管晶粒32 的數(shù)目及排列方式，沒有特別的限制。本實(shí)施例中，以發(fā)光二極管晶粒32 呈陣列式排列為例，當(dāng)然，各個發(fā)光二極管晶粒32亦可呈直線排列。請同時參照圖3及圖4所示，其中圖4為沿圖3中的B-B直線的一剖 面圖，用以說明各發(fā)光二極管晶粒32與金屬電路基板31的連結(jié)關(guān)系。金 屬電路基板31依序包括一金屬板體311、 一絕緣導(dǎo)熱層312以及一線路層 313。其中，金屬板體311的材質(zhì)可為高導(dǎo)熱性的金屬，例如為銅或鋁，金 屬板體311的厚度可達(dá)數(shù)毫米(mm)。而在金屬板體311的表面可再鍍上一
層金屬鍍膜，例如金屬板體311的材質(zhì)為鋁時，則金屬板體311的表面 上則可再鍍上一層銅膜。如此一來，即可以較便宜的鋁板作為主體，表面 上再鍍上導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性佳的銅金屬，進(jìn)而降低材料成本。另外，絕緣導(dǎo) 熱層312的材質(zhì)為具有高導(dǎo)熱特性的絕緣層，其材質(zhì)例如為樹脂混合碳化 硅粉末。各發(fā)光二極管晶粒32分別設(shè)置于金屬電路基板31，且分別與線路層 313電性連結(jié)，成為俗稱的晶片直接封裝(chip on board, COB),藉由線 路層313的連結(jié)，可以控制驅(qū)動各個發(fā)光二極管晶粒32的發(fā)光。本實(shí)施例 中，發(fā)光二極管晶粒32的類型并無限制，圖4中以電極制作在同一面的發(fā) 光二極管晶粒32為例，而發(fā)光二極管晶粒32設(shè)置于金屬板體311,因此，需 要打雙線以使發(fā)光二極管晶粒32與線路層313電性連結(jié)。如圖5所示，發(fā)光二極管晶粒32的電極也可以在不同側(cè)，而成為垂直 導(dǎo)通型的晶粒。此時，發(fā)光二極管晶粒32設(shè)置于線路層313，以利電性連 接。也就是說，本實(shí)施例中，可依據(jù)發(fā)光二極管晶粒32不同的類型，而利 用打線連結(jié)或覆晶連結(jié)的方式，使發(fā)光二極管晶粒32與線路層313電性連 結(jié)。請參照圖6所示，本實(shí)施例中，金屬電路基板31更可包括一絕緣層 314，其設(shè)置于線路層313上，絕緣層314具有復(fù)數(shù)開口 315。其中，絕緣 層314為一高反射層，其材質(zhì)可為二氧化鈦(Ti02)與樹脂的混合物，樹 脂可為環(huán)氧樹脂。利用二氧化鈦可于金屬電路基板31上形成白色的高反射 面，如此一來，發(fā)光二極管晶粒32所發(fā)出的光線，即可具有較好的光線利 用率。除此之外，發(fā)光二極管模組30更可包括一封膠體33,封膠體33可利 用絕緣層314的開口 315邊緣來作為封裝的封膠邊界。如此一來，即可不 用另外再形成凹洞來作為封裝的封膠邊界，故可減少封裝制程的步驟及時 間。另外，封膠體33可為一透鏡或其他透光性的包覆材料，可具有修飾發(fā) 光二極管晶粒32光形的效果。由于各發(fā)光二極管晶粒32設(shè)置于絕緣導(dǎo)熱層312或線路層313上，因 此發(fā)光二極管晶粒32所產(chǎn)生的熱能，可直接經(jīng)由絕緣導(dǎo)熱層312或線路層 313向下傳遞至金屬板體311，可加大散熱面積，故能有效協(xié)助發(fā)光二極管 晶粒32散熱，并延長發(fā)光二極管晶粒32的使用壽命，更可提升發(fā)光二極 管晶粒32的發(fā)光品質(zhì)。除此之外，本發(fā)明中的發(fā)光二極管晶粒32只需設(shè) 置于金屬基板31后即可完成發(fā)光二極管模組的組裝，故也減少了組裝制程 的步驟及時間。再請參照圖3,發(fā)光二極管模組30更可包括一驅(qū)動回路34,驅(qū)動回路 34設(shè)置在金屬電路基板31,并與各發(fā)光二極管晶粒32電性連接，以驅(qū)動
該等發(fā)光二極管晶粒32。其中，驅(qū)動回路34可包括一主動元件或一被動元 件，主動元件可為一開關(guān)元件，例如為一電晶體為一二極管；被動元件則 可為一電容、 一電阻、 一電感或其組合。本實(shí)施例中，以發(fā)光二才及管模組 30包括復(fù)數(shù)驅(qū)動回路34為例。值得一提的是，本實(shí)施例中，金屬電路基板31的結(jié)構(gòu)尚可具有不同的 態(tài)樣。如圖7所示，絕緣層314亦可延設(shè)至絕緣導(dǎo)熱層312，發(fā)光二極管晶粒 32的引線穿過絕緣層314而與線路層313電性連結(jié)。在實(shí)際制程中，可先 于絕緣層314中留下打線所需要的通孔V，以利打線制程的進(jìn)行。請同時參照圖3及圖8，線路層313可包括復(fù)數(shù)金屬墊部M，圖8中可 以看見各發(fā)光二極管晶粒32對應(yīng)一金屬墊部M。金屬墊部M分別填設(shè)于開 口 315所對應(yīng)的絕緣導(dǎo)熱層312上，發(fā)光二極管晶粒32設(shè)置于等金屬墊部 M之上。金屬墊部M于制作時，可以和線路層313同時形成，而為線路層 313圖案的一部份。其中，金屬墊部M可與發(fā)光二極管晶粒32直接接觸， 除了可以增加發(fā)光二極管晶粒32的高度，避免由發(fā)光二極晶粒32的側(cè)面 所發(fā)出的光線被絕緣層314遮住之外，金屬墊部M的表面更可鍍上具有高 反射率的金屬，例如銀，以將發(fā)光二極管晶粒32發(fā)出的側(cè)光反射向上，以 提升光線利用率。另外，金屬墊部M還能協(xié)助熱能的傳導(dǎo)。而發(fā)光二極管 晶粒32設(shè)置時，可沾上錫膏P后再設(shè)置于金屬墊層35上，以增加發(fā)光二 極管晶粒32與金屬墊層35之間的連結(jié)強(qiáng)度。請同時參照圖9及圖10,由于發(fā)光二極管晶粒32設(shè)置于絕緣導(dǎo)熱層 312或線路層313上。為了提升散熱的效率，如圖9所示，金屬板體311可 直接形成復(fù)數(shù)散熱鰭片316,散熱鰭片316與金屬板體311—體成型。除了 在金屬板體311形成散熱鰭片316之外，如圖10所示，也可以是發(fā)光二極 管模組30具有一個外加的散熱元件35,散熱元件35與金屬板體311連 結(jié)，例如利用貼附、粘著、鎖固的方式，而將散熱元件35與金屬板體311 連結(jié)。散熱元件35可具有復(fù)數(shù)的散熱鰭片351或是具有其他方式的散熱組 件(例如熱管、風(fēng)扇等等)，圖10中以具有復(fù)數(shù)散熱鰭片351的散熱元 件35為例。綜上所述，本發(fā)明的一種發(fā)光二極管模組包括一金屬電路基板及復(fù)數(shù) 發(fā)光二極管晶粒，其中金屬電路基板包括一金屬板體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，發(fā)光二極管模組的發(fā)光二極管晶粒設(shè)置于絕緣導(dǎo)熱層或線路層上，可快速傳 遞發(fā)光二極管晶粒所產(chǎn)生的熱能至金屬板體，故能有效協(xié)助發(fā)光二極管晶 粒散熱，并延長發(fā)光二極管模組的使用壽命，更可確保發(fā)光二極管模組的 發(fā)光品質(zhì)。其次，發(fā)光二極管晶粒設(shè)置于金屬電路基板，而形成晶片直接 封裝(COB)，也就是說發(fā)光二極管晶粒只需設(shè)置于金屬基板后即可完成發(fā) 光二極管模組的組裝，故也減少了組裝制程的步驟及時間。再者，在實(shí)施 例中金屬電路基板更包括一絕緣層，絕緣層具有復(fù)數(shù)開口，各個開口更可 作為封裝制程的封膠邊界，以減少封裝制程步驟及時間。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式 上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā) 明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利 用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但 凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例 所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種發(fā)光二極管模組，其特征在于其包括一金屬電路基板，其依序包括一金屬板體、一絕緣導(dǎo)熱層以及一線路層；以及復(fù)數(shù)發(fā)光二極管晶粒，設(shè)置于該金屬電路基板，且該等發(fā)光二極管晶粒分別與該線路層電性連結(jié)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于其中所述的金 屬板體的材質(zhì)為銅或鋁。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于其中所述的金 屬板體的表面具有一金屬鍍膜。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于其中所述的金 屬板體形成有復(fù)數(shù)散熱鰭片。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于其中所述的絕 緣導(dǎo)熱層的材質(zhì)為樹脂混合碳化硅粉末。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于其中所述的線 路層包括復(fù)數(shù)金屬墊部，該金屬墊部設(shè)置于該等開口所對應(yīng)的絕緣導(dǎo)熱層 上，該等發(fā)光二極管晶粒分別設(shè)置于該等金屬墊部之上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于其中所述的金 屬電路基板更包括一絕緣層，其設(shè)置于該線路層上，該絕緣層具有復(fù)數(shù)開。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于其中所述的絕 緣層為一高反射層。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于其中所述的絕 緣層的材質(zhì)為二氧化鈦與樹脂的混合物。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于其更包括 一封膠體，以該絕緣層所露出該等開口的邊緣分別作為封膠邊界。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管模組，其特征在于其更包括 一驅(qū)動回路，設(shè)置在金屬電路基板，并與該等發(fā)光二極管晶粒電性連結(jié)。
全文摘要
一種發(fā)光二極管模組，包括一金屬電路基板以及復(fù)數(shù)發(fā)光二極管晶粒。金屬電路基板依序包括一金屬板體、一絕緣導(dǎo)熱層以及一線路層；發(fā)光二極管晶粒設(shè)置于金屬電路基板，且該等發(fā)光二極管晶粒分別與線路層電性連結(jié)。本發(fā)明能解決發(fā)光二極管晶粒及發(fā)光二極管元件的散熱問題。
文檔編號H01L25/075GK101110407SQ20061010331
公開日2008年1月23日 申請日期2006年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月18日
發(fā)明者林峰立 申請人:啟萌科技有限公司