專利名稱：一種具高導熱及導光功能的發光模組及應用裝置的制作方法
一種具高導熱及導光功能的發光模組及應用裝置
技術領域：
本發明一種基于多個發光二極體晶片的封裝結構，特別是涉及一種具高導熱及導
光功能的發光模組及其應用裝置。背景技術：
請參見圖12，其顯示了一種現有發光模組10的結構示意圖。該發光模組10包括 發光二極體元件(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光二極體晶片(LED Chip)在一金屬支架后，再 將此封裝好的發光二極體元件逐個焊接在一電路板(PCB)上形成發光模組，如LED光條 (Light Bar)。此類發光模組的顏色穩定性較差，且對光形的處理能力也十分有限。
另，目前在發光模組制造過程中，現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。生產效率及成品率均有待提升。
所以，由上可知，目前現有的發光模組與發光二極體元件的封裝結構，顯然具有不 便與缺失存在，有待改善。 于是，本發明人有感上述缺失之可改善，且依據多年來從事此方面的相關經驗，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發明。
發明內容
本發明所要解決的技術問題，在于提供一種發光元件、電路基板、發光模組、發光 裝置以及顯示裝置，其基板具有改良的散熱效果，且膠體層的結構及布局能提升發光元件、 電路基板、發光模組、發光裝置以及顯示裝置的顏色穩定性，此外，還可實現產品在制造過 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，根據本發明一優先實施例，提供一種電路基板，用于安裝發 光晶片，包括基材、晶片焊墊、導線焊墊及導熱層。該基材形成有第一面以及與該第一面相 對的第二面，在該第一面上設有正極導電軌跡和負極導電軌跡，該晶片焊墊以及導線焊墊 設于該第一面上，該晶片焊墊用于安放該發光晶片，該導線焊墊用于將該發光晶片與該正 極導電軌跡和負極導電軌跡電性連接，該導熱層設于該第二面，其中，貫穿該晶片焊墊、該 基材以及該導熱層形成有多個穿孔。 其中，該穿孔的孔洞可填充導熱物質，比如含銀膏、銅膏等含金屬導熱分子的膏狀 物以強化導熱效果。當然，該穿孔的孔洞也可保持中空的未填充狀態。 其中，該第二面上具有電鍍導線以形成該第一面上的導線焊墊或金屬焊墊，焊墊 形成后再通過蝕刻移除。 本發明還提供了包括上述電路基板的發光模組。該發光模組包括具有正極端與負 極端的發光晶片。
本發明還提供了包括上述電路基板的發光裝置以及顯示裝置。 因此，根據本發明的電路基板在工作時，可實現熱電分離，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，根據本發明的發光模組在工作時，可提升顏色的穩定性及對光形的處理能
力。同時，在根據本發明的發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，實現了發光晶片在基板上焊線(Wire Bond)后即可測試。解決產品在制造過程中
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發明為達成預定目的所采取的技術、手段及功效，請參閱
以下有關本發明的詳細說明與附圖，相信本發明的目的、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，并非用來對本發明加以限制。
可參考附圖通過實例更加具體地描述本發明，其中附圖并未按照比例繪制，在附 圖中 圖1是根據本發明的發光模組的第一實施例的正面結構示意圖；
圖2是圖1所示發光模組的背面結構的示意圖；
圖3是圖1所示發光模組的立體示意圖；
圖4是圖1所示發光模組的另一立體示意圖；
圖5是圖1所示發光模組的側面示意圖； 圖6是根據本發明的發光模組的第二實施例的正面結構示意圖；
圖7是圖6所示發光模組的背面結構的示意圖；
圖8是一種具電鍍導線發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10a是根據本發明的發光模組的第三實施例的結構示意圖； 圖10b是圖10a所示發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10c是圖10a所示發光模組的膠體透鏡外觀透明時的亮度_角度關系示意圖；
圖lla至圖llh分別是根據本發明的發光模組的第四至第十一實施例的結構示意 圖；以及 圖12顯示了一種現有發光模組10的結構示意圖。具體實施方式
請一并參考圖1至圖5，其分別顯示了本發明的發光模組100的第一實施例的不同 視圖。該發光模組包括多個發光晶片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。 基材180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 可以根據需要調整，或與該晶片焊墊160結合，以符合不同類型發光晶片的限制，如正負極同面或非同面的發光晶片。 晶片焊墊160以及導線焊墊170設于第一面上，發光晶片IIO設于晶片焊墊160上，導線焊墊170通過導線112將發光晶片110與導電軌跡182U86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。圖中所示的每個發光晶片IIO對應于一組8個穿孔162。然而穿孔162的數量不限于此，可以根據情況進行調整。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構，只要可以將第一面產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，發光晶片110工作中產生的熱量可以經由穿孔162傳到基板的背部，并通過導熱層150散發出去。因此，本實施例的發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，使本實施例的發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光模組固定結合于發光裝置或顯示裝置，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，顯示了根據本發明的發光模組200的第二實施例的結構示意圖。本實施例的發光模組200與第一實施例的發光模組100結構基本相同，同樣包括發光晶片210、晶片焊墊260、基材280以及多個穿孔262。所不同的是，本實施例的發光模組200的穿孔262的孔洞填充有導熱物質，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)。該填充的導熱物質有助于進一步提升導電基板以及發光模組的散熱性能。 請參考圖8和圖9，顯示了一種發光模組300的排列陣列的示意圖。圖8顯示的是排列陣列的正面結構，其包括多個發光晶片310以及多個導線焊墊370。圖9顯示的是排列陣列的背面結構，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歷過一次蝕刻處理，故后續的蝕刻稱作二次蝕刻。這樣即可實現在制造過程中即可檢驗產品不良，不必等到成品才檢驗。 圖10a顯示了根據本發明的發光模組400的第三實施例的結構示意圖。該發光模組400包括發光晶片410、基板480以及保護膠層420。該發光晶片410具有正極端與負極端且設于該基板480上，該保護膠層420置于該發光晶片410之上，該保護膠層420包括一導光結構，以一體化的形成一具光學透鏡功能的保護膠層420，引導該發光晶片410發出的光線。 根據不同的使用需要，保護膠層420的導光結構可為光學聚焦結構、霧面結構以及平面結構中的一種。圖10b即顯示了導光結構外觀為霧面時該發光模組400的亮度-角
6度關系示意圖。該霧面結構可通過該保護膠層420表面粗糙化來實現，也可通過在膠體內添加雜質如二氧化鈦或者螢光粉等材料來實現，或是透過選擇部分透光膠體材料來實現。當導光結構出光角度達到180°時，該發光晶片410所發出光線經過導光結構的引導后可產生廣域的照明效果，故該霧面式透鏡結構適用于照明應用。而圖10c則顯示了導光結構為透明的光學聚焦結構時，該發光模組400的亮度-角度關系示意圖。該光學聚焦結構可通過形塑該保護膠層420為各種透鏡結構如凸透鏡、凹凸透鏡或透鏡柱(rod lens)等來實現，當導光結構出光角度達到63°時，該發光晶片410所發出光線經過導光結構的引導后可產生聚焦的照明效果，故該透鏡結構適合用于背光(Backlight)模組成為顯示裝置的顯示光源。 請一并參考圖lla至圖llh，其分別顯示了根據本發明的發光模組的第四至第十一實施例的結構示意圖。其中，圖11a、圖11b、圖11e、圖llg及圖llh所顯示的發光模組在發光晶片的上面分別覆蓋了不同一體化結構以及不同數量的螢光膠層。比如，圖lib中所示的螢光膠層520具有鋸齒型導光結構；圖lie中所示的螢光膠層720具有平面型導光結構。圖11g中所示的螢光膠層920為多個，該多個螢光膠層920分別置于各發光晶片上910。圖llh中所示的螢光膠層920'為單個，該單一螢光膠層920'置于多個發光晶片910'上。 圖11c、圖lld及圖llf所顯示的發光模組在發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11c中所示的保護膠630置于螢光膠620上，且螢光膠620的導光結構成弧形。圖11d中所示的保護膠630'仍置于螢光膠620'上，只是螢光膠620'的導光結構成平面型。圖llf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構。 關于螢光膠層的成型方式，對于圖llg中所示的發光模組，該螢光膠層920可通過點膠、噴涂或壓模而置于該發光晶片910之上。而對于圖llh中所示的發光模組，螢光膠層920'可通過點膠、噴涂或壓模而置于該發光晶片910，之上。 本發明的發光模組至少還包括如下變型。由保護膠層直接置于多個發光晶片上，且保護膠層具有類似于圖11a、圖11b、圖lie中螢光膠層結構的保護膠導光結構，也即該保護膠層導光結構可以是光學聚焦結構、霧面結構或者平面結構。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llg及圖llh的結構。
需要說明的是，以上主要以發光模組為實施例介紹了本發明。其實本發明的各種改進之處可以類似地應用到發光元件、發光裝置以及顯示裝置之中。比如可將具有散熱穿孔的發光模組應用到發光裝置如一般照明燈具或照明燈管。同時，可將本文前述的發光模組與顯示屏、控制模塊結合成顯示裝置如LCD顯示螢幕或戶外電子看板。此外，本發明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生熱量的散發效率。 在上述實施例中，僅對本發明進行了示范性描述，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發明的精神和范圍的情況下對本發明進行各種修改。
權利要求
一種電路基板，用于安裝發光晶片，其特征在于，所述電路基板包括基材，形成有第一面以及與所述第一面相對的第二面，在所述第一面上設有一導電軌跡；晶片焊墊以及導線焊墊，所述晶片焊墊以及導線焊墊設于所述第一面上，所述晶片焊墊用于安放所述發光晶片，所述導線焊墊用于將所述發光晶片與所述導電軌跡電性連接；導熱層，所述導熱層設于所述第二面；其中，基材具有多個穿孔連接所述晶片焊墊及所述導熱層。
2. 根據權利要求1所述的電路基板，其特征在于，所述穿孔的孔洞未填充介質。
3. 根據權利要求1所述的電路基板，其特征在于，所述穿孔的孔洞填充有導熱物質。
4. 根據權利要求1所述的電路基板，其特征在于，所述第二面具有多個導熱層，每兩個 導熱層之間有一電鍍導線。
5. 根據權利要求1所述的電路基板，其特征在于，所述基材上具有缺口或開孔，以將所 述電路基板鎖固或嵌合于各種應用裝置上。
6. —種發光模組，其特征在于，所述發光模組包括 發光晶片；基板，所述基板包括基材、晶片焊墊、導線焊墊以及導熱層，其中， 所述基材形成有第一面以及與所述第一面相對的第二面，在所述第一面上設有一導電軌跡；所述晶片焊墊以及導線焊墊設于所述第一面上，所述發光晶片設于所述晶片焊墊上， 所述導線焊墊將所述發光晶片與所述導電軌跡電性連接；所述導熱層設于所述第二面上，其中，所述基材具有多個穿孔連接所述晶片焊墊及所 述導熱層。
7. 根據權利要求6所述的發光模組，其特征在于，所述穿孔的孔洞未填充介質。
8. 根據權利要求6所述的發光模組，其特征在于，所述穿孔的孔洞填充有導熱物質。
9. 根據權利要求6所述的發光模組，其特征在于，所述第二面具有多個導熱層，每兩個 導熱層之間有一電鍍導線。
10. 根據權利要求6所述的發光模組，其特征在于，所述基材上具有缺口或開孔，以將 所述發光模組鎖固或嵌合于各種應用裝置上。
11. 一種發光裝置，其特征在于，所述發光裝置包括 發光晶片；基板，所述基板包括基材、晶片焊墊、導線焊墊以及導熱層，其中， 所述基材形成有第一面以及與所述第一面相對的第二面，在所述第一面上一導電軌跡；所述晶片焊墊以及導線焊墊設于所述第一面上，所述發光晶片設于所述晶片焊墊上， 所述導線焊墊將所述發光晶片與所述導電軌跡電性連接；所述導熱層設于所述第二面上，其中，所述基材具有多個穿孔連接所述晶片焊墊及所 述導熱層。
12. 根據權利要求11所述的發光裝置，其特征在于，所述穿孔的孔洞未填充介質。
13. 根據權利要求11所述的發光裝置，其特征在于，所述穿孔的孔洞填充有導熱物質。
14. 根據權利要求11所述的發光裝置，其特征在于，所述第二面具有多個導熱層，每兩 個導熱層之間有一電鍍導線。
15. 根據權利要求11所述的發光裝置，其特征在于，所述基材上具有缺口或開孔，以將 所述基板鎖固或嵌合于所述發光裝置上。
16. —種顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置包括 發光晶片；基板，所述基板包括基材、晶片焊墊、導線焊墊以及導熱層，其中， 所述基材形成有第一面以及與所述第一面相對的第二面，在所述第一面上設有一導電 軌跡；所述晶片焊墊以及導線焊墊設于所述第一面上，所述發光晶片設于所述晶片焊墊上， 所述導線焊墊將所述發光晶片與所述導電軌跡電性連接；所述導熱層設于所述第二面上，其中，所述基材具有多個穿孔連接所述晶片焊墊及所 述導熱層；以及顯示幕和控制裝置，所述發光晶片發出的光經控制裝置控制而顯示在所述顯示幕上。
17. 根據權利要求16所述的顯示裝置，其特征在于，所述穿孔的孔洞未填充介質。
18. 根據權利要求16所述的顯示裝置，其特征在于，所述穿孔的孔洞填充有導熱物質。
19. 根據權利要求16所述的顯示裝置，其特征在于，所述第二面具有多個導熱層，每兩 個導熱層之間有一電鍍導線。
20. 根據權利要求19所述的顯示裝置，其特征在于，所述基材上具有缺口或開孔，以將 所述基板鎖固或嵌合于所述顯示裝置上。
全文摘要
本發明提供了一種發光模組，其包括基板、設于基板上的多個發光晶片以及覆蓋于發光晶片之上的螢光膠層和保護膠層。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，該螢光膠層和保護膠層均包括導光結構，以便引導該發光晶片發出的光線。根據本發明的發光模組的基板結構實現了熱電分離，提高了發光晶片的散熱效果。同時，根據本發明的發光模組在工作時，可提升顏色的穩定性及對光形的處理能力。
文檔編號G09F9/33GK101777525SQ200910266759
公開日2010年7月14日 申請日期2009年12月30日 優先權日2009年12月30日
發明者吳文逵, 莊峰輝, 汪秉龍 申請人:宏齊科技股份有限公司