專利名稱：Led封裝支架改良制造方法及由此制得的封裝結構的制作方法
技術領域：
本發明關于一種發光二極管(Light Emitting Diode ；LED)封裝支架的綠能環保改良制程，及由此制得的LED封裝結構。
背景技術：
LED是一種利用電子電洞的相互結合將能量以光形式釋發的半導體組件，由于屬冷光發光，具有體積小、壽命長、耗電量低、反應速率快、耐震性特佳等優點，因此廣泛做為各種電器制品及照明、信息廣告牌、通訊產品等之發光組件。傳統LED的制造方法主要包括形成封裝支架及隨后的晶粒安裝、打線(以金線將晶粒和支架電性連接)、環氧樹脂封膠及切腳等操作，最后獲得LED封裝成品。如圖1所示， 業界所廣為采納的LED封裝支架制程包括先將鐵板經過分條呈卷帶式，接著將裁切后的鐵片(1)經由沖壓成型技術制作出包含若干組平行并列的支架(由一對方體柱狀支腳(3、4) 組成)以及垂直貫連該等支架的方體柱狀連結條( 的支架組O)，最后再將支架組成品鍍銀等步驟。由于是使用整片鐵片⑴作為原物料藉由后續沖壓技術形成支架組O)，從圖1可清楚看出，鐵片中實際用于構成最終LED封裝支架的比例不到20%，換言之，絕大部分的鐵片在沖壓制程后都成為金屬廢材，浪費金屬原物料甚巨。此外，如圖2所示，為了獲得單顆 LED封裝成品，鍍銀后的支架組經過晶粒安裝、打線及環氧樹脂封膠等制程后，還需經過切腳制程以將垂直貫連于支架的連結條截除，不僅操作繁雜，也造成模具、刀具、電力及人力的浪費。隨著近年電子產業急速蓬勃發展，為了因應產業的競爭及全球金融經濟的變化， 如何降低成本和兼顧環保節省資源，實為當前產業強化競爭力的重要課題。如同所述，傳統 LED的封裝支架制程由于使用整片金屬片材作為起始原料，加工過程不僅繁瑣，而且還會產生大量金屬廢材，面對全球金屬需求量大增及金屬礦源有限下，無形相對提高業者成本與降低競爭能力。因此，前述傳統LED封裝支架制程仍有待進一步改進以更臻環保節能，本發明的重點即在于提出新一代的LED封裝支架制程，直接由導電金屬線材一體成型制作LED 封裝支架，以符合環保節能需求。
發明內容
本發明的目的在于提供一種LED封裝支架改良制造方法，其中所述支架包含第一支腳及相鄰于所述第一支腳且與其保持一間隔距離的第二支腳，其中所述第一支腳頂端黏結LED晶粒后作為LED封裝結構的負極端子，而所述第二支腳作為LED封裝結構的正極端子，所請方法包括使用導電金屬線材一體成形所述第一支腳及所述第二支腳。本發明的又一目的在于提供一種改良的LED封裝結構，其包含支架，其包含第一支腳及相鄰于所述第一支腳且與其保持一間隔距離的第二支腳；
LED晶粒，其固定于所述第一支腳的頂端處，并與所述第一支腳電性連接；金屬導線，其電性連接所述LED晶粒及所述第二支腳；及封裝物，將所述第一支腳、第二支腳、LED晶粒及金屬導線封裝包覆于其內，僅露出所述第一支腳及第二支腳的下端；其中所述第一支腳及第二支腳是由導電金屬線材所分別形成的一體成型結構，且所述第一支腳及第二支腳的下端具有方體柱狀以外的柱狀外型。
圖1為習知LED封裝支架制程。圖2為習知LED切腳制程。圖3為本發明LED封裝支架改良制造方法的示意圖。圖4為習知LED封裝結構。圖5為根據本發明一較佳實施態樣所制得的LED封裝結構。
具體實施例方式如圖3所示，本發明方法的特征在于藉由導電金屬線材一體成型形成第一支腳及第二支腳以制作LED封裝支架，相較于傳統使用鐵片作為起始材料的LED制程能大幅減少金屬廢材的產生及省略后續切腳操作，不僅制程簡便，也與目前環保節能的世界趨勢導向相符。此外，由于本發明方法操作過程中金屬無浪費比率，除了成本較為低廉的鐵線及表層鍍銅金屬線(例如鐵鍍銅線)外，根據本發明的一個實施態樣，本發明方法亦可直接使用導電性極佳的銅線作為導電金屬線材來一體成型制作LED封裝支架。由于鐵線或表層鍍銅金屬線的導電性都不及銅線的一半，所獲得的銅支架經由后續加工所制得的LED封裝結構不僅使用壽命長、導電性佳、耗電低，更無傳統鐵支架容易生銹的問題。因此，本發明所提供的 LED封裝支架改良制造方法不僅具有環保節能的優點，甚至還能進一步提升最終LED封裝結構的質量及省電優點。將導電金屬線材一體成形制造組成支架的第一支腳及第二支腳的技術并無特殊限制，任何所屬技術領域中具有通常知識者所熟知的技術，例如，但不限于，擠壓成型技術， 皆可用于實施本發明。此外，為進一步提升LED封裝支架的導電性能，亦可視需要在所制得的第一支腳及第二支腳表面上加鍍銀。如前所述，傳統LED封裝支架制程由于使用導電金屬片材作為起始材料，因此如圖4所示，經由切腳制程后所形成的LED封裝結構，其支架下端僅能具有方體柱狀外型(2， 3)。本發明方法由于使用導電金屬線材作為起始原料，直接一體成形分別制造組成支架的第一支腳及第二支腳，因此，所形成的第一支腳及第二支腳的下端可具有與線材相同的圓柱體外型。然而，需特別聲明的是，除了圓柱體之外，依據加工模具的選擇，本發明方法所形成的構成LED封裝支架的第一支腳及第二支腳的下端也可具有各式形狀的柱狀外型，例如，但不限于，橢圓柱體、三角柱體、菱形柱體或多邊形柱體。LED封裝結構于實際使用時，需透過自動插件機及錫膏將未被封裝物包覆的一對支腳下端安插至電路板上從而通電發光。由于電路板上用于安插LED接觸腳的孔洞是藉由鉆孔所形成的圓形孔洞，相較于傳統方體柱狀，本發明方法所制得的封裝支架由于支腳下端具有圓柱體外型，由此形成的LED封裝結構在后續電路板插件過程中可執行的更為迅速。此外，由于圓柱體支腳可與電路板上的圓形安插孔洞安插更為密合，也可以減少錫膏的
使用量。據此，本發明也提供一種將本發明方法所制得的LED封裝支架進一步經過晶粒安裝、打線及封膠等習知后續加工所形成的結構新穎的LED封裝結構，其包含支架，其包含第一支腳及相鄰于所述第一支腳且與其保持一間隔距離的第二支腳；LED晶粒，其固定于所述第一支腳的頂端處，并與所述第一支腳電性連接；金屬導線，其電性連接所述LED晶粒及所述第二支腳；及封裝物，將所述第一支腳、第二支腳、LED晶粒及金屬導線封裝包覆于其內，僅露出所述第一支腳及第二支腳的下端；其中所述第一支腳及第二支腳是由導電金屬線材所形成的一體成型結構，且所述第一支腳及第二支腳的下端具有方體柱狀以外的外型，較佳為圓柱體外型。第一支腳及第二支腳上端用于黏結LED晶粒及金屬導線部位的形狀并無特殊限制，其合并共同構成各種形態的習知LED封裝支架結構。根據實際需求，第一支腳用于置放晶粒的頂端可為平坦狀或杯狀。如本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知，平坦狀頂端結構無法聚集晶粒發出的光線，常見于標示用途的LED封裝結構中。另外，杯狀頂端結構的杯狀側壁具有反射晶粒所發出的光線的功能，可藉此聚集光束提升LED的照明功能。如本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知，可使用接著劑將LED晶粒黏結至第一支腳的頂端處，使所述LED晶粒與第一支腳電性連接，接著再利用打線機透過金屬導線電性連接LED晶粒及第二支腳。適合使用的接著劑大多是環氧樹脂與金屬粉末的混和物，例如，但不限于，銀膠。這類的接著劑是利用環氧樹脂高溫硬化的特性來固定晶粒，并藉由所加入的金屬粉末達到導電與導熱的目的。此外，用于電性連接LED晶粒及第二支腳的金屬導線可為，但不限于，金線。所使用的LED晶粒種類亦非本發明的重點，本發明所屬技術領域中具有通常知識者可依據實際需求選擇合適的LED晶粒。另一方面，用于將第一支腳及第二支腳上端、LED晶粒及金屬導線封裝包覆于其內的封裝物的外形并無特殊限制，可為各種形狀，例如，但不限于，方形、三角形或圓頂形 (dome)。如本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知，環氧樹脂因透明無色、雜質低且具有優良機械性、絕緣性、耐腐蝕性、接著性和低收縮等特性而被普遍使用作為模塑成型技術的封裝材料。一般使用的環氧樹脂封裝組合物中除了環氧樹脂之外，一般還含有硬化劑、 促進劑、抗燃劑、偶合劑、脫模劑、填充料、顏料及潤滑劑等成分，使用前將溶于有機溶劑中的液態環氧樹脂及硬化劑混合，并加熱固化以達到封裝效果。圖5顯示根據本發明一較佳實施態樣所制得的LED封裝結構，其中共同構成LED 封裝支架的第一支腳(10)及第二支腳(11)下端皆具有圓柱體外型，且第一支腳頂端呈杯狀(6)用于置放LED晶粒(7)，將第一支腳(10)及第二支腳(11)上端、LED晶粒(7)及金屬導線(8)封裝包覆于其內的封裝物(9)則具有圓頂形外觀。雖然本發明已就一些較佳實施例來說明，但此技術技藝中具有通常知識者借著前述的說明與附圖，當可對其進行修改、增加、及等效的變更。因此任何未脫離本發明之精神與范圍，而對其進行修改、增加、及等效的變更者，均應包含于本發明之中。
權利要求
1.一種LED封裝支架制造方法，其中所述支架包含第一支腳及相鄰于所述第一支腳且與其保持一間隔距離的第二支腳，其中所述第一支腳頂端黏結LED晶粒后作為LED封裝結構的負極端子，而所述第二支腳作為LED封裝結構的正極端子，所請方法包括使用導電金屬線材一體成形制造所述第一支腳及所述第二支腳。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所制得的第一支腳具有平坦狀或杯狀頂端以用于置放晶粒，且所述第一支腳及第二支腳的下端具有選自由圓柱體、橢圓柱體、三角柱體、菱形柱體及多邊形柱體所組成的群組的柱狀外型。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述導電金屬線材是選自由銅線、鐵線及表層鍍銅金屬線所組成的群組。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其包括以擠壓成型技術將所述導電金屬線材一體成形制得所述第一支腳及第二支腳。
5.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其進一步包括將所制得的第一支腳及第二支腳鍍銀的步驟。
6.一種LED封裝結構，其包含支架，其包含第一支腳及相鄰于所述第一支腳且與其保持一間隔距離的第二支腳；LED晶粒，其固定于所述第一支腳的頂端處，并與所述第一支腳電性連接；金屬導線，其電性連接所述LED晶粒及第二支腳；及封裝物，將所述第一支腳、第二支腳、LED晶粒及金屬導線封裝包覆于其內，僅露出所述第一支腳及第二支腳的下端；其中，所述第一支腳及第二支腳是由導電金屬線材所分別形成的一體成型結構，且所述第一支腳及第二支腳的下端具有方體柱狀以外的柱狀外型。
7.根據權利要求6所述的封裝結構，其中所述第一支腳用于黏結所述晶粒的頂端為平坦狀或杯狀，且所述第一支腳及第二支腳的下端具有選自由圓柱體、橢圓柱體、三角柱體、 菱形柱體及多邊形柱體所組成的群組的柱狀外型。
8.根據權利要求6或7所述的封裝結構，其中所述導電金屬線材是選自由銅線、鐵線及表層鍍銅金屬線所組成的群組。
9.根據權利要求6或7所述的封裝結構，其中所述金屬導線是金線。
10.根據權利要求6或7所述的封裝結構，其中所述封裝物是環氧樹脂且具有方形、三角形或圓頂形外觀。
全文摘要
本發明提供一種發光二極管封裝結構及封裝支架制造方法，所述發光二極管封裝結構包含支架，其包含第一支腳及相鄰于所述第一支腳且與其保持間隔距離的第二支腳；LED晶粒，其固定于所述第一支腳的頂端處，并與所述第一支腳電性連接；金屬導線，其電性連接所述LED晶粒及第二支腳；及封裝物，將所述第一支腳、第二支腳、LED晶粒及金屬導線封裝包覆其內；本發明直接使用導電性極佳的銅線作為導電金屬線材來一體成型制作LED封裝支架，所獲得的銅支架經由后續加工的LED封裝結構不僅使用壽命長、導電性佳、耗電低，更無傳統鐵支架容易生銹的問題。因此，本發明不僅具有環保節能的優點，還進一步提升最終封裝結構的質量及省電優點。
文檔編號H01L33/48GK102299248SQ20101021516
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月25日 優先權日2010年6月25日
發明者陳章明 申請人:惟昌企業股份有限公司