專利名稱：大面積發(fā)光二極管模塊及其封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管模塊，尤指一種大面積發(fā)光二極管模塊及其封裝方法，適用于制作均勻出光的平面光源，可彈性配置光源形狀與擴(kuò)展發(fā)光面積。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管具備耗電量低、使用壽命長、無須暖燈時間、反應(yīng)時間快速等優(yōu)異性能，生活中已隨處可見其應(yīng)用商品。1996年，白光發(fā)光二極管的問世，開啟了發(fā)光二極管的照明應(yīng)用時代。發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)主要可分為單芯片封裝以及多芯片封裝兩種類型。單芯片封裝是將單一發(fā)光二極管晶粒封裝為點(diǎn)發(fā)光型組件，應(yīng)用于照明設(shè)備時，須在基板上安裝多枚組件，以達(dá)到照明亮度需求。臺灣專利第M354700號專利所揭示的發(fā)光二極管光群組照明燈具即為一種典型的發(fā)光二極管光源，圖1為該發(fā)光二極管光源的立體圖，如圖所示， 照明燈具10設(shè)置多枚排列為矩陣型態(tài)的發(fā)光二極管組件11，由于每一發(fā)光二極管組件11 會朝向不同方向與角度發(fā)出光線，將產(chǎn)生多重光影，因此須額外增設(shè)護(hù)罩12來調(diào)整光線射向。其它現(xiàn)有實(shí)例也常見采用透鏡來達(dá)成二次配光功能，目前業(yè)界在二次配光領(lǐng)域投入相當(dāng)多的設(shè)計(jì)資源，以提供更為適用的照明設(shè)備。然而，配光結(jié)構(gòu)將增加照明設(shè)備成本。此外， 點(diǎn)發(fā)光型發(fā)光二極管組件存在發(fā)光效率過低及散熱效率不佳等缺點(diǎn)，因此雖能組合出傳統(tǒng)燈泡照明亮度，但無效能源浪費(fèi)仍過高。多芯片封裝則是采用COB (Chip On Board)技術(shù)，將多枚發(fā)光二極管晶粒封裝于單一基板，成為面發(fā)光型發(fā)光組件。多芯片封裝技術(shù)雖改善了單芯片點(diǎn)發(fā)光組件的缺點(diǎn)，但囿于制造設(shè)備與結(jié)構(gòu)技術(shù)等生產(chǎn)因素，而無法突破組件尺寸限制，致使出光長度與面積無法進(jìn)一步擴(kuò)展。在能源價格與環(huán)保要求持續(xù)上升的情況下，發(fā)光二極管照明市場規(guī)模將持續(xù)提升，因而改善上述缺點(diǎn)，提升照明設(shè)備質(zhì)量，實(shí)為當(dāng)務(wù)之急。有鑒于此，本案發(fā)明人基于多年于發(fā)光二極管制造設(shè)備及光源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，從而提出本發(fā)明，以改善現(xiàn)有技術(shù)的各項(xiàng)缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是在于提供一種大面積發(fā)光二極管模塊及其封裝方法，以彈性配置光源形狀及自由擴(kuò)展發(fā)光面積、以及防止光影重迭。為達(dá)上述目的，本發(fā)明揭示一種大面積發(fā)光二極管模塊，包括一底座、復(fù)數(shù)個光源基板組件、一硅膠擴(kuò)散層及一熒光層。底座包括一凹槽；該等光源基板組件個別包括一電路基板及至少一晶粒，晶粒是設(shè)置于電路基板表面，光源基板組件的電路基板是鄰接配置于凹槽底面，并相互電性耦接；硅膠擴(kuò)散層填充于凹槽中，覆蓋光源基板組件；熒光層設(shè)置于硅膠擴(kuò)散層表面。其中，該等光源基板組件的電路基板是排列組合為大致符合底座的凹槽底面輪廓形狀。其中，該等光源基板組件的晶粒是呈均勻分布。本發(fā)明再揭示一種大面積發(fā)光二極管模塊的封裝方法，其步驟為首先，提供一底座，該底座具有一凹槽；其次，提供復(fù)數(shù)個光源基板組件鄰接排列于凹槽底面，其中光源基板組件個別包括一電路基板及至少一晶粒，晶粒是設(shè)置于電路基板表面；其后，電性耦接該等光源基板組件的電路基板；隨后，于凹槽中設(shè)置一硅膠擴(kuò)散層，使硅膠擴(kuò)散層覆蓋光源基板組件；最后，于硅膠擴(kuò)散層表面設(shè)置一熒光層。本發(fā)明通過將復(fù)數(shù)個光源組件按照底座輪廓形狀配置排列，再依序設(shè)置硅膠擴(kuò)散層及熒光層，并通過底座與光源基板組件的外型設(shè)計(jì)，可彈性配置光源形狀與自由擴(kuò)展發(fā)光面積，并防止光影重迭。較佳的，將底座的所有光源組件的晶粒呈均勻分布，可呈現(xiàn)均勻出光的平面發(fā)光效果，可提升發(fā)光效率及防止光影重迭。進(jìn)一步的，本發(fā)明還可利用具高散熱效能的金屬基板來提高該大面積發(fā)光二極管模塊的散熱效能。


圖1是為一現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光二極管光源的立體圖；圖2是為本發(fā)明的大面積發(fā)光二極管模塊的第一具體實(shí)施例的前視圖；圖3是為圖2的剖視圖；圖4是為圖2的底座的立體圖；圖5是為本發(fā)明的大面積發(fā)光二極管模塊的封裝方法的步驟流程圖；以及圖6是為本發(fā)明的大面積發(fā)光二極管模塊的第二具體實(shí)施例的前視圖。
具體實(shí)施例下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)描述。本發(fā)明提出一種大面積發(fā)光二極管模塊及其封裝方法，旨在提供均勻出光的平面光源制作技術(shù)。通過本案的技術(shù)概念，將可彈性配置光源形狀與自由擴(kuò)展發(fā)光面積。首先說明本發(fā)明的大面積發(fā)光二極管模塊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。請參閱圖2至圖4，分別為本案的第一具體實(shí)施例的前視圖、剖視圖，以及底座的立體圖。如圖所示，大面積發(fā)光二極管模塊20包括一底座30、復(fù)數(shù)個光源組件41、42、43、一反射層51、一硅膠擴(kuò)散層53以及一熒光層陽。底座30是由一底板32及一設(shè)置于底板32側(cè)邊的邊框33所構(gòu)成，邊框33與底板32共同形成一凹槽31。光源基板組件41、42、43分別包括一電路基板410、420、430，以及設(shè)置于電路基板410、420、430的一或多枚發(fā)光二極管晶粒411、421、431。電路基板410、 420,430可選用具高散熱效能的金屬基板、陶瓷基板或軟性基板，個別布設(shè)有傳輸線路，并設(shè)置有用以與外部電性耦接的電極部412、422、432。晶粒411、421、431分別黏固于電路基板410、420、430表面，并打線鍵合于電路基板410、420、430，以電性連接于傳輸線路。光源基板組件41、42、43是鄰接配置于凹槽31底面，并通過電極部412、422、432相互焊接組合。邊框33內(nèi)壁表面以及晶粒411、421、431外圍的電路基板410、420、430表面噴涂有反光漆，以形成一反光層51。凹槽32內(nèi)部填充混入擴(kuò)散粉的硅膠，經(jīng)過烘干凝固而形成一硅膠擴(kuò)散層53，覆蓋于光源基板組件41、42、43上方。硅膠擴(kuò)散層53表面均勻涂布混入熒光粉的硅膠，經(jīng)過烘干凝固而形成一熒光層陽。本案的主要特點(diǎn)為將電路基板410、420、430排列組合為大致符合凹槽32底面輪廓形狀，使晶粒411、421、431呈均勻分布，從而使得大面積發(fā)光二極管模塊20均勻出光，不必額外增設(shè)二次配光結(jié)構(gòu)，而可簡化設(shè)備，降低成本。再者，通過底座與電路基板的外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將可彈性配置光源形狀及自由擴(kuò)展光源出光面積或長度。此外，現(xiàn)有發(fā)光二極管照明設(shè)備須采用高功率發(fā)光二極管以達(dá)到需求的照明亮度，而本案則使用多枚低功率發(fā)光二極管晶粒組合達(dá)到需求亮度，如此將可有效降低能量損耗并提升散熱效能。附帶一提的是，大面積發(fā)光二極管模塊20是用以產(chǎn)生照明白光，發(fā)光二極管晶粒 411、421、431通過摻雜有熒光粉的熒光層55將產(chǎn)生白色光線，在其他實(shí)施例中，也可采用藍(lán)光發(fā)光二極管晶粒配合釔鋁石榴石的黃色熒光粉、紅/綠光或其它組合的熒光粉以產(chǎn)生各種不同的顏色的光，又或者可采用紫外光發(fā)光二極管晶粒配合紅/綠/藍(lán)光或其它組合的熒光粉做各種組合進(jìn)而產(chǎn)生各種不同的顏色的光。繼續(xù)說明本發(fā)明的大面積發(fā)光二極管模塊的封裝方法。請參閱圖5，本發(fā)明的封裝方法的步驟流程圖，其中相關(guān)的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)請同時參照圖2至圖4。如圖所示，所述的大面積發(fā)光二極管模塊的封裝方法包括下列步驟首先，提供一底座30，底座30是由底板32與邊框33共同構(gòu)成，而邊框33與底板 32是共同形成一凹槽31 (步驟Sll)；其次，提供復(fù)數(shù)個光源基板組件41、42、43鄰接排列于底座30的凹槽32底部，光源基板組件41、42、43的電路基板410、420、430可排列組合為大致符合凹槽31底面輪廓形狀，并使晶粒411、421、431呈均勻分布(步驟S12)；其后，通過焊接組合電極部412、422、432，以電性耦接鄰接的電路基板410、420、 430(步驟 S13)；其后，于底座30的邊框33內(nèi)壁表面以及晶粒411、421、431外圍的電路基板410、 420,430表面噴涂反光漆，以形成一反光層51 (步驟S14)；其后，于凹槽31填充混入擴(kuò)散粉的硅膠，經(jīng)過烘干凝固，以于凹槽31內(nèi)部設(shè)置一硅膠擴(kuò)散層53，覆蓋于光源基板組件41、42、43表面(步驟SM)；以及最后，于硅膠擴(kuò)散層53表面涂布混入熒光粉的硅膠，以于硅膠擴(kuò)散層53表面設(shè)置一熒光層55(步驟S16)。特別強(qiáng)調(diào)的是，第一實(shí)施例中，底座30是為長條狀結(jié)構(gòu)，采用三枚同樣為長條狀的光源基板組件41、42、43組合成大面積發(fā)光二極管模塊20。通過本案所提出的概念，則可借著變換底座與電路基板的結(jié)構(gòu)外型，以取得需求的光源形狀與出光面積。請參閱圖6，本發(fā)明的大面積發(fā)光二極管模塊的第二具體實(shí)施例的前視圖。此實(shí)施例中，大面積發(fā)光二極管模塊80為一矩形光源，是在矩形底座70上方設(shè)置四光源基板組件81、82、83、84，其個別的電路基板810、820、830、840是呈矩形，而晶粒811、821、831、841則呈交錯排列，通過設(shè)置于各個基板周緣的電極部812、822、832、842相互電性耦接。于其它實(shí)施例，是可將底座設(shè)計(jì)為圓形、方形或其它特定形狀，配合電路基板組合成特定形狀，以上圖例是用以說明本案的基本概念，然其并非用以限制本案的保護(hù)范圍。綜上所述，本案的大面積發(fā)光二極管模塊及其封裝方法，可彈性配置光源形狀與擴(kuò)展發(fā)光面積，并能夠達(dá)到均勻出光的平面發(fā)光效果，防止光影重迭，簡化照明設(shè)備結(jié)構(gòu)，并可提升發(fā)光效率及散熱效能，符合節(jié)能減碳的要求。由此可見，本發(fā)明實(shí)為發(fā)光二極管照明應(yīng)用領(lǐng)域的一大創(chuàng)新突破。 以上，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種大面積發(fā)光二極管模塊，其特征在于，包括一底座，包括一凹槽；復(fù)數(shù)個光源基板組件，個別包括一電路基板及至少一晶粒，該晶粒設(shè)置于該電路基板表面，各光源基板組件的電路基板鄰接配置于該凹槽底面，并相互電性耦接；一硅膠擴(kuò)散層，填充于該凹槽中，覆蓋該等光源基板組件；以及一熒光層，設(shè)置于該硅膠擴(kuò)散層表面。
2.如權(quán)利要求1所述的大面積發(fā)光二極管模塊，其特征在于，各光源基板組件的電路基板選自由金屬基板、陶瓷基板及軟性基板所組成的一群組其中之一種基板，并排列組合為大致符合該底座的該凹槽底面輪廓形狀。
3.如權(quán)利要求1所述的大面積發(fā)光二極管模塊，其特征在于，該底座包括一底板及一邊框，該邊框設(shè)置于該基板的側(cè)邊，共同形成該凹槽。
4.如權(quán)利要求3所述的大面積發(fā)光二極管模塊，更包括一反光層，設(shè)置于該邊框內(nèi)壁表面，以及各光源基板組件的晶粒外圍的電路基板表面。
5.如權(quán)利要求1所述的大面積發(fā)光二極管模塊，其特征在于，該等光源基板組件的電路基板個別設(shè)置有一電極部，該等光源基板組件中鄰接的光源基板組件以電路基板的電極部相互焊接組合。
6.如權(quán)利要求1所述的大面積發(fā)光二極管模塊，其特征在于，該等光源基板組件的晶粒呈均勻分布。
7.一種大面積發(fā)光二極管模塊的封裝方法，其特征在于，包括下列步驟提供一底座，該底座具有一凹槽；提供復(fù)數(shù)個光源基板組件鄰接排列于該凹槽底面，其中該等光源基板組件個別包括一電路基板及至少一晶粒，該晶粒設(shè)置于該電路基板表面；電性耦接該等光源基板組件的電路基板；于該凹槽中設(shè)置一硅膠擴(kuò)散層，使該硅膠擴(kuò)散層覆蓋該等光源基板組件；以及于該硅膠擴(kuò)散層表面設(shè)置一熒光層。
8.如權(quán)利要求7所述的大面積發(fā)光二極管模塊的封裝方法，其特征在于，該等光源基板組件的電路基板個別設(shè)置有一電極部，于電性耦接該等光源基板組件的電路基板步驟中，是焊接組合鄰接的光源基板組件個別的電路基板的電極部。
9.如權(quán)利要求7所述的大面積發(fā)光二極管模塊的封裝方法，其特征在于，該底座包括一底板及一邊框，該邊框與該底板共同形成該凹槽，于設(shè)置該硅膠擴(kuò)散層的步驟前，更包括下列步驟于該邊框內(nèi)壁表面以及該等光源基板組件的晶粒外圍的電路基板表面，噴涂反光漆， 以形成一反光層。
10.如權(quán)利要求7所述的大面積發(fā)光二極管模塊的封裝方法，其特征在于，該等光源基板組件的電路基板選自由金屬基板、陶瓷基板及軟性基板所組成的一群組其中之一種基板，并排列組合為大致符合該底座的該凹槽底面輪廓形狀。
全文摘要
本發(fā)明公開一種大面積發(fā)光二極管模塊及其封裝方法，以彈性配置光源形狀及自由擴(kuò)展發(fā)光面積、以及防止光影重迭。該大面積發(fā)光二極管模塊包括一設(shè)有凹槽的底座；復(fù)數(shù)個光源基板組件，個別包括一電路基板及至少一晶粒，該晶粒設(shè)置于該電路基板表面，各光源基板組件的電路基板鄰接配置于該凹槽底面，并相互電性耦接；一硅膠擴(kuò)散層，填充于該凹槽中，覆蓋該等光源基板組件；以及一熒光層，設(shè)置于該硅膠擴(kuò)散層表面。
文檔編號H01L25/13GK102194809SQ201010122078
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者許凱淳 申請人:許凱淳