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CN102255030B - 发光模块 - Google Patents

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CN102255030B CN2011100523246A CN201110052324A CN102255030B CN 102255030 B CN102255030 B CN 102255030B CN 2011100523246 A CN2011100523246 A CN 2011100523246A CN 201110052324 A CN201110052324 A CN 201110052324A CN 102255030 B CN102255030 B CN 102255030B
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Abstract

本发明提供一种发光模块，其包括一发光二极管封装结构以及一绝缘支撑结构。发光二极管封装结构包括一封装基座以及至少二引脚，其中封装基座具有一第一表面，且各引脚具有一焊接面。绝缘支撑结构具有相对的一第二表面与一第三表面，且设于封装基座下方，使第一表面与第二表面相接触。并且，焊接面与第三表面位于不同的平面上。

Description

发光模块
技术领域
本发明关于一种发光模块，尤指一种水平地将发光二极管封装结构置放于电路板上的发光模块。
背景技术
液晶显示器具有外型轻薄、耗电量少以及无辐射污染等特性，已被广泛地应用在笔记型计算机(notebook)、个人数字助理(PDA)等携带式信息产品上。液晶显示器利用背光模块照射于不同排列状态下的液晶分子，来呈现出影像的灰阶值。一般而言，背光模块由灯管与导光板所组成，但由冷阴极荧光灯所构成的灯管会造成环境污染。因此，为了符合节能减碳的趋势，灯管已渐渐被以发光二极管为光源的发光条(light bar)所取代。
请参考图1，图1为现有发光条的剖面示意图。如图1所示，发光条10包括多个发光二极管封装结构12以及一印刷电路板14。并且，各发光二极管封装结构12具有二引脚16以及一发光面18，且各发光二极管封装结构12设于印刷电路板14上。发光面18位于发光二极管封装结构12的侧壁。此外，印刷电路板14与各引脚16之间设有锡膏(solder paste)20，用以将发光二极管封装结构12固定于印刷电路板14上，并同时将发光二极管封装结构12电性连接至印刷电路板14。于制作发光条10的过程中，需先将锡膏20涂布于印刷电路板14的焊接垫上，再将各发光二极管封装结构12的各引脚16设置于对应于锡膏20的位置。然后，将设置有发光二极管封装结构12的印刷电路板14置放于一加热板上，并通过一锡炉(solder pot)，使锡膏20融化而包覆各引脚16。最后，将印刷电路板14置放于室温下，使锡膏20冷却固化。此时，印刷电路板14的焊接垫以及各引脚16会与锡膏20结合，使发光二极管封装结构12固定于印刷电路板14上。
然而，在制作过程中，于各焊接垫上涂布锡膏20的厚度不易控制，容易造成不同焊接垫上的锡膏20厚度不同。当发光二极管封装结构12设置于印刷电路板14时，会由机器吸嘴将发光二极管封装结构12吸起，将其移动到印刷电路板14的焊接垫上方，然后再由机器吸嘴将发光二极管封装结构12放置于焊接垫。如此一来，在放置发光二极管封装结构12的过程中，当发光二极管封装结构12的引脚16分别设于不同厚度的锡膏20上时，发光二极管封装结构12会呈倾斜状态。于后续将发光条10组装于导光板的一侧时，发光二极管封装结构12的发光面18的一部分会高于导光板的上表面，造成所组成的背光模块具有不均匀的亮度或亮度下降等不良问题。请参考图2，图2为现有具有不均匀亮度的背光模块的剖面示意图。如图2所示，位于发光二极管封装结构12的各引脚16与印刷电路板14之间的锡膏20具有不同厚度，使发光二极管封装结构12产生倾斜。因此，发光二极管封装结构12的部分发光面18高于导光板22的上表面，造成发光面18所射出的一部分光线会直接射至外界，而不会射入导光板22，进而发生亮度不均匀的情况。
有鉴于此，防止发光二极管封装结构产生倾斜，以解决背光模块亮度不均匀的情况，实为业界努力达成的目标。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种发光模块，以解决上述背光模块亮度不均匀的问题。
为达上述的目的，本发明提供一种发光模块。发光模块包括一发光二极管封装结构以及一绝缘支撑结构。发光二极管封装结构包括一封装基座以及至少二引脚，其中封装基座具有一第一表面，且各引脚具有一焊接面。绝缘支撑结构具有相对的一第二表面与一第三表面，且设于封装基座下方，使第一表面与第二表面相接触，其中焊接面与第三表面位于不同的平面上。
为达上述的目的，本发明另提供一种发光模块。发光模块包括一发光二极管封装结构、一绝缘支撑结构以及一电路板。发光二极管封装结构包括一封装基座以及至少二引脚，其中封装基座具有一第一表面，且各引脚具有一焊接面。绝缘支撑结构具有相对的一第二表面与一第三表面，且设于封装基座下方，使第一表面与第二表面相接触。电路板具有一第四表面，且第四表面与绝缘支撑结构的第三表面相接触，其中各引脚的焊接面与绝缘支撑结构的第二表面之间具有一第一间距，且绝缘支撑结构的第二表面与电路板的第四表面之间具有一第二间距，而第一间距小于第二间距。
为达上述的目的，本发明另提供一种发光模块。发光模块包括发光二极管封装结构以及电路板，其中发光二极管封装结构具有第一表面与二引脚，而电路板具有保护层与导电层。于电路板中，保护层设置于导电层上，且保护层具有二穿孔，可使穿孔曝露出导电层，而保护层具有第二表面，导电层具有相对第二表面的第三表面。其中发光二极管封装结构设置于二穿孔之间，使得第一表面与第二表面接触，且二引脚分别与导电层电性连接。
本发明将绝缘支撑结构设于封装基座与保护层之间，使发光二极管封装结构可水平地设置于电路板上，进而可解决因发光二极管结构倾斜所造成的亮度不均匀的问题。
附图说明
图1为现有发光条的剖面示意图；
图2为现有具有不均匀亮度的背光模块的剖面示意图；
图3为本发明第一较佳实施例的发光模块的剖面示意图；
图4为本发明第一较佳实施例的发光二极管封装结构的另一实施态样；
图5为本发明第一较佳实施例的发光二极管封装结构的又一实施态样；
图6为本发明第二较佳实施例的发光模块的剖面示意图；
图7为本发明第二较佳实施例的发光二极管封装结构；
图8为本发明第三较佳实施例的发光模块的剖面示意图；
图9为本发明第四较佳实施例的发光模块的剖面示意图。
其中，附图标记：
10   发光条                12   发光二极管封装结构
14   印刷电路板            16   引脚
18   发光面                20   锡膏
22   导光板                100  发光模块
102  发光二极管封装结构    104  电路板
104a 第四表面              106  绝缘支撑结构
106a 第二表面              106b 第三表面
108  封装基座              108a 第一表面
110  引脚      110a 焊接面  112  保护层
112a 穿孔      114  导电层  114a 焊接垫
114b 第三表面  116  基材    118  导电介质   150发光模块
152  发光二极管封装结构   200发光模块   d1第一间距
202  发光二极管封装结构   250发光模块   d2第二间距
具体实施方式
请参考图3，图3为本发明第一较佳实施例的发光模块的剖面示意图。如图3所示，本实施例的发光模块100包括一发光二极管封装结构102以及一电路板104。本实施例的发光二极管封装结构102为一侧光式发光二极管封装结构，且可产生白光，但不限于此。发光二极管封装结构102包括一绝缘支撑结构106、一封装基座108以及至少二引脚110。各引脚110分别镶嵌于封装基座108上，使各引脚110的一部分设于封装基座108中，并固定于封装基座108中，且各引脚110的另一部分从封装基座108的侧壁中延伸出，使各引脚110分别具有焊接面110a，位于封装基座108外，并用于电性连接至外界。封装基座108具有一第一表面108a，面对绝缘支撑结构106。于本实施例中，各焊接面110a延伸至封装基座108的正下方。并且，封装基座108的材料可为一绝缘材料，例如：聚邻苯二甲酰胺(polyphthalamide，PPA)、环氧树脂(epoxyresin)、玻璃纤维、氧化钛、氧化钙或其组合等，但不限于此。引脚110的材料可为一金属材料，例如：金、银、铜、铁、铝或其合金。本发明的发光模块不限仅具有单一发光二极管封装结构，而亦可具有多个发光二极管封装结构。
此外，在本实施例中，绝缘支撑结构106具有彼此相对且相互平行的一第二表面106a与一第三表面106b，且位于封装基座108下，使绝缘支撑结构106承载发光二体体封装结构102。并且，绝缘支撑结构106设于延伸出封装基座108外的各引脚110之间，使各焊接面110a不影响封装基座108与绝缘支撑结构106的接合。藉此，第二表面106a可与封装基座108的第一表面108a相接触，且发光二极管封装结构102水平地固定于绝缘支撑结构106上。值得注意的是，焊接面110a未低于第三表面106b，而位于第三表面106b上方，使焊接面110a位于第二表面106a与第三表面106b之间。换句话说，各焊接面110a与第二表面106a于垂直方向上具有一第一间距d1，且第一表面108a与第三表面106b于垂直方向上具有一第二间距d2，而第一间距d1小于第二间距d2，使焊接面110a与第三表面106b位于不同的平面上。于本实施例中，绝缘支撑结构106为一独立的矩形体，而具有彼此相对且相互平行的上下表面，使封装基座108可水平地固定于绝缘支撑结构106上。本发明绝缘支撑结构不限为矩形体，亦可为圆柱体或平行六面体，但不以此为限。绝缘支撑结构106的材料为一绝缘材料，例如环氧树脂或塑料，但不限于此。
另外，发光模块100的电路板104设于绝缘支撑结构106的下方，且用于设置承载有封装基座108的绝缘支撑结构106，使绝缘支撑结构106位于电路板104与封装基座108之间。并且，电路板104具有一第四表面104a，且第四表面104a与绝缘支撑结构106的第三表面106b相接触，使第二表面106b与第四表面104a之间具有第二间距d2，且绝缘支撑结构106可水平地固定于电路板104上。值得注意的是，本实施例的第二表面106a与第三表面106b互相平行，使与第二表面106a相接触的第一表面108a可平行于与第三表面106b相接触的第四表面104a平行。藉此，封装基座108可水平地设置于电路板104上。并且，引脚110的焊接面110a位于第三表面106b上方，且第一间距d1小于第二间距d2，因此当封装基座108设置于绝缘支撑结构106上时，焊接面110a并未与电路板104的第四表面104a相接触。本实施例的电路板104为一印刷电路板，且包括一保护层112、至少一导电层114以及一基材116，其中导电层114设于基材116上，且保护层112设于导电层114上，亦即保护层112具有第四表面104a，但本发明不限于此。保护层112暴露出多个区块的导电层114，使各区块的导电层114可作为连接导电胶的焊接垫114a。保护层112与基材116的材料为绝缘材料，例如聚酰亚胺(polyimide)或环氧树脂等，但不限于此。并且，导电层114可由导电材料所构成，例如金属，但不以此为限。此外，本发明的导电层114亦不仅限于单层，亦可为多层，且保护层112可设于各导电层114之间，以用于电性隔离各导电层114。
发光模块100另包括二导电介质118，分别接触各引脚110的焊接面110a以及接触相对应的导电层114，以将各焊接面110a固定于电路板104上，且分别将各引脚110电性连接至电路板104。于本实施例中，导电介质118可为锡膏，但不限于此，本发明的导电介质118亦可为银胶或银膏。
由此可知，本实施例的发光模块100藉由于封装基座108与电路板104之间设置绝缘支撑结构106，使封装基座108的第一表面108a与电路板104的第四表面104a之间的第二间距大于各引脚110的各焊接面110a与封装基座108的第一表面108a，亦即，第二表面106a至第四表面104a的垂直距离大于第二表面106a至焊接面110a的垂直距离，使得焊接面110a与第三表面106b(第四表面104a)位于不同水平面上。因此，在制作本实施例的发光模块100的过程中，即使各引脚110对应的导电介质118的厚度不同，但因导电介质118为胶体，使得导电介质118会受到绝缘支撑结构106的影响，而被局限以形成相同厚度，使得发光二极管封装结构102能水平地设置于电路板104。详言之，当发光二极管封装结构102具有绝缘支撑结构106时，可以利用其第一表面108a、绝缘支撑结构106或是焊接面110a来将导电介质118限制于在特定的厚度，此特定的厚度通常是绝缘支撑结构106的厚度(高度)或是焊接面110a至第三表面106b的垂直距离。当电路板104上设有不同厚度的导电介质118时，藉由放置发光二极管封装结构102，可使导电介质118发生形变而使厚度被局限于绝缘支撑结构106的厚度。然，如果先将发光二极管封装结构102与绝缘支撑结构106设于电路板104上，而再设置导电介质118时，导电介质118的厚度也会受到绝缘支撑结构106与发光二极管封装结构102的限制，以形成相同厚度的导电介质118。此外，当焊接面110a位于第二表面106a与第三表面106b之间时，则导电介质118的厚度会受到焊接面110a与第三表面106b之间的间距所影响，而形成相同厚度的导电介质118。所以在设置发光二极管封装结构102时，绝缘支撑结构106的第三表面106b会与电路板104的第四表面104a相接触且贴合。并且，各引脚110的焊接面110a并不会直接接触电路板104的第四表面104a，且导电介质118可接触各焊接面110a，甚至部分包覆各焊接面110a，以固定且电性连接各引脚110与电路板104，同时，也可藉此使导电介质118具有相同厚度。因此，本实施例的发光模块100可利用绝缘支撑结构106将发光二极管封装结构102水平地设置于电路板104上，而可防止发光二极管封装结构102倾斜的情况发生。
本发明的引脚延伸出封装基座的焊接面并不限于延伸至封装基座的正下方。下述较佳实施例与第一较佳实施例相同的组件或部位仍沿用相同的符号来表示，且相同的结构不再赘述。请参考图4与图5，图4为本发明第一较佳实施例的发光二极管封装结构的另一实施态样，且图5为本发明第一较佳实施例的发光二极管封装结构的又一实施态样。如图4所示，相较于上述第一实施例，本实施态样的各引脚110向下弯曲，并朝封装基座108的外侧延伸，使各引脚110未位于封装基座108的正下方，且焊接面110a仍位于第二表面106a与第三表面106b之间。如图5所示，相较于上述第一实施例，本实施态样的各引脚110朝封装基座108的外侧延伸，而未向下弯曲，且焊接面110a位于第二表面106a上方，使第二表面106a位于焊接面110a与第三表面106b之间。然，如上述所提及的实施例仅对不同引脚110的结构设计来说明，但引脚110结构不以此为限。
此外，本发明的绝缘支撑结构并不限为一独立结构。请参考图6、7，图6为本发明第二较佳实施例的发光模块的剖面示意图，图7为本发明第二较佳实施例的发光二极管封装结构。如图6所示，相较于第一实施例的发光模块，本实施例的发光模块150的绝缘支撑结构106为封装基座108从第一表面108a向下突出的部分，而为封装基座108的一部分，且第二表面106a与第一表面108a接合在一起。换句话说，本实施例的封装基座108具有一第一突出部，作为绝缘支撑结构106，且第一突出部从第一表面108a突出，而具有第三表面106b，也就是说绝缘支撑结构106与封装基底108是由相同材料所构成。且，第三表面106b平行于第一表面108a，且第一突出部的第三表面106b与电路板104的第四表面104a相接触，使封装基座108可水平地设置于电路板104上。于本实施例中，封装基座108与绝缘支撑结构106由相同的材料所构成，例如环氧树脂，但不限于此。此外，如图7所示，根据本实施例的发光模块，本发明又提供一种发光二极管封装结构152。本实施例的发光二极管封装结构152的封装基座108亦具有第一突出部，作为绝缘支撑结构106。在本实施例中，绝缘支撑结构106可由封装基座108射出成形，但不限定此制作方法。
请参考图8，图8为本发明第三较佳实施例的发光模块的剖面示意图。如图8所示，相较于第二实施例，本实施例的发光模块200的绝缘支撑结构106与发光二极管封装结构202分开，而为保护层112从第四表面104a向上突出的部分，且绝缘支撑结构106的第三表面106b与保护层112的第四表面104a接合在一起。换句话说，本实施例的保护层112具有一第二突出部，且第二突出部从第四表面104a突出，而具有第二表面106a，也就是说绝缘支撑结构106与保护层112是由相同材料所构成。并且，第二表面106a平行于第四表面104a，且第二突出部的第二表面106a与封装基座108的第一表面108a相接触，使发光二极管封装结构202可水平地设置于保护层112上。本实施例中，绝缘支撑结构106与保护层112由相同的材料所构成，例如环氧树脂，但不限于此。
请参考图9，图9为本发明第四较佳实施例的发光模块的剖面示意图。如图9所示，相较于第三实施例，本实施例的发光模块250的保护层112未与发光二极管封装结构202重迭的部分亦向上突出至与第二表面106a相同高度的位置，换言之，本实施例的保护层112具有二穿孔112a，使各穿孔112a暴露出导电层114，而发光二极管封装结构202位于二穿孔112a之间，其中保护层112具有第二表面106a，导电层具有第三表面114b，如图9所示，第二表面106a与第三表面114b为相对的表面。因此，当发光二极管封装结构202设置为二穿孔112a之间时，使得第一表面108a与第二表面106a接触，且二引脚110分别会透过导电介质118而固定于电路板104，同时达到电性连接的作用。第三表面114b至第二表面106a的距离大于各焊接面110a与第一表面108a(第二表面106a)之间的第一间距d1。于本实施例中，穿孔112a间的保护层112为绝缘支撑结构106，且封装基座108的第一表面108a与位于穿孔112a间的保护层112的第二表面106a相接触，使发光二极管封装结构202可水平地设置于保护层112上。在本实施例中，各导电介质118分别设于各穿孔112a中，且部份各引脚110分别设置于各穿孔112a中，使各焊接面110a位于各穿孔112a中。各导电介质118分别与各焊接面110a以及相对应的导电层114相接触，使各焊接面110a可藉由各导电介质118电性连接至电路板104的导电层114。此外，各焊接面110a未与导电层114的表面相接触，以未影响封装基座108与保护层112的结合。藉此，发光二极管封装结构202可固定于电路板104上，且导电层114可电性连接至各引脚110。然而，上述各实施例与图示仅以侧式发光(side view)的发光二极管来说明，但不以此为限，本发明亦可应用在上式发光(top view)的发光二极管。
综上所述，本发明将具有相互平行的上下表面的绝缘支撑结构设于封装基座与保护层之间，使发光二极管封装结构可水平地设置于电路板上，进而可解决因发光二极管结构倾斜所造成的亮度不均匀的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明专利保护范围所做的均等变化与修改，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (1)

1.一种发光模块，其特征在于，包含：
一发光二极管封装结构，具有一第一表面与至少二引脚；以及
一电路板，具有一保护层与一导电层，而该保护层设置于该导电层上，且该保护层具有二穿孔，使该穿孔曝露出该导电层，而该保护层具有一第二表面，该导电层具有一相对该第二表面的第三表面，其中该发光二极管封装结构设置于该二穿孔之间，使得该第一表面与该第二表面接触，且该二引脚分别与该导电层电性连接，其中该第三表面到该第二表面的距离大于该引脚的焊接面到该第一表面的距离。
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