CN215418171U - 发光元件封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种发光元件封装结构包括基板、安装层、多个发光单元以及封装胶体。基板具有安装面。安装层设置于安装面上。安装层具有容置空间。多个发光单元分别设置于所述安装面上且与基板电性连接。至少一发光单元设置于容置空间内，并与其他发光单元分隔开。封装胶体包封多个发光单元。本实用新型提供的发光元件封装结构，其可以有效地提升产品的显示质量。

Description

发光元件封装结构

技术领域

本实用新型涉及一种封装结构，尤其涉及一种发光元件封装结构。

背景技术

发光二极管芯片具有寿命长、体积小以及低功率消耗等优点，因此已广泛地被应用于各种发光元件中。进一步来说，近年来，发光元件已朝多色彩及高亮度发展以提升产品的显示质量。然而，在发光元件中各元件的制造过程往往会相互产生不良影响，进而容易降低产品的显示质量。因此如何有效地提升产品的显示质量实为一种挑战。

实用新型内容

本实用新型是针对一种发光元件封装结构，其可以有效地提升产品的显示质量。

根据本实用新型的实施例，一种发光元件封装结构包括基板、安装层、多个发光单元以及封装胶体。基板具有安装面。安装层设置于安装面上。安装层具有容置空间。多个发光单元分别设置于所述安装面上且与基板电性连接。至少一发光单元设置于容置空间内，并与其他发光单元分隔开。封装胶体包封多个发光单元。

在本实用新型的一实施例中，设置于安装面上的多个发光单元包括红光发光二极管芯片、绿光发光二极管芯片及蓝光发光二极管芯片

在本实用新型的一实施例中，设置于容置空间内的至少其中一发光单元由发光二极管芯片与至少一转换层所组成，至少一转换层设置于发光二极管芯片上。

在本实用新型的一实施例中，基板的安装面被封装胶体完整覆盖。

在本实用新型的一实施例中，安装层的厚度小于或等于至少其中一发光单元的厚度。

在本实用新型的一实施例中，安装层的厚度介于0.05毫米至0.1毫米之间。

在本实用新型的一实施例中，安装层的边缘与至少其中一发光单元的边缘的距离至少大于0.05毫米。

在本实用新型的一实施例中，安装层相对于边缘的另一边缘与至少其中一发光单元相对于边缘的另一边缘的距离至少大于0.05毫米。

在本实用新型的一实施例中，发光元件封装结构还包括集成电路芯片。集成电路芯片设置于安装面上，且封装胶体包封集成电路芯片，其中集成电路芯片与多个发光单元及基板电性连接，以通过集成电路芯片驱动多个发光单元。

在本实用新型的一实施例中，至少一发光单元形成第一发光区域，所述集成电路芯片所在的位置形成集成电路区域，且发光元件封装结构还包括导通层，设置于第一发光区域与集成电路区域之间。

在本实用新型的一实施例中，导通层位于基板的底部。

在本实用新型的一实施例中，发光元件封装结构的尺寸位于4.5毫米乘以2毫米的范围内。

在本实用新型的一实施例中，发光元件封装结构的长度与宽度的比值介于2.2至3.5之间。

在本实用新型的一实施例中，安装层于基板上的正投影面积占基板面积范围介于20％至40％之间。

基于上述，本实用新型的发光元件封装结构通过多个发光单元的组合可以展现出较佳的亮度与彩度，且通过安装层的设计可以使容置空间内的至少其中一发光单元与容置空间外的其他多个发光单元分隔开，因此可以改善容置空间内的至少其中一发光单元的制造过程中对其他元件产生不良影响的状况，进而可以有效地提升产品的显示质量。

虽然本实用新型已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本实用新型的保护范围当视后附的权利要求所界定的为准。

附图说明

图1A是依据本实用新型示范性实施例的发光元件封装结构的部分立体示意图；

图1B是沿着图1A的线A-A’的剖面示意图；

图1C是依据本实用新型一些实施例的发光元件封装结构的剖面示意图；

图1D是图1C的俯视示意图；

图2A至图2C是依照本实用新型的示范性实施例的一种发光元件封装结构的制造流程的部分立体示意图；

图3是依据本实用新型另一些实施例的发光元件封装结构的部分立体示意图。

应说明的是，为清楚表示，图1A与图3采透视绘法。

附图标记说明

100：发光元件封装结构

110：基板

110t：安装面

120：安装层

120e、131e、120E、131E：边缘

122：容置空间

130：发光单元

131：第一发光单元

131a：发光二极管芯片

131b：转换层

132：第二发光单元

133：第三发光单元

134：第四发光单元

140：封装胶体

150：集成电路芯片

160：导通层

d、d1、d2：距离

R1、R2：发光区域

R3：集成电路区域

T1、T2：厚度

具体实施方式

现将详细地参考本实用新型的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

下文将会附加标号以对本实用新型较佳实施例进行详细描述，并以附图说明。在可能的情况下，图示为清楚表达会省略不必要的构件。

本文所使用的方向用语(例如，上、下、右、左、前、后、顶部、底部)仅作为参看所绘附图使用且不意欲暗示绝对定向。

图1A是依据本实用新型示范性实施例的发光元件封装结构的立体示意图。图1B是沿着图1A的线A-A’的剖面示意图。图1C是依据本实用新型一些实施例的发光元件封装结构的剖面示意图。图1D是图1C的俯视示意图。请参考图1A至图1D，在本实施例中，发光元件封装结构100包括基板110、安装层120、多个发光单元130以及封装胶体140，其中基板110具有安装面110t，安装层120设置于安装面110t上，多个发光单元130分别设置于安装面110t上，且封装胶体140包封多个发光单元130。进一步而言，基板110的安装面110t上布设有线路，因此基板110可以为与多个发光单元130电性连接的线路基板，举例而言，多个发光单元130可以通过覆晶(Flip chip)或打线接合(Wire bonding)的方式与基板110电性连接，但本实用新型不限于此。

在一些实施例中，基板110包括印刷电路板、金属基板、陶瓷基板、石英基板、蓝宝石基板或玻纤基板(如FR-4、FR-5、G-10、G-11)，其中金属基板的材料可为铜、钼、镍、铝、镁、金、银、硅、铂、锡、锌和碳化合物或上述任意组合，陶瓷基板的材质可选自氧化铝、氮化铝、氧化锆、碳化硅、六方氮化硼、及氟化钙的其中之一者，但本实用新型不限于此，基板110可以是其他任何适宜的基板。

此外，安装层120具有容置空间122，而多个发光单元130至少包括第一发光单元131、第二发光单元132、第三发光单元133与第四发光单元134，且第一发光单元131设置于容置空间122内并与其他多个发光单元130(如第二发光单元132、第三发光单元133与第四发光单元134)分隔开，据此，本实施例的发光元件封装结构100通过多个发光单元130(第一发光单元131、第二发光单元132、第三发光单元133与第四发光单元134)的组合可以展现出较佳的亮度与彩度，且通过安装层120的设计可以使容置空间122内的第一发光单元131与容置空间122外的第二发光单元132、第三发光单元133、第四发光单元134分隔开，因此可以改善容置空间122内的第一发光单元131的制造过程中对其他元件产生不良影响的状况，进而可以有效地提升产品的显示质量。

进一步而言，当第一发光单元131形成的第一发光区域R1为白光区域，而第二发光单元132、第三发光单元133与第四发光单元134形成的第二发光区域R2为红光绿光蓝光所组成的混光区域时，在此工艺中，第一发光单元131较容易对其他区域产生污染，因此通过安装层120的设计，可以有效区隔开第一发光单元131与另外三个发光单元130(第二发光单元132、第三发光单元133与第四发光单元134)的安装区域，避免其他发光单元的安装区域受到污染，进而可以提升产品的显示质量。在此，红光(主波长约为630nm-670nm)、绿光(主波长约为500nm-530nm)及蓝光(主波长约为430nm-480nm)。

在一些实施例中，第二发光单元132为红光发光二极管芯片，第三发光单元133为绿光发光二极管芯片，而第四发光单元134为蓝光发光二极管芯片，然而，本实用新型不限于此，第二发光单元132、第三发光单元133与第四发光单元134所发出的色光，可以视实际设计上的需求而定。此外，本实用新型不限制第二发光单元132、第三发光单元133与第四发光单元134之间的排列方式，举例而言，第二发光单元132、第三发光单元133与第四发光单元134可以是依照设计上的需求以直线型、三角形或其他适宜的方式进行排列，以达到产品所需的出光效果。

在一些实施例中，发光元件封装结构100还包括设置于基板110的安装面110t上的集成电路芯片150，其中封装胶体140包封集成电路芯片150且集成电路芯片150与多个发光单元130及基板110电性连接，以通过集成电路芯片150驱动多个发光单元130，在此设计下可以降低脚数，提升产品的应用性与体积，但本实用新型不限于此，多个发光单元130可以以通过外部驱动的方式而发光。在此，集成电路芯片150所在的位置可以视为集成电路(IC)区域R3。

在一些实施例中，安装层120的容置空间122可以是中空而四周具有壁面的结构。此外，安装层120可以是基板110的安装面110t上凸起的一个区域，但本实用新型不限于此。

在一些实施例中，为了在维持显示质量的情形下进一步降低制造成本，可以通过混光的方式形成第一发光区域R1，举例而言，容置空间122内的第一发光单元131可以由发光二极管芯片131a与至少一转换层131b所组成，转换层131b设置于发光二极管芯片131a上，且当第一发光区域R1为白光区域时，发光二极管芯片131a可以为蓝光发光二极管芯片，转换层131b可以为黄色荧光粉层，通过发光二极管芯片131a所发出的蓝光激发黄色荧光粉产生黄光，而黄光再与蓝光混合成白光，但本实用新型不限于此，第一发光单元131也可以运用其他原理发出白光，如通过紫外光(UV光)搭配红色荧光粉、绿色荧光粉或蓝色荧光粉的方式发出白光。

在一些实施例中，第二发光区域R2(混光区域)与集成电路区域R3相邻，而第一发光区域R1(白光区域)可以与第二发光区域R2(混光区域)或集成电路区域R3相邻，举例而言，为了达到较佳地混光效果，排列方式可以依序为第一发光区域R1(白光区域)、第二发光区域R2(混光区域)、集成电路区域R3，但本实用新型不限于此，排列方式也可以依序为第一发光区域R1(白光区域)、集成电路区域R3、第二发光区域R2(混光区域)。

在一些实施例中，安装层120的厚度T1小于或等于发光二极管芯片131a的厚度T2，换句话说，安装层120的厚度T1不大于发光二极管芯片131a的厚度T2，因此可以减少遮光不良而造成发光效率低的问题，进而可以增加产品的出光亮度，进一步提升产品的显示质量。举例而言，安装层120的厚度T1可以介于0.05毫米至0.1毫米之间。此外，在第一发光单元131由发光二极管芯片131a与转换层131b所组成时，安装层120在上述的高度设计下，也可以使转换层131b具有较佳的均匀性，但本实用新型不限于此，安装层120的厚度T1可以依照实际设计上的需求进行调整。

在一些实施例中，安装层120的边缘120e与第一发光单元131的边缘131e的距离d至少大0.05毫米，以确保第一发光单元131与其他发光单元(如第二发光单元132、第三发光单元133与第四发光单元134)确实地分隔开，防止第一发光单元131的工艺中对第二发光单元132、第三发光单元133与第四发光单元134的安装区域产生污染，进而影响这些发光单元(如第二发光单元132、第三发光单元133与第四发光单元134)的出光效果，但本实用新型不限于此。

在一些实施例中，安装层120相对于边缘120e的另一边缘120E与第一发光单元131相对于边缘131e的另一边缘131E的距离d1至少大0.05毫米，以避免影响出光效果，换言之，当封装胶体充作透镜具有出光面时，其有曲率方向的安装层边缘需大于0.05毫米，但本实用新型不限于此。应说明的是，附图中示出的距离d与距离d1的长度比例非为实际比例，仅为示意示出，实际比例可以依照实际设计上的需求而定。

在一些实施例中，封装胶体140可为各芯片提供环境及机械防护，同时亦充作透镜，举例而言，可透光材质的封装胶体140可以包括环氧树脂、聚硅氧、压克力树脂、硅树脂或硅胶，且封装胶体140可以呈立方体形状的垂直及水平平坦表面、圆形、半圆形、椭圆形的不同横截面的柱形者，或者，亦可为不同的棱柱或多边形形状，诸如三角形、五边形、六边形、八边形等。此外，封装胶体140充作透镜时可以具有出光面，其中出光面可为球面、弧形面、抛物面、双曲面或自由曲面，如此，可依照使用需求而产生不同的发光角度，但本实用新型不限于此。

在一些实施例中，封装胶体140的边缘与基板110的边缘实质上切齐，换句话说，封装胶体140可以包封至基板110的边缘完整覆盖基板110的安装面110t，但本实用新型不限于此。封装胶体140也可以部分覆盖基板110的安装面110t，而暴露出另一部分的基板110的安装面110t。

在一些实施例中，发光元件封装结构100的尺寸位于4.5毫米乘以2毫米的范围内，换句话说，发光元件封装结构100内可以不包括挡墙或反射杯等元件，因此可以具有空间尺寸上的优势，但本实用新型不限于此，在其他实施例中，发光元件封装结构100的尺寸可以位于4.5毫米乘以1.5毫米、4毫米乘以2毫米、4.5毫米乘以1.6毫米或3.2毫米乘以1毫米的范围内。此外，发光元件封装结构100的长度与宽度的比值可以是介于2.2至3.5之间。

在一些实施例中，在空间尺寸较小的情况下，发光元件封装结构100可以还包括导通层160(如图1B所示)，导通层160设置于由第一发光单元131形成的第一发光区域R1(如白光区域)与由集成电路芯片150所在的位置形成的集成电路区域R3之间，以通过导通设计解决固焊空间不足的问题。应说明的是，本实用新型不限制导通层160的位置，因此图1B中仅示意地指向第一发光单元131与集成电路芯片150之间，举例而言，导通层160可以位于第一发光单元131与集成电路芯片150之间的基板110内、底部(如图1C与图1D所示)或其他适宜的位置上，只要导通层160设置于第一发光区域R1与集成电路芯片1500所在的位置形成的集成电路区域R3之间皆属于本实用新型的保护范围。

在一些实施例中，导通层160与基板110边缘之间的距离d2例如是至少大于0.05毫米(mm)，以作为切割槽使用。具体而言，导通层160若设置于底部时，则可再具有切割槽，该切割槽是由基板110最外边界朝基板110中心方向切割的区域面积，且该切割槽的形状可为矩形、三角形、梯形、多边形或是圆弧形等态样，又，该切割槽的距离d2是大于0.05毫米，如此，可降低导通层160被外物触碰的机会，进而避免切割过程中产生毛边，导致焊接时吃锡不良等问题，但本实用新型不限于此。

在一些实施例中，安装层120于基板110上的正投影面积占基板110面积范围介于20％至40％之间，举例而言，安装层120于基板110上的正投影面积占基板110面积为30％，但本实用新型不限于此。

在一些实施例中，混光区域与白光区域面积占基板面积的比例介于60％至85％之间，但本实用新型不限于此。

在一些实施例中，基板110上具有散热面(未示出)，且散热面可以由金属材料制成，例如：铜、铁、金、钼、镍、铝、镁、银、钨、硅、铂、钢、锡、锌和碳化合物或上述任意组合，通过上述的设计可达到散热迅速的目的，并提高发光元件封装结构100的使用寿命。此外，散热面可例如与导通层160相互平行或垂直，且散热面不会被封装胶体140包覆，但本实用新型不限于此。

在一些实施例中，前述散热面于基板110上的正投影面积占基板110面积范围介于2％至10％之间，但本实用新型不限于此。

在此必须说明的是，以下实施例沿用上述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明，关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。

以下通过附图说明本实用新型一实施例的发光元件封装结构的主要流程。图2A至图2C是依照本实用新型的示范性实施例的一种发光元件封装结构的制造流程的部分立体示意图。

请参考图2A，于基板110上形成安装层120，其中安装层120具有容置空间122。在一些实施例中，安装层120与基板110为一体成型结构，换句话说，安装层120是于基板110的制造过程中同时形成，因此可以降低制造成本，但本实用新型不限于此，依照实际设计上的需求安装层120也可以是使用其他到工艺设置于基板110上。接着，设置发光二极管芯片131a于容置空间122内，其中发光二极管芯片131a与容置空间122之间可以形成间隙G，但本实用新型不限于此。

请参考图2B，形成转换层131b于发光二极管芯片131a上，其中转换层131b可以填入间隙G内，以使发光二极管芯片131a与转换层131b构成第一发光单元131。

在一些实施例中，转换层131b的形成方法包括喷涂、点胶、涂布或印刷的方式所形成。进一步而言，转换层131b的均匀性与安装层120之间的厚度T1(如图1B所示)之间会相互影响，举例而言，当转换层131b使用喷涂所形成时，安装层120的厚度T1介于0.05毫米至0.1毫米之间可以改善喷涂的堆积现象，因此可以提升转换层131b的均匀性，但本实用新型不限于此。应说明的是，本实用新型的第一发光单元131不限制于上述发光二极管芯片131a搭配转换层131b的制作方式，可以视实际设计上的需求而定。

请参考图2C，于安装面110t上设置第二发光单元132、第三发光单元133与另一第四发光单元134，其中第一发光单元131与第二发光单元132、第三发光单元133与另一第四发光单元134分隔开。接着，形成封装胶体140，以包封第一发光单元131、第二发光单元132、第三发光单元133与第四发光单元134。在一些实施例中，封装胶体140可以是通过模封工艺或其他适宜的工艺所形成。

图3是依据本实用新型另一些实施例的发光元件封装结构的部分立体示意图。请参考图3，本实施例的发光元件封装结构200与发光元件封装结构100的差异在于:发光元件封装结构100为印刷电路板(PCB)类型的SMD结构(即无挡墙结构)，而本实施例的发光元件封装结构200为塑料电极芯片载体(Plastic Leaded Chip Carrier,PLCC)类型的SMD结构，即发光元件封装结构200还包括围绕第一发光单元131、第二发光单元132、第三发光单元133、第四发光单元134与集成电路芯片150的挡墙结构270，以进一步提升出光质量。此外，在本实施例中，封装胶体240可以不具有顶部曲面部分，换句话说，封装胶体240的顶部可以为平坦表面，但本实用新型不限于此。

综上所述，本实用新型的发光元件封装结构通过多个发光单元的组合可以展现出较佳的亮度与彩度，且通过安装层的设计可以使容置空间内的至少其中一发光单元与容置空间外的其他多个发光单元分隔开，因此可以改善容置空间内的至少其中一发光单元的制造过程中对其他元件产生不良影响的状况，进而可以有效地提升产品的显示质量。进一步而言，当位于容置空间中的至少其中一发光单元形成的第一发光区域为白光区域，而其他多个发光单元形成的第二发光区域为红光绿光蓝光所组成的混光区域时，在此工艺中，容置空间中的发光单元在制造时较容易对其他区域产生污染，因此通过安装层的设计，可以有效区隔开容置空间中的至少其中一发光单元与其他多个发光单元的安装区域，避免其他发光单元的安装区域受到污染，进而可以提升产品的显示质量。此外，在空间尺寸较小的情况下，发光元件封装结构可以还包括设置于由第一发光单元形成的第一发光区域与由集成电路芯片所在的位置形成的集成电路区域之间的导通层，以通过导通设计解决固焊空间不足的问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种发光元件封装结构，其特征在于，包括：

基板，具有安装面；

安装层，设置于所述安装面上，其中所述安装层具有容置空间；

多个发光单元，分别设置于所述安装面上且与所述基板电性连接，其中所述多个发光单元中的至少其中一所述发光单元设置于所述容置空间内，并与其他所述发光单元分隔开；以及

封装胶体，包封所述多个发光单元。

2.根据权利要求1所述的发光元件封装结构，其特征在于，设置于所述安装面上的所述多个发光单元包括红光发光二极管芯片、绿光发光二极管芯片及蓝光发光二极管芯片。

3.根据权利要求1所述的发光元件封装结构，其特征在于，设置于所述容置空间内的所述至少其中一发光单元由发光二极管芯片与至少一转换层所组成，所述至少一转换层设置于所述发光二极管芯片上。

4.根据权利要求1所述的发光元件封装结构，其特征在于，所述基板的所述安装面被所述封装胶体完整覆盖。

5.根据权利要求1所述的发光元件封装结构，其特征在于，所述安装层的厚度小于或等于所述至少其中一发光单元的厚度。

6.根据权利要求5所述的发光元件封装结构，其特征在于，所述安装层的所述厚度介于0.05毫米至0.1毫米之间。

7.根据权利要求1所述的发光元件封装结构，其特征在于，所述安装层的边缘与所述至少其中一发光单元的边缘的距离至少大于0.05毫米。

8.根据权利要求7所述的发光元件封装结构，其特征在于，所述安装层相对于所述边缘的另一边缘与所述至少其中一发光单元相对于所述边缘的另一边缘的距离至少大于0.05毫米。

9.根据权利要求1所述的发光元件封装结构，其特征在于，还包括集成电路芯片，设置于所述安装面上，且所述封装胶体包封所述集成电路芯片，其中所述集成电路芯片与所述多个发光单元及所述基板电性连接，以通过所述集成电路芯片驱动所述多个发光单元。

10.根据权利要求9所述的发光元件封装结构，其特征在于，所述至少一发光单元形成第一发光区域，所述集成电路芯片所在的位置形成集成电路区域，且所述发光元件封装结构还包括导通层，设置于所述第一发光区域与所述集成电路区域之间。

11.根据权利要求10所述的发光元件封装结构，其特征在于，所述导通层位于所述基板的底部。

12.根据权利要求1所述的发光元件封装结构，其特征在于，所述发光元件封装结构的尺寸位于4.5毫米乘以2毫米的范围内。

13.根据权利要求1所述的发光元件封装结构，其特征在于，所述发光元件封装结构的长度与宽度的比值介于2.2至3.5之间。

14.根据权利要求1所述的发光元件封装结构，其特征在于，所述安装层于所述基板上的正投影积占所述基板面积范围介于20％至40％之间。

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