Led模塊的製作方法
2023-08-10 20:25:26 1
專利名稱：Led模塊的製作方法
技術領域：
本發明涉及內設有發光二極體(以下稱為LED)的LED模塊。
背景技術：
圖10示出了 LED模塊的一例。圖10所示的LED模塊X包括基板91 ;設在基板91的金屬電極92、93 ;與金屬電極92、93導通的LED晶片94 ;導線95 ;以及覆蓋上述元件的封裝樹脂96。基板91由例如玻璃環氧樹脂(Glass epoxy resin)製成。金屬電極92、93相隔設置在基板91的兩端邊緣，並分別覆蓋基板91中從正面經由側面至背面的區域。金屬電極92中覆蓋了基板91正面的部位上安裝有LED晶片94。金屬電極93中覆蓋了基板91正面的部位上固定有導線95的一端。導線95的另一端與LED晶片94相連。該LED晶片X內設在例如安裝於照明裝置內部的電路基板97而使用。如圖10所示，金屬電極92、 93中覆蓋基板91背面側的部位與設在電路基板97上的布線98相連。在將LED模塊X設置於電路基板97時，例如在金屬電極92、93與布線98之間放入焊料而利用回流焊爐對LED模塊X和電路板97進行加熱工藝。封裝樹脂96是為了保護LED晶片94及導線95而設置，由對於來自LED晶片94的光具有透光性的環氧樹脂製成。封裝樹脂96覆蓋金屬電極92、93中位於基板91之正面的部位。在金屬電極92、93的表面通常設有用於提高導電性的鍍金層。但是，由於環氧樹脂與金相互難以粘接，因此存在如下的問題。如上所述，在將LED模塊X設於電路基板97時，進行熱處理。此時，封裝樹脂96產生熱變形，而由於環氧樹脂與鍍金層粘接得不牢固，因此封裝樹脂96會從金屬電極92、93剝落。如果出現這種情況，可能會導致LED晶片94不被點売。
發明內容
本發明是鑑於如上所述現有技術的問題而提出的，其目的在於提供一種可靠性高的LED模塊。本發明提供的LED模塊包括基板、LED晶片、金屬布線、封裝樹脂和塗布部件。LED晶片由所述基板所支撐。金屬布線設在所述基板上且具有用於安裝所述LED晶片的安裝部的。封裝樹脂覆蓋所述LED晶片及所述金屬布線。塗布部件以露出所述安裝部的方式覆蓋所述金屬布線。封裝樹脂覆蓋塗布部件。根據優選的實施例，所述塗布部件具有開口部，該開口部從所述基板的厚度方向上觀察時形成為允許安裝所述LED晶片。例如，所述安裝部從所述基板的厚度方向上觀察時呈矩形，所述開口部從所述基板的厚度方向上觀察時呈圓形。在一例中，所述塗布部件覆蓋所述安裝部的一部分。根據優選的實施例，所述金屬布線包括與所述安裝部相間隔而設置的引線接合部以及還包含用於連接所述LED晶片與所述引線接合部的導線，所述塗布部件以露出所述引線接合部的方式覆蓋所述金屬布線。根據優選的實施例，所述塗布部件具有凹槽，該凹槽在所述導線延伸的方向上以靠近所述安裝部的方式凹陷，從所述基板的厚度方向上觀察時，所述凹槽設在與所述引線接合部相重疊的位置上。根據優選的實施例，所述金屬布線包括含有所述安裝部的第一金屬電極；以及含有所述引線接合部的第二金屬電極；所述第一金屬電極在第一方向上覆蓋所述基板的一側的邊緣。所述第二金屬電極覆蓋與所述第一邊緣相對的所述基板的第二邊緣。所述封裝樹脂的尺寸小於所述基板。根據優選的實施例，所述基板在所述第一方向的兩端包含向彼此凹陷的一對凹部，所述金屬布線覆蓋所述一對凹部，所述封裝樹脂形成為露出所述一對凹部。根據優選的實施例，所述塗布部件的第一端與所述封裝樹脂的第一端，在所述第一方向上位於相同的位置。 根據優選的實施例，所述塗布部件的第一端與所述封裝樹脂的第一端相比，在所述第一方向上更加向所述基板的第一端延伸。根據優選的實施例，所述塗布部件的第二端與所述封裝樹脂的第二端，在所述第一方向上位於相同的位置。根據優選的實施例，所述塗布部件的第二端與所述封裝樹脂的第二端相比，在所述第一方向上更加向所述基板的第二端延伸。根據優選的實施例，所述封裝樹脂在與所述第一方向相垂直的第二方向上，以覆蓋所述基板的全長的方式而形成。所述塗布部件的兩端與所述基板的兩端在所述第二方向上位於相同位置。
根據優選的實施例，所述基板在所述第一方向上的尺寸大於所述封裝樹脂。所述封裝樹脂的第一側面在第一方向上向第二側面傾斜。例如，所述封裝樹脂的第一側面含有相對於所述基板的厚度方向傾斜6°以上的斜面。根據另一實施例，所述封裝樹脂的第一側面含有曲面。優選地，所述封裝樹脂的第二側面在第一方向上向第一側面傾斜。例如，所述封裝樹脂的第二側面含有相對於所述基板的厚度方向傾斜6°以上的斜面。根據另一實施例，所述封裝樹脂的第二側面含有曲面。根據本發明的優選實施例，所述塗布部件由使得所述塗布部件與所述金屬布線之間的粘接強度及所述塗布部件與所述封裝樹脂之間的粘接強度大於所述金屬布線與所述封裝樹脂之間的粘接強度的材料構成。例如，所述金屬布線具有鍍金層。例如，所述塗布部件由樹脂製成。例如，所述塗布部件為白色。例如，所述塗布部件在所述基板的厚度方向上具有I μ m至10 μ m的厚度。本發明的其它特徵及有益效果，可以通過參照附圖所進行的詳細說明來得以明確。
圖I為基於本發明第一實施例的LED模塊的平面圖；圖2為沿圖I中II-II線的剖面圖；圖3為圖I所示的LED模塊省略了封裝樹脂的平面圖；圖4為基於本發明第二實施例的LED模塊省略了封裝樹脂的平面圖；圖5為基於本發明第三實施例的LED模塊的剖面圖；圖6為基於本發明第四實施例的LED模塊的剖面圖；圖7為基於本發明第五實施例的LED模塊的剖面圖；圖8為基於本發明第六實施例的LED模塊省略了封裝樹脂的平面圖；圖9為基於本發明第七實施例的LED模塊省略了封裝樹脂的平面圖；圖10為示出現有技術LED模塊的一例的剖面圖。
具體實施例方式以下，參照附圖具體說明本發明的優選實施例。圖I 圖3不出了基於本發明第一實施例的LED模塊。圖I 圖3所不的LED模塊Al包括基板I、金屬布線2、LED晶片3、封裝樹脂4、導線5以及塗布部件6。在此，圖3是為了示出圖I所示LED模塊Al的內部而省略了封裝樹脂4的平面圖。圖I 圖3中示出的X、I、z方向是相互垂直的方向，其中z方向是基板I的厚度方向。在以下的說明中，針對圖2的基板1，將z方向上側的面稱為正面，下側的面稱為背面，X方向兩端的面稱為側面。基板I由例如玻璃環氧樹脂製成，如圖3所示，從z方向觀察時，呈X方向較長的長方形形狀。基板I之X方向的兩端部上設有沿X方向凹陷的一對凹部la。基板I為通過切斷例如基板材料來製成。製造工藝中，在所述基板材料上形成多個通孔。凹部Ia為通過切斷形成於基板材料上的通孔而製成。金屬布線2包括金屬電極21和金屬電極22。金屬電極21及金屬電極22在基板I的X方向的兩端邊緣相間隔而設置，並分別覆蓋基板I中從正面經由側面至背面的區域。並且，在本實施例中，對於基板I的側面而言，金屬電極21及金屬電極22僅覆蓋凹部la。金屬電極21及金屬電極22中位於基板I的正面的區域，如同現有技術的說明，用於將LED模塊Al實裝到所希望的電路基板上。如圖3所示，金屬電極21包括將基板I的圖3中的左端部沿y方向全部覆蓋的區域。所述金屬電極21還包括從該區域向圖3中y方向的右側突出的細帶部211。另外，在X方向上連接在細帶部211的右端的安裝部212也包括在金屬電極21中。在圖3所示的例子中，從z方向觀察時，安裝部212呈正方形。安裝部212的邊長大於LED晶片3的邊長，小於基板I的I方向寬度。細帶部211沿y方向的寬度小於安裝部212的邊長。
如圖3所示，金屬電極22包括將基板I的圖3中的右端部沿y方向全部覆蓋的區域；從該區域向圖3中X方向的左側突出的細帶部211。在圖3所示的例子中，細帶部221沿I方向的寬度小於安裝部212的邊長。在該細帶部221連接有導線5的圖3中的右端。細帶部221中不被塗布部件6所覆蓋的部位對應於本發明的導線焊接部。
雖然在圖2所示的例子中做了省略，但金屬布線2是將多個金屬層進行層疊而製成的。在多個金屬層中最表面的金屬層由金(Au)構成。這種構成的金屬布線2可以通過在基板材料上進行電鍍處理後，再蝕刻不必要的部分來形成。此時，通過實施電鍍處理來覆蓋設在基板材料上的通孔的內周面，從而能夠易於實現金屬布線2覆蓋凹部Ia的結構。LED晶片3為例如pn型半導體元件，能夠發出可視光或紅外光。LED晶片3具有圖2中下方的面上所形成的η側電極。η側電極經由未圖示的銀糊劑與安裝部212導通。在LED晶片3之圖2中上方的面上所形成的P側電極。P側電極經由導線5與細帶部221導通。封裝樹脂4用於保護LED晶片3及導線5，由對於來自LED晶片3的光具有透光性的例如環氧樹脂製成。封裝樹脂4沿X方向的尺寸小於基板I沿X方向的尺寸。封裝樹脂4沿y方向的尺寸與基板I沿y方向的尺寸相同。如圖I所示，封裝樹脂4具有位於基板I的左側凹部Ia右側的X方向左端4a，以及位於基板I的右側凹部Ia左側的x方向右端4b。如圖2所示，封裝樹脂4的X方向左側面41是其z方向的上方位於X方向的右側的斜 面。側面41對於z方向傾斜6°以上。封裝樹脂4的X方向右側面42是其z方向的上方位於X方向的左側的斜面。側面42對於z方向傾斜6°以上。這種封裝樹脂4可以通過壓鑄模法(Transfer mold method)來形成。在壓鑄模法中，執行將所述基板材料設在模具上而向模具填充液化樹脂的工藝，以及樹脂硬化後將模具與所述基板材料相互分離的工藝。導線5由金製成,例如利用市面上有銷售的引線接合毛細管(Capillary)形成。如圖2所示，塗布部件6覆蓋金屬布線2，同時被封裝樹脂4所覆蓋。塗布部件6由塗布部件6與金屬布線2的粘接強度及塗布部件6與封裝樹脂4的粘接強度大於金屬布線2與封裝樹脂4的粘接強度的材料製成。例如，塗布部件6可以為z方向厚度為I μ m ΙΟμπι的樹脂膜。作為這種樹脂膜，可以使用例如在蝕刻處理時所使用的抗蝕劑(Resist)。另外，還可以使用在進行焊接時所使用的阻焊劑(Solder Resist)。若使用白色的抗蝕劑作為塗布部件6，則塗布部件6容易反射來自LED晶片3的光。因此，當使用白色的抗蝕劑作為塗布部件6時，具有使得LED模塊Al在z方向發射的光量增加的效果。在圖3示出的例中，塗布部件6至少形成在除了 LED晶片3被焊接的區域及導線5被接合的區域以外的區域上。塗布部件6包括在X方向上相互間隔的第一塗布部件61和第二塗布部件62。如圖3所示，第一塗布部件61從z方向觀察時形成為y方向為長邊的矩形。第一塗布部件61沿y方向的尺寸小於基板I沿y方向的尺寸。第一塗布部件61之X方向上的右端部覆蓋細帶部211的一部分。如圖2所示，第一塗布部件61的X方向左端61a與封裝樹脂4的X方向左端4a，在X方向位於相同位置。如圖3所示，第二塗布部件62從z方向觀察時形成為y方向為長邊的矩形。第二塗布部件62沿y方向的尺寸小於基板I沿y方向的尺寸。第二塗布部件62之x方向上的左端部覆蓋細帶部221的一部分。如圖2所示，第二塗布部件62的X方向右端62a與封裝樹脂4的X方向右端4b，在X方向位於相同位置。另外，第一塗布部件61不僅覆蓋金屬布線2的金屬電極21之圖2中的上面，而且同時還覆蓋基板I的正面。第二塗布部件62不僅覆蓋金屬布線2的金屬電極22之圖2中的上面，而且同時還覆蓋基板I的正面。接著，說明LED模塊Al的作用。對於所述LED模塊Al而言，在金屬布線2與封裝樹脂4之間設有塗布部件6。如同前述的示例中做出的說明，在金屬布線2的表面上設有金層時，雖然導電性優異，但存在金屬布線2與封裝樹脂4相互難以粘接的問題。而在LED模塊Al中，通過在金屬布線2與封裝樹脂4之間設置塗布部件6來消除這些問題。從而，可以提高LED模塊Al的可靠性。另外，在LED模塊Al中，封裝樹脂4的側面41、42為斜面。因此，在實施壓鑄模法的過程中，樹脂硬化後將模具從基板材料拔出時，能夠防止封裝樹脂4被卡在模具上。若封裝樹脂4卡在模具上，則需要沿使得封裝樹脂4與基板I分離的方向施加較長時間的力，這會增加導致封裝樹脂4從金屬布線2剝落的風險。由於本實施例可以防止這些問題的發生，因此LED模塊Al的結構可以提高其可靠性。另外，在圖3所示的例中，塗布部件6在y方向上的尺寸小於基板I在y方向上的尺寸。除此以外，也可以使得塗布部件6在y方向上的尺寸與基板I在y方向上的尺寸相同。另外，在上述實施例中，塗布部件6未從封裝樹脂4向外側突出。除此以外，也可以使得塗布部件6從封裝樹脂4向外側突出。 圖4 圖9示出了本發明的其它實施例。在這些圖中，與前述實施例相同或類似的構件賦予同前述實施例的符號，並省略詳細說明。圖4示出了基於本發明第二實施例的LED模塊A2。圖4所示的LED模塊A2，除了其塗布部件6的形狀不同於LED模塊Al的塗布部件以外，其它的構成均相同。圖4是省略了封裝樹脂4的LED模塊A2的平面圖。如圖4所示，本實施例的塗布部件6從z方向觀察時形成為覆蓋除了基板I之兩端部以外的大部分區域。而且，塗布部件6包括用於露出安裝部212的一部分的開口部63 ；以及用於露出細帶部221的一部分的凹槽64。LED模塊A2的塗布部件6，除了設有開口部63及凹槽64的部分以外，沿y方向的全長覆蓋基板I。塗布部件6中X方向上的兩端65、66可以與未圖示的封裝樹脂4中X方向上的兩端(參照圖I的4a、4b)相重疊。然而，塗布部件6可以從封裝樹脂4向外側突出。圖4所示的例中，開口部63從z方向觀察時為圓形，安裝部212的四個角被塗布部件6所覆蓋。開口部63的大小隻要能夠設置LED晶片3即可，其面積可適當變化。圖4所示的例中，凹槽64從塗布部件6的x方向右端66開始向x方向左側凹陷而形成。凹槽64隻需露出細帶部221中用於接合導線5所必須的區域即可，凹槽64的形狀可適當變更。另外，塗布部件6對於LED晶片3所射出的光的反射率可以大於基板I。如圖4所示，基板I的正面被塗布部件6所覆蓋。本發明採用反射率較大的塗布部件6。因此，與基板I的正面沒有覆蓋塗布部件6相比，可以增強光提取效率。相反，當塗布部件6的反射率小於基板I的反射率時，應當如圖I所示縮小覆蓋基板I的正面的塗布部件6的面積，或者如圖9所示使得塗布部件6僅覆蓋金屬布線2的上面。圖5示出了基於本發明第三實施例的LED模塊A3。在圖5所示的LED模塊A3中，封裝樹脂4的角呈圓角，而其他的構成與LED模塊Al相同。本實施例中，封裝樹脂4的側面41、42與在圖5中z方向上的上面之間設有曲面43、44。通過設置該曲面43、44，可以進一步減少將封裝樹脂4從模具拔出時的阻抗。圖6示出了基於本發明第四實施例的LED模塊A4。在圖6所示的LED模塊A4中，塗布部件6形成為從封裝樹脂4突出，而其它的構成與LED模塊A3相同。如圖6所示，在X方向上，第一塗布部件61的左端61a位於封裝樹脂4的左端4a的左側。圖6所示的例中，第一塗布部件61的左端61a延伸至金屬布線2的左端。另外，第一塗布部件61的左端61a可以位於封裝樹脂4的左端4a與金屬布線2的左端之間。在X方向上，第二塗布部件62的右端62a位於封裝樹脂4的右端4b的右側。圖6所示的例中，第二塗布部件62的右端62a延伸至金屬布線2的右端。另外，第二塗布部件62的右端62a可以位於封裝樹脂4的右端4b與金屬布線2的右端之間。圖7示出了基於本發明第五實施例的LED模塊A5。在圖7所示的LED模塊A5中，塗布部件6形成為嵌入封裝樹脂4，而其他構成與LED模塊A3相同。如圖7所示，在X方向上，第一塗布部件61的左端61a位於封裝樹脂4的左端4a的右側。在X方向上，第二塗布部件62的右端62a位於封裝樹脂4的右端4b的左側。 圖8示出了基於本發明第六實施例的LED模塊A6。在圖8所示的LED模塊A6中，代替前述的凹槽64而形成有從z方向觀察時呈圓形的開口部67。LED模塊A6的其它構成與LED模塊A2相同。如此，塗布部件6能夠覆蓋較大面積的金屬布線2，從而可以進一步防止封裝樹脂4剝落。圖9示出了基於本發明第七實施例的LED模塊A7。在圖9所示的LED模塊A7中，塗布部件6僅覆蓋金屬布線2的上表面。而LED模塊A7的其它構成與LED模塊Al相同。如前所述，這種構成適宜使用在塗布部件6的反射率小於基板I的情況。根據本發明的LED模塊並非局限在前述的實施例。對本發明LED模塊各構件的具體結構，可以進行各種設計變更。例如，在上述的實施例中，雖然說明了進行焊接及引線接合的例子，但也可以在左右側的電極分別設置引線接合部，從而通過引線接合將LED晶片與兩個引線接合部相連接。另外，LED晶片是連接到左右側的電極的倒裝晶片(Flip chip)。總之，除了 LED晶片與金屬布線相連接的部分以外，可以形成塗布部件。根據本發明的上述實施例，因為在金屬布線與封裝樹脂之間設置塗布部件，所以可以改善金屬布線與封裝樹脂不容易粘接的問題。根據本發明的一些實施例，在製造所述LED模塊時，利用模具形成封裝樹脂後，可易於從模具拔出封裝樹脂。這有利於降低所述封裝樹脂與所述基板之間產生的力，從而防止封裝樹脂從金屬布線剝落。據此，本發明能夠提供高可靠性的LED模塊。儘管已經描述了特定實施例，但是僅通過示例方式呈現這些實施例，並且不意在限制本發明的範圍。的確，在此描述的新LED模塊能夠以多種不同形式體現出來；此外，在不脫離本發明的精神的情況下，可以在在此描述的實施例中進行各種省略、替換和改變。所附權利要求及其等同物意在覆蓋落入本發明的範圍和精神內的這些形式或修改。
權利要求
1.ー種LED模塊，包括 基板； LED晶片，由所述基板所支撐； 金屬布線，設在所述基板上且具有用於安裝所述LED晶片的安裝部； 封裝樹脂，覆蓋所述LED晶片及所述金屬布線；以及 塗布部件，以露出所述安裝部的方式覆蓋所述金屬布線， 其中，所述封裝樹脂覆蓋所述塗布部件。
2.根據權利要求I所述的LED模塊，其特徵在於所述塗布部件具有開ロ部，該開ロ部從所述基板的厚度方向上觀察時形成為允許安裝所述LED晶片。
3.根據權利要求2所述的LED模塊，其特徵在於所述安裝部從所述基板的厚度方向上觀察時呈矩形， 所述開ロ部從所述基板的厚度方向上觀察時呈圓形。
4.根據權利要求3所述的LED模塊，其特徵在於所述塗布部件覆蓋所述安裝部的一部分。
5.根據權利要求I所述的LED模塊，其特徵在於所述金屬布線包括與所述安裝部相間隔而設置的引線接合部；以及用於連接所述LED晶片與所述引線接合部的導線， 所述塗布部件以露出所述弓I線接合部的方式覆蓋所述金屬布線。
6.根據權利要求5所述的LED模塊，其特徵在於所述塗布部件具有凹槽，該凹槽在所述導線延伸的方向上以靠近所述安裝部的方式凹陷， 從所述基板的厚度方向上觀察時，所述凹槽設在與所述引線接合部相重疊的位置上。
7.根據權利要求5所述的LED模塊，其特徵在於所述金屬布線包括含有所述安裝部的第一金屬電極；以及含有所述引線接合部的第二金屬電極； 所述第一金屬電極形成為在第一方向上覆蓋所述基板的第一邊緣， 所述第二金屬電極形成為覆蓋與所述第一邊緣相対的所述基板的第二邊緣， 所述封裝樹脂比所述基板短。
8.根據權利要求7所述的LED模塊，其特徵在於所述基板在所述第一方向的兩端包含向彼此凹陷的ー對凹部， 所述金屬布線覆蓋所述ー對凹部， 所述封裝樹脂形成為露出所述ー對凹部。
9.根據權利要求7所述的LED模塊，其特徵在於所述塗布部件的第一端與所述封裝樹脂的第一端，在所述第一方向上位於相同的位置。
10.根據權利要求7所述的LED模塊，其特徵在於所述塗布部件的第一端與所述封裝樹脂的第一端相比，在所述第一方向上更加向所述基板的第一端延伸。
11.根據權利要求9所述的LED模塊，其特徵在於所述塗布部件的第二端與所述封裝樹脂的第二端，在所述第一方向上位於相同的位置。
12.根據權利要求9所述的LED模塊，其特徵在於所述塗布部件的第二端與所述封裝樹脂的第二端相比，在所述第一方向上更加向所述基板的第一端延伸。
13.根據權利要求7所述的LED模塊，其特徵在於所述封裝樹脂在與所述第一方向相垂直的第二方向上，以覆蓋所述基板的全長的方式而形成，所述塗布部件的兩端與所述基板的兩端在所述第二方向上位於相同位置。
14.根據權利要求I所述的LED模塊，其特徵在於所述基板在所述第一方向上的尺寸大於所述封裝樹脂， 所述封裝樹脂的第一側面在所述第一方向上向第二側面傾斜。
15.根據權利要求14所述的LED模塊，其特徵在於所述封裝樹脂的第一側面含有相對於所述基板的厚度方向傾斜6°以上的斜面。
16.根據權利要求14所述的LED模塊，其特徵在於所述封裝樹脂的第一側面含有曲面。
17.根據權利要求14所述的LED模塊，其特徵在於所述封裝樹脂的第二側面在所述第一方向上向所述第一側面傾斜。
18.根據權利要求17所述的LED模塊，其特徵在於所述封裝樹脂的第二側面含有相對於所述基板的厚度方向傾斜6°以上的斜面。
19.根據權利要求18所述的LED模塊，其特徵在於所述封裝樹脂的第二側面含有曲面。
20.根據權利要求I所述的LED模塊，其特徵在於所述塗布部件由使得所述塗布部件與所述金屬布線之間的粘接強度及所述塗布部件與所述封裝樹脂之間的粘接強度大於所述金屬布線與所述封裝樹脂之間的粘接強度的材料構成。
21.根據權利要求I所述的LED模塊，其特徵在於所述金屬布線具有鍍金層。
22.根據權利要求21所述的LED模塊，其特徵在於所述塗布部件由樹脂製成。
23.根據權利要求22所述的LED模塊，其特徵在於所述塗布部件為白色。
24.根據權利要求I所述的LED模塊，其特徵在於所述塗布部件具有Iμ m至10 μ m的厚度。
全文摘要
本發明提供高可靠性的一種LED模塊。本發明的LED模塊包括基板、基板所支撐的LED晶片、設在基板上且具有用於安裝LED晶片的安裝部的金屬布線、覆蓋LED晶片及金屬布線的封裝樹脂和以露出安裝部的方式覆蓋金屬布線的塗布部件，封裝樹脂覆蓋塗布部件。
文檔編號H01L33/00GK102683509SQ20121003559
公開日2012年9月19日 申請日期2012年2月16日 優先權日2011年2月16日
發明者小早川正彥 申請人:羅姆股份有限公司