[发明专利]发光二极管一次光学镜片封装方法及其发光二极管组件

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管技术领域，具体涉及一种将基板、发光二极管、黏胶层及嵌件定位机构组合以构成发光二极管基板嵌件，并利用压塑成型方法成型包埋有上述发光二极管基板嵌件的发光二极管组件及其封装方法。

背景技术

目前日常生活中可以看到各式各样发光二极管商品的应用，例如手电筒、交通标志、汽机车车灯以及大型电子广告牌等。由于发光二极管技术的发展，使得发光二极管的应用日渐多元。

发光二极管组件(LED assembly)如图1所示，一般发光二极管组件由底部至顶部包含基板10、发光二极管芯片20、环绕式反光杯30及一次光学镜片60。在发光二极管芯片20上设置有一层黏胶层50，此黏胶层50常混入荧光粉40，用以当成波长转换的功能。在黏胶层50周围设置的环绕式反光杯30，通过环绕式反光杯30使发光二极管发出的光线得以最大的利用。在黏胶层50上方设置的一次光学镜片60，通过一次光学镜片60的光学设计，使发光二极管芯片20发出的光线予以聚集并产生预定的光型。

公知的发光二极管组件的封装方式有两种，第一种发光二极管组件封装方式为在基板上固设发光二极管，构成发光二极管基板；在发光二极管基板的涂布封胶；再将预先制成的聚光一次光学镜片罩住发光二极管，制成所述发光二极管组件；如台湾专利第M331076号提出一发光二极管阵列基板，所述发光二极管阵列基板上布设有若干颗发光二极管芯片，并在所述发光二极管芯片的发光面前端设置一菲涅尔镜片，通过菲涅尔镜片与发光二极管芯片之间的距离可调整光照达到需求的分布角度，但两者之间的间距需耗费许多工序与校正。

第二种发光二极管组件封装方式为在基板上固设发光二极管芯片及反光杯，构成发光二极管基板；在发光二极管基板的发光二极管芯片上涂布封胶层；再以充填或射出成型的方法所制成聚光一次光学镜片来罩住发光二极管芯片，制成所述发光二极管组件。如台湾专利公开第201103175号提出一种具有成型填充式凸透镜的发光二极管组件，其方法先将若干颗发光二极管晶粒电性地设置在基板上，然后再环绕地涂布液态胶材在所述基板本体上表面，待液态胶材固化后形成环绕式反光胶体，再将凸透镜封装胶体透过充填方式而容置在环绕式反光胶体所形成的限位空间，形成覆盖在若干个LED芯片上的凸透镜。

对在较精密且具有特定光型效果的发光二极管组件而言，通常一次光学镜片为具有非球面光学面、菲涅尔光学面或微结构光学面，在发光二极管组件封装时，需要反复调整其位置与角度，常耗费冗长的工序与时间。

埋入射出成型技术(insert injection)将嵌件(一般为金属件)先置入预设模具的模腔中，再注入熔融的塑料(或橡胶)材料以填满模腔中一默认的成型区域(空间)并包覆嵌件的一部分或全部，经冷却固化后自模具中取出成品，此制造方法已大量使用在电子零件、连接器、机械件等技术领域，可以减少封装上的工序与时间。如美国专利US 6,682,331提供发光二极管灯泡的成型系统，所述成型系统包括一成型框架、一第一埋入射出模具、一第二埋入射出模具及一注入器。第一、第二埋入射出模具可分别地容置于成型框架中，并分别地形成第一、第二成型空间。其中，先将第一埋入射出模具容置在成型框架中，并通过注入器导入波长转换层到第一成型空间中，使LED芯片上覆盖有波长转换层，并移除第一埋入射出模具；再将第二埋入射出模具容置在成型框架中，并通过注入器导入镜片材料，以成型一次光学镜片并封装发光二极管芯片。然而，对于不同大小的发光二极管组件，此系统需发展出多种大小的成型框架以配合不同大小的基板或电路板，使得发光二极管组件的封装成本提高，且封装精度及便利性仍有待改善。

压塑成型封装(pressing-forming)技术在模穴中放入镜片的光学材料，经加热加压后压铸，利用模具的成型面以成型光学镜片，如美国专利US7,452,737公开了使用压塑成型技术以封装发光二极管组件，然而此方法仍存在有各一次光学镜片的光学中心难以对准各发光二极管芯片的机械轴的缺点。

由于高精密发光二极管组件封装的需求，具有非球面或菲涅尔光学面的一次光学镜片封装要求精度高，因此如何将具有非球面、菲涅尔或微结构光学面的一次光学镜片对正光学中心及位置距离，将影响发光二极管组件的投射出的光型。为能发展新技术，尤其运用在大量生产线发光二极管组件的封装，发展简易制程、且定位精度良好的发光二极管组件，将为迫切所需。

发明内容