TWI398971B - 發光二極體封裝結構 - Google Patents

Description

發光二極體封裝結構

本發明係關於一種發光二極體封裝結構，尤指一種設置有保險絲之發光二極體封裝結構。

由於發光二極體(light emitting diode,LED)具有壽命長、體積小、高耐震性、發熱度小及耗電量低等優點，因此發光二極體不僅已被廣泛地應用於家電製品、各式儀器之指示燈或光源等小型電子產品，甚至各種攜帶式或陣列式之大型電子產品中，例如汽車、通訊產業、交通號誌以及戶外多媒體彩色看板等，皆可發現發光二極體之應用。

一般而言，發光二極體晶片為電流驅動，因此提供發光二極體晶片的電源必須具有穩定電流，以驅使發光二極體晶片能具有穩定的發光。以往使用發光二極體晶片僅需提供小電流即可達到所需之光強度，然而發光二極體之應用已漸漸朝向高亮度與高功率之方向發展，並且一般發光二極體的應用往往不會僅使用單一發光二極體晶片，而是將許多發光二極體晶片以串聯或並聯方式電性連接在一電路系統中，利用電路系統來控制發光二極體，因此，相較於以往，電路系統需提供較高之電流來驅動發光二極體晶片。但當提高驅動電流時，發光二極體晶片造成短路之機率也較高。特別是，由於一般電源為電壓源，且各發光二極體之電阻值不盡相同，容易使電流忽高忽低，因此當系統的電流過高時，發光二極體晶片容易損壞，甚至造成燃燒的意外，因而造成所連接之電路系統也受到損壞。所以為了避免因發光二極體的輸入電流提高，而造成發光二極體晶片損壞且影響所連接之電路系統，改善發光二極體封裝結構的電路防護實為業界極需努力的目標之一。

本發明之主要目的之一在於提供一種發光二極體封裝結構，以保護發光二極體晶片與其所連接之電路系統避免受損。

為達上述之目的，本發明提供一種發光二極體封裝結構，其包含有一導線架、一設置於導線架上之發光二極體晶片、一設置於導線架上並與導線架電性連接之保險絲以及一封裝膠體。保險絲以串聯方式與發光二極體晶片電性連接，且封裝膠體包覆發光二極體晶片、保險絲及至少部分導線架。

綜上所述，本發明提供一種具有保險絲之發光二極體封裝結構，並且以串聯方式電性連接保險絲與發光二極體晶片，以避免發光二極體晶片與其所連接之電路系統不具有過高之電流通過。

請參考第1圖與第2圖，第1圖為本發明第一實施例之發光二極體封裝結構之剖面示意圖，第2圖為本發明第一實施例之發光二極體封裝結構之上視示意圖。如第1圖與第2圖所示，發光二極體封裝結構50包含有一導線架52、一發光二極體晶片54以及一保險絲56，其中導線架52具有一第一引腳58、一第二引腳60以及一連接於第一引腳58之承載部62。發光二極體晶片54具有一正極54A與一負極54B，並且設置於導線架52之承載部62上。另外，於本實施例中，保險絲56係設置於導線架52之第二引腳60上，且保險絲56之一第一電極56A係電性連接至發光二極體晶片54之正極54A，而保險絲56之一第二電極56B係電性連接至導線架52之第二引腳60上。

此外，如第2圖所示，發光二極體封裝結構50另包含有複數條金屬導線64，可用於電性連接保險絲56、發光二極體晶片54以及導線架52。金屬導線64之材料可為金(Au)，但不限於此。於本實施例中，金屬導線64可利用銲線接合(wire bonding)製程電性連接發光二極體晶片54之正極54A與保險絲56之第一電極56A、電性連接保險絲56之第二電極56B與導線架52之第二引腳60，以及電性連接發光二極體晶片54之負極54B與導線架52之第一引腳58，使發光二極體晶片54與保險絲56以串聯方式電性連接於導線架52之第一引腳58與第二引腳60之間。但本發明並不限於上述之電路連接方式，第2圖之發光二極體晶片54之正極54A與負極54B之位置可互相調換，因此本發明亦可利用金屬導線64電性連接發光二極體晶片54之負極54B與保險絲56之第一電極、電性連接保險絲56之第二電極與導線架52之第一引腳58，以及電性連接發光二極體晶片54之正極54A與導線架52之第二引腳60。

如第1圖所示，發光二極體封裝結構50另包含有一封裝膠體66，其中封裝膠體66係包覆部分導線架52之第一引腳58與第二引腳60、導線架52之承載部62、發光二極體晶片54、保險絲56以及金屬導線64，可有效保護發光二極體晶片54與保險絲56，並且保護金屬導線64與發光二極體晶片54、保險絲56以及導線架52之電性連結，以避免發光二極體封裝結構50無法運作，但本發明並不限於此封裝形式，封裝膠體66亦可僅包覆部分導線架，且圍繞發光二極體晶片54、保險絲56以及金屬導線64，以保護封裝膠體所圍繞之元件避免受外界觸碰而損傷。封裝膠體66之材料可為環氧樹脂(epoxy)、矽樹脂(silicone)或聚醯胺(polyamide)等材質所構成。

值得注意的是，由於保險絲56以串聯方式與發光二極體晶片54電性連接，因此當電路系統提供過高之電流時，可藉由通過之電流超過保險絲56之額定電流值，使保險絲56內部之電路被熔斷，而發揮保護作用，以避免發光二極體晶片54因過高之電流通過而造成損壞或燃燒。於本實施例中，保險絲56較佳係為一晶片保險絲，但並不以此為限。請參考第3圖，第3圖為晶片保險絲之上視結構示意圖。如第3圖所示，晶片保險絲70包含有一基板72、一第一電極74A、一第二電極74B以及一設置於基板72上之低熔點金屬導線墊76，其中第一電極74A與第二電極74B係設置於基板72上，且第一電極74A與第二電極74B係藉由低熔點金屬導線墊76電性連接在一起。基板72之材料較佳為矽，但不以此為限。此外，由於低熔點金屬導線墊76具有一低熔點，且電路系統提供之電流通過低熔點金屬導線墊76會產生一溫度，當此溫度達到低熔點時，低熔點金屬導線墊76會熔解而產生斷路。並且，低熔點金屬導線墊76之寬度可依照所需負荷之電流大小來加以調整。不過本發明之保險絲並不僅限於晶片保險絲，而另可為自復式保險絲。請參考第4圖，第4圖為自復式保險絲之剖面結構示意圖。如第4圖所示，自復式保險絲80包含有一導電高分子層82以及二設置於導電高分子層82兩側之電極84，當電流超過自復式保險絲80所能承受的負載電流時，自復式保險絲80的溫度會上升，使得導電高分子層82內部的高分子產生斷鏈，而由導體轉為絕緣體。而當溫度下降後，導電高分子層82會再轉回導體狀態，因此，可避免過高之電流通過發光二極體晶片54。

由於本發明之保險絲的設置位置並不限於上述實施例，為了更清楚說明本發明之發光二極體封裝結構，請參考第5圖至第6圖，第5圖為本發明第二實施例之發光二極體封裝結構之上視示意圖，第6圖為本發明第三實施例之發光二極體封裝結構之上視示意圖。並且，為了簡化說明，相同之元件使用相同符號，且與第一實施例相同之結構，將不再贅述。如第5圖所示，相較於第一實施例，第二實施例之發光二極體封裝結構100的保險絲56設置於導線架52之承載部62上，且保險絲56設置於發光二極體晶片54之一側，並不與發光二極體晶片54接觸。另外，如第6圖所示，相較於第一實施例，第三實施例之之發光二極體封裝結構150的保險絲56設置於導線架52之第一引腳58上，且保險絲56之第一電極56A係電性連接至第一引腳58，而保險絲56之第二電極56B則電性連接之發光二極體晶片54之正極54A。發光二極體晶片54之負極54B則電性連接至第二引腳60。然而，本發明並不限於此，正極54A與負極54B之位置亦可互相調換。

綜上所述，本發明提供一種具有保險絲之發光二極體封裝結構，並且以串聯方式電性連接保險絲與發光二極體晶片，可保護發光二極體晶片不具有過高之電流通過，以避免發光二極體晶片因電流過高產生燃燒而損壞電路系統。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

50．．．發光二極體封裝結構

52．．．導線架

54．．．發光二極體晶片

54A．．．正極

54B．．．負極

56．．．保險絲

56A．．．第一電極

56B．．．第二電極

58．．．第一引腳

60．．．第二引腳

62．．．承載部

64．．．金屬導線

66．．．封裝膠體

70．．．晶片保險絲

72．．．基板

74A．．．第一電極

74B．．．第二電極

76．．．低熔點金屬導電墊

80．．．自復式保險絲

82．．．導電高分子層

84．．．電極

100．．．發光二極體封裝結構

150．．．發光二極體封裝結構

第1圖為本發明第一實施例之發光二極體封裝結構之剖面示意圖。

第2圖為本發明第一實施例之發光二極體封裝結構之上視示意圖。

第3圖為晶片保險絲之上視結構示意圖。

第4圖為自復式保險絲之剖面結構示意圖。

第5圖為本發明第二實施例之發光二極體封裝結構之上視示意圖。

第6圖為本發明第三實施例之發光二極體封裝結構之上視示意圖。

50．．．發光二極體封裝結構

52．．．導線架

54．．．發光二極體晶片

54A．．．正極

54B．．．負極

56．．．保險絲

56A．．．第一電極

56B．．．第二電極

58．．．第一引腳

60．．．第二引腳

62．．．承載部

64．．．金屬導線

66．．．封裝膠體

Claims (11)

1. 一種發光二極體封裝結構，包含：一導線架；一發光二極體晶片，設置於該導線架上；一保險絲，設置於該導線架上並與該導線架電性連接，且該保險絲以串聯方式與該發光二極體晶片電性連接；以及一封裝膠體，包覆該發光二極體晶片、該保險絲及至少部分該導線架。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該保險絲係為一晶片保險絲，該晶片保險絲包含有一基板，以及一設置於該基板上之低熔點金屬導線墊。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該保險絲係為一自復式保險絲。
4. 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體封裝結構，其中該自復式保險絲包含有一導電高分子層以及二設置於該導電高分子層兩側之電極。
5. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，另包含有複數金屬導線，用於電性連接該保險絲、該發光二極體晶片以及該導線架。
6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該導線架具有一第一引腳、一第二引腳，以及一連接於該第一引腳之承載部，且該發光二極體晶片係設置於該承載部上。
7. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體封裝結構，其中該發光二極體晶片之一正極電性連接該保險絲之一第一電極，且該保險絲之一第二電極電性連接至該導線架之該第二引腳，而該發光二極體晶片之一負極電性連接至該導線架之該第一引腳。
8. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體封裝結構，其中該發光二極體晶片之一負極電性連接該保險絲之一第一電極，且該保險絲之一第二電極電性連接至該導線架之該第二引腳，而該發光二極體晶片之一正極電性連接至該導線架之該第一引腳。
9. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體封裝結構，其中該保險絲設置於該導線架之該第二引腳上。
10. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體封裝結構，其中該保險絲設置於該導線架之該承載部上。
11. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體封裝結構，其中該保險絲設置於該導線架之該第一引腳上。