导线架的制造方法以及成形体

摘要

一种导线架的制造方法以及成形体。导线架的制造方法包括：提供一金属板材，其中金属板材具有第一表面，接着朝向第一表面对金属板材进行第一冲压工序，以于金属板材形成预贯穿孔，以及朝向第一表面对预贯穿孔进行第二冲压工序，以形成贯穿孔结构。贯穿孔结构包括靠近第一表面的第一部分以及远离第一表面的第二部分，第二部分连接于第一部分，第二部分在平行于第一表面的平面上的正投影位于第一部分在平面上的正投影内，第一部分有第一宽度，第二部分具有第二宽度，第一部分与第二部分的一交界处具有第三宽度，且第三宽度小于第一宽度以及第二宽度。接着，导线架局部被模制体所包覆，因此减少了金属板材暴露于高温或是硫化环境的表面积。

权利要求

1.一种导线架的制造方法，其特征在于，包括：

提供一金属板材，其中该金属板材具有一第一表面，且该第一表面为金属板材的一反射面；

朝向该第一表面对该金属板材进行一第一冲压工序，以于该金属板材形成一预贯穿孔；以及朝向该第一表面对该预贯穿孔进行一第二冲压工序，以形成一贯穿孔结构，其中该贯穿孔结构包括靠近该第一表面的一第一部分以及远离该第一表面的一第二部分，该第二部分连接于该第一部分，该第二部分在平行于该第一表面的一平面上的正投影位于该第一部分在该平面上的正投影内，该第一部分有一第一宽度，该第二部分具有一第二宽度，该第一部分与该第二部分的一交界处具有一第三宽度，且该第三宽度小于该第二宽度，该第二宽度小于该第一宽度。

2.根据权利要求1所述的导线架的制造方法，其特征在于，该第二宽度沿着靠近该交界处的方向递减。

3.根据权利要求1所述的导线架的制造方法，其特征在于，该第一部分于垂直该第一表面的方向具有一高度，且该高度为该金属板材的厚度的10％～50％。

4.根据权利要求1所述的导线架的制造方法，其特征在于，该第一部分包括平行于该第一表面的一第二表面，且该第二表面具有不规则散布的微结构。

5.根据权利要求1所述的导线架的制造方法，其特征在于，还包括：

形成一模制体，该模制体部分覆盖该第一表面且填补于该贯穿孔结构中。

6.一种成形体，其特征在于，包括：

一金属板材，具有一第一表面以及一贯穿孔结构，其中该第一表面为金属板材的一反射面，且该贯穿孔结构包括靠近该第一表面的一第一部分以及远离该第一表面的一第二部分，该第二部分连接于该第一部分，该第二部分在平行于该第一表面的一平面上的正投影位于该第一部分在该平面上的正投影内，该第一部分具有一第一宽度，该第二部分具有一第二宽度，该第一部分与该第二部分的一交界处具有一第三宽度，且该第三宽度小于该第二宽度，该第二宽度小于该第一宽度；以及一模制体，包覆该金属板材，该模制体部分覆盖该第一表面且填补于该贯穿孔结构中。

7.根据权利要求6所述的成形体，其特征在于，该第二宽度沿着靠近该交界处的方向递减。

8.根据权利要求6所述的成形体，其特征在于，该第一部分于垂直该第一表面的方向具有一高度，且该高度为该金属板材的厚度的10％～50％。

9.根据权利要求6所述的成形体，其特征在于，该第一部分包括平行于该第一表面的一第二表面，且该第二表面具有不规则散布的微结构。

10.根据权利要求6所述的成形体，其特征在于，该第一部分的侧壁包含一拉断面，该第二部分的侧壁包含一切断面，该切断面包含纵向纹路，且该切断面的表面粗糙度大于该拉断面的表面粗糙度。

11.根据权利要求6所述的成形体，其特征在于，该模制体定义出一凹陷部，且该贯穿孔结构在该平面上的正投影至少部分重叠于该凹陷部在该平面上的正投影。

说明书

导线架的制造方法以及成形体

技术领域

[0001] 本发明是关于一种导线架的制造方法以及应用此导线架的成形体。

背景技术

[0002] 发光二极管(Light Emitting Diode,LED)由于其反应速度快、体积小、低耗电、低热量、使用寿命长等特点，已广泛应用于显示器的背光源、电子照明，甚至是投影机内的照明等，发光二极管的应用仍随着技术的进步在持续地延伸当中。

[0003] 随发光二极管亮度以及发光效率的逐渐提升，对于封装制程来说也面临了极大的挑战。发光二极管芯片经常承载于导线架并透过导线架与外部的电路电性连接。然而，导线架上的金属反射层在高温或具有硫化环境下操作时，会导致其可靠性或耐久性下降。

[0004] 因此，如何解决上述问题便成为发光二极管领域发展的一个课题。

发明内容

[0005] 本发明的一实施方式提供了一种导线架的制造方法，包括提供一金属板材，其中金属板材具有第一表面，接着朝向第一表面对金属板材进行第一冲压工序，以于金属板材形成预贯穿孔，以及朝向第一表面对预贯穿孔进行第二冲压工序，以形成贯穿孔结构。贯穿孔结构包括靠近第一表面的第一部分以及远离第一表面的第二部分，第二部分连接于第一部分，第二部分在平行于第一表面的平面上的正投影位于第一部分在平面上的正投影内，第一部分有第一宽度，第二部分具有第二宽度，第一部分与第二部分的一交界处具有第三宽度，且第三宽度小于第一宽度以及第二宽度。

[0006] 于本发明的一或多个实施例中，第二宽度沿着靠近交界处的方向递减。

[0007] 于本发明的一或多个实施例中，第一部分于垂直第一表面的方向具有一高度，且高度为金属板材的厚度的10％～50％。

[0008] 于本发明的一或多个实施例中，第一部分包括平行于第一表面的第二表面，且第二表面具有不规则散布的微结构。

[0009] 于本发明的一或多个实施例中，制造方法还包括形成一模制体以包覆金属板材，模制体部分覆盖第一表面且填补于贯穿孔结构中。

[0010] 本发明的另一实施方式提供了一种成形体，包括一金属板材以及一模制体。金属板材具有第一表面以及贯穿孔结构，其中贯穿孔结构包括靠近第一表面的第一部分以及远离第一表面的第二部分，第二部分连接于第一部分，第二部分在平行于第一表面的平面上的正投影位于第一部分在平面上的正投影内，第一部分具有第一宽度，第二部分具有第二宽度，第一部分与第二部分的交界处具有第三宽度，且第三宽度小于第一宽度以及第二宽度。模制体包覆金属板材，模制体部分覆盖第一表面且填补于贯穿孔结构中。

[0011] 于本发明的一或多个实施例中，第二宽度沿着靠近交界处的方向递减。

[0012] 于本发明的一或多个实施例中，第一部分于垂直第一表面的方向具有一高度，且高度为金属板材的厚度的10％～50％。

[0013] 于本发明的一或多个实施例中，第一部分包括平行于第一表面的第二表面，且第二表面具有不规则散布的微结构。

[0014] 于本发明的一或多个实施例中，第一部分的侧壁包含一拉断面，第二部分的侧壁包含一切断面，切断面包含纵向纹路，且切断面的表面粗糙度大于拉断面的表面粗糙度。

[0015] 于本发明的一或多个实施例中，模制体定义出一凹陷部，且贯穿孔结构在平面上的正投影至少部分重叠于凹陷部在平面上的正投影。

[0016] 本揭露所提供的导线架局部被模制体所包覆，减少了金属板材暴露于高温或是硫化环境的表面积。模制体部分填充于金属板材的贯穿孔结构中，而贯穿孔结构是由两道冲压制程所制作，其具有上宽下窄的的截面形状并且内含鸟嘴结构于其中，故可使得模制体牢固地嵌合于贯穿孔结构中。

附图说明

[0017] 为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的详细说明如下：

[0018] 图1为本发明的发光二极管导线架的制造方法一实施例的流程图；

[0019] 图2A至图2D为本发明的发光二极管导线架一实施例于不同制作阶段的剖面示意图；

[0020] 图3为图2C中的区域A的局部放大图；

[0021] 图4为图3的贯穿孔结构的侧壁的放大图。

具体实施方式

[0022] 以下将以附图及详细说明清楚说明本发明的精神，任何所属技术领域中具有通常知识者在了解本发明的较佳实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。

[0023] 为解决发光二极管中的导线架容易受到高温或是含硫环境影响的问题，本揭露提供了一种导线架与其制作方法，透过将模制体部分覆盖在导线架上，便可避免导线架的反射率受高温或是含硫环境影响而下降的问题。

[0024] 图1为本发明的发光二极管导线架的制造方法一实施例的流程图，图2A至图2D则是本发明的发光二极管导线架一实施例于不同制作阶段的剖面示意图。

[0025] 参照图1与图2A，发光二极管导线架的制造方法始于步骤S10，提供金属板材100。金属板材100的材质可包含具有高反射率的金属。于一些实施例中，金属板材100可以为单层的金属板，如铝或含铝合金的金属板。或者，在其他的实施例中，金属板材100可以为复合材料的板材，如包含有基材以及反射层于其上的复合板材。在金属板材100为复合板材的实施例中，基材可为铜、铝、铁或其合金，以提供良好的导热性以及导电性，反射层可包含银或银合金，反射层可透过电镀等方式制作在基材上。

[0026] 以上所举的材料以及结构并非用以限制本发明，本技术领域中具有通常知识者当可依照不同的设计需求，选用其他能提供合适的导电特性与结构强度的材料。

[0027] 金属板材100具有相对的第一表面102以及第二表面104，第一表面102与第二表面104为金属板材100的主表面，其中第一表面102又作为反射面使用，即发光元件，如发光二极管芯片，是放置在第一表面102上且发光元件所发出的光线至少部分会被第一表面102所反射，以增加发光元件的光线利用率。

[0028] 在部分实施例中，发光元件，如发光二极管芯片的正负电极是设置在底面，光线则是从发光二极管芯片的顶面发出，而为了隔离发光二极管芯片的正负电极，金属板材100上可更设置有分离区域106，分离区域106将金属板材100分隔为第一子区域112以及第二子区域114，发光二极管芯片的正负两电极分别设置在第一子区域112与第二子区域114上。分离区域106的横截面可具有一致的宽度或是上宽下窄或是上窄下宽的形状。

[0029] 在其他的实施例中，若是发光二极管芯片的正负电极分别位于发光二极管芯片的顶面以及底面，则分离区域106可以被省略。此时，光线会从发光二极管芯片的侧面发出，同样地，部分的光线仍会被作为反射面的第一表面102所反射，以增加发光二极管芯片的光线利用率。

[0030] 参照图1与图2B，步骤S20为在金属板材100上进行第一冲压工序，以形成至少一个预贯穿孔120在金属板材100上。如前所述，由于在本实施例中，金属板材100会被分离区域106分割为第一子区域112与第二子区域114，故在本实施例中，预贯穿孔120的数量为两个，且两预贯穿孔120分别设置在第一子区域112以及第二子区域114上。

[0031] 第一冲压工序为朝向第一表面102进行，即冲压工具由第一表面102的方向往第二表面104的方向进行冲压，以将部分的金属板材100移除形成预贯穿孔120。由于冲压制程以及金属板材100材料延展的特性，金属板材100在第一表面102邻接预贯穿孔120外缘的地方会形成圆角R，在第二表面104邻接预贯穿孔120外缘的地方会形成毛边E，以及在预贯穿孔120的孔壁处形成断面C。由于圆角R、毛边E以及断面C皆不是位于作为反射面的第一表面
102，故此种不平整的痕迹不会影响导线架的性能。

[0032] 更进一步地说，由于冲压制程包含剪切应力再配合材料本身延展的拉伸力，断面C包含有邻近于圆角R的拉断面C1以及邻近于毛边E的切断面C2。拉断面C1为冲压工具接触金属板材100挤压变形而成，而切断面C2会被冲压工具以及被挤压的该部分金属板材100切削，故相较于较为平滑的拉断面C1，切断面C2的表面会较不平滑，例如切断面C2的表面会出现纵向分布的微小纹路，使得切断面C2的表面粗糙度大于拉断面C1的表面粗糙度。于一实施例中，拉断面C1的深度约为金属板材100的厚度的2％～80％。于一实施例中，圆角R的半径约为0.03mm至0.08mm。于一实施例中，预贯穿孔120的孔径大于或等于金属板材100的厚度的70％。

[0033] 接着参照图2C以及图1，步骤S30为在金属板材100上进行第二冲压工序，以在金属板材100上形成贯穿孔结构120’。第二冲压工序同样是朝向第一表面102进行，即冲压工具由第一表面102的方向往第二表面104的方向进行冲压，且第二冲压工序的位置与第一冲压工序的位置重叠。

[0034] 第二冲压工序的目的不在于贯穿金属板材100，而是用以改变预贯穿孔120(见图2B)的截面形状，而得到具有变化的截面宽度的贯穿孔结构120’。更进一步地说，第二冲压工序所使用的工具与金属板材100的接触面会大于第一冲压工序所使用的工具与金属板材
100的接触面，且第二冲压工序的冲压深度小于第一冲压工序的冲压深度。待第二冲压工序完成之后，便可以在金属板材100上得到上宽下窄的贯穿孔结构120’。

[0035] 请同时参照图2C以及图3，其中图3为图2C中的区域A的局部放大图。贯穿孔结构120’包含有靠近第一表面102的第一部分122以及远离第一表面102的第二部分124，第二部分124连接于第一部分122，且第一部分122的宽度大于第二部分124的宽度。

[0036] 更具体地说，若是将金属板材100设置在XY平面上，有一平面P平行于金属板材100的第一表面102，第二部分124在平面P上的正投影位于第一部分122在平面P上的正投影内，且第一部分122在平行于平面P的方向上具有第一宽度W1，第二部分124在平行于平面P的方向上具有第二宽度W2，第一宽度W1会大于第二宽度W2。

[0037] 由于贯穿孔结构120’的第一部分122是透过第二冲压工序形成，因此在第一部分122与第二部分124的交界处会形成上宽下窄的鸟嘴结构126。换言之，由于在金属板材100上预先形成预贯穿孔120，因此，在进行第二冲压工序时，被挤压的金属板材100的材料会被推向预贯穿孔120的中心，而不会溢出或是堆积在预贯穿孔120的孔壁上，故可以良好地控制金属板材100的形变量以及形变方向，利于后续加工。

[0038] 第一部分122具有平行于第一表面102的第三表面108，其中第三表面108是位于第一表面102与第二表面104之间，且可被视为贯穿孔结构120’的第一部分122的底面，以及视为第一部分122与第二部分124的分界线。第三表面108为第二冲压工序的接触面，因此，在第二冲压工序完成之后，会有些许的不规则散布的微结构128分布在第三表面108上。这些微结构128的成因是来自于延展金属板材100时，金属板材100与冲压工具之间的摩擦力。

[0039] 如前所述，在第二冲压工序后，被挤压的金属板材100会朝向预贯穿孔120的中心移动，进而在贯穿孔结构120’内形成上宽下窄的鸟嘴结构126，且鸟嘴结构126的上表面为大致上与第一表面102平行的第三表面108。

[0040] 第一部分122与第二部分124的交界处具有第三宽度W3，此第三宽度W3为平行于平面P的方向。由于第三宽度W3为鸟嘴结构126的上表面之间的距离，而鸟嘴结构126具有上宽下窄的形状，故第三宽度W3会小于第一宽度W1和第二宽度W2。

[0041] 贯穿孔结构120’的第一部分122的第一宽度W1大致上从第一表面102到第三表面108皆为相同，而贯穿孔结构120’的第二部分124的第二宽度W2则包含有渐变的宽度。举例而言，在鸟嘴结构126的范围内，第二部分124的第二宽度W2沿着靠近交界处(第三表面108)的方向递减，即在鸟嘴结构126的范围内，第二部分124的第二宽度W2由靠近第二表面104的一侧向靠近第一表面102的一侧递减。而第二部分124的下半段，即不包含鸟嘴结构126的部分，第二宽度W2大致上维持一致，但是在邻接第二表面104处可能会因为毛边E而有所变化。

[0042] 如前所述，第二冲压工序的冲压深度小于第一冲压工序的冲压深度，故不同于第一冲压工序，第二冲压工序不会贯穿金属板材100。然而，第二冲压工序的冲压深度亦须有所考量，若是冲压深度不足，则无法在预贯穿孔120内形成上宽下窄的鸟嘴结构126，若是冲压深度过深，则容易因冲压力度过高而影响金属板材100的结构强度。

[0043] 请同时参照图3与图4，其中图4为图3的贯穿孔结构120’的侧壁的放大图。于本实施例中，若是金属板材100具有一厚度h1，厚度h1为第一表面102与第二表面104之间的垂直距离，则第一冲压工序的冲压深度需大于或是等于金属板材100的厚度h1，以形成贯穿金属板材100的预贯穿孔120。而第二冲压工序的冲压深度大致等于贯穿孔结构120’中的第一部分122在垂直于第一表面102方向上的高度h2，相当于第一表面102与第三表面108之间的垂直距离。第二冲压工序的冲压深度较佳为金属板材100的厚度h1的10％～50％，即第一部分122的高度h2约为金属板材100的厚度h1的10％～50％。

[0044] 如前所述，由于第二冲压工序的冲压深度不会贯穿金属板材100，故第一部分122的内侧壁会是较为平滑的拉断面C1，鸟嘴结构126内侧壁会因挤压金属板材100而形成细小的纹路。第二部分124的内侧壁则因未被第二次冲压，故维持原第一冲压制程中的具有细小的纹路的切断面C2。

[0045] 接着，参照图2D以及图1，步骤S40为形成模制体130以包覆金属板材100。模制体130的材料举例而言可为具有高反射率的高分子树脂，如含有二氧化钛(TiO2)的树脂。模制体130可透过如注入成形的方式包覆于金属板材100而得到成形体200。

[0046] 当模制体130包覆金属板材100之后，部分的模制体130会填补于贯穿孔结构120’以及分离区域106中。由于分离区域106具有上窄下宽的形状，以及贯穿孔结构120’中的第一部分122与第二部分124分别具有不同的宽度，且其内含有上宽下窄的鸟嘴结构126，因此，模制体130可以稳固地嵌合于分离区域106和贯穿孔结构120’之中。

[0047] 模制体130定义有凹陷部132于其内，使得后续的发光元件，如发光二极管芯片可以放置在凹陷部132内并与金属板材100接合。举例而言，部分的模制体130围绕于金属板材100的外缘而在其内定义出凹陷部132。模制体130凸出于金属板材100的部分具有上窄下宽的截面形状，使得凹陷部132具有上宽下窄的截面形状。于部分实施例中，凹陷部132至少部分位于贯穿孔结构120’上方，即凹陷部132在平面P上的正投影和贯穿孔结构120’在平面P上的正投影至少部分重叠。

[0048] 当模制体130包覆于金属板材100之后，金属板材100的一部分区块的上表面，如区块112a、114b的上表面会被模制体130所覆盖。如此一来，模制体130可以保护其下方的金属板材100，减少金属板材100裸露的表面积，进而降低金属板材100被高温或是硫化环境污染的问题。根据实验结果，导线架的初始反射率皆维持在90％以上，经硫化测试后的反射率可维持在初始反射率的96％以上，且经过高温循环烧测，如1008小时后无明显异常，效果良好。

[0049] 金属板材100的另一部分区块的上表面，如区块112b、114a的上表面未被模制体130所覆盖，这些裸露的金属板材100的区块112b、114a可在后续制程中作为导线架与发光元件，如发光二极管芯片焊接的位置。经加工后的金属板材100作为导线架，使得发光元件可透过金属板材100与外部电路连接。金属板材100可用以承载一或多个发光元件，对应的外引脚的数量也可以随着所乘载的发光元件的数量而加以变化，在此不再赘述。

[0050] 如前所述，由于模制体130是具有高反射率的树脂材料，因此，当发光元件设置在金属板材100上并与未被模制体130覆盖的区块112b、114a连接之后，发光元件所发出的光线可由模制体130以及未被模制体130覆盖的金属板材100共同反射向出光面发光。于部分实施例中，金属板材100除了预留作为发光元件的焊接位置之外，皆被模制体130所包覆，此时，具有高反射率的模制体130会作为主要的反射面。

[0051] 综上所述，本揭露所提供的导线架局部被模制体所包覆，减少了金属板材暴露于高温或是硫化环境的表面积。模制体部分填充于金属板材的贯穿孔结构中，而贯穿孔结构是由两道冲压制程所制作，其具有上宽下窄的的截面形状并且内含鸟嘴结构于其中，故可使得模制体牢固地嵌合于贯穿孔结构中。

[0052] 虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。