本申請是2012年6月13日申請的,申請號為“201210194908.1”,發明名稱為“發光二極管封裝結構及其制作方法”的中國發明專利申請的分案申請
本發明是有關于一種封裝結構及其制作方法,且特別是有關于一種發光二極管封裝結構及其制作方法。
背景技術:
發光二極管是一種由含有iii-ⅴ族元素的半導體材料所構成的發光元件,且發光二極管具有諸如壽命長、體積小、高抗震性、低熱產生及低功率消耗等優點,因此已被廣泛應用于家用及各種設備中的指示器或光源。近年來,發光二極管已朝多色彩及高亮度發展,因此其應用領域已擴展至大型戶外看板、交通號志燈及相關領域。在未來,發光二極管甚至可能成為兼具省電及環保功能的主要照明光源。
舉例而言,以目前高功率白光發光二極管的封裝方式大多數是采用藍光發光二極管并搭配黃色螢光粉的使用而成。白光發光二極管的所以發白光是因為其發光二極管芯片發出藍光,藍光通過黃色螢光粉后會被轉換成黃光,而被黃色螢光粉轉換成的黃光與沒被轉換的藍光即混合成白光。由于發光二極管所發出的藍光具有一定程度的指向性,這會使得以較大角度偏離光軸的藍光的光強度較弱,進而使得以較大角度偏離光軸的黃光的強度大于藍光的強度。如此一來,會使得照明燈具的照射范圍的邊緣產生黃暈。此外,采用藍光二極管并搭配黃色螢光粉的白光發光二極管往往在制程上會因為黃色螢光粉在芯片上分布不均,也使得其出射的白光外圍會分布一圈黃光,即黃暈現象(yellowishhalo),以致于影響白光發光二極管所發出的光的顏色均勻度。
因此,過去為了解決黃暈的問題通常會在螢光粉中添加增白劑來降低黃暈的發生,其中增白劑例如是白色微粒或是玻璃微粒,如此可以散射發光二極管的光束降低黃暈的程度。相對地,增白劑的添加卻往往會犧牲了發光二極管整體的出光效率,并且在演色性的表現上也無法產生任何提升的效果。
技術實現要素:
本發明提供一種發光二極管封裝結構,其可呈現出較佳的光學表現。
本發明提供一種發光二極管封裝結構的制作方法,用以制作上述的發光二極管封裝結構。
本發明提出一種發光二極管封裝結構,其包括一承載器、至少一個發光二極管芯片、一第一環形擋墻、一第二環形擋墻以及一螢光膠體。承載器具有一承載區以及一圍繞承載區的周邊區。發光二極管芯片配置于承載器的承載區內,且電性連接至承載器。第一環形擋墻配置于承載器的周邊區內,且圍繞發光二極管芯片。第二環形擋墻配置于第一環形擋墻的內側,且圍繞發光二極管芯片,其中所述第二環形擋墻的高度低于第一環形擋墻的高度。而,螢光膠體配置于承載器上且至少覆蓋發光二極管芯片與第二環形擋墻,其中所述螢光膠體包括至少一種螢光粉及至少一種膠體,而所述螢光粉分布于發光二極管芯片的表面上。
本發明另一實施例中,所述的第一環形擋墻與第二環形擋墻之間具有一間距,且在承載器上定義一凹槽,所述螢光膠體填充于凹槽。
本發明又一實施例中,所述的承載器與第一環形擋墻或第二環形擋墻一體成型。
本發明又一實施例中,所述的第一環形擋墻或第二環形擋墻為一不連續的環形擋墻。
本發明又一實施例中,所述的發光二極管封裝結構更包括多個條形擋墻。所述條形擋墻配置于承載器上且連接所述第二環形擋墻,其中所述條形擋墻與第二環形擋墻在承載器上定義出多個格子狀凹槽,而發光二極管芯片設置于所述格子狀凹槽內。
本發明提出另一種發光二極管封裝結構,其包括一承載器、多個發光二極管芯片、一環形擋墻、多個條形擋墻以及一螢光膠體。發光二極管芯片配置于承載器上,且電性連接至承載器。環形擋墻配置于承載器上,且圍繞發光二極管芯片。所述條形擋墻配置于承載器上且連接環形擋墻,其中條形擋墻與環形擋墻在承載器上定義出多個格子狀凹槽,而發光二極管芯片設置于格子狀凹槽內。螢光膠體配置于承載器上,且填充于格子狀凹槽中并至少覆蓋發光二極管芯片,其中螢光膠體包括至少一種螢光粉及至少一種膠體,且螢光粉分布于發光二極管芯片的表面上。
本發明又一實施例中,所述的多個條形擋墻彼此相連而定義出多個次環形擋墻,其中所述多個次環形擋墻配置于承載器上且其分別圍繞發光二極管芯片。
本發明又一實施例中,所述的環狀擋墻的高度與每一條形擋墻的高度相同。
本發明又一實施例中,所述的每一條形擋墻的高度低于環狀擋墻的高度。
本發明又一實施例中,所述的承載器與環形擋墻或條形擋墻一體成型。
本發明又一實施例中,所述的發光二極管芯片系透過倒裝焊技術與承載器電性連接。
本發明又一實施例中,所述的發光二極管芯片系透過打線接合技術與承載器電性連接。
本發明又一實施例中,所述的承載器的材質包括陶瓷、高分子聚合物或金屬。
本發明又一實施例中,所述的第一環形擋墻的材質與第二環形擋墻的材質包括硅、氧化硅、氮化硼、橡膠、有機高分子材料或金屬。
本發明提出一種發光二極管封裝結構的制作方法,其包括以下步驟。提供一承載器,其中承載器具有一承載區以及一圍繞承載區的周邊區。配置至少一個發光二極管芯片于承載器的承載區內,且發光二極管芯片電性連接至承載器。形成一第一環形擋墻于承載器的周邊區內。形成一第二環形擋墻于承載器的周邊區內,其中第二環形擋墻圍繞發光二極管芯片并設置于第一環形擋墻的內側,且第二環形擋墻的高度低于第一環形擋墻的高度。填充一螢光膠體于承載器上以至少覆蓋發光二極管芯片與第二環形擋墻,其中所述螢光膠體包括至少一種螢光粉及至少一種膠體混合而成,且螢光粉散布于膠體內。之后,進行一離心程序,以使螢光膠體中的螢光粉沉降于發光二極管芯片的表面上。最后,放置烤箱進行烘烤定形。
本發明另一實施例中,所述的第一環形擋墻與第二環形擋墻之間具有一間距,在承載器上定義一凹槽,且螢光膠體填充于凹槽。
本發明另一實施例中,所述的發光二極管封裝結構的制作方法,還包括:形成多個條形擋墻,配置于承載器上且連接第二環形擋墻,其中所述條形擋墻與第二環形擋墻在承載器上定義出多個格子狀凹槽,而所述發光二極管芯片設置于所述格子狀凹槽內。
本發明另一實施例中,所述的承載器與第一環形擋墻或第二環形擋墻一體成型。
本發明另一實施例中,所述的第一環形擋墻或第二環形擋墻為不連續的環形擋墻。
本發明再提出一種發光二極管封裝結構的制作方法,其包括以下步驟。提供一承載器。配置多個發光二極管芯片于承載器上,且發光二極管芯片電性連接至承載器。形成一環形擋墻于承載器上,其中環形擋墻圍繞發光二極管芯片。形成多個條形擋墻于承載器上,其中條形擋墻連接環形擋墻,且條形擋墻與環形擋墻在承載器上定義出多個格子狀凹槽,而發光二極管芯片設置于格子狀凹槽內。填充一螢光膠體于承載器的一承載區內,其中螢光膠體填滿格子狀凹槽且至少覆蓋發光二極管芯片,螢光膠體包括至少一種螢光粉及至少一種膠體混合而成,且螢光粉分散于膠體內。進行一離心程序以使螢光膠體中的螢光粉沉降于發光二極管芯片的表面上。最后,放置一烤箱進行一烘烤程序。
本發明另一實施例中,所述的條形擋墻彼此相連而定義出多個次環形擋墻,其中所述多個次環形擋墻配置于承載器上且其分別圍繞發光二極管芯片。
本發明另一實施例中,所述的填充螢光膠體于承載器的承載區的步驟,包括:將螢光膠體依序填入格子狀凹槽,使螢光膠體的一上表面與環狀擋墻的一頂面及每一條形擋墻的一頂面高度相同。
本發明另一實施例中,所述的填充螢光膠體于承載器的承載區的步驟,包括:將螢光膠體任意填入一部分的格子狀凹槽;以及進行一離心程序,以使螢光膠體向兩側流動以填滿格子狀凹槽,且螢光膠體覆蓋于每一條形擋墻的一頂面。
本發明另一實施例中,所述的承載器與環形擋墻或條形擋墻一體成型。
本發明另一實施例中,所述的環形擋墻為不連續的環形擋墻。
本發明另一實施例中,所述的發光二極管封裝結構的制作方法,其中配置每一發光二極管芯片于承載器上的方法系透過倒裝焊技術與承載器電性連接。
本發明另一實施例中,所述的發光二極管封裝結構的制作方法,其中配置每一發光二極管芯片于承載器上的方法系透過打線接合技術與承載器電性連接。
本發明另一實施例中,所述的承載器的材質包括陶瓷、高分子聚合物或金屬。
本發明另一實施例中,所述的第一環形擋墻的材質與第二環形擋墻的材質包括硅、氧化硅、氮化硼、橡膠、有機高分子材料或金屬。
基于上述,由于本發明的發光二極管封裝結構具有第一環形擋墻與第二環形擋墻的設計,且螢光膠體的螢光粉是分布至發光二極管芯片的表面上,因此可有效避免發光二極管封裝結構邊壁黃暈現象的發生且可有效提升整體的發光效率。
附圖說明
為讓本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂,以下結合附圖對本發明的具體實施方式作詳細說明,其中:
圖1a為本發明的一實施例的一種發光二極管封裝結構的剖面示意圖。
圖1b為圖1a的發光二極管封裝結構的俯視示意圖。
圖1c為本發明的另一實施例的一種發光二極管封裝結構的剖面示意圖。
圖1d為本發明的一實施例的一種發光二極管封裝結構的俯視示意圖。
圖2a為本發明的另一實施例的一種發光二極管封裝結構的剖面示意圖。
圖2b為圖2a的發光二極管封裝結構的俯視示意圖。
圖2c為本發明的另一實施例的一種發光二極管封裝結構的剖面示意圖。
圖3為本發明的一實施例的一種發光二極管封裝結構的制作方法的流程示意圖。
圖4a為本發明的另一實施例的一種發光二極管封裝結構的剖面示意圖。
圖4b為圖4a的發光二極管封裝結構的俯視示意圖。
圖4c為本發明的另一實施例的一種發光二極管封裝結構的剖面示意圖。
圖4d為本發明的另一實施例的一種發光二極管封結構的俯視示意圖。
圖5為本發明的另一實施例的一種發光二極管封裝結構的制作方法的流程示意圖。
主要元件符號說明:
100a、100b、100c、100d、100e、100f、100g、100h:發光二極管封裝結構
110、110a:承載器
112:承載區
114:周邊區
120a、120b:發光二極管芯片
125:導線
130a:第一環形擋墻
130b:次環形擋墻
130c:環形擋墻
131:頂面
132:頂表面
140a、140b:第二環形擋墻
140c、140d、140e:條形擋墻
141、143:頂面
150:螢光膠體
151:上表面
152:螢光粉
154:膠體
c、c’:格子狀凹槽
d:間距
h1、h2、h3、h4:高度
s10~s16、s20~s26:步驟
u:凹槽
具體實施方式
圖1a為本發明的一實施例的一種發光二極管封裝結構的剖面示意圖。圖1b為圖1a的發光二極管封裝結構的俯視示意圖。請同時參考圖1a與圖1b,在本實施例中,發光二極管封裝結構100a包括一承載器110、至少一個發光二極管芯片120a(圖1a與圖1b中僅示意地繪示一個)、一第一環形擋墻130a、一第二環形擋墻140a以及一螢光膠體150。
詳細來說,承載器110具有一承載區112以及一圍繞承載區112的周邊區114。此處,承載器110的材質例如是陶瓷、高分子聚合物、硅、碳化硅、絕緣材料或金屬,其中當承載器110的材質為金屬時,承載器110可為一銅基板或一金屬核心印刷電路板(metalcoreprintedcircuitboard,mcpcb),但并不以此為限。
發光二極管芯片120a配置于承載器110的承載區112內,且電性連接至承載器110。在本實施例中,發光二極管芯片120a系透過倒裝焊技術與承載器110電性連接。也就是說,本實施例的發光二極管封裝結構100為一表面粘著型態(surfacemounteddevicetype,smdtype)的發光二極管封裝結構。此處的發光二極管芯片120a是以藍光發光二極管芯片為舉例說明,但并不以此為限。
第一環形擋墻130a配置于承載器110的周邊區114內,且圍繞發光二極管芯片120a。第二環形擋墻140a配置第一環形擋墻130a的內側,亦位于承載器110的周邊區114內,且圍繞發光二極管芯片120。特別是,在本實施例中,第二環形擋墻140a設置于發光二極管芯片120a與第一環形擋墻130a之間,且第二環形擋墻140a的高度h2低于第一環形擋墻130a的高度h1。此外,第一環形擋墻130a的材質與第二環形擋墻140a的材質例如是硅、氧化硅、氮化硼、橡膠、有機高分子材料或金屬,其中第一環形擋墻130a的材質可與第二環形擋墻140a的材質相同或不同,于此并不加以限制。再者,本實施例的第一環形擋墻130a與第二環形擋墻140a皆具有不吸光且具有反射功能的特性。此處,第一環形擋墻130a與第二環形擋墻140a皆為一連續的環形擋墻。
螢光膠體150配置于承載器110上且至少覆蓋發光二極管芯片120a與第二環形擋墻140a。特別是,本實施例的螢光膠體150包括至少一種螢光粉152及至少一種膠體154,也就是說,本實施例的螢光膠體150是由至少一種螢光粉152與至少一種膠體154混合而成,其中螢光粉152分布于發光二極管芯片120a的表面上。此處,螢光粉152例如是黃色螢光粉、紅色螢光粉、綠色螢光粉或以上螢光粉任意組合,但并不以此為限。此外,螢光膠體150中亦可添加光擴散劑(未繪示)來調整發光二極管封裝結構100a所發出的光的顏色或均勻度等光學效果。
更具體來說,在本實施例中,如圖1a所示,第二環形擋墻140a與第一環形擋墻130a之間具有一間距d,且在承載器110上定義出一凹槽u。本實施例中,螢光膠體150填充于凹槽u,且螢光粉152分布于凹槽u的底面及第二環形擋墻140a的頂表面。
由于本實施例的發光二極管封裝結構100a具有第一環形擋墻130a與第二環形擋墻140a的設計,且螢光膠體150的螢光粉152分布于發光二極管芯片120a的表面上,又部分螢光粉152分布于凹槽u的底面及第二環形擋墻140a的頂表面。因此,發光二極管芯片120a的周圍(即承載器110的周邊區114)不會聚集過多的螢光粉152,即可減少承載器110的周邊區114內的閑置空間,以使較多的螢光粉152分布于發光二極管芯片120a的表面上。故,當具有指向性的發光二極管芯片120a所發出的色光(例如是藍光或紫外光)照射至分布于其上的螢光粉152,以激發螢光粉152發出色光(例如是黃光或紅光),并與發光二極管芯片120a所發出的色光(例如是藍光或紫外光)相混合時,可有效避免周邊區114堆疊較多的螢光粉152受到發光二極管芯片120a激發而產生黃暈現象。
再者,由于第一環形擋墻130a與第二環形擋墻140a皆具有不吸光且具有反射功能的特性,因此當發光二極管芯片120a所發出的色光(例如是藍光)照射至分布于凹槽u內的螢光粉152時,第一環形擋墻130a與第二環形擋墻140a可使色光產生反射及散射現象,進而使反射色光及散射色光照射至承載區112內,可有效提高發光二極管封裝結構100a的出光亮度。簡言之,本實施例的發光二極管封裝結構100a可呈現較佳的光學表現。
值得一提的是,本實施例并不限定發光二極管芯片120a與承載器110的連接形態,雖然此處所提及的發光二極管芯片120a具體化為透過倒裝焊的方式與承載器110電性連接。但是,于其他實施例中,請參考圖1c,發光二極管封裝結構100b的發光二極管芯片120b亦可透過多條導線125以打線接合的方式與承載器110電性連接,此仍屬于本發明可采用的技術方案,不脫離本發明所欲保護的范圍。再者,雖然于本實施例中承載器110、第一環形擋墻130a及第二環形擋墻140a為各自獨立的元件,但于其他未繪示的實施例中,承載器110與第一環形擋墻130a亦可為一體成型的結構,其中承載器110的材質與第一環形擋墻130a的材質例如皆采用金屬;或者是,承載器110與第二環形擋墻140a為一體成型的結構,其中承載器110的材質以及第二環形擋墻140a的材質例如皆采用金屬。
雖然本實施例的第二環形擋墻140a的形態與第一環形擋墻130a的形態相同,皆為一連續的環形擋墻。但,于其他實施例中,請參考圖1d,發光二極管封裝結構100c的第二環形擋墻140b亦可為一不連續的環形擋墻,而第一環形擋墻130a在相同概念下,亦可為一不連續的環形擋墻(未繪示),此仍屬于本發明可采用的技術方案,不脫離本發明所欲保護的范圍。此外,于其他未繪示的實施例中,本領域的技術人員當可參照上述實施例的說明,依據實際需求,而選用上述元件、元件的材質、元件的型態及其配置方式,以達到所需的技術效果。
圖2a為本發明的另一實施例的一種發光二極管封裝結構的剖面示意圖。圖2b為圖2a的發光二極管封裝結構的俯視示意圖。本實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容,其中采用相同的標號來表示相同或近似的元件,并且省略了相同技術內容的說明。關于省略部分的說明可參照前述實施例,本實施例不再重復贅述。
請同時參考圖2a與圖2b,圖2a與圖2b的發光二極管封裝結構100d與圖1a及圖1b的發光二極管封裝結構100a相似,其不同之處在于:圖2a與圖2b的發光二極管封裝結構100d包括多個發光二極管芯片120a,其中這些發光二極管芯片120a是透過倒裝焊技術與承載器110電性連接。此處的發光二極管封裝結構100d例如是一芯片-電路板接合(chiponboard,cob)型態的發光二極管封裝結構。此外,螢光膠體150的螢光粉152是分布于這些發光二極管芯片120a的表面上、這些發光二極管芯片120a之間的間隙內。當然,如圖2a所示,螢光膠體150亦可填充于于承載器110上所定義的凹槽u,且螢光粉152分布于凹槽u內及第二環形擋墻140a的頂表面。
由于本實施例的發光二極管芯片120a是采用倒裝焊技術與承載器110電性連接,可節省多個發光二極管芯片120a間預留的打線區域,因此在單位面積下可于承載器110上配置較多的發光二極管芯片120a,即可配置較多的芯片數量,可有效提高發光二極管封裝結構100d的出光亮度。再者,由于本實施例的發光二極管封裝結構100a具有第一環形擋墻130a與第二環形擋墻140a的設計,且螢光膠體150的螢光粉152是分布于所述發光二極管芯片120a的表面上與各芯片120a之間的間隙內,以及第二環形擋墻140a的頂表面與第一環形擋墻130a與第二環形擋墻140a之間的間隙內。因此,所述發光二極管芯片120a的周圍(即承載器110的周邊區114)不會聚集過多的螢光粉152,不但可減少承載器110的周邊區114內的閑置空間,更由于第一環形擋墻130a與第二環形擋墻140a皆具有不吸光且具有反射功能的特性,故第二環形擋墻140a的頂表面及第一環形擋墻130a與第二環形擋墻140a之間的間隙內所聚集的螢光粉152不易受到發光二極管芯片120a的激發,可有效避免周邊區114產生黃暈現象。
此外,由于第一環形擋墻130a與第二環形擋墻140a皆具有不吸光且具有反射功能的特性,因此反射及散射所述發光二極管芯片120a所產生的色光至承載區112內,可有效提高發光二極管封裝結構100d的出光亮度。簡言之,本實施例的發光二極管封裝結構100d可呈現較佳的光學表現。
值得一提的是,本實施例并不限定所述發光二極管芯片120a與承載器110的連接形態,雖然此處所提及的所述發光二極管芯片120a具體化為透過倒裝焊的方式與承載器110電性連接。但,于其他實施例中,請參考圖2c,發光二極管封裝結構100e的所述發光二極管芯片120b亦可透過多條導線125以打線接合的方式與承載器110電性連接,此仍屬于本發明可采用的技術方案,不脫離本發明所欲保護的范圍。
此外,雖然于本實施例中承載器110、第一環形擋墻130a及第二環形擋墻140a為各自獨立的元件,但于其他未繪示的實施例中,承載器110與第一環形擋墻130a亦可為一體成型的結構,其中承載器110的材質與第一環形擋墻130a的材質例如皆采用金屬;或者是,承載器110及第二環形擋墻140a亦可為一體成型的結構,其中承載器110的材質以及第二環形擋墻140a的材質例如皆采用金屬。
雖然本實施例的圖2b所示的第二環形擋墻140a的形態與第一環形擋墻130a的形態相同,即皆為一連續的環形擋墻。但,于其他未繪示的實施例中,第二環形擋墻亦可為一不連續的環形擋墻(請參考如圖1d所示),而第一環形擋墻130a在相同概念下,亦可為一不連續的環形擋墻(未繪示),此仍屬于本發明可采用的技術方案,不脫離本發明所欲保護的范圍。
以上僅介紹本發明的發光二極管封裝結構100a、100b、100c、100d、100e的結構,并未介紹本發明的發光二極管封裝結構100a、100b、100c、100d、100e的制作方法。對此,以下將以一實施例來詳細說明發光二極管封裝結構100a、100b、100c、100d、100e的結構的制作方法。
圖3為本發明的一實施例的一種發光二極管封裝結構的制作方法的流程示意圖。請參考圖3,并同時配合參考圖1a至1d及圖2a至2c的圖式。
依照本實施例的發光二極管封裝結構的制作方法,首先,步驟s10,提供一承載器110,其中承載器110具有一承載區112以及一圍繞承載區112的周邊區114。此處,承載器110的材質例如是陶瓷、高分子聚合物、硅、碳化硅、絕緣材料或金屬,其中當承載器110的材質為金屬時,承載器110可為一銅基板或一金屬核心印刷電路板(metalcoreprintedcircuitboard,mcpcb),但并不以此為限。
接著,步驟s11,配置至少一個發光二極管芯片120a(或120b)于承載器110的承載區112內,且發光二極管芯片120a(或120b)電性連接至承載器110。此處,發光二極管芯片120a(或120b)是透過倒裝焊(或打線接合)技術與承載器110電性連接。
接著,步驟s12,形成一第一環形擋墻130a于承載器110的周邊區114內。
接著,步驟s13,形成一第二環形擋墻140a(或140b)于承載器110的周邊區114內。特別是,第二環形擋墻140a(或140b)圍繞發光二極管芯片120a(或120b)并設置于第一環形擋墻130a的內側,亦于發光二極管芯片120a(或120b)與第一環形擋墻130a之間。第二環形擋墻140a(或140b)的高度h2低于第一環形擋墻130a的高度h1。此處,更具體來說,第二環擋墻140a(或140b)與第一環形擋墻130a之間具有一間距d,且在承載器110上定義出凹槽u。第一環形擋墻130a的材質與第二環形擋墻140a(或140b)的材質具有不吸光且具有反射功能的特性,例如是硅、氧化硅、氮化硼、橡膠、有機高分子材料或金屬,其中第一環形擋墻130a的材質可與第二環形擋墻140a(或140b)的材質相同或不同,于此并不加以限制。本實施例中,第一環形擋墻130a與第二環形擋墻140a(或140b)可為一連續的環形擋墻,亦可以非連續的環形擋墻作改變。
需說明的是,在本實施例中并不限定第一環形擋墻130a與第二環形擋墻140a(或140b)的形成順序。也就是說,可先形成第一環形擋墻130a后,再形成第二環形擋墻140a(或140b);或者是,第一環形擋墻130a與承載器110一體成型后,再形成第二環形擋墻140a(或140b)于承載器110上;或者是,先形成第二環形擋墻140a(或140b)后,再形成第一環形擋墻130a,于此并不加以限制。此外,形成第一環形擋墻130a與第二環形擋墻140a(或140b)的方法可包括透過點膠機(未繪示)來進行點膠程序(此時,第一環形擋墻130a與第二環形擋墻140a(或140b)的材質例如是橡膠)或是透過光刻、蝕刻及電鍍程序來形成(此時,第一環形擋墻130a與第二環形擋墻140a(或140b)的材質例如是金屬)。
之后,步驟s14,填充一螢光膠體150于承載器110上以至少覆蓋發光二極管芯片120a(或120b)與第二環形擋墻140b,其中螢光膠體150包括至少一種螢光粉152及至少一種膠體154混合而成,且螢光粉152散布于膠體154內。需說明的是,填充螢光膠體150的方法例如是透過點膠機(未繪示)來進行點膠程序。為了避免點膠的過程中,螢光膠體150中的螢光粉152沉淀速度不一致,因此通常會于螢光膠體150中摻雜有抗沉淀劑,例如二氧化硅(sio2)(未繪示)。再者,螢光膠體150中亦可添加有一光擴散劑(未繪示)來調整發光二極管封裝結構100a所發出的光的顏色或均勻度等光學效果。
接著,步驟s15,進行一離心程序以使螢光膠體150中的螢光粉152沉降至發光二極管芯片120(或120b)的表面上。此處,進行離心程序是采用離心機(未繪示)來實現,透過離心機的離心力將分散于膠體154內的螢光粉152分布于發光二極管芯片120(或120b)的表面上,可使螢光粉152平均分布于發光二極管芯片120(或120b)的表面,而避免螢光粉152囤積的厚度不均一,而影響光學效果,或因過多的螢光粉152囤積至承載器110的周邊區114而產生邊壁黃暈現象。當然,于離心程序的過程中,螢光粉152亦可能因為離心力的關系而填充于凹槽u內。
最后,步驟s16,放置一烤箱進行一烘烤程序以固化螢光膠體150,而完成發光二極管封裝結構100a、100b、100c、100d、100e的制作。
由于本實施例是先進行完離心程序后,即已使螢光膠體150中的螢光粉152分布于發光二極管芯片120(或120b)的表面上,才進行烘烤程序。相較于已知填充完螢光膠體后即進行烘烤程序而言,本實施例的發光二極管封裝結構100a、100b、100c、100d、100e的色度座標不易偏移或增大(拉長),即可較為集中,可具有較佳的色度表現。此外,透過離心程序亦可將螢光膠體150中的氣泡脫離,而使所形成的發光二極管封裝結構100a、100b、100c、100d、100e具有較佳的光學表現。
圖4a為本發明的另一實施例的一種發光二極管封裝結構的剖面示意圖。圖4b為圖4a的發光二極管封裝結構的俯視示意圖。本實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容,其中采用相同的標號來表示相同或近似的元件,并且省略了相同技術內容的說明。關于省略部分的說明可參照前述實施例,本實施例不再重復贅述。
請同時參考圖4a與圖4b,本實施例的發光二極管封裝結構100f包括一承載器110a、多個發光二極管芯片120a、一環形擋墻130c、多個條形擋墻140c以及一螢光膠體150。承載器110a的材質例如是陶瓷、高分子聚合物或金屬,其中當承載器110a的材質為金屬時,承載器110a可為一銅基板或一金屬核心印刷電路板(metalcoreprintedcircuitboard,mcpcb),但并不以此為限。本實施例中,發光二極管芯片120a配置于承載器110a上且電性連接至承載器110a,其中發光二極管芯片120a是透過倒裝焊技術與承載器110a電性連接。環形擋墻130c配置于承載器110a上且圍繞發光二極管芯片120a。
條形擋墻140c配置于承載器110a上且連接環形擋墻130c,其中條形擋墻140c與環形擋墻130c在承載器110a上定義出多個格子狀凹槽c,而發光二極管芯片120a分別設置于格子狀凹槽c內。于另一實施例中,請參考圖4d,發光二極管封裝結構100h的條形擋墻140e亦可為彼此相連而定義出多個次環形擋墻130b,次環形擋墻130b配置于承載器110a上且其分別圍繞各個發光二極管芯片120a,而定義出多個格子狀凹槽c’。請再參考圖4a與圖4b,螢光膠體150配置于承載器110a上,且填充于格子狀凹槽c中并至少覆蓋發光二極管芯片120a,其中螢光膠體150包括至少一種螢光粉152及至少一種膠體154,且螢光粉152分布于發光二極管芯片120a的表面上。更具體來說,在本實施例中,環狀擋墻130c的高度h3與每一條形擋墻140c的高度h4實質上相同,其中所述條形擋墻140c是由連續的條形擋墻(即圖4b中縱軸方向的擋墻)與不連續的條形擋墻(即圖4b中橫軸方向的擋墻)所組成,但并不以此為限。環形擋墻130c的材質與每一條形擋墻140c的材質例如是硅、氧化硅、氮化硼、橡膠、有機高分子材料或金屬。
由于本實施例的發光二極管芯片120a是采用倒裝焊技術與承載器110a電性連接,可節省多個發光二極管芯片120a間預留的打線區域,因此在單位面積下可于承載器110a上配置較多的發光二極管芯片120a,即可配置較多的芯片數量,可有效提高發光二極管封裝結構100h的出光亮度。再者,由于本實施例的發光二極管封裝結構100f具有環形擋墻130c及所述條形擋墻140c的搭配設計,因此可減少承載器110a上的閑置空間,而減少過多螢光粉152堆積于環形擋墻130c及條形擋墻140c之間的間隙,使其不易受到發光二極管芯片120a的激發,故可有效避免邊壁產生黃暈現象。此外,由于本實施例的環形擋墻130c及所述條形擋墻140c具有不吸光且具有反射功能的特性,因此可反射及散射所述發光二極管芯片120a所產生的色光,可有效提高發光二極管封裝結構100h的出光亮度。簡言之,本實施例的發光二極管封裝結構100h可呈現較佳的光學表現。
值得一提的是,本實施例并不限定所述發光二極管芯片120a與承載器110a的連接形態,雖然此處所提及的所述發光二極管芯片120a具體化為透過倒裝焊的方式與承載器110a電性連接。但,于其他未繪示的實施例中,發光二極管封裝結構的所述發光二極管芯片亦可透過打線接合的方式與承載器電性連接,此仍屬于本發明可采用的技術方案,不脫離本發明所欲保護的范圍。再者,雖然于本實施例中承載器110a、環形擋墻130c及條形擋墻140c為各自獨立的元件,但于其他未繪示的實施例中,承載器110a與環形擋墻130c亦可為一體成型的結構,其中承載器110a的材質與第一環形擋墻130c的材質例如皆采用金屬;或者是,承載器110a及所述條形擋墻140c亦可為一體成型的結構,其中承載器110a的材質以及所述條形擋墻140c的材質例如皆采用金屬。此外,雖然本實施例的所述條形擋墻140c的高度h4實質上與環形擋墻130c的高度h3相同,但于其他實施例中,請參考圖4c,發光二極管封裝結構100g的每一條形擋墻140d的高度h5亦可低于環狀擋墻130a的高度h3,此仍屬于本發明可采用的技術方案,不脫離本發明所欲保護的范圍。另外,于其他未繪示的實施例中,本領域的技術人員當可參照上述實施例的說明,依據實際需求,而選用上述元件、元件的材質、元件的型態及其配置方式,以達到所需的技術效果。
以上僅介紹本發明的發光二極管封裝結構100h、100i的結構,并未介紹本發明的發光二極管封裝結構100h、100i的制作方法。對此,以下將以一實施例來詳細說明發光二極管封裝結構100h、100i的結構的制作方法。
圖5為本發明的另一實施例的一種發光二極管封裝結構的制作方法的流程示意圖。請參考圖5,并同時配合參考圖4a至4c的圖式。依照本實施例的發光二極管封裝結構的制作方法,首先,步驟s20,提供一承載器110a。此處,承載器110a的材質例如是陶瓷、高分子聚合物或金屬,其中當承載器110a的材質為金屬時,承載器110a可為一銅基板或一金屬核心印刷電路板(metalcoreprintedcircuitboard,mcpcb),但并不以此為限。
接著,步驟s21,配置多個發光二極管芯片120a于承載器110上,且所述發光二極管芯片120a電性連接至承載器110a。此處,這些發光二極管芯片120a是透過倒裝焊技術與承載器110a電性連接。當然,于其他未繪示的實施例中,這些發光二極管芯片是透過打線接合技術與承載器電性連接。
接著,步驟s22,形成一環形擋墻130c于承載器110a上,其中環形擋墻130c圍繞發光二極管芯片120a。
接著,步驟s23,形成多個條形擋墻140c(或140d)于承載器110a上。條形擋墻140c(或140d)連接環形擋墻130c,且條形擋墻140c(或140d)與環形擋墻130c在承載器110a上定義出多個格子狀凹槽c,而發光二極管芯片120a設置于格子狀凹槽c內。此處,條形擋墻140c(或140d)的高度h4(或h5)相同于(或低于)環形擋墻130c的高度h3。環形擋墻130c的材質與條形擋墻140c(或140d)的材質具有不吸光且具有反射功能的特性,例如是硅、氧化硅、氮化硼、橡膠、有機高分子材料或金屬。本實施例中,環形擋墻130c的材質可與條形擋墻140c(或140d)的材質相同或不同,于此并不加以限制。此處,環形擋墻130c為一連續的環形擋墻,而條形擋墻140c(或140d)可連續的條形擋墻與非連續的條形擋墻的組合。
需說明的是,在本實施例中并不限定環形擋墻130c與條形擋墻140c(或140d)的形成順序。也就是說,可先形成環形擋墻130c后,再形成條形擋墻140c(或140d);或者是,環形擋墻130c與承載器110a一體成型后,再形成條形擋墻140c(或140d)于承載器110a上;或者是,先形成條形擋墻140c(或140d)與承載器110a一體成型后,再形成環形擋墻130c,于此并不加以限制。此外,形成環形擋墻130c與條形擋墻140c(或140d)的方法可包括透過點膠機(未繪示)來進行點膠程序(此時,環形擋墻130c與條形擋墻140c(或140d)的材質例如是橡膠)或是透過光刻、蝕刻及電鍍程序來形成(此時,環形擋墻130c與條形擋墻140c(或140d)的材質例如是金屬)。
之后,步驟s24,填充一螢光膠體150于承載器110a的一承載區(即配置發光二極管芯片120a的區域)上內,其中螢光膠體150填滿格子狀凹槽c且至少覆蓋發光二極管芯片120a。螢光膠體包150括至少一種螢光粉152及至少一種膠體154混合而成,且螢光粉152散布于膠體154內。需說明的是,填充螢光膠體150的方法例如是透過點膠機(未繪示)來進行點膠程序。為了避免點膠的過程中,螢光膠體150中的螢光粉152沉淀速度不一致,因此通常會于螢光膠體150中摻雜有抗沉淀劑,例如二氧化硅(sio2)(未繪示)。再者,螢光膠體150中亦可填加有一光擴散劑(未繪示)來調整發光二極管封裝結構100a所發出的光的顏色或均勻度等光學效果。
更具體來說,在本實施例中,當這些條形擋墻140c的高度h4相同于環形擋墻130c的高度h3時,填充螢光膠體150于承載器110a的承載區的步驟,可包括:將螢光膠體150依序填入格子狀凹槽c,使螢光膠體150的一上表面151與環狀擋墻130a的一頂面131及每一條形擋墻140a的一頂面141高度相同,請參考圖4a。于另一實施例中,當這些條形擋墻140d的高度h5低于環形擋墻130c的高度h3時,填充螢光膠體150于承載器110a的承載區的步驟,包括:將螢光膠體150任意填入一部分的格子狀凹槽c,接著直接進行后續步驟s23的離心程序,以使螢光膠體150向兩側流動以填滿格子狀凹槽c,且螢光膠體150覆蓋于每一條形擋墻140d的一頂面143,請參考圖4c。
接著,步驟s25,進行一離心程序以使螢光膠體150中的螢光粉152沉降于這些發光二極管芯片120a的表面上。此處,進行離心程序是采用離心機(未繪示)來實現,透過離心機的離心力將分散于膠體154內的螢光粉152沉降于這些發光二極管芯片120的表面上,可避免過多的螢光粉152囤積至承載器110a的閑置空間上而產生邊壁黃暈現象。
最后,步驟s26,放置一烤箱進行一烘烤程序以固化螢光膠體150,而完成發光二極管封裝結構100f、100g、100h、100i的制作。
由于本實施例是先進行完離心程序后,即已使螢光膠體150中的螢光粉152分布于這些發光二極管芯片120a的表面上,才進行烘烤程序。相較于已知填充完螢光膠體后即進行烘烤程序而言,本實施例的發光二極管封裝結構100f、100g、100h、100i的色度座標不易偏移或增大(拉長),即可較為集中,可具有較佳的色度表現。再者,當環形擋墻130c與這些條狀擋墻140c具有相同的高度時,于進行離心程序時,可有效避免凹膠的現象產生。此外,透過離心程序亦可將螢光膠體150中的氣泡脫離,而使所形成的發光二極管封裝結構100f、100g、100h、100i具有較佳的光學表現。
綜上所述,本發明的發光二極管芯片可采用倒裝焊技術與承載器電性連接,因此在單位面積下可于承載器上配置較多的發光二極管芯片,即具有較多的芯片數量,可有效提高發光二極管封裝結構的出光亮度。再者,由于本實施例的發光二極管封裝結構具有第一環形擋墻與第二環形擋墻的搭配設計、環形擋墻、環形擋墻與條形擋墻的搭配設計,且螢光膠體的螢光粉是分布于發光二極管芯片的表面上。因此,發光二極管封裝結構的周邊不會聚集過多的螢光粉,即可減少承載器上的閑置空間,以使較多的螢光粉分布于發光二極管芯片的表面上,故可有效避免邊壁產生黃暈現象。此外,由于第一環形擋墻、第二環形擋墻、環形擋墻及條形擋墻皆具有不吸光且具有反射功能的特性,因此可反射及散射發光二極管芯片所產生的色光,可有效提高發光二極管封裝結構的出光亮度。簡言之,本發明的發光二極管封裝結構可呈現較佳的光學表現。
此外,本發明是透過離心機的離心力將分散于螢光膠體的膠體內的螢光粉沉降至發光二極管芯片的表面上,如此一來,螢光粉可平均分布于發光二極管芯片的表面,而避免螢光粉囤積分布的厚度不均一,而影響光學效果,或因過多的螢光粉囤積至承載器的閑置空間而產生邊壁黃暈現象。再者,由于本實施例是先進行完離心程序后,即已使螢光膠體中的螢光粉分布于發光二極管芯片的表面上,才進行烘烤程序。相較于已知填充完螢光膠體后即進行烘烤程序而言,本發明的發光二極管封裝結構的色度座標不易偏移或增大(拉長),即可較為集中,可具有較佳的色度表現。此外,當環形擋墻與條狀擋墻具有相同的高度時,于進行離心程序時,可有效避免凹膠的現象產生。另外,透過離心程序亦可將螢光膠體中的氣泡脫離,而使所形成的發光二極管封裝結構具有較佳的光學表現。
值得一提的是,在上述本實施例中,擋墻可為一封閉環狀或一非封閉環狀,其中封閉環狀例如是四邊形、圓形、橢圓形、蛋形、星形或其他多邊形,而非封閉環狀例如是弧形、線形或隨機變化曲線形。特別是,擋墻的形狀可對應發光二極管芯片的外型,意即擋墻的形狀與發光二極管的外型共形(conformal)設置。
在上述實施例中,第一環形擋墻為一連續的環形擋墻,高度可以是等高或不等高變化。
在上述實施例中,第二環形擋墻為一連續的環形擋墻,高度可以是等高或不等高變化。
在上述實施例中,第一環形擋墻可以是不連續的環形擋墻,高度可以是等高或不等高變化。在一實施例中,第二環形擋墻可以是不連續的環形擋墻,高度可以是等高或不等高變化。
在上述實施例中,第一環形擋墻可以是反射材料,或者是非反射材料表面涂布反射材料。
在上述實施例中,第二環形擋墻可以是反射材料,或者是非反射材料表面涂布反射材料。
在上述實施例中,螢光粉濃度分布狀況會隨著發光二極管芯片高度、第一環形擋墻高度、第二環形擋墻高度、發光二極管芯片及第一環形擋墻之間距離、第一環形擋墻及第二環形擋墻之間距離而變化。
在上述實施例中,螢光粉濃度由螢光膠體表面往發光二極管芯片表面逐漸增加或減少。
在上述實施例中,螢光粉濃度由發光二極管芯片表面往發光二極管芯片側面逐漸增加或減少。
在上述實施例中,當螢光粉濃度由螢光膠體表面往發光二極管芯片表面逐漸增加或減少時,螢光粉濃度由發光二極管芯片表面往發光二極管芯片側面逐漸增加或減少。
雖然本發明已以較佳實施例揭示如上,然其并非用以限定本發明,任何本領域技術人員,在不脫離本發明的精神和范圍內,當可作些許的修改和完善,因此本發明的保護范圍當以權利要求書所界定的為準。