CN101533886B - 发光模块的封装方法 - Google Patents

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Abstract

一种发光模块的封装方法适用于具有上模具与下模具的压模机构。其中，上模具的表面具有模穴。此封装方法首先将荧光薄膜设置于上模具具有模穴的表面上。然后，将胶体形成于荧光薄膜上。接着，将基板置于胶体上，且基板具有发光芯片的一侧接触胶体。然后，由上模具与下模具热压合基板、胶体和荧光薄膜，以形成具有至少一发光组件的发光模块。压合后，将发光模块自上模具和下模具上脱离。于此，通过荧光薄膜使荧光粉均匀分布于发光组件的出光表面上，可避免荧光粉受热衰减并提高制程速度。

Description

发光模块的封装方法
【技术领域】
本发明是关于一种封装方法，特别是一种发光模块的封装方法。
【背景技术】
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)属于一种化合物半导体组件，其主要以III-V族元素所组成。发光二极管具备驱动电压低、寿命长、耗电量低、反应速度快、安全性高(发光二极管为冷性发光，所产生的热相对较少)等特性。
目前的白光发光二极管大多是以紫外光(UV)芯片或蓝光芯片来与荧光粉搭配而成的。以具有蓝光芯片的白光发光二极管为例，主要是在蓝光芯片的外围填充混有黄光荧光粉的透明胶，利用蓝光芯片所发出的蓝色光激发蓝光芯片外围的黄光荧光粉来产生黄色光。由于蓝光芯片所发出的蓝色光有一部分会穿通过混有黄光荧光粉的透明胶，因此通过蓝光芯片所发出的蓝色光配合上黄光荧光粉所发出的黄色光，即可形成蓝黄混合的二波长的白光。
压模制程是将发光芯片置入具有混有荧光粉的透明胶的模穴内，然后再将模穴加热以固化透明胶。其中，在制程过程中，混于透明胶中的荧光粉会受重力影响而逐渐下沉至模穴底部，而不是均匀分布于透明胶内，因此会使所形成的白光发光二极管所发出的白光均匀度控制不易、良率不佳。
点胶制程是将先行将发光芯片固晶打线于碗杯状结构的内底座上，再将混有荧光粉的透明胶注入碗杯状结构内，最后固化透明胶。其中，于透明胶的固化过程中，混于透明胶中的荧光粉亦会因重力影响而逐渐下沉至碗杯状结构底部并部分覆盖在发光芯片上，而不是均匀分布于透明胶中。由于发光芯片正面出光强度较强且荧光粉数量较少，而发光芯片侧面出光强度较弱且荧光粉数量较多，因此会使所形成的白光发光二极管所发出的白光偏蓝且有黄晕现象。同时，因为荧光粉部分覆盖在发光芯片上容易因为发光芯片的高热而使得荧光粉的寿命减少。
【发明内容】
本发明提供一种发光模块的封装方法，用以避免无法均匀分布荧光粉导致所形成的白光发光二极管所发出的白光均匀度控制不易且良率不佳的问题。
本发明提供一种发光模块的封装方法，适用于具有上模具与下模具的压模机构。其中，上模具朝向下模具的表面具有模穴。发光模块的封装方法包含有：
首先，设置荧光薄膜于上模具具有模穴的表面。
接着，形成胶体于荧光薄膜相对于上模具的另一表面，其中胶体覆盖荧光薄膜对应于每一该模穴的位置。
然后，设置基板于胶体相对于荧光薄膜的另一侧，其中基板具有发光芯片，发光芯片对应于模穴并接触胶体。
接着，以上模具与下模具热压合基板、胶体和荧光薄膜，以使胶体硬化并藉胶体而将基板和荧光薄膜相互接合而形成发光模块。
最后，将发光模块自上模具和下模具上脱离。
前述发光模块被形成后，发光模块在对应每个模穴位置均形成一个发光组件。此发光组件包含了与模穴对应的发光芯片、胶体与荧光薄膜。
本发明的封装方法另包含：于荧光薄膜设置于上模具具有模穴的一侧上的步骤后，通过模穴上的通孔进行抽气，以吸引荧光薄膜接触于每一模穴的内壁。
在前述将发光模块自上模具和下模具脱离的步骤后，更包含切割发光模块以分离发光组件的步骤或再次加热脱离后的发光模块的步骤。
在前述设置荧光薄膜于上模具的步骤之前，更包含设置离形膜于上模具，以使得离形模位于上模具与荧光薄膜之间。
本发明通过上述方法，即可使每个发光组件都具有厚度一致的荧光薄膜。由于荧光薄膜内的荧光粉均匀分布，因此，当发光组件发出光线时，即可得到均匀的光色，亦避免黄晕现象。此外，藉本发明的方法，亦使得制程较为简单快速。
有关本发明的特征与实作，以下配合图标作最佳实施例详细说明如下。
【附图说明】
图1A-1G为本发明第一实施例的发光模块的封装方法流程示意图；
图2为本发明的基板固晶打线流程图；
图3A-3G为本发明第二实施例的发光模块的封装方法流程图；以及
图4A-4G为本发明第三实施例的发光模块的封装方法流程图。
【主要组件符号说明】
20..............荧光薄膜
20a.............表面
20b.............表面
21..............透明薄膜
22..............荧光粉
24..............黏着层
30..............胶体
31..............扩散粒子
40..............基板
41..............表面
50..............发光芯片
60..............接合线
70..............发光模块
71..............发光组件
80..............离形膜
100.............上模具
200.............下模具
110.............表面
120.............膜穴
121.............通孔
122.............内壁
【具体实施方式】
「图1A」、「图1B」、「图1C」、「图1D」、「图1E」、「图1F」与「图1G」为本发明第一实施例的发光模块的封装方法的流程示意图。
本实施例的发光模块的封装方法可适用于具有上模具100与下模具200的压模机构，其中上模具100的表面110具有一个以上的模穴120。
模穴120被配置在上模具100朝向下模具200的表面110。上模具100另具有多个通孔121。通孔121则与模穴120呈一对一配置，并连通模穴120。
请参照「图1A」，依据本发明发光模块的封装方法第一实施例，其首先，将荧光薄膜20设置于上模具100具有模穴120的表面110上(步骤一)。接着，请参照「图1B」。为使荧光薄膜20能更佳地贴合于膜穴120的内壁122，因此，在步骤一后可以通过模穴120上的通孔121抽取模穴120内的气体，荧光薄膜20被吸附并接触于每一模穴120的内壁122。
其中，模穴120的位置可随模穴120的形状或上模具100的设计而变换。
荧光薄膜20可包括有透明薄膜21及荧光粉22，荧光粉22混合于透明薄膜21中。较佳的实施方式为，荧光粉22均匀散布在透明薄膜21中。请参照「图1C」，于步骤一后，将胶体30注入于荧光薄膜20相对于上模具100的表面20b上，形成胶体30于荧光薄膜20相对于上模具100的另一表面20b(步骤二)。亦即，由于荧光薄膜20受到吸力而使荧光薄膜20的表面20a接触于模穴120的内壁122，因此将胶体30往上模具100的表面110注入时，会注入于荧光薄膜20相对表面20a的另一表面20b上。
在注入胶体30时，可于对应模穴120中的模穴120的位置来持续注入胶体30于荧光薄膜20的表面20b上。注入胶体30的动作可持续至胶体30扩散至荧光薄膜20的整个表面20b且填满荧光薄膜20因为模穴120的形状而形成的凹槽。
其中，上述的胶体30内可具有多个扩散粒子31，以在光线通过时具有将光线扩散的效果。
请参照「图1D」，于步骤二后，将具有发光芯片50的基板40设置于胶体30相对于荧光薄膜20的另一侧上，亦即，将具有发光芯片50的基板40设置于位于荧光薄膜20的表面20b上的胶体30上。其中，基板40上具有发光芯片50的一侧的表面41可接触于胶体30，且发光芯片50的位置可对应于模穴120的位置(步骤三)。
前述基板40具有一个以上的发光芯片50，且每一发光芯片50设置于基板40的表面41上。其中，每一发光芯片50与基板40之间可通过一个以上的接合线60连接。每一发光芯片50与基板40之间亦可通过覆晶等方式连接而不需要接合线60。每一发光芯片50与其所连接的接合线60的位置可对应于相同的模穴120或位于相同的模穴120中。
前述步骤三中，至少一发光芯片50可位于单一模穴120中。此外，亦可是二个以上的发光芯片50同对应同一模穴120或位于单一模穴120中。
其中，吸附有荧光薄膜20的每一模穴120所形成的凹槽深度可大于发光芯片50的顶部与基板40设置有发光芯片50的表面41之间的高度，以使模穴120容置发光芯片50于模穴120内。每一模穴120的深度大于吸附有荧光薄膜20的每一模穴120所形成的凹槽深度。
请参照「图1E」，于步骤三后，利用上模具100与下模具200热压合基板40、胶体30和荧光薄膜20。基板40、胶体30和荧光薄膜20被上模具100与下模具200压合加热后，会使胶体30受热固化且与基板40和荧光薄膜20相互接合而形成发光模块70(步骤四)。
此处热压合所形成的发光模块70请配合「图1F」阅览的。发光模块70对应每个模穴120位置具有一个发光组件71。因此，每一发光组件71包含有与模穴120对应的基板40、发光芯片50、接合线、胶体30与荧光薄膜20。荧光薄膜20位于发光组件71的出光面位置且混合有多个荧光粉22。
请参照「图1F」，于步骤四后，即将上模具100和下模具200分离，并将发光模块70自上模具100和下模具200上脱(步骤五)。
其中，由于为了提升制程速度，于步骤四热压合基板40、胶体30和荧光薄膜20时，并未热压合直至胶体30完全固化，而是于上述步骤五由上模具100和下模具200上脱离发光模块70后，再行二次加热前述脱离后的发光模块70直至胶体30固化。也就是说，在步骤四时，其热压合的温度与时间并未让胶体30完全固化，仅使胶体30达到预固化效果后，即可执行步骤五。
请参照「图1G」，于步骤五后，另可进行下一步骤，以将发光组件71从发光模块70上分离。步骤六为切割发光模块70以分离出每一发光组件71。
通过上述本发明的封装方法，即可使得每个发光组件71具有厚度均匀的荧光薄膜20。如此一来，发光组件71所发出的光线即可通过相等厚度的荧光薄膜20，而得到更佳的荧光粉22激光效果，进而得到较佳的发光色温，并减少产生黄晕现象。
在前述步骤一之前，本发明另可包含「提供荧光薄膜20」的步骤(方法)。
提供荧光薄膜20的方法可包括：首先，混合透明胶体与荧光粉22。接着，固化具有荧光粉22的透明胶体以形成荧光薄膜20。其中，透明胶体的材质可为透明树脂等，透明胶体于受热后固化以形成透明薄膜21。
此外，在步骤三之前，本发明另可包含「提供基板」的步骤(方法)。请参照「图2」，提供基板的方法包括：设置至少一发光芯片50于基板40上(步骤A)；以及利用至少一接合线60电性连接至少一发光芯片50和基板40(步骤B)。
本实施例的发光模块的封装方法通过将先行制作好的荧光薄膜20设置于膜穴120内壁122，再注入胶体30于膜穴120内。然后，将先行固晶打线完的基板40中具有发光芯片50的一侧接触胶体30。接着，经过上模具100与下模具200的热压合后，会于每一膜穴120内形成一发光组件71。将基板40脱离上模具100与下模具200后，此时基板40上会具有至少一发光组件71，且荧光薄膜20位于每一发光组件71的出光面上。
「图3A」、「图3B」、「图3C」、「图3D」、「图3E」、「图3F」与「图3G」为本发明第二实施例的发光模块的封装方法的流程示意图。
请参照「图3A」~「图3F」，并合并参照前述实施例。于此实施例，荧光薄膜20可包括有透明薄膜21、多个荧光粉22与黏着层24。其中，黏着层24位于透明薄膜21的表面上，且多个荧光粉22可通过黏着层24黏着于透明薄膜21的表面上。
提供荧光薄膜20的方法可包括：首先，形成黏着层24于透明薄膜21的表面上。接着，分布多个荧光粉22于黏着层24上，以致于多个荧光粉22通过黏着层24黏着于透明薄膜21的表面上。
本实施例的封装方法利用荧光薄膜20使多个荧光粉22均匀分布于发光组件71的出光表面，可避免荧光粉22受热衰减并以提高荧光粉22的使用寿命，同时可提高制程速度。
「图4A」、「图4B」、「图4C」、「图4D」、「图4E」、「图4F」与「图4G」为本发明第三实施例的发光模块的封装方法的流程图。
请参照「图4A」~「图4G」，并合并参照前述实施例。
其中，于步骤一之前，更可设置一离形膜80于上模具100与荧光薄膜20之间。换言的，于步骤一之前可先行设置离形膜80于上模具100具有模穴120的一侧的表面110上，接着，设置荧光薄膜20于离形膜80相对于上模具100的表面上。
离形膜80可用以避免胶体30或荧光薄膜20于模穴内固化后会黏附于模穴内，而无法脱离。
请参照「图4A」，首先，将离形膜80与荧光薄膜20设置于上模具100具有模穴120的一侧的表面110上。接着，请参照「图4B」，当经由通孔121抽取模穴120内的气体后，会使离形膜80与荧光薄膜20吸附于每一模穴120的内壁122，且离形膜80接触于每一模穴120的内壁122。此时，荧光薄膜20贴附于离形膜80相对上模具100的表面。
在本实施例中发光模块的封装方法同样可包括：于此步骤或此步骤之前，将胶体30与多个扩散粒子31混合(如「图2」)。
请参照「图4C」，然后，将胶体30注入于荧光薄膜20相对于上模具100的表面20b上。亦即，由于荧光薄膜20与离形膜80受到吸力而使离形膜80接触于模穴120的内壁122，且荧光薄膜20贴附于离形膜80相对上模具100的表面。因此将胶体30往上模具100的表面110注入时，会注入于荧光薄膜20相对上模具100的表面20b上。
在注入胶体30时，可于对应模穴120中的至少一个模穴120的位置来持续注入胶体30于荧光薄膜20的表面20b上。注入胶体30的动作可持续至胶体30扩散至荧光薄膜20的整个表面20b且填满荧光薄膜20因为模穴120的形状而形成的凹槽。
请参照「图4D」，接着，将具有发光芯片50的基板40设置于胶体30相对于荧光薄膜20的一侧上，亦即，将具有发光芯片50的基板40设置于位于荧光薄膜20的表面20b上的胶体30上。其中，基板40上具有发光芯片50的一侧的表面41可接触于胶体30，且发光芯片50的位置可对应于模穴120的位置。
其中，至少一发光芯片50可位于至少一模穴120中，亦即，发光芯片50可单独对应单一模穴120或单独位于单一模穴120中，发光芯片50亦可是二个以上一同对应单一模穴120或位于单一模穴120中。
每一发光芯片50与其所连接的接合线60的位置可对应于相同的模穴120或位于相同的模穴120中。
其中，吸附有离形膜80与荧光薄膜20的每一模穴120所形成的凹槽深度可大于发光芯片50的顶部与基板40设置有发光芯片50的表面41之间的高度，用以容置发光芯片50于模穴120内。每一模穴120的深度大于吸附有离形膜80与荧光薄膜20的每一模穴120所形成的凹槽深度。
请参照「图4E」，然后，利用上模具100与下模具200热压合基板40、胶体30、荧光薄膜20与离形膜80。基板40、胶体30和荧光薄膜20被上模具100与下模具200压合加热后，会使胶体30受热固化且与基板40和荧光薄膜20相互接合而形成发光模块70。
其中，发光模块70具有发光组件71，且每一发光组件71可一对一对应于每一模穴120。
请参照「图4F」，接着，将上模具100和下模具200分离，并由上模具100和下模具200上脱离形成的发光模块70。其中，发光模块70具有发光组件71的一侧的表面上具有荧光薄膜20。此时，离形膜80仍贴附并接触于每一模穴120的内壁122。
其中，由于为了提升制程速度，于步骤四热压合基板40、胶体30和荧光薄膜20时，并未热压合直至胶体30完全固化，而是于上述步骤五由上模具100和下模具200上脱离发光模块70后，再行加热脱离后的发光模块70直至胶体30固化。
请参照「图4G」，最后，若欲由发光模块70来得到更小的发光单元，可切割发光模块70以分离出每一发光组件71。此时每一发光组件71包含有基板40、发光芯片50、接合线、胶体30与荧光薄膜20。其中，胶体30混合有多个扩散粒子31。荧光薄膜20位于发光组件71的出光面位置且混合有多个荧光粉22。
本实施例的发光模块的封装方法通过将先行制作好的离形膜80设置于膜穴120内壁122，并于离形膜80相对上模具100的表面设置有荧光薄膜20，再注入胶体30于膜穴120内。然后，将先行固晶打线完的基板40中具有发光芯片50的一侧接触胶体30。接着，经过上模具100与下模具200的热压合后，会于每一膜穴120内形成一发光组件71。将基板40脱离上模具100与下模具200后，此时基板40上会具有至少一发光组件71，且荧光薄膜20位于每一发光组件71的出光面上。离形膜80用以避免发光模块70脱离时，不会因为表面黏着等而使得脱离不易。
本实施例的封装方法利用荧光薄膜20使多个荧光粉22均匀分布于发光组件71的出光表面，可避免荧光粉22受热衰减并以提高荧光粉22的使用寿命，同时可提高制程速度。
本发明所揭露的发光模块的封装方法，通过将先行制作好的荧光薄膜设置于膜穴内壁，当于膜穴内注入胶体后置入固晶打线完的基板以接触胶体，经由热压合后使基板、胶体、荧光薄膜相互接合以形成具有至少一发光组件的发光模块且荧光薄膜位于每一发光组件的出光面上。于此，利用荧光薄膜使多个荧光粉均匀分布于发光组件的出光表面，可避免荧光粉受热衰减并以提高荧光粉的使用寿命，同时可提高制程速度。
虽然本发明以前述的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相像技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (12)

1.一种发光模块的封装方法，适用于具有一上模具与一下模具的一压模机构，其中该上模具朝向该下模具的表面具有至少一模穴，该封装方法包含有：
步骤一、设置一荧光薄膜于该上模具具有该模穴的表面；
步骤二、形成一胶体于该荧光薄膜相对于该上模具的另一表面，其中该胶体覆盖该荧光薄膜对应于每一该模穴的位置；
步骤三、设置一基板于该胶体相对于该荧光薄膜的另一侧，其中该基板具有至少一发光芯片，该发光芯片对应于该模穴并接触该胶体；
步骤四、以该上模具与该下模具热压合该基板、该胶体和该荧光薄膜，以使该胶体硬化并藉该胶体而将该基板和该荧光薄膜相互接合而形成一发光模块；以及
步骤五、将该发光模块自该上模具和该下模具脱离。
2.根据权利要求1所述的发光模块的封装方法，其特征在于，于该步骤一之前另包含设置一离形膜于该上模具具有该模穴的表面。
3.根据权利要求1所述的发光模块的封装方法，其特征在于，该步骤二包括：
注入该胶体于该荧光薄膜的该另一表面。
4.根据权利要求1所述的发光模块的封装方法，其特征在于，该步骤二包括：
注入该胶体于该荧光薄膜对应该模穴的位置，直至该胶体扩散至该荧光薄膜的整个表面且填满该荧光薄膜因该模穴而形成的至少一凹槽。
5.根据权利要求1所述的发光模块的封装方法，其特征在于，于该步骤一之后包括：
通过该模穴上的至少一通孔进行抽气，以吸引该荧光薄膜接触于每一该模穴的内壁。
6.根据权利要求1所述的发光模块的封装方法，其特征在于，于该步骤三之前更包括：
设置该发光芯片于该基板上；以及
利用至少一接合线电性连接该至少一发光芯片和该基板。
7.根据权利要求1所述的发光模块的封装方法，另包括：
步骤六、切割该发光模块以分离至少一发光组件。
8.根据权利要求1所述的发光模块的封装方法，其特征在于，于该步骤一之前包括：
混合一透明胶体与多个荧光粉；以及
固化具有该些荧光粉的该透明胶体以形成该荧光薄膜。
9.根据权利要求1所述的发光模块的封装方法，其特征在于，于该步骤一之前包括：
形成一黏着层于一透明薄膜的表面上；以及
分布多个荧光粉于该黏着层上，以使该些荧光粉黏着于该黏着层而形成该荧光薄膜。
10.根据权利要求1所述的发光模块的封装方法，其特征在于，于该步骤一之前包括：
混合一黏着剂与多个荧光粉；以及
涂布已混合的该黏着剂于一透明薄膜的表面上，以形成该荧光薄膜。
11.根据权利要求1所述的发光模块的封装方法，其特征在于，于该步骤五之后包括：
加热已脱离的该发光模块。
12.根据权利要求1所述的发光模块的封装方法，其特征在于，于该步骤二之前包含：
混合该胶体与多个扩散粒子。
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