CN102738355A - 具发光元件的封装件及其制法 - Google Patents
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Abstract
一种具发光元件的封装件及其制法，包括：表面设有发光元件的基板、形成于该基板上且外露该发光元件的绝缘层、包覆该发光元件的萤光层、以及形成于该萤光层与绝缘层上的透明材料。由该绝缘层形成特定的局限空间，以外露出该发光元件，以便使该萤光层包覆该发光元件，因而克服萤光粉涂布不均的问题。本发明还提供该发光元件的封装件的制法。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体封装件，特别指涉及一种具发光元件的封装件及其制法。
背景技术
随着半导体技术的演进，半导体产品已开发出不同封装产品型态。而目前高功率发光二极体(light-emitting diode，LED)封装件的制造步驟技术可包括：支架设计(包括取光与散热)、晶片选择与排列方式、固晶方式、金线的线型与宽度、萤光粉种类与涂布结构、硅透镜(Silicone Lens)的曲率与折射率等。该些制造步驟皆对LED封装件的散热性能(热阻值)、光通量(流明)、发光效率、相对色温(CCT)、演色性(CRI)、光色的均匀性、寿命等特性深具影响。
为了追求高颜色均匀性与高输出流明等特性，萤光粉(Phosphor)层的涂布制造步驟将更显重要；如图1A所示，为传统制作萤光层14的点胶制造步驟(Uniform Distribution)，使萤光粉均匀分散于胶体中。然而，该制造步驟易使该萤光层14的颗粒140于长期使用下而发生沉淀，以致于萤光粉的颗粒140分布不均，而使LED晶片11的光线的路径不同，且远离LED晶片11处的萤光粉会反射光线，因而造成光色分布不均，导致无法符合使用者的需求。
因此，业界遂发展出其他萤光层的涂布技术。例如：图1B的保形涂层法(Conformal-Coating)、图1C的萤光粉薄膜贴覆法、或图1D的喷洒涂布法(Spray-Coating)等。
惟，图1B的保形涂层法需由电泳(electrophoresis)制造步驟，才能将萤光层14涂布至LED晶片11上，因电泳制造步驟需特殊设备，导致制作成本昂贵。
再者，图1C的制造步驟，先将萤光粉做成薄膜14’，以便贴上LED晶片11外围的透明材料15上，虽可远离散发高热的LED晶片11，但因该透明材料15的折射率较低(树脂的折射率为1.54，而萤光粉的折射率为1.8左右)，所以使该LED晶片11的出光效率降低，导致该LED晶片11的出光效果不佳。
又，图1D的喷洒涂布法只适合平板式(Chip on Board，COB)的LED封装件，而无法应用于具有凹槽的基板(Si-submount)的LED封装件。若于具有凹槽100的基板10上进行喷洒制造步驟，萤光层14的颗粒140(萤光粉)将会喷洒至该凹槽100斜面上的反射层16上，导致反射层16的反射面积减少，以致于该LED晶片11的出光效率下降。
因此，如何提供一种发光元件的封装件的制法，以避免上述现有技术的种种缺失，实为一重要课题。
发明内容
鉴于上述现有技术的种种缺失，本发明揭露一种具发光元件的封装件及其制法，以克服现有技术中常见的萤光粉涂布不均、制作成本高以及出光效率较低等问题。
为达上述及其它目的，本发明提供一种具发光元件的封装件的制法，包括：于一基板上形成绝缘层，其中，该基板上设有发光元件，是以，该绝缘层仅形成于该基板的部分表面上，且外露该发光元件及其周围的基板表面；由萤光层包覆该发光元件；以及形成透明材料于该萤光层与该绝缘层上。
本发明制法的另一实施方式中中，该基板具有凹槽，且该发光元件设于该凹槽中，所以形成绝缘层于该基板上及该凹槽中，且外露该发光元件及其周围的部分凹槽表面。
对该具有凹槽的基板实施本发明制法时，该绝缘层形成于该基板上及该凹槽中，且外露该发光元件。而该绝缘层的制造步驟包括：形成阻层于该基板、凹槽与该发光元件上，且该阻层具有开口区，以外露该基板及该凹槽的部分表面；形成该绝缘层于该开口区中的基板与凹槽表面上；以及移除该阻层，以露出该发光元件及该凹槽的部分表面。
前述的两种制法中，该发光元件可为发光二极体，而该绝缘层则可为硅胶(silicone gel)、硅树脂(silicone resin)及环氧树脂所组群组之一者；该透明材料可为硅胶、硅树脂及环氧树脂所组群组之一者；而该萤光层为萤光粉或萤光粉掺杂高分子胶材之其中一者。
由上可知，本发明的具发光元件的封装件的制法，由图案化制造步驟，以令该绝缘层外露出该发光元件，再以该萤光层包覆该发光元件，不仅可克服萤光粉涂布不均的问题，且可保持出光效率的最佳状态。
再者，由图案化制造步驟，使后续制造步驟中，该萤光层易于包覆该发光元件，不仅降低制作成本，且易于控制后续制作的萤光层厚度，因而提供较佳的出光效率，且使萤光层的厚度因维持均一性而保持光色分布均一性。
又，本发明的制法适用于各种基板。
另外，本发明还提供一种具发光元件的封装件，包括：基板；至少一发光元件，设置于该基板上；绝缘层，形成于该基板的部分表面上，且外露该发光元件；萤光层，包覆该发光元件；以及透明材料，形成于该萤光层与该绝缘层上。
本发明结构的另一实施方式中中，该基板具有凹槽，且该发光元件设于该凹槽中，所以绝缘层形成于该基板上及该凹槽中，且外露该发光元件及其周围的部分凹槽表面。
对该具有凹槽的基板的本发明结构，该绝缘层形成于该基板上及该凹槽中，且外露该发光元件。而萤光层形成且包覆该发光元件表面。
前述的两种结构中，该发光元件可为发光二极体，而该绝缘层则可为硅胶(silicone gel)、硅树脂(silicone resin)及环氧树脂所组群组之一者；该透明材料可为硅胶、硅树脂及环氧树脂所组群组之一者；而该萤光层为萤光粉或萤光粉掺杂高分子胶材之其中一者。
由上可知，本发明的具发光元件的封装件的结构，由基板上另形成一绝缘层，并使该绝缘层开设一空间，使发光元件显露于该限定空间内，再以该萤光层包覆该发光元件，相较于现有技术的平均分散方式、贴薄膜方式、或需要另购买昂贵仪器已达成控制萤光层厚度方式等，本结构不仅可克服萤光粉涂布不均的问题，且可保持出光效率的最佳状态，此外无须另购置昂贵仪器。又本结构由于另形成该绝缘层于基板，且开设特定空间以容置特定厚度萤光层，因而提供较佳的出光效率，且使萤光层的厚度因维持均一性而保持光色分布均一性。
附图说明
图1A至1D为现有技术中LED封装件的不同实施方式的剖面示意图。
图2A至2F为本发明具发光元件的封装件的制法的剖面示意图。
图3A至3F为本发明具发光元件的封装件的另一制法实施例的剖面示意图。
主要元件符号说明
2，2’ LED封装件
10，20，20’ 基板
100，200 凹槽
11，21 LED晶片
14，24 萤光层
14’ 薄膜
140 颗粒
15，25 透明材料
16，26 反射层
200a 底面
200b 斜面
22 阻层
220 开口区
23 绝缘层。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士的了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，所以不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“一”、“左”及“右”等的用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，也当视为本发明可实施的范畴。
请参阅图2A至2F，为本发明具发光元件的封装件的制法。
如图2A所示，提供一基板20，于该基板20上设有多个发光元件(illuminant)，例如LED晶片21，而该LED晶片21电性连接至该基板20(图未示)。
如图2B所示，形成阻层22于该基板20与该LED晶片21上，且经图案化制造步骤，使该阻层22形成多个开口区220，以外露出该基板20的部分表面。所述的阻层可为光阻(photoresist)或干膜(dryfilm)。
如图2C所示，形成绝缘层23于该开口区220中的基板20表面上。于本实施例中，该绝缘层23为硅胶、硅树脂及环氧树脂所组群组之一者，但并无特别限制。
如图2D所示，移除该阻层22，以露出该LED晶片21及先前被该阻层22所覆盖的基板20表面。
如图2E所示，由点胶制造步骤或喷洒涂布制造步骤，形成萤光层24于该LED晶片21及先前被该阻层22所覆盖的基板20表面上，以包覆该LED晶片21。所述的萤光层24的材质为光转换材(convertedlight materials)，且该萤光层24为萤光粉或萤光粉掺杂高分子胶材之其中一者。
如图2F所示，形成透明材料25于该萤光层24与该绝缘层23上，以制成一LED封装件2；其中该透明材料25为硅胶、环氧树脂及硅树脂所组群组的其中一者，且该透明材料25的折射率介于1.2至2.5之间，又该透明材料25亦即一般发光元件封装件所称的透镜。
所述的LED封装件2，包括：基板20、设置于该基板20上的LED晶片21、形成于该基板20的部分表面上且外露该LED晶片21的绝缘层23、包覆该LED晶片21的萤光层24、以及形成于该萤光层23与该绝缘层24上的透明材料25。
本发明由一般图案化制造步骤(如光阻的曝光显影方式)及萤光粉涂布制造步驟，令该绝缘层23外露出该LED晶片21，以使该萤光层24易于包覆该LED晶片21，不仅降低制作成本，且克服萤光粉涂布不均的问题。
请参阅图3A至3F，为本发明具发光元件的封装件的另一制法。本实施例与上述实施例的差异仅在于基板的结构不同，其余封装件的相关制法均大致相同，因此仅简略说明相同部分，特此叙明。
如图3A所示，提供一具有凹槽200的基板20’，该凹槽200具有底面200a与左、右两侧的斜面200b，且该凹槽200的斜面200b上具有反射层26，再将该LED晶片21设置于该凹槽200中的底面200a上，而该LED晶片21电性连接至该基板20’(图未示)。
如图3B所示，形成阻层22于于该基板20’、凹槽200与如LED晶片21的发光元件上，且该阻层22具有开口区220，以外露该基板20’及该凹槽200的部分表面，例如该凹槽200上的反射层26。
如图3C所示，形成绝缘层23于该开口区220中的基板20’与凹槽200表面上(亦即外露的反射层26上)。
如图3D所示，移除该阻层22，以露出该LED晶片21及先前被该阻层22所覆盖的凹槽200部分表面，及如图所示的底面200a部分。
如图3E所示，由点胶制造步驟或喷洒涂布制造步驟，形成萤光层24于该LED晶片21及先前被该阻层22所覆盖的凹槽200底面200a上，以包覆该LED晶片21。
因该绝缘层23遮盖该凹槽200的斜面200b，所以于喷洒涂布制造步驟时，该萤光层24的颗粒不会喷洒至该凹槽200的斜面200b上，因而该反射层26的反射面积不会减少，使该LED晶片21的出光效率不会降低。
如图3F所示，形成透明材料25于该萤光层24与该绝缘层23上，以制成另一LED封装件2’。
所述的LED封装件2’，包括：具有凹槽200的基板20’、设于该凹槽200中的LED晶片21、形成于该基板20上及该凹槽200中且外露该LED晶片21的绝缘层23、包覆该LED晶片21的萤光层24、以及形成于该萤光层24与该绝缘层23上的透明材料25。
综上所述，本发明具发光元件的封装件及其制法，由一般制造步驟搭配应用，所以无需使用价格昂贵的特殊设备，因而有效降低制作成本。
再者，由图案化制造步驟，因而易于控制后续制作的萤光层的厚度，不仅提供较佳的出光效率，且使萤光层的厚度因维持均一性而保持光色分布均一性。
上述实施例用以例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术的人士均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改。因此本发明的权利保护范围，应如后本发明的权利要求所列。
Claims (18)
1.一种具发光元件的封装件，其特征在于，包括：
基板；
至少一发光元件，设置于该基板上；
绝缘层，形成于该基板的部分表面上，且外露该发光元件；
萤光层，包覆该发光元件；以及
透明材料，形成于该萤光层与该绝缘层上。
2.如权利要求1所述的具发光元件的封装件，其特征在于，该基板具有凹槽，且该发光元件设于该凹槽中。
3.如权利要求2所述的具发光元件的封装件，其特征在于，该凹槽表面具有反射层。
4.如权利要求2所述的具发光元件的封装件，其特征在于，该绝缘层形成于该基板与凹槽表面上，且外露该发光元件。
5.如权利要求1所述的具发光元件的封装件，其特征在于，该发光元件为发光二极体。
6.如权利要求1所述的具发光元件的封装件，其特征在于，该绝缘层为硅胶、硅树脂及环氧树脂所组群组之一者。
7.如权利要求1所述的具发光元件的封装件，其特征在于，该萤光层为萤光粉或萤光粉掺杂高分子胶材之其中一者。
8.如权利要求1所述的具发光元件的封装件，其特征在于，该透明材料为硅胶、硅树脂及环氧树脂所组群组之一者。
9.一种具发光元件的封装件的制法，其特征在于，包括：
提供一其上设有发光元件的基板；
形成绝缘层于该基板的部分表面上，且外露该发光元件；
形成萤光层于该发光元件上，以包覆该发光元件；以及
形成透明材料于该萤光层与该绝缘层上。
10.如权利要求9所述的具发光元件的封装件的制法，其特征在于，该绝缘层的制造步驟包括：
形成阻层于该基板与该发光元件上，且该阻层具有开口区，以外露该基板的部分表面；
形成该绝缘层于该开口区中的基板表面上；以及
移除该阻层，以露出该发光元件。
11.如权利要求9所述的具发光元件的封装件的制法，其特征在于，该基板具有凹槽，且该发光元件设于该凹槽中。
12.如权利要求11所述的具发光元件的封装件的制法，其特征在于，该绝缘层形成于该基板上及该凹槽中，且外露该发光元件。
13.如权利要求11所述的具发光元件的封装件的制法，其特征在于，该绝缘层的制造步驟包括：
形成阻层于该基板、凹槽与该发光元件上，且该阻层具有开口区，以外露该基板及该凹槽的部分表面；
形成该绝缘层于该开口区中的基板与凹槽表面上；以及
移除该阻层，以露出该发光元件及该凹槽的部分表面。
14.如权利要求11所述的具发光元件的封装件的制法，其特征在于，该凹槽表面具有反射层。
15.如权利要求9所述的具发光元件的封装件的制法，其特征在于，该发光元件为发光二极体。
16.如权利要求9所述的具发光元件的封装件的制法，其特征在于，该绝缘层为硅胶、硅树脂及环氧树脂所组群组之一者。
17.如权利要求9所述的具发光元件的封装件的制法，其特征在于，该萤光层为萤光粉或萤光粉掺杂高分子胶材之其中一者。
18.如权利要求9所述的具发光元件的封装件的制法，其特征在于，该透明材料为硅胶、硅树脂及环氧树脂所组群组之一者。
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| PB01 | Publication | ||
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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Application publication date: 20121017 |