CN103227274B - 发光二极管晶元封装体及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种发光二极管晶元封装体被提供，该发光二极管封装体包含：一个发光二极管晶片，其具有p型电极和n型电极；一个用于容置该发光二极管晶片的容置壳体，该容置壳体由透光材料形成并且具有容置空间、用于进入该容置空间的开放端、与该开放端相对的封闭端、和两形成于该封闭端的表面的贯孔，该发光二极管晶片置于该容置壳体的容置空间内以致于该发光二极管晶片的p型电极和n型电极经由该容置壳体的对应的贯孔暴露；及一个具有导体布设表面和布设于该导体布设表面上的预定的导体的承载体，容置于该容置壳体的容置空间内的发光二极管晶片置于该承载体的导体布设表面上且其电极经由导线电气连接到该承载体的导体布设表面上的预定的导体。

Description

发光二极管晶元封装体及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种发光二极管晶元封装体及其制造方法，更特别地，涉及一种能够有效减少规格(bin)数目的发光二极管晶元封装体及其制造方法。

背景技术

图31是一个显示一种公知发光二极管封装体的示意侧视图。图32是一个显示相同波长与相同亮度的发光二极管晶片在封装后的规格分布的示意图。

请参阅图31所示，该公知发光二极管封装体包括一个置放于导线架90上的发光二极管晶片91，及一个形成于该导线架90上可覆盖该发光二极管晶片91的透镜92。

该发光二极管晶片91的电极(图中未示)经由导线93来与该导线架90的对应的电极接脚900电气连接。

应要注意的是，在该发光二极管晶片91的电极侧表面上形成有一荧光粉层94。该荧光粉层94的形成包含如下的步骤：涂布液态荧光粉层材料于该发光二极管晶片91的电极侧表面上；及以烘烤工艺使该液态荧光粉层材料硬化以形成该荧光粉层94。然而，目前该荧光粉层94的形成会具有如下的缺点：

1.厚度不均匀—液态荧光粉层材料在烘烤硬化之前会向四面八方流动，因此，形成在每个发光二极管晶片91上的荧光粉层94在厚度上会有所不同。

2.面积不相同—与第1点同理，形成在每个发光二极管晶片91上的荧光粉层94在面积上亦会因此而有所不同。

3.形状不相同—与第1点同理，形成在每个发光二极管晶片91上的荧光粉层94在形状上亦会因此而有所不同。

4.相对位置偏移—与第1点同理，形成在每个发光二极管晶片91上的荧光粉层94与该对应的发光二极管晶片91的相对位置会因此而有所不同。

由于以上的缺点，将会导致原本相同波长且相同亮度的发光二极管晶片在封装之后变成多种色温不同、亮度不同与波长不同的发光二极管封装体，即，所谓的side bins(不良品)。请参阅图32所示，因以上所述的问题而产生的规格分布如图所示。应要注意的是，原本属同一规格的发光二极管晶片在封装之后会分成128个规格，然而，一般会被使用的范围仅在中间的大约60％，因此，在封装之后相当于40％的发光二极管封装体会变成不良品，而因此导致生产成本增加。

另一方面，由于导线93的截面积太小，因此由该发光二极管晶片91产生的热难以经由导线架90的电极接脚900传导出来，进而影响该发光二极管封装体的效能。

有鉴于此，本案申请人曾向钧局提出名称为“发光二极管晶元封装体及其制造方法”的发明专利申请案，该发明专利申请案被获编号第097118327号案且目前尚在审查中；如今，本案申请人以其从事该行业的多年经验，并本着精益求精的精神，积极研究改良，遂再有本发明“发光二极管晶元封装体及其制造方法”产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种发光二极管晶元封装体及其制造方法。

根据本发明的特征，一种发光二极管晶元封装体被提供，该发光二极管封装体包含：一个发光二极管晶片，其具有p型电极和n型电极；一个用于容置该发光二极管晶片的容置壳体，该容置壳体是由透光材料形成并且具有容置空间、用于进入该容置空间的开放端、与该开放端相对的封闭端、和两形成于该封闭端的表面的贯孔，该发光二极管晶片置于该容置壳体的容置空间内以致于该发光二极管晶片的p型电极和n型电极经由该容置壳体的对应的贯孔暴露；及一个具有导体布设表面和布设于该导体布设表面上的预定的导体的承载体，容置于该容置壳体的容置空间内的发光二极管晶片置于该承载体的导体布设表面上且其电极经由导线电气连接到该承载体的导体布设表面上的预定的导体。

根据本发明的另一特征，一种发光二极管晶元封装体被提供，该发光二极管晶元封装体包含：一个发光二极管晶片，其具有p型电极和n型电极，所述p型电极和n型电极中的一者位于该发光二极管晶片的底部而所述p型电极和n型电极中的另一者位于该发光二极管晶片的顶部；一个用于容置该发光二极管晶片的容置壳体，该容置壳体由透光材料形成并且具有容置空间、用于进入该容置空间的开放端、与该开放端相对的封闭端、和形成于该封闭端的表面的贯孔，该发光二极管晶片置于该容置壳体的容置空间内以致于该发光二极管晶片的p型电极与n型电极中的一者经由该容置壳体的贯孔暴露而该发光二极管晶片的p型电极与n型电极中的另一者经由该容置壳体的开放端暴露；及一个具有导体布设表面和布设于该导体布设表面上的预定的导体的承载体，容置于该容置壳体的容置空间内的发光二极管晶片置于该承载体的导体布设表面上以致于该发光二极管晶片的由该容置壳体的开放端暴露的电极与该承载体的导体布设表面上的预定的导体电气连接而其由该容置壳体的贯孔暴露的电极经由导线电气连接到该承载体的导体布设表面上的其他预定的导体。

根据本发明的再一特征，一种发光二极管晶元封装体被提供，该发光二极管晶元封装体包含：第一发光二极管晶片，其具有p型电极和n型电极；一个容置壳体，该容置壳体由透光材料形成并且具有容置空间、用于进入该容置空间的开放端、及两个形成在该开放端端面的导体形成槽；填充于该容置壳体的容置空间的透光材料层，该第一发光二极管晶片是在电极背向该透光材料层之下固定到该透光材料层以致于该第一发光二极管晶片的电极位于对应的导体形成槽附近；及形成于每个导体形成槽内且延伸到该第一发光二极管晶片的对应的电极可与对应的电极电气连接的导体。

根据本发明的又另一特征，一种发光二极管晶元封装体的封装方法被提供，该方法包含如下的步骤：形成一个具有数个成矩阵排列的容置壳体的支架，该支架由透光材料形成，每个容置壳体具有开放端与经由该开放端进入的具有矩形形状的轮廓的容置空间，于每个容置壳体的面向开放端的表面上形成有至少一贯孔；于每个容置空间内置入具有至少一电极的发光二极管晶片，以致于每个发光二极管晶片的电极与对应的容置空间的贯孔对准；通过切割处理来使所述数个成矩阵排列的容置壳体彼此分开并且把每个容置于容置壳体内的发光二极管晶片置于承载体上，每个承载体具有导体布设表面和布设在该导体布设表面上的预定的导体；及以导线把每个发光二极管晶片的电极电气连接到其对应的承载体的对应的导体。

根据本发明的又再另一特征，一种发光二极管晶元封装体的封装方法被提供，该方法包含如下的步骤：形成一个具有数个成矩阵排列的容置壳体的支架，该支架由透光材料形成，每个容置壳体具有开放端、经由该开放端进入的容置空间、及两个形成在该开放端端面的导体形成槽；于每个容置空间内填充透光材料以形成透光材料层；提供数个各具有两个电极的发光二极管晶片，每个发光二极管晶片是在电极背向透光材料层之下固定到对应的容置空间内的透光材料层以致于该发光二极管晶片的电极位于对应的导体形成槽附近；于每个容置壳体的每个导体形成槽内形成有延伸到该每个容置壳体的发光二极管晶片的对应的电极的导体；及通过切割处理来使所述数个成矩阵排列的容置壳体彼此分开。

附图说明

图1至图5是为用以说明本发明的第一优选实施例的发光二极管晶元封装体的制造方法的示意图；

图6至图10是为用以说明本发明的第二优选实施例的发光二极管晶元封装体的制造方法的示意图；

图11至图14是为用以说明本发明的第三优选实施例的发光二极管晶元封装体的制造方法的示意图；

图15至图18是为用以说明本发明的第四优选实施例的发光二极管晶元封装体的制造方法的示意图；

图19至图22是为用以说明本发明的第五优选实施例的发光二极管晶元封装体的制造方法的示意图；

图23和图24是为显示本发明的第六优选实施例的发光二极管晶元封装体的示意图；

图25和图26是为显示本发明的第三优选实施例的发光二极管晶元封装体应用于背光条的范例图示；

图27和图28是为显示本发明的第四优选实施例的发光二极管晶元封装体应用于背光条的范例图示；

图29和图30是为显示本发明的第五优选实施例的发光二极管晶元封装体应用于背光条的范例图示；

图31是为一个显示公知发光二极管封装体的示意侧视图；及

图32是为一个显示相同波长与相同亮度的发光二极管晶片在封装后的规格分布的示意图。

具体实施方式

在后面的本发明的优选实施例的详细说明中，相同或类似的元件是由相同的标号标示，而且它们的详细描述将会被省略。此外，为了清楚揭示本发明的特征，在图式中的元件并非按实际比例描绘。

图1至图5是为用以说明本发明的优选实施例的发光二极管晶元封装体的制造方法的示意图。

请配合参阅图1至图5所示，首先，一个具有数个成矩阵排列的大致ㄇ形的矩形容置壳体20的支架2形成。该支架2是可以通过透光材料或者是掺杂有荧光粉的透光材料，以及任何适合的方法来形成，像是模塑形成法等等般。每个容置壳体20具有一个开放端与经由该开放端进入的容置空间200。在每个容置壳体20的与开放端相对的封闭端的表面上形成有两个贯孔201。

然后，数个如在图3中所示的发光二极管晶片3被提供。每个发光二极管晶片3具有第一电极30和第二电极31。在该第一电极30和该第二电极31具有相反的极性，即，该第一电极30与该第二电极31中的一者为N型电极，而另一者为P型电极。

每个发光二极管晶片3被置入至该支架2的对应的容置壳体20的容置空间200内以致于每个发光二极管晶片3的电极30,31与该对应的容置壳体20的对应的贯孔201对准，如在图4中所示。

应要注意的是，虽然未在图式中显示，所述多个发光二极管晶片3可以通过任何适合的透明粘着材料(固晶胶)来固定在对应的容置壳体20内。

接着请配合参阅图5所示，经由切割处理，该支架2的容置壳体20彼此分开。然后，每个容置在容置壳体20的容置空间200内的发光二极管晶片3被置于承载体4的导体布设表面40上且其电极30,31经由打线处理以导线32电气连接到该承载体4的导体布设表面40上的预定的导体41可形成发光二极管晶元封装体。

图6至图10是为用以说明本发明的第二优选实施例的发光二极管晶元封装体的制造方法的示意图。

请参阅图6至图10所示，与第一实施例不同的地方在于，所述多个发光二极管晶片3为垂直型发光二极管晶片(vertical type LED chip)，即，该发光二极管晶片3的第一电极30位于底部，而其第二电极31位于顶部。另一方面，在本实施例中的支架2的每一容置壳体20的面向开放端的端表面上仅形成有一个贯孔201。

每个发光二极管晶片3被置入至该支架2的对应的容置壳体20的容置空间200内以致于每个发光二极管晶片3的第二电极31与该对应的容置壳体20的贯孔201对准，如在图7中所示。

接着请配合参阅图8所示，经由切割处理，该支架2的容置壳体20彼此分开。然后，每个容置在容置壳体20的容置空间200内的发光二极管晶片3被置于承载体4的导体布设表面40上的预定的导体41以致于其电极30与该导体41电气连接且其另一电极31经由打线处理以导线32电气连接到该承载体4的导体布设表面40上的其他预定的导体41，通过形成发光二极管晶元封装体。

应要注意的是，在以上第一和第二优选实施例中，所述多个发光二极管晶片3可以是包含两个或两个以上串联连接的发光二极管。或者，在切割工艺中，该支架2可以被切割以致于单一发光二极管晶元封装体可以包含数个容置壳体20。

在本发明中，由于每个发光二极管晶元封装体的容置壳体20具有相同的形状和厚度，因此，在容置壳体20由掺杂有荧光粉的透明材料制成的情况中，荧光粉在LED蓝光激发后，取得相同色温及相同亮度，不会因点荧光粉造成LED封装后有40％以上的不良品(side bins)。而且，容置壳体20与LED晶片3的相对位置不会偏移，故能够有效排除公知发光二极管封装体的缺点。

图11至图14是为用以说明本发明的第三优选实施例的发光二极管晶元封装体的制造方法的示意图。

请配合参阅图11至图14所示，首先，一个具有数个成矩阵排列的容置壳体20A的支架2A形成。该支架2A是可以通过透光材料或者掺杂有荧光粉的透光材料，以及任何适合的方法来形成，像是模塑形成法等等般。每个容置壳体20A具有一个开放端、经由该开放端进入的容置空间200A、及两个形成在该开放端端面的导体形成槽202。每个容置空间200A以透光材料填充(见图12)形成透光材料层5。该透光材料层5也可以由掺杂有荧光粉的透光材料形成。

在本实施例中，每个容置空间200A具有一个大致如子弹弹头般的轮廓。

然后，数个如在上述实施例中所述的发光二极管晶片3是在电极30,31背向透光材料层5之下以适当的透明粘着材料，例如，固晶胶，固定到对应的容置空间200A内的透光材料层5。在发光二极管晶片3固定到透光材料层5之后，在发光二极管晶片3四周也涂布有透光材料5俾可进一步避免发光二极管晶片3相对于容置壳体20A的左右移动。接着，在每个容置壳体20A的每个导体形成槽202内形成有延伸到该每个容置壳体20A的发光二极管晶片3的对应的电极30,31的导体6，如在图12中所示。

应要注意的是，用来固定所述多个发光二极管晶片3的透明粘着材料不被限定为固晶胶，任何适合的材料皆可被使用。

接着请配合参阅图13和图14所示，经由切割处理，该支架2A的容置壳体20A彼此分开可形成发光二极管晶元封装体。

图15至图18是为用以说明本发明的第四优选实施例的发光二极管晶元封装体的制造方法的示意图。

本实施例与第三优选实施例不同的地方仅在于在本实施例中，该支架2B的每个容置壳体20B的容置空间200B具有一个大致矩形但面向开放端的底面是朝开放端凸起的轮廓。

由于第四优选实施例的其他细节大致与第三优选实施例相同，因此，进一步的详细说明将会被省略。

图19至图22是为用以说明本发明的第五优选实施例的发光二极管晶元封装体的制造方法的示意图。

本实施例与第三优选实施例不同的地方仅在于在本实施例中，该支架2C的每个容置壳体20C的容置空间200C具有一个大致矩形的轮廓。

由于第五优选实施例的其他细节大致与第三优选实施例相同，因此，进一步的详细说明将会被省略。

图23和图24是为显示本发明的第六优选实施例的发光二极管晶元封装体的示意图。

与第五实施例不同的地方仅在于在本实施例中，每个发光二极管晶元封装体包含四个串联连接的发光二极管晶片3。

由于第六优选实施例的其他细节大致与第五优选实施例相同，因此，进一步的详细说明将会被省略。

图25和图26是为显示本发明的第三优选实施例应用于背光条的范例图示。

如图所示，数个如在图13所示的发光二极管晶元封装体可运作地安装在背光条的在导线布设表面上布设有预定的电路轨迹(图中未示)的基板上。

图27和图28是为显示本发明的第四优选实施例应用于背光条的范例图示。

如图所示，数个如在图17所示的发光二极管晶元封装体可运作地安装在背光条的基板上。

图29和图30是为扩示本发明的第五优选实施例应用于背光条的范例图示。

如图所示，数个如在图21所示的发光二极管晶元封装体可运作地安装在背光条的基板上。

综上所述，本发明的“发光二极管晶元封装体及其制造方法”，确能通过上述所揭露的构造、装置，达到预期的目的与功效，且申请前未见于刊物亦未公开使用，符合发明专利的新颖、进步等要件。

惟，上述所揭的图式及说明，仅为本发明的实施例而已，非为限定本发明的实施例；大凡本领域技术人员，其所依本发明的特征范畴，所作的其他等效变化或修饰，皆应涵盖在以下本案的权利要求范围内。

Claims (21)

1.一种发光二极管晶元封装体，包含：

一个发光二极管晶片，其具有p型电极和n型电极；

一个用于容置所述发光二极管晶片的容置壳体，所述容置壳体由透光材料形成并且具有容置空间、用于进入所述容置空间的开放端、与所述开放端相对的封闭端、和两形成于所述封闭端的表面的贯孔，所述发光二极管晶片置于所述容置壳体的容置空间内以致于所述发光二极管晶片的p型电极和n型电极经由所述容置壳体的对应的贯孔暴露；及

一个具有导体布设表面和布设于所述导体布设表面上的预定的导体的承载体，容置于所述容置壳体的容置空间内的发光二极管晶片置于所述承载体的导体布设表面上且其电极经由导线电气连接到所述承载体的导体布设表面上的预定的导体。

2.如权利要求1所述的发光二极管晶元封装体，其中，所述容置壳体由掺杂有荧光粉的透光材料形成。

3.如权利要求1所述的发光二极管晶元封装体，其中，所述发光二极管晶片是通过透明粘着材料来固定在所述容置壳体的容置空间内。

4.一种发光二极管晶元封装体，包含：

一个发光二极管晶片，其具有p型电极和n型电极，所述p型电极和n型电极之一位于所述发光二极管晶片的底部而所述p型电极和n型电极之另一位于所述发光二极管晶片的顶部；

一个用于容置所述发光二极管晶片的容置壳体，所述容置壳体由透光材料形成并且具有容置空间、用于进入所述容置空间的开放端、与所述开放端相对的封闭端、和形成于所述封闭端的表面的贯孔，所述发光二极管晶片置于所述容置壳体的容置空间内以致于所述发光二极管晶片的p型电极与n型电极中之一经由所述容置壳体的贯孔暴露而所述发光二极管晶片的p型电极与n型电极中之另一经由所述容置壳体的开放端暴露；及

一个具有导体布设表面和布设于所述导体布设表面上的预定的导体的承载体，容置于所述容置壳体的容置空间内的发光二极管晶片置于所述承载体的导体布设表面上以致于所述发光二极管晶片的由所述容置壳体的开放端暴露的电极与所述承载体的导体布设表面上的预定的导体电气连接而其由所述容置壳体的贯孔暴露的电极经由导线电气连接到所述承载体的导体布设表面上的其他预定的导体。

5.如权利要求4所述的发光二极管晶元封装体，其中，所述容置壳体由掺杂有荧光粉的透光材料形成。

6.如权利要求4所述的发光二极管晶元封装体，其中，所述发光二极管晶片通过透明粘着材料来固定在所述容置壳体的容置空间内。

7.一种发光二极管晶元封装体，包含：

第一发光二极管晶片，其具有p型电极和n型电极；

一个容置壳体，所述容置壳体由透光材料形成并且具有容置空间、用于进入所述容置空间的开放端、及两个形成在所述开放端端面的导体形成槽；

填充于所述容置壳体的容置空间的透光材料层，所述第一发光二极管晶片在电极背向所述透光材料层之下固定到所述透光材料层以致于所述第一发光二极管晶片的电极位于对应的导体形成槽附近；及

形成于每个导体形成槽内且延伸到所述第一发光二极管晶片的对应的电极可与对应的电极电气连接的导体。

8.如权利要求7所述的发光二极管晶元封装体，其中，所述容置壳体由掺杂有荧光粉的透光材料形成。

9.如权利要求7所述的发光二极管晶元封装体，其中，所述第一发光二极管晶片通过透明粘着材料来固定到所述填充于容置空间的透光材料层。

10.如权利要求7所述的发光二极管晶元封装体，其中，所述容置壳体的容置空间具有一个如子弹弹头般的轮廓。

11.如权利要求7项所述的发光二极管晶元封装体，其中，所述容置壳体的容置空间具有一个矩形但面向开放端的底面朝开放端凸起的轮廓。

12.如权利要求7所述的发光二极管晶元封装体，其中，所述容置壳体的容置空间具有一个矩形的轮廓。

13.如权利要求7项所述的发光二极管晶元封装体，还包含第二发光二极管晶片，所述第二发光二极管晶片具有与所述第一发光二极管晶片的结构相同的结构而且与所述第一发光二极管晶片串联连接。

14.一种发光二极管晶元封装体的封装方法，包含如下步骤：

形成一个具有数个成矩阵排列的容置壳体的支架，所述支架由透光材料形成，每个容置壳体具有开放端与经由所述开放端进入的具有矩形形状的轮廓的容置空间，在每个容置壳体的面向开放端的表面上形成有至少一贯孔；

在每个容置空间内置入具有至少一电极的发光二极管晶片，以致于每个发光二极管晶片的电极与对应的容置空间的贯孔对准；

通过切割处理来使所述数个成矩阵排列的容置壳体彼此分开并且把每个容置于容置壳体内的发光二极管晶片置于承载体上，每个承载体具有导体布设表面和布设在所述导体布设表面上的预定的导体；及

以导线把每个发光二极管晶片的电极电气连接到其对应的承载体的对应的导体。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述支架由掺杂有荧光粉的透光材料形成。

16.一种发光二极管晶元封装体的封装方法，包含如下步骤：

形成一个具有数个成矩阵排列的容置壳体的支架，所述支架由透光材料形成，每个容置壳体具有开放端、经由所述开放端进入的容置空间、及两个形成在所述开放端端面的导体形成槽；

在每个容置空间内填充透光材料以形成透光材料层；

提供数个各具有两个电极的发光二极管晶片，每个发光二极管晶片在电极背向透光材料层之下固定到对应的容置空间内的透光材料层以致于所述发光二极管晶片的电极位于对应的导体形成槽附近；

在每个容置壳体的每个导体形成槽内形成有延伸到所述每个容置壳体的发光二极管晶片的对应的电极的导体；及

通过切割处理来使所述数个成矩阵排列的容置壳体彼此分开。

17.如权利要求16所述的方法，其中，所述支架由掺杂有荧光粉的透光材料形成。

18.如权利要求16所述的方法，其中，每个容置空间具有一个如子弹弹头的轮廓。

19.如权利要求16所述的方法，其中，每个容置空间具有一个矩形的轮廓。

20.如权利要求16所述的方法，其中，每个容置空间具有一个矩形但面向开放端的底面朝开放端凸起的轮廓。

21.一种背光条，所述背光条包含在导线布设表面上布设有预定的电路轨迹的基板，所述背光条还包含：

数个如在权利要求7中所述的发光二极管晶元封装体，每个发光二极管晶元封装体在导体电气连接到所述基板的对应的电路轨迹下安装在所述基板上。