CN103378267B - 发光二极管封装件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种发光二极管封装件，其包括承载座、发光二极管芯片及荧光胶。承载座具有凹部、上表面及环状粗糙面，环状粗糙面连接凹部的顶部边缘。发光二极管芯片设于凹部内。荧光胶填充于凹部内且突出超过承载座的上表面，荧光胶的边缘接触于环状粗糙面。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光二极管封装件，且特别是涉及一种可提升发光效率的发光二极管封装件。
背景技术
传统上，发光二极管封装件包括荧光层及发光二极管芯片，其中荧光层包覆发光二极管芯片，使发光二极管芯片所发射的光线经过荧光层后射出发光二极管封装件外。
然而，荧光层形成后，其顶面一般为平面或凹面，使发光二极管封装件的发光效率无法有效增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发光二极管封装件，其发光效率佳。
为达上述目的，根据本发明的一实施例，提出一种发光二极管封装件。发光二极管封装件包括一承载座、一发光二极管芯片及一荧光胶。承载座具有一凹部、一上表面及一环状粗糙面，环状粗糙面连接凹部的一顶部边缘。发光二极管芯片设于凹部内。荧光胶填充于凹部内且突出超过上表面，荧光胶的一边缘接触于环状粗糙面。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：
附图说明
图1A为本发明一实施例的发光二极管封装件的外观图；
图1B为图1A中沿方向1B-1B’的剖视图；
图2为图1B的发光二极管封装件设于测试设备的外观图；
图3为本发明另一实施例的承载座的局部剖视图；
图4为本发明另一实施例的承载座的局部剖视图；
图5为本发明另一实施例的承载座的局部剖视图；
图6为本发明另一实施例的承载座的局部剖视图；
图7为本发明另一实施例的承载座的局部剖视图；
图8为本发明另一实施例的承载座的局部剖视图；
图9为本发明另一实施例的承载座的局部剖视图。
主要元件符号说明
100：发光二极管封装件
110：承载座
111：凹部
111w：内壁面
110s：环状粗糙面
110s1：上表面
110s2：侧面
110u：上表面
111e：顶部边缘
111b：底部
112：突出部
120：发光二极管芯片
130：第一焊线
140：第二焊线
150：第一电极
160：第二电极
165：绝缘件
170：荧光胶
170e：顶部边缘
170t：顶点
171：顶部
180：凸块
180s：端面
200：测试设备
200u：承载面
A1：钝角
H1、H2、H3、H4：间距
W1：宽度
W2：高度
具体实施方式
请参照图1A，其绘示依照本发明一实施例的发光二极管封装件的外观图。发光二极管封装件100包括承载座110、发光二极管芯片120、第一焊线130、第二焊线140、第一电极150、第二电极160、绝缘件165、荧光胶170及至少一凸块180。
承载座110例如是由高分子聚合物制成，例如是由塑胶制成。承载座110具有凹部111、上表面110u及环状粗糙面110s。本实施例中，凹部111的开口形状是以圆形为例，另一实施例中，凹部111的开口形状也可以是椭圆形或多边形，若凹部111的开口形状是一多边形，较佳但非限定地此多边形的转角是圆化导角，可使荧光胶170自然成形而不易崩解。
发光二极管芯片120设于凹部111内，且发光二极管芯片120的有源面是以朝上方位（face-up）设于第一电极150与第二电极160之一者上，本实施例是以设于第二电极160为例说明。
第一焊线130电连接发光二极管芯片120的有源面与第一电极150，而第二焊线140电连接发光二极管芯片120的有源面与第二电极160。
绝缘件165电性隔离第一电极150与第二电极160，避免第一电极150与第二电极160短路。
荧光胶170可采用例如是点胶方式填充于凹部111内，以覆盖发光二极管芯片120，使自发光二极管芯片120射出的光线（未绘示）经由荧光胶170后再射出发光二极管封装件100外。
请参照图1B，其绘示图1A中沿方向1B-1B’的剖视图。在形成荧光胶170过程中，由于环状粗糙面110s的设计，使当呈流动态的荧光胶170的顶部边缘170e接触到环状粗糙面110s后，对荧光胶170产生一阻力，进而发挥荧光胶170内聚力的效用，使荧光胶170的中间部分渐渐隆起而形成顶部171，其中顶部171突出超过承载座110的上表面110u。相比较于省略环状粗糙面110s的发光二极管封装件，由于本实施例的荧光胶170突出超过承载座110的上表面110u，使发光二极管封装件100的亮度提升约略7％，然此比例并非用以限制本发明实施例。
虽然图未绘示，然荧光胶170包括包覆体及数颗荧光粒子，其中包覆体包覆荧光粒子。由发光二极管芯片120射出的光线（如蓝光）经由荧光粒子转换成不同光色的光线（如绿光、黄光或红光），其与未照射到荧光粒子的光线混合成一预期光色的光线，例如是白光。
荧光粒子例如是(YGdTb)3(AlGa)5O12:Ce、(SrBaCaMg)2SiO4:Eu、(Sr,Ba,CaMg)3SiO5:Eu、CaAlSiN3:Eu、CaScO4:Ce、Ca10(PO4)FCl:SbMn、M5(PO4)3Cl:Eu、BaBg2Al16O27:Eu、Ba、MgAl16O27:Eu、Mn、3.5MgO 0.5MgF2 GeO2:Mn、Y2O2S:Eu、Mg6As2O11:Mn、Sr4Al14O25:Eu、(Zn,Cd)S:Cu、SrAl2O4:Eu、Ca10(PO4)6ClBr:Mn、Eu、Zn2GeO4:Mn、Gd2O2S:Eu或La2O2S:Eu，其中，M是碱土金属（Alkaline EarthMetals），其材质可选自于锶（Sr）、钙（Ca）、钡（Ba）、镁（Mg）及其组合构成的群组。此外，荧光粒子的尺寸可介于约10微米至20微米之间，然另一实施例中，荧光粒子的尺寸也可小于10微米，或大于20微米。
图1B中，承载座110还包括数个凸块180，其设于承载座110的上表面110u上。凸块180的端面180s与承载座110的上表面110u的间距H1大于荧光胶170的顶点170t与承载座110的上表面110u的间距H2。
请参照图2，其绘示图1B的发光二极管封装件设于测试设备的外观图。发光二极管封装件100在测试过程中，在发光二极管封装件100以凸块180设于测试设备200的承载面200u上后，由于凸块180高于荧光胶170的顶点170t，故使荧光胶170的顶部171不致接触到测试设备200的承载面200u而受到污染。
图1B中，此些凸块180邻近承载座110的边缘配置。本实施例中，承载座110是矩形承载座，至少四个凸块180邻近承载座110的四个转角配置（如图1A所示）。另一实施例中，承载座110是圆形承载座，凸块180可邻近承载座110的圆周边缘配置，且其中二个凸块180呈对角配置，而另外二个凸块180也呈对角配置。
以下进一步说明环状粗糙面110s的结构特征。
图1B中，环状粗糙面110s的表面粗糙度（以十点平均粗糙度为例）可介于约0.1至1.5微米之间，然此非用以限制本发明实施例。通过环状粗糙面110s的表面粗糙度，可增大荧光胶170的顶部突出幅度，进而提升发光二极管封装件100的发光效率。
在荧光胶170形成过程中，呈流动态的荧光胶170一接触到凹部111的顶部边缘111e后，随即接触到环状粗糙面110s，而受到环状粗糙面110s的阻力。
图1B中，荧光胶170的顶部边缘170e沿一水平方向与荧光胶170的顶点170t相距第一距离L，而顶部边缘170e沿一垂直方向与顶点170t相距一第二距离H，其中第二距离H与第一距离L的比值（H/L）可介于0.15至1.5之间，然此数值范围并非用以限制本发明实施例。
请参照表1，其列出H/L比值与出光效率的关系。由表1可知，当H/L比值高于0.1时，本发明实施例的发光二极管封装件100的亮度明显地提升，且亮度与H/L比值呈正比。当H/L比值高于0.2时，亮度提升至少7%。
表1
| H/L | 出光效率 |
| 0.1 | 100.00% |
| 0.15 | 104.5% |
| 0.2 | 106.9% |
| 0.3 | 107.5% |
| 0.4 | 108.1% |
| 0.5 | 108.6% |
| 0.6 | 109% |
| 0.7 | 109.3% |
| 0.8 | 109.6% |
| 0.9 | 109.9 |
| 1 | 110.1% |
环状粗糙面110s包括上表面110s1及侧面110s2，其中上表面110s1连接凹部111的内壁面111w，而侧面110s2连接上表面110s1与承载座110的上表面110u。本实施例中，上表面110s1实质上平行于承载座110的上表面110u，然而也可不平行于承载座110的上表面110u。侧面110s2实质上垂直于环状粗糙面110s的上表面110s1，然本发明实施例不以此为限。此外，内壁面111w具有斜度，其例如是圆锥面或平斜面。
一实施例中，上表面110s1的宽度W1介于约200至1000微米之间，而侧面110s2的高度W2介于约10至1000微米之间。另一实施例中，也可省略侧面110s2，在此设计下，上表面110s1与承载座110的上表面110u实质上对齐，例如是共面。
环状粗糙面110s低于承载座110的上表面110u。详细而言，环状粗糙面110s的上表面110s1与凹部111的底部111b的间距H3小于上表面110u与凹部111的底部111b的间距H4，而构成一环状内凹部，然此非用以限制本发明实施例。
请参照图3，其绘示依照本发明另一实施例的承载座的局部剖视图。本实施例中，环状粗糙面110s高于承载座110的上表面110u。详细而言，环状粗糙面110s的上表面110s1与凹部111的底部111b的间距H3大于上表面110u与凹部111的底部111b的间距H4，而构成一突出部112。
虽然上述实施例的环状粗糙面110s的侧面110s2是以垂直于环状粗糙面110s的上表面110s1为例，然本发明实施例不限于此，以下举例说明。
请参照图4，其绘示依照本发明另一实施例的承载座的局部剖视图。本实施例中，环状粗糙面110s的侧面110s2倾斜于环状粗糙面110s的上表面110s1，例如，侧面110s2与上表面110s1之间夹一钝角A1。由于侧面110s2倾斜于上表面110s1，如同提供一拔模角，使在制作承载座110的注塑成型制作工艺中，成形的承载座110可省力地脱离注塑模具。
虽然上述实施例的上表面110s1是以粗糙表面，而侧面110s2是以非粗糙表面为例说明，然此非用以限制本发明实施例，侧面110s2也可以是粗糙面，以下举例说明。
请参照图5，其绘示依照本发明另一实施例的承载座的局部剖视图。本实施例中，侧面110s2是粗糙面，其表面粗糙度实质上等于或相异于上表面110s1的表面粗糙度。
图5中，由于侧面110s2是粗糙面，使在形成荧光胶170的制作工艺中，呈流动态的荧光胶170在克服上表面110s1的阻力后经由上表面110s1流向侧面110s2，接着受到侧面110s2的阻力，而发挥荧光胶170的内聚力效用，如此，同样可使荧光胶170隆起而突出超过承载座110的上表面110u。相较于侧面110s2非粗糙面的设计，粗糙的侧面110s2使荧光胶170的突出幅度增大。
请参照图6，其绘示依照本发明另一实施例的承载座的局部剖视图。本实施例中，侧面110s2是粗糙面，并倾斜于上表面110s1。由于侧面110s2倾斜于上表面110s1，如同提供一拔模角，使在制作承载座110的注塑成型制作工艺中，成形的承载座110可省力地脱模。
请参照图7，其绘示依照本发明另一实施例的承载座的局部剖视图。环状粗糙面110s是一斜面，且连接承载座110的上表面110u与凹部111的内壁面111w。
请参照图8，其绘示依照本发明另一实施例的承载座的局部剖视图。环状粗糙面110s是一曲面，且连接承载座110的上表面110u与凹部111的内壁面111w。此外，曲面可以是圆柱面、椭圆面或其它几何型态的曲面。
请参照图9，其绘示依照本发明另一实施例的承载座的局部剖视图。环状粗糙面110s是一阶梯面，且连接承载座110的上表面110u与凹部111的内壁面111w。
由上可知，环状粗糙面110s可由多个表面组成，此些表面中至少一者是一粗糙面，此粗糙面直接连接凹部的顶部边缘。此外，此些表面的任一者可以是水平面、垂直面、斜面或曲面。
综上所述，虽然结合以上实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。
Claims (9)
1.一种发光二极管封装件，包括：
承载座，具有凹部、上表面及环状粗糙面，该环状粗糙面连接该凹部的一顶部边缘；
发光二极管芯片，设于该凹部内；以及
荧光胶，填充于该凹部内且突出超过该上表面，该荧光胶的一边缘接触于该环状粗糙面，该环状粗糙面包括一上表面及一侧面，该环状粗糙面的该上表面实质上平行于该承载座的该上表面，且该上表面连接于该凹部的内壁面，而该环状粗糙面的该侧面连接该环状粗糙面的该上表面与该承载座的该上表面。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装件，其中该环状粗糙面与该凹部的一底部的间距小于或大于该承载座的该上表面与该凹部的该底部的间距。
3.如权利要求1所述的发光二极管封装件，其中该环状粗糙面的该侧面倾斜于该环状粗糙面的该上表面。
4.如权利要求1所述的发光二极管封装件，其中该环状粗糙面的该侧面实质上垂直于该环状粗糙面的该上表面。
5.如权利要求1所述的发光二极管封装件，还包括：
多个凸块，设于该承载座的该上表面，各该凸块的端面与该承载座的该上表面的间距大于该荧光胶的顶点与该承载座的该上表面的间距。
6.如权利要求5所述的发光二极管封装件，其中该些凸块邻近该承载座的边缘配置。
7.如权利要求6所述的发光二极管封装件，其中该些凸块邻近该承载座的转角配置。
8.如权利要求1所述的发光二极管封装件，其中该荧光胶具有一顶点，该荧光胶的该边缘沿一水平方向与该顶点相距一第一距离，该荧光胶的该边缘沿一垂直方向与该顶点相距一第二距离，该第二距离与该第一距离的比值介于0.1至1.5之间。
9.如权利要求1所述的发光二极管封装件，其中该凹部的开口形状是圆形、椭圆形或多边形。
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