CN106159059A - Led封装结构及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及LED封装结构及其制造方法。一种LED封装结构，包括：载板、设于载板上的LED晶片、及位于载板上且包覆LED晶片的透光胶体。透光胶体的外表面包含有第一出光面及围绕在第一出光面外缘的第二出光面，上述第一出光面位在透光胶体远离载板的部位，而第二出光面是相连于第一出光面与载板之间。第一出光面未设有任何光学微结构，而第二出光面上设有一光学微结构，用以使自LED晶片发出并穿过第二出光面的光线能经由光学微结构而改变其路径。藉此，提供一种出光均匀的LED封装结构。此外，本发明另提供LED封装结构的制造方法。

Description

LED封装结构及其制造方法
技术领域
本发明是有关一种LED封装结构，且特别是有关于一种于侧缘形成有光学微结构的LED封装结构及其制造方法。
背景技术
LED发光组件作为一种体积小、抗震性高、省电及使用寿命长的发光器件，被广泛应用电子装置、照明装置等各个领域。所述LED发光组件包括LED晶片及包覆于LED晶片外部的透光体，LED发光组件仅需在特定方向(如：正向)发光，而其它方向(如：侧向)不需要发光。然而，由于透光体并不具备遮光功能，因而LED发光组件除了上述特定方向外，其它方向易产生漏光，使得LED发光组件所发出的光线色泽不一致，并且相邻的LED发光组件之间更是会产生串光的现象。
于是，本发明人有感上述缺失的可改善，乃特潜心研究并配合学理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺失的本发明。
发明内容
本发明实施例在于提供一种LED封装结构及其制造方法，其能有效改善习用LED发光组件因侧向漏光而产生的缺失。
本发明实施例提供一种LED封装结构，包括：一载板，其具有位于相反两侧的一第一板面与一第二板面；一LED晶片，其安装于该载板的第一板面；以及一透光胶体，其设于该载板的第一板面并且包覆该LED晶片，该透光胶体的外表面包含有一第一出光面及围绕在该第一出光面外缘的一第二出光面；其中，该第一出光面位在该透光胶体远离该载板的部位，而该第二出光面是相连于该第一出光面与该载板之间，并且该第一出光面未设有任何光学微结构，而该第二出光面上设有一光学微结构，用以使自该LED晶片发出并穿过该第二出光面的光线能经由该光学微结构而改变其路径。
本发明实施例另提供一种LED封装结构的制造方法，包括：提供一载板及安装于该载板上的一LED晶片；将一透光胶体设于该载板并包覆该LED晶片；其中，该透光胶体的外表面包含有一第一出光面及围绕在该第一出光面外缘的一第二出光面，该第一出光面位在该透光胶体远离该载板的部位，而该第二出光面是相连于该第一出光面与该载板之间；以及加工该透光胶体的第二出光面，以使该透光胶体仅于该第二出光面形成一光学微结构。
本发明实施例又提供一种LED封装结构的制造方法，包括：提供一载板及安装于该载板上的一LED晶片；将一模具形成有相对于该LED晶片的一模穴，并且仅在该模穴的内表面邻近其穴口处加工成形有一微结构；于该模穴内且对应该载板及该LED晶片，形成包覆该LED晶片并位于该载板上的一透光胶体；以及自该模具取出该载板及其上的该LED晶片与该透光胶体，并且对应于该模穴微结构的该透光胶体表面部位成形有一光学微结构。
综上所述，本发明实施例所提供的LED封装结构及其制造方法，通过仅在透光胶体的外表面底部(即第二出光面)形成有光学微结构，藉以使所述LED晶片的漏光能被光学微结构改变其路径，进而形成散射，令LED晶片的出光达到均匀化的效果，避免色偏发生。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅系用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。
附图说明
图1A为本发明LED封装结构的示意图。
图1B为本发明LED封装结构的另一示意图。
图1C为本发明LED封装结构的又一示意图。
图2为本发明LED封装结构的制造方法的步骤S101示意图。
图3为本发明LED封装结构的制造方法的步骤S102示意图。
图4为本发明LED封装结构的制造方法的步骤S103示意图。
图5为本发明LED封装结构的制造方法的步骤S104示意图。
图6为本发明LED封装结构的制造方法的步骤S105示意图。
图7为本发明LED封装结构的制造方法的步骤S202示意图。
图8为本发明LED封装结构的制造方法的步骤S203示意图。
图9为本发明LED封装结构的制造方法的步骤S204示意图。
图10为本发明LED封装结构的制造方法的步骤S205示意图。
符号说明
100 LED封装结构
1 载板
11 第一板面
12 第二板面
2 LED晶片
21 发光面
22 安装面
23 环侧面
3 透光胶体
31 第一出光面
32 第二出光面
321 光学微结构
200 模具
201 模穴
202 穴口
203 微结构
300 保护层。
具体实施方式
请参阅图1A至图10，其为本发明的一实施例，需先说明的是，本实施例对应图式所提及的相关数量与外型，仅用以具体地说明本发明的实施方式，以便于了解其内容，而非用以局限本发明的权利范围。
如图1A所示，本实施例为一种LED封装结构100，包括一载板1、一LED晶片2、及一透光胶体3。其中，上述LED晶片2与透光胶体3皆设于载板1上，并且透光胶体3包覆于LED晶片2。有关本实施例所提出的LED封装结构100的具体构造，大致说明如下：
所述载板1的类型于本实施例中并不加以局限，举例而言：本实施例的载板1可以采用陶瓷板、电路板、或导线架等类型。再者，所述载板1具有位于相反两侧的一第一板面11与一第二板面12(如图1A中的载板1顶板面与底板面)。
所述LED晶片2于本实施例中可以是各种发光型态的类型，如：红光LED晶片、蓝光LED晶片、绿光LED晶片、白光LED晶片、紫外光LED晶片、或红外光LED晶片等各种类型，在此不加以限制。再者，所述LED晶片2具有一发光面21、一安装面22、及围绕于上述发光面21与安装面22边缘的一环侧面23，上述发光面21与安装面22即分别为图1A中LED晶片2的顶面与底面，并且所述LED晶片2是以其安装面22安装于上述载板1的第一板面11，而LED晶片2的发光面21则是位于远离载板1的一侧。
其中，有关上述LED晶片2与载板1之间的连接方式，可以是通过打线连接(wire bonding)或是覆晶连接(flip chip bonding)等各种方式，在此不加以局限。
所述透光胶体3于本实施例中即为LED晶片2的一次光学透镜，透光胶体3设于载板1的第一板面11并且完整包覆LED晶片2的发光面21与环侧面23。其中，透光胶体3的外表面呈曲面状，并且透光胶体3的外表面包含有一第一出光面31及围绕在第一出光面31外缘的一第二出光面32。
就所述第一出光面31与第二出光面32所在的位置来看，上述第一出光面31位在透光胶体3远离载板1的部位(即为图1A中的透光胶体3顶部)，并且LED晶片2位于第一出光面31朝上述载板1正投影所形成的区域之内。所述第二出光面32大致呈环状且位在透光胶体3相邻接于载板1的部位(即为图1A中的透光胶体3左侧与右侧)，亦即，第二出光面32相连于第一出光面31与载板1之间。换个角度说，LED晶片2位在第二出光面32所包围的区域之内，亦即，第二出光面32正投影于第一板面11的法线向量的高度是大于LED晶片2的厚度(即安装面22与发光面21的距离)。
再者，就所述第一出光面31与第二出光面32的相对关系来看，所述第一出光面31大致为以LED晶片2为基准的至少90度出光角度所涵盖的透光胶体3外表面的区域，而第二出光面32则为第一出光面31以外的透光胶体3外表面的区域。然而，于实际应用时，上述第一出光面31与第二出光面32相对于透光胶体3外表面所占的比例可依设计者需求而加以调整，在此不加以限制。需补充说明的是，上述「至少90度出光角度」一词于本实施例中是作为界定第一出光面31所使用的范围描述性词语，而非限定LED晶片2本身出光角度的光学特性。
另，就所述第一出光面31与第二出光面32的具体构造来看，第一出光面31为光滑的曲面状且其上未设有任何光学微结构，而第二出光面32上则设有一光学微结构321，用以使自LED晶片2发出并穿过第二出光面32的光线能经由光学微结构321而改变其路径，进而能够达到散射的效果。更详细地说，所述LED晶片2除在预定的出光角度所发出的光线外，LED晶片2还会在侧向产生些许的漏光，因而通过所述第二出光面32的光学微结构321设于LED晶片2的侧向漏光路径上，藉以使LED晶片2的漏光能被光学微结构321改变其路径，进而形成散射，令LED晶片2的出光达到均匀化的效果，避免色偏发生。
此外，在LED晶片2的发光面21上可设有荧光粉贴片(图略)，或者是在所述透光胶体3内可布设有荧光粉(图略)，本实施例不加以限制。再者，所述LED封装结构100中的LED晶片2至第一出光面31与第二出光面32的距离可以是大致相等(如图1A)或相异(如图1B、图1C)，而当LED晶片2至第一出光面31的距离相异于至第二出光面32的距离时，通过光学微结构321改变自第二出光面32穿出的光线的路径，更是能够显著地使LED晶片2的出光达到均匀化的效果，有效避免色偏的情况发生。
以上即为本实施例的LED封装结构100的构造说明，以下接着介绍有关本实施例LED封装结构100的制造方法，而于上述LED封装结构100的构造说明中已述及的技术特征则不再赘述。再者，本实施例所述的LED封装结构100的制造方法不以各步骤所载的内容为限，亦即，有关下列各步骤的均等变化与修饰亦属于本实施例的均等范围。
请参阅图2至图6，其揭示一种LED封装结构100的制造方法，该制造方法是以前加工方式形成LED封装结构100的光学微结构321，而该制造方法包括步骤S101～S105，各步骤内容说明如下：
步骤S101：如图2，提供一载板1及安装于载板1上的一LED晶片2。其中，所述载板1与LED晶片2的构造已于上述说明中记载，在此则不再赘述。
步骤S102：如图3，将一模具200形成有相对于LED晶片2的一模穴201，并且仅在模穴201的内表面邻近其穴口202处加工成形有一微结构203。
其中，本实施例的模穴201微结构203的形成，是需先在模穴201内表面无须形成有微结构203的部位设有一保护层300，亦即，通过保护层300完整覆盖所述模穴201内表面无须形成有微结构203的部位。其后，可通过化学方式(如：药剂腐蚀)或物理方式(如：喷砂)对未设有保护层300的模穴201内表面部位进行加工，以形成所述微结构203。并且在模穴201微结构203形成之后，去除模穴201内的保护层300。
换言之，在加工所述模穴201内表面以形成上述微结构203时，模穴201内表面无须形成有微结构203的部位将通过保护层300的保护而避免受损。再者，所述模穴201微结构203的形成，亦可通过放电加工方式，对未设有保护层300的模穴201内表面部位进行加工，藉以控制模穴201内表面上的微结构203具体图案。
步骤S103：如图4，将所述载板1及LED晶片2设置于模具200，且LED晶片2位在模穴201内。其中，载板1大致封闭模穴201的穴口202，以使载板1与模穴201共同包围出后续形成透光胶体3所需的空间。
步骤S104：如图5，注入一胶体(未标示)于上述模具200的模穴201内并填满该模穴201，接着使胶体固化以形成包覆LED晶片2并位于载板1上的一透光胶体3。
其中，有关注入胶体于模穴201的方式，可以是由模具200形成连通模穴201的一通孔(图略)，再经由通孔将胶体注入模穴201内；或者是，在载板1上形成有贯穿第一板面11与第二板面12的一贯孔(图略)，并在第二板面12上经由贯孔将胶体注入模穴201内。而有关本步骤中，胶体注入模穴201的具体实施方式，本实施例不加以限制。
步骤S105：如图6，自上述模具200取出载板1及其上的LED晶片2与透光胶体3，并且透光胶体3在与模穴201分离之后，对应于模穴201微结构203的透光胶体3表面部位成形有一光学微结构321，而对应于保护层300的透光胶体3表面部位成形为未设有任何光学微结构321的一光滑曲面。藉此，完成本实施例LED封装结构100的制造。
此外，上述各个步骤仅用于说明以前加工方式形成光学微结构321的其中一种可行方法，但本发明不排除通过合理的实施方式加以取代。举例来说，上述步骤S103与步骤S104可以是通过压模成型(compressionmolding)方式替代，而有关压模成型的实施方式(图略)大致说明如下：
于上述步骤S102之后，将模穴201置于下方，并使模穴201的穴口202朝上；接着在模穴201内填充适量的胶体；而后将载板1及其上的LED晶片2朝模穴201方向下压，使LED晶片2埋置于上述胶体内，且LED晶片2周围的载板1表面贴附于胶体；最后进行胶体固化，以形成包覆LED晶片2并位于载板1上的透光胶体3。于此之后，实施上述步骤S105，即完成本实施例LED封装结构100的制造。
请参阅图7至图10，其揭示一种LED封装结构100的制造方法，该制造方法是以后加工方式形成LED封装结构100的光学微结构321，而该制造方法包括步骤S201～S204，各步骤说明如下(步骤S201与上述步骤S101相同，在此不加以赘述)：
步骤S202：如图7，将一透光胶体3设于载板1并包覆LED晶片2；其中，上述透光胶体3的外表面为光滑的曲面且包含有一第一出光面31及围绕在第一出光面31外缘的一第二出光面32。并且第一出光面31位在透光胶体3远离载板1的部位，而第二出光面32是相连于第一出光面31与载板1之间。
其中，有关透光胶体的成型方式可以是将载板1及其上的LED晶片2设置于模穴内表面未形成有任何微结构的模具(图略)，接着通过胶体注入上述未形成有任何微结构的模具模穴内，而形成如图7所示的透光胶体3，但实际的成型方式并不以此为限。
步骤S203：如图8，于透光胶体3的第一出光面31上设有一保护层300，亦即，以上述保护层300完整覆盖所述透光胶体3的第一出光面31。
步骤S204：如图9，加工所述透光胶体3的第二出光面32，以使透光胶体3仅于第二出光面32形成一光学微结构321。
其中，本实施例的第二出光面32的光学微结构321形成，可通过化学方式(如：药剂腐蚀)或物理方式(如：喷砂)对未设有保护层300的第二出光面32进行加工，以形成所述微结构203。换言之，在加工第二出光面32以形成所述光学微结构321时，第一出光面31将通过保护层300的保护而避免受损。
步骤S205：如图10，去除位于透光胶体3第一出光面31上的保护层300，藉以完成本实施例LED封装结构100的制造。
此外，本实施例于说明LED封装结构100的制造方法时，是以单道制造流程完成一个LED封装结构100为例，但于实际操作时，亦可以单道制造流程完成同时完成多个LED封装结构100，藉以降低制造成本。
[本发明实施例的可能效果]
综上所述，本发明实施例所提供的LED封装结构及其制造方法，通过仅在透光胶体的外表面底部(即第二出光面)形成有光学微结构，藉以使所述LED晶片的漏光能被光学微结构改变其路径，进而形成散射，令LED晶片的出光达到均匀化的效果，避免色偏发生。
再者，当LED晶片至第一出光面的距离相异于至第二出光面的距离时，通过光学微结构改变自第二出光面穿出的光线的路径，更是能够显著地使LED晶片的出光达到均匀化的效果，有效避免色偏的情况发生。
另，本实施例所述的LED封装结构可经由保护层的设计，以利于通过前加工或是后加工的制造方法完成，而于前加工方式的制造方法中，更是能以放电加工方式对模穴内表面加工形成微结构，以控制模穴内表面上的微结构图案，进而达到精准控制LED封装结构上的光学微结构的效果。
以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，其并非用以局限本发明的专利范围，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种LED封装结构，其特征在于，包括：
一载板，其具有位于相反两侧的一第一板面与一第二板面；
一LED晶片，其安装于该载板的第一板面；以及
一透光胶体，其设于该载板的第一板面并且包覆该LED晶片，该透光胶体的外表面包含有一第一出光面及围绕在该第一出光面外缘的一第二出光面；
其中，该第一出光面位在该透光胶体远离该载板的部位，而该第二出光面是相连于该第一出光面与该载板之间，并且该第一出光面未设有任何光学微结构，而该第二出光面上设有一光学微结构，用以使自该LED晶片发出并穿过该第二出光面的光线能经由该光学微结构而改变其路径。
2.如权利要求1所述的LED封装结构，其中，该LED晶片位于该第一出光面朝该载板正投影所形成的区域之内，并且该LED晶片位在该第二出光面所包围的区域之内。
3.如权利要求1所述的LED封装结构，其中，该透光胶体外表面呈曲面状，并且该第二出光面的光学微结构位于该LED晶片的侧向漏光路径上。
4.如权利要求3所述的LED封装结构，其中，该LED晶片至该透光胶体第一出光面的距离，其相异于该LED晶片至该透光胶体第二出光面的距离。
5.如权利要求1至4中任一项所述的LED封装结构，其中，该第一出光面为以该LED晶片为基准的至少90度出光角度所涵盖的该透光胶体外表面的区域，该第二出光面则为该第一出光面以外的该透光胶体外表面的区域。
6.一种LED封装结构的制造方法，其特征在于，包括：
提供一载板及安装于该载板上的一LED晶片；
将一透光胶体设于该载板并包覆该LED晶片；其中，该透光胶体的外表面包含有一第一出光面及围绕在该第一出光面外缘的一第二出光面，该第一出光面位在该透光胶体远离该载板的部位，而该第二出光面是相连于该第一出光面与该载板之间；以及
加工该透光胶体的第二出光面，以使该透光胶体仅于该第二出光面形成一光学微结构。
7.如权利要求6所述的LED封装结构的制造方法，其中，在加工该透光胶体的第二出光面的步骤前，于该透光胶体的第一出光面上设有一保护层，以在加工该透光胶体的第二出光面时，通过该保护层避免该第一出光面受损。
8.一种LED封装结构的制造方法，其特征在于，包括：
提供一载板及安装于该载板上的一LED晶片；
将一模具形成有相对于该LED晶片的一模穴，并且仅在该模穴的内表面邻近其穴口处加工成形有一微结构；
于该模穴内且对应该载板及该LED晶片，形成包覆该LED晶片并位于该载板上的一透光胶体；以及
自该模具取出该载板及其上的该LED晶片与该透光胶体，并且对应于该模穴微结构的该透光胶体表面部位成形有一光学微结构。
9.如权利要求8所述的LED封装结构的制造方法，其中，在该模穴的内表面加工成形该微结构的步骤前，于该模穴内表面无须形成有该微结构的部位上设有一保护层，以在该模穴的内表面加工成形该微结构时，通过该保护层而避免该模穴内表面无须形成有该微结构的部位受损；在自该模具取出该载板及其上的该LED晶片与该透光胶体时，对应于该保护层的该透光胶体表面部位成形为未设有任何光学微结构的一曲面。
10.如权利要求8所述的LED封装结构的制造方法，其中，在该模穴的内表面邻近其穴口处加工成形有该微结构的步骤中，是通过放电加工方式实施，以控制该模穴内表面上的该微结构图案。
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