CN108352434A - 发光二极管装置与其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种发光二极管装置及其制作方法,发光二极管装置(400)包括一发光二极管芯片(430)、一封装胶体(440)以及一环形挡墙(450’)。发光二极管芯片具有一第一上表面且封装胶体覆盖发光二极管芯片。其中环形挡墙的反射面(450a)倾斜于发光二极管芯片的侧面(430b)。可有效地调整出光角度,并可减少在面临市场需求改变使重新设计透镜的需求。
Description
本发明涉及一种发光二极管装置与其制作方法。
随着照明技术的演进,发光装置快速发展至采用发光二极管(light emitting diode,LED)芯片作为光源。发光二极管芯片具有省电、使用寿命长、环保、启动快速、体积小等多种优点,且发光二极管芯片所能达到的功率随着技术的成熟而逐渐变大。目前发光二极管芯片已逐渐应用于各式发光装置中以取代传统光源,使发光装置具有节能的特色。
举例而言,以目前高功率白光发光二极管的封装方式大多数是采用蓝光发光二极管并搭配黄色荧光粉的使用而成。白光发光二极管之所以发白光是因为其发光二极管芯片发出蓝光,蓝光通过黄色荧光粉后会被转换成黄光,而被黄色荧光粉转换成的黄光与没被转换的蓝光即混合成白光。在结构上,现有的发光二极管装置通常是将发光二极管芯片固着于具有反射杯的支架上并由透光性树脂封装。然而,现今趋势是越来越朝向芯片级封装(Chip Scale Package,CSP)的方向发展,即从顶面视之,封装后的发光二极管装置的面积不能超过发光二极管芯片的面积过多(例如不大于1.4倍)。又因芯片尺寸需求也日渐改变。在此前提下,现有的封装方式难以因应芯片尺寸随时调整支架设计。因此,使用具有碗杯的支架来达成芯片级封装对于业者而言成本甚高。另外,现行的芯片级封装也为具有基板的封装,厚度上有一定限制,日渐不符下游厂商的需求。也为亟需一种可随时因应芯片大小来制得芯片级封装,又可下降产品厚度的有效方案。
另一方面,虽然也通过外加透镜来改变发光二极管装置的出光角度,然而在面临不同的客需条件,一般业者皆选择重新设计透镜来符合市场需求。然而面临市场需求条件日渐变化的情况下,设计透镜的成本日益增加,因此也须另一种方法替代重新设计透镜的做法。鉴于上述问题,本发明将提供一种发光二极管装置与其制作方法,可有效地调整出光角度,并可减少在面临
市场需求改变时重新设计透镜的需求。
发明内容
鉴于上述,本发明提供一种发光二极管装置,具有可随时因应芯片大小而形成芯片级封装的特性,一具有反射性的环形挡墙,以提高发光二极管装置的出光效果。特定言之,本发明的发光二极管装置包括一基板;一发光二极管芯片;一封装胶体,覆盖该发光二极管芯片;以及一环形挡墙,围绕该封装胶体,其中该环形挡墙的高度是与封装胶体的高度等高。
为提供上述的发光二极管装置,本发明是提供一制作方法,包括:将多个发光二极管芯片配置于一载板上,该等发光二极管芯片各自具有一第一上表面;形成一封装胶体于载板上;切割封装胶体,以在发光二极管芯片之间形成一开槽;填充一反射胶体填充于开槽内,使该反射胶体与该封装胶体等高;以及沿开槽切割反射胶体,使反射胶体成为多个环形挡墙,并使发光二极管装置单体化。
另外为满足薄型化需求,本发明是提供一种无基板之发光二极管装置,可降低产品厚度。特定言之,本发明的无基板的发光二极管装置包括:一发光二极管芯片;一封装胶体,覆盖发光二极管芯片;以及一环形挡墙,围绕该封装胶体;其中该发光二极管芯片具有多个电极,这些电极各具有一电极端部,电极端部是暴露于封装胶体外。
为提供上述的无基板的发光二极管装置,本发明又提供一种制造方法,包括:提供一透光载板;形成一可解黏胶层于透光载板上;将多个发光二极管芯片设置于可解黏胶层上,其中发光二极管芯片中的电极端部是面对可解黏胶层;形成一封装胶体于可解黏胶层上,封装胶体是覆盖这些发光二极管芯片,但未覆盖这些电极端部;切割封装胶体,以在发光二极管芯片之间形成一开槽;填充一反射胶体于填充于开槽内,使该反射胶体与该封装胶体等高;沿开槽切割反射胶体,使反射胶体成为多个环形挡墙,并这些发光二极管芯片进行单体化以形成多个发光二极管装置;以及提供一光线,通过透光载板而照射至可解黏胶层,借此降低可解黏胶层的黏性,以将各发光二极管装置分离于可解黏胶层及透光载板,同时使该倒覆芯片的电极端部暴露于封装胶体外。
另一方面,为有效地调整出光角度,并减少在面临市场需求改变时重新设计透镜的需求,本发明在提供一种发光二极管装置,使其环形挡墙的高度可与封装胶体的高度不等高,且可适用于前述的有基板及无基板者。申言之,前述的发光二极管装置包括:一发光二极管芯片、一基板(视需要)、一封装胶体,覆盖发光二极管芯片;以及一环形挡墙,环绕封装胶体;其中发光二极管芯片的第一上表面与封装胶体的第二上表面是定义一第一高度,而环形挡墙的第三上表面与第一上表面则定义一第二高度,第一高度大于第二高度。
为提供上述的发光二极管装置,本发明又再提供一种制作方法,包括:将多个发光二极管芯片配置于一载板上,且发光二极管芯片各自具有一第一上表面;形成一封装胶体于载板上,并覆盖发光二极管芯片,该封装胶体具有一第二上表面,而第一上表面与第二上表面是各自定义一第一高度;切割封装胶体,以在发光二极管芯片之间形成一开槽。填充反射胶体于开槽内;移除部分的反射胶体,使反射胶体的顶面低于封装胶体的顶面;沿开槽切割反射胶体,使反射胶体成为多个环形挡墙,其中环形挡墙对应环绕发光二极管芯片与切割后的封装胶体,而环形挡墙各自具有一第三上表面,发光二极管的第一上表面与对应的环形挡墙的第三上表面各自定义一第二高度,其中第一高度大于第二高度。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图作详细说明如下。
图1与图2是本发明第一实施例的发光二极管装置的立体与剖面示意图。
图3A至图3G是本发明第一实施例的发光二极管装置的制造方法流程图。
图4是本发明第二实施例的发光二极管装置的剖面示意图。
图5A至图5G是本发明第二实施例的发光二极管装的制造方法流程图。
图6A至图6F是本发明第二实施例的发光二极管装置的制造方法流程图。
图7A至图7E是本发明第二实施例的发光二极管装置的制造方法流程
图。
图8与图9是本发明第三实施例的发光二极管装置的立体与剖面示意图。
图10A及图10B是本发明第三实施例的发光二极管装置的制造方法流程图。
图11A及图11B是本发明第三实施例的发光二极管装置的制造方法流程图。
图12与图13是图9的发光二极管装置与其它发光二极管装置在空间坐标系中的X轴与Y轴的各角度的出光强度曲线图。
图14至图25是本实施例其它变化形式的发光二极管装置的剖面示意图。
附图标号说明:
10、100、200、300、400、500、600、500a~500d、500f~500k、500m、500n:发光二极管装置;
12、130、230、330、430、510、510a、510n:芯片;
12a、512:第一上表面;
12b、14b、16b、230b、330b、430b、514、524、524g、524n:侧面;
14、140、240、340、440、520、520f、520g、520j、520m、520n:封装胶体;
14a、522:第二上表面;
14c、16c、C1、C2:交界处;
16、250’、350’、450’、530、530c、530d、530f、530g、530h、530i、530k、530m、530n:环形挡墙;
16a、532、532i:第三上表面;
18、610、540、540a、540b、540c:基板;
18a、230a、330a、506a、542、536:顶面;
18b、534、534d、534h、544:外侧面;
50、50’、60、60’、60”:刀具;
50a:表面;
110、210、410’、502:载板;
132a、232a、332a:电极端部;
140a、240a、440a、504:图案化开槽;
150、250、350、450、506:反射胶体;
220、320、420’、620:可解黏胶层;
230c、240c、430c:底面;
232:电极;
240b、340b:出光面;
250b、350b:顶端;
250c:底端;
440b:出光面;
450a:反射面;
516:导线;
546:电路图案;
552:第四表面;
526:断差面;
G1、G2:断差部;
H1:第一高度;
H2:第二高度;
L、L’、L”:光线;
P1:第一端点;
P2:第二端点;
P3:第三端点;
t、W1、W2:宽度。
第一实施例
图1与图2是本发明第一实施例的发光二极管装置的立体与剖面示意图,其中图1是图2的立体图沿A-A’剖线所得的剖面示意图。请参考图1与图2,在本实施例中,发光二极管装置10包括发光二极管芯片12、封装胶体14以及环形挡墙16,其中封装胶体14覆盖发光二极管芯片12,而环形挡墙16环绕封装胶体14与发光二极管芯片12。更进一步地说,发光二极管装置10包含基板18,而发光二极管芯片12、封装胶体14是设置于基板18上,但本
发明不限制基板18的配置与否,如后所述可为无基板的发光二极管装置。此外,环形挡墙16是设置于基板18上,且环形挡墙16的高度与封装胶体14的高度等高。如此,环形挡墙16环绕设置于基板18上的发光二极管芯片12与封装胶体14,而适于反射发光二极管芯片12及封装胶体14所发出的光线。然本发明不限于环形挡墙16与封装胶体14高度等高的形态,也包含环形挡墙16高度与封装胶体14高度不等高者,如后详述。
具体而言,在本实施例中,发光二极管芯片12可选自于水平式芯片、垂直式芯片或倒覆芯片,较佳是倒覆芯片,盖其无需通过金属导线与基板电性连结,有利于微型化发展。此外,当发光二极管芯片为倒覆芯片时,可采用直接接合(direct bonding)、共晶接合(eutectic bonding)、金球或凸块接合、银胶或锡膏接合等方式进行固晶,以与基板电性连结。发光二极管芯片12包括第一上表面12a与连接第一上表面12a的多个侧面12b,且发光二极管芯片12具有多个未示出的电极,各电极具有一电极端部,用以对基板的导电电路图案或外部电路做电性连接。另外,基板18也包括顶面18a与连接顶面18a的多个外侧面18b而大致上呈现平板状,其中基板18可选自陶瓷基板、塑料基板、印刷线路基板(printed circuit board,PCB)或金属基板,而选用陶瓷基板、塑料基板或印刷线路基板的基板18还包括未示出的导电线路图案,例如是连接线路以及多个接点。如此,发光二极管芯片12配置于基板18的顶面18a上,并通过电极端部连接接点,以电性连结至基板18,但本发明并不限制基板18的种类与发光二极管芯片12的连接方式。
再者,在本实施例中,封装胶体14包覆发光二极管芯片12的第一上表面12a及侧面12b,而位于基板18的顶面18a上。且封装胶体14位于发光二极管芯片120的侧面与环形挡墙16之间而使发光二极管芯片12未直接接触环形挡墙16。特定言之,封装胶体14可为任意具有一包含有一平面(即非弯曲状的透镜)的形体,例如长方体、正方体、梯形体等。例如在图1与图2是例示为长方体,厚度为约0.3毫米。详细而言,封装胶体14包括第二上表面14a与连接第二上表面14a的多个侧面14b。如此,封装胶体14的第二上表面14a配置于发光二极管芯片12的第一上表面12a上,且第二上表面14a实质上平行于第一上表面12a。而封装胶体14的侧面14b对应配置于发光二极管芯片12的侧面12b上,以包覆发光二极管芯片12的第一上表面12a及
侧面12b。也即,除了发光二极管芯片12上面对基板18的底面以外,封装胶体14包覆发光二极管芯片12的所有外表面。特定而言,封装胶体14在发光二极管芯片12的侧面12b与环形挡墙16之间具有一宽度t。因应环形挡墙16光形改善效应,宽度t较佳为芯片宽度的0.05倍至0.4倍,更佳为0.05倍至0.1倍。
在本发明中,封装胶体14为一具透光性的胶体,其材质是选自由下述所构成的群组中之一者:硅树脂组合物、环氧树脂组合物及前述的任意组合。形成封装胶体14的方式可为网版印刷工艺、模塑工艺(molding process)、层压工艺(lamination process)、涂布工艺(coating process)或其他适当工艺。以层压工艺而言,其是将先成形的半固化胶片(如固化至B-stage阶段的胶片)叠层于基板18及芯片12上,并随后进行热压和/或烘烤。故其非如模塑工艺那样以注入塑料至模具内的方式来形成封装胶体,故可避免塑料注入不均匀。另外若发光二极管芯片12为倒覆芯片时,层压工艺可避免塑料成形时非预期地流至倒覆芯片的电极与载板之间而影响倒覆芯片的电性连接能力。另外,封装胶体14中可包含一荧光材料,以吸收部分由发光二极管芯片12所发出的光并转换成其他颜色的光,同时混合为被吸收的部分与经转换的光形成其他颜色者,例如白光。可用的荧光材料可选自由下述所构成的群组中之一或多者:Sr5(PO4)3Cl:Eu2+、(Sr,Ba)MgAl10O17:Eu2+、(Sr,Ba)3MgSi2O8:Eu2+、SrAl2O4:Eu2+、SrBaSiO4:Eu2+、CdS:In、CaS:Ce3+、Y3(Al,Gd)5O12:Ce2+、Ca3Sc2Si3O12:Ce3+、SrSiON:Eu2+、ZnS:Al3+,Cu+、CaS:Sn2+、CaS:Sn2+,F、CaSO4:Ce3+,Mn2+、LiAlO2:Mn2+、BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+、ZnS:Cu+,Cl-、Ca3WO6:U、Ca3SiO4Cl2:Eu2+、SrxBayClzAl2O4-z/2:Ce3+,Mn2+(X:0.2、Y:0.7、Z:1.1)、Ba2MgSi2O7:Eu2+、Ba2SiO4:Eu2+、Ba2Li2Si2O7:Eu2+、ZnO:S、ZnO:Zn、Ca2Ba3(PO4)3Cl:Eu2+、BaAl2O4:Eu2+、SrGa2S4:Eu2+、ZnS:Eu2+、Ba5(PO4)3Cl:U、Sr3WO6:U、CaGa2S4:Eu2+、SrSO4:Eu2+,Mn2+、ZnS:P、ZnS:P3-,Cl-、ZnS:Mn2+、CaS:Yb2+,Cl、Gd3Ga4O12:Cr3+、CaGa2S4:Mn2+、Na(Mg,Mn)2LiSi4O10F2:Mn、ZnS:Sn2+、Y3Al5O12:Cr3+、SrB8O13:Sm2+、MgSr3Si2O8:Eu2+,Mn2+、α-SrO·3B2O3:Sm2+、ZnS-CdS、ZnSe:Cu+,Cl、ZnGa2S4:Mn2+、ZnO:Bi3+、BaS:Au,K、ZnS:Pb2+、ZnS:Sn2+,Li+、
ZnS:Pb,Cu、CaTiO3:Pr3+、CaTiO3:Eu3+、Y2O3:Eu3+、(Y,Gd)2O3:Eu3+、CaS:Pb2+,Mn2+、YPO4:Eu3+、Ca2MgSi2O7:Eu2+,Mn2+、Y(P,V)O4:Eu3+、Y2O2S:Eu3+、SrAl4O7:Eu3+、CaYAlO4:Eu3+、LaO2S:Eu3+、LiW2O8:Eu3+,Sm3+、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu2+,Mn2+、Ba3MgSi2O8:Eu2+,Mn2+、ZnS:Mn2+,Te2+、Mg2TiO4:Mn4+、K2SiF6:Mn4+、SrS:Eu2+、Na1.23K0.42Eu0.12TiSi4O11、Na1.23K0.42Eu0.12TiSi5O13:Eu3+、CdS:In,Te、CaAlSiN3:Eu2+、CaSiN3:Eu2+、(Ca,Sr)2Si5N8:Eu2+、Eu2W2O7。
在图2中,封装胶体14的第二上表面14a与各侧面14b之间的交界处14c呈现直角。且第二上表面14a是示出为一平坦表面。然而在其他未示出的变化形式中,封装胶体的第二上表面可通过粗化工艺而呈现粗糙,借以减少内部全反射,并增加光折射的比例,以改变出光效果。环形挡墙16的第三上表面16a同样可设计为粗糙面,而第三上表面16a的粗糙程度可以近似于第二上表面14a。然本发明并不限于此,本领域技术人员可根据应用需求改变第二上表面14a与第三上表面16a的粗糙度。
在本实施例中,环形挡墙16环绕封装胶体14与发光二极管芯片12,而位于基板18的顶面18a上。特定言之,在本发明中环形挡墙16适用于反射发光二极管芯片12所发出及通过封装胶体14中的荧光材料所转换的光线,其材质为一含有反射颗粒的树脂组合物。所述的树脂组合物较可选自由下述所构成的群组中的一者:硅树脂组合物、环氧树脂组合物及前述的任意组合。另外,所述反射颗粒可选自由下述所构成的群组中的任一者:TiO2、SiO2、ZnO、ZrO2、BN、BaSiO4、MgO及前述的任意组合,借此使环形挡墙16对于发光二极管芯片12所发出的光或通过封装胶体所转换/混合的光的射率大于80%,较佳是大于95%。另外,由于环形挡墙16是用于反射光线,故除了上述有关反射颗粒的组成或反射率等参数之外,环形挡墙16的结构设计也可能影响发光二极管装置10的出光效果(例如出光角度)。
举例而言,在本发明中挡墙宽度可能会微略影响挡墙的挡光能力,因此较佳是形成相同宽度的挡墙,可提供均匀的挡光能力。例如在图1与图2是例示相同宽度的环形挡墙16围绕于封装胶体14的周围,挡墙宽度为约0.1毫米,然不以此为限,因应末端产品的需求不同,也可形成宽度不均的环形挡墙。详言之,环形挡墙16包括第三上表面16a与连接第三上表面16a的多
个外侧面16b。环形挡墙16的第三上表面16a环绕于封装胶体14的侧面14b,而环形挡墙16的外侧面16b对应于发光二极管芯片12的侧面12b与封装胶体14的侧面14b。
此外,在本实施例中,环形挡墙16的第三上表面16a与各外侧面16b之间的交界处16c呈现直角。然而,虽然在本实施例中环形挡墙16的第三上表面16a示出为平面,但本发明并不以此限制,第三上表面16a可例如为凸面、凹面或斜面。另外,环形挡墙16的外侧面16b还可进一步与基板18的外侧面18b切齐,但本发明也不限于此,也可为非齐平者。
以下请参照图3A至图3G详细说明本实施例的发光二极管装置的制作方法。
图3A至图3G是本发明第一实施例的发光二极管装置的制造方法流程图。首先,如图3A所示提供一载板110,载板110在后述的单体化步骤后即形成基板,因此材质选用与基板相同。随后,如图3B所示将多个发光二极管芯片130设置于载板110上。各发光二极管芯片130的电极端部132a与载板上的导电电路图案(未绘出)电性连结。图3B例示性地示出三个倒覆芯片130,并以直接键结(Direct Bonding)的方式与载板上的导电电路图案电性连接,然本发明不对发光二极管芯片130的数量加以限制,实际上这些发光二极管芯片130可为更多数量且数组地排列于载板110上。在本发明中,发光二极管芯片130排列的间距须经适当的计算调整,以在切割后达到芯片级封装的目的。申言之,发光二极管芯片130之间距较佳不大于芯片宽度的0.8倍,更佳是不大于芯片宽度的0.7倍。
如图3C所示形成一封装胶体140于载板110上,其中封装胶体140覆盖这些发光二极管芯片130,封装胶体140的材料选用及形成方式如前所述。随后,如图3D所示通过刀具50对封装胶体140进行预切割以在封装胶体140形成一图案化开槽140a,其中各发光二极管芯片130被图案化开槽140a围绕。另外,在本发明中,切割封装胶体140的步骤包括沿垂直于载板110的方向切割封装胶体140,使切割后的封装胶体140的侧面(即图案化开槽140a的内壁)为平面且可进一步垂直载板110。此外,所述图案化开槽140a可暴露出载板110的表面,也可不暴露出载板110的表面,仅形成朝向载板110凹入的凹陷结构,本领域技术人员在参酌本发明的内容后,可以依据末端产品的应
用特性选择图案化开槽深度。
接着,如图3E所示形成一反射胶体150于图案化开槽140a内,使反射胶体150分布于这些发光二极管芯片130之间,其中反射胶体150的高度与封装胶体140的高度大致等高,反射胶体150的材质选用与前述的环形挡墙选用材质相同。
随后,如图3F所示通过刀具60切割反射胶体150以对封装胶体140及这些发光二极管芯片130进行单体化,以形成多个发光二极管装置100。
在本发明中,刀具50/60的材质是选自由下述所构成的群组中之一者:钻石、金属、树脂及前述的任意组合。也可利用激光束取代刀具50/60来进行切割,然利用刀具50/60进行切割为较佳者,盖其不会产生非所欲的焦碳污染物。
此外,在如图3A至图3G所示的步骤后,即形成本发明的发光二极管装置100。此外,可对各发光二极管装置100进行质量测试,以判断各发光二极管装置100是否达到预期的出光效果。
上述实施例为具有基板的发光二极管装置,然本发明也可包含无基板的形态,以下请参考第二实施例说明本发明的未含基板的发光二极管装置。
第二实施例
图4是本发明第二实施例的发光二极管装置的剖面示意图。请参考图4,在第二实施例中,发光二极管装置200包括发光二极管芯片230、封装胶体240以及环形挡墙250’,其中封装胶体240覆盖发光二极管芯片230,而环形挡墙250’环绕封装胶体240与发光二极管芯片230,且环形挡墙250’的高度与封装胶体240的高度等高,俾使环形挡墙250’适于反射发光二极管芯片230及封装胶体240所发出的光线。然本发明不限于环形挡墙250’与封装胶体240高度等高的形态,也包含环形挡墙250’高度与封装胶体240高度不等高者,如后详述。
此外,在第二实施例中,因发光二极管装置为无基板的形态,需使发光二极管芯片230的电极端部232a暴露出封装胶体240外以与外部电路做电性连接,故发光二级体芯片较佳为倒覆芯片。另外,发光二极管芯片的底面可暴露出封装胶体外,然本发明不以此为限,也可仅使电极端部暴露出封装胶体,而发光二极管芯片的底面包覆于封装胶体中。特定言之,在图4中例示
发光二极管芯片230为一倒覆芯片,具有一顶面230a、至少一侧面230b及相对于顶面230a的一底面230c,且发光二极管芯片230具有多个电极232,这些电极232各具有一电极端部232a。封装胶体240覆盖发光二极管芯片230的顶面230a,但暴露出底面230c及电极端部232a。环形挡墙250’连接于封装胶体240且对位于发光二极管芯片230的侧面230b。
另外值得须注意的是,因为发光二极管装置200为无基板的封装形式,电极232与封装胶体240的底面240c可实质上共平面(即电极端部232a与底面240c共平面)。然而,较佳是使电极232具有一相当厚度,使电极端部232a外凸于封装胶体240的底面240c,借此提升散热效果,同时可增加后续应用时的焊接面积,进而提高焊接强度。然而过高高低差会有片底面230c漏光之虞。因此较佳地该高低差是介于于3μm至20μm,更佳是介于5μm至10μm。另外,为了避免芯片底面230c漏光的问题,相较于芯片底面230c的面积,较佳是使电极的覆盖面积超过50%。再者,为了能够达到将倒覆芯片因发光所产生的热,均匀的传送至外部的散热构件,较佳可将两个正负电极面积设计为相同大小。可选地,可于倒覆芯片中设计一反射层,该反射层的面积应超过50%的底面面积,优选的应覆盖超过80%的面积,以降低芯片底面230c可能漏光的问题。
值得须注意的是,因芯片底面230c、封装胶体底面240c及环形挡墙底面250c可能有高低差的问题,因此当进行环形挡墙的设置时,应尽量降低封装胶体底面240c的面积,来降低可能的漏光问题,例如该封装胶体底面240c的面积相较于出光面240b较佳不超过20%,更佳是不超过10%。或者,可以针对环形挡墙的型状加以设计,例如增加环形挡墙的底面250c面积,使得环形挡墙的底面250c大于封装胶体底面240c,同样可以达到降低底面漏光的可能性,而相关环形挡墙的设计将通过其他变化形式说明。
以下请参照图5A至图5G详细说明第二实施例的发光二极管装置的制作方法。
首先,如图5A所示提供一透光载板210,并通过喷涂法(spray coating)、刷涂法(brush coating)、浸泡法(soaking)或其他适当方式形成一可解黏胶层220于透光载板210上。透光载板210可为玻璃载板或塑料载板。而可解黏胶层220可为光解黏材料或热解黏材料,较佳为光解黏材料,例如紫外光脱离胶
带。
随后,如图5B所示将多个发光二极管芯片230设置于可解黏胶层220上,各发光二极管芯片230的电极端部232a面对于胶层220。接着,如图5C所示形成一封装胶体240于可解黏胶层220上,其中封装胶体240覆盖这些发光二极管芯片230,且封装胶体240未覆盖这些电极232的电极端部232a。接着,如图5D所示通过刀具50对封装胶体240进行预切割以在封装胶体240形成一图案化开槽240a,其中各发光二极管芯片230被图案化开槽240a围绕。接着,如图5E所示形成一反射胶体250于图案化开槽240a内,而使反射胶体250分布于这些发光二极管芯片230之间。接着,如图5F所示通过刀具60切割反射胶体250以对封装胶体240及这些发光二极管芯片230进行单体化,而形成多个发光二极管装置200。最后,如图5G所示提供一光线L,其中光线L例如是紫外光且通过透光载板210而照射至可解黏胶层220以降低可解黏胶层220的黏性,使各发光二极管装置200能够分离于可解黏胶层220及透光载板210而为图4所示状态。借此,可制作成无基板的发光二极管装置。经分离后,发光二极管芯片230的电极端部232a是暴露于封装胶体240外。此外,如前所述可对各发光二极管装置200进行质量测试,以判断各发光二极管装置200是否达到预期的出光效果。
在本实施例的部分变化形式中可使环形挡墙的侧面倾斜于发光二极管芯片的侧面,以进一步提高出光效率,以下请参考图5A至5C以及图6A至图6F详细说明此变化形式。
首先参考图6F。特定言之,本变化形式的发光二极管装置400与发光二极管装置200的不同处在于,封装胶体440是呈现倒梯形的形状,且环形挡墙450’的反射面450a倾斜于发光二极管芯片430的侧面430b,也即,反射面450a与侧面430b之间的距离沿着远离出光面440b的方向渐减。据此,反射面450a可更有效地将光线往出光面440b反射,以进一步提升发光二极管装置400的出光效率。在本变化形式中,反射面450a为平面型式的斜壁,然本发明不以此为限,反射面在其他实施例中可为凹曲面、凸曲面型式的曲面壁或其他适当形式的表面,该型状的设计可以通过不同的刀具50’类型而设计形成。
以下请参照图5A至5C以及图6A至图6F详细说明本实施例的发光二极
管装置的制作方法。
详言之,在第二实施例的图5A至图5C步骤后,如图6A所示翻转封装胶体440及这些发光二极管芯片430并黏附于另一个具有可解黏胶层420’的载板410’上,在转后将载板410’解黏分离,以使各发光二极管芯片430的底面430c朝向上方。接着,如图6B所示通过刀具50’对封装胶体440进行预切割,以在封装胶体440形成图案化开槽440a,其中各发光二极管芯片430被图案化开槽440a围绕。详细而言,本变化形式的刀具50’具有倾斜的表面50a,在通过刀具50’对封装胶体440进行预切割时,刀具50’的表面50a倾斜于各发光二极管芯片430的侧面430b且对应于图案化开槽440a的内壁,据以使图案化开槽440a的内壁如图6B所示倾斜于各发光二极管芯片430的侧面430b。
随后,如图6C所示形成一反射胶体450于图案化开槽440a内,而使反射胶体450分布于这些发光二极管芯片430之间。对应于图案化开槽440a的倾斜的内壁,反射胶体450的截面如图6C所示为V字形,在其他变化形式中,环形挡墙的截面也可被形成为U字形。接着,如图6D所示通过刀具60”切割反射胶体450以对封装胶体440及这些倒覆芯片430进行单体化,而形成多个发光二极管装置400。最后,如图6E所示提供一光线L”照射至可解黏胶层420’以降低可解黏胶层420’的黏性,使各发光二极管装置400能够分离于可解黏胶层420’及透光载板410’而为图6F所示状态。此外,如前所述,在解黏后可对各发光二极管装置400进行质量测试,以判断各发光二极管装置400是否达到预期的出光效果。
在本实施例的部分变化形式中可将封装胶体完全设置在发光二极管芯片及环形挡墙上,并且使环形挡墙直接与发光二极管芯片接触,以下请参考图5A至图5B以及图7A至图7E详细说明此变化形式。
首先参考图7E。特定言之,本变化形式的发光二极管装置300与发光二极管装置100的不同处在于,封装胶体340并未延伸至发光二极管330的侧面330b与环形挡墙350’之间,环形挡墙350’是直接覆盖发光二极管330的侧面330b。借此,可使发光二极管330发出的光线更集中于出光面340b射出以更提升出光效率,且可减少封装胶体340的用量以节省材料成本。此外,不同于图4的环形挡墙250’的顶端250b是与封装胶体240的出光面240b
共平面,本变化形式中环形挡墙350’的顶端350b是与发光二极管330的顶面330a共平面。
以下请参照图5A至5B以及图7A至图7E详细说明本实施例的发光二极管装置的制作方法。
详言之,在第二实施例的图5A至图5B步骤后,如图7A所示形成一反射胶体350于可解黏胶层320上,其中反射胶体350填充于这些发光二极管芯片330之间的间隙。接着,如图7B所示在这些发光二极管芯片330及反射胶体350上形成一封装胶体340,其中封装胶体340覆盖这些发光二极管芯片330,且封装胶体340未覆盖这些发光二极管芯片330的电极端部332a。
接着,如图7C所示通过刀具60’切割封装胶体340及反射胶体350以对封装胶体340及这些发光二极管芯片330进行单体化,而形成多个发光二极管装置300,接着,如图7D所示提供一光线L’降低可解黏胶层320的黏性,使各发光二极管装置300能够分离于可解黏胶层320及透光载板310而为图7E所示状态。最后,如前所述,在解黏后可对各发光二极管装置300进行质量测试,以判断各发光二极管装置300是否达到预期的出光效果。
在本发明第一实施例及第二实施例中例示环形挡墙与封装胶体等高的形式,然为更进一步调整出光角度,本发明也提供环形挡墙与封装胶体不等高的发光二极管装置,以下以第三实施例详细说明。
第三实施例
图8与图9是本发明第三实施例的发光二极管装置的立体与剖面示意图,其中图8是图9的立体图沿B-B’剖线所得的剖面示意图。详细言之,与第一实施例及第二实施例不同的是,在第三实施例中,发光二极管芯片510具有第一上表面512,封装胶体520具有第二上表面522,而环形挡墙530具有第三上表面532,第二上表面522是高于第三上表面532。第一上表面512与第二上表面522是定义一第一高度H1,而第一上表面512与第三上表面532是定义一第二高度H2。在本实施例中,若所述第一上表面、第二上表面及第三上表面若为倾斜面,则取其投影后的最高点(即端点)的垂直差距来定义第一高度H1与第二高度H2。若所述组件的表面为平面,则所述平面中任何一点皆为“端点”,而所述高度即为两端点之间的垂直距离。举例而言,由于本实施例的发光二极管芯片510、封装胶体520与环形挡墙530都是以具
有呈平面的顶面为例,故发光二极管芯片510的第一上表面512上任一点皆可定义为第一端点P1,封装胶体520的第二上表面522上任一点皆可定义为第二端点P2,而环形挡墙530的第三上表面532上任一点为皆可定义为第三端点P3。
如此,在本实施例中,第一上表面512的第一端点P1与第二上表面522的第二端点P2可定义出第一高度H1,而第一上表面512的第一端点P1与第三上表面532的第三端点P3可定义出第二高度H2。借此,由于本实施例的第二上表面522高于第三上表面532,故所述第一高度H1大于所述第二高度H2。也即,以第一端点P1为基准,第三端点P3相较于第二端点P2更接近第一端点P1。换言之,以发光二极管芯片510为基准,环形挡墙530的高度(以第三上表面532的第三端点P3为最高点)低于封装胶体520的高度(以第二上表面522的第二端点P2为最高点)。
需说明者,第三实施例的改变环形挡墙的概念可应用于有基板的发光二极管装置以及无基板的发光二极管装置,即第三实施例可与第一或第二实施例结合。随后将描述各种有基板或无基板的形式。
此外,如前所述本发明可通过调整封装胶体与环形挡墙外表面的粗糙度来改变出光效率。而在第三实施例中,更可通过调整第四表面552(即封装胶体520露出环形挡墙530外的侧表面)的粗糙度以进一步来改变出光效率。例如可使第二上表面522近似于一平坦面,而第四表面552为一粗糙面,使其粗糙程度将大于第二上表面522。又或者,环形挡墙530的第三上表面532同样可为粗糙面,而第三上表面532的粗糙程度可以近似于第四表面552。另外,为了增加由第四表面552所发出的光的折射,较佳地,可以增加第三上表面532的面积,因此第三上表面532的整体面积将大于第四表面552的整体面积。然本发明并不限于此,本领域技术人员可根据应用需求改变第三上表面532与第四表面552的比例。
以下请参照图3A至图3D以及图10A及图10B详细说明第三实施例的发光二极管装置的制作方法。
详细言之,在图3A至图3D的步骤后,如图10A所示移除部分反射胶体506,使反射胶体506的顶面506a低于封装胶体520的第二上表面522。也即,在图3D步骤中与封装胶体520等高的反射胶体506,在此步骤中低于封装胶
体520。此外,在此步骤中,移除部分反射胶体506的方式包括沿平行于载板502的方向移除部分反射胶体506。如此,反射胶体506的顶面506a呈平面且平行于载板502。再者,在移除部反射分胶层506的步骤中,反射胶体506相对于载板502的高度还可大于发光二极管芯片510相对于载板502的高度,即反射胶体506低于封装胶体520但高于发光二极管芯片510。
接着,在图10B的步骤中,沿开槽504切割反射胶体506,使反射胶体506成为多个环形挡墙530,即前述的单体化步骤。其中环形挡墙530对应环绕发光二极管芯片510与封装胶体520,且环形挡墙530各自具有第三上表面532,其可定义出第三端点P3,而第一上表面512与对应的第三上表面532各自定义第二高度H2,其中第一高度H1大于第二高度H2。特定言之,图10B所示的形态为有基板的发光二极管装置,此时单体化时需同时或接续切割载板502,以形成具有基板540的发光二极管装置500。
此外,若为无基板的发光二极管装置,则在切割胶层506后即可形成发光二极管装置500,此时可选择性切割或不切割载板502,并嗣后将发光二极管装置500与载板502分离(即形成无基板的发光二极管装置500)。在此情况下,在图3A步骤中可提供一如图5A所示提供一具有可解黏胶层220的透光载板210,并且单体化后如图11A所示提供一光线L照射至可解黏胶层620以降低可解黏胶层620的黏性,使各发光二极管装置600能够分离于可解黏胶层620及透光基板610而为图11B所示状态。同样地,在解黏后可对各发光二极管装置600进行质量测试,以判断各发光二极管装置600是否达到预期的出光效果。
为证实本发明的改变环形挡墙高度所带来的功效,以下是测量比较不同环形挡墙高度下发光二极管装置于不同轴向的出光强度。
图12与图13是图9的发光二极管装置与其它发光二极管装置在空间坐标系中的X轴与Y轴的各角度的出光强度曲线图。请参考图8、9、12、13,在本实施例中,如前所述,环形挡墙530适用于反射发光二极管芯片510及封装胶体520所发出的光线,故环形挡墙530的结构设计将影响发光二极管装置500的出光效果(例如出光角度)。所述“出光角度”是指,将发光二极管装置500放置于空间坐标系XYZ中进行测试,所述发光二极管装置500在Z轴(即垂直发光二极管芯片510的发光面的轴向)与XY平面上的单一
轴向(例如X轴或Y轴)所构成的平面中(如图9所示出的视角),其在各角度的出光量与其在0度(即Z轴方向)的出光量的比值大于0.5的的角度范围。
以发光二极管装置500在空间坐标系中的X轴的各角度的出光强度为例(即图12),发光二极管装置500(环形挡墙530的高度为封装胶体520的高度的二分之一,如图9所示)在角度为+65度与-65度的出光量(即曲线1)与0度(即Z轴方向)的出光量的比值为0.5,使发光二极管装置500的出光角度为530度(即涵盖+65度与-65度)。相对地,以第一实施例的发光二极管装置(环形挡墙与封装胶体等高,如图2所示)进行比较,其在角度为+60度与-60度的出光量(即曲线3)与0度(即Z轴方向)的出光量的比值为0.5,使第一实施例的发光二极管装置的出光角度为120度(即涵盖+60度与-60度))。另外,若省略环形挡墙的使用(即曲线2),虽然可让发光二极管装置的发光角度更为扩大(约140度),但无法通过反射而集中光线,将使发光二极管装置的出光亮度与出光均匀度大幅降低。由此可知,第三实施例的发光二极管装置100(曲线1)在轴向X上相对于第一实施例的发光二极管装置(曲线3)具有更大的发光角度,且仍可维持原有通过环形挡墙530反射集中光线的功效。类似地,以发光二极管装置100在空间坐标系中的Y轴的各角度的出光强度为例(即图13),第三实施例的发光二极管装置500(曲线1)在轴向Y上相对于现有发光二极管装置(曲线3)具有更大的发光角度,且仍可维持原有通过环形挡墙530反射集中光线的功效。
通过图12及图13的说明可知,第三实施例相较于第一实施例的发光二极管装置具有改变出光角度的效果。除此之外,当市场需求出光角度略为扩大时,本领域技术人员可参酌本发明改变发光二极管装置500的结构以达到需求,无须重新设计透镜,具有极佳的工业应用性。
如此,在上述的技术概念下,除了图9所示的发光二极管装置500之外,也可以其他变化形式来达到本发明所述调整发光二极管装置的发光角度的目的,且也可通过类似于上述步骤制作而得。以下将提供其他符合相同技术概念的多个变化形式。
图14至图25是本实施例其它变化形式的发光二极管装置的剖面示意图。请先参考图14,在本变化形式中,发光二极管装置500a包括发光二极管芯片
510a、封装胶体520、环形挡墙530与基板540a,其结构组成类似于前述发光二极管装置500,而主要差异在于,图9所示的发光二极管芯片510为一倒覆芯片,其是通过覆晶结合工艺电性连结至基板540上的电路图案(未示出),但本变化形式的发光二极管芯片510a则为水平式芯片,其电极位在发光二极管芯片510a的上侧,而需在发光二极管芯片510a设置于基板540a上后更通过多条导线516连接电极与基板540a上的电路图案546。借此,当发光二极管装置500a采用前述制作方法制作时,发光二极管芯片510a配置于作为载板502(示出于图10A)的基板540a上的步骤包括打线接合(wire bonding)工艺,即通过导线516使发光二极管芯片510a电性连接基板540a。由此可知,本发明不限制发光二极管芯片的种类以及其电性连结至基板的具体技术手段,其可依据需求调整。
请参考图15,在本变化形式中,发光二极管装置500b包括发光二极管芯片510、封装胶体520、环形挡墙530与基板540b,其结构组成类似于前述发光二极管装置500,而主要差异在于,前述基板540是为一体性的基板,例如陶瓷基板,塑料基板或印刷线路基板,但本变化形式的基板540b为金属基板,为分离式的基板。详言之,发光二极管芯片510通过其电极电性连结至基板540b,且基板540b连接所述电极之处彼此分离,以避免造成短路。如此,发光二极管装置500b也可采用前述制作方法制作。借此,本发明不限制基板的种类,其可依据需求调整。此外,因应工艺差异,基板540中之间隙可填充或未填充封装胶体520。
请参考图16,在本变化形式中,发光二极管装置500c包括发光二极管芯片510、封装胶体520、环形挡墙530c与基板540c,其结构组成类似于前述发光二极管装置500,而主要差异在于,前述环形挡墙530环绕封装胶体520与发光二极管芯片510,而位于基板540的顶面542上,但本变化形式的环形挡墙530c环绕封装胶体520与发光二极管芯片510,且更同时围绕基板540c。也即,环形挡墙530c位在发光二极管芯片510、封装胶体520与基板540c外侧,而位于基板540c的外侧面544上。借此,当发光二极管装置500c采用前述制作方法制作时,可于切割封装胶体步骤时同时或接续切割载板502,使图案化开槽504延伸入载板502中。并接续进行如图10A至图10B所示的形成反射胶体506、移除部分反射胶体506及切割反射胶体506的步
骤。最终可使环形挡墙530c环绕基板540c的外侧面544。特定言之,如图16所示为切割封装胶体时开槽504完全延伸入载板502的形式。然在本发明中,并未限定载板502需被完全切割,也可形成仅部分切入的形式。即可形成环形挡墙530c仅部分伸入,但未贯穿载板502(或基板540侧壁)的形式。由此可知,本发明不限制环形挡墙与基板之间的配置关系,其可依据需求调整。
请参考图17,在本变化形式中,发光二极管装置500f包括发光二极管芯片510、封装胶体520f、环形挡墙530f与基板540,其结构组成类似于前述发光二极管装置500,而主要差异在于,前述环形挡墙530配置于基板540的顶面542而接触基板540,但本变化形式的环形挡墙530f是位于部分的封装胶体520上方。也即,环形挡墙530f未接触基板540,而部分的封装胶体520延伸至环形挡墙530f与基板540之间。借此,当发光二极管装置500f采用前述制作方法制作时,在切割封装胶体520f并形成图案化开槽504的步骤中,切割后的封装胶体520f未暴露出基板540的表面,而后续填充于图案化开槽504内的反射胶体506构成环形挡墙530f并位于部分封装胶体520f上方。由此可知,本发明不限制环形挡墙与基板之间的相对位置,其可依据需求调整。
请参考图18,在本变化形式中,发光二极管装置500g包括发光二极管芯片510、封装胶体520g、环形挡墙530g与基板540,其结构组成类似于前述发光二极管装置500,而主要差异在于,前述封装胶体520的各侧面524垂直于基板540,使封装胶体520在垂直方向上具有均一宽度,但本变化形式的封装胶体520g的各侧面524g为倾斜面,且侧面524g的高度从邻近发光二极管芯片510的一端朝向远离发光二极管芯片510的一端降低,使封装胶体520g的宽度是朝向基板540(或载板)方向增加。换言之,封装胶体520g的第二上表面522的宽度W1小于封装胶体520g接触基板540的底面的宽度W2,使封装胶体520g的剖面呈现梯形。借此,当发光二极管装置500g采用前述制作方法制作时,切割封装胶体520g的步骤还包括使用一具有倾斜面的刀具切割封装胶体520g,使封装胶体520g的侧面524g也呈倾斜面。
再者,在图18的变化形式中,因应封装胶体520g的设置,环形挡墙530g的外侧面534可参照图9的实施例而维持为平面,并与基板540的外侧面544
切齐。如此,环形挡墙530g的宽度是朝向基板540(或载板)方向减少,使环形挡墙530g的剖面呈现梯形或三角形。借此,当发光二极管装置500g采用前述制作方法制作时,用于构成环形挡墙530g的胶层506填充于开槽504内而覆盖封装胶体520g上呈倾斜面的侧面524g,而后在图10B的步骤中沿垂直方向切割胶层506,使环形挡墙530g的外侧面534为平面并与基板540的外侧面544切齐。
然而,在图19的变化形式中,发光二极管装置500h同样具有前述封装胶体520g的设计,但其环形挡墙530h的各外侧面534h是倾斜面。所述外侧面534h是指环形挡墙530h上不与封装胶体520接触的侧面,使外侧面534h的高度从邻近发光二极管芯片510的一端朝向远离发光二极管芯片510的一端降低,使环形挡墙530h的剖面呈现梯形或三角形,也可能呈现平行四边形(即外侧面534h平行于侧面524g)。借此,当发光二极管装置500h采用前述制作方法制作时,用于构成环形挡墙530h的胶层506填充于开槽504内而覆盖封装胶体520g上呈倾斜面的侧面524g,而后在图10B的步骤中改为沿倾斜于载板502/基板540的方向以具有倾斜面的刀具切割胶层506,使环形挡墙530h的外侧面534h为倾斜面。
类似地,在图20的变化形式中,发光二极管装置500i包括发光二极管芯片510、封装胶体520、环形挡墙530i与基板540,其结构组成类似于前述发光二极管装置500,而主要差异在于,前述环形挡墙530的第三上表面532为平面,但本变化形式的环形挡墙530i的第三上表面532i是呈一倾斜面,使第三上表面532i的高度从邻近发光二极管芯片510的一端朝向远离发光二极管芯片510的一端降低,即第三上表面532i接触封装胶体520的一端高于第三上表面532i接触外侧面534的一端。借此,当发光二极管装置500i采用前述制作方法制作时,所述移除部分胶层506的步骤(即图10A的步骤)还包括沿倾斜于载板502/基板540的方向移除部分胶层506,使环形挡墙530i的第三上表面532i呈倾斜面。此时,环形挡墙530i的第三端点P3位在第三上表面532i的最高点,在此情况下是以第三端点P3定义第二高度H2。基于图18至图20的实施例可知,本发明不限制封装胶体与环形挡墙的形状,其可依据需求调整。
请参考图21,在本变化形式中,发光二极管装置500j包括发光二极管芯
片510、封装胶体520j、环形挡墙530与基板540,其结构组成类似于前述发光二极管装置500,而主要差异在于,前述封装胶体520的第二上表面522与各侧面524之间的交界处C1呈现直角,但本变化形式的封装胶体520j的第二上表面522与各侧面524之间的交界处C1具有断差部G1而形成阶梯状结构,且封装胶体520j的断差部G1具有连接环形挡墙530的断差面526。换言之,所述交界处C1往封装胶体520j内部凹陷,使第二上表面522高于断差面526以呈现阶梯状结构,而封装胶体520j的第二端点P2位于第二上表面522上。
此外,在本变化形式中,所述断差面526还可进一步与环形挡墙530的第三上表面532呈现连续面,即断差面526的高度等于第三上表面532的高度,但本发明不以此为限,第三上表面532也可高于或低于断差面526。借此,当发光二极管装置500j采用前述制作方法制作时,所述移除部分胶层506的步骤(即图10A的步骤)还包括移除部分封装胶体520j,使封装胶体520j的周边(即交界处C1)呈现阶梯状结构而构成断差部G1,而断差面526与环形挡墙530的第三上表面532等高。
类似地,在图22的变化形式中,发光二极管装置500k包括发光二极管芯片510、封装胶体520、环形挡墙530k与基板540,其结构组成类似于前述发光二极管装置500,而主要差异在于,前述环形挡墙530k并未完整切除,使其产生顶面536。顶面536的厚度较薄,因此仍具有一定的透光效果,因此在本发明中,顶面536并非第三上表面。本变化形式的环形挡墙530k的顶面536与各外侧面534之间的交界处C2具有断差部G2而形成阶梯状结构,且断差部G2具有构成第三上表面532的断差面。也即,环形挡墙530k的断差部G2具有连接对应的外侧面534的断差面,在此情况下断差面即为第三上表面532。换言之,所述交界处C2往环形挡墙530内部凹陷,使顶面536高于断差面(第三上表面532)以呈现阶梯状结构。
此外,在本变化形式中,环形挡墙530k的顶面536还可进一步与封装胶体520的第二上表面522呈现连续面,即顶面536的高度等于第二上表面522的高度。此时,环形挡墙530k的第三上表面532低于第二上表面522,但本发明不以此为限,其可依据需求调整。借此,当发光二极管装置500k采用前述制作方法制作时,在移除部分反射胶体506的步骤(即图10A的步骤)中,
反射胶体506的移除部分(即环形挡墙530k的断差部G2)的宽度小于开槽504(示出于图10A)的宽度的二分之一,较佳是小于四分之一,即移除部分反射胶体506的步骤并未使封装胶体520的侧面524外露,使环形挡墙530k的顶面536与封装胶体520的第二上表面522呈现连续面,并使交界处C2构成呈现阶梯状结构的断差部G2。
请参考图23,在本变化形式中,发光二极管装置500d包括发光二极管芯片510、封装胶体520、环形挡墙530d与基板540,其结构组成类似于前述发光二极管装置500,而主要差异在于,前述环形挡墙530的外侧面534与基板540的外侧面544切齐,但本变化形式的环形挡墙530d的外侧面534d与基板540的外侧面544不切齐,即外侧面534d与外侧面544之间具有落差。借此,当发光二极管装置500d采用前述制作方法制作时,沿开槽504切割反射胶体506的步骤(即图10B的步骤)包括沿垂直于载板502的方向依序切割反射胶体506后在平移切割位置切割载板502,使环形挡墙530d的外侧面534d与作为载板502的基板540的外侧面544不切齐。
由此可知,单体化发光二极管装置的动作可通过同一工艺步骤同时切割环形挡墙与基板,使环形挡墙的外侧面与基板的外侧面切齐(如图9所示),也可通过不同工艺步骤分别切割环形挡墙与基板,使环形挡墙的外侧面与基板的外侧面不切齐(如图24所示)。
请参考图24,在本变化形式中,发光二极管装置500m包括发光二极管芯片510、封装胶体520m、环形挡墙530m与基板540,其结构组成类似于前述发光二极管装置500,而主要差异在于,前述封装胶体520覆盖发光二极管芯片510的第一上表面512与侧面514,但本变化形式的封装胶体520m仅覆盖发光二极管芯片510的第一上表面512而不接触发光二极管芯片510的侧面514与基板540,且封装胶体520m的侧面524还可进一步与发光二极管芯片510的侧面514切齐。值得须注意的是,为了增加封装胶体520m与发光二极管芯片510之间的结合强度,封装胶体520m与发光二极管芯片510之间的连接面将低于环形挡墙530m的高度,因此环形挡墙530m还可以额外增加封装胶体520m与发光二极管芯片510之间的结合,避免因发光二极管芯片510因产生的热,而导致封装胶体520m与发光二极管芯片510脱离。
当发光二极管装置500m采用前述制作方法制作时,形成封装胶体520m
于载板502上的步骤可改用荧光贴片作为封装胶体520m贴附于发光二极管芯片510上,并省略移除部分封装胶体的步骤,而后环形挡墙530m在图10A至图10B的步骤中通过反射胶体506填入图案化开槽504中而形成,并可覆盖封装胶体520m的侧面524与发光二极管芯片510的侧面514。由此可知,本发明并不限制封装胶体的形成方式,其可依据需求调整。基于图22至图24的实施例可知,本发明不限制封装胶体与环形挡墙的形状以及环形挡墙与基板的配置关系,其可依据需求调整。
请参考图25,在本变化形式中,发光二极管装置500n包括倒覆芯片510n、封装胶体520n及环形挡墙530n,其结构组成类似于前述发光二极管装置500,而主要差异在于,前述发光二极管装置500包含基板540,而本变化形式的发光二极管装置500n不包含基板540。此外,前述封装胶体520的各侧面524垂直于基板540,使封装胶体520在垂直方向上具有均一宽度,但本变化形式的封装胶体520n的各侧面524n接触环形挡墙530n的部分为倾斜面,使封装胶体520n的宽度是由下往上增加。承上,例如是将图6E所示的发光二极管装置400翻转为上下颠倒后再对其进行切割,以形成图25所示发光二极管装置500n。翻转的方式可例如通过第二实施例中所述的具有解黏胶层的透光载板来进行,随后并通过光线照射将载板分离。
值得注意的是,虽然本实施例展现发光二极管装置的各种结构特征,但不限于上述实施方式。换言之,上述结构特征也可结合使用,例如将图14所述的发光二极管芯片510a(通过导线516接合基板)或图15所述的基板540b(金属基板)应用于图16至图25的发光二极管装置中,或其他可能的实施方式(例如第一实施例或第二实施例及其等同变化形式中),其均可达到本发明调整环形挡墙高度而改变发光二极管装置的出光角度的目的。
综上所述,在本发明的一些实施例的发光二极管装置中,发光二极管芯片周围设置了对位于发光二极管芯片的侧面的环形挡墙。发光二极管芯片发出的侧向光线可至少部分地被所述环形挡墙往发光二极管装置的出光面反射并从出光面射出,以提升发光二极管装置的出光效率,并借此发光二极管装置色不均匀的问题(例如黄晕),且可提升发光二极管装置的出光均匀度。另外,可将环形挡墙的反射面设计为倾斜于发光二极管芯片的侧面,以更有效地通过所述反射面将光线往发光二极管装置的出光面反射,进一步提升出
光效率。再者,在本发明的一些实施例的发光二极管装置与其制作方法中,环形挡墙的高度低于封装胶体的高度。如此,相较于现有技术将环形挡墙制作成与封装胶体等高的技术方案,本发明的上述实施例进一步在制作过程中调整环形挡墙的高度使其低于封装胶体,而所述环形挡墙的高度将影响发光二极管装置的出光角度。借此,本发明的上述实施例的发光二极管装置与其制作方法适用于调整其出光角度。同时,本发明的上述实施例的发光二极管装置可在不重新设计透镜的情况下符合市场需求的变化,极具工业应用性。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (15)
- 一种发光二极管装置,包括:一发光二极管芯片,具有一第一上表面及一侧面;一封装胶体,具有一第二上表面,所述封装胶体是覆盖所述发光二极管芯片;以及一环形挡墙,环绕所述封装胶体,所述环形挡墙具有一反射面;其中所述反射面倾斜于所述发光二极管芯片的侧面。
- 根据权利要求1所述的发光二极管装置,其中所述发光二极管芯片为倒覆芯片,所述倒覆芯片具有多个电极端部,所述多个电极端部是暴露于所述封装胶体外。
- 根据权利要求2所述的发光二极管装置,其中所述电极端部与所述封装胶体的底面的差距介于3μm至20μm。
- 根据权利要求3所述的发光二极管装置,其中所述反射面与所述发光二极管芯片的侧面间的距离沿着远离所述第二上表面的方向渐减。
- 根据权利要求3所述的发光二极管装置,其中所述反射面为凸曲面或凹曲面。
- 根据权利要求1所述的发光二极管装置,其中所述封装胶体还包含一底面暴露于芯片电极与环形挡墙之间。
- 根据权利要求6所述的发光二极管装置,其中所述底面的面积不超过所述第二上表面面积的20%。
- 根据权利要求1所述的发光二极管装置,其中所述第二表面为一粗糙面。
- 根据权利要求1所述的发光二极管装置,其中所述环型挡墙的宽度为所述发光二极管芯片宽度的0.05倍至0.4倍。
- 根据权利要求1所述的发光二极管装置,其中所述封装胶体的剖面是呈一梯形。
- 根据权利要求1所述的发光二极管装置,其中所述环形挡墙具有一第三上表面,所述第一上表面与所述第二上表面是定义一第一高度,所述第一上表面与所述第三上表面定义一第二高度,其中所述第一高度大于所述第二高度。
- 根据权利要求1所述的发光二极管装置,包括一基板,所述发光二极管芯片及所述封装胶体是设置于所述基板上。
- 根据权利要求12所述的发光二极管装置,其中发光二极管芯片是通过一导线与基板电性连接。
- 根据权利要求12所述的发光二极管装置,其中所述环形挡墙是设置于所述基板上。
- 根据权利要求12所述的发光二极管装置,其中所述环形挡墙是围绕所述基板的侧面。
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