CN108695425A - 光电封装体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光电封装体，该光电封装体包括一线路基板、一发光芯片、一光学封胶以及一光扩散层。线路基板具有一承载平面以及一位于承载平面的线路层。发光芯片用于发出一光线，并装设于承载平面上，且电连接线路层。光学封胶覆盖承载平面，并包覆发光芯片。光学封胶位于光线的传递路径上。光扩散层覆盖光学封胶上。光学封胶位于线路基板与光扩散层之间，并位于光线的传递路径上。光学封胶的折射率较佳是大于或等于光扩散层的折射率。

Description

光电封装体
技术领域
本发明涉及一种光电封装体，且特别涉及一种具有光扩散层(optical diffusionlayer)的光电封装体。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diodes，LED)是一种半导体封装体(semiconductorpackage)，并具有能发出光线的二极管裸晶(diode die)。一般而言，发光二极管大多具有偏小的出光角(viewing angle)，以至于发光二极管会集中发出光线，导致发光二极管难以均匀地发光。因此，发光二极管很适合用来制作小范围照明的灯具，例如手电筒，但制作例如天花板灯(ceiling fitting或ceiling light)等大范围照明的灯具则须额外搭配其他光学元件才会有较佳的视觉效果。
发明内容
本发明提供一种光电封装体，其包括用来扩散(diffuse)光线的光扩散层。
本发明所提供的光电封装体，其包括一线路基板(wiring substrate)、一发光芯片、一光学封胶以及一光扩散层(optical diffusion layer)。线路基板具有一承载平面(holding plane)以及一位于承载平面的线路层。发光芯片装设(mounted)于承载平面上，并电连接线路层，其中发光芯片用于发出光线。光学封胶覆盖承载平面，并包覆发光芯片，其中光学封胶位于光线的传递路径上。光扩散层覆盖光学封胶上，其中光学封胶位于线路基板与光扩散层之间，并且位于光线的传递路径上，而光学封胶的折射率较佳是大于或等于光扩散层的折射率。
在本发明的一实施例中，上述发光芯片具有一出光面，而光学封胶覆盖及接触出光面。
在本发明的一实施例中，上述发光芯片还具有一相对出光面的背面，背面与承载平面彼此面对面。
在本发明的一实施例中，上述发光芯片为发光二极管芯片。
在本发明的一实施例中，上述光学封胶的侧边与光扩散层的侧边彼此切齐(beflush with)。
在本发明的一实施例中，上述光学封胶含有荧光材料，荧光材料用于被光线激发而发出荧光。
在本发明的一实施例中，上述光扩散层的穿透率介于50％至90％之间。
在本发明的一实施例中，上述发光芯片打线装设(wire-bonding)于承载平面上。
在本发明的一实施例中，上述发光芯片倒装(flip-chip)装设于承载平面上。
在本发明的一实施例中，上述线路基板为印刷线路板(Printed Circuit Board，PCB)或封装载板(package carrier)。
在本发明的一实施例中，上述发光芯片的数量为多个，而这些发光芯片以芯片直接封装(Chip On Board，COB)方式装设于这线路基板。
本发明因采用以上光扩散层与光封胶层来扩散光线，因而增加光电封装体的出光角，进而促使光线均匀地出射。相较于现有发光二极管而言，本发明的光电封装体有利于制作大范围照明的灯具，例如天花板灯。
为让本发明的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图，作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明一实施例的光电封装体的剖面示意图；
图2A至图2C是制造图1的光电封装体的流程剖面示意图。
符号说明
10：线路板集合
20：刀具
100：光电封装体
110：线路基板
110p：线路联板
110s、130s、140s：侧边
111：绝缘层
111a：承载平面
112a、112b：线路层
113：导体柱
120：发光芯片
122a：出光面
122b：背面
130、130i：光学封胶
140、140i：光扩散层
L1：光线
N1：法线
具体实施方式
图1是本发明一实施例的光电封装体的剖面示意图。请参阅图1，光电封装体100包括线路基板110与至少一个发光芯片120，其中发光芯片120装设于线路基板110。线路基板110具有承载平面111a，而发光芯片120具有出光面122a以及相对出光面122a的背面122b，其中背面122b与承载平面111a彼此面对面。
在图1的实施例中，光电封装体100包括两个发光芯片120，而这些发光芯片120打线装设于承载平面111a上。不过，在其他实施例中，光电封装体100所包括的发光芯片120的数量可以仅一个或二个以上，且发光芯片120可倒装装设于承载平面111a上。所以，光电封装体100所包括的发光芯片120的数量不限定为两个，而且发光芯片120也不限定只能打线装设于承载平面111a。
发光芯片120能从出光面122a发出光线L1，且可以是尚未封装(unpackaged)的发光二极管裸晶(LED die)或是已封装(packaged)的发光二极管芯片(LED chip)。线路基板110可为印刷线路板或封装载板，而在图1实施例中，线路基板110包括绝缘层111、线路层112a、112b以及多根导体柱113。线路层112a与112b分别配置于绝缘层111的相对两侧，其中绝缘层111具有承载平面111a，而线路层112a位于承载平面111a。这些导体柱113配置于绝缘层111中，并且连接线路层112a与112b，以使线路层112a与112b能彼此电性导通。此外，当发光芯片120为上述发光二极管裸晶时，这些发光芯片120能以芯片直接封装方式(COP)装设于线路基板110，而光电封装体100也可以制作成一种离散元件(discrete component)。
特别一提的是，在图1所示的实施例中，包括两层线路层112a与112b的线路基板110实质上为双面线路板(double-sided wiring board)，但在其他实施例中，线路基板110所包括的线路层的数目可以仅为一层或二层以上，即线路基板110实质上也可为单面线路板(single-sided wiring board)或多层线路板(multilayer wiring board)，不限定只能是双面线路板。
光电封装体100还包括光学封胶130与光扩散层140。光学封胶130覆盖承载平面111a与发光芯片120，而光扩散层140覆盖光学封胶130上，其中光学封胶130位于线路基板110与光扩散层140之间。光学封胶130包覆发光芯片120，并且覆盖及接触出光面122a，所以光学封胶130会位于光线L1的传递路径上。在本发明的一个实施例中，光学封胶130可含有荧光材料，其能被光线L1激发而发出荧光。也就是说，在光线L1通过含有荧光材料的光学封胶130之后，光线L1的波长及颜色会发生改变。
举例来说，发光芯片120为能发出蓝色光线L1的发光二极管裸晶，而光学封胶130所含有的荧光材料为黄色荧光材料。在光线L1通过光学封胶130之后，部分的蓝色光线L1会被荧光材料转变成黄色光线L1，而未被荧光材料转变的光线L1仍维持蓝色，并与前述黄色光线L1混合，从而形成白光。此外，必须说明的是，在其他实施例中，光学封胶130也可以不含有任何荧光材料，所以光学封胶130并没有限制一定要含有荧光材料。
光扩散层140也位于光线L1的传递路径上，而光学封胶130的折射率较佳是大于或等于光扩散层140的折射率，所以光线L1会在光学封胶130与光扩散层140之间的界面(boundary)产生折射，而且离开光电封装体100的光线L1与出光面122a法线N1之间的夹角变大，以使光电封装体100具有较大的出光角。其次，也因为光学封胶130的折射率大于光扩散层140的折射率，所以部分光线L1会在光学封胶130与光扩散层140之间的界面产生全反射(total reflection)，以至于这部分光线L1会反射到线路基板110，然后被线路层112a反射。如此，光学封胶130与光扩散层140能使光线L1不会集中在法线N1方向上出射，从而降低光电封装体100在法线N1方向上的正面发光强度。
光扩散层140能扩散光线L1。例如，光扩散层140可包括扩散剂与硅胶(未绘示)，其中扩散剂具有多颗用来散射光线L1的扩散粒子，而扩散剂与硅胶的重量百分比可介于1:5至5:1之间。此外，光扩散层140的穿透率可介于50％至90％之间，以使发光芯片120沿着法线N1方向的正面发光强度可以被降低至少30％。如此，能增加光电封装体100的出光角，以促使光线L1均匀地从光扩散层140出射，让光电封装体100有利于应用在大范围照明的灯具。
需说明的是，图1中的光线L1看似只在光扩散层140的上表面散射。然而，在实际情况中，由于光扩散层140内部存有多颗扩散粒子，所以光线L1不仅会在光扩散层140的上表面散射，而且也会在光扩散层140内被这些散射粒子散射。图1所示的在光扩散层140上表面散射的光线L1是用于表示光线L1在通过光扩散层140之后会因散射而朝多个方向出射，并非用来解读成光线L1仅只在光扩散层140上表面散射。此外，在其他实施例中，光学封胶130的折射率可以等于光扩散层140的折射率，而光电封装体100可单靠光扩散层140来增加出光角，以达到光线L1均匀出射的效果。另外，光扩散层140可为单层结构或多层结构。当光扩散层140为多层结构时，光扩散层140可以采多层膜层堆叠而形成，以达到更佳的扩散效果。
图2A至图2C是制造图1的光电封装体的流程剖面示意图。请参阅图2A，在光电封装体100的制造方法中，首先，提供线路板集合(wiring board group)10，其包括线路联板(wiring panel)110p以及多个发光芯片120，而这些发光芯片120都装设于线路联板110p上。线路联板110p实质上包括多块线路基板110(图2A未标示)，而这些线路基板110是由切割线路联板110p而形成。换句话说，线路联板110p是这些线路基板110彼此相连而形成的面板(panel)或基板条(strip)，因此线路联板110p也具有多面承载平面111a，并包括多层线路层112a、112b以及多根导体柱113。
请参阅图2B，接着，在线路板集合10上依序形成光学封胶130i与光扩散层140i，其中光学封胶130i覆盖线路板集合10，并且包覆这些发光芯片120。光扩散层140i全面性覆盖光学封胶130的一面平面。以图2B为例，光扩散层140i全面性覆盖光学封胶130i的上平面。光学封胶130i与光扩散层140i两者可为已固化的胶材，而光学封胶130i与光扩散层140i两者的形成方法包括多种，例如涂布(coating)、喷涂(spraying)或点胶(dispensing)。
请参阅图2C与图1，之后，切割(dicing)线路板集合10，以形成多个光电封装体100。具体而言，可使用刀具20来切割光学封胶130i、光扩散层140i以及线路联板110p，以形成图1所示的光电封装体100。由于光学封胶130与光扩散层140是由刀具20切割光学封胶130i与光扩散层140i而形成，所以在同一个光电封装体100中，光学封胶130的侧边130s、光扩散层140的侧边140s以及线路基板110的侧边110s都是彼此切齐，如图1所示。
综上所述，利用以上光扩散层与光扩散层，可使本发明实施例中的光电封装体具有较大的出光角，以降低法线方向上的正面发光强度，并提高法线方向以外的侧向发光强度。如此，本发明实施例的光电封装体可无需使用成本高的二次光学元件，即可使光线能均匀地出射，因此本发明实施例光电封装体具有低成本的优点。由此可知，相较于现有发光二极管而言，本发明实施例的光电封装体有利于制作大范围照明的灯具，例如天花板灯。
虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (11)

1.一种光电封装体，包括：
线路基板，具有承载平面以及位于该承载平面的线路层：
发光芯片，装设于该承载平面上，并电连接该线路层，其中该发光芯片用于发出一光线；
光学封胶，覆盖该承载平面，并包覆该发光芯片，其中该光学封胶位于该光线的传递路径上；以及
光扩散层，覆盖该光学封胶上，其中该光学封胶位于该线路基板与该光扩散层之间，并且位于该光线的传递路径上，而该光学封胶的折射率大于或等于该光扩散层的折射率。
2.如权利要求1所述的光电封装体，其中该发光芯片具有一出光面，而该光学封胶覆盖及接触该出光面。
3.如权利要求2所述的光电封装体，其中该发光芯片还具有一相对该出光面的背面，该背面与该承载平面彼此面对面。
4.如权利要求1所述的光电封装体，其中该发光芯片为发光二极管芯片。
5.如权利要求1所述的光电封装体，其中该光学封胶的侧边与该光扩散层的侧边彼此切齐。
6.如权利要求1所述的光电封装体，其中该光学封胶含有荧光材料，该荧光材料用于被该光线激发而发出荧光。
7.如权利要求1所述的光电封装体，其中该光扩散层的穿透率介于50％至90％之间。
8.如权利要求1所述的光电封装体，其中该发光芯片打线装设于该承载平面上。
9.如权利要求1所述的光电封装体，其中该发光芯片倒装装设于该承载平面上。
10.如权利要求1所述的光电封装体，其中该线路基板为印刷线路板或封装载板。
11.如权利要求1所述的光电封装体，其中该发光芯片的数量为多个，而该些发光芯片以芯片直接封装方式装设于该线路基板。
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