CN1885580A - 具有金属反射层的发光二极管封装及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有金属反射层的LED封装及其制造方法，其中，金属反射层用于使光聚焦并通过该封装的一面发射。该LED封装包括：基底，在其上形成有电极；发光二极管芯片，设置在基底上；密封体，覆盖LED芯片和基底，以保护LED芯片。该LED封装还包括围绕密封体的侧表面的金属反射层，以在密封体的顶表面上形成光透射表面。本发明使光损失减到最小，增强了亮度，可作为PCB型批量生产，并且采用了EMC转移成型，而使不规则的颜色分布减到最小，从而提高了光学质量。

Description

具有金属反射层的发光二极管封装及其制造方法
本申请要求于2005年6月20日提交到韩国知识产权局的第2005-53163号韩国专利申请的权益，该申请的内容通过引用包含于此。
                           技术领域
本发明涉及一种具有金属反射层的发光二极管(LED)封装及其制造方法，其中，金属反射层用于使光聚焦并通过该封装的一面发射。更具体地讲，本发明涉及一种具有使光损失减到最小且亮度增强的金属反射层的LED封装，该LED封装可以作为小尺寸的PCB型批量制造而不受LED芯片大小的影响，因而提高了产率。
                           背景技术
通常，移动电话或PDA采用用于背光的各种尺寸的发光二极管(LED)封装。
近来，随着背光变得较薄，背光中采用的LED封装也变得较薄。
在第2003-0094622号美国专利中描述了图1中所示的LED封装300，其中，由用于安装在该封装300内的LED芯片310的引线框(lead frame)形成反射层312，并用密封板314密封该封装，密封板314覆盖LED芯片310和反射层312。
在这个传统的LED封装300中，反射层312由镀Ag层制成，以使来自LED芯片310的光聚焦并通过该封装的一面发射。
然而，在这种传统的结构中，LED芯片310形成在基底的凹进部分322内，并且单独的密封板314覆盖凹进部分322，从而限制了自动化制造和批量生产。
图2A和图2B示出了现有技术的LED封装400的不同结构。LED芯片412安装在基底410上，其内具有空腔(cavity)的模制部分414粘附在基底410上。然后，将其内混合有荧光体和环氧树脂的树脂溶液注入到空间414a中以使其固化，并将完成的结构切块。然而，由于需要将模制部分414粘附在基底410上的附加工艺，所以就产率而言，制造工艺的效率不高。
此外，如图3中所示，在传统的LED封装400中，将其内混合有荧光体和环氧树脂的树脂溶液注入到模制部分414内的空间414a中，并固化树脂溶液大约1小时以形成密封体416。在这种固化工艺中，密封体416的环氧树脂418a中的荧光体418b趋于沉淀，导致不规则的颜色分布。因此，这种传统的LED封装400产生低的均匀性和相当普通的颜色显影。
                          发明内容
本发明旨在解决现有技术的前述问题，因此，本发明的某些实施例的一个目的是提供一种具有金属反射层的LED封装及其制造方法，该LED封装无需模制部分，因而可具有最小的厚度。
本发明的某些实施例的另一目的是提供一种具有金属反射层的LED封装及其制造方法，该LED封装可以批量生产而不受LED芯片大小的影响，并且可以制造成小尺寸。
本发明的某些实施例的又一目的是提供一种具有金属反射层的LED封装及其制造方法，该LED封装采用环氧成型化合物(EMC)转移成型，以使不规则的颜色分布减到最小并增强了均匀的颜色显影。
本发明的某些实施例的又一目的是提供一种光损失减到最小且亮度增强的LED封装及其制造方法，该LED封装可以批量生产且提高了产率。
根据用于实现所述目的的本发明的一方面，提供了一种使来自发光二极管芯片的光在一个方向上发射的发光二极管封装，其包括：基底，在其上形成有电极；发光二极管芯片，设置在基底上；密封体，覆盖LED芯片和基底，以保护LED芯片；金属反射层，围绕密封体的侧表面，以在密封体的顶表面上形成光透射表面。
根据用于实现所述目的的本发明的另一方面，提供了一种制造使来自发光二极管芯片的光在一个方向上发射的发光二极管封装的方法，包括以下步骤：提供在其上形成有电极的基底；在基底上设置发光二极管芯片；在发光二极管芯片和基底上形成密封体；切割密封体；在密封体上形成反射层。
                          附图说明
通过以下结合附图的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点及其它优点将会变得更清楚地理解，附图中：
图1是示出根据现有技术的LED封装的剖视图；
图2A和图2B示出了根据现有技术的另一LED封装，其中，图2A是示出切割模制部分的说明性视图，图2B是纵向剖视图；
图3示出了根据现有技术的用环氧树脂组成LED封装的密封体的工艺；
图4A和图4B是示出根据本发明的具有金属反射层的LED封装的构造视图，其中，图4A是外部的透视图，图4B是示出在其上部具有光透射表面的LED封装的剖视图；
图5是示出制造根据本发明的具有金属反射层的LED封装的逐步工艺的视图；
图6是示出制造不同的具有金属反射层的LED封装的逐步工艺的视图；
图7是示出在根据本发明的LED封装的制造工艺中EMC转移成型以形成密封体的视图。
                    具体实施方式
现在，将参照附图来详细描述本发明的优选实施例。
如图4A和图4B中所示，根据本发明的具有金属反射层的LED封装1用于使来自LED芯片5的光在密封体10的一个方向上发射。
光穿过光透射表面17发射，光透射表面17优选地位于LED芯片5所处平面的前面，并与该平面平行。
根据本发明的具有金属反射层的LED封装1具有基底，在基底上形成有电极15a和15b。基底15可优选地为具有图案电极15a和竖直电极15b例如孔(via)的印刷电路板(PCB)或陶瓷基底。
此外，LED芯片5与电极15a电连接并安装在基底15上。LED芯片5可以为仅在其上表面上形成有所有电端子的水平型，或者为在其上下表面上形成有电端子的竖直型。
此外，密封体10形成在LED芯片5和基底15上，以覆盖LED芯片和基底。通过固化环氧树脂来制成密封体10，优选地通过利用其内混合有荧光体的环氧成型化合物(EMC)的环氧成型化合物转移成型来形成密封体10，以使不规则的颜色分布减到最小。
根据本发明，如图4(b)中所示，当密封体10以期望的形式设置在LED芯片5和基底15上时，反射层20形成在密封体10上，在密封体10的一个表面上具有光透射表面17，即在密封体10的上表面上具有光透射表面17。
由选自于由Al、Au、Ag、Ni、W、Ti和Pt组成的组的金属制成反射层20。反射层20通过无电镀或电镀形成在密封体10的侧表面上，或者通过真空沉积围绕密封体10的整个表面形成，且密封体的上表面被磨光以形成光透射表面17。
因此，反射层20围绕密封体10的除了光透射表面17这部分之外的整个侧表面，而没有任何地方遗漏。
现在，将在下文中解释根据本发明的具有金属反射层的LED封装的制造工艺100。
如图5中所示，根据本发明的具有金属反射层的LED封装的制造工艺100以步骤102开始，步骤102提供了在其上形成有电极15a和15b的基底15。
此外，基底15设置有：图案电极15a和竖直电极15b例如孔，用于为LED芯片供电；电极15c，随后用于镀反射层。
基底15可以是其上形成有竖直电极15b例如孔的PCB或陶瓷基底，并且与LED芯片5连接的图案电极15a的每个与竖直电极15b例如孔的每个电连接。
在下一步骤104中，将LED芯片5安装在基底15上。
在这一步骤104中，将多个LED芯片5同时安装在一个基底15上的预定的位置上，每个LED芯片5与基底15上的每个图案电极15a通过导线电连接。
在下一步骤106中，密封体10形成在LED芯片5和基底15上。
在这一步骤106中，通过利用其内混合有荧光体的环氧成型化合物的EMC转移成型来形成密封体10，以使在密封体10固化后不规则颜色分布减到最小。
如图7中所示，在被用于形成密封体10的EMC转移成型200的工艺中，将基底15和LED芯片5插到保持在大约150℃至190℃的模子210中，并将保持在大约80℃至90℃的透明EMC和荧光体的固态混合物220注入到模子210中。然后，以500磅/平方英寸(psi)至1000磅/平方英寸的压力来压缩透明EMC和荧光体的混合物220，以使透明EMC和荧光体的混合物在模子210内部从固相变为液相。透明EMC和荧光体的这个液态混合物220流动覆盖基底15和LED芯片5，以形成密封体10。在不加热且不加压的情况下5至7分钟后，该液态混合物220短时间内从液相固化为固相。
在完成固化后，将其上形成有密封体10的基底15和LED芯片5与模子210分开，以完成密封体10。
在通过上述EMC转移成型形成的密封体10中，荧光体222b没有沉积在透明的EMC 222a中，这使得不规则的颜色分布减到最小，并提高了颜色显影的均匀性。
在完成密封体10之后，在下一步骤108中切割密封体10。
在这一步骤108中，为了形成用于LED芯片5的密封体10的期望的形状，仅将密封体10切块或仅蚀刻密封体10。在这一步骤108中，形成密封体10使得密封体的下外周暴露用于镀的电极15c。
然后，在下一步骤110中，在密封体10上形成反射层20。通过无电镀或电镀高反射金属使反射层作为镀层22形成在密封体10上，所述高反射金属选自于由例如Al、Au、Ag、Ni、W、Ti和Pt组成的组。就此，镀层22与密封体10形成一体，以完全地围绕密封体10的侧表面，从而防止光的泄漏。
对于如方才描述所形成的反射层20，光透射表面17形成在密封体10的上表面上。
在下一步骤112中，将电镀层22和基底15被水平地和竖直地切成单个的LED封装，以获得多个LED封装1。
在这一步骤112中，每个LED封装1具有形成在密封体10的上表面上的光透射表面17，金属反射层20围绕密封体10的侧表面，从而来自LED芯片的光仅通过光透射表面17泄漏。
可选择地，如图6中所示，在密封体10上形成反射层20的步骤110′中，通过利用高反射金属的真空溅射来形成溅射层22′以围绕密封体10的外表面，所述高反射金属选自于由例如Al、Au、Ag、Ni、W、Ti和Pt组成的组。在这种情况下，溅射层22′与密封体10形成一体，以完全地围绕密封体10的外表面，以使光不泄漏。
在下一步骤110′中，磨光溅射层22′的上表面以去除它，从而在密封体10的上表面上形成了光透射表面17。
这样就完成了具有在密封体10的上表面上形成的光透射表面17的结构。
在下一步骤112中，将基底15水平地和竖直地切成单个的LED封装，以获得多个LED封装1。
通过上面的步骤，完成了具有形成在密封体10的上表面上的光透射表面17和围绕密封体侧表面的金属反射层20的各LED封装1，从而使得来自LED芯片5的光仅通过光透射表面17泄漏。
根据如上提出的本发明，反射层和密封体为一体，以使LED封装的厚度减到最小，从而容易地应用于各种类型的较薄的背光。
此外，本发明除了密封体之外不需要模制部分使得结构尺寸小且薄，并且采用了用于围绕密封体的除了光透射表面这部分之外的表面的反射层的高反射金属，使得光的泄漏减到最小。
此外，在本发明中，包括安装LED芯片、成型和切块的整个工艺在PCB上进行，这使得批量生产具有显著提高的产率。
另外，本发明采用利用其内混合有荧光体的环氧成型化合物的EMC转移成型，使得荧光体在密封体固化之后不会沉淀，从而使不规则的颜色分布减到最小，并显著地提高了光学质量。
在如之前优选的图中已经解释和示出了本发明的某些示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，而不应被理解为局限于这里所提到的实施例。虽然已经结合优选实施例示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员要清楚，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行修改和改变。

Claims (14)

1、一种使来自发光二极管芯片的光在一个方向上发射的发光二极管封装，包括：
基底，在其上形成有电极；
发光二极管芯片，设置在所述基底上；
密封体，覆盖所述发光二极管芯片和所述基底，以保护所述发光二极管芯片；
金属反射层，围绕所述密封体的侧表面，以在所述密封体的顶表面上形成光透射表面。
2、根据权利要求1所述的发光二极管封装，其中，通过沉积或镀选自于由Al、Au、Ag、Ni、W、Ti和Pt组成的组中的金属来形成所述金属反射层。
3、根据权利要求1所述的发光二极管封装，其中，所述基底包括在其上形成有电极的印刷电路板或陶瓷基底。
4、根据权利要求1所述的发光二极管封装，其中，所述光透射表面位于所述发光二极管芯片所处平面的前面并与其平行。
5、根据权利要求1所述的发光二极管封装，其中，所述密封体由在其内混合并均匀分散的荧光体的环氧成型化合物制成。
6、一种制造使来自发光二极管芯片的光在一个方向上发射的发光二极管封装的方法，包括以下步骤：
提供在其上形成有电极的基底；
在所述基底上设置发光二极管芯片；
在所述发光二极管芯片和所述基底上形成密封体；
切割所述密封体；
在所述密封体上形成反射层。
7、根据权利要求6所述的方法，其中，所述形成密封体的步骤包括在其内混合有荧光体的透明环氧成型化合物的环氧成型化合物转移成型。
8、根据权利要求6所述的方法，其中，所述切割密封体的步骤包括：仅将所述密封体切块或仅蚀刻所述密封体，以获得用于所述发光二极管芯片的密封体的期望的形式；使镀在所述基底上的图案电极曝光。
9、根据权利要求6所述的方法，其中，所述形成反射层的步骤包括沉积或镀选自于由Al、Au、Ag、Ni、W、Ti和Pt组成的组中的金属。
10、根据权利要求6所述的方法，其中，所述形成反射层的步骤包括通过真空溅射在所述密封体外表面的周围形成由高反射金属制成的溅射层，以及通过磨光去除所述溅射层的一部分，从而形成光透射表面。
11、根据权利要求6所述的方法，其中，所述形成反射层的步骤包括将所述被镀的反射层和所述基底或者将所述被溅射的反射层和所述基底切成单个的发光二极管封装。
12、根据权利要求7所述的方法，其中，所述用于形成密封体的环氧成型化合物转移成型包括将所述基底和所述发光二极管芯片插在保持从150℃至190℃的温度范围的模子中，并且将保持在从80℃至90℃的温度范围的透明环氧成型化合物和荧光体的固态混合物插到所述模子中，从而使透明环氧成型化合物和荧光体的所述混合物从固相变成液相，以形成密封体。
13、根据权利要求12所述的方法，还包括将透明环氧成型化合物和荧光体的所述固态混合物以500磅/平方英寸至1000磅/平方英寸压缩到所述模子中。
14、根据权利要求13所述的方法，其中，所述混合物被固化成所述密封体而没有所述荧光体在所述透明环氧成型化合物中的沉淀，以使不规则的颜色分布减到最小。
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