CN212648273U - 发光二极管装置 - Google Patents
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Abstract
发光二极管装置包含基板、导电孔、第一导电垫、第二导电垫、驱动晶片、第一平坦层、第一重布线路层、发光二极管以及封装层。基板具有相对的第一表面及第二表面。导电孔由第一表面贯穿至第二表面。第一导电垫及第二导电垫分别设置于第一表面及第二表面并接触导电孔。驱动晶片设置于第一表面上。第一平坦层设置于第一表面上方并覆盖驱动晶片及第一导电垫。第一重布线路层设置于第一平坦层上并电性连接驱动晶片。发光二极管覆晶接触第一重布线路层。封装层覆盖第一重布线路层及发光二极管。此发光二极管装置具有良好的出光对称性。
Description
技术领域
本实用新型是有关于一种发光二极管装置。
背景技术
由于光电元件中发光二极管有体积小、发光效率高及寿命长等优点，因此被认为是次世代绿色节能照明的最佳光源。另外液晶显示器的快速发展及全彩荧幕的流行趋势，使白光系发光二极管除了应用于指示灯及大型显示幕等用途外，更切入广大的消费性电子产品，例如：手机及个人数字助理(PDA)。
现有的发光二极管装置，其驱动晶片与发光二极管置放于同一平面，使得发光二极管难以位于发光二极管装置的中心处，进而影响发光二极管装置出光的对称性。且驱动晶片一般是通过打线技术封装于发光二极管装置内，然而，打线技术需要在基板上规划出很大的空间以利机台加工，导致基板的使用空间受到限制。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的一目的在于提出一种可解决上述问题的发光二极管装置。
为了达到上述目的，本实用新型的一态样是提供一种发光二极管装置，其包含基板、导电孔、第一导电垫、第二导电垫、驱动晶片、第一平坦层、第一重布线路层、发光二极管以及封装层。基板具有相对的第一表面及第二表面。导电孔由第一表面贯穿至第二表面。第一导电垫及第二导电垫分别设置于第一表面及第二表面并接触导电孔。驱动晶片设置于第一表面上。第一平坦层设置于第一表面上方并覆盖驱动晶片及第一导电垫。第一重布线路层设置于第一平坦层上并电性连接驱动晶片。发光二极管覆晶接触第一重布线路层。封装层覆盖第一重布线路层及发光二极管。
根据本实用新型一实施方式，发光二极管的垂直投影与驱动晶片的垂直投影重叠。
根据本实用新型一实施方式，发光二极管装置还包含一反射层设置于第一平坦层的顶表面。
根据本实用新型一实施方式，反射层包括银反射镜、铝反射镜或分散式布拉格反射镜。
根据本实用新型一实施方式，驱动晶片的顶表面高于第一导电垫的顶表面。
根据本实用新型一实施方式，驱动晶片的顶表面低于第一导电垫的顶表面。
根据本实用新型一实施方式，第一平坦层的顶表面高于第一导电垫的顶表面。
根据本实用新型一实施方式，发光二极管装置还包含一第二平坦层设置于第一平坦层与基板之间，且第二平坦层至少覆盖驱动晶片。
根据本实用新型一实施方式，发光二极管装置还包含一第二重布线路层设置于第一平坦层与第二平坦层之间，并电性连接第一重布线路层。
根据本实用新型一实施方式，第一重布线路层的上表面为一黑化处理表面。
附图说明
为让本实用新型的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1绘示本实用新型一比较例的发光二极管装置的立体示意图；
图2绘示本实用新型另一比较例的发光二极管装置的剖面影像图；
图3绘示本实用新型一实施方式的发光二极管装置的剖面示意图；
图4绘示本实用新型另一实施方式的发光二极管装置的剖面示意图；
图5绘示本实用新型又一实施方式的发光二极管装置的剖面示意图。
【符号说明】
10:发光二极管装置
110:基板
140:驱动晶片
170:发光二极管
180:封装层
190:导线
20:发光二极管装置
210:基板
240:驱动晶片
260:重布线路层
280:封装层
30:发光二极管装置
310:基板
312:第一表面
314:第二表面
320:导电孔
332:第一导电垫
334:第二导电垫
340:驱动晶片
350:第一平坦层
360:第一重布线路层
370:发光二极管
380:封装层
390:反射层
510:第二平坦层
520:第二重布线路层
具体实施方式
为了使本实用新型内容的叙述更加详尽与完备，下文针对了本实用新型的实施态样与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本实用新型具体实施例的唯一形式。以下所揭露的各实施例，在有益的情形下可相互组合或取代，也可在一实施例中附加其他的实施例，而无须进一步的记载或说明。
在以下描述中，将详细叙述许多特定细节以使读者能够充分理解以下的实施例。然而，可在无此等特定细节的情况下实践本实用新型的实施例。在其他情况下，为简化附图，熟知的结构与装置仅示意性地绘示于图中。
图1绘示本实用新型一比较例的发光二极管装置10的立体示意图。发光二极管装置10包含基板110、驱动晶片140、发光二极管170、封装层180以及导线190。驱动晶片140及发光二极管170皆设置在基板110上。封装层180设置在基板110上并覆盖驱动晶片140及发光二极管170。发光二极管170通过固晶(die bonding)的方式与基板110电性连接。驱动晶片140通过打线(wirebonding)的方式将导线190电连接至基板110。可以理解的是，打线技术需要在基板110上规划出很大的空间以利机台加工，导致基板110的使用空间受到限制。此外，由于驱动晶片140及发光二极管170皆设置在基板110的同一平面上，使得发光二极管170难以置放于发光二极管装置10的几何中心处，进而影响发光二极管装置10出光的对称性。
图2绘示本实用新型另一比较例的发光二极管装置20的剖面影像图。发光二极管装置20包含基板210、驱动晶片240、重布线路层260、发光二极管(图未示)、封装层280。驱动晶片240及发光二极管皆设置在基板210的同一平面上。发光二极管通过固晶的方式与基板210电性连接。驱动晶片240通过重布线路层260与基板210电性连接。封装层280设置在基板210上并覆盖驱动晶片240、发光二极管以及重布线路层260。随着电子产品的尺寸越来越小以及功能越来越多，若要微型化发光二极管装置，不仅要减小发光二极管和驱动晶片的尺寸，更要寻求节省空间的接着方式及更精细的线路密度，因此，在发光二极管装置20中引进了线路重布技术。然而，使用线路重布技术仍会产生以下技术缺陷:(1)发光二极管难以置放于发光二极管装置的几何中心处，进而影响其出光的对称性。(2)发光二极管设置于基板上后，于其上方制作重布线路层会覆盖部分的发光二极管，(i)若发光二极管的出光方向朝上，则会降低其出光效率；(ii)若发光二极管的出光方向朝下，则基板必须采用透光材料，而这类产品在后续组装上的困难度较高。(3)由于重布线路层需由基板表面延伸至发光二极管和驱动晶片的上表面，也就是说，重布线路层的爬升幅度约数十微米，进而限制了重布线路层的材料选用、线路宽度、精度及厚度。
图3绘示本实用新型一实施方式的发光二极管装置30的剖面示意图。发光二极管装置30包含基板310、导电孔320、第一导电垫332、第二导电垫334、驱动晶片340、第一平坦层350、第一重布线路层360、发光二极管370以及封装层380。具体的说，基板310具有相对的第一表面312及第二表面314。在多个实施例中，基板310可以为硬式印刷电路板、高热导系数铝基板、软式印刷电路板、可挠式基板、玻璃基板、金属复合材料板、陶瓷基板或具有诸如晶体管或集成电路(ICs)的功能元件的半导体基板。
导电孔320由基板310的第一表面312贯穿至第二表面314，如图3所示。在多个实施例中，导电孔320的材质例如可为铜或其他具导电性的材料，例如银、镍、锡或铝等，但不限于此。在多个实施例中，可先利用雷射钻孔、化学钻孔、机械钻孔或其他合适的方式从基板310的第一表面312穿透至第二表面314以形成通孔。接着，在通孔内填入导电材质，以形成导电孔320。
第一导电垫332及第二导电垫334分别设置于基板310的第一表面312及第二表面314并接触导电孔320，如图3所示。在多个实施例中，第一导电垫332和第二导电垫334的材质例如可为铜或其他具导电性的材料，例如金、银、钯、镍、锡或铝等，但不限于此。
驱动晶片340设置于基板310的第一表面312上，如图3所示。本实用新型所使用的驱动晶片340例如为微型驱动晶片，其尺寸介于约1微米至300微米之间。进一步的说，微型驱动晶片的尺寸例如可以为10微米、30微米、50微米、70微米、100微米、120微米、150微米、200微米或250微米。可以理解的是，驱动晶片340的电源接脚可连接电源供应电路的输出端，以接收电源，而驱动晶片340的驱动接脚则连接发光二极管，以控制发光二极管电路的运作。在多个实施例中，驱动晶片340具有过高温度保护(over temperature protection，OTP)功能。举例来说，当驱动晶片340的内部温度超过预设温度(例如，100℃)时，会启动保护功能，例如关闭驱动晶片340以停止接收供应电源。
在一实施例中，驱动晶片340的顶表面高于第一导电垫332的顶表面。在另一实施例中，驱动晶片340的顶表面低于第一导电垫332的顶表面。
第一平坦层350设置于基板310的第一表面312上方并覆盖驱动晶片340及第一导电垫332，如图3所示。在多个实施例中，第一平坦层350的材料可以为氧化层或是感光绝缘材料，例如含有环氧树脂(epoxy)的光阻材料。在多个实施例中，可以利用涂布、喷涂、印刷或其他合适的方式形成第一平坦层350。在驱动晶片340的顶表面低于第一导电垫332的顶表面的实施例中，第一平坦层350的顶表面高于第一导电垫332的顶表面。
第一重布线路层360设置于第一平坦层350上并电性连接驱动晶片340，如图3所示。在一些实施例中，第一重布线路层360的材料包含铜、镍、金、铝、银或其他合适的金属。在另一些实施例中，第一重布线路层360的材料可包含铝铜、铝硅铜或其他合金。在一些实施例中，可以利用诸如溅镀(sputtering)、蒸镀(evaporating)、电镀(electroplating)或其他合适的沉积制程、微影制程、和蚀刻制程的方式于第一平坦层350上形成第一重布线路层360。在另一实施例中，可以先对第一平坦层350的表面进行粗化制程，以使第一重布线路层360与第一平坦层350之间具有良好结合力。
在多个实施例中，第一重布线路层360的上表面为一黑化处理表面。这种设计可以增加发光二极管装置30的占黑比，以避免使用者目视可见。
发光二极管370覆晶接触第一重布线路层360，如图3所示。虽然图3仅绘示两个发光二极管370，但发光二极管370的数量可视需求增加，例如为3个、4个、5个、6个或者更多。在多个实施例中，发光二极管370可以为红色发光二极管、绿色发光二极管、蓝色发光二极管、黄色发光二极管、白发光二极管及其组合。在一些实施例中，发光二极管370可以是mini-LED或micro-LED。
在多个实施例中，发光二极管370的垂直投影与驱动晶片340的垂直投影重叠。
封装层380覆盖第一重布线路层360及发光二极管370，如图3所示。在多个实施例中，封装层380可包含有机胶材(organic packaging material)、无机胶材(inorganicpackaging material)及其组合。举例来说，有机胶材包含硅橡胶(silicon rubber)、压克力及环氧树脂；无机胶材包含硅胶(silicon dioxide)及氟胶，但本实用新型不以此为限。在多个实施方式中，可以通过点胶、封胶(molding)、灌胶(glue-filling)或其他合适的制程来形成封装层380。封装层380可以增加屏蔽水气入侵的面积，保护发光二极管370及驱动晶片340免于受到水气的干扰，进而提升产品的信赖性及使用寿命。在多个实施例中，发光二极管370的顶表面至封装层380的顶表面的距离小于发光二极管370的外侧壁至封装层380的侧壁的距离。
在某些实施例中，可进一步增添一添加物(图未示)于封装层380中，用以遮蔽线路及增加发光元件的亮度。举例来说，添加物可以为有机物或无机物的颗粒，例如，陶瓷粒子、金属粒子、玻璃粒子及高分子粒子等。
图4绘示本实用新型另一实施方式的发光二极管装置40的剖面示意图。为了便于比较与上述各实施方式的相异处并简化说明，在下文的各实施例中使用相同的符号标注相同的元件，且主要针对各实施方式的相异处进行说明，而不再对重复部分进行赘述。
发光二极管装置40与发光二极管装置30的不同之处在于:发光二极管装置40还包含一反射层390设置于第一平坦层350的顶表面。在多个实施例中，反射层390可以为银反射镜、铝反射镜或分散式布拉格反射镜(DistributedBragg Reflector，DBR)。具体的说，分散式布拉格反射镜可由两种以上具有不同折射率的同质或异质材料的薄膜相互堆叠所构成。举例来说，分散式布拉格反射镜可以由SiO2与TiO2交互堆叠所构成或者由SiO2/Al2O3/TiO2交互堆叠所构成。这种设计可以增加发光二极管装置40的发光效率。
图5绘示本实用新型又一实施方式的发光二极管装置50的剖面示意图。为了便于比较与上述各实施方式的相异处并简化说明，在下文的各实施例中使用相同的符号标注相同的元件，且主要针对各实施方式的相异处进行说明，而不再对重复部分进行赘述。
发光二极管装置50与发光二极管装置30的不同之处在于:发光二极管装置50还包含第二平坦层510以及第二重布线路层520。详细的说，第二平坦层510设置于第一平坦层350与基板310之间，且第二平坦层510至少覆盖驱动晶片340。第二重布线路层520设置于第一平坦层350与第二平坦层510之间，并电性连接第一重布线路层360。在多个实施例中，第二平坦层510的材料及制作方法可以与第一平坦层350的材料及制作方法相同或相似。在多个实施例中，第二重布线路层520的材料及制作方法可以与第一重布线路层360的材料及制作方法相同或相似。
综上所述，本实用新型的发光二极管装置利用了平坦层减缓原本重布线路层预计爬升的地段差，使得重布线路层得以平铺在平坦层上，进而能够维持较细较薄的高精度线路。本实用新型的发光二极管装置的设计可以使发光二极管与驱动晶片位于不同的平面(level)上，两者的摆放位置不相互牵制，进而能够将发光二极管置中摆放，而不影响发光二极管装置的出光对称性并达到更佳的光学效果。由于发光二极管为覆晶设置于重布线路层上，因此，发光二极管并不会被任何线路覆盖，更不影响其出光效率。再者，本实用新型的发光二极管装置无需使用具有高精度线路的基板。此外，本实用新型的设计仍够轻易地微型化发光二极管装置。
虽然本实用新型已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技艺者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种发光二极管装置，其特征在于，包括：
一基板，具有相对的一第一表面及一第二表面；
一导电孔，由该第一表面贯穿至该第二表面；
一第一导电垫及一第二导电垫，分别设置于该第一表面及该第二表面并接触该导电孔；
一驱动晶片，设置于该第一表面上；
一第一平坦层，设置于该第一表面上方并覆盖该驱动晶片及该第一导电垫；
一第一重布线路层，设置于该第一平坦层上并电性连接该驱动晶片；
一发光二极管，覆晶接触该第一重布线路层；以及
一封装层，覆盖该第一重布线路层及该发光二极管。
2.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，其中该发光二极管的一垂直投影与该驱动晶片的一垂直投影重叠。
3.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，还包含一反射层设置于该第一平坦层的一顶表面。
4.根据权利要求3所述的发光二极管装置，其特征在于，其中该反射层包括一银反射镜、一铝反射镜或一分散式布拉格反射镜。
5.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，其中该驱动晶片的一顶表面高于该第一导电垫的一顶表面。
6.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，其中该驱动晶片的一顶表面低于该第一导电垫的一顶表面。
7.根据权利要求6所述的发光二极管装置，其特征在于，其中该第一平坦层的一顶表面高于该第一导电垫的该顶表面。
8.根据权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，还包含一第二平坦层设置于该第一平坦层与该基板之间，且该第二平坦层至少覆盖该驱动晶片。
9.根据权利要求8所述的发光二极管装置，其特征在于，还包含一第二重布线路层设置于该第一平坦层与该第二平坦层之间，并电性连接该第一重布线路层。
10.根据权利要求9所述的发光二极管装置，其特征在于，其中该第一重布线路层的一上表面为一黑化处理表面。
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