TW201110425A - Light emitting diode device and fabrication method thereof - Google Patents

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TW201110425A TW98131001A TW98131001A TW201110425A TW 201110425 A TW201110425 A TW 201110425A TW 98131001 A TW98131001 A TW 98131001A TW 98131001 A TW98131001 A TW 98131001A TW 201110425 A TW201110425 A TW 201110425A
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TW98131001A
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Pin-Chuan Chen
Chao-Hsiung Chang
Shen-Bo Lin
Wen-Liang Tseng
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Advanced Optoelectronic Tech
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201110425 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種發光二極體裝置及其製造方法,特 別係關於一種運用射出成形技術或轉注成形技術所製作之 發光二極體裝置及其製造方法。 【先前技術】 傳統的發光二極體裝置包含一支架(leadframe)、一發 光二極體晶粒、一透明層、一反射杯及一透鏡。支架包含 一承載部(mounting pad),發光二極體晶粒安置於該承載部 上。部分支架收容於反射杯中,反射杯上具有一開口,該 透鏡固定於該開口上,而透明層則設於透鏡内、覆蓋發光 二極體晶粒。 刖述之透鏡係以預模塑(pre_m〇lding)之方法預先製作 而成,然後再以人工組裝的方式,對準並固定於該開口上 。另外,美國第7,456,499號、第6,274,924號及第7,458,7〇3 號均揭露具類似此種預模塑透鏡之發光二極體裝置。然而 ’以人工作業的方式組裝透鏡會加長發光二極體裝置之製 作時間’並增加成本,而且人工組裝的精密度難以控制, 從而容易影響生產良率。 再者,前述之反射杯、透明層、以及透鏡等係在不同 的製造程序,以不同的模具來生產,使得發光二極體裝置 之生產程序複雜。複雜的生產程序控制困難,且容易導致 低良率且增加生產成本。 綜上,鑑於前述之問題有必要提出一種新的、無上述 201110425 缺失之發光二極體裝置。 【發明内容】 ' 針對上述之問題,本發明提供一種運用射出成形技術 或轉注成形技術所製作之發光二極體裝置及其製造方法。 本發明一實施例提供一種發光二極體裝置,其包含一 支架、一發光一極體晶粒、一螢光層、一反射件以及一透 鏡。發光二極體晶粒設置於支架上,螢光層成形於發光二 極體晶粒上。反射件成形於支架上,並圍繞著發光二極體 晶粒,其中該反射件係用於將該發光二極體晶粒之光束集 中於特定方向上。透鏡成形於反射件内,並覆蓋住該螢光 層。 本發明一實施例揭示一種發光二極體裝置之製造方法 ’其包含下列步驟:(提供一支架;將一發光二極體晶粒設 置於該支架上;成形一螢光層於該發光二極體晶粒上;成 形一反射件於該支架上,並圍繞該發光二極體晶粒,其中 該反射件係用於將該發光二極體晶粒之光束集中於特定方 向上;成形一透鏡於該反射件内,並覆蓋該螢光層。 【實施方式】 圖1顯示本鼙明一實施例之發光二極體裝置1之立體示 意圖,圖2顯示本發明一實施例之發光二極體裝置1之俯視 示意圖,及圖3係圖1沿Α-Α割面線之剖面示意圖。參照圖1 、圖2與圖3,本發明揭示一種發光二極體裝置1,其包含一 支架11、一發光二極體晶粒12、一螢光層13、一反射件14 、以及一透鏡15。發光二極體晶粒12設置於支架11上,以 201110425 獲得支撐。螢光層13成形於發光二極體晶粒12上,並覆蓋 發光二極體晶粒12。反射件14成形於支架11上,圍繞著發 光一極體晶粒12,並形成一開口 141,其中發光二極體晶粒 12之發光自該開口 141往外射出。透鏡15成形於反射件μ 内,並覆蓋住該螢光層13。 參照圖2 ’支架11包含一晶粒承載部丨n、一第一電極 112、以及一第二電極in。發光二極體晶粒12設置於晶粒 承載部ill上’以獲得支撐。而且,由於晶粒承載部ill具 有良好之熱傳導性’因此發光二極體晶粒12之發熱可由晶 粒承載部111傳導而出’如此可增進發光二極體晶粒i 2之散 熱效率’使付發光一極體晶粒12之操作溫度可降低,因而 提升發光二極體晶粒12之壽命。第一電極112與第二電極 113分設於晶粒承載部ill之兩相對側邊,第一電極112盘第 二電極113係使發光二極體晶粒12可與外部電源進行電性 相連。 特而言之’參照圖4所示’在晶粒承載部111上、約略 中間所在具有一縮減段1111,發光二極體晶粒12即設置於 該lis減段1111上。縮減段1111之寬度可配合發光二極體晶 粒12之大小設計。第一電極112和第二電極113各具有一凸 出段1121和1131,凸出段1121和1131分別凸伸至靠近相對 應之縮減段1111之邊緣。利用縮減段1111與凸出段1121和 1131之配合設計,可減少發光二極體晶粒12至第一電極112 和第二電極113間之距離。 另’在本實施例中,各凸出段1121或1131係分別自連 201110425 結段1122或1132凸伸,其中連結段1122和1132均為短截圓 形,且位在反射件14内。晶粒承載部1U與連結段ιΐ22和 1132佔據反射件14圍繞範圍内之大部分面積,而使發光二 極體裝置1具良好的散熱效率。第一電極112和第二電極丨13 分別另包含外延段1123和Π33,其係各自從相對應之連結 段1122和1132上相對於凸出段1121或U31之另一側邊相對 地往外延伸,其中外延段丨丨23和丨丨33位於反射件14設置範 φ 圍之外。此外,支架U更包含一絕緣部114,絕緣部114可 介於第一電極112與晶粒承載部lu之間,以及介於晶粒承 載部111與第二電極113之間。絕緣部114分別將晶粒承載部 111與第一電極112和第二電極113隔開,使本發明揭露之發 光二極體裝置1具有熱電分離之結構。 在本實施例中,發光二極體晶粒12係利用打線接合製 成,以導線16分別與第一電極112和第二電極113之凸出段 1121和1131電性連接。 # 在本實施例中,支架11之第一電極112、第二電極113 與晶粒承載部111之材料可為鋼。而發光二極體晶粒12可包 含雷射發光二極體晶粒、ΠΙ-ν族化合物半導體晶粒或Π-VI 族化合物半導體晶粒。 反射件14上面對發光二極體晶粒12之内部表面為傾斜 面142’傾斜面142定義一容置空間143,而在該容置空間143 中’平行於支架11之截面自支架u至開口 141呈逐漸放大之 狀態。在本實施例中,反射件丨4可呈杯狀,使得容置空間 143之各截面直徑,自支架丨丨至開口 141逐漸變長。發光二 201110425 極體晶粒12發出之光線經反射件14之傾斜面141之反射後 ,往開口 141方向自發光二極體裝置1向外射出。 反射件14係直接成形於支架上。換言之,反射件μ 可利用射出成形技術(injection m〇Iding technique)或轉注 t 成形技術(transfer molding technique)直接形成在支架η上 ,而非單獨製作反射件14後,再將其固定於支架丨丨上。由 於支架11主要為金屬材料所構成,使其具有相當的強度, 因而得以承受射出成形或轉注成形製程階段所產生之壓力 。因此,本發明揭示之發光二極體裝置丨之反射件14可直接 成形在支条11上。在本案實施例中,反射件14之材料可包 含矽酮樹脂(silicone resin)及白色顆粒,其中該白色顆粒可 為二氧化矽。 參照圖3所示,發光二極體晶粒12為螢光層13所覆蓋, 螢光層13中摻雜著均勻地分佈在螢光層13内之螢光粉。螢 光粉可受發光二極體晶粒12之部分發光所激發,以產生一 互補光。發光二極體晶粒12之另一部份之發光可與該互補 光混合’使發光二極體裝置1發出白光。本案實施例中,螢 光層13可包含一透明之高分子材料,其中該高分子材料可 為環氧樹脂(epoxy resin)、矽酮樹脂(silic〇ne resin)或上述 材料之混成材料(hybrid resin)。螢光層13係直接成形於支 架11上。換言之,螢光層13亦可利用射出成形技術或轉注 成形技術直接形成在支架11上。 再次參照圖3’透鏡15成形於反射件14内,並覆蓋住整 個螢光層13。另言之,透鏡15也是利用射出成形技術或轉 201110425 注成形技術直接形成於支架11上、反射件14之容置空間143 中。本案實施例中’透鏡15之材質係透明的石夕酿J樹脂 (silicone resin) 〇 圖5顯示本發明另一實施例之發光二極體裝置2之剖面 示意圖。本發明揭示另一種發光二極體裝置2,其包含一支 架21、一發光·一極體晶粒22、一螢光層13、一反射件14以 及一透鏡15。支架21包含兩電極211。發光二極體晶粒12設 置於支架21上,且利用覆晶封裝之方法,以凸塊18接合於 該兩電極.211上。螢光層13成形於發光二極體晶粒22上,並 覆蓋發光二極體晶粒22。反射件14成形於支架21上,圍繞 著發光二極體晶粒22,並形成一開口,其中發光二極體晶 粒22之發光自該開口往外射出。透鏡15成形於反射件14内 ’並覆蓋住該螢光層13。 圖6顯示本發明又一實施例之發光二極體裝置3之剖面 示意圖。本發明揭示一種發光二極體裝置3,其包含一支架 φ 11、一發光二極體晶粒12、一螢光層13、一反射件34以及 一透鏡35。發光二極體晶粒12設置於支架11上,以獲得支 撐。螢光層13成形於發光二極體晶粒12上,並覆蓋發光二 極體晶粒12。反射件34成形於支架11上,圍繞著發光二極 體晶粒12,並形成一開口,其中發光二極體晶粒12之發光 自該開口往外射出。反射件34並包含一段階面34卜該段階 面341設於反射件34之内侧。透鏡35成形於反射件34内’並 覆蓋住該螢光層13,其中透鏡35可覆蓋部分之段階面341 201110425 圖7顯示本發明再一實施例之發光二極體裝置4之剖面 示意圖。本發明再揭示一種發光二極體裝置4,其包含一支 架21、—發光一極體晶粒22、·—榮光層13、一反射件34、 以及一透鏡35❶支架21包含兩電極21卜發光二極體晶粒22 設置於支架21上’且利用覆晶封裝之方法,以凸塊18接合 於該兩電極211上。螢光層13成形於發光二極體晶粒22上, 並覆蓋發光二極體晶粒22。反射件34成形於支架21上,圍 繞者發光一極體晶粒22’並形成一開口,其中發光二極體 晶粒22之發光自該開口往外射出。反射件34並包含一段階 面341,該段階面341設於反射件34之内側。透鏡35成形於 反射件34内,並覆蓋住該螢光層I],其中透鏡.3 5可覆蓋部 分之段階面341。 本發明一實施彳列揭示一種發光二極體裝置之製造方法 ,其包含下列步驟:在步驟S81中,首先提供一支架。在步 驟S82中,將一發光二極體晶粒設置於支架上。在一實施例 中,支架包含一晶粒承載部及兩電極,其中發光二極體晶 粒設置於晶粒承載部,且以導線電性連接發光二極體晶粒 與該兩電極。在另一實施例中,支架包含兩電極,而該發 光一極體晶粒以覆晶技術,接合於該兩電極。本案實施例 中,刖述之電極與晶粒承載部之材質可為銅彼覆金或銅彼 覆銀。在步驟S83中,成形一螢光層於發光二極體晶粒上, 其中螢光層可利用射出成形技術或轉注成形技術成形。在 步驟S84中,成形-反射件於該支架上,並圍繞該發光二極 體晶粒。反射件係、用於將該發光二極體晶粒之光束集中於 201110425 反射件可利用射出成形技術或轉注成形技
轉注成形技術直接成形。 一方向上,其中反射: 術直接成形在支架上。 綜上所述,本發明之發光二極體裝置包含一支架、 發光二極體晶粒、一螢光層、 一反射件、及一透鏡。發光 二極體晶粒設置於支架上,支架大部分係以金屬構成,因 此可增進發光二極體晶粒之散熱。由於支架大部分係以金 屬構成,使螢光層、反射件及透鏡可利用射出成形或轉注 成开/荨技術直接形成於支架上,從而大幅簡化傳統發光二 極體裝置之對位及組裝之製程。 本發明之技術内容及技術特點已揭示如上,然而熟悉 本項技術之人士仍可能基於本發明之教示及揭示而作種種 不背離本發明精神之替換及修飾。因此,本發明之保護範 圍應不限於實施例所揭示者’而應包括各種不背離本發明 之替換及修飾’並為以下之申請專利範圍所涵蓋。 【圖式簡要說明】 圖1顯示本發明一實施例之發光二極體裝置之立體示 意圖, . , 圖2顯示本發明一實施例之發光二極體裝置之俯視示 意圖; 圖3係圖1沿A-A割面線之剖面示意圖; 圖4顯示本發明一實施例之支架之俯視示意圖; 圖5顯示本發明另一實施例之發光二極體裝置之剖面 -10 - 201110425 不意圖, 圖6顯示本發明又一實施例之發光二極體裝置之剖面 不意圖, 圖7顯示本發明再一實施例之發光二極體裝置之剖面 不意圖,及 圖8顯示本發明一實施例之發光二極體裝置之製造方 法之流程圖。 【主要元件符號說明】 1~4 發光二極體裝置 11、21 支架 12、22 發光二極體晶粒 13 螢光層 14、34 反射件 15 ' 35 透鏡 16 導線 18 凸塊 • 111 晶粒承載部 112 第一電極 113 第二電極 114 絕緣部 141 開口 142 傾斜面 143 容置空間 211 電極 341 段階面 201110425 1111 縮減段 1121、 1131凸出段 1122、 1132連結段 1123、 1133外延段 S81-S85 流程步驟

Claims (1)

  1. 201110425 七、申請專利範圍: L 一種發光二極體裝置,包含: 一支架; 一發光二極體晶粒,設置於該支架上; —螢光層,成形於該發光二極體晶粒上;
    一反射件,成形於該支架上,並圍繞該發光二極體晶 粒,該反射件係用於將該發光二極體晶粒之光束集中於特 定方向上;以及 —透鏡,成形,於該反射件内,並覆蓋該螢光層。 2·根據請求項1之發光二極體裝置,其中該螢光層、該反射 件與該透鏡係利用射出成形技術或轉注成形技術所成形。 3’根據請求項1之發光二極體裝置,其中該支架包含一晶粒 承載部,而該發光二極體晶粒設於該晶粒承載部上。 4’根據請求項3之發光二極體裝置,其中該支架更包含兩電 極’其中該發光二極體晶粒以打線的方法電性連接至該兩 電極。 z 根據請求項1之發光二極體裝置,其中該支架包含兩 極,其中該發光二極體晶粒以覆晶封裝之方法電性連指 該兩電極。 6. 根據請求項4或5之發光二極體裝置,其中該兩電極和驾 粒承載部之材質係銅披覆金或銅披覆銀。 〜 根據請求項i之發光二極體裝置,其中該支架 卸|。 刊負 根據請求項丨之發光二極體裝 含-榮光粉及-高分子材料,其中丄 201110425 脂、矽酮樹脂或前述樹脂之混成材料。 9. 根據請求項1之發光二極體裝置,其中該反射件之村料包 含矽酮樹脂及一白色顆粒,其中該白色顆粒係二氧化石夕。 10. 根據請求項1之發光二極體裝置,其中該透鏡之材料係透 明矽酮樹脂。 11. 根據請求項1之發光二極體裝置,其中該發光二極體晶粒 係雷射發光二極體晶粒、III-V族化合物半導體晶粒咬 II-VI族化合物半導體晶粒。 鲁 12. —種發光二極體裝置之製造方法,包含下列步驟: 提供一支架; 將一發光二極體晶粒設置於該支架上; 成形一螢光層於該發光二極體晶粒上; 成形一反射件於該支架上,並圍繞該發光二極體晶 粒,其中該反射件係用於將該發光二極體晶粒之光束集中 於一方向上; 成形一透鏡於該反射件内,並覆蓋談螢光廣。 鲁 13·根據凊求項12之發光二極體裝置之製造方法,其中該螢光 層、該反射件與該透鏡係利用射出成形技術或轉注成形技 術成形。 14. 根據請求項12之發光二極體裝置之製造方法,其中該支架 包含一晶粒承載部,而該發光二極體晶粒設於該晶粒承載 部上。 15. 根據請求項14之發光二極體裝置之製造方法,其中該支架 更包含兩電極,其中該發光二極體晶粒以打線的方法電性 連接至該兩電極。 201110425 16. 根據請求項12之發光二極體裝置之製造方法,其中該支架 更包含兩電極,其中該發光二極體晶粒以覆晶封裝之方法 電性連接於該兩電極。 17. 根據請求項15或16之發光二極體裝置之製造方法,其中該 兩電極和該晶粒承載部之材質係銅披覆金或銅披覆銀。 18. 根據請求項12之發光二極體裝聋之製造方法,其中該支架 之材質係銅。 19. 根據請求項12之發光二極體装置之製造方法,其中該螢光 ^ I之材料包含—榮光粉及-高分子材料,其中該高分子材 料係環氧樹脂、矽酮樹脂或前述樹脂之混成材料。 20. 根據請求項12之發光二極體裝置之製造方法,其中該反射 件之材料包含矽酮樹脂及一白色顆粒,其中該白色顆粒係 —氧化碎。 21·根據請求項12之發光二極體裝置之製造方法,其中該透鏡 之材料係透明矽酮樹脂。 22.根據請求項12之發光二極體裝置之製造方法,其中該發光 _ 一極體晶粒係雷射發光二極體晶粒、III-V族化合物半導 體晶粒或Π_νι族化合物半導體晶粒。 15
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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TWI463703B (zh) * 2011-03-22 2014-12-01 Advanced Optoelectronic Tech 光源裝置

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