TW201301569A - 發光二極體封裝結構及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種發光二極體封裝結構，包括基板、形成於基板上的電極及固定於基板上並與電極電性連接的發光二極體晶片，所述基板包括相互疊置的第一基板與第二基板，所述電極位於第一基板與第二基板之間，所述第一基板和第二基板均由透明材料製成，所述基板的其中一外表面為出光面，一反射層形成於該基板除出光面之外的其他外表面上，該發光二極體晶片發出的光線中一部分光線直接從出光面射出，另一部分光線穿透基板經反射層反射後從出光面射出。本發明還涉及一種發光二極體封裝結構的製造方法。
Description
本發明涉及一種半導體結構，尤其涉及一種發光二極體封裝結構及其製造方法。
相比於傳統的發光源，發光二極體（Light Emitting Diode，LED）具有重量輕、體積小、污染低、壽命長等優點，其作為一種新型的發光源，已經被越來越廣泛地應用。
習知的發光二極體封裝結構一般包括基板、形成於基板上的電極以及裝設於基板上並與電極電性連接的發光二極體晶片。該基板上形成可收容該發光二極體晶片在內的收容空間，為了增強發光二極體封裝結構的發光效率，業界通常在該收容空間的內表面形成一環繞該發光二極體晶片的反射層，從而使得發光二極體晶片發出的光線可直接從該收容空間的頂端的開口或者經過反射層反射後從收容空間頂端的開口射出，以達到彙聚光線並增加出射光均勻效果的作用。
然而這種發光二極體封裝結構中由於反射層僅鋪設於收容空間內，而電路板上並不能反射光線從而使反射效果不佳，使得該發光二極體封裝結構最終出射的光線不均勻，而且在該收容空間的內表面形成反射層的制程繁瑣並具有一定的難度。
有鑒於此，有必要提供一種出射光均勻、且制程簡單的發光二極體封裝結構及其製造方法。
一種發光二極體封裝結構，包括基板、形成於基板上的電極及固定於基板上並與電極電性連接的發光二極體晶片，所述基板包括相互疊置的第一基板與第二基板，所述電極位於第一基板與第二基板之間，所述第一基板和第二基板均由透明材料製成，所述基板的其中一外表面為出光面，一反射層形成於該基板除出光面之外的其他外表面上，該發光二極體晶片發出的光線中一部分光線直接從出光面射出，另一部分光線穿透基板經反射層反射後從出光面射出。
一種發光二極體封裝結構製造方法，包括以下步驟：
提供兩透明的載板，每一載板於靠近另一載板的一端向外延伸形成凸出部；
於其中一個載板的凸出部的表面上形成電極；
將兩載板相互疊置而形成基板，並使得電極夾設於兩載板的凸出部之間，電極的末端凸伸出凸出部；
於另一載板上形成通孔；
將發光二極體晶片固定於通孔內並與電極電性連接；
該基板的其中一外表面為出光面，並於該基板除出光面之外的其他外表面上形成反射層。
採用透明玻璃作為第一基板和第二基板，並在該透明玻璃的週邊覆蓋反射層，使發光二極體晶片發出的光線均能被反射層反射朝出光面出射，使出光面出射的光線更多，而且這些光線相互彙聚，增大光強。還因為反射的範圍很大從而使出光更加均勻。不但結構簡單，製作過程也方便。
下面參照附圖，結合具體實施例對本發明作進一步的描述。
請參見圖1，本發明第一實施例提供的發光二極體封裝結構100，其包括第一基板10、電極20、固定於第一基板10上並與電極20電性連接的發光二極體晶片30、貼設於第一基板10上的第二基板40、覆蓋發光二極體晶片30的封裝層50及一反射層60。
所述第一基板10大致呈矩形平板狀，該第一基板10包括上表面11、與上表面11相對的下表面12以及連接該上表面11和下表面12的複數個側面13。所述上表面11和下表面12均為平面，該上表面11用於承載發光二極體晶片30。該側面13的頂端部分的相對兩側沿上表面11向遠離第一基板10的方向水平向外延伸分別形成一片狀的凸出部14，分別為第一凸出部141和第二凸出部142。該兩凸出部14的上表面均與第一基板10的上表面11平齊，下表面與第一基板10的側面13垂直而形成階梯狀。該第一基板10的材料為透明的材料，如玻璃等。
請同時參閱圖2，所述電極20形成於第一基板10的上表面11上。該電極20包括第一電極21和第二電極22。所述第一電極21與第二電極22間隔設置，其中一第一電極21鋪設於第一基板10的第一凸出部141的上表面並沿第一凸出部141的延伸方向側向凸伸出該第一凸出部141；該第二電極22與第一電極21間隔鋪設於第一基板10的上表面11，一第二電極22鋪設於第一基板10的第二凸出部142的上表面並沿第二凸出部142的延伸方向側向凸伸出該第二凸出部142，所述第一電極21和第二電極22用於與外界電路連接從而為該發光二極體封裝結構100提供電能。具體實施時，所述第一電極21和第二電極22的數量根據發光二極體晶片30的數量的不同而改變。在本實施例中，所述第一電極21和第二電極22的數量分別為兩個，以用於將三個發光二極體晶片30電性連接。該電極20可採用不透明的金屬材料製作，也可以採用透明導電層材料，如ITO（Indium Tin Oxides）製成。當採用不透明的金屬材料製作電極20時，電極20的寬度小於發光二極體晶片30的寬度，以使發光二極體晶片30發出的光能夠透過電極20向下射出。在本實施例中，該電極20採用不透明的金屬材料製成，例如銅、金或合金等。該電極20的寬度小於發光二極體晶片30的寬度。
所述發光二極體晶片30裝設於第一基板10上，具體的，每一發光二極體晶片30固定於一對應的第一電極21與第二電極22上，並採用導線31將該發光二極體晶片30分別與該對應的對應的第一電極21與第二電極22打線連接。具體實施時，該發光二極體晶片30的數量根據不同需求可以為一個或者多個。在本實施例中，所述發光二極體晶片30的數量為三個，該三個發光二極體晶片30排成一列裝設於第一基板10之上，每一發光二極體晶片30與相鄰的第一電極21與第二電極22打線連接。所述第一電極21和第二電極22用於將所述發光二極體晶片30串聯連接。具體實施時，該發光二極體晶片30可用正面和背面均能夠發光的發光二極體替代。
該第二基板40位於第一基板10的上表面，該第二基板40上形成複數個貫穿的通孔17而形成分別環繞所述發光二極體晶片30的反射杯43。該通孔17的形狀可以為圓形、矩形等。該第二基板40包括與第一基板10的上表面貼合連接的底面、與底面相對的的頂面和連接底面和頂面的外側面41。該外側面41的底端部分的相對兩側向外延伸形成延伸部42，分別為第一延伸部421和第二延伸部422。該第一延伸部421和第二延伸部422分別與第一基板10的第一凸出部141和第二凸出部142相對。其中，位於第一凸出部141上的第一電極21夾設於第一凸出部141與第一延伸部421之間，位於第二凸出部142上的第二電極22夾設於第二凸出部142與第二延伸部422之間，且所述第一電極21和第二電極22的末端凸伸出對應的凸出部14和延伸部42之外。所述通孔17的截面分別呈梯形，在本實施例中，所述通孔17將第二基板40分割成複數個分離的反射杯43，每一反射杯43環設於一對應的發光二極體晶片30的周圍。該第二基板40的材料與第一基板10相同，均為透明材料，如玻璃等。
所述封裝層50填充於第二基板40的通孔17內，將發光二極體晶片30和導線31封裝於第一基板10之上。該封裝層50的上端與第二基板40的頂面平齊，共同構成出光面51。由於第二基板40與封裝層50均為透明材料製成，因此每一個發光二極體晶片30發出的光線可直接穿過第二基板40及封裝層50後從出光面51向外射出。
該反射層60覆蓋於該第二基板40的外側面41、第一基板10的側面13和下表面12上。該反射層60選用具有較高反射效率的材料，如金屬銀、鏡面油墨等製成。該反射層60包括蓋設於第一基板10的下表面12的平面部61、蓋設於第一基板10除形成所述第一凸出部141和第二凸出部142的之外的側面13上的第一環形部62及蓋設於第二基板40除形成所述第一延伸部421與第二延伸部422之外的外側面41上的第二環形部63。該反射層60包括形成於第二基板40的外側面41的第二環形部63和形成於第一基板10的側面13的第一環形部62。該第一環形部62和第二環形部63被第二基板40的延伸部42和第一基板10的凸出部14分隔，由此，形成於第一基板10上電極20中位於最外側的第一電極21和第二電極22分別凸伸出對應的延伸部42和凸出部14而不會與反射層60接觸，進而形成該反射層60的材料也可以採用反射性能好、且具備導電性能的金屬材料，不會對該發光二極體封裝結構100的電性連接造成影響。當然，若採用非金屬材料作為反射層60，則可以不用形成所述凸出部14和延伸部42，也不會對電極20構成電性干擾。
本實施方式中，由於反射層60環繞覆蓋於透明的第一基板10和第二基板40所形成的整體的除出光面51之外的外表面，使發光二極體晶片30發出的光線中一部分光線直接向上朝出光面51射出，另一部分光線向下穿透所述封裝層50、第一基板10和第二基板40與經反射層60反射後改變照射方向而從出光面51出射，因此，該發光二極體封裝結構100中，多個發光二極體晶片30發出的光線經大面積的反射層60反射後改變原來的照射方向，使得多個發光二極體晶片30的光線可相互混合，大致均勻地從出光面51射出，不僅大大的提高了發光二極體的出光效率，也同時使得出光均勻。所述電極20位於第一基板10和第二基板40之間，使得所述第一基板10和第二基板40相互疊置後所形成的整體的外表面除形成出光面51之外，均可形成反射層60，從而使得該發光二極體封裝結構100中發光二極體晶片30發出的光線可最大程度的藉由反射層60的反射而混合，達到更好的出光效果。
上述實施例中，還可以在出光面51上塗覆一螢光層，以進一步改善發光二極體晶片30發出的光線的光學特性。
請參閱圖3，為本發明第二實施例提供的發光二極體封裝結構200，其與第一實施例的發光二極體封裝結構100不同之處在於，該第二基板70上形成一可收容所述複數個發光二極體晶片30在內的一通孔17，所述封裝層50覆蓋該複數個發光二極體晶片30於通孔17內。該封裝層50的頂面與第二基板70的頂面共面而形成出光面51，該出光面51上設有一層螢光層80。
請參閱圖8，為上述第一實施例中的發光二極體封裝結構100的製作方法，其步驟包括：
請同時參閱圖4，提供兩個透明的載板16，該兩載板16均大致呈矩形，每一載板16的其中一個表面的相對兩側分別向外延伸形成凸出部14。兩載板16的形狀相同，因而可採用同一個模具模壓成型。
於其中一個載板16的形成該凸出部14的表面18上形成電極20。該電極20至少為兩個，並間隔設置。其中，位於最外側的兩電極20末端凸伸於凸出部14的外側。
將兩載板16形成有所述凸出部14的表面18上下相對貼合，並使凸出部14相互對應而將電極20夾設於對應的凸出部14之間。其中，位於上方的載板16形成為第二基板40，位於下方的載板16形成為第一基板10。所述載板16可採用燒結等方式結合。
請參閱圖5，於該第二基板40上形成複數個貫穿的通孔17，所述通孔17將該第二載板161分割形成所述反射杯43。每一反射杯43內至少包含兩個相互間隔設置的電極20。該通孔17採用機械加工，如切屑、研磨等方法形成。當然，在其他實施例中，該通孔17的數量可以為一個，從而形成如圖3所示的第二基板70。
請參閱圖6，將發光二極體晶片30固定連接於第二基板40內並與電極20電性連接。該發光二極體晶片30由導線31經固晶打線方式與電極20相連。具體實施時，該發光二極體晶片30還可以藉由覆晶連接方式與電極20相連。
請同時參閱圖7，形成封裝層50於第二基板40的通孔17內以覆蓋發光二極體晶片30於第一基板10上。該封裝層50的上表面與第二基板40的上表面平齊，共同形成出光面51。當然，還可以在出光面51上形成一層螢光層。
於發光二極體封裝結構100除出光面51和凸出部14之外的外表面上形成反射層60。該反射層60可藉由塗敷反射材料形成。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100、200．．．發光二極體封裝結構
10．．．第一基板
11．．．上表面
12．．．下表面
13．．．側面
14．．．凸出部
141．．．第一凸出部
142．．．第二凸出部
16．．．載板
161．．．第二載板
17．．．通孔
18．．．表面
20．．．電極
21．．．第一電極
22．．．第二電極
23．．．中間電極
30．．．發光二極體晶片
31．．．導線
40、70．．．第二基板
41．．．外側面
42．．．延伸部
421．．．第一延伸部
422．．．第二延伸部
43．．．反射杯
50．．．封裝層
51．．．出光面
60．．．反射層
61．．．平面部
62．．．第一環形部
63．．．第二環形部
80．．．螢光層
圖1為本發明第一實施例的發光二極體封裝結構的剖面示意圖。
圖2為圖1中的發光二極體封裝結構的俯視示意圖。
圖3為本發明第二實施例的發光二極體封裝結構的剖面示意圖。
圖4至圖7為本發明一實施例的發光二極體封裝結構的製造過程中各步驟所得的發光二極體封裝結構的剖面示意圖。
圖8為本發明一實施例的發光二極體封裝結構的製造方法流程圖。
100．．．發光二極體封裝結構
10．．．第一基板
11．．．上表面
12．．．下表面
13．．．側面
14．．．凸出部
141．．．第一凸出部
142．．．第二凸出部
17．．．通孔
20．．．電極
21．．．第一電極
22．．．第二電極
30．．．發光二極體晶片
31．．．導線
40．．．第二基板
41．．．外側面
42．．．延伸部
421．．．第一延伸部
422．．．第二延伸部
43．．．反射杯
50．．．封裝層
51．．．出光面
60．．．反射層
61．．．平面部
62．．．第一環形部
63．．．第二環形部
Claims (10)
- 一種發光二極體封裝結構，包括基板、形成於基板上的電極及固定於基板上並與電極電性連接的發光二極體晶片，其改良在於：所述基板包括相互疊置的第一基板與第二基板，所述電極位於第一基板與第二基板之間，所述第一基板和第二基板均由透明材料製成，所述基板的其中一外表面為出光面，一反射層形成於該基板除出光面之外的其他外表面上，該發光二極體晶片發出的光線中一部分光線直接從出光面射出，另一部分光線穿透基板經反射層反射後從出光面射出。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構，其中，所述電極至少為兩個並相互間隔設置，所述電極的末端分別凸伸出於該基板的相對兩側面。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構，其中，所述第一基板靠近第二基板的一端向外延伸形成凸出部，所述第二基板靠近第一基板的一端向外延伸形成有延伸部，該延伸部與凸出部相對應，所述電極夾設於該凸出部和延伸部之間並向外延伸，且電極的末端凸伸出該凸出部和延伸部。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構，其中，所述發光二極體晶片的數量為多個，該第二基板上形成複數個通孔，所述通孔分別收容一對應的發光二極體晶片在內，每一通孔內形成用於封裝所述發光二極體晶片的封裝層。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構，其中，所述發光二極體晶片的數量為多個，該第二基板上形成一通孔，該通孔收容所述發光二極體晶片在內，且通孔內形成用於封裝所述發光二極體晶片的封裝層。
- 如申請專利範圍第4項或第5項所述的發光二極體封裝結構，其中，所述封裝層的外表面上形成有螢光層。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構，其中，該電極採用不透明的導電材料製成，該電極的寬度小於發光二極體晶片的寬度。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構，其中，該電極採用透明的導電材料製成。
- 一種發光二極體封裝結構製造方法，包括以下步驟：
提供兩透明的載板，每一載板於靠近另一載板的一端向外延伸形成凸出部；
於其中一個載板的凸出部的表面上形成電極；
將兩載板相互疊置而形成基板，並使得電極夾設於兩載板的凸出部之間，電極的末端凸伸出凸出部；
於另一載板上形成通孔；
將發光二極體晶片固定於通孔內並與電極電性連接；
該基板的其中一外表面為出光面，並於該基板除出光面之外的其他外表面上形成反射層。 - 如申請專利範圍第9項所述的發光二極體封裝結構製造方法，其中，於該通孔內形成封裝層。
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