TW201310713A - 發光二極體封裝方法 - Google Patents

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Abstract

一種發光二極體封裝方法,其包括步驟:提供一軟性基板,該軟性基板包括一導熱層、一絕緣層和一導電層,所述絕緣層貼設於該導熱層的上表面,該導電層貼設於該絕緣層的上表面;蝕刻所述導電層形成一間隙,使得所述絕緣層部分外露;提供一模具,沖壓導電層上對應間隙及其兩側的部分區域,使該導電層、絕緣層及導熱層均部分下陷形成凹槽;在該導電層上凹槽區域設置發光元件,該發光元件與該兩電極電性連接;及將一封裝層覆蓋形成於該發光元件上。

Description

發光二極體封裝方法
本發明涉及一種半導體結構的封裝方法,尤其涉及一種發光二極體的封裝方法。
發光二極體(Light Emitting Diode,LED)是一種可將電流轉換成特定波長範圍的光的半導體元件。憑藉其發光效率高、體積小、重量輕、環保等優點,已被廣泛地應用到當前的各個領域當中,隨著科技的發展,發光二極體封裝體的尺寸也逐漸朝著小型化及薄片化發展。
發光二極體在應用到上述各領域中之前,需要將發光二極體晶片進行封裝,以保護發光二極體晶片,從而獲得較高的發光效率及較長的使用壽命。常見的發光二極體封裝過程中,先提供一封裝基板,藉由蝕刻技術在該封裝基板上形成凹槽,然後在該凹槽中設置與凹槽形狀匹配的金屬層和絕緣層,進而在凹槽內設置發光二極體晶粒。
上述封裝過程存在很多缺陷。首先,一般的蝕刻技術無法保證形成理想的凹槽,凹槽的形狀及底面平整度都會影響發光二極體結構的穩固性及其發光品質;其次,針對特定的凹槽,需要設置相應的各封裝層結構與之匹配,一般而言精準定位匹配的難度較大;再者,上述的封裝過程比較繁瑣,不能滿足產業上快速、優良地大批量封裝發光二極體的需求。因此,如何提供一種封裝過程更加高效、形成結構更加穩準的發光二極體封裝方法仍是業界需要解決的一個課題。
有鑒於此,有必要提供一種封裝過程快捷高效、形成結構更加穩準的發光二極體封裝方法。
一種發光二極體封裝方法,包括以下步驟:
提供一軟性基板,該軟性基板包括一導熱層、一絕緣層和一導電層,所述絕緣層貼設於該導熱層的上表面,該導電層貼設於該絕緣層的上表面;
蝕刻所述導電層形成一間隙,使得所述絕緣層部分外露,所述導電層被分為第一電極和第二電極;
提供一模具,沖壓導電層上對應間隙及其兩側的部分區域,使該導電層、絕緣層及導熱層均部分下陷形成凹槽;
在該導電層上凹槽區域設置發光元件,該發光元件與該兩電極電性連接;及
將一封裝層覆蓋形成於該發光元件上。
與先前技術相比,上述封裝方法形成的封裝結構之導熱層、絕緣層及導電層先貼設在一起,然後藉由以熱壓的方式進行衝壓形成凹槽,進而在形成的凹槽中設置發光元件及封裝層,由于采取一體沖壓平整度好,形成的封裝結構相對穩固,且相鄰各層結構同步變形,同時封裝過程更加高效,有利於大量生產。
下面參照附圖,結合具體實施例對本發明作進一步的描述。
以下將結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。
請參閱圖1至圖7,為本發明發光二極體的封裝方法,大致包括如下流程:
提供一軟性基板10 (flexible substrate),該軟性基板10包括一導熱層11、一絕緣層12和一導電層13,所述絕緣層12貼設於該導熱層11的上表面,該導電層13貼設於該絕緣層12的上表面;
蝕刻所述導電層13形成一間隙131,使的所述絕緣層12部分外露,該間隙131將導電層13分離成兩電極;
提供一模具20,沖壓導電層13上對應間隙131及其兩側的部分區域,使該導電層13、絕緣層12及導熱層11均部分下陷;
移除模具20,該導電層13、絕緣層12及導電層13下陷部分形成一凹槽14;
在該導電層13上凹槽14區域設置發光元件15,並藉由打線的方式與該兩電極電性連接;及
將一封裝層16覆蓋形成於該發光元件15上。
下面結合其他圖示對該流程作詳細說明。首先請參考圖1,提供一軟性基板10,該軟性基板10包括一導熱層11、一絕緣層12和一導電層13,所述絕緣層12貼設於該導電層13的上表面,該導電層13貼設於該絕緣層12的上表面。本實施例中,該軟性基板10的厚度約為50~150微米,可在受外界拉力的作用下發生一定程度的伸展而不致斷裂。
具體的,本實施例中,該導熱層11可為一金屬鋁層,該導熱層11與該絕緣層12下表面相接觸以承載該絕緣層12及導電層13,同時該導熱層11吸收該軟性基板10的熱量以及時的散發出去。可以理解,該導熱層11還可由其他延展性較好的導熱材料製成。
所述絕緣層12呈平板狀,該絕緣層12貼設於該導熱層11的上表面並與所述導電層13的下表面接觸,所述絕緣層12的材質為聚合體或塑膠,通常可由氧化矽、或氮化矽等絕緣材料製成。
所述導電層13貼設於該絕緣層12的上表面,可採用焊料或者熱熔膠的固接方式將該導電層固定在該絕緣層12上,由於導電層13與絕緣層12均具有光滑的表面,則其二者可牢固的結合在一起。該導電層13可由延展性好的導電材料製成,本實施例中,該導電層13由銅箔製作而成。在其他實施例中,該導電層13可採取在塑膠中進行累晶摻雜、擴散摻雜或者離子布植等方式形成,材質可為任何合適的導電材料。
請參考圖2,蝕刻該導電層13,形成一間隙131,使得該絕緣層12部分外露,同時該導電層13被分離成兩個電極,分別為第一電極132和第二電極133,所述第一電極132和該第二電極133相互間隔。
請參考圖3,提供一模具20,其形狀可根據實際需要任意設置,本實施例中,該模具20呈等腰梯形狀,其上底邊長比下底邊長要長。
請同時參閱圖4,將模具20的中心軸對準間隙131的中心,溫度大約在100~150℃的條件下,以熱壓的方式利用等腰梯形狀模具20的上底對導電層13的間隙131處向下衝壓,以該間隙131為中心,所述軟性基板10被熱壓的部分呈對稱狀向下凹陷,即包括導電層13的兩電極、絕緣層12和導熱層11均有部分結構發生一定程度的形變向下凹陷,形成一凹槽14。
如圖5所示,將該模具20向上移出,所述第一電極132和第二電極133相互鄰近的部分變薄變長,形成對稱的第一側壁1321和第二側壁1331,同時形成對稱的第一底壁1322和第二底壁1332,即該第一側壁1321和該第二側壁1331呈傾斜狀延伸,該第一底壁1322和該第二底壁1332呈水準狀延伸且相互間隔。該絕緣層12及該導熱層11對應該間隙131部分均向下凹陷,呈三段彎折的凹槽狀,該對稱的第一電極132、第二電極133分別與該絕緣層12和導熱層11的彎折部分對應相互穩固地貼合。由於該導電層13與該模具20之間沒有黏合作用,故移出模具20後,該導電層13、絕緣層12及導熱層11的彎折部分仍保持凹槽狀,即移出該模具20後,封裝結構基本成型。
請參閱圖6,在該導電層13上設置發光元件15,本實施例中,該發光元件15設於該第一電極132的第一底壁1322上,該發光元件15可以是發光二極體晶粒等發光器件。本實施例中該發光元件15為發光二極體晶粒,與兩側對稱的該第一電極132和該第二電極133藉由打線的方式形成電連接。
請參閱圖7,該封裝層16覆蓋於該發光元件15上,該封裝層16填充所述凹槽14並與所述第一電極132和第二電極133的上表面相持平。封裝層16由透明材料製成,其可以由矽樹脂或其他樹脂,或者其他混合材料製作而成。該封裝層還可根據發光元件15與發光需要包含有螢光粉。該螢光粉包含石榴石基螢光粉、矽酸鹽基螢光粉、原矽酸鹽基螢光粉、硫化物基螢光粉、硫代鎵酸鹽基螢光粉、氮氧化物基螢光粉和氮化物基螢光粉中的一種或多種。
基於上述封裝方法形成的封裝結構,所述導熱層11、絕緣層12及導電層13先貼設在一起,然後藉由以熱壓的方式進行衝壓形成凹槽14,進而在形成的凹槽14中設置發光元件15及封裝層16,形成的封裝結構相對穩固,相鄰結構之間貼合及定位準確,同時封裝過程更加高效,有利於大量生產。
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。
10...軟性基板
11...導熱層
12...絕緣層
13...導電層
131...間隙
132...第一電極
133...第二電極
20...模具
14...凹槽
1321...第一側壁
1331...第二側壁
1322...第一底壁
1332...第二底壁
15...發光元件
16...封裝層
圖1至圖7為本發明一實施例的發光二極體的封裝方法的各步驟示意圖。
11...導熱層
12...絕緣層
131...間隙
132...第一電極
133...第二電極
1321...第一側壁
1331...第二側壁
1322...第一底壁
1332...第二底壁
15...發光元件
16...封裝層

Claims (8)

  1. 一種發光二極體封裝方法,其包括步驟:
    提供一軟性基板,該軟性基板包括一導熱層、一絕緣層和一導電層,所述絕緣層貼設於該導熱層的上表面,該導電層貼設於該絕緣層的上表面;
    蝕刻所述導電層形成一間隙,使得所述絕緣層部分外露,所述導電層被分為相互間隔的第一電極和第二電極;
    提供一模具,沖壓導電層上對應間隙及其兩側的部分區域,使該導電層、絕緣層及導熱層均部分下陷形成凹槽;
    在該導電層上凹槽區域設置發光元件,該發光元件與該兩電極電性連接;及
    將一封裝層覆蓋形成於該發光元件上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝方法,其中,該軟性基板厚度為50~150微米。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝方法,其中,該模具呈等腰梯形狀,該衝壓步驟是利用等腰梯形的上底對導電層間隙部分進行衝壓。
  4. 如申請專利范圍第3項所述的發光二極體封裝方法,其中,所述沖壓方法為熱壓。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體封裝方法,其中,該熱壓溫度範圍為100~150℃。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝方法,其中,衝壓後間隔的兩電極包括對稱的兩側壁及兩底壁,該兩側壁和該兩底壁收容於所述凹槽中。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的發光二極體封裝方法,其中,該發光元件收容於所述凹槽中且設於所述兩電極之一的底壁上。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝方法,其中,該封裝層填充所述凹槽並與所述第一電極和第二電極的上表面相持平。
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