TW201316565A

TW201316565A - 具膠牆的發光二極體封裝方法

Info

Publication number: TW201316565A
Application number: TW100137157A
Authority: TW
Inventors: Jun-Xun Chen
Original assignee: Jiujiang Fared Optics Co Ltd
Priority date: 2011-10-13
Filing date: 2011-10-13
Publication date: 2013-04-16

Abstract

本發明係揭示一種具膠牆的發光二極體封裝方法，包括：在陶瓷基板上安置當作發光源的至少一發光二極體晶片；在陶瓷基板上安置膠牆，包圍住發光二極體晶片，且膠牆的高度係大於發光二極體晶片的高度；以及將膠液滴在發光二極體晶片上，並包覆整個發光二極體晶片，且膠液經熟化而形成封裝膠，提供隔絕水氣及環境污染物的保護作用。封裝膠的頂部具有凸起表面，可提供聚光作用。因此，本發明的方法可藉膠牆以調整發角度，並利用封裝膠的凸起表面以取代需額外配置凸透鏡，進而簡化整體的發光二極體封裝結構，改善實際操作的可靠度以及穩定性。

Description

具膠牆的發光二極體封裝方法

本發明係有關於一種發光二極體封裝方法，尤其是具有用以調節發光角度的膠牆。

發光二極體(LED)具有高發光效率及節能的優點，因此已逐步取代一般的白熾燈，目前是相當具有潛力的照明光源。在發光二極體的習用封裝技術中，需要利用導線架以安置LED晶片，而導線架進一步安置於具有電氣連接線路的基板上，同時將具有螢光作用的螢光膠覆蓋LED晶片，用以將LED晶片所發射出的可見光譜轉換成白光或其他顏色光譜。此外，利用封裝膠包覆螢光膠，以提供隔絕保護作用。

然而，習用封裝技術的缺點在於，LED晶片所發射出的光線為點光源而需使用額外的二次光學元件以進一步調節適當的發光角度，並且需要額外的治具以局限覆蓋LED晶片的螢光膠，防止螢光膠流向所需範圍之外，造成整體結構複雜，影響可靠度。因此，需要一種具膠牆的發光二極體封裝方法，利用膠牆以容置封裝膠，且封裝膠具有凸起表面，形成凸透鏡的作用，而不需額外的二次光學元件，尤其是可調配LED晶片及膠牆的相對空間位置以及幾何關係，而調節光源應用上的最佳發光角度，藉以解決上述習用技術的問題。

本發明之主要目的在提供一種具膠牆的發光二極體(LED)封裝方法，係包括：在陶瓷基板上安置當作發光源的至少一發光二極體晶片(LED Chip)，其中陶瓷基板可由氧化鋁或其他陶瓷材料構成；在陶瓷基板上安置膠牆，且膠牆具有封閉迴圈狀以包圍住LED晶片，但不接觸LED晶片，而膠牆的高度係大於LED晶片的高度；將具有高黏滯性及低流動性的膠液滴在LED晶片上，並藉膠液本身的流動性包覆整個LED晶片，且膠液可在加熱或環境室溫下熟化而形成封裝膠並覆蓋LED晶片，提供隔絕水氣及環境污染物的保護作用，而封裝膠的頂部具有凸起表面，具有凸透境的聚光作用。

因此，本發明方法可藉膠牆以調整發角度，並利用封裝膠的凸起表面以取代需額外配置凸透鏡，進而簡化整體的發光二極體封裝結構，改善實際操作的可靠度以及穩定性。

以下配合圖式及元件符號對本發明之實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

參閱第一圖，本發明具膠牆的發光二極體封裝方法的操作流程示意圖。如第一圖所示，本發明具膠牆的發光二極體(LED)封裝方法係包括依序進行的步驟S10、S20以及S30，而為進一步清楚說明本發明方法的技術特徵，請配合參閱第二圖的示意圖。

首先，本發明的方法由步驟S10開始，在陶瓷基板10上安置當作發光源的至少一發光二極體晶片(LED Chip)20，其中陶瓷基板10可由氧化鋁或其他陶瓷材料構成，且陶瓷基板10上設置有電路圖案(圖中未顯示)，用以連接外部電源訊號(圖中未顯示)以驅動LED晶片20產生原始發射光線L1，而LED晶片20可藉銀膠或其他導電性膠體而黏著在陶瓷基板10上，也可利用焊錫以焊接方式固定於陶瓷基板10上，使得LED晶片20電氣連接至陶瓷基板10的電路圖案。

接著，進入步驟S20，在陶瓷基板10上安置多個膠牆30，且每個膠牆30具有封閉迴圈狀以包圍住但不接觸相對應的LED晶片20，而封閉迴圈狀可為圓形、方形、矩形或多邊形。此外，膠牆30的膠牆高度HW係大於LED晶片20的LED高度HLED。

膠牆30可由透光性材料構成，比如可包括透光性的矽膠、環氧樹脂或任何膠材，並可包含具光反射性的微粒，而微粒可包括金屬顆粒或玻璃顆粒。

此外，膠牆30也可由不透光性材料構成，比如可包括包含黑色物質的矽膠、環氧樹脂或任何膠材，且黑色物質可為碳黑或黑色染料。膠牆30可進一步包含具高光反射性的內表面，且內表面上敷鍍高光反射性的金屬層，其中金屬層可包括銀。

最後在步驟S30中，利用注射裝置將具有高黏滯性及低流動性的膠液滴在LED晶片20上，並藉膠液本身的流動性包覆整個LED晶片20，其中注射裝置可為點膠機，膠液可為透光性的矽膠、環氧樹脂或任何膠材，並可在加熱或環境室溫下熟化，藉形成封裝膠40並覆蓋LED晶片，提供隔絕水氣及環境污染物的保護作用。由於膠液在熟化前具有相當的黏滯性，且本身的表面張力效應會使頂部表面凸起，因此熟化後的封裝膠40在頂部表面會形成凸起表面42，而具有類似於凸透鏡的作用。封裝膠40可接觸膠牆30，且凸起表面42的邊緣可進一步到達膠牆30的頂部，如第二圖所示。此外，封裝膠40也可不接觸膠牆30(圖中未顯示)，亦即膠牆30及封裝膠40之間具有空隙。

綜上所述，依據上述本發明方法可形成具有陶瓷基板10、LED晶片20、膠牆30以及封裝膠40的LED封裝結構，其中LED晶片20的原始發射光線L1可斜向穿透封裝膠40，並穿透由透光性材料構成的膠牆30而形成側向發射光L2，同時，朝向上方及斜向上的原始發射光線L1可穿透封裝膠40的凸起表面42而形成發射光線L3，如第二圖所示。膠牆30也可進一步添加具光反射性的顆粒，以加強側向光線L2的散光作用。

此外，當膠牆30也可由不透光性材料構成，當作光線遮蔽物，使得LED封裝結構不產生側向發射光L2，而只產生朝向上方及斜向上的發射光線L3，並藉LED晶片20及膠牆30之間適當的相對高度差及橫向距離以調節發光角度。

本發明的特點在於，凸起表面42具有凸透鏡作用，可使發射光線L3聚光，進而能省略習用技術中用以以聚集發射光的凸透鏡，達到簡化整體結構的目的。本發明的另一特點在於，可利用膠牆以產生或不產生側向光線，藉以調節LED封裝結構的最佳發光角度及發光範圍。

以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。

S10．．．安置LED晶片

S20．．．安置膠牆包圍LED晶片

S30．．．利用封裝膠覆蓋LED晶片

10．．．陶瓷基板

20．．．LED晶片

30．．．膠牆

40．．．封裝膠

42．．．凸起表面

HW．．．膠牆高度

HLED．．．LED高度

L1．．．原始發射光線

L2．．．側向發射光線

L3．．．發射光線

第一圖顯示本發明具膠牆的發光二極體封裝方法的操作流程示意圖。

第二圖顯示本發明具膠牆的發光二極體封裝方法的示意圖。

S10．．．安置LED晶片

S20．．．安置膠牆包圍LED晶片

S30．．．利用封裝膠覆蓋LED晶片

Claims

一種具膠牆的發光二極體封裝方法，包括：在一陶瓷基板上安置當作發光源的至少一發光二極體(LED)晶片，其中該陶瓷基板上係設置有電路圖案，用以連接外部電源訊號並驅動該至少一LED晶片，以產生原始發射光線；在該陶瓷基板上安置多個膠牆，且每個膠牆具有封閉迴圈狀以包圍住但不接觸相對應的LED晶片，而該膠牆的膠牆高度係大於該LED晶片的LED高度，該膠牆係由透光性材料或不透光性材料構成；以及利用一注射裝置將膠液滴在該至少一LED晶片上，並包覆該至少一LED晶片，且該膠液經熟化形成封裝膠，而覆蓋該至少一LED晶片，且該封裝膠具有透光性。
依據申請專利範圍第1項所述之具膠牆的發光二極體封裝方法，其中該陶瓷基板為氧化鋁陶瓷基板，且該封裝膠為矽膠或環氧樹脂。
依據申請專利範圍第1項所述之具膠牆的發光二極體封裝方法，其中該膠牆為透光性材料構成，該透光性材料包括矽膠或環氧樹脂，該封閉迴圈狀為圓形、方形、矩形或多邊形。
依據申請專利範圍第3項所述之具膠牆的發光二極體封裝方法，其中該膠牆進一步包含具光反射性的微粒，且該微粒包括金屬顆粒或玻璃顆粒。
依據申請專利範圍第1項所述之具膠牆的發光二極體封裝方法，其中該膠牆為不透光性材料構成，該不透光性材料包括矽膠或環氧樹脂，且該不透光性材料進一步包含一黑色物質，該黑色物質為碳黑或黑色染料，該封閉迴圈狀為圓形、方形、矩形或多邊形。
依據申請專利範圍第5項所述之具膠牆的發光二極體封裝方法，其中該膠牆進一步包含具高光反射性的內表面，且該內表面上敷鍍高光反射性的金屬層，該金屬層包括銀。
依據申請專利範圍第1項所述之具膠牆的發光二極體封裝方法，其中該封裝膠係由透明的矽膠或環氧樹脂構成，且該注射裝置包括一點膠機。
依據申請專利範圍第1項所述之具膠牆的發光二極體封裝方法，其中該封裝膠係填滿該LED晶片及該膠牆之間的空間，且該封裝膠的凸起表面的邊緣係到達該膠牆的頂部。
依據申請專利範圍第1項所述之具膠牆的發光二極體封裝方法，其中該封裝膠未接觸到該膠牆，且該封裝膠的凸起表面的邊緣係接觸到該陶瓷基板。