TW201349600A - 發光二極體及其封裝方法 - Google Patents

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Abstract

一種發光二極體，包括引腳結構、發光元件、及覆蓋於所述發光元件上的封裝層，所述引腳結構包括相互間隔的第一電極和第二電極，所述發光元件與該第一電極、第二電極分別形成電性連接，所述第一電極包括一凸伸部，第二電極包括一凹陷部，所述凸伸部伸入至於所述凹陷部中，且所述凸伸部與凹陷部之間電絕緣。本發明還涉及一種該發光二極體的封裝方法。

Description

發光二極體及其封裝方法
本發明涉及一種半導體及其封裝方法，尤其涉及一種發光二極體及其封裝方法。
發光二極體(Light Emitting Diode，LED)係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。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。
業界在進行封裝時，會設置引腳結構與發光二極體晶片電性連接。所述引腳結構包括第一電極和第二電極，該第一電極及第二電極通常設置為規則的長方體狀並相互間隔形成一間隙，所述間隙填充塑膠材料形成基板，由於該間隙豎直設置且路徑較短，水汽容易從電極與塑膠之間進入發光二極體從而影響發光二極體晶片的壽命。故，需進一步改進。
本發明旨在提供一種密封性好的發光二極體及其封裝方法。
一種發光二極體，包括引腳結構、發光元件、及覆蓋於所述發光元件上的封裝層，所述引腳結構包括相互間隔的第一電極和第二電極，所述發光元件與該第一電極、第二電極分別形成電性連接，所述第一電極包括一凸伸部，第二電極包括一凹陷部，所述凸伸部伸入至所述凹陷部中，且所述凸伸部與凹陷部之間電絕緣。
一種發光二極體的封裝方法，其包括步驟：
提供具有一凸伸部的第一電極和具有一凹陷部第二電極，將所述第一電極的凸伸部伸入在第二電極的凹陷部中，使所述凸伸部的端面與所述凹陷部的內端面相對且二者之間相互間隔，以構成引腳結構，向所述間隙中填充流體材料形成基板；
將一發光元件電連接至所述第一、第二電極；及
用一封裝層覆蓋該發光元件。
與先前技術相比，本發明中該凸伸部伸入到該凹陷部中，由於該凸伸部與該凹陷部相互間隔一填充有絕緣材料的彎曲狹長的間隙，使得從引腳結構底部經由間隙到達發光元件的路徑較長，從而外界水汽不易沿引腳結構與基板之間的縫隙進入該凹陷，增強該發光二極體的密封性，從而保證發光元件的使用壽命。
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的發光二極體100作進一步的詳細說明。
請參閱圖1，本發明一較優實施例的發光二極體100包括一引腳結構10、設於該引腳結構10上的一反射杯20和一發光元件30，及覆蓋該發光元件30的封裝層40。
具體的，該引腳結構10包括相互間隔的第一電極11和第二電極12，每一電極11、12包括一第一表面13及與該第一表面13相對的第二表面14。所述第一電極11包括一本體部111、自該本體部111朝該第二電極12方向延伸的一凸伸部112，及自該本體部111沿背離該第二電極12方向延伸的一第一卡設部113。所述本體部111呈規則的長方體狀，所述凸伸部112的縱截面呈長方形，並自該本體部111靠近該第二電極12的一端的中部向該第二電極12方向凸伸，即該凸伸部112的高度小於該本體部111的高度。所述第二電極12包括一凹陷部121及與該凹陷部121相連的一第二卡設部122。具體的，所述凹陷部121大致呈U型，且開口朝向該第一電極11，其包括位於該第一表面13上的第一電性段123、位於該第二表面14上的第二電性段124及連接該第一電性段123與該第二電性段124的連接段125，該第一電性段123與該第二電性段124相互平行，所述第一電性段123、第二電性段124及該連接段125圍設形成一收容空間126，所述第一電性段123的上表面與該本體部111的上表面齊平，該第二電性段124的下表面與該本體部111的下表面齊平。所述第二卡設部122自該連接段125沿遠離該第一電極11的方向凸伸，該第二卡設部122與該第一卡設部113相對應。本實施例中，該第一卡設部113、第二卡設部122及該凸伸部112的上下端面均相互齊平。
該凸伸部112伸入該凹陷部121內，在本實施例中，該凸伸部112嵌設收容於該凹陷部121的收容空間126內，該凸伸部112的端面與該凹陷部121的內端面相對且二者之間相互間隔一間隙15，所述間隙15填充有絕緣材料而形成基板50。該凸伸部112靠近該第二電極12的各端面與該凹陷部121靠近該第一電極11的各內端面相互平行。可以理解的，該凸伸部112靠近該第二電極12的端面與該凹陷部121靠近該第一電極11的端面也可不相互平行，只保證兩電極11、12其中之一伸入其中之另一併相互電絕緣即可；同時，各端面之間的間距可以相等、也可以不同。該凸伸部112與凹陷部121的形狀也可為其他，如階梯狀等。
所述反射杯20形成於該引腳結構10上並卡設於該引腳結構10的側端，所述反射杯20包括一固定部21和位於該固定部21上的一反射部22。該固定部21對應該第一卡設部113和第二卡設部122的位置分別對應設置一卡槽211，該卡槽211與該卡設部113、122相互配合卡設以加強固定該反射杯20。所述反射部22位於該引腳結構10上方，該反射部22內側面可形成有高反射材料，該反射部22與該引腳結構10及兩電極11、12上表面之間暴露出的基板50共同圍設形成一凹陷23，所述凹陷23的頂部尺寸大於其底部尺寸。
該發光元件30設於該第一電極11上且位於該第一電極11的本體部111上，該發光元件30的兩個電極分別與第一電極11、第二電極12形成電性連接。本實施例中該發光元件30為發光二極體晶粒，其與兩側的電極11、12藉由打線的方式形成電性連接。
該封裝層40設於該發光元件30上並填設於該凹陷23中，且該封裝層40頂部的端面與該反射杯20的上表面齊平。該封裝層40可為摻雜有螢光粉的透明膠體，該螢光粉可為石榴石基螢光粉、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。
由於該凸伸部112與該凹陷部121相互間隔一填充有絕緣材料的彎曲狹長的間隙15，同時反射杯20卡設於引腳結構10的側端增加反射杯20與引腳結構10之間的貼合面積，使得從引腳結構10底部經由反射杯20與引腳結構10之間的貼合縫隙或經由間隙15到達發光元件30的路徑較長，從而外界水汽不易沿間隙15、或引腳結構10與絕緣材料之間的縫隙進入該凹陷23，增強該發光二極體100的氣密性，從而保證發光元件30的使用壽命。
此外，由於發光元件30設置在該第一電極11上，第一電極11具有一額外的凸伸部112，使得固定發光元件30的第一電極11具備較大的散熱面積，從而導熱能力加強以快速有效傳導發光元件30產生的熱量，增強發光二極體100的散熱效率。
再者，由於所述第二電極12的凹陷部121大致呈U型，因此，不僅該第二電極12的下表面具有較大的接觸面積，有利於與電路板進行充分的電性連接，而且該第二電極12的上表面更靠近該發光元件30，可以減少將該發光元件30與第二電極12電性連接的金線（圖未示）的長度，有利於降低成本。
下面以本發明實施例的發光二極體100為例，結合圖1說明該發光二極體100的製造過程。
第一步驟：請參閱圖2，提供一引腳結構10，該引腳結構10包括相互間隔的第一電極11和第二電極12，每一電極11、12包括一第一表面13及與該第一表面13相對的第二表面14。
所述第一電極11包括一本體部111、自該本體部111朝該第二電極12方向延伸的一凸伸部112，及自該本體部111沿背離該第二電極12方向延伸的一第一卡設部113。所述本體部111呈規則的長方體狀，所述凸伸部112的縱截面呈長方形，並自該本體部111靠近該第二電極12一端的中部向該第二電極12方向凸伸，即該凸伸部112的高度小於該本體部111的高度。所述第二電極12包括一凹陷部121及與該凹陷部121相連的一第二卡設部122。具體的，所述凹陷部121大致呈U型，且開口朝向該第一電極11，其包括位於該第一表面13上的第一電性段123、位於該第二表面14上的第二電性段124及連接該第一電性段123與該第二電性段124的連接段125，該第一電性段123與該第二電性段124相互平行，所述第一電性段123、第二電性段124及該連接段125圍設形成一收容空間126，所述第一電性段123的上表面與該本體部111的上表面齊平，該第二電性段124的下表面與該本體部111的下表面齊平。所述第二卡設部122自該連接段125沿遠離該第一電極11的方向凸伸，該第二卡設部122與該第一卡設部113相對應。本實施例中，該第一卡設部113、第二卡設部122及該凸伸部112上下端面相互齊平。
將該凸伸部112嵌設收容於該凹陷部121的收容空間126內，使該凸伸部112的端面與該凹陷部121的內端面相對且二者之間相互間隔一間隙15，向該間隙15中填充絕緣流體材料以形成基板50。本實施例中，該凸伸部112靠近該第二電極12的各端面與該凹陷部121靠近該第一電極11的內端面相互平行。可以理解的，該凸伸部112靠近該第二電極12的端面與該凹陷部121靠近該第一電極11的端面也可不相互平行，只保證兩電極11、12彼此嵌設並相互間隔即可；同時，各端面之間的間距可以相等、也可以不同。
第二步驟：請參閱圖3，提供模具60，使模具60與該引腳結構10間形成一腔體63。該模具60包括一底模61和一頂模62，該底模61頂部為一平整表面，其用於抵合所述引腳結構10的第二表面14以承載所述引腳結構10。所述頂模62抵合所述引腳結構10的第一表面13並與引腳結構10的上表面共同形成一腔體63。
該頂模62包括一頂板621、自該頂板621周緣朝該底模61方向凸伸的抵擋部622及自該頂板621中心朝該底模61方向凸伸的定位部623。具體的，所述頂板621的外表面為一光滑的平面。所述抵擋部622在頂板621周緣圍成一環形側壁，其與該頂板621一體成型並自該頂板621下表面邊緣向該底模61方向凸伸，所述抵擋部622中部開設穿孔形成流道624，用以後續注塑流體材料，本實施例中，所述流道624的數量為2個。所述定位部623自該頂板621下表面中部朝該底模61方向延伸，其與該抵擋部622相互間隔，所述定位部623週邊尺寸自頂板朝該底模61方向逐漸減，所述定位部623的下表面與該抵擋部622的下表面齊平。
第三步驟：向該腔體63內注入流體材料並固化該流體材料以形成反射杯20結構。具體的，使底模61和頂模62夾設該引腳結構10，即所述底模61的頂部貼合於該引腳結構10的第二表面14，該頂模62的定位部623貼合於該引腳結構10的第一表面13，所述抵擋部622圍設該定位部623並貼合於該引腳結構10的第一表面13，即所述定位部623、抵擋部622及引腳結構10圍設形成一環形腔體63。沿流道624向該腔體63內注入流體材料，位於該腔體63內的流體材料被固化後形成反射杯20。該流體材料可為環氧樹脂、矽樹脂或其他高分子材料。
第四步驟：請參閱圖4至圖6，移除模具60，在該引腳結構10上設置發光元件30，並將該發光元件30電連接至該第一、第二電極11、12。具體的，本步驟係將所述發光元件30設置在該第一電極11的本體部111上。具體的，藉由打線的方式使該發光元件30與該第一電極11和第二電極12形成電性連接。
第五步驟：請參閱圖7，將一封裝層40覆蓋形成於反射杯20內以覆蓋該發光元件30。具體的，將一封裝層40覆蓋於該發光元件30上，該封裝層40填充所述反射杯20並與所述反射杯20的上表面相持平。封裝層40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40還可根據發光元件30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。
可以理解的，上述方法步驟中，形成反射杯20的步驟並非必須，即藉由提供引腳結構10、設置發光元件30及覆蓋封裝層40這三個步驟即可完成封裝。
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，自不能以此限製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．．．發光二極體
10．．．引腳結構
20．．．反射杯
30．．．發光元件
40．．．封裝層
11．．．第一電極
12．．．第二電極
13．．．第一表面
14．．．第二表面
15．．．間隙
50．．．基板
111．．．本體部
112．．．凸伸部
113．．．第一卡設部
121．．．凹陷部
122．．．第二卡設部
123．．．第一電性段
124．．．第二電性段
125．．．連接段
126．．．收容空間
21．．．固定部
22．．．反射部
211．．．卡槽
23．．．凹陷
60．．．模具
61．．．底模
62．．．頂模
63．．．腔體
621．．．頂板
622．．．抵擋部
623．．．定位部
624．．．流道
圖1為本發明一實施例的發光二極體的剖面示意圖。
圖2至圖7為本發明一實施例的發光二極體封裝方法的各步驟示意圖。
100．．．發光二極體
10．．．引腳結構
20．．．反射杯
30．．．發光元件
40．．．封裝層
11．．．第一電極
12．．．第二電極
13．．．第一表面
14．．．第二表面
15．．．間隙
50．．．基板
111．．．本體部
112．．．凸伸部
113．．．第一卡設部
121．．．凹陷部
122．．．第二卡設部
123．．．第一電性段
124．．．第二電性段
125．．．連接段
126．．．收容空間
21．．．固定部
22．．．反射部
211．．．卡槽
23．．．凹陷

Claims (10)

  1. 一種發光二極體，包括引腳結構、發光元件、及覆蓋於所述發光元件上的封裝層，所述引腳結構包括相互間隔的第一電極和第二電極，所述發光元件與所述第一電極、第二電極分別形成電性連接，其改進在於：所述第一電極包括一凸伸部，第二電極包括一凹陷部，所述凸伸部伸入至所述凹陷部中，且該凸伸部與凹陷部之間電絕緣。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體，其中，所述發光元件設置在該第一電極上。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體，其中，所述凹陷部呈U型，且開口朝向所述第一電極的凸伸部，所述第一電極的凸伸部嵌設於所述凹陷部內。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體，其中，所述凸伸部靠近所述第二電極的各端面與所述凹陷部靠近所述第一電極的各內端面相互平行。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體，其中，所述第一電極還包括一本體部及自所述本體部沿背離所述第二電極方向延伸的一第一卡設部，所述凸伸部自所述本體部一端向所述第二電極凸伸，所述第二電極還包括自所述凹陷部沿背離所述第一電極方向延伸的一第二卡設部，所述第一卡設部的上、下端面分別與第二卡設部的上、下端面齊平。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體，其中，所述發光二極體還包括一反射杯，所述反射杯形成於所述引腳結構上，並與所述第一卡設部及第二卡設部配合而卡設於所述引腳結構的側端。
  7. 一種發光二極體的封裝方法，其包括步驟：
    提供具有一凸伸部的第一電極和具有一凹陷部第二電極，將所述第一電極的凸伸部伸入在第二電極的凹陷部中，使所述凸伸部的端面與所述凹陷部的內端面相對且二者之間相互間隔，以構成引腳結構，向所述間隙中填充流體材料形成基板；
    將一發光元件電連接至所述第一、第二電極；及
    用一封裝層覆蓋該發光元件。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體封裝方法，其中，將所述發光元件設置在該第一電極上。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體封裝方法，其中，所述凹陷部呈U型，且開口朝向所述第一電極的凸伸部，所述第一電極的凸伸部嵌設於所述凹陷部內。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體封裝方法，其中，在形成基板後、在設置發光元件之前還包括步驟：提供模具，使模具與所述引腳結構間形成一腔體，向該腔體內注入流體材料並固化所述流體材料形成反射杯結構。
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