TW201717433A - 發光二極體裝置與其製作方法 - Google Patents

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Abstract

一種發光二極體裝置包括一發光二極體晶片、一封裝膠體以及一環形擋牆。發光二極體晶片具有一第一上表面及一反射面且封裝膠體覆蓋發光二極體晶片。其中反射面傾斜於發光二極體晶片之側面。另揭露一種發光二極體裝置的製作方法,適於製作發光二極體裝置。

Description

發光二極體裝置與其製作方法
本發明是有關於一種發光二極體裝置與其製作方法。
隨著照明技術的演進,發光裝置快速發展至採用發光二極體(light emitting diode,LED)晶片作為光源。發光二極體晶片具有省電、使用壽命長、環保、啟動快速、體積小等多種優點,且發光二極體晶片所能達到的功率隨著技術的成熟而逐漸變大。目前發光二極體晶片已逐漸應用於各式發光裝置中以取代傳統光源,使發光裝置具有節能的特色。
舉例而言,以目前高功率白光發光二極體的封裝方式大多數是採用藍光發光二極體並搭配黃色螢光粉的使用而成。白光發光二極體之所以發白光是因為其發光二極體晶片發出藍光,藍光通過黃色螢光粉後會被轉換成黃光,而被黃色螢光粉轉換成的黃光與沒被轉換的藍光即混合成白光。在結構上,習知的發光二極體裝置通常是將發光二極體晶片固著於具有反射杯的支架上並由透光性樹脂封裝。然而,現今趨勢是越來越朝向晶片級封裝 (Chip Scale Package, CSP)的方向發展,即從頂面視之,封裝後的發光二極體裝置的面積不能超過發光二極體晶片的面積過多(例如不大於1.4倍)。又因晶片尺寸需求亦日漸改變。在此前提下,習知的封裝方式難以因應晶片尺寸隨時調整支架設計。因此,使用具有碗杯的支架來達成晶片級封裝對於業者而言成本甚高。另外,現行之晶片級封裝亦為具有基板之封裝,厚度上有一定限制,日漸不符下游廠商之需求。亦為亟需一種可隨時因應晶片大小來製得晶片級封裝,又可下降產品厚度之有效方案。
另一方面,雖然亦藉由外加透鏡來改變發光二極體裝置的出光角度,然而在面臨不同的客需條件,一般業者皆選擇重新設計透鏡來符合市場需求。然而面臨市場需求條件日漸變化之情況下,設計透鏡的成本日益增加,因此亦須另一種方法替代重新設計透鏡的做法。鑒於上述問題,本發明將提供一種發光二極體裝置與其製作方法,可有效地調整出光角度,並可減少在面臨市場需求改變時重新設計透鏡之需求。
鑒於上述,本發明提供一種發光二極體裝置,具有可隨時因應晶片大小而形成晶片級封裝之特性,一具有反射性之環形擋牆,以提高發光二極體裝置之出光效果。特定言之,本發明之發光二極體裝置包括一基板;一發光二極體晶片;一封裝膠體,覆蓋該發光二極體晶片;以及一環形擋牆,圍繞該封裝膠體,其中該環形擋牆之高度係與封裝膠體之高度等高。
為提供上述之發光二極體裝置,本發明係提供一製作方法,包括:將多個發光二極體晶片配置於一載板上,該等發光二極體晶片各自具有一第一上表面;形成一封裝膠體於載板上;切割封裝膠體,以在發光二極體晶片之間形成一開槽;填充一反射膠體填充於開槽內,使該反射膠體與該封裝膠體等高;以及沿開槽切割反射膠體,使反射膠體成為多個環形擋牆,並使發光二極體裝置單體化。
另外為滿足薄型化需求,本發明係提供一種無基板之發光二極體裝置,可降低產品厚度。特定延之,本發明之無基板之發光二極體裝置包括:一發光二極體晶片;一封裝膠體,覆蓋發光二極體晶片;以及一環形擋牆,圍繞該封裝膠體;其中該發光二極體晶片具有複數個電極,這些電極各具有一電極端部,電極端部係暴露於封裝膠體外。
為提供上述之無基板之發光二極體裝置,本發明又提供一種製造方法,包括:提供一透光載板;形成一可解黏膠層於透光載板上;將多個發光二極體晶片設置於可解黏膠層上,其中發光二極體晶片中之電極端部係面對可解黏膠層;形成一封裝膠體於可解黏膠層上,封裝膠體係覆蓋這些發光二極體晶片,但未覆蓋這些電極端部;切割封裝膠體,以在發光二極體晶片之間形成一開槽;填充一反射膠體於填充於開槽內,使該反射膠體與該封裝膠體等高;沿開槽切割反射膠體,使反射膠體成為多個環形擋牆,並這些發光二極體晶片進行單體化以形成多個發光二極體裝置;以及提供一光線,透過透光載板而照射至可解黏膠層,藉此降低可解黏膠層的黏性,以將各發光二極體裝置分離於可解黏膠層及透光載板,同時使該倒覆晶片之電極端部暴露於封裝膠體外。
另一方面,為有效地調整出光角度,並減少在面臨市場需求改變時重新設計透鏡之需求,本發明在提供一種發光二極體裝置,使其環形擋牆之高度可與封裝膠體之高度不等高,且可適用於前述之有基板及無基板者。申言之,前述之發光二極體裝置包括:一發光二極體晶片、一基板(視需要)、一封裝膠體,覆蓋發光二極體晶片;以及一環形擋牆,環繞封裝膠體;其中發光二極體晶片之第一上表面與封裝膠體之第二上表面係定義一第一高度,而環形擋牆之第三上表面與第一上表面則定義一第二高度,第一高度大於第二高度。
為提供上述之發光二極體裝置,本發明又再提供一種製作方法,包括:將多個發光二極體晶片配置於一載板上,且發光二極體晶片各自具有一第一上表面;形成一封裝膠體於載板上,並覆蓋發光二極體晶片,該封裝膠體具有一第二上表面,而第一上表面與第二上表面係各自定義一第一高度;切割封裝膠體,以在發光二極體晶片之間形成一開槽。填充反射膠體於開槽內;移除部分的反射膠體,使反射膠體的頂面低於封裝膠體的頂面;沿開槽切割反射膠體,使反射膠體成為多個環形擋牆,其中環形擋牆對應環繞發光二極體晶片與切割後的封裝膠體,而環形擋牆各自具有一第三上表面,發光二極體的第一上表面與對應的環形擋牆的第三上表面各自定義一第二高度,其中第一高度大於第二高度。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
《第一實施例》
圖1與圖2是本發明第一實施例的發光二極體裝置的立體與剖面示意圖,其中圖1是圖2的立體圖沿A-A’剖線所得的剖面示意圖。請參考圖1與圖2,在本實施例中,發光二極體裝置10包括發光二極體晶片12、封裝膠體14以及環形擋牆16,其中封裝膠體14覆蓋發光二極體晶片12,而環形擋牆16環繞封裝膠體14與發光二極體晶片12。更進一步地說,發光二極體裝置10包含基板18,而發光二極體晶片12、封裝膠體14係設置於基板18上,但本發明不限制基板18的配置與否,如後所述可為無基板的發光二極體裝置。此外,環形擋牆16係設置於基板18上,且環形擋牆16之高度與封裝膠體14之高度等高。如此,環形擋牆16環繞設置於基板18上的發光二極體晶片12與封裝膠體14,而適於反射發光二極體晶片12及封裝膠體14所發出的光線。然本發明不限於環形擋牆16與封裝膠體14高度等高之形態,亦包含環形擋牆16高度與封裝膠體14高度不等高者,如後詳述。
具體而言,在本實施例中,發光二極體晶片12可選自於水平式晶片、垂直式晶片或倒覆晶片,較佳係倒覆晶片,蓋其無需藉由金屬導線與基板電性連結,有利於微型化發展。此外,當發光二極體晶片為倒覆晶片時,可採用直接接合(direct bonding)、共晶接合(eutectic bonding)、金球或凸塊接合、銀膠或錫膏接合等方式進行固晶,以與基板電性連結。發光二極體晶片12包括第一上表面12a與連接第一上表面12a的多個側面12b,且發光二極體晶片12具有複數個未繪示的電極,各電極具有一電極端部,用以對基板之導電電路圖案或外部電路做電性連結。另外,基板18亦包括頂面18a與連接頂面18a的多個外側面18b而大致上呈現平板狀,其中基板18可選自陶瓷基板、塑料基板、印刷線路基板(printed circuit board,PCB)或金屬基板,而選用陶瓷基板、塑料基板或印刷線路基板的基板18還包括未繪示的導電線路圖案,例如是連接線路以及多個接點。如此,發光二極體晶片12配置於基板18的頂面18a上,並藉由電極端部連接接點,以電性連結至基板18,但本發明並不限制基板18的種類與發光二極體晶片12的連接方式。
再者,在本實施例中,封裝膠體14包覆發光二極體晶片12的第一上表面12a及側面12b,而位於基板18的頂面18a上。且封裝膠體14位於發光二極體晶片120的側面與環形擋牆16之間而使發光二極體晶片12未直接接觸環形擋牆16。特定言之,封裝膠體14可為任意具有一包含有一平面(即非彎曲狀之透鏡)之形體,例如長方體、正方體、梯形體等。例如在圖1與圖2係例示為長方體,厚度為約0.3毫米。詳細而言,封裝膠體14包括第二上表面14a與連接第二上表面14a的多個側面14b。如此,封裝膠體14的第二上表面14a配置於發光二極體晶片12的第一上表面12a上,且第二上表面14a實質上平行於第一上表面12a。而封裝膠體14的側面14b對應配置於發光二極體晶片12的側面12b上,以包覆發光二極體晶片12的第一上表面12a及側面12b。亦即,除了發光二極體晶片12上面對基板18的底面以外,封裝膠體14包覆發光二極體晶片12的所有外表面。特定而言,封裝膠體14在發光二極體晶片12的側面12b與環形擋牆16之間具有一寬度t。因應環形擋牆16光形改善效應,寬度t較佳為晶片寬度之0.05倍至0.4倍,更佳為0.05倍至0.1倍。
在本發明中,封裝膠體14為一具透光性之膠體,其材質係選自由下述所構成之群組中之一者:矽樹脂組合物、環氧樹脂組合物及前述之任意組合。形成封裝膠體14的方式可為網版印刷製程、模塑製程(molding process)、疊層製程(lamination process)、塗佈製程(coating process)或其他適當製程。以疊層製程而言,其係將先成形之半固化膠片(如固化至B-stage階段之膠片)疊層於基板18及晶片12上,並隨後進行熱壓及/或烘烤。故其非如模塑製程般以注入塑料至模具內的方式來形成封裝膠體,故可避免塑料注入不均勻。另外若發光二極體晶片12為倒覆晶片時,疊層製程可避免塑料成形時非預期地流至倒覆晶片之電極與載板之間而影響倒覆晶片之電性連結能力。另外,封裝膠體14中可包含一螢光材料,以吸收部分由發光二極體晶片12所發出之光並轉換成其他顏色之光,同時混合為被吸收之部分與經轉換之光形成其他顏色者,例如白光。可用之螢光材料可選自由下述所構成之群組中之一或多者:Sr5 (PO4 )3 Cl:Eu2+ 、(Sr,Ba)MgAl10 O17 :Eu2+ 、(Sr,Ba)3 MgSi2 O8 :Eu2+ 、SrAl2 O4 :Eu2+ 、SrBaSiO4 :Eu2+ 、CdS:In、CaS:Ce3+ 、Y3 (Al,Gd)5 O12 :Ce2+ 、Ca3 Sc2 Si3 O12 :Ce3+ 、SrSiON:Eu2+ 、ZnS:Al3+ ,Cu+ 、CaS:Sn2+ 、CaS:Sn2+ ,F、CaSO4 :Ce3+ ,Mn2+ 、LiAlO2 :Mn2+ 、BaMgAl10 O17 :Eu2+ ,Mn2+ 、ZnS:Cu+ ,Cl- 、Ca3 WO6 :U、Ca3 SiO4 Cl2 :Eu2+ 、Srx Bay Clz Al2 O4-z/2 :Ce3+ ,Mn2+ (X:0.2、Y:0.7、Z:1.1)、Ba2 MgSi2 O7 :Eu2+ 、Ba2 SiO4 :Eu2+ 、Ba2 Li2 Si2 O7 :Eu2+ 、ZnO:S、ZnO:Zn、Ca2 Ba3 (PO4 )3 Cl:Eu2+ 、BaAl2 O4 :Eu2+ 、SrGa2 S4 :Eu2+ 、ZnS:Eu2+ 、Ba5 (PO4 )3 Cl:U、Sr3 WO6 :U、CaGa2 S4 :Eu2+ 、SrSO4 :Eu2+ ,Mn2+ 、ZnS:P、ZnS:P3- ,Cl- 、ZnS:Mn2+ 、CaS:Yb2+ ,Cl、Gd3 Ga4 O12 :Cr3+ 、CaGa2 S4 :Mn2+ 、Na(Mg,Mn)2 LiSi4 O10 F2 :Mn、ZnS:Sn2+ 、Y3 Al5 O12 :Cr3+ 、SrB8 O13 :Sm2+ 、MgSr3 Si2 O8 :Eu2+ ,Mn2+ 、α-SrO・3B2 O3 :Sm2+ 、ZnS-CdS、ZnSe:Cu+ ,Cl、ZnGa2 S4 :Mn2+ 、ZnO:Bi3+ 、BaS:Au,K、ZnS:Pb2+ 、ZnS:Sn2+ ,Li+ 、ZnS:Pb,Cu、CaTiO3 :Pr3+ 、CaTiO3 :Eu3+ 、Y2 O3 :Eu3+ 、(Y,Gd)2 O3 :Eu3+ 、CaS:Pb2+ ,Mn2+ 、YPO4 :Eu3+ 、Ca2 MgSi2 O7 :Eu2+ ,Mn2+ 、Y(P,V)O4 :Eu3+ 、Y2 O2 S:Eu3+ 、SrAl4 O7 :Eu3+ 、CaYAlO4 :Eu3+ 、LaO2 S:Eu3+ 、LiW2 O8 :Eu3+ ,Sm3+ 、(Sr,Ca,Ba,Mg)10 (PO4 )6 Cl2 :Eu2+ ,Mn2+ 、Ba3 MgSi2 O8 : Eu2+ ,Mn2+ 、ZnS:Mn2+ ,Te2+ 、Mg2 TiO4 :Mn4+ 、K2 SiF6 :Mn4+ 、SrS:Eu2+ 、Na1.23 K0.42 Eu0.12 TiSi4 O11 、Na1.23 K0.42 Eu0.12 TiSi5 O13 :Eu3+ 、CdS:In,Te、CaAlSiN3 :Eu2+ 、CaSiN3 :Eu2+ 、(Ca,Sr)2 Si5 N8 :Eu2+ 、Eu2 W2 O7
在圖2中,封裝膠體14的第二上表面14a與各側面14b之間的交界處14c呈現直角。且第二上表面14a係繪示為一平坦表面。然而在其他未繪示的變化態樣中,封裝膠體的第二上表面可經由粗化製程而呈現粗糙,借以減少內部全反射,並增加光折射的比例,以改變出光效果。環形擋牆16的第三上表面16a同樣可設計為粗糙面,而第三上表面16a的粗糙程度可以近似於第二上表面14a。然本發明並不限於此,本發明相關領域之習知技藝人士可根據應用需求改變第二上表面14a與第三上表面16a的粗糙度。
在本實施例中,環形擋牆16環繞封裝膠體14與發光二極體晶片12,而位於基板18的頂面18a上。特定言之,在本發明中環形擋牆16適用於反射發光二極體晶片12所發出及透過封裝膠體14中之螢光材料所轉換的光線,其材質為一含有反射顆粒之樹脂組合物。所述之樹脂組合物較可選自由下述所構成之群組中之一者:矽樹脂組合物、環氧樹脂組合物及前述之任意組合。另外,所述反射顆粒可選自由下述所構成之群組中之任一者:TiO2 、SiO2 、ZnO、ZrO2 、BN、BaSiO4 、MgO及前述之任意組合,藉此使環形擋牆16對於發光二極體晶片12所發出之光或經由封裝膠體所轉換/混合之光的射率大於80%,較佳係大於95%。另外,由於環形擋牆16係用於反射光線,故除了上述有關反射顆粒之組成或反射率等參數之外,環形擋牆16的結構設計亦可能影響發光二極體裝置10的出光效果(例如出光角度)。
舉例而言,在本發明中擋牆寬度可能會微略影響擋牆之擋光能力,因此較佳係形成相同寬度之擋牆,可提供均勻的擋光能力。例如在圖1與圖2係例示相同寬度之環形擋牆16圍繞於封裝膠體14之周圍,擋牆寬度為約0.1毫米,然不以此為限,因應末端產品的需求不同,也可形成寬度不均的環形擋牆。詳言之,環形擋牆16包括第三上表面16a與連接第三上表面16a的多個外側面16b。環形擋牆16的第三上表面16a環繞於封裝膠體14的側面14b,而環形擋牆16的外側面16b對應於發光二極體晶片12的側面12b與封裝膠體14的側面14b。
此外,在本實施例中,環形擋牆16的第三上表面16a與各外側面16b之間的交界處16c呈現直角。然而,雖然在本實施例中環形擋牆16的第三上表面16a繪示為平面,但本發明並不以此限制,第三上表面16a可例如為凸面、凹面或斜面。另外,環形擋牆16的外側面16b還可進一步與基板18的外側面18b切齊,但本發明亦不限於此,亦可為非齊平者。
以下請參照3A至圖3G詳細說明本實施例之發光二極體裝置之製作方法。
圖3A至圖3G是本發明第一實施例的發光二極體裝置的製造方法流程圖。首先,如圖3A所示提供一載板110,載板110在後述之單體化步驟後即形成基板,因此材質選用與基板相同。隨後,如圖3B所示將多個發光二極體晶片130設置於載板110上。各發光二極體晶片130之電極端部132a係與載板上之導電電路圖案(未繪出)電性連結。圖3B例示性地繪示出三個倒覆晶片130,並以直接鍵結(Direct Bonding)的方式與載板上之導電電路圖案電性連結,然本發明不對發光二極體晶片130的數量加以限制,實際上這些發光二極體晶片130可為更多數量且陣列地排列於載板110上。在本發明中,發光二極體晶片130排列的間距須經適當的計算調整,以在切割後達到晶片級封裝之目的。申言之,發光二極體晶片130之間距較佳不大於晶片寬度的0.8倍,更佳係不大於晶片寬度的0.7倍。
如圖3C所示形成一封裝膠體140於載板110上,其中封裝膠體140覆蓋這些發光二極體晶片130,封裝膠體140之材料選用及形成方式如前所述。隨後,如圖3D所示藉由刀具50對封裝膠體140進行預切割以在封裝膠體140形成一圖案化開槽140a,其中各發光二極體晶片130被圖案化開槽140a圍繞。另外,在本發明中,切割封裝膠體140的步驟包括沿垂直於載板110的方向切割封裝膠體140,使切割後的封裝膠體140的側面(即圖案化開槽140a的內壁)為平面且可進一步垂直載板110。此外,所述圖案化開槽140a可暴露出載板110的表面,亦可不暴露出載板110的表面,僅形成朝向載板110凹入的凹陷結構,本發明相關領域之技藝人士在參酌本發明之內容後,可以依據末端產品之應用特性選擇圖案化開槽深度。
接著,如圖3E所示形成一反射膠體150於圖案化開槽140a內,使反射膠體150分佈於這些發光二極體晶片130之間,其中反射膠體150之高度係與封裝膠體140之高度大致等高,反射膠體150之材質選用與前述之環形擋牆選用材質相同。
隨後,如圖3F所示藉由刀具60切割反射膠體150以對封裝膠體140及這些發光二極體晶片130進行單體化,以形成多個發光二極體裝置100。
在本發明中,刀具50/60的材質係選自由下述所構成之群組中之一者:鑽石、金屬、樹脂及前述之任意組合。亦可利用雷射光束取代刀具50/60來進行切割,然利用刀具50/60進行切割為較佳者,蓋其不會產生非所欲之焦碳汙染物。
此外,在如圖3A至圖3G所示之步驟後,即形成本發明之發光二極體裝置100。此外,可對各發光二極體裝置100進行品質測試,以判斷各發光二極體裝置100是否達到預期的出光效果。
上述實施例為具有基板之發光二極體裝置,然本發明亦可包含無基板之形態,以下請參考第二實施例說明本發明之未含基板之發光二極體裝置。
《第二實施例》
圖4是本發明第二實施例的發光二極體裝置的剖面示意圖。請參考圖4,在第二實施例中,發光二極體裝置200包括發光二極體晶片230、封裝膠體240以及環形擋牆250’,其中封裝膠體240覆蓋發光二極體晶片230,而環形擋牆250’環繞封裝膠體240與發光二極體晶片230,且環形擋牆250’之高度與封裝膠體240之高度等高,俾使環形擋牆250’適於反射發光二極體晶片230及封裝膠體240所發出的光線。然本發明不限於環形擋牆250’與封裝膠體240高度等高之形態,亦包含環形擋牆250’高度與封裝膠體240高度不等高者,如後詳述。
此外,在第二實施例中,因發光二極體裝置為無基板之形態,需使發光二極體晶片230之電極端部232a暴露出封裝膠體240外以與外部電路做電性連結,故發光二級體晶片較佳為倒覆晶片。另外,發光二極體晶片之底面可暴露出封裝膠體外,然本發明不以此為限,亦可僅使電極端部暴露出封裝膠體,而發光二極體晶片之底面係包覆於封裝膠體中。特定言之,在圖4中例示發光二極體晶片230為一倒覆晶片,具有一頂面230a、至少一側面230b及相對於頂面230a的一底面230c,且發光二極體晶片230具有複數個電極232,這些電極232各具有一電極端部232a。封裝膠體240覆蓋發光二極體晶片230的頂面230a,但暴露出底面230c及電極端部232a。環形擋牆250’連接於封裝膠體240且對位於發光二極體晶片230的側面230b。
另外值得須注意的是,因為發光二極體裝置200為無基板的封裝形式,電極232與封裝膠體240之底面240c可實質上共平面(即電極端部232a與底面240c共平面)。然而,較佳係使電極232具有一相當厚度,使電極端部232a外凸於封裝膠體240之底面240c,藉此提升散熱效果,同時可增加後續應用時之焊接面積,進而提高焊接強度。然而過高高低差會有片底面230c漏光之虞。因此較佳地該高低差係介於於3μm至20μm,更佳係介於5μm至10μm。另外,為了避免晶片底面230c漏光的問題,相較於晶片底面230c之面積,較佳係使電極之覆蓋面積超過50%。再者,為了能夠達到將倒覆晶片因發光所產生的熱,均勻的傳送至外部的散熱構件,較佳可將兩個正負電極面積設計為相同大小。可選地,可於倒覆晶片中設計一反射層,該反射層的面積應超過50%的底面面積,優選的應覆蓋超過80%的面積,以降低晶片底面230c可能漏光的問題。
值得須注意的是,因晶片底面230c、封裝膠體底面240c及環形擋牆底面250c可能有高低差的問題,因此當進行環形擋牆的設置時,應盡量降低封裝膠體底面240c的面積,來降低可能的漏光問題,例如該封裝膠體底面240c的面積相較於出光面240b較佳不超過20%,更佳係不超過10%。或者,可以針對環形擋牆的型狀加以設計,例如增加環形擋牆的底面250c面積,使得環形擋牆的底面250c大於封裝膠體底面240c,同樣可以達到降低底面漏光的可能性,而相關環形擋牆的設計將藉由其他變化態樣說明。
以下請參照圖5A至圖5G詳細說明第二實施例之發光二極體裝置之製作方法。
首先,如圖5A所示提供一透光載板210,並藉由噴塗法(spray coating)、刷塗法(brush coating)、浸泡法(soaking)或其他適當方式形成一可解黏膠層220於透光載板210上。透光載板210可為玻璃載板或塑膠載板。而可解黏膠層220可為光解黏材料或熱解黏材料,較佳為光解黏材料,例如紫外光脫離膠帶。
隨後,如圖5B所示將多個發光二極體晶片230設置於可解黏膠層220上,各發光二極體晶片230的電極端部232a面對於膠層220。接著,如圖5C所示形成一封裝膠體240於可解黏膠層220上,其中封裝膠體240覆蓋這些發光二極體晶片230,且封裝膠體240未覆蓋這些電極232的電極端部232a。接著,如圖5D所示藉由刀具50對封裝膠體240進行預切割以在封裝膠體240形成一圖案化開槽240a,其中各發光二極體晶片230被圖案化開槽240a圍繞。接著,如圖5E所示形成一反射膠體250於圖案化開槽240a內,而使反射膠體250分佈於這些發光二極體晶片230之間。接著,如圖5F所示藉由刀具60切割反射膠體250以對封裝膠體240及這些發光二極體晶片230進行單體化,而形成多個發光二極體裝置200。最後,如圖5G所示提供一光線L,其中光線L例如是紫外光且透過透光載板210而照射至可解黏膠層220以降低可解黏膠層220的黏性,使各發光二極體裝置200能夠分離於可解黏膠層220及透光載板210而為圖4所示狀態。藉此,可製作成無基板的發光二極體裝置。經分離後,發光二極體晶片230之電極端部232a係暴露於封裝膠體240外。此外,如前所述可對各發光二極體裝置200進行品質測試,以判斷各發光二極體裝置200是否達到預期的出光效果。
在本實施例之部份變化態樣中可使環形擋牆之側面傾斜於發光二極體晶片之側面,以進一步提高出光效率,以下請參考圖5A至5C以及圖6A至圖6F詳細說明此變化態樣。
首先參考圖6F。特定言之,本變化態樣之發光二極體裝置400與發光二極體裝置200的不同處在於,封裝膠體440係呈現倒梯形之形狀,且環形擋牆450’的反射面450a傾斜於發光二極體晶片430的側面430b,亦即,反射面450a與側面430b之間的距離沿著遠離出光面440b的方向漸減。據此,反射面450a可更有效地將光線往出光面440b反射,以進一步提升發光二極體裝置400的出光效率。在本變化態樣中,反射面450a為平面型式的斜壁,然本發明不以此為限,反射面在其他實施例中可為凹曲面、凸曲面型式的曲面壁或其他適當形式的表面,該型狀的設計可以藉由不同的刀具50’類型而設計形成。
以下請參照圖5A至5C以及圖6A至圖6F詳細說明本實施例之發光二極體裝置之製作方法。
詳言之,在第二實施例之圖5A至圖5C步驟後,如圖6A所示翻轉封裝膠體440及這些發光二極體晶片430並黏附於另一個具有可解黏膠層420’的載板410’上,在轉後將載板410’解黏分離,以使各發光二極體晶片430的底面430c朝向上方。接著,如圖6B所示藉由刀具50’對封裝膠體440進行預切割,以在封裝膠體440形成圖案化開槽440a,其中各發光二極體晶片430被圖案化開槽440a圍繞。詳細而言,本變化態樣的刀具50’具有傾斜的表面50a,在藉由刀具50’對封裝膠體440進行預切割時,刀具50’的表面50a傾斜於各發光二極體晶片430的側面430b且對應於圖案化開槽440a的內壁,據以使圖案化開槽440a的內壁如圖6B所示傾斜於各發光二極體晶片430的側面430b。
隨後,如圖6C所示形成一反射膠體450於圖案化開槽440a內,而使反射膠體450分佈於這些發光二極體晶片430之間。對應於圖案化開槽440a之傾斜的內壁,反射膠體450之截面如圖6C所示為V字形,在其他變化態樣中,環形擋牆之截面亦可被形成為U字形。接著,如圖6D所示藉由刀具60”切割反射膠體450以對封裝膠體440及這些倒覆晶片430進行單體化,而形成多個發光二極體裝置400。最後,如圖6E所示提供一光線L”照射至可解黏膠層420’以降低可解黏膠層420’的黏性,使各發光二極體裝置400能夠分離於可解黏膠層420’及透光載板410’而為圖6F所示狀態。此外,如前所述,在解黏後可對各發光二極體裝置400進行品質測試,以判斷各發光二極體裝置400是否達到預期的出光效果。
在本實施例之部份變化態樣中可將封裝膠體完全設置在發光二極體晶片及環形擋牆上,並且使環形擋牆直接與發光二極體晶片接觸,以下請參考圖5A至圖5B以及圖7A至圖7E詳細說明此變化態樣。
首先參考圖7E。特定言之,本變化態樣之發光二極體裝置300與發光二極體裝置100的不同處在於,封裝膠體340並未延伸至發光二極體330的側面330b與環形擋牆350’之間,環形擋牆350’係直接覆蓋發光二極體330的側面330b。藉此,可使發光二極體330發出的光線更集中於出光面340b射出以更提升出光效率,且可減少封裝膠體340的用量以節省材料成本。此外,不同於圖4的環形擋牆250’的頂端250b是與封裝膠體240的出光面240b共平面,本變化態樣中環形擋牆350’的頂端350b是與發光二極體330的頂面330a共平面。
以下請參照圖5A至5B以及圖7A至圖7E詳細說明本實施例之發光二極體裝置之製作方法。
詳言之,在第二實施例之圖5A至圖5B步驟後,如圖7A所示形成一反射膠體350於可解黏膠層320上,其中反射膠體350填充於這些發光二極體晶片330之間的間隙。接著,如圖7B所示在這些發光二極體晶片330及反射膠體350上形成一封裝膠體340,其中封裝膠體340覆蓋這些發光二極體晶片330,且封裝膠體340未覆蓋這些發光二極體晶片330的電極端部332a。
接著,如圖7C所示藉由刀具60’切割封裝膠體340及反射膠體350以對封裝膠體340及這些發光二極體晶片330進行單體化,而形成多個發光二極體裝置300,接著,如圖7D所示提供一光線L’降低可解黏膠層320的黏性,使各發光二極體裝置300能夠分離於可解黏膠層320及透光載板310而為圖7E所示狀態。最後,如前所述,在解黏後可對各發光二極體裝置300進行品質測試,以判斷各發光二極體裝置300是否達到預期的出光效果。
在本發明第一實施例及第二實施例中例示環形擋牆與封裝膠體等高之態樣,然為更進一步調整出光角度,本發明亦提供環形擋牆與封裝膠體不等高之發光二極體裝置,以下以第三實施例詳細說明。
《第三實施例》
圖8與圖9是本發明第三實施例的發光二極體裝置的立體與剖面示意圖,其中圖8是圖9的立體圖沿B-B’剖線所得的剖面示意圖。詳細言之,與第一實施例及第二實施例不同的是,在第三實施例中,發光二極體晶片510具有第一上表面512,封裝膠體520具有第二上表面522,而環形擋牆530具有第三上表面532,第二上表面522係高於第三上表面532。第一上表面512與第二上表面522係定義一第一高度H1,而第一上表面512與第三上表面532係定義一第二高度H2。在本實施例中,若所述第一上表面、第二上表面及第三上表面若為傾斜面,則取其投影後的最高點(即端點)的垂直差距來定義第一高度H1與第二高度H2。若所述元件的表面為平面,則所述平面中任何一點皆為「端點」,而所述高度即為兩端點之間的垂直距離。舉例而言,由於本實施例的發光二極體晶片510、封裝膠體520與環形擋牆530都是以具有呈平面的頂面為例,故發光二極體晶片510的第一上表面512上任一點皆可定義為第一端點P1,封裝膠體520的第二上表面522上任一點皆可定義為第二端點P2,而環形擋牆530的第三上表面532上任一點為皆可定義為第三端點P3。
如此,在本實施例中,第一上表面512的第一端點P1與第二上表面522的第二端點P2可定義出第一高度H1,而第一上表面512的第一端點P1與第三上表面532的第三端點P3可定義出第二高度H2。藉此,由於本實施例的第二上表面522高於第三上表面532,故所述第一高度H1大於所述第二高度H2。亦即,以第一端點P1為基準,第三端點P3相較於第二端點P2更接近第一端點P1。換言之,以發光二極體晶片510為基準,環形擋牆530的高度(以第三上表面532的第三端點P3為最高點)低於封裝膠體520的高度(以第二上表面522的第二端點P2為最高點)。
需說明者,第三實施例之改變環形擋牆之概念可應用於有基板之發光二極體裝置以及無基板之發光二極體裝置,即第三實施例可與第一或第二實施例結合。隨後將描述各種有基板或無基板之態樣。
此外,如前所述本發明可藉由調整封裝膠體與環形擋牆外表面之粗糙度來改變出光效率。而在第三實施例中,更可藉由調整第四表面552(即封裝膠體520露出環形擋牆530外的側表面)之粗糙度以進一步來改變出光效率。例如可使第二上表面522近似於一平坦面,而第四表面552為一粗糙面,使其粗糙程度將大於第二上表面522。又或者,環形擋牆530的第三上表面532同樣可為粗糙面,而第三上表面532的粗糙程度可以近似於第四表面552。另外,為了增加由第四表面552所發出的光的折射,較佳地,可以增加第三上表面532的面積,因此第三上表面532的整體面積將大於第四表面552的整體面積。然本發明並不限於此,本發明相關領域之習知技藝人士可根據應用需求改變第三上表面532與第四表面552的比例。
以下請參照圖3A至圖3D以及圖10A及圖10B詳細說明第三實施例之發光二極體裝置之製作方法。
詳細言之,在圖3A至圖3D之步驟後,如圖10A所示移除部分反射膠體506,使反射膠體506的頂面506a低於封裝膠體520的第二上表面522。亦即,在圖3D步驟中與封裝膠體520等高的反射膠體506,在此步驟中低於封裝膠體520。此外,在此步驟中,移除部分反射膠體506的方式包括沿平行於載板502的方向移除部分反射膠體506。如此,反射膠體506的頂面506a呈平面且平行於載板502。再者,在移除部反射分膠層506的步驟中,反射膠體506相對於載板502的高度還可大於發光二極體晶片510相對於載板502的高度,即反射膠體506低於封裝膠體520但高於發光二極體晶片510。
接著,在圖10B的步驟中,沿開槽504切割反射膠體506,使反射膠體506成為多個環形擋牆530,即前述之單體化步驟。其中環形擋牆530對應環繞發光二極體晶片510與封裝膠體520,且環形擋牆530各自具有第三上表面532,其可定義出第三端點P3,而第一上表面512與對應的第三上表面532各自定義第二高度H2,其中第一高度H1大於第二高度H2。特定言之,圖10所示之形態為有基板之發光二極體裝置,此時單體化時需同時或接續切割載板502,以形成具有基板540之發光二極體裝置500。
此外,若為無基板之發光二極體裝置,則在切割膠層506後即可形成發光二極體裝置500,此時可選擇性切割或不切割載板502,並嗣後將發光二極體裝置500與載板502分離(即形成無基板的發光二極體裝置500)。在此情況下,在圖3A步驟中可提供一如圖5A所示提供一具有可解黏膠層220之透光載板210,並且單體化後如圖11A所示提供一光線L照射至可解黏膠層620以降低可解黏膠層620的黏性,使各發光二極體裝置600能夠分離於可解黏膠層620及透光基板610而為圖11B所示狀態。同樣地,在解黏後可對各發光二極體裝置600進行品質測試,以判斷各發光二極體裝置600是否達到預期的出光效果。
為證實本發明之改變環形擋牆高度所帶來的功效,以下係測量比較不同環形擋牆高度下發光二極體裝置於不同軸向之出光強度。
圖12與圖13是圖9的發光二極體裝置與其它發光二極體裝置在空間座標系中的X軸與Y軸之各角度的出光強度曲線圖。請參考圖8、9、12、13,在本實施例中,如前所述,環形擋牆530適用於反射發光二極體晶片510及封裝膠體520所發出的光線,故環形擋牆530的結構設計將影響發光二極體裝置500的出光效果(例如出光角度)。所述「出光角度」係指,將發光二極體裝置500放置於空間座標系XYZ中進行測試,所述發光二極體裝置500在Z軸(即垂直發光二極體晶片510之發光面的軸向)與XY平面上的單一軸向(例如X軸或Y軸)所構成的平面中(如圖9所繪示的視角),其在各角度的出光量與其在0度(即Z軸方向)的出光量的比值大於0.5的之角度範圍。
以發光二極體裝置500在空間座標系中的X軸之各角度的出光強度為例(即圖12),發光二極體裝置500(環形擋牆530的高度為封裝膠體520的高度的二分之一,如圖9所示)在角度為+65度與-65度的出光量(即曲線1)與0度(即Z軸方向)的出光量的比值為0.5,使發光二極體裝置500的出光角度為530度(即涵蓋+65度與-65度)。相對地,以第一實施例之發光二極體裝置(環形擋牆與封裝膠體等高,如圖2所示)進行比較,其在角度為+60度與-60度的出光量(即曲線3)與0度(即Z軸方向)的出光量的比值為0.5,使第一實施例之發光二極體裝置的出光角度為120度(即涵蓋+60度與-60度))。另外,若省略環形擋牆的使用(即曲線2),雖然可讓發光二極體裝置的發光角度更為擴大(約140度),但無法透過反射而集中光線,將使發光二極體裝置的出光亮度與出光均勻度大幅降低。由此可知,第三實施例的發光二極體裝置100(曲線1)在軸向X上相對於第一實施例之發光二極體裝置(曲線3)具有更大的發光角度,且仍可維持原有透過環形擋牆530反射集中光線的功效。類似地,以發光二極體裝置100在空間座標系中的Y軸之各角度的出光強度為例(即圖13),第三實施例的發光二極體裝置500(曲線1)在軸向Y上相對於習知發光二極體裝置(曲線3)具有更大的發光角度,且仍可維持原有透過環形擋牆530反射集中光線的功效。
透過圖12及圖13的說明可知,第三實施例相較於第一實施例之發光二極體裝置具有改變出光角度之效果。除此之外,當市場需求出光角度略為擴大時,在本發明相關領域之技藝人士可參酌本發明改變發光二極體裝置500之結構以達到需求,無須重新設計透鏡,具有極佳之工業應用性。
如此,在上述的技術概念下,除了圖9所示之發光二極體裝置500之外,亦可以其他變化態樣來達到本發明所述調整發光二極體裝置之發光角度的目的,且亦可透過類似於上述步驟製作而得。以下將提供其他符合相同技術概念的多個變化態樣。
圖14至圖25是本實施例其它變化態樣的發光二極體裝置的剖面示意圖。請先參考圖14,在本變化態樣中,發光二極體裝置500a包括發光二極體晶片510a、封裝膠體520、環形擋牆530與基板540a,其結構組成類似於前述發光二極體裝置500,而主要差異在於,圖9所示之發光二極體晶片510為一倒覆晶片,其係透過覆晶結合製程電性連結至基板540上的電路圖案(未示出),但本變化態樣的發光二極體晶片510a則為水平式晶片,其電極位在發光二極體晶片510a的上側,而需在發光二極體晶片510a設置於基板540a上後更藉由多條導線516連接電極與基板540a上的電路圖案546。藉此,當發光二極體裝置500a採用前述製作方法製作時,發光二極體晶片510a配置於作為載板502(繪示於圖10A)的基板540a上的步驟包括打線接合(wire bonding)製程,即透過導線516使發光二極體晶片510a電性連結基板540a。由此可知,本發明不限制發光二極體晶片的種類以及其電性連結至基板的具體技術手段,其可依據需求調整。
請參考圖15,在本變化態樣中,發光二極體裝置500b包括發光二極體晶片510、封裝膠體520、環形擋牆530與基板540b,其結構組成類似於前述發光二極體裝置500,而主要差異在於,前述基板540是為一體性之基板,例如陶瓷基板,塑料基板或印刷線路基板,但本變化態樣的基板540b為金屬基板,為分離式之基板。詳言之,發光二極體晶片510透過其電極電性連結至基板540b,且基板540b連接所述電極之處彼此分離,以避免造成短路。如此,發光二極體裝置500b亦可採用前述製作方法製作。藉此,本發明不限制基板的種類,其可依據需求調整。此外,因應製程差異,基板540中之間隙可填充或未填充封裝膠體520。
請參考圖16,在本變化態樣中,發光二極體裝置500c包括發光二極體晶片510、封裝膠體520、環形擋牆530c與基板540c,其結構組成類似於前述發光二極體裝置500,而主要差異在於,前述環形擋牆530環繞封裝膠體520與發光二極體晶片510,而位於基板540的頂面542上,但本變化態樣的環形擋牆530c環繞封裝膠體520與發光二極體晶片510,且更同時圍繞基板540c。亦即,環形擋牆530c位在發光二極體晶片510、封裝膠體520與基板540c外側,而位於基板540c的外側面544上。藉此,當發光二極體裝置500c採用前述製作方法製作時,可於切割封裝膠體步驟時同時或接續切割載板502,使圖案化開槽504延伸入載板502中。並接續進行如圖10A至圖10B所示之形成反射膠體506、移除部分反射膠體506及切割反射膠體506之步驟。最終可使環形擋牆530c環繞基板540c的外側面544。特定言之,如圖16所示為切割封裝膠體時開槽504完全延伸入載板502之態樣。然在本發明中,並未限定載板502需被完全切割,亦可形成僅部分切入之態樣。即可形成環形擋牆530c僅部分伸入,但未貫穿載板502(或基板540側壁)之態樣。由此可知,本發明不限制環形擋牆與基板之間的配置關係,其可依據需求調整。
請參考圖17,在本變化態樣中,發光二極體裝置500f包括發光二極體晶片510、封裝膠體520f、環形擋牆530f與基板540,其結構組成類似於前述發光二極體裝置500,而主要差異在於,前述環形擋牆530配置於基板540的頂面542而接觸基板540,但本變化態樣的環形擋牆530f係位於部分之封裝膠體520上方。亦即,環形擋牆530f未接觸基板540,而部分之封裝膠體520延伸至環形擋牆530f與基板540之間。藉此,當發光二極體裝置500f採用前述製作方法製作時,在切割封裝膠體520f並形成圖案化開槽504的步驟中,切割後的封裝膠體520f未暴露出基板540的表面,而後續填充於圖案化開槽504內的反射膠體506構成環形擋牆530f並位於部分封裝膠體520f上方。由此可知,本發明不限制環形擋牆與基板之間的相對位置,其可依據需求調整。
請參考圖18,在本變化態樣中,發光二極體裝置500g包括發光二極體晶片510、封裝膠體520g、環形擋牆530g與基板540,其結構組成類似於前述發光二極體裝置500,而主要差異在於,前述封裝膠體520的各側面524垂直於基板540,使封裝膠體520在垂直方向上具有均一寬度,但本變化態樣的封裝膠體520g的各側面524g為傾斜面,且側面524g的高度從鄰近發光二極體晶片510的一端朝向遠離發光二極體晶片510的一端降低,使封裝膠體520g之寬度係朝向基板540(或載板)方向增加。換言之,封裝膠體520g之第二上表面522的寬度W1小於封裝膠體520g接觸基板540之底面的寬度W2,使封裝膠體520g的剖面呈現梯形。藉此,當發光二極體裝置500g採用前述製作方法製作時,切割封裝膠體520g的步驟更包括使用一具有傾斜面的刀具切割封裝膠體520g,使封裝膠體520g的側面524g亦呈傾斜面。
再者,在圖18的變化態樣中,因應封裝膠體520g的設置,環形擋牆530g的外側面534可參照圖9之實施例而維持為平面,並與基板540的外側面544切齊。如此,環形擋牆530g的寬度係朝向基板540(或載板)方向減少,使環形擋牆530g的剖面呈現梯形或三角形。藉此,當發光二極體裝置500g採用前述製作方法製作時,用於構成環形擋牆530g的膠層506填充於開槽504內而覆蓋封裝膠體520g上呈傾斜面的側面524g,而後在圖10B的步驟中沿垂直方向切割膠層506,使環形擋牆530g的外側面534為平面並與基板540的外側面544切齊。
然而,在圖19的變化態樣中,發光二極體裝置500h同樣具有前述封裝膠體520g的設計,但其環形擋牆530h之各外側面534h係傾斜面。所述外側面534h係指環形擋牆530h上不與封裝膠體520接觸的側面,使外側面534h的高度從鄰近發光二極體晶片510的一端朝向遠離發光二極體晶片510的一端降低,使環形擋牆530h的剖面呈現梯形或三角形,亦可能呈現平行四邊形(即外側面534h平行於側面524g)。藉此,當發光二極體裝置500h採用前述製作方法製作時,用於構成環形擋牆530h的膠層506填充於開槽504內而覆蓋封裝膠體520g上呈傾斜面的側面524g,而後在圖10B的步驟中改為沿傾斜於載板502/基板540的方向以具有傾斜面的刀具切割膠層506,使環形擋牆530h的外側面534h為傾斜面。
類似地,在圖20的變化態樣中,發光二極體裝置500i包括發光二極體晶片510、封裝膠體520、環形擋牆530i與基板540,其結構組成類似於前述發光二極體裝置500,而主要差異在於,前述環形擋牆530的第三上表面532為平面,但本變化態樣的環形擋牆530i的第三上表面532i係呈一傾斜面,使第三上表面532i的高度從鄰近發光二極體晶片510的一端朝向遠離發光二極體晶片510的一端降低,即第三上表面532i接觸封裝膠體520的一端高於第三上表面532i接觸外側面534的一端。藉此,當發光二極體裝置500i採用前述製作方法製作時,所述移除部分膠層506的步驟(即圖10A的步驟)更包括沿傾斜於載板502/基板540的方向移除部分膠層506,使環形擋牆530i的第三上表面532i呈傾斜面。此時,環形擋牆530i的第三端點P3位在第三上表面532i的最高點,在此情況下係以第三端點P3定義第二高度H2。基於圖18至圖20的實施例可知,本發明不限制封裝膠體與環形擋牆的形狀,其可依據需求調整。
請參考圖21,在本變化態樣中,發光二極體裝置500j包括發光二極體晶片510、封裝膠體520j、環形擋牆530與基板540,其結構組成類似於前述發光二極體裝置500,而主要差異在於,前述封裝膠體520的第二上表面522與各側面524之間的交界處C1呈現直角,但本變化態樣的封裝膠體520j的第二上表面522與各側面524之間的交界處C1具有斷差部G1而形成階梯狀結構,且封裝膠體520j的斷差部G1具有連接環形擋牆530的斷差面526。換言之,所述交界處C1往封裝膠體520j內部凹陷,使第二上表面522高於斷差面526以呈現階梯狀結構,而封裝膠體520j的第二端點P2位於第二上表面522上。
此外,在本變化態樣中,所述斷差面526還可進一步與環形擋牆530的第三上表面532呈現連續面,即斷差面526的高度等於第三上表面532的高度,但本發明不以此為限,第三上表面532亦可高於或低於斷差面526。藉此,當發光二極體裝置500j採用前述製作方法製作時,所述移除部分膠層506的步驟(即圖10A的步驟)更包括移除部分封裝膠體520j,使封裝膠體520j的周邊(即交界處C1)呈現階梯狀結構而構成斷差部G1,而斷差面526與環形擋牆530的第三上表面532等高。
類似地,在圖22的變化態樣中,發光二極體裝置500k包括發光二極體晶片510、封裝膠體520、環形擋牆530k與基板540,其結構組成類似於前述發光二極體裝置500,而主要差異在於,前述環形擋牆530k並未完整切除,使其產生頂面536。頂面536的厚度較薄,因此仍具有一定的透光效果,因此在本發明中,頂面536並非第三上表面。本變化態樣的環形擋牆530k的頂面536與各外側面534之間的交界處C2具有斷差部G2而形成階梯狀結構,且斷差部G2具有構成第三上表面532的斷差面。亦即,環形擋牆530k的斷差部G2具有連接對應的外側面534的斷差面,在此情況下斷差面即為第三上表面532。換言之,所述交界處C2往環形擋牆530內部凹陷,使頂面536高於斷差面(第三上表面532)以呈現階梯狀結構。
此外,在本變化態樣中,環形擋牆530k的頂面536還可進一步與封裝膠體520的第二上表面522呈現連續面,即頂面536的高度等於第二上表面522的高度。此時,環形擋牆530k的第三上表面532低於第二上表面522,但本發明不以此為限,其可依據需求調整。藉此,當發光二極體裝置500k採用前述製作方法製作時,在移除部分反射膠體506的步驟(即圖10A的步驟)中,反射膠體506的移除部分(即環形擋牆530k的斷差部G2)的寬度小於開槽504(繪示於圖10A)的寬度的二分之一,較佳係小於四分之一,即移除部分反射膠體506的步驟並未使封裝膠體520的側面524外露,使環形擋牆530k的頂面536與封裝膠體520的第二上表面522呈現連續面,並使交界處C2構成呈現階梯狀結構的斷差部G2。
請參考圖23,在本變化態樣中,發光二極體裝置500d包括發光二極體晶片510、封裝膠體520、環形擋牆530d與基板540,其結構組成類似於前述發光二極體裝置500,而主要差異在於,前述環形擋牆530的外側面534與基板540的外側面544切齊,但本變化態樣的環形擋牆530d的外側面534d與基板540的外側面544不切齊,即外側面534d與外側面544之間具有落差。藉此,當發光二極體裝置500d採用前述製作方法製作時,沿開槽504切割反射膠體506的步驟(即圖10B的步驟)包括沿垂直於載板502的方向依序切割反射膠體506後在平移切割位置切割載板502,使環形擋牆530d的外側面534d與作為載板502的基板540的外側面544不切齊。
由此可知,單體化發光二極體裝置的動作可經由同一製程步驟同時切割環形擋牆與基板,使環形擋牆的外側面與基板的外側面切齊(如圖9所示),亦可經由不同製程步驟分別切割環形擋牆與基板,使環形擋牆的外側面與基板的外側面不切齊(如圖24所示)。
請參考圖24,在本變化態樣中,發光二極體裝置500m包括發光二極體晶片510、封裝膠體520m、環形擋牆530m與基板540,其結構組成類似於前述發光二極體裝置500,而主要差異在於,前述封裝膠體520覆蓋發光二極體晶片510的第一上表面512與側面514,但本變化態樣的封裝膠體520m僅覆蓋發光二極體晶片510的第一上表面512而不接觸發光二極體晶片510的側面514與基板540,且封裝膠體520m的側面524還可進一步與發光二極體晶片510的側面514切齊。值得須注意的是,為了增加封裝膠體520m與發光二極體晶片510之間的結合強度,封裝膠體520m與發光二極體晶片510之間的連接面將低於環形擋牆530m的高度,因此環形擋牆530m還可以額外增加封裝膠體520m與發光二極體晶片510之間的結合,避免因發光二極體晶片510因產生的熱,而導致封裝膠體520m與發光二極體晶片510脫離。
當發光二極體裝置500m採用前述製作方法製作時,形成封裝膠體520m於載板502上的步驟可改用螢光貼片作為封裝膠體520m貼附於發光二極體晶片510上,並省略移除部分封裝膠體的步驟,而後環形擋牆530m在圖10A至圖10B的步驟中藉由反射膠體506填入圖案化開槽504中而形成,並可覆蓋封裝膠體520m的側面524與發光二極體晶片510的側面514。由此可知,本發明並不限制封裝膠體的形成方式,其可依據需求調整。基於圖22至圖24的實施例可知,本發明不限制封裝膠體與環形擋牆的形狀以及環形擋牆與基板的配置關係,其可依據需求調整。
請參考圖25,在本變化態樣中,發光二極體裝置500n包括倒覆晶片510n、封裝膠體520n及環形擋牆530n,其結構組成類似於前述發光二極體裝置500,而主要差異在於,前述發光二極體裝置500包含基板540,而本變化態樣的發光二極體裝置500n不包含基板540。此外,前述封裝膠體520的各側面524垂直於基板540,使封裝膠體520在垂直方向上具有均一寬度,但本變化態樣的封裝膠體520n的各側面524n接觸環形擋牆530n的部分為傾斜面,使封裝膠體520n之寬度係由下往上增加。承上,例如是將圖6E所示的發光二極體裝置400翻轉為上下顛倒後再對其進行切割,以形成圖25所示發光二極體裝置500n。翻轉之方式可例如藉由第二實施例中所述之具有解黏膠層之透光載板來進行,隨後並藉由光線照射將載板分離。
值得注意的是,雖然本實施例展現發光二極體裝置的各種結構特徵,但不限於上述實施方式。換言之,上述結構特徵亦可結合使用,例如將圖14所述的發光二極體晶片510a(透過導線516接合基板)或圖15所述的基板540b(金屬基板)應用於圖16至圖25的發光二極體裝置中,或其他可能的實施方式(例如第一實施例或第二實施例及其等之變化態樣中),其均可達到本發明調整環形擋牆高度而改變發光二極體裝置之出光角度的目的。
綜上所述,在本發明的一些實施例的發光二極體裝置中,發光二極體晶片周圍設置了對位於發光二極體晶片之側面的環形擋牆。發光二極體晶片發出的側向光線可至少部分地被所述環形擋牆往發光二極體裝置的出光面反射並從出光面射出,以提升發光二極體裝置的出光效率,並藉此發光二極體裝置色不均勻的問題(例如黃暈),且可提升發光二極體裝置的出光均勻度。另外,可將環形擋牆的反射面設計為傾斜於發光二極體晶片的側面,以更有效地藉由所述反射面將光線往發光二極體裝置的出光面反射,進一步提升出光效率。再者,在本發明的一些實施例的發光二極體裝置與其製作方法中,環形擋牆的高度低於封裝膠體的高度。如此,相較於習知技術將環形擋牆製作成與封裝膠體等高的技術方案,本發明的上述實施例進一步在製作過程中調整環形擋牆的高度使其低於封裝膠體,而所述環形擋牆的高度將影響發光二極體裝置的出光角度。藉此,本發明的上述實施例的發光二極體裝置與其製作方法適用於調整其出光角度。同時,本發明的上述實施例的發光二極體裝置可在不重新設計透鏡之情況下符合市場需求之變化,極具工業應用性。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10、100、200、300、400、500、600、500a~500d、500f~500k、500m、500n‧‧‧發光二極體裝置 12、130、230、330、430、510、510a、510n‧‧‧晶片 12a、512‧‧‧第一上表面 12b、14b、16b、230b、330b、430b、514、524、524g、524n‧‧‧側面 14、140、240、340、440、520、520f、520g、520j、520m、520n‧‧‧封裝膠體 14a、522‧‧‧第二上表面 14c、16c、C1、C2‧‧‧交界處 16、250’、350’、450’、530、530c、530d、530f、530g、530h、530i、530k、530m、530n‧‧‧環形擋牆 16a、532、532i‧‧‧第三上表面 18、610、540、540a、540b、540c‧‧‧基板 18a、230a、330a、506a、542、536‧‧‧頂面 18b、534、534d、534h、544‧‧‧外側面 50、50’、60、60’、60”‧‧‧刀具 50a‧‧‧表面 110、210、410’、502‧‧‧載板 132a、232a、332a‧‧‧電極端部 140a、240a、440a、504‧‧‧圖案化開槽 150、250、350、450、506‧‧‧反射膠體 220、320、420’、620‧‧‧可解黏膠層 230c、240c、430c‧‧‧底面 232‧‧‧電極 240b、340b‧‧‧出光面 250b、350b‧‧‧頂端 250c‧‧‧底端 440b‧‧‧出光面 450a‧‧‧反射面 516‧‧‧導線 546‧‧‧電路圖案 552‧‧‧第四表面 526‧‧‧斷差面 G1、G2‧‧‧斷差部 H1‧‧‧第一高度 H2‧‧‧第二高度 L、L’、L”‧‧‧光線 P1‧‧‧第一端點 P2‧‧‧第二端點 P3‧‧‧第三端點 t、W1、W2‧‧‧寬度
圖1與圖2是本發明第一實施例的發光二極體裝置的立體與剖面示意圖。 圖3A至圖3G是本發明第一實施例的發光二極體裝置的製造方法流程圖。 圖4是本發明第二實施例的發光二極體裝置的剖面示意圖。 圖5A至圖5G是本發明第二實施例之發光二極體裝的製造方法流程圖。 圖6A至圖6F是本發明第二實施例之發光二極體裝置的製造方法流程圖。 圖7A至圖7E是本發明第二實施例之發光二極體裝置的製造方法流程圖。 圖8與圖9是本發明第三實施例的發光二極體裝置的立體與剖面示意圖。 圖10A及圖10B是本發明第三實施例之發光二極體裝置的製造方法流程圖。 圖11A及圖11B是本發明第三實施例之發光二極體裝置的製造方法流程圖。 圖12與圖13是圖9的發光二極體裝置與其它發光二極體裝置在空間座標系中的X軸與Y軸之各角度的出光強度曲線圖。 圖14至圖25是本實施例其它變化態樣的發光二極體裝置的剖面示意圖。
400‧‧‧發光二極體裝置
430‧‧‧晶片
430b‧‧‧側面
440‧‧‧封裝膠體
450’‧‧‧環形擋牆
430c‧‧‧底面
440b‧‧‧出光面
450a‧‧‧反射面

Claims (10)

  1. 一種發光二極體裝置,包括: 一發光二極體晶片,具有一第一上表面及一側面; 一封裝膠體,具有一第二上表面,該封裝膠體係覆蓋該發光二極體晶片;以及 一環形擋牆,環繞該封裝膠體,該環形擋牆具有一反射面; 其中該反射面傾斜於該發光二極體晶片之側面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體裝置,其中該發光二極體晶片為倒覆晶片,該倒覆晶片具有複數個電極端部,該等電極端部係暴露於該封裝膠體外。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體裝置,其中該電極端部與該封裝膠體之底面的差距介於3μm至20μm。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的發光二極體裝置,其中該反射面與該發光二極體晶片之側面間的距離沿著遠離該第二上表面的方向漸減。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的發光二極體裝置,其中該反射面為凸曲面或凹曲面。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體裝置,其中該封裝膠體更包含一底面暴露於晶片電極與環形擋牆之間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的發光二極體裝置,其中該底面之面積不超過該第二上表面面積的20%。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體裝置,其中該第二表面為一粗糙面。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體裝置,其中該環型擋牆之寬度為該發光二極體晶片寬度的0.05倍至0.4倍。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體裝置,其中該封裝膠體之剖面係呈一梯形。
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