TW201724583A - 用於增進封裝效率之覆晶晶片尺寸封裝發光二極體之反射塗層 - Google Patents

用於增進封裝效率之覆晶晶片尺寸封裝發光二極體之反射塗層 Download PDF

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Abstract

一種方法包含：在一支撐件上形成一反射層，其中該反射層界定至該支撐件之開口；穿過該等開口，將發光二極體(LED)放置至該支撐件上；形成保形於該等LED及該反射層之一非平坦次級發光層；在該次級發光層上方，形成一平坦光學透明頂蓋層；及將該等LED單粒化成若干LED單元。

Description

用於增進封裝效率之覆晶晶片尺寸封裝發光二極體之反射塗層
本發明係關於半導體發光二極體(LED)，且更特定而言係關於表面安裝技術(SMT)覆晶晶片尺寸封裝(CSP) LED。
一LED可被安裝於一印刷電路板(PCB)上並大致產生一朗伯發射圖案(Lambertian emission pattern)。光中的某些可自LED向下退出至PCB中且導致光輸出損耗。因此，需要減小此等光輸出損耗之一LED封裝技術。
在本發明之一或多項實例中，一種方法包含：在一支撐件上形成一反射層，其中該反射層界定至該支撐件之開口；穿過該等開口將發光二極體(LED)放置至該支撐件上；形成保形於該等LED及該反射層之一非平坦次級發光層；在該次級發光層上方，形成一平坦光學透明頂蓋層；及將該等LED單粒化成LED單元。
相關申請案之交叉參考 本申請案主張於2015年10月7日提出申請之美國臨時專利申請案第62/238,664號之優先權。美國臨時專利申請案第62/238,664號係併入本文中。 圖1圖解說明本發明之實例中之一發光二極體(LED)單元100。LED單元100包含具有底部觸點104之一LED 102、一次級光發射體106及一光學透明頂蓋108。LED單元100可被安裝於一印刷電路板(PCB) 110上。 如可見，由LED 102發射之光可向下逸出穿過次級光發射體106並照射PCB 110。LED 102與PCB 110之間的光學相互作用可基於PCB類型而使LED單元100產生的色彩變化。雖然PCB 110上的暗色或黑色油墨塗層可用以減輕LED-PCB光學相互作用，但其並不防止光洩漏至PCB中。儘管PCB 110上之一反射塗層可用以減輕光損耗及色彩變化，但其將使LED單元100取決於PCB表面反射率壽命。 圖2圖解說明本發明之實例中之一LED單元200。LED單元200包含具有底部觸點104之LED 102、一反射體202、次級光發射體106及透明頂蓋108。LED單元200可被安裝至PCB 110上。 LED 102可為一覆晶晶片尺寸封裝(CSP) LED，該覆晶晶片尺寸封裝(CSP) LED自除具有接觸墊之一底部表面之外的所有表面發射光。LED 102包含一頂部表面、側向表面及具有接觸墊104之一底部表面。LED 102通常具有一矩形稜柱之形狀，但可為諸如一立方體或一圓柱體之另一形狀。LED 102可具有0.1毫米(mm) × 0.1 mm至10 mm × 10 mm之一面積及10微米(µm)至1 mm之一厚度。 反射體202係圍繞LED 102之基底而定位。反射體202可為擴散的或鏡面的。反射體202可具有一矩形環之形狀。反射體202可具有90％之反射率或更佳。反射體202可為聚矽氧中之氧化鈦(TiOx)，且具有10 µm至100 µm (例如，50 µm)之一厚度。另一選擇係，反射體202可為藉由黏合劑整合或藉由一塗佈程序施加之一鏡或者鏡面膜或帶。 次級光發射體106係位於反射體202以及LED 102之頂部表面及側向表面上方。注意，術語「在......上方」之使用包含一個元件係直接在另一元件頂部上。次級光發射體106可具有一矩形頂帽之形狀，該矩形頂帽具有接納LED 102之一隆起部106-1，及安坐於反射體202頂部上之一邊緣106-2。次級發光層106可為一疊層，該疊層包含具有10 µm至300 µm之一厚度之聚矽氧中之一TiOx (或另一透明或擴散金屬氧化物)層(其使所得LED單元200在其關斷狀態下顯現為白色)，後續接著具有10 µm至300 µm之一厚度之聚矽氧中之一磷光體層。 透明頂蓋108係位於次級光發射體106上方。透明頂蓋108可具有一矩形頂蓋之形狀，該矩形頂蓋具有接納次級光發射體106之隆起部106-1之一開口108-1，及安坐於該次級光發射體之邊緣106-2上之一邊沿108-2。透明頂蓋108可為聚矽氧或玻璃。透明頂蓋108可具有0 mm至10 mm之一厚度(例如，675 µm)。 如圖2中所展示，反射體202在次級光發射體106之邊緣上形成一背側塗層，以防止光洩漏至PCB 110中。此組態減小色彩對PCB類型之相依性，且避免PCB 110上之深色塗層或反射塗層。 圖3係用於製作本發明之實例中之LED單元200 (圖2)之一方法300之一流程圖。方法300可以方塊302開始。 在方塊302中，於一支撐件406上形成具有開口404之一反射層402，如圖4之視圖408中所展示。可將具有開口404之反射層402絲網印刷至支撐件406上。支撐件406可為一金屬框架上之一膠黏帶。另一選擇係圖3，方塊302可後續接著方塊304。 在方塊304中，穿過開口404將LED 102放置至支撐件406上，如圖4之視圖410中所展示。一拾放機器可穿過開口404將LED 102放置至支撐件406上。返回參考圖3，方塊304可後續接著方塊306。 在方塊306中，於支撐件406上之LED 102及反射層402上方，形成一非平坦次級發光層412，如圖4之視圖414中所展示。發光層412保形於支撐件406上之LED 102及反射層402之形貌。返回參考圖3，方塊306可後續接著方塊308。 在方塊308中，於次級發光層412上方，形成一平坦光學透明頂蓋層416，如圖4之視圖418中所展示。一模製機器可在次級發光層412上方模製透明頂蓋層416。返回參考圖3，方塊308可後續接著方塊310。 在方塊310中，將LED 102沿著刻劃線420單粒化以形成LED 單元200，如圖4之視圖418及422中所展示。返回參考圖3，方塊310可後續接著方塊312。 在方塊312中，自支撐件406釋放LED單元200。可施加熱量以用熱方式自支撐件406釋放LED單元200。 所揭示之實施例之特徵的各種其他變更及組合係在本發明的範疇內。眾多實施例由係以下申請專利範圍囊括。
100‧‧‧發光二極體單元
102‧‧‧發光二極體
104‧‧‧底部觸點/接觸墊
106‧‧‧次級光發射體
106-1‧‧‧隆起部
106-2‧‧‧邊緣
108‧‧‧光學透明頂蓋/透明頂蓋
108-1‧‧‧開口
108-2‧‧‧邊沿
110‧‧‧印刷電路板
200‧‧‧發光二極體單元
202‧‧‧反射體
402‧‧‧反射層
404‧‧‧開口
406‧‧‧支撐件
408‧‧‧視圖
410‧‧‧視圖
412‧‧‧非平坦次級發光層/發光層/次級發光層
414‧‧‧視圖
416‧‧‧平坦光學透明頂蓋層/透明頂蓋層
418‧‧‧視圖
420‧‧‧刻劃線
422‧‧‧視圖
在圖式中： 圖1圖解說明本發明之實例中之一發光二極體(LED)單元； 圖2圖解說明本發明之實例中之一LED單元； 圖3係用於製作本發明之實例中之圖2之LED單元之一方法之一流程圖；且 圖4圖解說明以本發明之實例中之圖3之方法形成的結構。 不同圖中之相同元件符號的使用指示類似或相同元件
102‧‧‧發光二極體
104‧‧‧底部觸點/接觸墊
106‧‧‧次級光發射體
106-1‧‧‧隆起部
106-2‧‧‧邊緣
108‧‧‧光學透明頂蓋/透明頂蓋
108-1‧‧‧開口
108-2‧‧‧邊沿
110‧‧‧印刷電路板
200‧‧‧發光二極體單元
202‧‧‧反射體

Claims (12)

  1. 一種方法，其包括： 在一支撐件上形成一反射層，該反射層界定至該支撐件之開口； 穿過該等開口，將發光二極體(LED)放置至該支撐件上； 形成保形於該等LED及該反射層之一非平坦次級發光層； 在該次級發光層上方，形成一平坦光學透明頂蓋層；及 將該等LED單粒化成若干LED單元。
  2. 如請求項1之方法，進一步包括自該支撐件釋放該等LED單元。
  3. 如請求項1之方法，其中形成該反射層包括在該支撐件上絲網印刷聚矽氧中之一個氧化鈦層。
  4. 如請求項1之方法，其中形成該次級發光層包括：在該等LED及該反射層上方，層壓聚矽氧中之一第一氧化鈦層；及在該第一氧化鈦層上方，層壓聚矽氧中之一第二磷光體層。
  5. 如請求項1之方法，其中形成該透明頂蓋層包括在該次級發光層上方模製一聚矽氧層。
  6. 一種發光二極體(LED)單元，其包括： 一LED，其包括： 一頂部表面； 側向表面；及 一底部表面，其具有接觸墊； 一反射體，其圍繞該LED之一基底； 一次級光發射體，其位於該反射體以及該LED之該頂部表面及該等側向表面上方；及 一光學透明頂蓋，其位於該次級光發射體上方。
  7. 如請求項6之LED單元，其中該反射體包括聚矽氧中之氧化鈦。
  8. 如請求項6之LED單元，其中該次級光發射體包括一疊層，該疊層包含聚矽氧中之一第一磷光體層及聚矽氧中之一第二氧化鈦層。
  9. 如請求項6之LED單元，其中該頂蓋包括聚矽氧。
  10. 如請求項6之LED單元，其中該反射體形成圍繞該LED之該基底之一矩形環。
  11. 如請求項10之LED單元，其中該次級光發射體具有一矩形頂帽形狀，該矩形頂帽形狀具有位於該反射體上之一邊緣及接納該LED之一隆起部。
  12. 如請求項11之LED單元，其中該頂蓋包括一矩形頂蓋，該矩形頂蓋具有接納該次級光發射體之該隆起部之一開口，及安坐於該次級光發射體之該邊緣上之一邊沿。
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