TW201904093A - 發光二極體封裝結構及其製作方法、平面光源模組 - Google Patents

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Abstract

一種發光二極體封裝結構，包括：至少一發光二極體晶片，每一所述發光二極體晶片包括第一底面；封裝層，覆蓋於每一所述發光二極體晶片上，所述封裝層用於將所述發光二極體晶片發出的光線轉換為特定波長的光線，所述封裝層包括朝向所述第一底面設置的第二底面、垂直於所述第二底面設置的第一側面、以及連接所述第二底面和所述第一側面且遠離所述發光二極體晶片凸出的凸面，所述凸面用於將轉換後得到的特定波長的光線反射至所述第一側面；以及第一覆蓋層，覆蓋於所述封裝層上，所述第一側面外露於所述第一覆蓋層。

Description

發光二極體封裝結構及其製作方法、平面光源模組
本發明涉及發光二極體領域，尤其涉及一種發光二極體封裝結構及其製作方法、以及具有該發光二極體封裝結構的平面光源模組。
現如今，發光二極體（light emitting diode，LED）光源被廣泛應用於照明（如一般照明或車用照明）或平面光源模組等領域。對於平面光源模組來說，其還包括設置於LED光源的頂部或側面的導光板，該導光板用於將所述LED光源所發出的光線向所述導光板的出光面均勻出射。然而，部分所述LED光源所發射的光線並不能完全進入導光板，導致現有的平面光源模組的光耦合效率較低，使得必須增大導光板的厚度來提高光線入射率，而這並不利於平面光源模組薄型化。
有鑑於此，本發明提供一種發光二極體封裝結構以及具有該發光二極體封裝結構的平面光源模組，從而解決以上問題。
另，還有必要提供一種上述發光二極體封裝結構的製作方法。
本發明較佳實施方式提供一種發光二極體封裝結構，包括：至少一發光二極體晶片，每一所述發光二極體晶片包括一第一底面；一封裝層，覆蓋於每一所述發光二極體晶片上且包覆每一所述發光二極體晶片，所述封裝層用於將所述發光二極體晶片發出的光線轉換為特定波長的光線，所述封裝層包括朝向所述第一底面設置的一第二底面、垂直於所述第二底面設置的一第一側面、以及連接所述第二底面和所述第一側面且遠離所述發光二極體晶片凸出的一凸面，所述凸面用於將轉換後得到的特定波長的光線反射至所述第一側面；以及一第一覆蓋層，覆蓋於所述封裝層上，所述第一側面外露於所述第一覆蓋層。
本發明較佳實施方式還提供一種平面光源模組，包括一導光板，所述平面光源模組還包括如前所述的發光二極體封裝結構，該導光板包括一入光面，所述入光面與所述第一側面相對。
本發明較佳實施方式還提供一種發光二極體封裝結構的製作方法，包括：提供多個發光二極體晶片，並將所述發光二極體晶片陣列排布於一承載板上，相鄰的每兩列所述發光二極體晶片構成一發光二極體晶片單元；在每一發光二極體晶片單元上覆蓋一封裝膜，使所述封裝膜覆蓋該發光二極體晶片單元的每一發光二極體晶片，每一封裝膜包括遠離所述發光二極體晶片凸出的一弧面；在所述封裝膜上覆蓋一第一覆蓋膜，並使所述第一覆蓋膜覆蓋每一封裝膜的所述弧面且填充相鄰兩封裝膜之間的間隙；移除該承載板；以及沿相鄰的兩發光二極體晶片單元之間的中間位置以及每一發光二極體晶片單元的中間位置進行切割，且切割面平行於所述發光二極體晶片單元中的發光二極體晶片的排列方向，從而得到多個所述發光二極體封裝結構。
將本發明的製備方法製備的發光二極體封裝結構應用至平面光源模組時，由於所述封裝層包括遠離所述發光二極體晶片凸出的凸面，所述凸面能夠將所述發光二極體晶片發射的光線反射至所述封裝層的側面，使得絕大部分光線可經所述封裝層的側面射出，並直接入射至所述平面光源模組的導光板。如此，有利於提高所述平面光源模組的光耦合效率，還有利於減小所述導光板的厚度以使所述平面光源模組薄型化。
請參閱圖1至圖2，本發明一較佳實施例提供一發光二極體封裝結構100，其包括至少一發光二極體晶片10、一封裝層20以及一第一覆蓋層30。所述發光二極體封裝結構100可藉由晶片級封裝技術（Chip Scale Package, CSP）製成。圖1示出所述發光二極體封裝結構100僅包括一個發光二極體晶片10。在其它實施方式中，當所述發光二極體晶片10的數量大於一個時，所述發光二極體晶片10沿直線排列。
每一所述發光二極體晶片10包括一第一底面11，該第一底面11上設有電性不同的一對導電凸塊110。所述發光二極體晶片10還包括與所述第一底面11相對設置的一發光面12。所述發光二極體晶片10可通過所述發光面12發射光線。在本實施方式中，所述導電凸塊110為焊錫凸塊。
所述封裝層20覆蓋於每一所述發光二極體晶片10上，且包覆每一所述發光二極體晶片10。所述封裝層20用於將所述發光二極體晶片10發出的光線轉換為特定波長的光線。所述封裝層20包括朝向所述第一底面設置的一第二底面21、垂直於所述第二底面21設置的一第一側面22、以及連接所述第二底面21和所述第一側面22且遠離所述發光二極體晶片10凸出的一凸面23。所述導電凸塊110遠離所述第一底面11的頂部外露於所述第二底面21。所述凸面23用於將轉換後得到的特定波長的光線反射至所述第一側面22。其中，當所述發光二極體晶片10的數量大於一個時，所述第一側面22與所述發光二極體晶片10的排列方向平行。所述封裝層20可包括螢光材料。
所述第一覆蓋層30覆蓋於所述封裝層20上，所述第一側面22外露於所述第一覆蓋層30，從而使所述轉換後得到的特定波長的光線可直接經由所述第一側面22射出所述發光二極體封裝結構100(即所述發光二極體晶片10所發射的絕大部分光線均由所述第一側面22射出)。所述第一覆蓋層30包括一第三底面31、垂直於所述第三底面31的一第二側面32、以及連接所述第三底面31以及所述第二側面32且與所述凸面23形狀相匹配的一凹面33。在本實施方式中，所述第三底面31與所述第二底面21共面，所述第三底面31可大於所述第二底面21或與所述第二底面21完全重合。所述第二側面32與所述第一側面22共面，所述第二側面32可大於所述第一側面22或與所述第一側面22完全重合。其中，所述第一覆蓋層30採用非透明材料製成，如矽膠以及環氧樹脂中的至少一種。
所述發光二極體封裝結構100還包括至少一對延伸電極40，所述延伸電極40的數量與所述發光二極體晶片10的數量相同。每一對所述延伸電極40位於其中一所述發光二極體晶片10的所述第一底面11上，且與所述發光二極體晶片10的一對導電凸塊110電性連接。所述發光二極體封裝結構100通過所述延伸電極40電性連接於外部元件（圖未示）。在本實施方式中，每一對所述延伸電極40的面積大於每一對所述導電凸塊110的面積，每一對所述延伸電極40的面積之和小於所述第三底面31的面積。
請一併參閱圖3，本發明一較佳實施方式還提供一種平面光源模組200，其包括所述發光二極體封裝結構100以及一導光板300。所述導光板300包括一入光面301，所述入光面301與所述封裝層20的所述第一側面22相對。從而，每一所述發光二極體晶片10所發射的絕大部分光線經所述第一側面22射出時可直接從所述入光面301入射至所述導光板300。如此，有利於提高所述平面光源模組200的光耦合效率，還有利於減小所述導光板300的厚度以使所述平面光源模組200薄型化。在本實施例中，所述入光面301與所述第一側面22接觸。
請參閱圖4，本發明另一實施方式還提供一種發光二極體封裝結構100’，不同的是，所述發光二極體封裝結構100’還包括一第二覆蓋層50。所述第二覆蓋層50覆蓋於所述第三底面31上，並包覆每一對所述延伸電極40。其中，所述第二覆蓋層50與所述第一覆蓋層30可採用相同材質製成。
圖5示意出本發明一較佳實施方式還提供一種發光二極體封裝結構100’的製作方法的流程圖，其包括如下步驟：
步驟S1，請結合參閱圖6和圖7，提供多個發光二極體晶片10，並將所述發光二極體晶片10陣列排布於一承載板400上，相鄰的每兩列所述發光二極體晶片10構成一發光二極體晶片單元401。其中，每一發光二極體晶片10包括一第一底面11，該第一底面11上設有電性不同的一對導電凸塊110。所述發光二極體晶片10的數量可根據實際需求進行選擇。
步驟S2，請結合參閱圖8和圖9，在每一發光二極體晶片單元401上覆蓋一封裝膜500，使所述封裝膜500覆蓋該發光二極體晶片單元401的每一發光二極體晶片10。每一封裝膜500包括遠離所述發光二極體晶片10凸出的一弧面501。
步驟S3，請結合參閱圖10和圖11，在所述封裝膜500上覆蓋一第一覆蓋膜600，並使所述第一覆蓋膜600覆蓋每一封裝膜500的所述弧面501且填充相鄰兩封裝膜500之間的間隙。
步驟S4，請結合參閱圖12，移除該承載板400，從而使每一發光二極體晶片10的所述導電凸塊110暴露於所述封裝膜500。
步驟S5，請結合參閱圖13，在每一發光二極體晶片10的所述導電凸塊110上覆蓋一圖形化金屬層700。該圖形化金屬層700包括間隔設置的多對延伸電極40，每一對延伸電極40分別與其中一發光二極體晶片10的所述導電凸塊110電性連接。
步驟S6，請結合參閱圖14，在所述圖形化金屬層700上覆蓋一第二覆蓋膜800以使其包覆每一對所述延伸電極40。其中，所述第二覆蓋膜800與所述第一覆蓋膜600可採用相同材質製成。
步驟S7，請結合參閱圖15，沿相鄰的兩發光二極體晶片單元401之間的中間位置以及每一發光二極體晶片單元401的中間位置進行切割，且切割面C平行於所述發光二極體晶片單元401中的發光二極體晶片10的排列方向，從而得到多個所述發光二極體封裝結構100’。請同時參照圖4，其中，每一封裝膜500在切割後形成兩個封裝層20，所述封裝膜500的弧面501被切割為兩個對稱的凸面23，且切割面C形成所述封裝層20的第一側面22。所述第一覆蓋膜600在切割後形成多個第一覆蓋層30，且切割面C形成所述第一覆蓋層30的第二側面32。每一第二覆蓋膜800在切割後形成多個第二覆蓋層50。
在另一實施方式中，所述步驟S6可省略，此時，在步驟S7後可得到多個所述發光二極體封裝結構100。
本技術領域的普通技術人員應當認識到，以上的實施方式僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍之內，對以上實施例所作的適當改變和變化都落在本發明要求保護的範圍之內。
10‧‧‧發光二極體晶片
11‧‧‧第一底面
12‧‧‧發光面
20‧‧‧封裝層
21‧‧‧第二底面
22‧‧‧第一側面
23‧‧‧凸面
30‧‧‧第一覆蓋層
31‧‧‧第三底面
32‧‧‧第二側面
33‧‧‧凹面
40‧‧‧延伸電極
50‧‧‧第二覆蓋層
100，100’‧‧‧發光二極體封裝結構
110‧‧‧導電凸塊
200‧‧‧平面光源模組
300‧‧‧導光板
301‧‧‧入光面
400‧‧‧承載板
401‧‧‧發光二極體晶片單元
500‧‧‧封裝膜
501‧‧‧弧面
600‧‧‧第一覆蓋膜
700‧‧‧圖形化金屬層
800‧‧‧第二覆蓋膜
C‧‧‧切割面
圖1為本發明一較佳實施方式提供的發光二極體封裝結構的結構示意圖。
圖2為圖1所示的發光二極體封裝結構沿II-II的剖視圖。
圖3為包括圖1所示的發光二極體封裝結構的平面光源模組的結構示意圖。
圖4為本發明另一實施方式提供的發光二極體封裝結構的結構示意圖。
圖5為製備圖4所示的發光二極體封裝結構的製作方法的流程圖。
圖6為將多個發光二極體晶片陣列排布於一承載板上後得到多個發光二極體晶片單元的示意圖。
圖7為圖6所示的將多個發光二極體晶片陣列排布於承載板上的另一角度的示意圖。
圖8為在圖6所示的發光二極體晶片單元上覆蓋一封裝膜後的示意圖。
圖9為圖8所示的在發光二極體晶片單元上覆蓋封裝膜的另一角度的示意圖。
圖10為在圖8所示的封裝膜上覆蓋一第一覆蓋膜後的示意圖。
圖11為圖8所示的在封裝膜上覆蓋第一覆蓋膜的另一角度的示意圖。
圖12為移除圖10所示的承載板後的示意圖。
圖13為在圖12所示的發光二極體晶片的導電凸塊上覆蓋一圖形化金屬層後的示意圖。
圖14為在圖13所示的圖形化金屬層上覆蓋一第二覆蓋膜後的示意圖。
圖15為對圖14所示的發光二極體晶片單元進行切割的示意圖。
無
無

Claims (11)

  1. 一種發光二極體封裝結構，包括： 至少一發光二極體晶片，每一所述發光二極體晶片包括一第一底面； 一封裝層，覆蓋於每一所述發光二極體晶片上且包覆每一所述發光二極體晶片，所述封裝層用於將所述發光二極體晶片發出的光線轉換為特定波長的光線，所述封裝層包括朝向所述第一底面設置的一第二底面、垂直於所述第二底面設置的一第一側面、以及連接所述第二底面和所述第一側面且遠離所述發光二極體晶片凸出的一凸面，所述凸面用於將轉換後得到的特定波長的光線反射至所述第一側面；以及 一第一覆蓋層，覆蓋於所述封裝層上，所述第一側面外露於所述第一覆蓋層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構，其中，所述第一覆蓋層包括一第三底面、垂直於所述第三底面的一第二側面、以及連接所述第三底面以及所述第二側面且與所述凸面形狀相匹配的一凹面。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體封裝結構，其中，所述第三底面與所述第二底面共面，所述第三底面大於所述第二底面或與所述第二底面完全重合，所述第二側面與所述第一側面共面，所述第二側面大於所述第一側面或與所述第一側面完全重合。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的發光二極體封裝結構，其中，該第一底面上設有電性不同的一對導電凸塊，所述導電凸塊遠離所述第一底面的頂部外露於所述第二底面，所述發光二極體封裝結構還包括至少一對延伸電極，每一對所述延伸電極位於其中一所述發光二極體晶片的所述第一底面上且與所述發光二極體晶片的一對導電凸塊電性連接。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體封裝結構，其中，每一對所述延伸電極的面積大於每一對所述導電凸塊的面積，每一對所述延伸電極的面積之和小於所述第三底面的面積。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體封裝結構，其中，還包括一第二覆蓋層，所述第二覆蓋層覆蓋於所述第三底面上並包覆每一對所述延伸電極。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構，其中，所述發光二極體晶片的數量大於一個且沿直線排列，所述第一側面與所述發光二極體晶片的排列方向平行。
  8. 一種平面光源模組，包括一導光板，其改良在於：所述平面光源模組還包括如申請專利範圍第1-7項中任一項所述的發光二極體封裝結構，該導光板包括一入光面，所述入光面與所述第一側面相對。
  9. 一種發光二極體封裝結構的製作方法，包括： 提供多個發光二極體晶片，並將所述發光二極體晶片陣列排布於一承載板上，相鄰的每兩列所述發光二極體晶片構成一發光二極體晶片單元； 在每一發光二極體晶片單元上覆蓋一封裝膜，使所述封裝膜覆蓋該發光二極體晶片單元的每一發光二極體晶片，每一封裝膜包括遠離所述發光二極體晶片凸出的一弧面； 在所述封裝膜上覆蓋一第一覆蓋膜，並使所述第一覆蓋膜覆蓋每一封裝膜的所述弧面且填充相鄰兩封裝膜之間的間隙； 移除該承載板；以及 沿相鄰的兩發光二極體晶片單元之間的中間位置以及每一發光二極體晶片單元的中間位置進行切割，且切割面平行於所述發光二極體晶片單元中的發光二極體晶片的排列方向，從而得到多個所述發光二極體封裝結構。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的發光二極體封裝結構的製作方法，其中，每一發光二極體晶片包括一第一底面，該第一底面上設有電性不同的一對導電凸塊，步驟“移除該承載板”之後還包括： 在每一發光二極體晶片的所述導電凸塊上覆蓋一圖形化金屬層，該圖形化金屬層包括間隔設置的多對延伸電極，每一對延伸電極分別與其中一發光二極體晶片的所述導電凸塊電性連接。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的發光二極體封裝結構的製作方法，其中，步驟“在每一發光二極體晶片的所述導電凸塊上覆蓋一圖形化金屬層”之後還包括： 在所述圖形化金屬層上覆蓋一第二覆蓋膜以使其包覆每一對所述延伸電極。
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