TW501276B - Opto-electronic element with a semiconductor chip, module with a semiconductor chip, module with a plurality of elements optical display device, illumination or background illumination device, liquid crystal display - Google Patents
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Description
501276 五、發明説明(1 ) 本 發 明 是 有關於具有半導體晶片光電(光學電子)構 件 其 是 •種可表面安裝之光電構件用於安裝於印刷 電 路 板 之 洞 孔(break-through)中。此外,它是有關一種 方 法 用 於 製 造多個此種光電構件,具有多個此種光電構 件 之 模 組 (m odule)、顯示裝置、以及具有此種模具之 照 明 裝 置 或 背景照明裝置。 光 電 構 件 像是發光二極體構件典型地是所謂的放射 式 結 構 形 狀 ,其以插入式安裝固定於印刷電路板上,或 者 以 表 面 可 安裝的結構形狀提供。人們例如可以比較 刊 載 於 S m ens Components 29( 1 99 1 )第 4 冊第 147 至 149 : 由 F. M0llmer,G.Waitt 所著之”SIMENS SMT· TOPLED fill • die OberflSchenmontage。此兩個結構形 狀 型 式 使 得 只有以可觀的技術費用而配置於電路板之 凹 □ 或 洞 孔 中〇 本 發 明 的 目的尤其是發展用於光電構件之結構形狀, 使 得 可 以' 以 小的結構高度,本身尤其以簡單的方式定位 於 電 路 板 凹 口或洞孔中。 此 的 是 藉由具有申請專利範圍第1項特徵之光電 構 件 而 達 成 。在申請專利範圍第6項中說明具有多個 根 據 本 發 明 光電構件之較佳模組。一個具有此種模組 之 較 佳 光 學 顯示裝置,以及具有此種模組之照明或背景 照 明 裝 置 ,是申請專利範圍第9或10項之標的。一較 佳 之 方 法 用 於製造多個根據本發明之構件是申請專利 範 圍 第 1 3項之標的。 ‘ -3 - 501276 五、發明説明(2 ) 藉由在撓性晶片載體上形成導軌此撓性晶片載體本 身是構件之元件,其較佳可以被考慮同時用於構件之封 裝。 較佳此種構件在裝備機器中不是由撓性載體(例如是 封裝帶)拿起,而是此撓性晶片載體相對應於撓性晶片 載體之劃分而切割成構件,並且將此如此獲得之構件設 置在印刷電路板上。個別的封裝帶是在根據本發明之 結構形式中有利地不須要。 在較佳的實施形式中,此撓性晶片載體是塑料箔。因 此產生特別扁平的構件。 在一較佳的實施形式中,此半導體晶片是發光二極體 晶片,其配置於形成於撓性晶片載體之殼體框之中央之 中。因此產生較結構高度之光源,其尤其是用於無線電 行動裝置中之導軌穿孔,例如用於特有之鍵盤或顯示器 之背景照明。 此在申請專利範圍第1,6,9,10與13項中所提及之標 的之有利的其他發展與實施形式,是在此等申請專利範 圍上直接或間接依附之申請專利範圍附屬項中說明。 本發明之其他有利之配置與優點,是在以下與第1至 6圖有關而說明的實施例中產生。 ρ式之簡單說明 第1圖爲根據本發明在發光二極體構件上之俯視圖 之槪要圖式說明, 第2圖爲第1圖之發光二極體構件之橫截面之槪要 -4- 501276 五、發明説明(3 ) 圖式說明。 第3圖爲根據本發明之發光二極體構件之另一個實 施例之俯視圖之槪要圖式說明。 第4圖爲第3圖之發光二極體構件之橫截面之槪要 圖式說明。 第5圖爲具有多個根據本發明之構件之模組之槪要 截面圖式。 第6圖爲具有背景照明裝置(其具有多個根據本發明 之構件)之液晶顯示器之槪要截面圖式。 在不同的實施例中相同或相同作用的組成成份各設 有相同的參考號碼。 此在第1與2圖中所說明的構件例如是發光二極體 構件,並且具有發光半導體晶片1,其包括發光活性層 2。以其底面此半導體晶片1與第1接觸層3導電連 接。此半導體晶片1之表面經由連接線4而與第二接 觸層5連接。此第一接觸層3與第二接觸層5例如是 由金屬箔所製成,其膠合在撓性晶片載體箔6之上。 在另一個半導體晶片1中,此兩個電性連接表面具有 在表面上此兩個連接表面例如借助於連接線(bond wire) 而與接觸3與5連接。此半導體晶片因此可以同樣地 固定在接觸表面3與5之一上,或是在兩個接觸表面3 與5之間。 此半導體晶片1是在具有所形成漏斗形內側8之環 形反射器框架7的中央之中,其較佳形成反射式。因此 501276 五、發明説明(4 ) 此反射器框架7是在此位置,一個由半導體晶片1至其 面所發射之光線掉頭至發射方向9。 此由反射器框架7包圍之內呈是以透明之塡充物質 1 0塡滿,在其中可埋入發光材料色素,其至少將一部份 由半導體晶片1所發出的光線吸收,並且以與吸收光線 不同波長的光線重新發射。 在第3與4圖中是說明與第1與2圖有關之變化實 施例其描述發光二極體構件。在此實施例中此半導體 晶片1是在側表面上傾斜,而固定在第一接觸層3與第 二接觸層5上。在此情況中,活性層2是位於對晶片載 體箔6的直角中。此配置具有優點,其不須要連接線以 便用於將半導體晶片1固定於接觸層上。誠然其缺點 爲,此活性層2的一面由晶片載體箔6取下。此外,此 半導體晶片1之正面與底面至少部份地以材料覆蓋,其 被使用於將半導體晶1固定在第一接觸層3與第二接 觸層5上。相較於此在第1與2圖中所說明之實施例, 因此在此根據第3與4圖之發光二極體中之光線產量 (yield)較小。 作爲用於晶片載體箔6之材料首先考慮溫度固定並 且可金屬化之塑料一箔。此晶片載體箔6例如可以是 以環氧樹脂爲主之晶片載體箔,或是由聚亞胺或聚酯例 如由聚一乙基一萘所製成。作爲用於反射器框架7的 材料尤其適用溫度穩定並且能光學反射之材料,像是 聚·酞醯胺(PPA)、液晶聚合物(LCP)、以及聚一乙醚一 -6- 501276 五、發明説明(5 ) 乙醚一酮(PEEK)。除此之外還可以考慮其他的熱塑性 塑料,只要它對溫度穩定並且是光學反射式。此種熱塑 性塑料可以藉由埋入色素(像是例如Ti02)而具有非常 高的反射性。
須選擇材料,使得反射器框架i7可以附著在晶片載體 箔6上。爲了改善在反射器框架7與晶片載體箔6之 間連接之牢固性,在晶片載體箔中至少設有穿孔及凹口, 其中嚙合反射器框架7之支撐榫頭1 1。 作爲用於塡充物質10之材料可以考慮用於製造光電 半導體構件通常所使用的反應性樹脂,像是例如環氧樹 脂,砂樹脂或丙烯類似物之化合物。 作爲發光材料例如適用一種以鉋摻雜爲主之釔鋁顆 粒色素,像是例如(Y^-yGdxTbyhaLsOaCe,而 0$ X‘ l,0gy‘ 1 以及 x + y$ 1。
除了發光材料外在此塡滿塊1 0還有一種擴散材料如 二氧化鈦、鋇氧化物、二氧化锆、或雙一三氧化鋁。 此擴散材料有利地有助於所發射光線之均勻之外表形 狀。應該沒有實施光線轉換,而是只有此所發射光線之 擴散,因此在此塡充物質10中可以只包含擴散材料並 且不包括發光材料。 爲了製造發光二極體較佳首先在晶片載體箔帶上膠 合金屬箔,並且然後塗以光阻層。此光阻層被塗層並且 然後此光阻層與金屬箔藉由一個本身所熟知的蝕刻方 法而結構化,因此產生多個接觸層對3與5。然後此光 -7- 501276 五、發明説明(6 ) 阻層之殘餘部份被去除,並且將反射器框架7例如借助 於射出擠壓或射出成形而塗佈在晶片載體箔帶上。爲 了將反射器框架7固定在晶片載體箔6上,而在此箔中 形成洞孔,此反射器框架7可以嚙合於榫1 1中。 對於反射器框架之射出成形或射出壓擠之另一種方 式,可以想像將預先製成的反射器框架7簡單容易地插 在及/或黏在晶片載體箔6上。 然後將各半導體晶片1置放在晶片載體箔帶上。在 將半導體晶片1各自接線之後,以及在晶片1之表面接 觸與接觸層5之間之佈線連接製成之後,將屬於反射器 框架7內室以塡充物質1 0塡滿。此晶片載體箔6然後 被折疊或捲起,因此產生用於發光二極體之可使用之封 裝單元。 對以上所說明方式不同之另一種方式,各反射器框架 7只有在安裝了所屬之半導體晶片1後,才可塗佈在晶 片載體箔6之上。 此在第1至4圖中所說明之實施例中形成帶狀之晶 片載體箔6,其中半導體晶片1成串排列在晶片載體箔 6上。此外,晶片載體箔6還須要選擇爲寬,使得多列之 發光二極體晶片可以找到彼此相鄰的位置。 此外可以將多個半導體晶片1配置在僅有的反射器 7中,並且此外以此方式獲得發光二極體組件,其在不同 的顏色中發光或是發出混合顏色的光。 此外,在根據本發明之結構形式中,可以以簡單的方 501276 五、發明説明(7 ) 式在晶片載體箔6之反面尤其是整個表面設有金屬化 層或金屬化結構,其在高頻使用時可用於屏蔽干擾波。
在此所說明之結構形狀藉由其比較小的位置須求而 突顯其特色,藉由此可能產生幾乎完全深埋在印刷電路 板洞孔中。此外,此撓性之晶片載體箔6可以沒有困難 地適應不同的空間之實際情況。此外由於通常此晶片 載體箔6形成得薄,此發光二極體通常具有較小的結構 高度。因此產生特別扁平的構件。 另一個優點是,此晶片載體箔6與反射器框架7可由 此種材料構成,其具有相同或至少非常接近之熱膨脹係 數。因此,此發光二極體之可靠度在溫度循環中非常的 高。
其最後還有優點,此藉助於晶片載體箔6所製成之發 光二極體構件不再須要另外特別之封裝帶用於封裝與 運輸。此撓性晶片載體箔可以有利地完全擔任封裝帶 之角色,如同其在lead frame 技術中所須要者。 此晶片載體箔帶較佳是在將此組件安裝於所想要的 各個構件或構件組(其由多個構件形成)中之前,才迅速 地切開。 如果如此製成之發光二極體構件例如使用於行動式 無線電裝置之鍵盤背景照明,此晶片載體箔可以在用於 行動式無線電裝置之生產線上被分開,並且此所設之發 光二極體之組一起使用於行動式無線電裝置中。在此 種應用中是適合將此用於驅動發光二極體晶片所須之 -9- 501276 五、發明説明(8 ) 電路形成於晶片載體箔6上。 此方法在以上根據發光二極體說明。然而它還可以 將其他的半導體晶片,以此說明之方法與方式封裝,並 且使得可以使用。 在第5圖中顯示模組(module),其具有多個根據本發 明之構件。在載體元件1 9(例如是印刷電路板)中形成 多個洞孔20。此外,此載體元件19具有發射面21。 在此載體元件19之面對發射面21之面上,將多個根 據本發明之光線發射構件固定,其中光線發射構件各殼 體框架7突入洞孔20中,並且發射方向24穿過洞孔20 而延伸。 此晶片載體6與此等構件之電性導軌3與5是設置 於此載體元件1 9之面對發射面21的表面上。爲了固 定構件可以使用粘貼式連接或焊接式連接。由於形成 較佳平坦晶片載體6之原因,其水平與垂直位置的須求 明顯地小於在根據習知技術中所製之構件者。本發明 尤其使得此等構件至少可以作部份埋入式的安裝。 由於所形成撓性晶片載體6之故,此構件是足夠的撓 性,以便將壓力或變形以撓性或許也許塑性的方式支撐, 而沒有將有害之壓力傳送至殼體或位於其中之發光晶 片。此種安裝配置尤其適合用於緊密封裝之扁平顯示 模組。 較佳此載體或至少此光線發射表面能夠吸收光線,例 如使得變黑,因此可以將各個發光構件相對於其周圍的 -10- 501276 五、發明説明(9 ) 對比提高。這尤其有利地設置於作爲顯示裝置的配置 中 〇 在第6圖中顯示根據本發明構件之另一個配置。不 同於先前所說明的配置,此在第6圖中所顯示之配置尤 其適合作爲例如用於液晶顯示器之背景照明。 在載體1 9上如同在上一個實施例中根據本發明將光 線發射構件埋入式安裝。在光線發射側將載體或構件 額外配置擴散板22。此外,此載體1 9或至少載體1 9之 光線發射側表面較佳實施均勻地擴散反射,例如是白 色。因此使得在非常扁平的結構中可以有相當均勻的 背景照明。此擴散板被額外配置於待照明之液晶顯示 器(LCD)23。
此載體1 9可以不但如以上所說明是僵硬而且可以是 撓性,例如成塑料成陶瓷箔之形式,因此此背景照明或 顯示模組以簡單的方式適應不同的形狀,並且甚至可以 有利地安裝於本身變化的表面上。 本發明之根據此等所顯示之實施例之說明顯然不能 被理解爲作爲本發明之限制,例如晶片可以直接地安裝 (例如粘貼)於晶片載體之晶片安裝表面上,並且此晶片 僅僅藉助於佈線連接而與導軌電性連接。此晶片同樣 可以在各別的熱接合中安裝,其埋入於此晶片載體中, 並且再度借助於電性佈線連接而與導軌連接。所有這 些實施形式均不能偏離本發明之基本思想。 -11- 501276 五、發明説明(1()) 符號說明 1.. .半導體晶片 2.. .活性層 3 ...接觸層 4 ...連接線 5 ...接觸層 6.. .晶片載體箔 7.. .反射器框架 8…內側 9 ...發射方向 10.. .塡充材料 19…載體元件 2 0 ...洞孔 2 1…發射面 2 2 ...擴散板 24.. .發射方向 -12-
Claims (1)
- 501276 六、申請專利範圍 第90120710號「具有半導體晶片之光電構件、具有多個構件 之模組、光學顯示裝置、照明或背景照明裝置、液晶顯示器、 製造與封裝多個構件之方法」專利案 (91年2月修正) 六申請專利範圍 1. 一種具有半導體晶片(1)之光電構件,其安裝於撓性晶片載 "i S 體(6)上,其特徵爲 Π 其中在第一主要表面上形成導軌(3,5)用於電性連接性 Ιΐ 此等半導體晶片(1),並且在此表面上配置殼體框架(7),其 史 寫% 以可透光介質,尤其以塡充材料塡滿。 Ϊ 5 2.如申請專利範圍第1項之構件,其中 是》S I I 此半導體晶片是發光二極體晶片(1)。 $ $ 3.如申請專利範圍第2項之構件,其中 :ί 此殻體框架(7)之內部表面形成作爲反射器,其將由半導 體晶片(1)側面對發射方向(9)所發射之電磁射線反轉方向, 及/或將一個由在構件外部所產生由半導體晶片(1)可接收 之電磁射線對此反轉方向。 4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之構件,其中 在此晶片載體(6)之面對第一主要表面之第二主要表面 上形成屏蔽層用以屏蔽干擾波。 5. 如申請專利範圍第1或2項之構件,其中 此塡充材料包括發光材料及/或擴散材料。 6. —種模組,其具有多個如申請專利範圍第2至5項中任一 項之構件,其特徵爲: 其中載軌構件(1 9)設有多個洞孔(20),並且此等構件各 5〇1276 六、申請專利範圍 與晶片載體(6)須固定於載體元件(19)之構件面,使得此等 載體框架(7)各突出進入或突出穿過各此等洞孔(20)中。 7·如申請專利範圍第6項之模組,其中 此載體元件(19)形成撓性。 f堺 8.如申請專利範圍第6或7項之模組,其中 ' 在載體(19)上形成電性線路結構,用於電性連接此等構 變 €. 示 件。 質 内 容 是艿 否 准 予甩 修所 正提 〇之 9· 一種光學顯示裝置,具有如申請專利範圍第6至8項中任 一項之模組,其特徵爲: 此等載體元件(19)之光線發射表面會吸收光線(尤其會 變黑)。 10·—種照明或背景照明裝置,其具有如申請專利範圍第6至 8項中任一項之模組,其特徵爲: 此等載體元件(19)之光線發射表面擴散式地反射尤其 成爲白色光。 U·如申請專利範圍第10項之照明或背景照明裝置,其中此載 體元件(1 9)之光線發射側額外地配置擴散板(22)。 12· —種液晶顯示器,其特徵爲: 它是配置於如申請專利範圍第10或11項之裝置之背 向觀看面之面上。 也一種製造與封裝多個如申請專利範圍第1至5項中任一 項之構件所用之方法,其特徵爲具有以下步驟: a) 提供一些晶片載體箔帶; b) 製造多個導軌對(3,5),用於在晶片載體箔帶上之各半導 501276 六、申請專利範圍 體晶片(1), c) 在晶片載體箔帶之各位置上形成各殻體框架(7),在其t (尤其借助於射出成形射出壓擠方法)設置各個構件之 半導體晶片U)或半導體晶片配置, d) 在此晶片載體箔帶上安裝多個半導體晶片(1),以及e) 將此由殼體框架(7)所形成之發射窗口,至少以_ (10)部份地塡滿。 K如申請專利範圍第13項之方法,其中 被發 此具有安裝與封裝之半導體晶片之晶片載體箱帶 展成具有多個可表面安裝構件之封裝單元。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent | ||
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |