TWI253192B - White light emitting diode package and method of manufacturing the same - Google Patents

Description

1253192 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於發白光二極體（white light emitting diode，發白色光之發光二極體，本文中簡稱為發白光二極 體），尤關於製造一種發白光二極體封裝件的方法，其係以 波長轉換應用到發射短波長光的發光二極體上之麟光體。 【先前技術】

叙光一極體（LEDs)通常以在尖峰波長、優良的光學效 率下的優良之單色光、與微型化作用的觀點來看有其優點 並且被使用在光源與顯示器領域。特別的是發光二極體已 經被積極地發展成高功率與高效率的光源用以取代習知的 發光裝置或顯示器的背光。就瞭解其發光二極體的方法， =種波長轉換的方法已經廣泛地使用，其中在近紫外線或 藍色光（370到480nm)藉由磷光體應用到發出近紫外線或 監色光之發光一極體（LED)上被轉換成白光。 ° 第la圖是顯示藉由習知的方法製造之習知的發白 二極體（LED)封裝件之橫截面圖。 " 參照第la圖’發白光二極體(LED)封裝件1〇包含 於兩導線架13a與13b形成於封裝件基板u之上，以^薛 色發光二極體(LED)晶片15設置在封裝件基板u之帽壯： 構（CaP StrUCtUre)12之内。發光二極體（LED)晶片15、且。 有覆晶結構（fllp-Ghlp strueture)包含發光：極體… 與覆晶基板15b。未圖示之電極端子分別經由導 ⑽連結到導線架13a與13b之上方的部份，亦連接於⑽ 92866 1253192 晶片1 5 a的未圖示之兩端電極。 帽狀結構12具有一成形部 包合釔-鋁-鎵（yAG)為基材的磷光體粉工於其中，使其成形 部份19包住藍色發光二極體伽）晶片15。在成形部份^ 内的磷光體粉18從發光二極體（LED)15a轉換藍色發光之

-部份為黃色光’所以轉換的黃色光結合非轉換的: 便發出如同白色光。 孤G 7G

大體上，成形部份19作用以轉換光的波長_ 態樹醋構成，該液態樹㈣含有㈣光體粉經由^ (chsPensing process)均勻地分布在液態樹酯中。衣 然而，如第仙圖所示，因為習知的點滴製程使用 膠，在硬化液態㈣期間會㈣光體粉沉興的問題。在: 槽的情況，非常小量的磷光體粉分布在發光二極 : 側邊輯’如在第1a圖箭頭A所示，因此發出沒有=韓 :二=光在比例上會增加。於是發光二極 ： 大董的鱗光體粉，導致發光二極體明亮度的降低以：=: 偏轉角造成的色溫差異，其造成發出部份 u、 白光的非白現象。 〃白先或部分 此外，假如為了提升明亮度，在帽 基板上設有反射面，則沉凝㈣光體粉會二 =面 而降低反射面的反射係數，從而降低發光二 ^面 假如混合各種不同的磷 。肢的明亮力 的更複雜。例如在這個情況中，發白 ’：：會 外線發光二極體以及適當的組成分之红、锋猎者使用 4、監磷光體; 1253192 此/口物來製造，因為各個磷光 粒大小，所以赶$ μ 尤奴4具有不同的比重與粉末 所以顏色的不一致性變的更嚴重。 此外，因為隨著進行點滴製 程度也会捭如 ^ /、更化/夜恶树s旨沉積的 間進行極體封料的色度或色體會隨著時 =:同，因此造成的問題不僅瑕疲品的頻率二 t而且隨著料，封裝的色體㈣度也會增加。卞曰 【發明内容】 树明係用來解決以上的問題，而且本發明的 高=:=:白光二極體封裝件的-種方法，包含滴點 二黏度㈣的步驟，使其_㈣地施加到發光二極體的 面及侧面，從而提升發光二極體封裝件之白色光的特性。 依照本發明的一觀點，以上或其他的目的可以藉著穿』 造發白色光二極體之方法的衫來完成，包含下述幾料 驟：裝置發光二極體在具有至少—導線架的封裝件基板 上，調製經由混合的磷粉與透明聚酯使其具有黏度500至 i〇,oo〇cps的磷膠；滴點液態磷膠數滴 面使其她加到發光二極體的上面與側面先丄硬;二 加到發光二極體上的磷膠。 石η膠可以在具有在〇 · 5到1 〇的範圍内的黏膠粉與透明 聚酯之比重，一滴液態磷膠的量可以在〇·丨2到〇· 5 #工之 明聚S旨可以疋可硬化聚酯，而且可硬化聚酿可以是 以矽為基材的聚酯或是以環氧樹酯為基材的聚醋。 為了預防因導線產生的非期待性的磷膠流動，在硬化 92866 7 1253192 破膠的步驟後其方法 體或與菩祐田、..、 更進一步包含以電連接發光二極 ⑽、:、導線連接發光二極體晶片到導線架的步驟。 卩方法，假如鱗膠之非期待性的流動能藉由控制導 線的尚度來抑制，打的3直人制如,. 市'J¥ β 妾。衣耘（wire bonding process) ::女置發光二極體下進行。此外，本發明可以應用到 。種不㈣封裝件結構，例如—種覆晶發光二極體。 封裝件基板可以包含帽狀結構（卿价心阶），其 包住封裝件基板上的發光二極體，在這種情況，本發明的 方法更進一步包含在固化石粦膠的步驟後藉由透明樹醋的使 用在帽狀結構裡面形成—透明成形部份的步驟。 依照本發明的另一觀點，藉由上述描述的方法本發明 已提供發白光二極體的製造。 根據本發明，先調製具有黏度500至1 0,000cps磷膠， 而且以小量供應到發光二極體的上面，使其石粦膠只能施加 到發光二極體的上面以及側面上。於是，本發明的方法能 解决使用碟光體粉沉源之習知方法的問題，容許石舞膠均句 地施加到發光二極體的側面以及上面，從而提供優良的光 轉換效率，而且能預防藉由磷光體粉的附著到反射區，包 括封裝件基板的上層表面，所引起的明亮度降低。 [較佳實施例說明] 以下參照附圖詳細說明較佳實例。 第2a至2d圖係依照本發明實例製造發白光二極體封 裝件之方法的流程圖。 如第2a圖所示，發光二極體25a設置在具有導線架的 92866 1253192 23a /、23b的封ι件基板21之上，導線架Mg與2儿以電 連接到卷光一極體25a。該封裝件基板21可進一步包括帽 狀結構22，其中有-傾斜的反射面，只要帽狀結構22的 裝置能符合其需求，發光二極體25a可以是發光二極體， /ϋ射短波長的光’例如紫外線、&紫外線、藍色光以 及類似波長的光’並且—般可以提供作為發光二極體晶片 25〜在本⑧明貫例中，發光二極體祝藉由覆晶接合的方

，設置在晶片基板25b，從而具體化如同覆晶發光二極體 2 5。發光二極體的晶片9 q 3月25 了以經由接合的方法設置在封裝 4基板21之上，例如黏著膠2 7。 9δ, +下步如第2b圖所示’藉由點滴製程滴數滴液態石粦膠 發光二極體25a的上面，本發明的磷膠28，是具有黏 :500至i〇，_cps的高黏度磷膠。高黏度麟踢28，可藉 混合麟光體粉與透明聚3旨使其膠體粉與透明聚㈣比重 ::幻。的範圍之内調製。磷膠具有如此的比重能比使 於在白·，的广、_呈中㈣光體混合物(透明聚醋:鱗光體 1 1 0 · 1 )擁有較高的黏度。 基材的=的透明聚_最好包括可硬化㈣與以丙稀酸為 :广曰 '然而，水溶性樹酯無法提供足夠的黏度並且 心L:發明。至於本發明最宜使用之可硬化樹酯，有 夕為基材的聚§|以及以環氧樹酯為基材的聚酷。 到4果二2C圖所示’⑽，藉由點滴製程僅僅施加 用極體仏的上面與側面，然後在職的條件下（使 二或紫外線光）在該二極體上面硬化。如第圖所示， 92866 9 1253192 鄉施加到發光二極體25a的上面以及側面所以必 来、μ h在&光—極體結合鱗膠點度之鱗光體的滴量。 滴量依發光二極體25a的形狀與大小而有不同的 =:考慮發光二極體25a的形狀與大小，礙光 取好有0.012至〇.5//1的量。 如同上述，硬化磷光體薄膜藉著滴量的方式可以調整 ^此外錢得完全硬化㈣光㈣膜之前藉由適當的 :工制黏度與硬化時間，發光二極體的上面與側面上罐 的厚度可以做調整。例如’在側視發光二極體的例 广（側視圖LED)中，因為LED的側面需要相當厚的磷光體 4 =’、所以薄膜厚度可以藉由設定碌光體黏度到相當低來 取传或點滴後在獲得完全硬化的礙光體薄膜之前藉由延伸 硬化時間來取得。雖然鱗光體薄膜的厚度會依發光二極體 形狀與大小而有所不同，但磷光體薄膜可以有厚度5至 以m在發光二極體25a的側面及上面。 根據本發明，因為磷光體膠28,只施加到發光二極體 25a的上面及側面，所以磷光體膠28，不需要施加在封裝件 基板21的上面以及帽狀結構（^1^化11(^1^6)22内部的反 射面’因此磷膠可以獲得更均勻的分布。 另外，如第2d圖所示，在施加到發光二極體的磷膠 28’硬化後，藉著使用透明樹酯在帽狀結構（cap 内部可以形成透明成形部份29，為了保護設置在封裝件基 板21上的發光二極體25所以提供了透明成形部份29，而 且藉著使用不含磷光體粉之典型透明的樹酯可以形成透明 92866 10 1253192 成形部份29。此外，為了以電連接到發光二極體25a(更具 體地，發光二極體晶片25)到導線架23a與23b，在硬化碟 月爹28後與形成透明成形部份29之前進行打線接合製程， 這適用於預防以小量滴點的磷膠28,微滴延著金屬線24& 與24b做非必要性移動。 以下參知、發明的貫例詳細描述本發明的操作與有利的 效應。 【實施方式】 在本發明的實例中，具有發光二極體（32〇X 30〇x 80 # "0的覆晶發光二極體的設置如同基板上的覆晶設置在 封裝件的基板上-樣。藉著混合以碎為基材的可硬化樹酿 相當於半透明樹酯與以TAG為基材磷光體粉以大約7 : ^ ，比重調製具有大約4, _cps黏度的墙膠。鄉藉著點滴 指供給到發光二極體的上面。在點滴製程中，_-滴 大約是0. 1 W的量。在預定的時間内硬化石舞膠，以便讓滴 點在發光二極體上面的磷膠被施加到發光二極體的側面盘 士面後：在發光二極體的上面與側面施加磷光體薄膜。結 士、’當破光體的厚度在其中的側面大約有15^的厚度 時，磷光體薄膜在發光-μ *广 知尤—極肢上面大約有20//m的厚度。 ^谖’發光二極體覆晶的終端點（位於覆晶發光二極體之基 方法連接到封裂件基材板的導線 ^然後稭者使用與構成鄉相同之㈣為基材的可硬化 树酯形成透明成形部分。 第33圖係發明實例之發白光二極體_，其係❹ 92866 11 1253192 知描式電子顯微鏡（SEM)拍照，而第3b圖係本發明實例之 發白光二極體的上面的圖片。 蒼照第3a圖可以看見磷光體被施加充分均勻的厚度 於發光二極體晶片之發光二極體封裝件的上面與側面。如 上述，根據本發明藉著使用小量高黏度的磷膠，磷粉能被 均勻分布地施加在發光二極體晶片之發光二極體的上面與 側面。另外，參照第3b圖可以看出在覆晶基板上只施加磷 光體薄膜到發光二極體上。 _ [比較例] _在這比較例中，雖然使用與本發明之實例相同的發光 一極體封裝件與點滴製程，但使用不在本發明範圍的習知 之磷膠。更明確的說，藉由混合一種以環氧樹醋為基材的 可硬化樹“透明㈣與以TAG為基材的鱗光體粉以 重調製磷膠’並藉由點滴製程將該鄉供給到發 一 一亟版的上面，從而製造發光二極體封裝件。 2圖係使用掃描式電子顯微鏡（㈣）拍照之比 的叙白光二極體封裝件的圖 ,.^ 3圖片顯不在比較例之發 一 ϋ紅上的破光體薄膜的應用狀態。 參照第4圖，不像顯示在第μ 封裝件，磷光护沭妁勺沾八#丄 口曰九一極體 是可看出磷光俨廣、、乏的八太+、 上而且I別 …u 廣刀布在發光二極體侧面。如上it 虽在發光二極體的上面以小 述， 的範圍的組成成分之習“二〜、有在本發明規定以外 战成刀之白知的磷光體混合物 要的磷光體薄膜均勻的厚度。 t，、、法侍到想 92866 12 1253192 從以上說明很明顯地，根 μ品,、/丨旦w ^ 在發光一極體的 ”里i、應南黏度磷膠，並且 上面與側面，從而解決非均勾分布 之 引起碟光體分散的問題。於是；；'了 儿趨所 的有瓜效應，亚且預防在封裝件基板上面的反射區之明= 度由於磷光體粉的沉澱而被降低。 儿 應該了解的是實施例與_供範例 本發明只限制在以下的專之目的用 領域的技術人員將合·f^ ，在这個技術 將會了解如附帶的申請專利範圍内，不離 開本發明的領域與精神下， · 替代。 ㈣下允3午各種不同的修正、附加與 【圖式簡單說明】 ^ ^月的以上與其它目的、特徵將從配合附圖的以下 评、、、田說明做更清楚地理解，其中： 第la圖係為表示顯示習知的發白光二極體封

m fe/f面圖； J 弟lb圖係具有與第la圖之發 ^ “ q〜π w儿一征遐類似構迭之 習知發白光二極體封裳件之圖片，該第lb圖係使用;; 電子顯微鏡（SEM)拍照； ^乐2a到2d圖係流程圖，其係顯示根據本發明的一種 貝施例來製造發白光二極體的方法。 第3a圖係依照本發明實施例之發白光二極體的使用 ^描式電子顯微鏡（SEM)圖片，而第3b圖係依照本發明之 貝力也例之發白光二極體上層表面之圖片。 92866 13 1253192 第二係藉用掃描式電子顯微鏡(sem)照相之比較性 貧=白光二極體之圖片，而顯示細在比較性實例 的舍白先—極體封裝件上的磷先體薄 [主要元件符號說明】 11 封裝件基板 12 13a 、 13b >導線架 14a、 15(15a 、 15b)發光二極體晶 片（發光 17 黏著膠 18 19 成形部份 21 22 帽狀結構 23a、 24a 、 24b 導線 25(25a 、 25b)發光二極體晶片（發光 27 黏著膠 28， A 磷光體粉 帽狀結構 磷光體粉 Μ裝件基板 磷膠 92866 14

Claims (1)

1253192 十、申請專利範圍·· 1 · 一種製造發白光二極體的方法包含以下的步驟： 在具有至少一導線架（lead frame)之封裝件基板 (package substrate)上設置發光二極體； 調製經由混合的磷光體粉與透明聚酯並具有黏度 500至10, 〇〇〇cps的石粦膠；

在發光二極體的上面點上液態磷膠數滴，使其磷膠 施加到發光二極體的上面與側面；並使施加到發光二極 月1上的石粦膠硬化。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中該磷膠具有磷光體 粉與透明聚酯的重量比值在〇· 5至1〇之間。 3·=申請專利範圍第丨項的方法，其中該液態磷膠一滴的 量為 0· 012 至 〇· 5 // 1。 士申,專利範圍第1項的方法，其中該透明膠係可硬化 樹6旨。 5· t申請專利範圍第4項的方法’其中該可硬化樹醋係以 石為基材的聚酯與以環氧樹酯為基材的聚酯之其中一 ::::!:利範圍第1項的方法，又包括:在硬化該填膠 使用導線（wires)電連結該發光二極體或該 "元—極體晶片到導線架的步驟。 如申請專利範圍第1 發光二極體。 4^九一極體係為覆晶 如申請專利範圍第1項的方法，其中該封裝件基板包 92866 1$ 1253192 含：包圍設在封裝件基板上面之發光二接體之帽狀结 構，該：法州在刪膠的步驟後，在該帽狀結構 二使用該物形成該透明成形 -種發白光二極體封裝件，係藉 到第8項之任何一種方法所製造。專利申㈣圍第1