TWI438940B - 發光二極體封裝結構之製造方法 - Google Patents

Description

發光二極體封裝結構之製造方法

本發明涉及一種半導體結構之製造方法，尤其涉及一種發光二極體封裝結構之製造方法。

發光二極體憑藉其高光效、低能耗、無污染等優點，已被應用於越來越多之場合之中，大有取代傳統光源之趨勢。

發光二極體是藉由採用電流激發其發光二極體晶片之方式進行發光。根據所選用之材料，發光二極體晶片能夠輻射出各種相應之可見光以及不可見光，範圍涵蓋紫外至紅外波段。通常，發光二極體藉由在發光二極體晶片上覆蓋一層螢光粉層配合使用來合成各種顏色光以進行照明。然，在發光二極體封裝結構之製程中，完成螢光粉層之固化後，由於發光二極體晶片或者螢光粉層之螢光轉換材料調配之問題，有時會出現發光二極體封裝結構之實際出光與預先設定之出光參數（如CIE色值或色溫值）有偏差之情況，此時已無法做出對應調整，導致良品率下降。

一種發光二極體封裝結構之製造方法，包括以下步驟：準備步驟，提供基板；設置晶片步驟，設置發光二極體晶片於基板上；形成第一螢光粉層步驟，在基板上形成第一螢光粉層，該第一螢光粉層覆蓋於發光二極體晶片之上；檢測步驟，向該發光二極體晶片供電使其發光，設置光學感應器用以檢測發光二極體封裝結構發出光線之CIE色度值或者色溫值，根據檢測出之數值，再進行下面之固化步驟或者添加第二螢光粉層及固化步驟；固化步驟，如果發光二極體封裝結構發出光線之CIE色度值或者色溫值符合預先設定之參數，則加熱固化第一螢光粉層；添加第二螢光粉層及固化步驟，如果發光二極體封裝結構發出光線之CIE色度值或者色溫值不符合預先設定之參數，則在第一螢光粉層上添加設置第二螢光粉層，使得發光二極體封裝結構發出光線之CIE色度值或者色溫值符合預先設定之參數，再加熱固化第一螢光粉層及第二螢光粉層。

採用本發明之發光二極體封裝結構製造方法，可藉由設置第二螢光粉層對發光二極體封裝結構之出光進行一定修正，可有效提高製造發光二極體封裝結構之良品率。

下面參照附圖，結合具體實施例對本發明作進一步的描述。

圖1示出本發明一實施例之發光二極體封裝結構製造方法之流程。該發光二極體封裝結構之製造方法包括如下步驟：

步驟101，提供基板10；

步驟102，設置發光二極體晶片30於基板10上；

步驟103，在基板10上形成第一螢光粉層50，該第一螢光粉層50覆蓋於發光二極體晶片30之上；

步驟104，向該發光二極體晶片30供電使其發光，設置光學感應器200用以檢測發光二極體封裝結構發出光線之CIE色度值或者色溫值；

步驟105A，如果發光二極體封裝結構發出光線之CIE色度值或者色溫值符合預先設定之參數，則加熱固化第一螢光粉層50；

步驟105B，如果發光二極體封裝結構發出光線之CIE色度值或者色溫值不符合預先設定之參數，在第一螢光粉層50上添加設置第二螢光粉層60，使得發光二極體封裝結構發出光線之CIE色度值或者色溫值符合預先設定之參數，加熱固化第一螢光粉層50及第二螢光粉層60。

下面結合其他圖示對該流程作詳細說明。請同時參考圖2，該基板10可以是鋁基電路板或者是表面設置有導電線路之陶瓷基板如氧化鋁基板、氧化鋅基板或者矽基板等。首先，在該基板10之表面上設置第一電連接部11和第二電連接部12。該第一電連接部11和第二電連接部12之間相互絕緣。在本實施例中，該第一電連接部11和該第二電連接部12從基板10之上表面延伸到下表面，從而形成一種可表面貼裝之結構。接著，可選擇性地在該基板10之上表面上設置一反光杯20。該反光杯20在其中央圍設出一容置部22，供該發光二極體晶片30容置於該容置部22內。該反光杯20環繞該發光二極體晶片30，用以反射聚攏發光二極體晶片30發出之光線。

然後，請同時參考圖3，在第一電連接部11之上表面上設置該發光二極體晶片30。該發光二極體晶片30包括半導體發光結構（未標示）以及設置在半導體發光結構頂部之第一電極（未標示）和第二電極（未標示）。在本實施例中，該第一電極、第二電極間隔設置在半導體發光結構遠離基板10之頂面上。該第一電極通過一導線40與第一電連接部11形成電性連接，同樣，該第二電極通過另一導線40與第二電連接部12形成電性連接。該導線40具有良好之導電性能，通常由金屬材料製成。另，該發光二極體晶片30之兩電極並不限於上述實施例中分佈於發光二極體晶片30之同一側，其也可以位於發光二極體晶片30之相反兩側。此種情況僅需要一根導線40連接相應之電極及電連接部11、12，另外之電極及電連接部11、12可直接通過導電膠實現電連接而無需使用導線40。

請同時參考圖4及圖5，如步驟103所示，設置該第一螢光粉層50於基板10上、反光杯20之容置部22內並覆蓋該發光二極體晶片30。該第一螢光粉層50可以採用矽樹脂、環氧樹脂或其他透明材料。在本實施例中，該第一螢光粉層50包含螢光轉換材料，接收發光二極體晶片30之光線後可改變發出光之光特性。其中螢光轉換材料可以為石榴石(garnet)結構之化合物、硫化物(sulfide)、磷化物(phosphate)、氮化物(nitride)、氮氧化物(oxynitride)、矽酸鹽類(silicate)、砷化物、硒化物或碲化物中之至少一種。根據實際需要，該第一螢光粉層50可以填滿該反光杯20之容置部22(如圖4)，也可以只填充容置部22之一部分(如圖5)。該第一螢光粉層50可藉由注射成型或傳遞模塑成型等方式形成。在該步驟中，該第一螢光粉層50填充於容置部22內後，尚未完全固化，此時可用低溫（約100攝氏度）烘烤該第一螢光粉層50，增加其粘度以避免螢光轉換材料沉澱。

請同時參考圖6及圖7，如步驟104所示，向該發光二極體晶片30供電使其發光，在該發光二極體封裝結構上方設置一光學感應器200，用以感應並檢測發光二極體封裝結構發出之光線，如果光線之CIE色度值或者色溫值沒有達到預先設定之參數，需進行步驟105B，即在該第一螢光粉層50上覆蓋設置一第二螢光粉層60，用以調整發光二極體封裝結構所發出之光線之CIE色度值或者色溫值。該第二螢光粉層60包含螢光轉換材料。該第二螢光粉層60可藉由注射成型或傳遞模塑成型等方式形成。第二螢光粉層60內之螢光轉換材料含量是根據光學感應器200測得之參數調整。在此步驟中，完成該第二螢光粉層60覆蓋設置後，可用高溫（約150攝氏度）烘烤第一螢光粉層50及第二螢光粉層60，以完成固化過程。

請同時參考圖8，當第一螢光粉層50填滿該反光杯20之容置部22時，該第二螢光粉層60形成於第一螢光粉層50及反光杯20之上；請同時參考圖圖9，當第一螢光粉層50只填充容置部22之一部分時，該第二螢光粉層60形成於第一螢光粉層50之上並填充於容置部22內。

在步驟104中，請同時參考圖10，如果藉由光學感應器200感應並檢測，得出光線之CIE色度值或者色溫值已經達到預先設定之參數，如步驟105A所示，則不需要在第一螢光粉層50上覆蓋設置第二螢光粉層60，可用高溫（約150攝氏度）之直接烘烤第一螢光粉層50，完成固化過程。請同時參考圖11，當第一螢光粉層50只填充容置部22之一部分時，可以在第一螢光粉層50之上、容置部22內填充一透明封裝層70。該透明封裝層70可以採用矽樹脂、環氧樹脂或其他透明材料。

該發光二極體封裝結構之製造方法，包括設置光學感應器200用以檢測發光二極體封裝結構發出光線之CIE色度值或者色溫值，根據檢測出之數值，再進行固化步驟或者添加第二螢光粉層60及固化步驟，如果發光二極體封裝結構發出光線之CIE色度值或者色溫值符合預先設定之參數，則直接加熱固化第一螢光粉層50；如果發光二極體封裝結構發出光線之CIE色度值或者色溫值不符合預先設定之參數，則在第一螢光粉層50上添加設置第二螢光粉層60，使得發光二極體封裝結構發出光線之CIE色度值或者色溫值符合預先設定之參數，再加熱固化第一螢光粉層50及第二螢光粉層60。例如藉由能發出紫外光之發光二極體晶片30與含三基色螢光材料之第一螢光粉層50配合使用從而得到發出白色光之發光二極體封裝結構，如果第一螢光粉層50之三基色螢光材料配比出現偏差，經光學感應器200檢測後得出此時出光之CIE色度值或者色溫值不符合預先設定之白色光值，再根據混光原理經計算調配製出含特定螢光材料之第二螢光粉層60覆蓋設置在第一螢光粉層50上，使得發光二極體封裝結構最終發出之光線符合預先設定之白色光。採用本發明之發光二極體封裝結構製造方法，可通過設置第二螢光粉層60對發光二極體封裝結構之出光進行一定修正，可有效提高製造發光二極體封裝結構之良品率。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10．．．基板

11．．．第一電連接部

12．．．第二電連接部

20．．．反光杯

22．．．容置部

30．．．發光二極體晶片

40．．．導線

50．．．第一螢光粉層

60．．．第二螢光粉層

70．．．透明封裝層

200．．．光學感應器

圖1為本發明一實施例之發光二極體封裝結構之製造方法之流程圖。

圖2為圖1中發光二極體封裝結構之製造方法之步驟101所得之發光二極體封裝結構剖面示意圖。

圖3為圖1中發光二極體封裝結構之製造方法之步驟102所得之發光二極體封裝結構剖面示意圖。

圖4為圖1中發光二極體封裝結構之製造方法之步驟103所得之發光二極體封裝結構剖面示意圖。

圖5為圖1中發光二極體封裝結構之製造方法之步驟103所得之另一發光二極體封裝結構剖面示意圖。

圖6為圖1中發光二極體封裝結構之製造方法之步驟104之示意圖。

圖7為圖1中發光二極體封裝結構之製造方法之步驟104之另一示意圖。

圖8為圖1中發光二極體封裝結構之製造方法之步驟105B所得之發光二極體封裝結構剖面示意圖。

圖9為圖1中發光二極體封裝結構之製造方法之步驟105B所得之另一發光二極體封裝結構剖面示意圖。

圖10為圖1中發光二極體封裝結構之製造方法之步驟105A所得之發光二極體封裝結構剖面示意圖。

圖11為圖1中發光二極體封裝結構的製造方法的步驟105A所得之另一發光二極體封裝結構剖面示意圖。

Claims (10)

1. 一種發光二極體封裝結構之製造方法，包括以下步驟：
   準備步驟，提供基板；
   設置晶片步驟，設置發光二極體晶片於基板上；
   形成第一螢光粉層步驟，在基板上形成第一螢光粉層，該第一螢光粉層覆蓋於發光二極體晶片之上；
   檢測步驟，向該發光二極體晶片供電使其發光，設置光學感應器用以檢測發光二極體封裝結構發出光線之CIE色度值或者色溫值，根據檢測出之數值，再選擇性之進行下面之固化步驟或者添加第二螢光粉層及固化步驟；
   固化步驟，如果發光二極體封裝結構發出光線之CIE色度值或者色溫值符合預先設定之參數，則加熱固化第一螢光粉層；
   添加第二螢光粉層及固化步驟，如果發光二極體封裝結構發出光線之CIE色度值或者色溫值不符合預先設定之參數，則在第一螢光粉層上添加設置第二螢光粉層，使得發光二極體封裝結構發出光線之CIE色度值或者色溫值符合預先設定之參數，再加熱固化第一螢光粉層及第二螢光粉層。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構之製造方法，其中該基板上設置有反光杯，該反光杯之中央形成容置部，該發光二極體晶片容置於該容置部內。
3. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體封裝結構之製造方法，其中該第一螢光粉層及第二螢光粉層共同填充於該容置部內。
4. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體封裝結構之製造方法，其中該第一螢光粉層填充於該容置部內，該第二螢光粉層同時蓋置於反光杯及第一螢光粉層之上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構之製造方法，其中在該填充第一螢光粉層步驟之後，該檢測步驟之前，還包括用100攝氏度之溫度烘烤該第一螢光粉層。
6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構之製造方法，其中在該固化步驟中，用150攝氏度之溫度烘烤以固化該第一螢光粉層。
7. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構之製造方法，其中在該添加第二螢光粉層及固化步驟中，用150攝氏度之溫度烘烤以固化該第一螢光粉層及第二螢光粉層。
8. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構之製造方法，其中該第一螢光粉層、第二螢光粉層包含有螢光轉換材料，該螢光轉換材料為石榴石結構之化合物、硫化物、磷化物、氮化物、氮氧化物、矽酸鹽類、砷化物、硒化物或碲化物中之至少一種。
9. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構之製造方法，其中在該固化步驟中，還包括進一步在第一螢光粉層之上設置一透明封裝層。
10. 如申請專利範圍第9項所述之發光二極體封裝結構之製造方法，其中該透明封裝層採用矽樹脂或環氧樹脂製成。