TWI455368B - 發光二極體的封裝方法 - Google Patents

Description

發光二極體的封裝方法

本發明涉及一種半導體的封裝方法，尤其涉及一種發光二極體的封裝方法。

發光二極體(Light Emitting Diode，LED)是一種可將電轉換成光的半導體元件，憑藉其發光效率高、體積小、重量輕、環保等優點，已被廣泛地應用到當前的各個領域當中。

為提升發光元件的出光效率，通常將一反射型偏光增亮膜片(Dual Brightness Enhancement Film，DBEE)設置在該封裝結構的出光面上，以產生具有相同偏振方向的偏振光。所述反射型偏光片是採用多層光學薄膜技術的反射型增亮膜，其設置於背光源及下偏片之間，將被傳統吸收型偏光片吸收的光線加以迴圈利用，從而提升光學裝置的出光強度。

然而，對於該反射型偏光片和所述發光二極體的結合，若採取直接膠黏的方式，所形成的結構連接不夠穩固，同時長時間連接膠的老化將影響發光二極體的出光效果；若在較高的溫度環境下直接結合該反射型偏光增亮膜片和發光二極體，則會對整個發光二極體的結構造成損壞，尤其是由膠體材料形成的封裝層受到破壞，進而影響該發光二極體的出光效果，故，有待進一步改善。

有鑒於此，有必要提供一種便於發光二極體和反射型偏光增亮膜片連接的發光二極體的封裝方法。

一種發光二極體封裝方法，其包括步驟：提供一封裝基板；蝕刻所述封裝基板的上表面形成複數反射杯並在該反射杯內設置複數導電架，每一導電架包括相互間隔的第一電極和第二電極；在該導電架上形成一發光二極體元件，所述發光二極體元件與該第一電極及第二電極形成電性連接；在所述發光元件上覆蓋形成一螢光層，所述螢光層設於該反射杯中並與所述反射杯上表面有一段距離；在該封裝基板的各反射杯之間的上表面上設置複數連接塊；在該複數連接塊上設置反射型偏光增亮膜片；低溫共燒所述反射型偏光增亮膜片及連接塊，以藉由連接塊將反射型偏光增亮膜片結合在該封裝基板上，該螢光層和反射型偏光增亮膜片之間呈現一空隙；及切割所述封裝基板以形成多個發光二極體封裝元件。

與先前技術相比，該發光二極體在該反射部的上表面設置複數連接塊，將反射型偏光增亮膜片設置在LED的出光面上，藉由低溫共燒的方式，使該封裝基板對應反射部的區域和反射型偏光增亮膜片緊密結合在一起，同時該封裝基板對應該螢光層的區域和反射式偏光增亮膜片相互間隔，從而既保證了所述封裝基板和所述反射型偏光增亮膜片的穩固連接，同時也避免了該發光二極體在共燒的制程中受到破壞。

下面參照附圖，結合具體實施例對本發明作進一步的描述。

100‧‧‧發光二極體

10‧‧‧封裝基板

11‧‧‧第一表面

12‧‧‧第二表面

13‧‧‧反射杯

131‧‧‧承載部

132‧‧‧反射部

133‧‧‧收容空間

20‧‧‧導電架

30‧‧‧發光二極體元件

21‧‧‧第一電極

22‧‧‧第二電極

40‧‧‧螢光層

50‧‧‧連接塊

60‧‧‧反射型偏光增亮膜片

61‧‧‧膜片

70‧‧‧載板

圖1至圖5為本發明第一實施例的發光二極體封裝結構的製造步驟 示意圖。

圖6至圖11為本發明第二實施例的發光二極體封裝結構的製造步驟示意圖。

以下將結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。

本發明第一實施例提供的發光二極體的封裝方法，大致包括如下流程：提供一封裝基板；蝕刻所述封裝基板的上表面形成複數反射杯並在該反射杯內設置複數導電架，每一導電架包括相互間隔的第一電極和第二電極；在該上電極上形成一發光二極體元件，所述發光二極體元件與該第一電極及第二電極形成電性連接；在所述各發光二極體元件上形成一螢光層以覆蓋該發光二極體元件；在該封裝基板的各反射杯之間的上表面上設置複數連接塊；在該複數連接塊上設置反射型偏光增亮膜片；低溫共燒所述反射型偏光增亮膜片及連接塊，以藉由連接塊將反射型偏光增亮膜片結合在該封裝基板上；及切割所述封裝基板以形成多個發光二極體封裝元件。

下面結合圖1至圖5對該流程作詳細說明。

首先請參見圖1，提供一封裝基板10，該封裝基板10包括一第一 表面11和一第二表面12。該所述封裝基板10為矽基板、塑膠基板或陶瓷基板。該封裝基板10還可由如下材料中的一種或多種製成：砷化鎵(GaAs)、氧化鋅(ZnO)及磷化銦(InP)等。

藉由光微影及蝕刻技術對所述封裝基板10進行鑿刻以使封裝基板10分成複數個反射杯13，每一反射杯13包括一承載部131和自該承載部131向上延伸一體形成的反射部132。所述承載部131呈一規則的平板狀。所述反射部132圍成一收容空間133用以收容所述發光二極體元件30。該反射部132的下表面與所述承載部131的部分上表面相貼合，該收容空間133靠近第一表面11的一端的直徑大於靠近該承載部131的一端的直徑。

在每一反射杯13內設置一導電架20，該導電架20包括相互間隔的第一電極21和第二電極22。該第一電極21和第二電極22形成電性連接且均外露於該收容空間133內。該第一電極21和第二電極22用於與後續與待封裝的發光二極體元件30的正、負極相連，以從外界獲取電能並將電能提供給該發光二極體元件30。

請參見圖2，在該第一電極21上設置一發光二極體元件30，本實施例中，所述發光二極體元件30藉由覆晶的方式與第一電極21和第二電極22形成電性連接，可以理解的是，也可藉由打線的方式形成電性連接。優選地，本實施例中採用的發光二極體元件30為發光二極體晶粒。

請參見圖3，提供一螢光層40，使該螢光層40包覆所述發光二極體元件30及覆蓋部分第一電極21、第二電極22。具體的，該螢光層40包覆所述發光二極體元件30，同時包覆第一電極21和第二電極22相互靠近的端部。同時所述螢光層40高度方向上距離該反射 部132上表面有一段距離，可以理解的，該螢光層40也可填充整個反射杯13至與所述反射部132上表面齊平。該螢光層40還可根據發光二極體元件30與發光需要包含有螢光粉，該螢光粉包含石榴石基螢光粉、矽酸鹽基螢光粉、原矽酸鹽基螢光粉、硫化物基螢光粉、硫代鎵酸鹽基螢光粉、氮氧化物基螢光粉和氮化物基螢光粉中的一種或多種。

請同時參見圖4，在該封裝基板10的第一表面11設置複數連接塊50，具體的，所述複數連接塊50設於該反射部132的上表面上。

提供一反射型偏光增亮膜片60(Dual Brightness Enhancement Film，簡稱DBEF)，藉由該連接塊50，利用低溫共燒的方式將所述反射型偏光增亮膜片60設置結合在該封裝基板10上。所述反射型偏光增亮膜片60為多層膜片61交疊而成，本實施例中，所述多層膜片的數量為3層。其中該膜片由兩種折射率為1.88及1.64的化合物摻雜而成，每一膜片具有不同的折射率，且均為出光性好的透明材料製成，優選的，本實施例中，該反射型偏光增亮膜片60的材料為SiO₂，可以理解的是，所述反射型偏光增亮膜片60還可採用其他任何合適的材料製成。

具體的，在850℃-900℃溫度的環境下，該連接塊50熔化，將所述封裝基板10的反射部和所述反射型偏光增亮膜片60緊密結合在一起，同時對應所述螢光層的區域與所述偏光增亮膜片之間存在間隙。即在低溫共燒後，該封裝基板10設有連接塊的部分與所述反射型偏光增亮膜片60緊密貼合，對應螢光層40的部分與所述反射型偏光增亮膜片60仍存在間隙，從而既保證了所述封裝基板10和所述反射型偏光增亮膜片60的穩固連接，同時也避免了該整個 發光二極體100在共燒的制程中受到破壞。

請再參閱圖5，將共燒完畢後的發光二極體100切割，從而分離出光效率更高的多個發光二極體封裝元件。

圖6至圖11為本發明的第二實施例，該實施例中的LED封裝制程與上述第一實施例中的封裝制程相似，不同之處在於第二實施例中提供多個相互分離的封裝基板10，並將該多個封裝基板10設於一載板70上，如此則後續形成發光二極體100後，只需將每一封裝基板10與所述載板70分離。

與先前技術相比，本發明該發光二極體在該反射部的上表面設置複數連接塊，將反射型偏光增亮膜片設置在LED的出光面上，藉由低溫共燒的方式，使該封裝基板對應反射部上表面的區域和反射型偏光增亮膜片緊密結合在一起，同時該封裝基板對應該螢光層的區域和反射型偏光增亮膜片相互間隔，從而既保證了所述封裝基板和所述反射型偏光增亮膜片的穩固連接，同時也避免了該發光二極體在共燒的制程中受到破壞。

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。

100‧‧‧發光二極體

10‧‧‧封裝基板

11‧‧‧第一表面

12‧‧‧第二表面

132‧‧‧反射部

20‧‧‧導電架

30‧‧‧發光二極體元件

40‧‧‧螢光層

50‧‧‧連接塊

60‧‧‧反射型偏光增亮膜片

Claims (8)

1. 一種發光二極體封裝方法，包括步驟：提供一封裝基板；蝕刻所述封裝基板的上表面使封裝基板形成複數反射杯，並在每一反射杯內設置一個導電架，每一個導電架包括相互間隔的第一電極和第二電極；在各導電架上設置一發光二極體元件，並將發光二極體元件與該第一電極及第二電極形成電性連接；在所述發光元件上覆蓋形成一螢光層，所述螢光層設於該反射杯中並與所述反射杯上表面有一段距離；在該封裝基板的各反射杯之間的上表面上設置複數連接塊；在該複數連接塊上設置反射型偏光增亮膜片；低溫共燒所述反射型偏光增亮膜片及連接塊，以通過連接塊將反射型偏光增亮膜片結合在該封裝基板上，該螢光層和反射型偏光增亮膜片之間呈現一空隙；及切割所述封裝基板、反射型偏光增亮膜片及連接塊以形成多個發光二極體封裝元件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝方法，其中，每一反射杯包括一承載部和貼設該承載部上表面的反射部，所述反射部圍成一收容空間，該反射部的下表面與所述承載部的部分上表面相貼合，所述第一電極和第二電極設於該承載部的上表面並外露於所述收容空間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝方法，其中，所述複數連接塊設於該反射部的上表面上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝方法，其中，所述反射型偏光增亮膜片為多層膜片交疊而成，且均由出光性好的透明材料製成。
5. 如申請專利範圍第4項所述之發光二極體封裝方法，其中，該膜片由兩種折射率為1.88及1.64的化合物摻雜而成，每一膜片具有不同的折射率。
6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝方法，其中，所述低溫共燒的溫度範圍為850℃-900℃。
7. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝方法，其中，低溫共燒步驟後，所述封裝基板對應反射部上表面區域和所述反射型偏光增亮膜片緊密結合在一起。
8. 一種發光二極體封裝方法，包括步驟：提供複數相互分離的封裝基板，將所述複數封裝基板設於一載板上；蝕刻每一封裝基板的上表面使封裝基板形成複數反射杯，並在每一反射杯內設置一個導電架，每一個導電架包括相互間隔的第一電極和第二電極；在各導電架上設置一發光二極體元件，並將發光二極體元件與該第一電極及第二電極形成電性連接；在所述各發光二極體元件上形成一螢光層以覆蓋該發光二極體元件；在所述發光元件上覆蓋形成一螢光層，所述螢光層設於該反射杯中並與所述反射杯上表面有一段距離；在該封裝基板的各反射杯之間的第一表面上設置複數連接塊；在該複數連接塊上設置反射型偏光增亮膜片；低溫共燒所述反射型偏光增亮膜片及連接塊，以通過連接塊將反射型偏光增亮膜片結合在該封裝基板上，該螢光層和反射型偏光增亮膜片之間呈現一空隙；及將所述複數封裝基板從該載板上分離以形成多個發光二極體封裝元件。