TWI458136B - 發光二極體封裝方法 - Google Patents

Description

發光二極體封裝方法

本發明涉及一種發光二極體的封裝方法。

發光二極體(Light Emitting Diode，LED)是一種可將電流轉換成特定波長範圍的光電半導體元件。發光二極體以其亮度高、工作電壓低、功耗小、易與積體電路匹配、驅動簡單、壽命長等優點，從而可作為光源而廣泛應用於照明領域。

在發光二極體的封裝過程中，一般是藉由模具並採用注塑成型的方式在電極的表面形成基板以及反射元件，然後再藉由固晶、打線與點膠等過程以形成發光二極體元件。然而，在注塑成型的過程中，需要藉由較大的壓力使塑膠注入到模具中。此時，由於壓力的作用，塑膠很容易進入模具與電極之間的結合面，使到模具脫離後，電極的表面容易產生毛邊。

有鑒於此，有必要提供一種不容易產生毛邊的發光二極體的封裝方法。

一種發光二極體的封裝方法，包括以下步驟：

提供第一電極以及第二電極，第一電極與第二電極相互絕緣；

在第一電極與第二電極之上設置隔擋層，隔擋層中具有一環形的溝槽，所述溝槽從隔擋層的貫穿所述隔擋層以暴露出第一電極與第二電極的部分區域；

採用點膠的方式在溝槽中注入膠體材料，並使該膠體材料固化以形成反射元件，所述反射元件的內部具有一反射腔；

去除所述隔擋層；

在反射腔內設置發光二極體晶粒，所述發光二極體晶粒分別與第一電極與第二電極電性連接；以及

在反射腔內填充封裝材料層以完全覆蓋發光二極體晶粒。

在本發明所提供的發光二極體的封裝方法中，藉由設置隔擋層以及隔擋層之中的環形的溝槽，並採用點膠的方式在溝槽中注入膠體材料，由於點膠過程中對膠體材料所施加的壓力較小，上述過程不容易膠體材料滲入到隔擋層與第一電極與第二電極之間的結合面之中，從而避免了毛邊的產生。

下面參照附圖，結合具體實施方式對本發明作進一步的描述。

本發明所提供的發光二極體的封裝方法，其步驟具體如下所述。

請參見圖1-2，提供第一電極11以及第二電極12，第一電極11與第二電極12相互絕緣。在本實施例中，第一電極11與第二電極12之間具有一間隙，間隙裡面填充有絕緣材料層13。根據需要，絕緣材料層13頂部的寬度小於絕緣材料層13底部的寬度，從而使第一電極11的底面與第二電極12的底面之間的間距較大，以防止在應用過程中將發光二極體焊接到電路板的時候第一電極11與第二電極12因距離過近而發生短路。

請參見圖3-4，在第一電極11與第二電極12的上表面設置隔擋層21。隔擋層21的中設置有一環形的溝槽22，該溝槽22從隔擋層21的上表面延伸至其下表面以暴露出第一電極11與第二電極12的部分區域。該溝槽22將隔擋層21分割成第一部分23與第二部分24。第一部分23設置第一電極11與第二電極12的外側且環繞第二部分24設置。第二部分24形成在隔擋層21的中間位置，且同時覆蓋第一電極11與第二電極12的部分區域。在本實施例中，第二部分24具有一個底面與多個側面，且該多個側面傾斜於底面設置，從而使第二部分24截面的面積沿遠離第一電極11與第二電極12所在平面的方向上逐漸增大。所述隔擋層21採用特氟龍（Teflon）材料製作，從而在後續過程中較為容易地使隔擋層21與第一電極11與第二電極12相互分離。根據需要，所述隔擋層21的高度H設置於200μm到300μm之間。

請參見圖5-6，採用點膠的方式在隔擋層21的溝槽22內注入膠體材料，並使該膠體材料固化以形成反射元件31。所述膠體材料選自聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、環氧樹脂、矽樹脂或其他高分子材料。所述反射元件31的高度與隔擋層21的高度H大致相同，亦為200μm到300μm之間。根據需要，所述膠體材料可以由不透光的材料製成。

請參閱圖7-8，將隔擋層21從第一電極11與第二電極12分離，從而在第一電極11與第二電極12的表面遺留下反射元件31。在本實施例中，所述反射元件31內部具有一反射腔32，所述反射腔32由第一電極11、第二電極12以及反射元件31共同形成。

請參見圖9-10，在反射腔32內部設置發光二極體晶粒41。所述發光二極體晶粒41藉由覆晶安裝方式使發光二極體晶粒41的正負電極分別與第一電極11與第二電極12電性連接。根據需要，所述發光二極體晶粒41亦可以藉由打線方式使其正負電極分別與第一電極11與第二電極12形成電連接。所述發光二極體晶粒41的製作材料包括GaN、AlN、AlGaN、InGaN以及AlInGaN。

請參見圖11-12，在反射腔32中填充封裝材料層51以完全覆蓋發光二極體晶粒41，以防止外界的灰塵或者水氣對發光二極體晶粒41的發光性能造成影響。根據需要，封裝材料層51的高度小於或等於反射元件31的高度，使所製作的發光二極體封裝體具有較小的厚度。在本實施例中，所述封裝材料層51的製作材料為矽膠或者環氧樹脂。同時，根據需要，所述封裝材料層51可以填充有螢光粉粒子，所述螢光粉粒子吸收發光二極體晶粒41所發出的光線並將其轉換成另一波長的光線。所述螢光粉粒子選自硫化物、矽酸鹽、氮化物、氮氧化物與釔鋁石榴石其中之一或其混合物。

上述發光二極體的封裝方法具有以下的技術效果：

（1）採用點膠的方式在環形的溝槽22中注入膠體材料，由於點膠過程中對膠體材料所施加的壓力較小，上述過程不容易膠體材料滲入到隔擋層21與第一電極11與第二電極12之間的結合面之中，從而避免了毛邊的產生。

（2）直接在第一電極11與第二電極12的表面設置反射元件31，然後再在反射元件31的內部設置發光二極體晶粒41。上述過程不需要設置基板即可完成發光二極體的封裝過程。即，該封裝過程可有效減小發光二極體封裝結構的厚度。

（3）採用特氟龍材料製作隔擋層21。由於特氟龍材料具有不易與其他物質起反應的特點，在後續分離隔擋層21以形成反射元件31的過程中，隔擋層21容易與第一電極11、第二電極12以及反射元件31相分離。

（4）藉由在反射元件31的反射腔32直接填充封裝材料層51，不需要額外的模具即可實現發光二極體晶粒41的封裝過程。

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。

11．．．第一電極

12．．．第二電極

13．．．絕緣材料層

21．．．隔擋層

22．．．溝槽

23．．．第一部分

24．．．第二部分

31．．．反射元件

32．．．反射腔

41．．．發光二極體晶粒

51．．．封裝材料層

圖1為本發明實施例所提供的發光二極體的封裝方法的第一個步驟的截面示意圖。

圖2為圖1中的第一個步驟的俯視示意圖。

圖3為本發明實施例所提供的發光二極體的封裝方法的第二個步驟的截面示意圖。

圖4為圖3中的第二個步驟的俯視示意圖。

圖5為本發明實施例所提供的發光二極體的封裝方法的第三個步驟的截面示意圖。

圖6為圖5中的第三個步驟的俯視示意圖。

圖7為本發明實施例所提供的發光二極體的封裝方法的第四個步驟的截面示意圖。

圖8為圖7中的第四個步驟的俯視示意圖。

圖9為本發明實施例所提供的發光二極體的封裝方法的第五個步驟的截面示意圖。

圖10為圖9中的第五個步驟的俯視示意圖。

圖11為本發明實施例所提供的發光二極體的封裝方法的第六個步驟的截面示意圖。

圖12為圖11中的第六個步驟的俯視示意圖。

11．．．第一電極

12．．．第二電極

13．．．絕緣材料層

31．．．反射元件

41．．．發光二極體晶粒

51．．．封裝材料層

Claims (10)

1. 一種發光二極體的封裝方法，包括以下步驟：
   提供第一電極以及第二電極，第一電極與第二電極相互絕緣；
   在第一電極與第二電極之上設置隔擋層，隔擋層中具有一環形的溝槽，所述溝槽從隔擋層的頂面貫穿所述隔擋層以暴露出第一電極與第二電極的部分區域；
   採用點膠的方式在溝槽中注入膠體材料，並使該膠體材料固化以形成反射元件，所述反射元件的內部具有一反射腔；
   去除所述隔擋層；
   在反射腔內設置發光二極體晶粒，所述發光二極體晶粒分別與第一電極與第二電極電性連接；以及
   在反射腔內填充封裝材料層以完全覆蓋發光二極體晶粒。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體的封裝方法，其中，所述第一電極與第二電極之間形成有絕緣材料層。
3. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體的封裝方法，其中，所述絕緣材料層頂部的寬度小於絕緣材料層底部的寬度。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體的封裝方法，其中，所述隔擋層由特氟龍材料製作。
5. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體的封裝方法，其中，所述隔擋層的高度範圍為200μm到300μm。
6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體的封裝方法，其中，所述溝槽將隔擋層分成第一部分與第二部分，第一部分環繞第二部分設置，第二部分形成在隔擋層的中間位置且同時覆蓋第一電極與第二電極的部分區域。
7. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體的封裝方法，其中，所述第二部分具有一個底面與多個側面，所述多個側面傾斜於底面設置，第二部分的截面面積沿遠離第一電極與第二電極所在平面的方向上逐漸增大。
8. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體的封裝方法，其中，所述反射元件的製作材料包括聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、環氧樹脂或矽樹脂。
9. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體的封裝方法，其中，所述反射元件的高度與隔擋層的高度相同。
10. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體的封裝方法，其中，所述封裝材料層的厚度小於反射元件的高度。