TWI459598B - 半導體封裝製造方法及其封裝結構 - Google Patents

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Description

半導體封裝製造方法及其封裝結構
本發明涉及一種半導體封裝製造方法及其封裝結構，尤其涉及一種以灌注的方式形成螢光層的半導體封裝製造方法及其封裝結構。
LED產業是近幾年最受矚目的產業之一，發展至今，LED產品已具有節能、省電、高效率、反應時間快、壽命週期時間長、且不含汞、具有環保效益等優點。然而由於LED的封裝製造方法會直接影響到其使用性能與壽命，例如在光學控制方面，可以藉由封裝製造方法提高出光效率以及優化光束分佈。目前在LED晶片上以點膠方式設置摻混有螢光粉的封膠，雖然該膠體與該螢光粉是具有提高LED發光效率作用，但是由於該點膠方式較難控制該封膠的形狀及厚度，將會導致LED出光的色彩不一致，出現偏藍光或者偏黃光。此外，該螢光粉封膠直接塗布於LED晶片上，由於存在有光散射的問題出光效率較低。有關該封膠的形狀及厚度難以控制的問題，可通過以模造的方式解決，但是這樣會增加製造程序以及成本。而關於光散射的問題，可通過設置聚焦透鏡的方式解決，然而該聚焦透鏡所產生的光場並不一定適合於使用時的需求，就如在照明上的使用，發光的光形有可能需要被局限以發揮 最佳照度，例如路燈、車前燈或是檯燈等，採用蝙蝠翼(Batwing)光場的光形可提升照度降低眩光，所以如何從半導體封裝的製造方法中使其出光的顏色更加均勻，同時能有特殊的光場增加照明效能，需要持續進行研究改善。
有鑒於此，有必要提供一種產生良好照明光場的半導體封裝製造方法及其封裝結構。
一種半導體封裝製造方法，其包括以下的步驟，提供一基板，在該基板上設置一第一電極以及一第二電極，並在該第一、二電極之間設置貫穿該基板的一孔洞，設置一LED晶片，在該第一、二電極上，並與該第一、二電極達成電性連接，形成一透鏡，在該LED晶片上方，該透鏡包括一凸部以及一凹部，並使該凹部位於該LED晶片的正向位置，及形成一螢光層，由該孔洞注入螢光材料覆蓋該LED晶片。
上述的半導體封裝製造方法中，由於該基板設置具有貫穿該基板的該孔洞，使該螢光層在該基板與該透鏡之間的形成不需要使用任何的模具，相較於一般螢光層的形成更加簡易，而且可以藉由定量的灌注控制該螢光層的厚度，提升該半導體封裝元件出光顏色的均勻度。另外，該透鏡包括一凸部以及一凹部，形成在該LED晶片的上方，能藉以產生具有高亮度的蝙蝠翼(Batwing)光場增加照明效能，從而具有製造成本低以及出光效果更佳的競爭上優勢。
10‧‧‧半導體封裝結構
12‧‧‧基板
120a‧‧‧頂面
120b‧‧‧底面
122‧‧‧第一電極
124‧‧‧第二電極
126‧‧‧孔洞
14‧‧‧LED晶片
16‧‧‧透鏡
162‧‧‧凸部
164‧‧‧凹部
18‧‧‧螢光層
圖1是本發明半導體封裝製造方法的步驟流程圖。
圖2是對應圖1提供一基板步驟的剖視圖。
圖3是對應圖1設置一LED晶片步驟的剖視圖。
圖4是對應圖1設置一LED晶片步驟的頂視圖。
圖5是對應圖1形成一透鏡步驟的剖視圖。
圖6是對應圖1形成一螢光層步驟的剖視圖。
圖7是本發明半導體封裝結構的剖視圖。
下面將結合附圖對本發明作一具體介紹。
請參閱圖1，所示為本發明半導體封裝製造方法的步驟流程圖，其包括以下的步驟：S11提供一基板，在該基板上設置一第一電極以及一第二電極，並在該第一、二電極之間設置貫穿該基板的一孔洞，S12設置一LED晶片，在該第一、二電極上，並與該第一、二電極達成電性連接，S13形成一透鏡，在該LED晶片上方，該透鏡包括一凸部以及一凹部，並使該凹部位於該LED晶片的正向位置，及S14形成一螢光層，由該孔洞注入螢光材料覆蓋該LED晶片。
該步驟S11提供一基板12，在該基板12上設置一第一電極122以及一第二電極124，並在該第一、二電極122、124之間設置貫穿該 基板12的一孔洞126(如圖2所示)，該基板12包括一頂面120a以及一底面120b，該第一、二電極122、124在該基板12的頂面120a兩側設置，並分別自該頂面120a延伸至該底面120b。該孔洞126位於該基板12的中央位置。
該步驟S12設置一LED晶片14，在該第一、二電極122、124上，並與該第一、二電極122、124達成電性連接，該LED晶片14是在該基板12頂面120a的該第一、二電極122、124上設置。該LED晶片14與該第一、二電極122、124的電性連接可以打線(Wire Bonding)、覆晶(Flip Chip)或是共晶(Eutectic)的方式達成。本實施例中該LED晶片14是以打線方式達成與該第一、二電極122、124的電性連(如圖3所示)。該LED晶片14在該第一、二電極122、124上的設置位置，是避開該基板12上貫穿的該孔洞126(如圖4所示)，使該孔洞126保持由該基板12頂面120a延伸至該基板12底面120b的暢通。
該步驟S13形成一透鏡16，在該LED晶片14上方，該透鏡16包括一凸部162以及一凹部164，並使該凹部164位於該LED晶片14的正向位置，該透鏡16是以模造(Molding)或是射出(Injection)成型的方式形成，請參閱圖5所示，該透鏡16位於該基板12頂面120a上，成型時該凸部162形成在該基板12頂面120a的外周圍，該凹部164則形成在該基板12頂面120a的中央位置。該基板12的中央位置，包含該基板12頂面120a上的該LED晶片14以及該孔洞126部分。
最後，該步驟S14形成一螢光層18，由該孔洞126注入螢光材料覆蓋該LED晶片14，該螢光層18以直接灌注的方式形成，由該孔洞 126位於該基板12底面120b的開口進行灌注(如圖6所示)。通過該孔洞126在該基板12頂面120a上的開口，使注入的螢光材料形成的該螢光層18完全覆蓋該LED晶片14。該螢光材料是包含有螢光粉的膠質材料。另外，該形成一螢光層18步驟S14是隨著該形成一透鏡16步驟S13進行，該步驟S13不論是以模造(Molding)或是射出(Injection)成型的方式形成，均具有模具(圖中未標示)設置以形成該透鏡16的凹部、凸部162、164構型，該透鏡16在模具內尚未固化成型前就可進行該步驟S14螢光層18的灌注，使該透鏡16與該螢光層18密合成型。該螢光層18灌注的厚度可由定量的螢光材料控制，使該螢光層18灌注的厚度小於該透鏡16的該凸部162的厚度。該透鏡16的折射率小於該螢光層18的折射率。
上述半導體封裝製造方法製造的半導體封裝結構10，包括一基板12、一LED晶片14、一透鏡16以及一螢光層18。該基板12上具有一第一電極122以及一第二電極124，該第一、二電極122、124上設置該LED晶片14，該LED晶片14與該第一、二電極122、124電性連接，該第一、二電極122、124之間具有貫穿該基板12的一孔洞126，該孔洞126上方設置該螢光層18並覆蓋該LED晶片14，該螢光層18上設置該透鏡16，該透鏡16包括一凸部162以及一凹部164，該凹部164位於該LED晶片14的正向位置。通過該透鏡16的該凹、凸部162、164構型可以發出具有蝠翼(Batwing)光場的光效能。
綜上，本發明半導體封裝製造方法，該螢光層18的形成，可以通過該透鏡16成型前一併製作，而且不需要其他任何的模具，直接經由貫穿該基板12的該孔洞126以灌注的方式形成，具有製造程 序簡單、成本低、出光顏色均勻的效能，可以有效提升半導體封裝結構發光效率。
應該指出，上述實施例僅為本發明的較佳實施方式，本領域技術人員還可在本發明精神內做其他變化。這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。

Claims (9)

  1. 一種半導體封裝製造方法，其包括以下的步驟：提供一基板，在該基板上設置一第一電極以及一第二電極，並在該第一、二電極之間設置貫穿該基板的一孔洞，設置一LED晶片，在該第一、二電極上，並與該第一、二電極達成電性連接，形成一透鏡，在該LED晶片上方，該透鏡包括一凸部以及一凹部，並使該凹部位於該LED晶片的正向位置，及形成一螢光層，由該孔洞注入螢光材料覆蓋該LED晶片，該形成一螢光層步驟中，是隨著該形成一透鏡步驟進行，該透鏡在模具內尚未固化成型前即進行該螢光層的灌注，使該透鏡與該螢光層密合成型。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的半導體封裝製造方法，其中，該提供一基板步驟中，該基板包括一頂面以及一底面，該第一、二電極在該基板的頂面兩側設置，並分別自該頂面延伸至該底面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的半導體封裝製造方法，其中，該孔洞位於該基板的中央位置。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的半導體封裝製造方法，其中，該設置一LED晶片步驟中，該LED晶片與該第一、二電極的電性連接以打線(Wire Bonding)、覆晶(Flip Chip)或是共晶(Eutectic)的方式達成。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的半導體封裝製造方法，其中，該設置一LED晶片步驟中，該LED晶片在該第一、二電極上的設置，避開該基板上的該孔洞。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的半導體封裝製造方法，其中，該形成一透鏡 步驟中，該透鏡是以模造(Molding)或是射出(Injection)成型的方式形成。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的半導體封裝製造方法，其中，該形成一螢光層步驟中，該螢光層灌注的厚度可由定量的螢光材料控制，使該螢光層灌注的厚度小於該透鏡凸部的厚度。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的半導體封裝製造方法，其中，該形成一螢光層步驟中，該透鏡的折射率小於該螢光層的折射率。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的半導體封裝製造方法，其中，該形成一螢光層步驟中，該螢光材料是包含有螢光粉的膠質材料。
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