TWI521740B - Ｌｅｄ封裝體及其製造方法 - Google Patents

Description

LED封裝體及其製造方法

本發明是有關於一種LED封裝體，特別是指一種具反射杯(reflector)的LED封裝體及其製造方法。

參閱圖1，現有的提高發光二極體發光效率的方式，除了在傳統支架上射出成型塑料反射杯來增加反射率外，亦有如美國專利公告號7687292的發明，於基板91上固定LED晶粒92後，先以模製成型(molding)方式形成一螢光膠體層93，經過切割螢光膠體層產生溝槽94後，再次進行模製成型，形成白色矽膠層95以增加反射效果，再次切割而成為LED封裝體。但是多道模製成型對刀具的損耗較大、成本較高，且切割製程容易造成螢光膠與白色矽膠的交界面有因切割毛邊造成的不平整的狀態，導致日後容易入侵水氣或是產生剝離等使得產品良率不佳的情形。

因此，本發明之一目的，即在提供一種避免切割螢光膠體層而產生毛邊問題的LED封裝體製造方法。

本發明之另一目的，即在提供一種前述製造方法所製成的LED封裝體。

於是，本發明LED封裝體製造方法，包含以下步驟：於一基板上形成一導電線路層；以網印方式於該導電線路層形成一不透明的牆體層， 且該牆體層呈格狀而形成多個圍牆單元，使每一圍牆單元圍繞區域內的該導電線路層露出；於每一圍牆單元內的導電線路層上固定並電連接至少一LED晶粒；以模製成型方式形成一透光膠體層，且該透光膠體層覆蓋設置於導電線路層上的該等LED晶粒；及對應每一圍牆單元裁切形成多個LED封裝體。

較佳地，其中，於該導電線路層上預定形成該牆體層的區域先形成一墊高層，再將該牆體層形成於該墊高層上，該墊高層及該牆體層的整體高度大於該等LED晶粒的高度。

較佳地，其中，該導電線路層與該墊高層為相同材質，且該墊高層與該導電線路層的表面還被覆一高反射層。

較佳地，其中，每一圍牆單元具有一外圍牆及一分隔牆，以將所圍繞的導電線路層界定出一固晶區及一附屬元件區；該LED晶粒固定於該固晶區，且該步驟於每一附屬元件區還固定並電連接一齊納二極體。

較佳地，其中，該牆體層的材料是選自高反射的白色矽膠或油墨。

於是，本發明LED封裝體，包含：一板部、一導電線路層、一圍牆單元、至少一LED晶粒及一透光膠體層。

該導電線路層形成於該板部上。

該圍牆單元以網印方式形成於該導電線路層上，且將所圍繞區域內的該導電線路層露出。

該LED晶粒固定在圍牆單元內並電連接於該導電線路層。

該透光膠體層以模製成型方式形成，覆蓋設置於該導電線路層上的LED晶粒。

較佳地，其中，該圍牆單元具有一外圍牆及一分隔牆，並將該導電線路層界定出一固晶區及一附屬元件區；該LED晶粒固定並電連接於該固晶區；該LED封裝體還包含一固定並電連接於該附屬元件區的齊納二極體。

較佳地，其中，還包括一形成於該導電線路層與該圍牆單元間的墊高層，且該墊高層及該圍牆單元的整體高度大於該LED晶粒的高度。

較佳地，其中，該墊高層與該導電線路層由相同材質製成，且該墊高層與該導電線路層的表面被覆有一高反射層。

較佳地，其中，該圍牆單元的材料是選自高反射的白色矽膠或油墨。

本發明之功效在於：透過網印方式在基板上形成牆體層，固晶後只需一次模製成型，減少切割次數及刀具損耗，改善因切割毛邊所造成透光膠體層與牆體層介面的接著、剝離問題，有效防止水氣入侵，成為氣密性佳的高性賴度產品。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之四個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚地呈現。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2至圖4，本發明LED封裝體製造方法之一較佳實施例包含以下步驟：

步驟S1-於一基板1上形成一導電線路層2。在本實施例，導電線路層2以電鍍銅製程所形成，並形成於基板1的上表面，具有正、負電極201、202區，而在基板1的下表面以相同方式形成焊墊203、204。此外，基板1在特定位置預先設置穿孔，而在電鍍銅製程時將銅鍍滿穿孔形成導電柱205、206(僅示於圖4)，用以分別連接導電線路層2的正、負電極201、202及焊墊203、204。

步驟S2-於該導電線路層2上預定形成後述牆體層3的區域先形成一墊高層24。墊高層24同樣以電鍍銅製程形成，於導電線路層2的部分區域進一步沉積銅所形成，故墊高層24較導電線路層2凸出。

步驟S3-以網印方式於墊高層24上形成一不透明的牆體層3，且該牆體層3呈格狀而形成多個圍牆單元30，使每一圍牆單元30圍繞區域內的導電線路層2露出。在本實施例，每一圍牆單元30具有一外圍牆32及一分隔牆33，以將所圍繞的導電線路層2界定出一固晶區21及一附屬元件區22。該牆體層3是使用反射率達80%以上的高反射白色矽膠或油墨進行網印製程以及熱處理，有利於LED晶粒41 光線的反射。在本實施例中，白色矽膠是使用"SWB-4501"的型號，熱處理的較佳條件為150℃ 2小時，油墨是使用顯像型防焊油墨"PSR-4000 WT03"，熱處理的較佳條件為150℃ 1小時。材料的選擇除了具高反射率以外，主要還以日後不易變色為考量，至於熱處理的參數則依各材料有所不同，不以上述為限。

步驟S4-於每一圍牆單元30內的導電線路層2上的固晶區21固定並電連接一LED晶粒41，於附屬元件區22固定並電連接一齊納二極體42(Zener diode)。該LED晶粒41與導電線路層2的正、負電極201、202電連接的方式，可使用覆晶技術(Flip-Chip)直接接觸電連接，或另行打線以金屬線電連接。

步驟S5-以模製成型方式形成一透光膠體層5，且該透光膠體層5覆蓋設置於導電線路層2上的該等LED晶粒41及齊納二極體42。該透光膠體層5可由混摻螢光粉的透明樹脂所形成。或者該透光膠體層5可僅由透明樹脂所形成，而在模製成型前先將螢光粉被覆於LED晶粒41表面。在其他實施態樣中，透光膠體層5還可使用如透明矽膠，只要能順利使光線傳遞並能隔離如水氣等外界干擾即可。透光膠體層5的頂面與LED晶粒41的頂面的垂直高度H較佳為150微米(μm)，可使LED晶粒41與混摻螢光粉的透明樹脂充分混光，可達到較佳的混光效果。

該透光膠體層5至少需覆蓋LED晶粒41，使該等LED晶粒41發出的光線經該透光膠體層5，於該牆體層3反射 後朝遠離該基板1的方向射出而離開該透光膠體層5。在本實施例中，是對應整個基板1的範圍均覆蓋有該透光膠體層5。亦即，牆體層3上亦覆蓋有透光膠體層5。

步驟S6-對應每一圍牆單元30裁切形成多個LED封裝體6。藉此，所完成的LED封裝體6只在最後封裝完成階段裁切以形成獨立的個體，而使透光膠體層5與牆體層3介面並無切割的製程，可避免切割毛邊所造成的如接著、剝離等問題，故可有效防止水氣入侵，成為氣密性佳的高性賴度產品。

參閱圖4，即為本發明LED封裝體6之第一較佳實施例，包含一板部10、一導電線路層2、二焊墊203、204、二導電柱205、206、一墊高層24、一圍牆單元30、一LED晶粒41、一齊納二極體42及一透光膠體層5。

板部10是由絕緣材質所製成。導電線路層2形成於該板部10上且由導電材質所製成，並具有呈塊狀而相間隔之正、負電極201、202。二焊墊203、204相間隔地設於該板部10底面。該等導電柱205、206分別由該導電線路層2的正、負電極201、202底面向下貫穿該板部10並分別連接焊墊203、204，以將正、負電極201、202分別與焊墊203、204電連接。藉此可將焊墊203、204直接焊接於電路板(未圖示)，即可使正、負電極201、202與電路板電連接。

墊高層24形成於導電線路層2與圍牆單元30間，並與該導電線路層2由相同材質製成，在本實施例皆為銅製成 。圍牆單元30是由高反射的白色矽膠或油墨製成，具有一外圍牆32及一分隔牆33，並將該導電線路層2界定出一固晶區21及一附屬元件區22。

LED晶粒41固定並電連接於固晶區21，齊納二極體42(Zener diode)固定並電連接於附屬元件區22。在本實施例，LED晶粒41及齊納二極體42以覆晶技術(Flip-Chip)直接與正、負電極201、202接觸電連接，但是其亦可用打線方式以金屬線與正、負電極201、202電連接。

透光膠體層5可由混摻螢光粉的透明樹脂所形成，覆蓋圍牆單元30及其所圍繞的區域，包括LED晶粒41、齊納二極體42及導電線路層2露出的部分，而使LED晶粒41發出的光線經過透光膠體層5後，再由該外圍牆32及分隔牆33反射後朝遠離該板部10的方向射出而離開該透光膠體層5。

此外，圍牆單元30的頂面高出LED晶粒41的頂面，並使LED晶粒41與其周圍的外圍牆32及分隔牆33相間隔，亦有利於LED晶粒41光線的反射。藉由分隔牆33阻隔LED晶粒41與齊納二極體42，也可降低齊納二極體42對LED晶粒41的吸光效應。另外，由於使用網印方式來形成圍牆單元30，圍牆單元30的轉角處會形成圓角，並非直角。

參閱圖5，本實施例中，該墊高層24的高度L1約為100至200微米(μm)，圍牆單元30高出LED晶粒41的頂面的高度L2約為25至100微米，LED晶粒41與圍牆單元30的距離L3可介於150至500微米，但上述尺寸L1、L2、 L3可視需要而彈性調整，不以此為限。此外，圍牆單元30與墊高層24交界的位置較佳地是位於LED晶粒41高度的2/3，即L1的尺寸較佳地位於LED晶粒41高度的2/3，可使LED封裝體6具有較佳的取光效率。圖5中並以箭頭標示光線的可能走向。

參閱圖6至圖9，本發明LED封裝體製造方法及LED封裝體6之第二較佳實施例與第一較佳實施例大致相同，其差異在於，在第二較佳實施例省略墊高層24。也就是說，以製造方法的實施步驟而言，如圖6所示步驟S71至S75，相較於第一較佳實施例省略了步驟S2(見圖2)，而使牆體層3直接形成在導電線路層2上，且形成多個圍牆單元30。以LED封裝體6而言，在第二較佳實施例圍牆單元30直接形成於導電線路層2上，但是透光膠體層5仍然覆蓋圍牆單元30、LED晶粒41、齊納二極體42及導電線路層2露出的部分。

雖然受限於網印技術的網印厚度，在沒有墊高層24加高的情況下，使得圍牆單元30整體的高度低於LED晶粒41及齊納二極體42(如圖9所示)，亦即，圍牆單元30的頂面低於LED晶粒41及齊納二極體42的頂面。然而，在本實施例中，圍牆單元30仍具有反射LED晶粒41發出的光線的效果。

參閱圖10至圖11，本發明LED封裝體製造方法及LED封裝體6之第三較佳實施例與第一較佳實施例大致相同，其差異在於，在第三較佳實施例，每一圍牆單元30僅具有 一外圍牆32，而沒有分隔牆33，因此僅將導電線路層2圍繞出一固晶區21。再者，在本實施例，未設置齊納二極體42。另外，所使用的LED晶粒41為垂直型LED(vertical LED)晶粒，該垂直型LED晶粒41的底面電極直接接觸導電線路層2的正電極201而電連接，頂面電極則以打線方式電連接導電線路層2的負電極202。同樣地，正、負電極201、202藉由導電柱205、206分別與焊墊203、204電連接。

參閱圖12，值得注意的是，由於本發明是使用電鍍及網印方式分別形成導電線路層2和牆體層3，故導電線路層2和牆體層3的總高度可能會比打線高度來的低，所以利用模製成型方式設置透光膠體層5時，導電線路層2、牆體層3及透光膠體層5的總高度需大於晶片及打線的總高度，以避免金線暴露在LED封裝體外。

同時參閱圖2及圖13，本發明LED封裝體製造方法之第四較佳實施例與第一較佳實施例大致相同，其差異在於，在基板1形成導電線路層2及墊高層24之步驟S2後，還包含一步驟S21，在導電線路層2及墊高層24表面鍍上一高反射層242，如鎳、銀等。更可有利於反射LED晶粒41光線。補充說明的是，該步驟S21可配合前述各實施態樣共同實施，均能有利於各實施態樣中的光線反射。

綜上所述，透過網印方式在基板1上形成高反射的牆體層3，固晶後只需一次模製成型，減少切割次數及刀具損耗，改善先前技術因切割毛邊所造成透光膠體層5與牆 體層3介面的接著、剝離問題，有效防止水氣入侵，成為氣密性佳的高性賴度產品，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧基板

10‧‧‧板部

2‧‧‧導電線路層

201、202‧‧‧正、負電極

203、204‧‧‧焊墊

205、206‧‧‧導電柱

21‧‧‧固晶區

22‧‧‧附屬元件區

24‧‧‧墊高層

242‧‧‧高反射層

3‧‧‧牆體層

30‧‧‧圍牆單元

32‧‧‧外圍牆

33‧‧‧分隔牆

41‧‧‧LED晶粒

42‧‧‧齊納二極體

5‧‧‧透光膠體層

6‧‧‧LED封裝體

S1至S6‧‧‧步驟

S21‧‧‧步驟

S71至S75‧‧‧步驟

圖1是一流程示意圖，說明先前技術；圖2是一流程示意圖，說明本發明LED封裝體製造方法的第一較佳實施例；圖3是一立體示意圖，說明該第一較佳實施例切割前的狀態；圖4是一立體分解示意圖，說明該第一較佳實施例的一LED封裝體；圖5是一剖視示意圖，說明該第一較佳實施例的尺寸關係；圖6是一流程示意圖，說明本發明LED封裝體製造方法的第二較佳實施例省略墊高層的實施態樣；圖7至9是示意說明該第二較佳實施例；圖10、11、12是示意說明本發明LED封裝體製造方法的第三較佳實施例使用一垂直型LED晶粒的實施態樣；及圖13是一截面示意圖，說明本發明LED封裝體製造方法的第四較佳實施例形成一高反射層的步驟S21。

1‧‧‧基板

10‧‧‧板部

2‧‧‧導電線路層

203、204‧‧‧焊墊

24‧‧‧墊高層

3‧‧‧牆體層

30‧‧‧圍牆單元

32‧‧‧外圍牆

33‧‧‧分隔牆

41‧‧‧LED晶粒

42‧‧‧齊納二極體

5‧‧‧透光膠體層

6‧‧‧LED封裝體

S1至S6‧‧‧步驟

Claims (10)

1. 一種LED封裝體製造方法，包含以下步驟：於一基板上形成一導電線路層；以網印方式於該導電線路層形成一反射率達80%以上的高反射牆體層，且該牆體層呈格狀而形成多個圍牆單元，使每一圍牆單元圍繞區域內的該導電線路層露出；於每一圍牆單元內的導電線路層上固定並電連接至少一LED晶粒，每一圍牆單元用以反射該至少一LED晶粒的光線，且每一圍牆單元整體的高度低於該至少一LED晶粒；以模製成型方式形成一透光膠體層，且該透光膠體層覆蓋設置於導電線路層上的該等LED晶粒；及對應每一圍牆單元裁切形成多個LED封裝體。
2. 如請求項1所述LED封裝體製造方法，其中，於該導電線路層上預定形成該牆體層的區域先形成一墊高層，再將該牆體層形成於該墊高層上，該墊高層及該牆體層的整體高度大於該等LED晶粒的高度。
3. 如請求項2所述LED封裝體製造方法，其中，該導電線路層與該墊高層為相同材質，且該墊高層與該導電線路層的表面還被覆一高反射層。
4. 如請求項1所述LED封裝體製造方法，其中，每一圍牆單元具有一外圍牆及一分隔牆，以將所圍繞的導電線路層界定出一固晶區及一附屬元件區；該LED晶粒固定於該固晶區，且該步驟於每一附屬元件區還固定並電連接一齊 納二極體。
5. 如請求項1所述LED封裝體製造方法，其中，該牆體層的材料是選自高反射的白色矽膠或油墨。
6. 一種LED封裝體，包含：一板部；一導電線路層，形成於該板部上；一圍牆單元，以網印方式形成於該導電線路層上，且將所圍繞區域內的該導電線路層露出，該圍牆單元為反射率達80%以上的高反射元件；至少一LED晶粒，固定於該圍牆單元內並電連接於該導電線路層，該圍牆單元用以反射該至少一LED晶粒的光線，且該圍牆單元整體的高度低於該至少一LED晶粒；及一透光膠體層，以模製成型方式形成，覆蓋設置於該導電線路層上的LED晶粒。
7. 如請求項6所述LED封裝體，其中，該圍牆單元具有一外圍牆及一分隔牆，並將該導電線路層界定出一固晶區及一附屬元件區；該LED晶粒固定並電連接於該固晶區；該LED封裝體還包含一固定並電連接於該附屬元件區的齊納二極體。
8. 如請求項6或7所述LED封裝體，其中，還包括一形成於該導電線路層與該圍牆單元間的墊高層，且該墊高層及該圍牆單元的整體高度大於該LED晶粒的高度。
9. 如請求項8所述LED封裝體，其中，該墊高層與該導電 線路層由相同材質製成，且該墊高層與該導電線路層的表面被覆有一高反射層。
10. 如請求項6所述LED封裝體，其中，該圍牆單元的材料是選自高反射的白色矽膠或油墨。