TWI550901B - Fluorescent composite resin substrate white light emitting diode device and manufacturing method thereof - Google Patents

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螢光複合樹脂基板白光發光二極體裝置及其製造方法
本發明係關於一種螢光複合樹脂基板白光發光二極體裝置及其製造方法；運用於白光發光二極體之LED基板，該裝置係利用該發光單元固置於該螢光複合樹脂基板，而可達到六面發光、光通量高、散熱又好的效果需求。
傳統LED之COB(chip on board)製程技術，主要是將發光元件直接固定在基板(鋁、PCB、陶瓷)上的製程而行之多年，然，該項傳統LED之COB(chip on board)製程技術所產生之LED產品，卻存在有單面發光、與光通量低無法有效提昇的困擾缺憾之所在。
因此缺憾而所衍生之COG(chip on glass)製程技術，主要是將發光元件直接固定在玻璃基板上的製程，因此而改變為六面發光、且光通量高於COB(chip on board)製程技術。
但COG(chip on glass)製程技術卻仍有其如下缺點存在：
一、玻璃基板散熱性較傳統的基板(鋁、PCB、陶瓷)差很多。
二、在製造過程中比起COB(chip on board)製程技術，COG(chip on glass)製程技術的玻璃基板容易碎裂，造成良率約只有60%， 且生產速度慢。
三、因為玻璃基板沒有內含螢光粉，封裝膠內含螢光粉，晶片發光後會造成正反二面色溫不同。
因此，如何解決此種習知習者之傳統LED之COB(chip on board)製程技術、COG(chip on glass)製程技術效果不完全等之不易實用之困擾，即是待解決的問題。
鑒於上述習知技術所造成之缺憾，本發明案一種螢光複合樹脂基板白光發光二極體裝置及其製造方法之主要目的在於，螢光複合樹脂基板白光發光二極體裝置可六面發光、光通量高、散熱好，且無正反兩面色溫不同之問題。
本發明案一種螢光複合樹脂基板白光發光二極體裝置及其製造方法之另一目的在於螢光複合樹脂基板白光發光二極體其製造方法製程可以達到大幅提升生產的良率與速度。
為達到上述及其他目的，本發明一種螢光複合樹脂基板白光發光二極體裝置及其製造方法，適用於白光發光二極體。
本發明案一種螢光複合樹脂基板白光發光二極體裝置及其製造方法尤可應用於白光發光二極體之LED基板裝置與製作方法。
本發明案一種螢光複合樹脂基板白光發光二極體裝置及其製造方法，其裝置係包括有螢光複合樹脂基板，該螢光複合樹脂基板是由一混合物經固化反應所製得；二導電支架，該等每一導電支架部份與該基板連接；發光單元，該發光單元設置於該基板的表面上；二導電線，該等 每一導電線分別連接該發光單元再各別連接於導電支架；封裝材，該封裝材是由一混合物固化反應所製得。
該螢光複合樹脂基板混合物包括可固化複合樹脂、硬化劑、螢光材。
該可固化複合樹脂，為樹脂與玻璃填充物的結合。
該可固化複合樹脂中的樹脂包含但不僅限於環氧樹脂(Epoxy)、雙酚A系環氧樹脂(Bisphenol A Epoxy)、脂環系環氧樹脂(Cycloaliphatic Epoxy)、聚矽氧烷改質環氧樹脂(Siloxane Modified Epoxy Resins)、聚酸甲酯改質環氧樹脂(Acrylic Modified Epoxy Resins)、其他有機改質環氧樹脂(Other organic Modified Epoxy Resins)、矽氧樹脂(Silicone)、矽凝膠(Silicone gel)、矽橡膠(Silicone Rubber)、矽氧烷樹脂(Silicone Resin)、有機改質聚矽氧烷樹脂(Organic Modified Silicone Resin)。
該可固化複合樹脂中的玻璃填充物是選擇一般玻璃(SiO2)或藍寶石玻璃(Al2O3)，其型態以玻璃粉、奈米級玻璃粉、奈米級藍寶石玻璃粉、玻璃球、玻璃薄膜、玻璃纖維、玻璃纖維布、藍寶石玻璃粉、藍寶石玻璃球或藍寶石玻璃纖維、以二氧化矽(SiO2)為主體改質之粉體、以三氧化二鋁(Al2O3)為主體改質之粉體呈現。
該螢光複合樹脂基板混合物以總量為100wt%計算，可固化複合樹脂的玻璃填充物含量範圍為1wt%至70wt%。
該硬化劑是選擇酸酐類(Acid Anhydride)之硬化劑或光起始劑(Initiator)或酚醛樹脂(Phenolic Resins)或白金觸媒(Platinum based Catalyst)。
該螢光材以黃色螢光材為主，另包含其他輔助色溫及演色性調整之紅色或綠色或橘色螢光材。
該螢光材為鋁酸鹽系(Aluminate)、矽酸鹽系(Silicate)、氮化物系(Nitride)以及氮氧化物系(Oxynitride)螢光材料。
該等每一導電支架部分內嵌在該基板中。
該發光單位為發出500nm以下波長的發光單元之藍光發光二極體晶粒或紫光發光二極體晶粒。
該封裝材混合物包括可固化樹脂、硬化劑、螢光材。
該封裝材中混合物的可固化樹脂，其樹脂選擇包含但不僅限於環氧樹脂(Epoxy)、雙酚A系環氧樹脂(Bisphenol A Epoxy)、脂環系環氧樹脂(Cycloaliphatic Epoxy)、聚矽氧烷改質環氧樹脂(Siloxane Modified Epoxy Resins)、聚酸甲酯改質環氧樹脂(Acrylic Modified Epoxy Resins)、其他有機改質環氧樹脂(Other organic Modified Epoxy Resins)、矽氧樹脂(Silicone)、矽凝膠(Silicone gel)、矽橡膠(Silicone Rubber)、聚矽氧烷樹脂(Silicone Resin)、有機改質聚矽氧烷樹脂(Organic Modified Silicone Resin)。
本發明一種一種螢光複合樹脂基板白光發光二極體製造方法為：
A)首先，先製作出該螢光複合樹脂基板，其包含有可固化複合樹脂、硬化劑、螢光粉材。
B)再，將該等二支導電支架部分內嵌在該螢光複合樹脂基板中連接，形成該等二支導電支架與螢光複合樹脂基板連接。
C)接著，以一發光元件，將其設置於該螢光複合樹脂基板 的表面上，然後提供二條導電線，該等二條導電線分別連接於該發光元件，與各別的導電支架上。
D)最後，將該封裝材覆蓋至該等導線及該發光元件上，對該封裝材施予一能量，形成螢光複合樹脂基板白光發光二極體之成品。
因此，本發明案一種螢光複合樹脂基板白光發光二極體裝置及其製造方法，藉由該螢光複合樹脂基板混合物包括可固化複合樹脂、硬化劑、螢光材的組成，而能運用於白光發光二極體運作時，所以當該發光單元發光時可以從正反面與四側面同時產生六面發光，光通量自然是高於COB(chip on board)技術，且因該螢光複合樹脂基板本身含有螢光粉，所以晶片反面光源可以直接撞擊螢光粉發出白光，因此光通量也一樣大於COG(chip on glass)技術，且無正反兩面色溫不同之問題存在，又因為螢光複合樹脂基板含有螢光粉，且底部有多邊形或圓孔狀的設計，所以散熱比玻璃基板好很多，接近傳統的PCB或鋁基板，再者因為螢光複合樹脂含有玻璃材料，其剛性與玻璃接近，但又不像純玻璃這麼脆，所以兼顧了剛性與韌性而大幅提升了生產的良率與速度之效果需求，因而成為本創作之有效創意者。
1‧‧‧螢光複合樹脂基板
2‧‧‧二導電支架
3‧‧‧發光單元
4‧‧‧二導電線
5‧‧‧封裝材
第一圖係根據本發明第一步驟實施例之外觀立體示意圖。
第二圖係根據本發明第一步驟實施例部分結構放大後之外觀立體示意圖。
第三圖係根據本發明第二步驟實施例部分結構 放大後之外觀立體示意圖。
第四圖係根據本發明完成步驟實施例部分結構放大後之外觀立體示意圖。
第五圖係根據本發明製造方法實施例之流程示意圖。
以下係藉由特定的具體實例說明搭配本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明案之精神下進行各種修飾與變更。
首先請貴 審查委員參閱如第一、第二圖，與第三、第四圖，搭配餘圖所示者，本發明案一種螢光複合樹脂基板白光發光二極體裝置及其製造方法，其裝置包括：螢光複合樹脂基板1，該螢光複合樹脂基板是由一混合物經固化反應所製得；二導電支架2，該等每一導電支架部份與該基板連接；發光單元3，該發光單元設置於該基板的表面上；二導電線4，該等每一導電線分別連接該發光單元再各別連接於導電支架；封裝材5，該封裝材是由一混合物固化反應所製得；而其中，該螢光複合樹脂基板1混合物包括可固化複合樹脂、硬化 劑、螢光材。
該可固化複合樹脂，為樹脂與玻璃填充物的結合。
該可固化複合樹脂中的樹脂包含但不僅限於環氧樹脂(Epoxy)、雙酚A系環氧樹脂(Bisphenol A Epoxy)、脂環系環氧樹脂(Cycloaliphatic Epoxy)、聚矽氧烷改質環氧樹脂(Siloxane Modified Epoxy Resins)、聚酸甲酯改質環氧樹脂(Acrylic Modified Epoxy Resins)、其他有機改質環氧樹脂(Other organic Modified Epoxy Resins)、矽氧樹脂(Silicone)、矽凝膠(Silicone gel)、矽橡膠(Silicone Rubber)、矽氧烷樹脂(Silicone Resin)、有機改質聚矽氧烷樹脂(Organic Modified Silicone Resin)。
該可固化複合樹脂中的玻璃填充物是選擇一般玻璃(SiO2)或藍寶石玻璃(Al2O3)，其型態以玻璃粉、奈米級玻璃粉、奈米級藍寶石玻璃粉、玻璃球、玻璃薄膜、玻璃纖維、玻璃纖維布、藍寶石玻璃粉、藍寶石玻璃球或藍寶石玻璃纖維、以二氧化矽(SiO2)為主體改質之粉體、以三氧化二鋁(Al2O3)為主體改質之粉體呈現。
該螢光複合樹脂基板1以總量為100wt%計算，可固化複合樹脂的玻璃填充物含量範圍為1wt%至70wt%。
該硬化劑是選擇酸酐類(Acid Anhydride)之硬化劑或光起始劑(Initiator)或酚醛樹脂(Phenolic Resins)或白金觸媒(Platinum based Catalyst)。
該螢光材以黃色螢光材為主，另包含其他輔助色溫及演色性調整之紅色或綠色或橘色螢光材。
螢光材為鋁酸鹽系(Aluminate)、矽酸鹽系(Silicate)、氮化物 系(Nitride)以及氮氧化物系(Oxynitride)螢光材料。
該發光單位為發出500nm以下波長的發光單元之藍光發光二極體晶粒或紫光發光二極體晶粒。
再請貴 審查委員參閱如第五圖搭配搭配餘圖；本發明案一種螢光複合樹脂基板白光發光二極體製造方法為：
A)首先，先製作出該螢光複合樹脂基板，其包含有可固化複合樹脂、硬化劑、螢光粉材。
B)再，將該等二支導電支架部分內嵌在該螢光複合樹脂基板中連接，形成該等二支導電支架與螢光複合樹脂基板連接。
C)接著，以一發光元件，將其設置於該螢光複合樹脂基板的表面上，然後提供二條導電線，該等二條導電線分別連接於該發光元件，與各別的導電支架上。
D)最後，將該封裝材覆蓋至該等導線及該發光元件上，對該封裝材施予一能量，形成螢光複合樹脂基板白光發光二極體之成品。
因此，本發明案一種螢光複合樹脂基板白光發光二極體裝置及其製造方法，藉由該螢光複合樹脂基板1混合物包括可固化複合樹脂、硬化劑、螢光材的組成，而能運用於白光發光二極體運作時，所以當該發光單元發光3時可以從正反面與四側面同時產生六面發光，光通量自然是高於COB(chip on board)技術，且因該螢光複合樹脂基板本身含有螢光粉，所以晶片反面光源可以直接撞擊螢光粉發出白光，因此光通量也一樣大於COG(chip on glass)技術，且無正反兩面色溫不同之問題存在，又因為螢光複合樹脂基板1含有螢光粉，且底部有多邊形或圓孔狀的設計，所以散熱比玻 璃基板好很多，接近傳統的PCB或鋁基板，再者因為螢光複合樹脂含有玻璃材料，其剛性與玻璃接近，但又不像純玻璃這麼脆，所以兼顧了剛性與韌性而大幅提升了生產的良率與速度之效果需求，因而成為本創作之有效創意者。
1‧‧‧螢光複合樹脂基板
2‧‧‧二導電支架

Claims (10)

  1. 一種螢光複合樹脂基板白光發光二極體裝置，其裝置包括：螢光複合樹脂基板，該螢光複合樹脂基板是由一混合物經固化反應所製得，且該混合物包括可固化複合樹脂、硬化劑、螢光材；其中該螢光複合樹脂基板混合物以總量為100wt%計算，可固化複合樹脂的玻璃填充物含量範圍為1wt%至70wt%；其中該可固化複合樹脂，為樹脂與玻璃填充物的結合；二導電支架，該等每一導電支架部份與該螢光複合樹脂基板連接；發光單元，該發光單元設置於該螢光複合樹脂基板的表面上；二導電線，該等每一導電線分別連接該發光單元再各別連接於導電支架；封裝材，該封裝材是由一混合物固化反應所製得，且該混合物包括可固化樹脂、硬化劑、螢光材，覆蓋於該等導電線及該發光單元上。
  2. 如申請專利範圍1所述之螢光複合樹脂基板白光發光二極體裝置，其中該可固化複合樹脂中的樹脂係選自由環氧樹脂(Epoxy)、雙酚A系環氧樹脂(Bisphenol A Epoxy)、脂環系環氧樹脂(Cycloaliphatic Epoxy)、聚矽氧烷改質環氧樹脂(Siloxane Modified Epoxy Resins)、聚酸甲酯改質環氧樹脂(Acrylic Modified Epoxy Resins)、其他有機改質環氧樹脂(Other organic Modified Epoxy Resins)、矽氧樹脂(Silicone)、矽凝膠(Silicone gel)、矽橡膠(Silicone Rubber)、矽氧烷樹脂(Silicone Resin)、有機改質聚矽氧烷樹脂(Organic Modified Silicone Resin)所組成之群組。
  3. 如申請專利範圍2所述之螢光複合樹脂基板白光發光二極體裝置，其中該可固化複合樹脂中的玻璃填充物係選自由一般玻璃以及藍寶石玻璃所組成之群組，其型態係為玻璃粉、奈米級玻璃粉、奈米級藍寶石玻璃粉、玻璃球、玻璃薄膜、玻璃纖維、玻璃纖維布、藍寶石玻璃粉、藍寶石玻璃球或藍寶石玻璃纖維。
  4. 如申請專利範圍1所述之螢光複合樹脂基板白光發光二極體裝置，其中該硬化劑是選擇酸酐類(Acid Anhydride)之硬化劑或光起始劑(Initiator)或酚醛樹脂(Phenolic Resins)或白金觸媒(Platinum based Catalyst)。
  5. 如申請專利範圍1所述之螢光複合樹脂基板白光發光二極體裝置，其中該螢光材為以黃色螢光材為主，另包含其他輔助色溫及演色性調整之紅色或綠色或橘色螢光材。
  6. 如申請專利範圍5所述之螢光複合樹脂基板白光發光二極體裝置，其中該螢光材為鋁酸鹽系(Aluminate)、矽酸鹽系(Silicate)、氮化物系(Nitride)以及氮氧化物系(Oxynitride)螢光材料。
  7. 如申請專利範圍1所述之螢光複合樹脂基板白光發光二極體裝置，其中該發光單元為發出500nm以下波長的發光單元之藍光發光二極體晶粒或紫光發光二極體晶粒。
  8. 如申請專利範圍1所述之螢光複合樹脂基板白光發光二極體裝置，其中該等每一導電支架部分內嵌在該螢光複合樹脂基板中。
  9. 如申請專利範圍1所述之螢光複合樹脂基板白光發光二極體裝置，其中該封裝材中混合物的可固化樹脂係選自由環氧樹脂(Epoxy)、雙酚A系環氧樹脂(Bisphenol A Epoxy)、脂環系環氧樹脂(Cycloaliphatic Epoxy)、聚矽氧烷改質環氧樹脂(Siloxane Modified Epoxy Resins)、聚酸甲酯改質環氧樹脂(Acrylic Modified Epoxy Resins)、其他有機改質環氧樹脂(Other organic Modified Epoxy Resins)、矽氧樹脂(Silicone)、矽凝膠(Silicone gel)、矽橡膠(Silicone Rubber)、聚矽氧烷樹脂(Silicone Resin)以及有機改質聚矽氧烷樹脂(Organic Modified Silicone Resin)所組成之群組。
  10. 一種螢光複合樹脂基板白光發光二極體製造方法，其二極體製造流程為：A)首先，先製作出該螢光複合樹脂基板，其包含有可固化複合樹脂、硬化劑、螢光粉材；其中，該可固化複合樹脂，為樹脂與玻璃填充物的結合；B)再，將二支導電支架部分內嵌在該螢光複合樹脂基板中連接，形成該等二支導電支架與螢光複合樹脂基板連接；C)接著，以一發光元件，將其設置於該螢光複合樹脂基板的表面上，然後提供二條導電線，該等二條導電線分別連接於該發光元件，與各別的導電支架上；D)最後，將一封裝材覆蓋至該等導電線及該發光元件上，對該封裝材施予一能量，形成螢光複合樹脂基板白光發光二極體之成品。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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TW201201419A (en) * 2010-06-29 2012-01-01 Semileds Optoelectronics Co Wafer-type light emitting device having precisely coated wavelength-converting layer

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