TWI599077B - 發光二極體封裝結構及其製造方法 - Google Patents

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Description

發光二極體封裝結構及其製造方法
本發明涉及一種半導體封裝結構及其製造方法，尤其涉及一種發光二極體封裝結構及其製造方法。
相比於傳統的發光源，發光二極體(Light Emitting Diode，LED)具有重量輕、體積小、污染低、壽命長等優點，其作為一種新型的發光源，已經被越來越廣泛地應用。
習知的照明裝置或顯示裝置對側向出光光源的需求愈來愈多，然而現有的側向出光光源通常採用將原有的結構的發光二極體晶片裝設在裝置本體的側面以向側向出射光線，或藉由在發光二極體晶片出射光線的範圍內增加反射結構，從而得到側向出射的光線。然而以上兩種方式中，前者需要改變發光二極體晶片的安裝位置，從而需要對照明裝置內部的電路連接和空間位置排布進行重新設計，後者需要藉由額外增設反射結構來達到，這兩種方式均需要對照明裝置內部的結構進行調整，使整體結構複雜、工作量較大，且不利於批量生產。
有鑒於此，有必要提供一種結構簡單、且適用於批量生產的側向出光的發光二極體封裝結構及其製造方法。
一種發光二極體封裝結構，包括基板、形成於基板上的電極、固 定於基板上並與電極電性連接的發光二極體晶片、形成於基板上的反射杯以及覆蓋發光二極體晶片於基板上的封裝層，所述反射杯的側部形成有一開口，所述封裝層的頂面上形成有反射層，以使發光二極體發出的部分光線經由反射杯和/或反射層反射而從反射杯側部的開口處射出。
一種發光二極體封裝結構製造方法，包括以下步驟：提供一基板，並在基板上形成電極；在基板上形成反射杯；將複數個發光二極體晶片裝設於反射杯內並與基板的電極電性連接；在反射杯內形成封裝層；在封裝層的上部鋪設反射層；切割基板使每一反射杯分割成具有相對開口的兩部分。
本發明的發光二極體封裝結構是將在一個反射杯中設置多個發光二極體晶片，並在封裝層的頂面設置反射層，藉由將反射杯從中間切割成為兩個半邊。從而在發光二極體晶片側部的切口處形成可使光線出射的開口，得到可從側面出光的發光二極體封裝結構。該製造方法不需要增加其他的設計和操作設備，與製造一般正面出光的發光二極體封裝結構所需要的步驟和操作相差不多，因此比其他製造側向出光的發光二極體封裝結構簡便，適用於批量生產，由此可節省成本、提高效益。
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。
10、10a、10b‧‧‧基板
11‧‧‧第一側邊
12‧‧‧第二側邊
13‧‧‧第三側邊
14‧‧‧第四側邊
15a、15b‧‧‧通孔
16‧‧‧第一間隔區
17‧‧‧第二間隔區
20‧‧‧電極
21‧‧‧第一電極
22‧‧‧第二電極
23‧‧‧絕緣層
24‧‧‧反射面
30‧‧‧發光二極體晶片
40、40a‧‧‧反射杯
41‧‧‧開口
50‧‧‧封裝層
60‧‧‧反射層
圖1為本發明第一實施方式的發光二極體封裝結構的剖面示意圖。
圖2為圖1中的發光二極體封裝結構的俯視示意圖。
圖3為本發明第二實施方式的發光二極體封裝結構的剖面示意圖。
圖4至圖7為本發明一實施方式的發光二極體封裝結構的製造過程中各步驟所得的發光二極體封裝結構的剖面示意圖。
圖8為本發明一實施方式的發光二極體封裝結構的製造方法流程圖。
請參見圖1，本發明實施方式提供的發光二極體封裝結構，其包括基板10、在基板10上間隔設置的兩電極20、固定於第一基板10上並與電極20電性連接的發光二極體晶片30、位於發光二極體晶片30側部的反射杯40、覆蓋發光二極體晶片30的封裝層50及一反射層60。
所述基板10大致呈矩形平板狀，其包括四個側邊，第一側邊11、第二側邊12、第三側邊13和第四側邊14，其中第一側邊11和第三側邊13相對，第二側邊12和第四側邊14相對。
所述反射杯40沿該基板10的第一側邊11、第二側邊12和第三側邊13形成於基板10上，從而在基板10的第四側邊處形成一開口41，以供光線從該發光二極體封裝結構的側面射出。也就是說，在原有的環繞發光二極體晶片30四周的反射杯40上開設一個開口41， 從而使光線能夠從該開口41處射出。在其他實施方式中，所述基板10還可以為圓形、橢圓等其他形狀，則所述開口41即形成於環繞該基板10的反射杯40於發光二極體晶片30的一個側部。
所述封裝層50填充於該反射杯40中，並在反射杯40的開口41處與基板10的第四側邊平齊。該封裝層50的頂面與反射杯40的頂面共面。所述反射層60平鋪於封裝層50的頂面，並與發光二極體晶片30正對，以將自發光二極體晶片30發出並射向反射層60的光線進行反射。
所述發光二極體晶片30發出的所有光線一部分射向反射杯40，並經過反射杯40反射從而向基板10的第四側邊14處的開口41射出；另一部分光線射向反射層60，並經過反射層60反射從而向基板10的第四側邊14處的開口41射出。
進一步的，所述電極20包括相互間隔設置的第一電極21和第二電極22，將第一電極21和第二電極22分隔的基板10形成為絕緣層23。該第一電極21和第二電極22露出於基板10的上表面，且第一電極21和第二電極22佔據基板10的上表面較大的面積，亦即，第一電極21和第二電極22的露出於基板10上表面的面積遠大於絕緣層23的寬度。由於第一電極21和第二電極22均為金屬材料製成，因此兩電極20露出於基板10的上表面形成反射面24。經發光二極體晶片30發出的光線經由反射杯40和/或反射層60的反射後，一部分直接射向反射杯40的開口41處，並自該開口41射出發光二極體封裝結構以外；另一部分光線射向基板10。將第一電極21和第二電極22的上表面盡可能做的較大，從而使射向基板10的光線盡可能多的射在第一電極21和第二電極22形成的反射面24上，最終自 開口41出射到發光二極體封裝結構以外，從而避免基板10吸收此部分光線，造成光線的損失。
本發明實施方式提供的發光二極體封裝結構將發光二極體光源反射杯40的一個側部開設一個開口41，將發光二極體封裝結構除開口41外的其他區域封閉，並進一步的在除開口41外的光線可以照射到的其他表面，即反射杯40、反射層60和基板10的上表面上形成可反光的面，從而使發光二極體晶片30向各個方向發出的光線經過這些反射面的反射最終從側部的開口41處射出，從而形成側向出光的發光二極體封裝結構。此結構簡單，電極20的設置位置及連接方式與一般發光二極體結構無太大差異，以使本實施方式的發光二極體封裝結構連接固定於電路結構和其他發光模組中時不需要改變原有的設計和結構，具有較強的通用性和適應性。
本發明還提供上述發光二極體封裝結構的製造方法，以下，將結合其他附圖對該製造方法進行詳細說明。
請參閱圖2，提供一整體基板10a，在該整體基板10a上開設複數個通孔15a，並於該通孔15a中設置電極20。該整體基板10a呈平板狀。該整體基板10a可採用高分子材料或複合板材等材料製成。該複數個通孔15a包括一組或兩組以上，每組通孔15a至少包括四個通孔15a。在本實施方式中，該整體基板10a上開設有複數個孔徑較大的通孔15a，其中四個通孔15a為一組，每組通孔15a中的四個通孔15a兩兩之間的距離較小以形成第一間隔區16。各組通孔15a的最外側的通孔15a之間的距離較大，以形成用於設置反射杯40的第二間隔區17，亦即第一間隔區16的寬度小於第二間隔區17的寬度。每組通孔15a中填充金屬材料以形成四個相互間隔 的電極20。
請參閱圖3，為本發明另一實施方式提供的整體基板10b，該基板10b上開設有複數個工字型通孔15b，從而使形成於通孔15b中的電極20呈工字型，即，電極20的上下表面較多的裸露於基板10b的上下表面以外。以下僅以圖2所示實施例中的基板10a為例進一步說明發光二極體封裝結構的製造方法。
請參閱圖4，在基板10a上形成複數個反射杯40a。該反射杯40a形成於基板10a的第二間隔區17上，並環繞每組通孔15a以將各組通孔15a環設在反射杯40a以內。該反射杯40a的反射面為自反射杯頂面至基板10a漸縮的傾斜面。
請參閱圖5，將複數個發光二極體晶片30裝設於反射杯40a內並與基板10a的電極20電性連接。在本實施方式中，每一個反射杯40a內裝設的發光二極體晶片30的數量至少為兩個。每一發光二極體晶片30藉由固晶打線的方式與相鄰的兩電極20分別電連接。相鄰兩電極20之間由絕緣層23間隔開來。在其他實施方式中，該發光二極體晶片30也可以利用覆晶或共晶的方式與電極20結合。
請參閱圖6，在反射杯40a內形成封裝層50覆蓋發光二極體晶片30於基板10a上。該封裝層50可採用注射成型或壓模成型的方式形成。該封裝層50的頂面與反射杯40a的頂面平齊，以形成一個共同的水平面。
請參閱圖7，在封裝層50的頂面形成一反射層60。該反射層60採用金屬薄膜材料製成，其可以為鋁、銀或兩者的合金。封裝層50的頂面與反射杯40a的頂面共面，該反射層60自封裝層50的頂面 鋪設並延伸至反射杯40a的頂面上。由此，該反射層60將封裝層50和反射杯40a的結合處密封，可避免外界的水氣或雜質自封裝層50和反射杯40a結合處進入封裝體內部，進而避免對發光二極體晶片30造成污染。該反射層60可採用物理氣相沉積法(PVD,Physical Vapor Deposition)、壓模成型或噴塗的方式形成。該反射層60的厚度在0.03微米至2微米(μm)之間。
請參閱圖8，切割該基板10a以使每一反射杯40a分割成兩個部分，切割處形成反射杯40a的開口41。在切割過程中，可先對基板10a的第二間隔區17以及第二間隔區17上形成的反射杯40a處進行第一次切割，以每個反射杯40a為界得到複數個個分離並完整的反射杯40a；再對每一個反射杯40a進行第二次切割，該第二次切割是將每個反射杯40a中的四個電極20從中間的第一間隔區16處切分形成兩個具有相對開口41的發光二極體封裝結構，如圖1所示。當然，在其他實施方式中，可根據第一間隔區16和第二間隔區17的位置提前設置好切割刀片的距離，採用多刀片對基板10a進行一次切割即可得到複數個個分離的側向發光的發光二極體封裝結構。
本發明的發光二極體封裝結構是將在一個反射杯40中設置多個發光二極體晶片30，並在封裝層50的頂面設置反射層60，藉由將反射杯40從中間切割成為兩個半邊。從而在發光二極體晶片30側部的切口處形成可使光線出射的開口41，得到可從側面出光的發光二極體封裝結構。該製造方法不需要增加其他的設計和操作設備，與製造一般正面出光的發光二極體封裝結構所需要的步驟和操作相差不多，因此比其他製造側向出光的發光二極體封裝結構簡 便，適用於批量生產，由此可節省成本、提高效益。
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。
10‧‧‧基板
11‧‧‧第一側邊
12‧‧‧第二側邊
13‧‧‧第三側邊
14‧‧‧第四側邊
20‧‧‧電極
21‧‧‧第一電極
22‧‧‧第二電極
23‧‧‧絕緣層
24‧‧‧反射面
30‧‧‧發光二極體晶片
40‧‧‧反射杯
41‧‧‧開口
50‧‧‧封裝層
60‧‧‧反射層

Claims (6)

  1. 一種發光二極體封裝結構製造方法，包括以下步驟：提供一基板，並在基板上形成電極；在基板上形成反射杯，所述反射杯形成在第二間隔區上，並使每一反射杯環繞每組通孔於反射杯以內；將複數個發光二極體晶片裝設於反射杯內並與基板的電極電性連接；在反射杯內形成封裝層；在封裝層的上部鋪設反射層；及切割基板使每一反射杯分割成具有相對開口的兩部分。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構製造方法，其中，所述在基板上形成電極的步驟是在基板上開設複數個通孔，並在通孔中填充金屬材料，該複數個通孔包括一組或兩組以上，每組通孔至少包括四個通孔，該四個通孔相鄰兩個之間形成第一間隔區，各組通孔組與組之間形成第二間隔區，第一間隔區的寬度小於第二間隔區的寬度。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體封裝結構製造方法，其中，所述通孔呈工字型。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體封裝結構製造方法，其中，切割基板使每一反射杯分割成具有相對開口的兩部分是在將每組反射杯沿第二間隔區切分後，再對每一反射杯的第一間隔區進行二次切分。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構製造方法，其中，在封裝層的上部鋪設反射層的步驟是在所述封裝層的頂面鋪設金屬薄膜，該封裝層的頂面與反射杯的頂面共面，所述反射層自封裝層的頂面延伸至反射杯的頂面。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體封裝結構製造方法，其中，該反射層的厚度在0.03至2微米之間。
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