TWM509437U - 發光二極體之封裝結構 - Google Patents

Description

發光二極體之封裝結構

本新型是關於封裝結構，尤其是關於發光二極體之封裝結構。

目前技術中，某些發光二極體之封裝結構的側壁的材料是聚鄰苯二甲醯胺（polyphthalamide, PPA），此種封裝結構中，射向側壁之光線會有相當比例（例如50%以上的比例）被側壁所吸收，因而導致發光效率的減損。

此外，某些發光二極體之封裝結構是結合於構造相對複雜的導電架（例如一體成型之導電架）上，再經由該導電架與外部電路形成電性連接；另有一些發光二極體之封裝結構是經由構造相對單純的導電孔與導電墊所形成的路徑而與外部電路形成電性連接。前者會有導電架製作相對不易與成本相對高昂的問題，後者會有封裝結構與外部電路之結合強度不足的問題。

鑑於先前技術之問題，本新型之一目的在於提供一種發光二極體之封裝結構以改善先前技術。

本新型揭露一種發光二極體之封裝結構。該封裝結構之一實施例包含：一電連接層，包含二電連接部；一發光二極體晶粒，包含二電極分別電性連接至該二電連接部；一光反應材料， 覆蓋該發光二極體晶粒與至少一部分該電連接層；一分隔體，位於該光反應材料的至少二邊緣，該分隔體之材質為非導電之熱固型材料；以及一連接座。上述連接座包含：一非導電體，包含一上表面、一第一側表面、一第二側表面與一下表面；以及一第一導電體與一第二導電體，該第一與第二導電體相互被電性隔絕，該第一導電體固定於該上表面、該第一側表面與該下表面，並與該二電連接部其中之一形成電性連接，該第二導電體固定於該上表面、該第二側表面與該下表面，並與該二電連接部其中另一形成電性連接。

有關本新型的特徵、實作與功效，茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下。

以下說明內容之用語是參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。另外，在實施為可能的前提下，本說明書所描述之事件或物件間的相對關係，其涵義可包含直接或間接的關係，所謂「間接」是指事件間有中間事件或時間間隔之存在，或指物件間有中間物件或物理空間之存在。

本新型之揭露內容包含發光二極體（LED）之封裝方法與結構，具有相對容易實現與結合強度充足等特性。在實施為可能的前提下，本揭露之方法步驟無執行順序的限制，且下述實施例中任一實施例之部分或全部技術特徵或者複數個實施例之部分或全部技術特徵之組合可被選擇性的實施。

請參閱圖1，其是本揭露之發光二極體之封裝方法之一實施例的示意圖，包含下列步驟： 步驟S110：取得一封裝基底。如圖2所示，該封裝基底200包含一電連接層210，該電連接層210包含至少二電連接部212，並可位於一支撐體220上（如虛線所示），該支撐體220可以是後述之連接座（不屬於封裝基底200）或支撐基板（屬於封裝基底200）。 步驟S120：將至少一發光二極體晶粒固定於該封裝基底上。如圖3所示，該至少一發光二極體晶粒包含一發光二極體晶粒300，該發光二極體晶粒300之二電極310分別電性連接至電連接部212。請注意，雖然圖3之發光二極體晶粒300是以電極向下方式（例如覆晶（flip chip）方式）固定於封裝基底200上，於本新型之一替代實施例中，發光二極體晶粒300也可以電極向上方式固定於封裝基底200上如圖4所示，此時二電極310是透過打線或其等效手段電性連接至電連接部212。 步驟S130：將一光反應材料覆蓋該至少一發光二極體晶粒與至少一部分該電連接層，以得到至少一發光單元。如圖5所示，該光反應材料500例如是包含螢光粉之膠體或類似材料；該至少一發光單元包含一第一發光單元，該第一發光單元包含該發光二極體晶粒300。 步驟S140：取得一連接座，該第一發光單元固定於該連接座上。如圖6所示，該連接座600包含：一非導電體610，包含一上表面612、一第一側表面614、一第二側表面616與一下表面618；以及一第一導電體620與一第二導電體630。該第一與第二導電體620、630相互被電性隔絕，該第一導電體620固定於該上表面612、該第一側表面614與該下表面618，並與電連接部212的其中之一形成電性連接，該第二導電體630固定於該上表面612、該第二側表面616與該下表面618，並與電連接部212的其中另一形成電性連接。

如圖7所示，為增加出光指向性或界定光反應材料之覆蓋範圍，本揭露之封裝方法的另一實施例進一步包含下列步驟： 步驟S710：在該光反應材料覆蓋該至少一發光二極體晶粒與至少一部分該電連接層前，形成一第一分隔體於該封裝基底上如圖8所示，本步驟可實施於步驟S120之前或之後。本實施例中，第一分隔體800之表面的光反射率大於光吸收率與光透射率的至少其中之一，藉此增加出光指向性。舉例來說，第一分隔體800之材質可包含環氧模造化合物（Epoxy Molding Compound, EMC）以避免習知技術所採用之聚鄰苯二甲醯胺（polyphthalamide, PPA）的吸光缺點，並可進一步包含二氧化鈦（TiO2）或其它具有高反射率之材質以增加第一分隔體800之表面的光反射率，從而表面可能呈現白色。另外，如圖9所示，第一分隔體800可為一圍阻體，以在光反應材料500覆蓋至少一發光二極體晶粒與至少一部分電連接層210後環繞光反應材料500，從而界定光反應材料之覆蓋範圍。請注意，第一分隔體之材質除可採用環氧模造化合物，也可採用其它熱固型材料例如矽膠模造化合物（Silicon Molding Compound, SMC）等，亦即第一分隔體之材質為熱固型材料；另請注意，形成該第一分隔體之方式可包含轉注模造（Transfer Molding）工法或其它已知或自行設計的適當工法。

如圖10所示，為製造單一發光二極體之封裝結構，本揭露之封裝方法的又一實施例進一步包含下列步驟： 步驟S1010：在該光反應材料覆蓋該至少一發光二極體晶粒與至少一部分該電連接層後以及該第一發光單元固定於該連接座前，沿著該第一分隔體進行切割以界定該第一發光單元如圖11所示，其中虛線代表切割線。本實施例中，被切割後的該第一分隔體800之厚度之最薄處窄於100微米以利於封裝結構之微型化，然此是實施選擇，非實施限制。請注意，受限於模造工法或類似既有工法的技術與成本限制，第一分隔體800之厚度極難於形成時控制在100微米以下，且部分先前技術為確保封裝結構之強度於形成類似第一分隔體之側壁後也無法進一步對該側壁進行切割，本實施例是藉由採用封裝前相互獨立之封裝基底與連接座以及創新的封裝流程而得以解決上述問題。另外，本新型之一替代實施例是在第一發光單元固定於連接座後才沿著第一分隔體進行切割，類似地，藉由實施選擇，被切割後的該第一分隔體之厚度之最薄處窄於100微米。

承前所述，步驟S140之連接座可用來支撐步驟S110之封裝基底以便執行後續封裝步驟。然而，若步驟S110至步驟S130執行於步驟S140之前，則步驟S110之封裝基底可包含一支撐基板如圖12所示。支撐基板1200上設有電連接層210，且材質與結構可視實施者之需求來決定。當支撐基板1200之材質均為非導電材質（例如玻璃、塑料等）或支撐基板1200得移除以便電連接層210與前述之連接座形成電性連接時，本揭露之封裝方法提供一相對應的實施例如圖13所示，包含下列步驟： 步驟S1310：在沿著該第一分隔體進行切割前，移除該支撐基板如圖14所示。移除該支撐基板的方式可採非破壞性方式，以便重複使用支撐基板，達到環保與節省成本的效果。於一替代實施例中，該支撐基板可於切割第一分隔體後再被移除。

另外，在封裝基底包含支撐基板的前提下，本揭露之封裝方法也可選擇性地執行下列步驟；在至少一發光二極體晶粒固定於封裝基底後以及第一發光單元固定於連接座前，移除該支撐基板。舉例來說，上述步驟之一實施例為：在該光反應材料覆蓋該至少一發光二極體晶粒與至少一部分該電連接層後以及該第一發光單元固定於該連接座前，移除該支撐基板。

經由前揭封裝方法所製造的發光二極體之封裝結構同樣具有創新性。更具體地說，本新型之發光二極體之封裝結構的一實施例如圖15所示，此封裝結構1500包含： 一電連接層，包含二電連接部1510；一發光二極體晶粒1520，包含二電極（未顯示）以電極向上或電極向下方式分別電性連接至二電連接部1510（如圖3與圖4所示）；一光反應材料1530， 覆蓋該發光二極體晶粒1520與至少一部分該電連接層1510； 一分隔體1540，位於該光反應材料1530的至少二邊緣，該分隔體1540之材質為非導電之熱固型材料；以及一連接座1550。所述連接座1550包含：一非導電體1552，包含一上表面、一第一側表面、一第二側表面與一下表面；以及一第一導電體1554與一第二導電體1556，該第一與第二導電體1554、1556相互被電性隔絕，該第一導電體1554固定於該上表面、該第一側表面與該下表面，並與該二電連接部1510其中之一形成電性連接，該第二導電體1556固定於該上表面、該第二側表面與該下表面，並與該二電連接部1510其中另一形成電性連接。請注意，第一與第二導電體1554、1556可固定於非導電體1552的更多表面上以增加結構強度，舉例而言，若非導電體1552進一步包含一第三側表面與一第四側表面，第一導電體1554可固定於該上表面、該第一側表面、該第三與第四側表面的至少其中之一與該下表面，且第二導電體1556可固定於該上表面、該第二側表面、該第三與第四側表面的至少其中之一與該下表面。

由於本技術領域具有通常知識者能夠藉由前揭封裝方法之實施例來推知上述封裝結構之實施例的細節與變化，更明確地說，前揭方法實施例的技術特徵均可合理應用於此結構實施例中，因此，在不影響此結構實施例的揭露要求與可實施性的前提下，重複及冗餘之說明在此予以節略。請注意，本說明書之圖示中，步驟之順序以及元件之形狀、尺寸、比例等僅為示意，是供本技術領域具有通常知識者瞭解本新型之用，非用以限制本新型。

綜合上述，本揭露之發光二極體之封裝方法與結構藉由創新可行的方式來達成下列優點的至少其中之一：結合強度高；封裝尺寸小；成本節省；與實現容易。

雖然本新型之實施例如上所述，然而該些實施例並非用來限定本新型，本技術領域具有通常知識者可依據本新型之明示或隱含之內容對本新型之技術特徵施以變化，凡此種種變化均可能屬於本新型所尋求之專利保護範疇，換言之，本新型之專利保護範圍須視本說明書之申請專利範圍所界定者為準。

S110~S140‧‧‧步驟
200‧‧‧封裝基底
210‧‧‧電連接層
220‧‧‧支撐體
212‧‧‧第一電連接部
300‧‧‧發光二極體晶粒
310‧‧‧電極
500‧‧‧光反應材料
600‧‧‧連接座
610‧‧‧非導電體
612‧‧‧上表面
614‧‧‧第一側表面
616‧‧‧第二側表面
618‧‧‧下表面
620‧‧‧第一導電體
630‧‧‧第二導電體
S710‧‧‧步驟
800‧‧‧第一分隔體
S1010‧‧‧步驟
1200‧‧‧支撐基板
S1310‧‧‧步驟
1500‧‧‧封裝結構
1510‧‧‧電連接部
1520‧‧‧發光二極體晶粒
1530‧‧‧光反應材料
1540‧‧‧分隔體
1550‧‧‧連接座
1552‧‧‧非導電體
1554‧‧‧第一導電體
1556‧‧‧第二導電體

〔圖1〕為本揭露之發光二極體之封裝方法之一實施例的示意圖； 〔圖2〕為圖1之步驟S110之一實施例的示意圖； 〔圖3〕為圖1之步驟S120之一實施例的示意圖； 〔圖4〕為圖1之步驟S120之另一實施例的示意圖； 〔圖5〕為圖1之步驟S130之一實施例的示意圖； 〔圖6〕為圖1之步驟S140之一實施例的示意圖； 〔圖7〕為本揭露之發光二極體之封裝方法之另一實施例的示意圖； 〔圖8〕為圖7之步驟S710之一實施例的示意圖； 〔圖9〕為圖7之第一分隔體環繞光反應材料之示意圖； 〔圖10〕為本揭露之發光二極體之封裝方法之又一實施例的示意圖； 〔圖11〕為圖10之步驟S1010之一實施例的示意圖； 〔圖12〕為圖1之步驟S110之另一實施例的示意圖； 〔圖13〕為對應圖12之本揭露之封裝方法之再一實施例的示意圖； 〔圖14〕為圖13之步驟S1310之一實施例的示意圖；以及 〔圖15〕為本新型之發光二極體之封裝結構的一實施例的示意圖。

1500‧‧‧封裝結構

1510‧‧‧電連接部

1520‧‧‧發光二極體晶粒

1530‧‧‧光反應材料

1540‧‧‧分隔體

1550‧‧‧連接座

1552‧‧‧非導電體

1554‧‧‧第一導電體

1556‧‧‧第二導電體

Claims (5)

1. 一種發光二極體之封裝結構，包含： 一電連接層，包含二電連接部； 一發光二極體晶粒，包含二電極分別電性連接至該二電連接部； 一光反應材料， 覆蓋該發光二極體晶粒與至少一部分該電連接層； 一分隔體，位於該光反應材料的至少二邊緣，該分隔體之材質為非導電之熱固型材料；以及 一連接座，包含： 一非導電體，包含一上表面、一第一側表面、一第二側表面與一下表面；以及 一第一導電體與一第二導電體，該第一與第二導電體相互被電性隔絕，該第一導電體固定於該上表面、該第一側表面與該下表面，並與該二電連接部其中之一形成電性連接，該第二導電體固定於該上表面、該第二側表面與該下表面，並與該二電連接部其中另一形成電性連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體之封裝結構，其中該分隔體環繞該光反應材料。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之發光二極體之封裝結構，其中該熱固型材料包含環氧模造化合物或矽膠模造化合物。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之發光二極體之封裝結構，其中該分隔體之厚度之最薄處窄於100微米。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之發光二極體之封裝結構，其中該非導電體進一步包含一第三側表面與一第四側表面，且該第一導電體固定於該上表面、該第一側表面、該第三與第四側表面的至少其中之一與該下表面，該第二導電體固定於該上表面、該第二側表面、該第三與第四側表面的至少其中之一與該下表面。