TWM564830U - 光電封裝體 - Google Patents

Abstract

一種光電封裝體包括載板、至少一發光晶片、勻光層以及遮光圖案。載板包括基板以及位於基板的線路層。發光晶片裝設於基板上，並電連接線路層，其中發光晶片用於發出光線。勻光層覆蓋基板與線路層，並包覆發光晶片。遮光圖案形成於勻光層上，並用於遮擋部分光線。

Description

光電封裝體

本創作是有關於一種半導體封裝體（semiconductor package），且特別是關於一種具有遮光圖案（light-shielding pattern）的光電封裝體。

發光二極體（Light Emitting Diodes，LED）是一種半導體封裝體，並具有能發出光線的二極體裸晶（diode die），其中二極體裸晶通常是由晶圓（wafer）切割而成。一般而言，發光二極體大多具有偏小的出光角（viewing angle），以至於發光二極體會集中發出光線，導致發光二極體難以均勻地發光。因此，目前發光二極體很難直接均勻地發光，必須額外加裝二次光學元件，例如擴散片，才能達到均勻出光的效果。

本創作提供一種光電封裝體，其包括能促使光線均勻出射的勻光層（light uniform layer）。

本創作所提供的光電封裝體包括載板（carrier）、至少一發光晶片、勻光層以及遮光圖案。載板包括基板以及位於基板的線路層。發光晶片裝設於基板上，並電連接線路層，其中發光晶片用於發出光線。勻光層覆蓋基板與線路層，並包覆發光晶片，其中勻光層位於光線的傳遞路徑上。遮光圖案形成於勻光層上，並用於遮擋部分光線。

在本創作一實施例中，上述發光晶片的數量為多個。

在本創作一實施例中，這些發光晶片呈陣列排列。

在本創作一實施例中，上述勻光層包括透光層以及擴散層。透光層覆蓋基板與線路層，並包覆發光晶片。擴散層覆蓋透光層上，並用於發散光線，其中透光層位於載板與擴散層之間，並且位於光線的傳遞路徑上。

在本創作一實施例中，上述發光晶片具有一出光面，而透光層覆蓋及接觸出光面。

在本創作一實施例中，上述透光層的側邊與擴散層的側邊彼此切齊（be flush with）。

在本創作一實施例中，上述擴散層含有擴散粒子或用於被光線激發的螢光材料。

在本創作一實施例中，上述擴散層的折射率大於透光層的折射率。

在本創作一實施例中，上述基板包括金屬板以及絕緣層。絕緣層形成於金屬板上，並位於金屬板與線路層之間。

在本創作一實施例中，上述光電封裝體還包括保護層，其中保護層形成於勻光層上，並覆蓋遮光圖案。

基於上述，利用勻光層，光電封裝體能直接均勻地發光，無須額外加裝二次光學元件（例如擴散片）。如此，可以省去加裝二次光學元件所花費的金錢與時間，從而有助於降低生產成本與提升產能（throughput）。

為讓本創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是本創作一實施例的光電封裝體的剖面示意圖。請參閱圖1，光電封裝體100包括載板110以及至少一發光晶片120，其中載板110包括基板111以及位於基板111的線路層112。發光晶片120裝設於基板111上，並電連接線路層112，其中發光晶片120具有出光面121，並能從出光面121發出光線L1。在圖1所示的實施例中，光電封裝體100包括多個發光晶片120，而這些發光晶片120裝設於基板111。不過，在其他實施例中，光電封裝體100可以只包括一個發光晶片120。因此，圖1所示的發光晶片120數量僅為舉例說明，並非限定光電封裝體100所包括的發光晶片120的數量。

在本實施例中，發光晶片120可以是尚未封裝（unpackaged）的二極體裸晶，而光電封裝體100可為半導體封裝體。也就是說，光電封裝體100可以是發光二極體（LED），並且可以是一種離散元件（discrete component）。在其他實施例中，發光晶片120也可以是已封裝（packaged）的半導體封裝體，並且可包括載板以及裝設於此載板的二極體裸晶，所以光電封裝體100也可以包括至少一個已封裝的半導體封裝體。

另外，在圖1所示的實施例中，這些發光晶片120是以打線方式（wire-bonding）裝設於載板110上，但在其他實施例中，這些發光晶片120也可採用其他方式裝設於載板110上，例如覆晶方式（flip-chip）。所以，發光晶片120並不限定只能採用打線方式來裝設於載板110。

載板110為金屬基覆板（metal base board）。以圖1為例，基板111包括金屬板111a以及絕緣層111b，其中絕緣層111b形成於金屬板111a上，並且位於金屬板111a與線路層112之間。在其中一實施例中，載板110可以是鋁基覆板（aluminum base board），其中金屬板111a可為鋁金屬板，而線路層112可為銅金屬層。絕緣層111b的材料可以是氧化鋁，而且絕緣層111b可以是將金屬板111a表面的鋁氧化而形成。所以，絕緣層111b可以是緻密的氧化層，並能保持線路層112與金屬板111a彼此電性絕緣。

在圖1所示的實施例中，載板110還可以包括防焊層（solder mask）113，其中防焊層113形成於基板111上，而且防焊層113的類型可以是防焊層定義（Solder Mask Define，SMD），所以防焊層113會覆蓋部分線路層112，並接觸線路層112。不過，在其他實施例中，防焊層113的類型也可以是非防焊層定義（Non-Solder Mask Define，NSMD）。也就是說，其他實施例中的防焊層113也可以不覆蓋，不接觸線路層112。防焊層113的顏色可以是白色，以使防焊層113能反射光線L1，從而幫助提升光電封裝體100的亮度。此外，須說明的是，圖1所示的防焊層113僅供舉例說明，而在其他實施例中，載板110也可不包括防焊層113，即載板110不限定一定要包括防焊層113。

圖1所示的載板110為單面線路板（single-sided wiring board），但其他實施例中的載板110可為雙面線路板（double-sided wiring board），即載板110可以包括兩層線路層112，而基板111位於這兩層線路層112之間。這兩層線路層112可利用導電通孔（conductive through hole）而彼此電性連接，其中導電通孔的製造可採用以下流程。首先，用機械鑽孔在基板111a上形成通孔。接著，塞入絕緣材料於此通孔內，其中此絕緣材料例如是樹脂。之後，用機械鑽孔或雷射鑽孔於絕緣材料中形成一個孔徑較小的窄通孔。然後，對此窄通孔進行通孔電鍍（Plating Through Hole，PTH），從而形成導電通孔。

須說明的是，在其他實施例中，載板110也可以是印刷線路板（Printed Wiring Board，PWB），其例如是金屬核心線路板（metal core circuit board）或多層線路板（multilayer wiring board）。所以，其他實施例中的基板111可以包括樹脂層或陶瓷層。由此可知，金屬基覆板只是載板110的其中一個例子，而載板110不限定只能是金屬基覆板。

光電封裝體100還包括勻光層130，其中勻光層130覆蓋基板111、線路層112與防焊層113，並包覆發光晶片120，而勻光層130可以接觸發光晶片120。勻光層130覆蓋發光晶片120的出光面121，所以勻光層130會位於光線L1的傳遞路徑上。圖1所示的勻光層130具有雙層結構，並且包括擴散層131與透光層132。透光層132覆蓋基板111與線路層112，並包覆發光晶片120，以使透光層132能覆蓋並接觸發光晶片120的出光面121。

擴散層131覆蓋透光層132上，而透光層132位於載板110與擴散層131之間，所以擴散層131也位於光線L1的傳遞路徑上，其中光線L1從發光晶片120的出光面121出射之後，會依序進入透光層132與擴散層131。擴散層131可以包括多個擴散粒子（未標示）以及透明介質（未標示），其中擴散粒子分散於透明介質中，而透明介質例如是矽膠（polysiloxane）。這些擴散粒子能散射光線L1，以使擴散層131能發散光線L1。或者，在其他實施例中，擴散層131也可含有用於被光線激發的螢光材料，以發出螢光。也就是說，擴散層131可以含有擴散粒子或螢光材料。

在本實施例中，擴散層131的折射率可以大於透光層132的折射率，所以在光線L1通過擴散層131與透光層132之間的邊界之後，光線L1的行進方向會比較靠近出光面121的法線121n，促使光線L1能集中入射至擴散層131。如此，較多的光線L1得以進入擴散層131，以使擴散層131能發散多一點光線L1，從而提升光電封裝體100的亮度。

必須說明的是，圖1中的光線L1看似只在擴散層131的上表面散射。然而，在實際情況中，由於擴散層131含有多顆擴散粒子，所以光線L1不僅會在擴散層131的上表面散射，而且也會在擴散層131內被這些擴散粒子散射。圖1所示的在擴散層131上表面散射的光線L1僅用於表示光線L1在通過擴散層131之後會朝多個方向出射，並非用來解讀成光線L1僅能在擴散層131上表面散射。

值得一提的是，在圖1所示的實施例中，勻光層130因包括擴散層131與透光層132而具有雙層結構，但在其他實施例中，勻光層130可以具有單層結構或是超過兩層的多層結構。例如，圖1中的勻光層130可以只包括擴散層131，但不包括透光層132，即其他實施例中的勻光層130可以是擴散層131。因此，圖1所示的勻光層130僅供舉例說明，並非限定勻光層130只能具有雙層結構。此外，在光電封裝體100的製造過程中，多個光電封裝體100可以是切割（dicing）一塊封裝聯板（package panel）而形成，所以透光層132的側邊132a與擴散層131的側邊131a可以彼此切齊，如圖1所示。

圖2是圖1中的光電封裝體的俯視示意圖，其中圖1所示的剖面示意圖是圖2中沿線1A-1A剖面所繪製。請參閱圖1與圖2，光電封裝體100還包括遮光圖案140，其形成於勻光層130上，並用於遮擋部分光線L1。具體而言，遮光圖案140不透明（opaque），並且具有多個開口141。當光線L1進入遮光圖案140時，一部分光線L1穿透這些開口141，而其他部分的光線L1被遮光圖案140擋住，所以遮光圖案140能遮擋部分光線L1。此外，遮光圖案140可以是由油墨（ink）所製成，並且可利用噴塗或刷塗的方式來形成。

在圖2所示的實施例中，各個開口141的形狀為形箭號（chevron），因此當發光晶片120發出光線L1時，光電封裝體100會顯示出發亮的形箭號，如圖2所示。光電封裝體100所顯示的發亮形箭號可用作為指示的用途。例如，圖2所示的光電封裝體100可用來製作車輛的方向燈，以指示車輛的轉向。或者，光電封裝體100也可用來製作緊急逃生指示燈，以指示逃生方向。

光電封裝體100還可以包括保護層150，其形成於勻光層130上，並且覆蓋遮光圖案140，以保護遮光圖案140。保護層150為透明膜層，所以光線L1可以穿透保護層150。此外，必須說明的是，雖然在圖1所示的實施例中，光電封裝體100包括保護層150，但在其他實施例中，光電封裝體100也可以不包括保護層150。因此，圖1所示的保護層150僅供舉例說明，並非限定光電封裝體100一定要包括保護層150。

圖3是圖2中的光電封裝體在移除勻光層、遮光圖案與保護層之後的剖面示意圖。請參閱圖3，在本實施例中，這些發光晶片120可以呈陣列排列，如圖3所示。也就是說，這些發光晶片120可以規則地裝設於載板110上，以提升光電封裝體100發光的均勻性。不過，這些發光晶片120即使採用陣列排列以外的方式來排列，例如隨機排列，勻光層130也能擴散光線L1，促使光電封裝體100均勻地發光。此外，這些發光晶片120也可對應遮光圖案140的開口141而裝設於載板110上，即發光晶片120可與遮光圖案140的開口141重疊，以減少被遮光圖案140所遮擋到的光線L1，進而提升光線L1的利用率。

綜上所述，本創作至少一實施例中的光電封裝體能在未裝設二次光學元件的條件下直接均勻地發光，因此光電封裝體無需額外加裝二次光學元件（例如擴散片）。相較於加裝二次光學元件的現有發光二極體，本創作可以省去加裝二次光學元件所花費的金錢與時間，有助於降低生產成本與提升產能。其次，由於光電封裝體無需額外加裝二次光學元件，因此光電封裝體所發出的光線不必穿透二次光學元件，以至於光電封裝體可以具有比現有發光二極體較好的發光效率。

雖然本創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，本創作所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧光電封裝體
110‧‧‧載板
111‧‧‧基板
111a‧‧‧金屬板
111b‧‧‧絕緣層
112‧‧‧線路層
113‧‧‧防焊層
120‧‧‧發光晶片
121‧‧‧出光面
121n‧‧‧法線
130‧‧‧勻光層
131‧‧‧擴散層
131a、132a‧‧‧側邊
132‧‧‧透光層
140‧‧‧遮光圖案
141‧‧‧開口
150‧‧‧保護層
L1‧‧‧光線

圖1是本創作一實施例的光電封裝體的剖面示意圖。 圖2是圖1中的光電封裝體的俯視示意圖。 圖3是圖2中的光電封裝體在移除勻光層、遮光圖案與保護層之後的剖面示意圖。

Claims (10)

1. 一種光電封裝體，包括： 一載板，包括一基板以及一位於該基板的線路層： 至少一發光晶片，裝設於該基板上，並電連接該線路層，其中該發光晶片用於發出一光線； 一勻光層，覆蓋該基板與該線路層，並包覆該發光晶片，其中該勻光層位於該光線的傳遞路徑上； 一遮光圖案，形成於該勻光層上，並用於遮擋部分該光線。
2. 如請求項第1項所述之光電封裝體，其中該至少一發光晶片的數量為多個。
3. 如請求項2所述之光電封裝體，其中該些發光晶片呈陣列排列。
4. 如請求項第1項所述之光電封裝體，其中該勻光層包括： 一透光層，覆蓋該基板與該線路層，並包覆該發光晶片；以及 一擴散層，覆蓋該透光層上，並用於發散該光線，其中該透光層位於載板與該擴散層之間，並且位於該光線的傳遞路徑上。
5. 如請求項4所述之光電封裝體，其中該至少一發光晶片具有一出光面，而該透光層覆蓋及接觸該出光面。
6. 如請求項4所述之光電封裝體，其中該透光層的側邊與該擴散層的側邊彼此切齊。
7. 如請求項4所述之光電封裝體，其中該擴散層含有擴散粒子或用於被該光線激發的螢光材料。
8. 如請求項4所述之光電封裝體，其中該擴散層的折射率大於該透光層的折射率。
9. 如請求項1所述之光電封裝體，其中該基板包括： 一金屬板；以及 一絕緣層，形成於該金屬板上，並位於該金屬板與該線路層之間。
10. 如請求項1所述之光電封裝體，還包括一保護層，其中該保護層形成於該勻光層上，並覆蓋該遮光圖案。