發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法
【專利摘要】一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法在此揭露，制造方法包含下列步驟：提供包覆有導(dǎo)線架（lead frame）的本體，此本體具有凹陷開口的封裝空間，并且露出預(yù)定作為固晶區(qū)的部分導(dǎo)線架表面；將發(fā)光二極管芯片固定于固晶區(qū)上；填充封裝膠體至封裝空間中，以包覆發(fā)光二極管芯片；于膠體可塑期間，對封裝膠體執(zhí)行膠體變形制程，使封裝膠體的表面形成暫時(shí)凹凸曲面；施以固化處理，使暫時(shí)凹凸曲面固化。
【專利說明】發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種制造方法，且特別是有關(guān)于一種發(fā)光二極管的封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(Light Emitting D1de,LED)與傳統(tǒng)照明相較下具有相當(dāng)優(yōu)勢,例如體積小、發(fā)光效率佳、壽命長、操作反應(yīng)時(shí)間快、低電壓低電流驅(qū)動、可靠度高、不易破裂、可制成體積小、可陣列式元件，且無熱輻射與無水銀等有毒物質(zhì)的污染的優(yōu)點(diǎn)，所以發(fā)光二極管為背光模塊的主要光源。由于發(fā)光二極管是一種發(fā)光指向性很高的光源，若應(yīng)用于直接照明(direct lighting)背光模塊中，此特性將使背光模塊輝度均勻度降低，且影響品味的表現(xiàn)。
[0003]因此，如何在現(xiàn)有的發(fā)光二極管透明膠封裝的技術(shù)下，對封裝膠體加工變形，以改變發(fā)光二極管的配光曲線，進(jìn)而提升發(fā)光二極管在背光模塊輝度均勻度，提高品味，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前相關(guān)領(lǐng)域極需改進(jìn)的目標(biāo)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一方面是在提供一種發(fā)光二極管的封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法，以解決先前技術(shù)的問題。
[0005]于一實(shí)施例中，本發(fā)明所提供的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法包含:提供包覆有導(dǎo)線架(lead frame)的本體，此本體具有凹陷開口的封裝空間，并且露出預(yù)定作為固晶區(qū)的部分導(dǎo)線架表面；將發(fā)光二極管芯片固定于固晶區(qū)上；填充封裝膠體至封裝空間中，以包覆發(fā)光二極管芯片；于膠體可塑期間，對封裝膠體執(zhí)行膠體變形制程，使封裝膠體的表面形成暫時(shí)凹凸曲面；施以固化處理，使暫時(shí)凹凸曲面固化。
[0006]于一實(shí)施例中，膠體變形制程是利用拉膠針先與封裝膠體接觸后，再向上提拉以將封裝膠體中附著于拉膠針的部分膠體往上拉伸。
[0007]于一實(shí)施例中，拉膠針?biāo)佑|的深度控制在0.01?0.1mm之間，而拉膠針向上拉升的速度在5?100mm/s之間。
[0008]于一實(shí)施例中，拉膠針具有至少一個(gè)針頭，針頭的表面可披覆鐵氟龍或鈦合金。
[0009]于一實(shí)施例中，膠體變形制程是利用氣壓噴嘴朝封裝膠體噴灑壓縮氣體使部分封裝膠體內(nèi)的膠體被壓縮而達(dá)成。
[0010]于一實(shí)施例中，壓縮氣體的壓力是介于I?20psi之間。
[0011]于一實(shí)施例中，氣壓噴嘴具有至少一個(gè)噴嘴出氣孔。
[0012]于一實(shí)施例中，封裝膠體為硅膠、環(huán)氧樹脂或硅樹脂其中之一或其組合。
[0013]于一實(shí)施例中，封裝膠體內(nèi)還包含波長轉(zhuǎn)換物質(zhì)。
[0014]于一實(shí)施例中，波長轉(zhuǎn)換物質(zhì)可為顏料、色素或熒光粉其中之一或其組合。
[0015]另一方面，于一實(shí)施例中，本發(fā)明所提供的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)包含本體、發(fā)光二極管及封裝膠體。本體包覆有導(dǎo)線架，具有凹陷開口的封裝空間，并且露出預(yù)定作為固晶區(qū)的部分導(dǎo)線架表面；發(fā)光二極管芯片固定于固晶區(qū)內(nèi)；封裝膠體填充于本體的封裝空間中，且包覆發(fā)光二極管芯片，其中封裝膠體表面具有預(yù)定的凹凸曲面，可用以改變發(fā)光二極管芯片出射光的出光路徑方向。
[0016]于一實(shí)施例中，封裝膠體為硅膠、環(huán)氧樹脂或硅樹脂其中之一或其組合。
[0017]于一實(shí)施例中，封裝膠體內(nèi)還包含一波長轉(zhuǎn)換物質(zhì)。
[0018]于一實(shí)施例中，波長轉(zhuǎn)換物質(zhì)可為顏料、色素或熒光粉其中之一或其組合。
[0019]綜上所述，本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。通過上述技術(shù)方案，可達(dá)到相當(dāng)?shù)募夹g(shù)進(jìn)步，并具有產(chǎn)業(yè)上的廣泛利用價(jià)值，其優(yōu)點(diǎn)是透過對封裝膠體加工變形，以改變發(fā)光二極管的配光曲線，借此改變發(fā)光二極管光源的指向性，運(yùn)用于不同需求的背光模塊。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所附附圖的說明如下:
[0021]圖1是依照本發(fā)明一實(shí)施例的一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)制造方法的流程圖；
[0022]圖2是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的執(zhí)行膠體變形制程前的示意圖；
[0023]圖3A是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的執(zhí)行膠體變形制程的示意圖；
[0024]圖3B是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的執(zhí)行膠體變形制程的另一示意圖；
[0025]圖4A是依照本發(fā)明另一實(shí)施例所繪示的執(zhí)行膠體變形制程的示意圖；
[0026]圖4B是依照本發(fā)明另一實(shí)施例所繪示的執(zhí)行膠體變形制程的另一示意圖；以及
[0027]圖5是依照本發(fā)明一實(shí)施例的一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028]為了使本發(fā)明的敘述更加詳盡與完備，可參照所附的附圖及以下所述各種實(shí)施例，附圖中相同的號碼代表相同或相似的元件。另一方面，眾所周知的元件與步驟并未描述于實(shí)施例中，以避免對本發(fā)明造成不必要的限制。
[0029]圖1是依照本發(fā)明一實(shí)施例的一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)制造方法的流程圖；于步驟110中，提供包覆有導(dǎo)線架的本體(如:反射腔)，此導(dǎo)線架的本體具有凹陷開口的封裝空間，并且露出部分導(dǎo)線架表面以預(yù)定作為固定發(fā)光二極管芯片的固晶區(qū)，導(dǎo)線架用來支撐芯片并加以固定，并將芯片內(nèi)的集成電路與外部的系統(tǒng)板(如:液晶顯示器面板的背光模塊)做連接；于步驟120中，將發(fā)光二極管芯片以銀膠或絕緣膠等材料固定于固晶區(qū)上；于步驟130中，填充封裝膠體至封裝空間中，以包覆發(fā)光二極管芯片，封裝膠體此時(shí)為液態(tài)，將封裝膠體置于烘箱中加溫，烘箱的溫度會依照不同的封裝膠體而調(diào)整，當(dāng)封裝膠體受熱到反應(yīng)溫度時(shí)，封裝膠體會開始改變型態(tài)，持續(xù)加熱直到封裝膠體完全固化，封裝膠體自開始改變型態(tài)到完全固化時(shí)呈現(xiàn)半硬化狀態(tài)的期間，稱為可塑期間；例如:以LED封裝用硅膠而言，反應(yīng)溫度為90?100°C，持續(xù)加熱到完全固化時(shí)間約10?30分鐘，此半硬化狀態(tài)的期間，即為LED封裝用硅膠的可塑期間；于步驟140中，于封裝膠體的可塑期間，對封裝膠體執(zhí)行膠體變形制程，使封裝膠體的表面形成暫時(shí)凹凸曲面；于步驟150中，直到封裝膠體受熱到固化溫度，封裝膠體逐漸轉(zhuǎn)為固態(tài)，施以固化處理，使暫時(shí)凹凸曲面充分固化以定形。
[0030]圖2是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的執(zhí)行膠體變形制程前的示意圖，即圖1中的步驟110?步驟130的示意圖。于圖2中，導(dǎo)線架的本體210具有凹陷開口 211的封裝空間212，并且露出預(yù)定作為固晶區(qū)213的部分導(dǎo)線架表面；將發(fā)光二極管芯片220固定于固晶區(qū)213上；填充封裝膠體230至封裝空間212中，以包覆發(fā)光二極管芯片220。
[0031]于一實(shí)施例中，封裝膠體230為硅膠、環(huán)氧樹脂或硅樹脂其中之一或其組合，可視發(fā)光二極管種類(如:一般亮度、高亮度、高功率或高硬度…等)來選擇適當(dāng)?shù)姆庋b膠體230材質(zhì)，各材質(zhì)因組成成分不同，亦有各自的玻璃轉(zhuǎn)移溫度及固化溫度，因此，不同封裝膠體230可執(zhí)行膠體變形制程的可塑期間也有所不同。
[0032]不同顏色的發(fā)光二極管，除了可利用不同半導(dǎo)體制程技術(shù)所制成的發(fā)光二極管芯片220，產(chǎn)生不同波段的光，亦可透過摻雜波長轉(zhuǎn)換物質(zhì)240于封裝膠體230中，使發(fā)光二極管芯片220透過封裝膠體230來產(chǎn)生不同波段的光。于一實(shí)施例中，封裝膠體230內(nèi)還包含波長轉(zhuǎn)換物質(zhì)240，可直接使發(fā)光二極管芯片220藉封裝膠體230產(chǎn)生不同顏色的光。
[0033]于一實(shí)施例中，波長轉(zhuǎn)換物質(zhì)240可為顏料、色素或熒光粉其中之一或其組合，例如:在藍(lán)光發(fā)光二極管上涂上熒光粉，便會將藍(lán)光轉(zhuǎn)化成白光作為白光發(fā)光二極管產(chǎn)品。
[0034]圖3A是依照本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的執(zhí)行膠體變形制程中的示意圖，即圖1中的步驟140的示意圖。于封裝膠體230的可塑期間，對封裝膠體230執(zhí)行膠體變形制程，透過對封裝膠體230加工以改變封裝膠體230于固化后的表面，便可改變發(fā)光二極管的配光曲面。于一實(shí)施例中，膠體變形制程可利用拉膠針310先與封裝膠體230接觸后，再向上提拉以將封裝膠體230中附著于拉膠針310的部分膠體往上拉伸。
[0035]為了使拉膠針310與封裝膠體230接觸后，拉膠針310會自封裝膠體230表面垂直向下深入封裝膠體230中一足以使部分封裝膠體230附著的深度，使部分封裝膠體230可以于拉膠針310向上提拉時(shí)隨之往上拉伸，且拉膠針310向上提拉的速度須控制在一個(gè)范圍,速度太快可能使拉膠針310向上提拉瞬間力道大過于拉膠針310與部分封裝膠體230附著的力道，造成封裝膠體230無法成功往上拉伸，速度太慢可能無法使拉膠針310產(chǎn)生足夠?qū)⒉糠址庋b膠體230往上拉伸的力道，封裝膠體230無法成功往上拉伸為預(yù)定的曲面；于一實(shí)施例中，拉膠針310與封裝膠體230所接觸的深度控制在封裝膠體230表面以下0.01?0.1mm之間，而拉膠針310向上拉升的速度在5?100mm/s之間。
[0036]使用拉膠針310對封裝膠體230執(zhí)行膠體變形制程后，當(dāng)封裝膠體230受熱到固化溫度時(shí)，封裝膠體230呈現(xiàn)固態(tài)，透過固化處理使封裝膠體230的暫時(shí)凹凸曲面520充分固化之后形成單一凸出表面，便可借此改變發(fā)光二極管的配光曲面。
[0037]請參考圖3B，于一實(shí)施例中，拉膠針310可具有至少一個(gè)以上的針頭320，以利用拉膠針310向上提拉時(shí)，通過至少一個(gè)以上的針頭320將封裝膠體230往上拉伸，以形成各式暫時(shí)凹凸曲面520 ;使用具有至少一個(gè)以上的針頭320的拉膠針310對封裝膠體230執(zhí)行膠體變形制程后，封裝膠體230的暫時(shí)凹凸曲面520經(jīng)過固化處理會形成多重凸出表面。再者，由于拉膠針310與封裝膠體230的材質(zhì)不相同，故可于拉膠針310上的針頭320表面披覆鐵氟龍或鈦合金先披覆可使針頭320適當(dāng)附著于部分封裝膠體230的物質(zhì)，當(dāng)拉膠針310深入部分封裝膠體230向上提拉時(shí)，部分封裝膠體230會隨之往上拉伸，且當(dāng)拉膠針310向上提拉到一程度時(shí)，與的附著的部分封裝膠體230得以脫落而不會沾附在拉膠針310上的針頭320，造成脫離封裝膠體230。
[0038]圖4A是依照本發(fā)明另一實(shí)施例所繪示的執(zhí)行膠體變形制程中的示意圖，同樣也是圖1中的步驟140的示意圖；于封裝膠體230的可塑期間，對封裝膠體230執(zhí)行膠體變形制程，透過對封裝膠體230加工以改變封裝膠體230于固化后的表面，便可改變發(fā)光二極管的配光曲面。于一實(shí)施例中，膠體變形制程可利用氣壓噴嘴410朝封裝膠體230噴灑壓縮氣體使部分封裝膠體230內(nèi)的膠體被壓縮而達(dá)成。
[0039]使用氣壓噴嘴410對封裝膠體230執(zhí)行膠體變形制程后，當(dāng)封裝膠體230受熱到固化溫度時(shí)，封裝膠體230呈現(xiàn)固態(tài)，透過固化處理使封裝膠體230的暫時(shí)凹凸曲面520充分固化之后形成單一凹陷表面，便可借此曲面改變發(fā)光二極管的配光曲面。
[0040]若氣壓噴嘴410朝封裝膠體230所噴灑的壓縮氣體壓力過大，可能造成壓縮氣體直接貫穿封裝膠體230使封裝膠體230下所包覆的發(fā)光二極管芯片220曝露，若壓縮氣體壓力過小，則可能無法致封裝膠體230壓縮為預(yù)定的曲面，故氣壓噴嘴410須控制壓縮氣體的壓力在適當(dāng)范圍。于一實(shí)施例中，壓縮氣體的壓力是介于I?20psi之間。
[0041]請參考圖4B，于一實(shí)施例中，氣壓噴嘴410具有至少一個(gè)噴嘴出氣孔420，以利用氣壓噴嘴朝封裝膠體230噴灑壓縮氣體時(shí)，通過至少一個(gè)以上的噴嘴出氣孔420將部分封裝膠體230內(nèi)的膠體進(jìn)行擠壓，以形成各式暫時(shí)凹凸曲面520。使用氣壓噴嘴410對封裝膠體230執(zhí)行膠體變形制程后，封裝膠體230的暫時(shí)凹凸曲面520經(jīng)過固化處理會形成多重凹陷表面。
[0042]另一方面，請參考圖5，于一實(shí)施例中，本發(fā)明所提供的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)線架的本體210、發(fā)光二極管芯片220及封裝膠體230。導(dǎo)線架的本體210具有凹陷開口 211的封裝空間212，并且露出預(yù)定作為固晶區(qū)213的部分導(dǎo)線架表面；發(fā)光二極管芯片220固定于固晶區(qū)213內(nèi)；封裝膠體230填充于導(dǎo)線架的本體210的封裝空間212中，且包覆發(fā)光二極管芯片220，其中封裝膠體230表面具有預(yù)定的凹凸曲面510，此凹凸曲面510是封裝膠體230透過如第3A、3B、4A或4B圖所示的執(zhí)行膠體變形制程后產(chǎn)生形變并將其固化所形成，可用以改變發(fā)光二極管芯片220出射光的出光路徑方向。
[0043]雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，包含: 提供一包覆有一導(dǎo)線架的一本體，該本體具有一凹陷開口的一封裝空間，并且露出預(yù)定作為一固晶區(qū)的部分該導(dǎo)線架表面； 將一發(fā)光二極管芯片固定于該固晶區(qū)上； 填充一封裝膠體至該封裝空間中，以包覆該發(fā)光二極管芯片； 于一膠體可塑期間，對該封裝膠體執(zhí)行一膠體變形制程，使該封裝膠體的表面形成一暫時(shí)凹凸曲面；以及 施以一固化處理，使該暫時(shí)凹凸曲面固化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，該膠體變形制程是利用一拉膠針先與該封裝膠體接觸后，再向上提拉以將該封裝膠體中附著于該拉膠針的部分膠體往上拉伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，該拉膠針?biāo)佑|的深度控制在0.0l?0.1mm之間，而該拉膠針向上拉升的速度在5?100mm/s之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，該拉膠針具有至少一針頭，該針頭的表面披覆鐵氟龍或鈦合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，該膠體變形制程是利用一氣壓噴嘴朝該封裝膠體噴灑一壓縮氣體使部分該封裝膠體內(nèi)的膠體被壓縮而達(dá)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，該壓縮氣體的壓力是介于I?20psi之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，該氣壓噴嘴具有至少一噴嘴出氣孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，該封裝膠體為硅膠、環(huán)氧樹脂或硅樹脂其中之一或其組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，該封裝膠體內(nèi)還包含一波長轉(zhuǎn)換物質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，該波長轉(zhuǎn)換物質(zhì)為顏料、色素或熒光粉其中之一或其組合。
11.一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含: 一包覆有一導(dǎo)線架的一本體，該本體具有一凹陷開口的一封裝空間，并且露出預(yù)定作為一固晶區(qū)的部分該導(dǎo)線架表面； 一發(fā)光二極管芯片，固定于該固晶區(qū)內(nèi)；以及 一封裝膠體，填充于該本體的該封裝空間中，且包覆該發(fā)光二極管芯片，其中該封裝膠體表面具有預(yù)定的一凹凸曲面，可用以改變該發(fā)光二極管芯片出射光的出光路徑方向。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該封裝膠體為硅膠、環(huán)氧樹脂或硅樹脂其中之一或其組合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該封裝膠體內(nèi)還包含一波長轉(zhuǎn)換物質(zhì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該波長轉(zhuǎn)換物質(zhì)為顏料、色素或熒光粉其中之一或其組合。
【文檔編號】H01L33/58GK104377292SQ201310412230
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
【發(fā)明者】林昇霈 申請人:隆達(dá)電子股份有限公司