本實(shí)用新型涉及一種光電元件(optoelectronic component)及其制造方法，且特別是涉及一種光電封裝體。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今照明燈具已普遍采用發(fā)光二極管芯片(Light Emitting Diode Die，LED Die)來作為發(fā)光源。然而，水氣與氧氣會(huì)對(duì)發(fā)光二極管芯片產(chǎn)生不良影響，以至于長(zhǎng)時(shí)間接觸水氣與氧氣的發(fā)光二極管芯片容易發(fā)生損害，導(dǎo)致發(fā)光二極管芯片的壽命縮短。因此，目前的發(fā)光二極管芯片都會(huì)被密封(encapsulated)，以使發(fā)光二極管芯片盡可能與外界的水氣及氧氣隔絕，而一些在潮濕環(huán)境中使用的照明燈具，例如漁船燈，其里面的發(fā)光二極管芯片更需要良好的密封，以有效防止水氣與氧氣的滲入。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種光電封裝體，其采用滲透率(permeation)偏低的密封材料來使里面的發(fā)光芯片有效地與外界的水氣及氧氣隔絕。

為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型提供的光電封裝體包括一載件、一發(fā)光芯片、一蓋體以及一密封材料。載件具有一承載平面以及一位于承載平面的線路層。發(fā)光芯片裝設(shè)于承載平面上，并電連接線路層。蓋體連接載件，其中蓋體與載件之間形成一空腔，而發(fā)光芯片位于空腔內(nèi)。密封材料形成在載件上以及蓋體周圍，其中密封材料完全覆蓋蓋體與載件之間的連接處(junction)，而密封材料的水蒸氣滲透率小于1g/m²/day。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，上述載件還具有一外側(cè)面。外側(cè)面與密封材料皆環(huán)繞承載平面，而密封材料具有一與外側(cè)面切齊的外表面。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，上述載件包括一擋墻。擋墻凸出于承載平面，并圍繞發(fā)光芯片。擋墻連接蓋體，而擋墻、承載平面與蓋體定義出空腔。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，上述載件還包括一連接擋墻的板體。板體具有承載平面，并與擋墻一體成型。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，上述蓋體包括一蓋板以及一擋墻。擋墻連接在蓋板與載件之間，并且圍繞發(fā)光芯片，其中蓋板、擋墻與承載平面定義出空腔。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，上述載件還具有一外側(cè)面與一鄰接外側(cè)面的環(huán)形槽。外側(cè)面、環(huán)形槽與密封材料皆環(huán)繞擋墻，而密封材料填滿環(huán)形槽，并具有一與外側(cè)面切齊的外表面。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，上述蓋板與擋墻一體成型。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，上述蓋板是透明的或不透明的。

在本實(shí)用新型其中一實(shí)施例所提供的光電封裝體的制造方法中，首先，提供一封裝載件集合(package group)，其包括一封裝聯(lián)板(package panel)以及多個(gè)裝設(shè)于封裝聯(lián)板上的發(fā)光芯片。接著，將多個(gè)蓋體連接封裝聯(lián)板，其中這些蓋體分別罩蓋這些發(fā)光芯片，而多條溝槽(trench)形成于這些蓋體之間。相鄰兩蓋體之間存有這些溝槽其中之一。接著，形成一密封材料于這些蓋體的周圍，其中密封材料填充這些溝槽，并且完全覆蓋各蓋體與封裝聯(lián)板之間的連接處。接著，沿著這些溝槽切割(dicing)封裝聯(lián)板。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，上述形成密封材料的方法包括點(diǎn)膠涂布密封材料于封裝聯(lián)板上。接著，固化封裝聯(lián)板上的密封材料。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，上述封裝聯(lián)板具有多條預(yù)切槽(pre-cut)。這些預(yù)切槽分別位于這些溝槽的底部，而密封材料更填滿這些預(yù)切槽。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，本實(shí)用新型因采用以上低水蒸氣滲透率(小于1g/m²/day)的密封材料，其能使光電封裝體內(nèi)的發(fā)光芯片有效地與外界的水氣及氧氣隔絕，讓本實(shí)用新型的光電封裝體適合制作成能在潮濕環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間使用的照明燈具(例如漁船燈)。

為讓本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1A是本實(shí)用新型一實(shí)施例的光電封裝體的俯視示意圖；

圖1B是圖1A中沿線1B-1B剖面所繪制的剖面示意圖；

圖2A至圖2E是圖1B中的光電封裝體的制造方法的示意圖；

圖3是本實(shí)用新型另一實(shí)施例的光電封裝體的剖面示意圖；

圖4是本實(shí)用新型另一實(shí)施例的光電封裝體的剖面示意圖；

圖5A至圖5C是圖4中的光電封裝體的制造方法的剖面示意圖；圖6是本實(shí)用新型另一實(shí)施例的光電封裝體的剖面示意圖。

符號(hào)說明

20：刀具

100、300、400、600：光電封裝體

110、410：載件

111、411h：承載平面

112a、112b：線路層

112r：環(huán)形槽

112s、411s：外側(cè)面

120：發(fā)光芯片

130、330、430、630：蓋體

131、331：蓋板

132、412：擋墻

132s：壁面

140、140i：密封材料

141s：外表面

200、500：封裝載件集合

210、510：封裝聯(lián)板

211c：預(yù)切槽

331a、331b：平面

411：板體

C1、C2：空腔

J1、J2：連接處

T1、T2：溝槽

具體實(shí)施方式

圖1A是本實(shí)用新型一實(shí)施例的光電封裝體的俯視示意圖，而圖1B是圖1A中沿線1B-1B剖面所繪制的剖面示意圖。請(qǐng)參閱圖1A與圖1B，光電封裝體100包括載件110，其可為線路板，例如印刷線路板(Printed Circuit Board，PCB)，而載件110的介電層(未標(biāo)示)可由樹脂片(prepreg)或陶瓷來制成。在圖1B的實(shí)施例中，載件110為雙面線路板(double sided circuit board)，并具有兩層線路層112a與112b。不過，在其他實(shí)施例中，載件110也可為單面線路板(single sided circuit board)或多層線路板(multilayer circuit board)，所以載件110所包括的線路層(例如線路層112a與112b)的數(shù)量可僅為一層或至少三層。

光電封裝體100還包括裝設(shè)(mounted)在載件110上的發(fā)光芯片120，其電連接載件110。具體而言，載件110還具有承載平面111，而線路層112a位于承載平面111，其中發(fā)光芯片120裝設(shè)于承載平面111上，并電連接線路層112a。以圖1B為例，發(fā)光芯片120是利用打線接合(wire bonding)而裝設(shè)于承載平面111上，并電連接線路層112a。不過，在其他實(shí)施例中，發(fā)光芯片120也可利用倒裝接合(flip chip)而裝設(shè)于承載平面111上。發(fā)光芯片120可以是發(fā)光二極管芯片(LED Die)，其可作為可見光光源?；蛘?，發(fā)光芯片120也可作為不可見光光源，例如紅外光光源或紫外光光源。

光電封裝體100還包括蓋體130，其連接載件110，其中蓋體130與載件110之間會(huì)形成空腔C1，而發(fā)光芯片120位于空腔C1內(nèi)。詳細(xì)而言，蓋體130包括蓋板131以及擋墻132，其中蓋板131連接擋墻132。從圖1B來看，擋墻132是從蓋板131的下側(cè)向下延伸而成，且擋墻132的形狀為環(huán)形，以使擋墻132與蓋板131定義出一容置槽(未標(biāo)示)。

蓋體130固定在承載平面111上，并且罩蓋發(fā)光芯片120，其中擋墻132連接在蓋板131與載件110之間，并圍繞發(fā)光芯片120。如此，載件110會(huì)封閉擋墻132與蓋板131所定義的容置槽而形成空腔C1，即蓋板131、擋墻132與承載平面111會(huì)定義出空腔C1。此外，蓋板131可具有收斂(converging)或發(fā)散(diverging)光束的功能。以圖1B為例，蓋板131具有凸面(convex surface)，所以蓋板131能收斂發(fā)光芯片120所發(fā)出的光束。

在本實(shí)施例中，蓋板131與擋墻132可以是一體成型，即蓋板131與擋墻132兩者可由相同材料所制成，且兩者之間不會(huì)形成界面(boundary)或連接處。舉例來說，蓋板131與擋墻132可以是由一塊板材經(jīng)機(jī)械加工(machining)或化學(xué)蝕刻(chemical etching)后而形成，或是經(jīng)由同一道注塑成型而形成，其中板材可為玻璃，所以蓋板131可以是透明的。

不過，在其他實(shí)施例中，由于發(fā)光芯片120也可以作為紅外光光源，而且現(xiàn)有技術(shù)早已發(fā)展出紅外光能穿透的不透明材料，因此可供紅外光穿透的蓋板131也可以是不透明的。此外，蓋板131與擋墻132也可以不是一體成型，即蓋板131與擋墻132兩者之間會(huì)形成界面或連接處，且蓋板131與擋墻132兩者可由不同的材料所制成。所以，蓋板131與擋墻132不限定一定要一體成型。

光電封裝體100還包括密封材料140，其可為固化后(cured)的膠材(adhesive)，而密封材料140的主要構(gòu)成材料可為環(huán)氧樹脂(epoxy)。密封材料140形成在載件110上以及蓋體130周圍，并完全覆蓋蓋體130與載件110之間的連接處J1，其中密封材料140可接觸蓋體130與載件110。密封材料140的水蒸氣滲透率(water vapor transmission rate，WVTR)小于1g/m²/day，所以密封材料140能有效地阻擋外界的水氣與氧氣，并且能防止水氣與氧氣從連接處J1滲入至空腔C1內(nèi)，以使發(fā)光芯片120能有效地與水氣及氧氣隔絕。

此外，密封材料140可具有良好的抗腐蝕能力，并能通過ASTM B-117鹽霧測(cè)試300小時(shí)的可靠度驗(yàn)證。可見，密封材料140不僅具有良好的隔絕水氣與氧氣的能力，而且也具有良好的抗腐蝕能力，從而能有效阻擋水氣、氧氣以及腐蝕物質(zhì)(例如海水蒸氣)的滲入，以使光電封裝體100適合在潮濕環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間使用，即光電封裝體100不僅可制作成路燈與臺(tái)燈等一般照明燈具，而且也適合制作成能在潮濕環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間使用的照明燈具，例如漁船燈。

另外，載件110可以還具有外側(cè)面112s與環(huán)形槽112r。外側(cè)面112s、環(huán)形槽112r與密封材料140皆環(huán)繞承載平面111與擋墻132，而環(huán)形槽112r鄰接外側(cè)面112s。在圖1B所示的實(shí)施例中，外側(cè)面112s是從環(huán)形槽112r的下緣向下延伸而成。載件110凸出擋墻132的壁面132s，而蓋體130沒有凸出載件110的外側(cè)面112s，以使密封材料140得以形成在載件110上，并且環(huán)繞擋墻132。此外，密封材料140更填滿環(huán)形槽112r，并具有與外側(cè)面112s切齊的外表面141s。

圖2A至圖2E是圖1B中的光電封裝體的制造方法的示意圖。請(qǐng)參閱圖2A，在光電封裝體100的制造方法中，首先，提供封裝載件集合(package group)200。封裝載件集合200包括封裝聯(lián)板(package panel)210以及多個(gè)發(fā)光芯片120，而這些發(fā)光芯片120皆裝設(shè)于封裝聯(lián)板210上。

封裝聯(lián)板210包括多塊載件110(圖2A未標(biāo)示)，而這些載件110是由切割封裝聯(lián)板210而形成。換句話說，封裝聯(lián)板210是這些載件110彼此相連而形成的面板(panel)或基板條(strip)，因此封裝聯(lián)板210也具有多面承載平面111，并包括多層線路層112a與112b。此外，封裝聯(lián)板210可具有多條預(yù)切槽211c，而這些預(yù)切槽211c位于這些發(fā)光芯片120的周圍。

請(qǐng)參閱圖2B與圖2C，其中圖2C是圖2B的俯視示意圖，而圖2B是沿圖2C中線2B-2B剖面所繪示的剖面示意圖。接著，將多個(gè)蓋體130連接封裝聯(lián)板210，其中蓋體130連接封裝聯(lián)板210的方法有多種。例如，蓋體130可利用膠黏(adhering)或共晶接合(eutectic bonding)來連接封裝聯(lián)板210。這些蓋體130分別罩蓋這些發(fā)光芯片120，而在這些蓋體130連接封裝聯(lián)板210之后，多條溝槽T1會(huì)形成于這些蓋體130之間，其中相鄰兩蓋體130之間會(huì)存有一條溝槽T1。這些預(yù)切槽211c分別位于這些溝槽T1的底部，而在圖2B與圖2C所示的實(shí)施例中，這些溝槽T1與這些預(yù)切槽211c排成網(wǎng)格狀，并形成在這些蓋體130的周圍。

請(qǐng)參閱圖2D，接著，形成密封材料140i于這些蓋體130的周圍，即沿著這些溝槽T1形成密封材料140i，其中密封材料140i填充于這些溝槽T1，并填滿這些預(yù)切槽211c，因此密封材料140i的形狀也可為網(wǎng)格狀。密封材料140i可為高分子膠材，其主要構(gòu)成材料例如是環(huán)氧樹脂，而形成密封材料140i的方法可包括以下步驟。首先，點(diǎn)膠涂布密封材料140i于封裝聯(lián)板210上。之后，固化封裝聯(lián)板210上的密封材料140i，其中密封材料140i可利用紫外光照射或加熱來固化。此外，密封材料140i會(huì)完全覆蓋各個(gè)蓋體130與封裝聯(lián)板210之間的連接處J1。

請(qǐng)參閱圖2D與圖2E，接著，沿著這些溝槽T1切割封裝聯(lián)板210。例如，可利用刀具20對(duì)準(zhǔn)并沿著這些溝槽T1來切割封裝聯(lián)板210，以將封裝載件集合200分成多個(gè)光電封裝體100。至此，多個(gè)光電封裝體100基本上已完成。此外，刀具20是沿著這些溝槽T1切割封裝聯(lián)板210，所以刀具20會(huì)直接切割密封材料140i，以使密封材料140i成為這些光電封裝體100中的密封材料140，其中密封材料140i的外表面141s與載件110的外側(cè)面112s都是經(jīng)刀具20切割而形成，所以外表面141s與外側(cè)面112s切齊。此外，刀具20也會(huì)切割這些預(yù)切槽211c，以至于這些預(yù)切槽211c會(huì)成為這些光電封裝體100中的環(huán)形槽112r，如圖2E所示。

值得一提的是，在圖1B所示的實(shí)施例中，蓋體130包括具有凸面的蓋板131，以收斂發(fā)光芯片120所發(fā)出的光束，但在其他實(shí)施例中，蓋板131也可以不具有任何凸面或凹面(concave surface)，如同圖3所示的光電封裝體300。請(qǐng)參閱圖3，圖3實(shí)施例所示的光電封裝體300與前述光電封裝體100相似，而兩者唯一的差異僅在于光電封裝體300的蓋體330所包括的蓋板331。具體而言，蓋板331具有彼此相對(duì)的平面331a與331b，但不具有任何凸面或凹面。所以，蓋板331基本上并不會(huì)收斂或發(fā)散發(fā)光芯片120所發(fā)出的光束。此外，蓋體330的構(gòu)成材料與形成方法可皆相同于蓋板131，且蓋體330中的蓋板331與擋墻132也可以是一體成型，如同以上圖1A與圖1B的實(shí)施例所述。

圖4是本實(shí)用新型另一實(shí)施例的光電封裝體的剖面示意圖。請(qǐng)參閱圖4，其所示的光電封裝體400與前述實(shí)施例的光電封裝體100相似。例如，光電封裝體400也包括載件410、發(fā)光芯片120、蓋體430以及密封材料140，且圖4中的光電封裝體400的俯視示意圖與圖1A相當(dāng)相似。發(fā)光芯片120裝設(shè)于載件410的方式也相同于圖1B中發(fā)光芯片120裝設(shè)于載件110的方式，而且密封材料140也完全覆蓋蓋體430與載件410之間的連接處J2。不過，光電封裝體400與光電封裝體100之間仍存有差異，例如載件410與蓋體430。

蓋體430為一塊平坦的板材，例如玻璃板，而蓋體430的構(gòu)成材料可與蓋板131相同，所以蓋體430也可以是透明或不透明。當(dāng)蓋體430為不透明時(shí)，蓋體430可由能被紅外光穿透的不透明材料所制成。載件410包括板體411與擋墻412，其中板體411連接擋墻412。板體411實(shí)質(zhì)上相同于圖1B所示的載件110，并具有承載平面411h與外側(cè)面411s，其中外側(cè)面411s與密封材料140皆環(huán)繞承載平面411h。承載平面411h也是供發(fā)光芯片120所裝設(shè)，而擋墻412凸出于承載平面411h，并且圍繞發(fā)光芯片120。

在本實(shí)施例中，板體411與擋墻412可以是一體成型，即板體411與擋墻412兩者可由相同材料所制成，且兩者之間不會(huì)形成界面或連接處。例如，板體411與擋墻412兩者構(gòu)成材料可包括陶瓷，而板體411與擋墻412可經(jīng)由同一道燒結(jié)(sintering)流程而形成。此外，擋墻412連接蓋體430，而擋墻412、承載平面411h與蓋體430可定義出空腔C2，其中發(fā)光芯片120位于空腔C2內(nèi)。

圖5A至圖5C是圖4中的光電封裝體的制造方法的剖面示意圖。請(qǐng)參閱圖5A，光電封裝體400與光電封裝體100兩者的制造方法相似。在光電封裝體400的制造方法中，首先，提供封裝載件集合500，其包括封裝聯(lián)板510以及多個(gè)裝設(shè)在封裝聯(lián)板510上的發(fā)光芯片120。封裝聯(lián)板510包括多塊載件410(圖5A未標(biāo)示)，并且是這些載件410彼此相連而形成的面板或基板條。所以，這些載件410可由切割封裝聯(lián)板510而形成。不同于圖2A中的封裝聯(lián)板210，由于封裝聯(lián)板510包括多塊載件410，所以封裝聯(lián)板510會(huì)具有多個(gè)凸出的擋墻412，而且封裝聯(lián)板510也不具有任何預(yù)切槽211c。

請(qǐng)參閱圖5B。接著，將多個(gè)蓋體430連接封裝聯(lián)板510，其中蓋體430可利用膠黏或共晶接合來連接封裝聯(lián)板510。在這些蓋體430連接封裝聯(lián)板510之后，多條溝槽T2會(huì)形成于這些蓋體430之間，而其中一條溝槽T2形成在相鄰兩蓋體430之間，其中這些溝槽T2可排成網(wǎng)格狀。之后，形成密封材料140i于這些蓋體430的周圍，并將密封材料140i填充于這些溝槽T2中，其中密封材料140i會(huì)完全覆蓋各個(gè)蓋體430與封裝聯(lián)板510之間的連接處J2。密封材料140i的形成方法已在前述實(shí)施例中說明，所以這里不再贅述。

請(qǐng)參閱圖5B與圖5C，接著，沿著這些溝槽T2切割封裝聯(lián)板510。例如，利用刀具20對(duì)準(zhǔn)并沿著這些溝槽T2來切割封裝聯(lián)板510，以將封裝載件集合500分成多個(gè)光電封裝體400，以及將密封材料140i分成多個(gè)密封材料140。至此，多個(gè)光電封裝體400基本上已完成。此外，密封材料140i的外表面141s與板體411的外側(cè)面411s都是經(jīng)刀具20切割而形成，所以外表面141s與外側(cè)面411s切齊。

特別一提的是，在圖4所示的實(shí)施例中，蓋體430為一塊平坦的板材，但在其他實(shí)施例中，蓋體430可以具有凸面或凹面，以收斂發(fā)光芯片120所發(fā)出的光束，如同圖6所示的光電封裝體600。請(qǐng)參閱圖6，其所示的光電封裝體600與前述光電封裝體400相似，唯一的差異僅在于光電封裝體600的蓋體630具有凸面，所以蓋體630具有收斂發(fā)光芯片120所發(fā)出的光束的功能。

綜上所述，由于密封材料完全覆蓋蓋體與載件之間的連接處，并具有良好的隔絕水氣與氧氣的能力(水蒸氣滲透小于1g/m²/day)，因此外界水氣與氧氣難以從蓋體與載件之間的連接處滲入至空腔內(nèi)的發(fā)光芯片。如此，本實(shí)用新型所公開的密封材料能有效保護(hù)發(fā)光芯片免于被水氣與氧氣所損害，以使光電封裝體適合制作成能在潮濕環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間使用的照明燈具(例如漁船燈)。

雖然結(jié)合以上實(shí)施例揭露了本發(fā)明，然本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本實(shí)用新型的精神和保護(hù)范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許更動(dòng)與潤(rùn)飾。