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TWI455371B - 發光二極體封裝結構的製造方法 - Google Patents

發光二極體封裝結構的製造方法 Download PDF

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TWI455371B TW101105532A TW101105532A TWI455371B TW I455371 B TWI455371 B TW I455371B TW 101105532 A TW101105532 A TW 101105532A TW 101105532 A TW101105532 A TW 101105532A TW I455371 B TWI455371 B TW I455371B
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Pin Chuan Chen
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Description

發光二極體封裝結構的製造方法
本發明涉及一種發光二極體封裝結構的製造方法。
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，已經被越來越多地應用到各領域當中，如路燈、交通燈、信號燈、射燈及裝飾燈等。
發光二極體在應用到上述各領域中之前，需要將發光二極體晶片進行封裝，以保護發光二極體晶片，從而獲得較高的發光效率及較長的使用壽命。傳統的發光二極體封裝結構的制程較為複雜，且反射杯一般是由塑膠材質或陶瓷材質製成。然，塑膠材質受到高溫容易氧化進而發黃變質；陶瓷材質因為不具反射性，需要藉由電鍍、噴塗或其他制程來產生反射特性，制程較為複雜。
鑒於此，本發明旨在提供一種具有不易氧化變質且制程簡單的反射杯的發光二極體封裝結構的製造方法。
一種發光二極體封裝結構的製造方法，包括以下步驟：提供一基板，該基板上表面具有複數個間隔設置的電極結構，該電極結構包括間隔設置的第一電極與第二電極；在該基板的具有電極結構的表面形成一阻隔層，該阻隔層形成複數個環形通槽，各個環形 通槽與基板上表面共同圍成一個杯狀的凹槽，該凹槽為頂部開口；提供金屬材料，將該金屬材料填充至各個凹槽內；移除該阻隔層並將該金屬材料固化，從而形成複數個杯狀的反射層，每個杯狀反射層環繞一個電極結構並形成一凹杯；對反射層表面和電極結構表面進行亮化處理；將發光二極體晶片置於凹杯內並裝設於該電極結構上，且與該第一電極及第二電極分別形成電連接；在該凹杯內形成封裝層以密封該發光二極體晶片；切割該基板以形成複數個發光二極體封裝結構。
本發明藉由在基板上提供一阻隔層，並在阻隔層上設置環狀通槽以與基板共同形成杯狀的凹槽，然後將金屬材料填充至凹槽中，再將阻隔層移除並對金屬材料進行固化以形成反射杯，最後得到反射層，進而進行亮化處理。藉此方法，制程簡單，且由金屬材料固化形成的反射杯不會因為受到高溫而氧化變質，具有較好的反射特性。
100‧‧‧發光二極體封裝結構
10‧‧‧基板
11‧‧‧電極結構
111‧‧‧第一電極
112‧‧‧第二電極
20‧‧‧阻隔層
21‧‧‧凹槽
22‧‧‧環形通槽
30‧‧‧反射層
31‧‧‧凹杯
40‧‧‧發光二極體晶片
50‧‧‧封裝層
200‧‧‧承載板
201‧‧‧通孔
300‧‧‧金屬材料
400‧‧‧刮板
500‧‧‧研磨工具
600‧‧‧蝕刻液
圖1為本發明的發光二極體封裝結構的製造方法步驟一所得到的封裝結構的剖面示意圖。
圖2至圖4為本發明的發光二極體封裝結構的製造方法步驟二所得到的封裝結構的剖面示意圖。
圖5為本發明的發光二極體封裝結構的製造方法步驟三所得到的封裝結構的剖面示意圖。
圖6與圖7為本發明的發光二極體封裝結構的製造方法步驟四所得到的封裝結構的剖面示意圖。
圖8為本發明的發光二極體封裝結構的製造方法步驟五所得到的封裝結構的剖面示意圖。
圖9為本發明的發光二極體封裝結構的製造方法步驟六所得到的封裝結構的剖面示意圖。
圖10與圖11為本發明的發光二極體封裝結構的製造方法步驟七所得到的封裝結構的剖面示意圖。
圖12為本發明的發光二極體封裝結構的製造方法步驟八所得到的封裝結構的剖面示意圖。
圖13為本發明的發光二極體封裝結構的製造方法步驟九所得到的封裝結構的剖面示意圖。
圖14為本發明的發光二極體封裝結構的製造方法步驟十所得到的封裝結構的剖面示意圖。
如圖14所示，本發明的發光二極體封裝結構100包括具有電極結構11的基板10，裝設於電極結構11上且與電極結構11電性連接的發光二極體晶片40，圍設發光二極體晶片40的反射層30，以及密封發光二極體晶片40的封裝層50。
本發明還提供上述發光二極體封裝結構100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1，提供一個基板10，基板10上表面具有複數個間隔設置的電極結構11，每個電極結構11包括間隔設置的第一電極111與第二電極112。基板10可由矽或陶瓷材料製成，電極結構11為 導電材料製成。
請參閱圖2至圖4，在基板10的上表面設置阻隔層20。阻隔層20為圖案化設計，其形成有複數個間隔的環形通槽22，環形通槽22與基板10的上表面連通，從而使得該阻隔層20與基板10的上表面共同圍成呈杯狀的凹槽21。
請參閱圖5，提供一承載板200與一些金屬材料300。承載板200為一薄形板體，其上具有複數個間隔設置的通孔201，該複數個通孔201與凹槽21對應設置。本實施例中，金屬材料300呈膠狀，其包含有銀粉與玻璃材料，當然，金屬材料300亦可為其他金屬成份。
請參閱圖6與圖7，將承載板200放置於阻隔層20的上表面，並使通孔201與凹槽21相對應連通；再將金屬材料300放置於承載板200上。同時，提供一刮板400，藉由刮板400刮過承載板200上表面以將承載板200上的金屬材料300藉由通孔201填充至凹槽21中。
請參閱圖8，將承載板200與阻隔層20移除。
請參閱圖9，對金屬材料300進行固化處理，從而形成複數個杯狀的反射層30。每個反射層30環繞一個相應的電極結構11設置，且其中部形成一凹杯31。金屬材料300可利用燒結或烘烤的方式進行固化，固化後的反射層30作為發光二極體封裝結構100的反射杯。
對反射層30表面與電極結構11表面進行亮化處理。請參閱圖10，可利用研磨工具500進行拋光處理；同樣，請參閱圖11，亦可利 用蝕刻的方式使反射層30和電極結構11表面進行亮化處理，此時，將基板10倒置，使反射層30和電極結構11浸入至蝕刻液600中即可。
請參閱圖12，在每個凹杯31底部的電極結構11上固定至少一個發光二極體晶片40，該至少一個發光二極體晶片40與第一電極111及第二電極112分別形成電連接。本實施例中，發光二極體晶片40是藉由覆晶的方式與第一電極111及第二電極112形成電連接的。當然，發光二極體晶片40亦可以藉由打線的方式與電極結構11結合。電極結構11作為發光二極體封裝結構100的電極以與外部電源如電路板連接而向該至少一個發光二極體晶片40供電。
請參閱圖13，形成複數個封裝層50分別覆蓋發光二極體晶片40。本實施例中，封裝層50填充整個凹杯31。封裝層50是採用點膠工藝完成，先在反射層30所包圍的空間內利用點膠機點上封裝膠，使封裝膠覆蓋複數個發光二極體晶片40並填滿反射層30所包圍的整個區域，然後用模具擠壓使封裝層50的上端與反射層30的上端平齊。本實施例中，可在準備封裝膠時混合螢光粉，或者在封裝完成後，於封裝層50的上表面塗覆一層螢光層，以獲得想要的出光顏色。
請參閱圖14，對複數個發光二極體封裝結構進行切割，可得到單個的發光二極體封裝結構100。
本實施例中，藉由在形成有杯狀凹槽21的基板10上加設一具有複數個通孔201的承載板200，從而將金屬材料300藉由該複數個通孔201填充至凹槽21中，藉此，當該批次的反射層30形成後，只需要將承載板200移至下一批次的阻隔層20，然後再次填充金屬 材料300即可，對於批量生產更為方便。可以理解地，本發明亦可不設置承載板200直接將金屬材料300填充至凹槽21中。
本發明藉由在基板10上提供一阻隔層20，並在阻隔層20上設置環形通槽22以與基板10共同形成杯狀的凹槽21，然後將金屬材料300填充至凹槽21中，再將阻隔層20移除並對金屬材料300進行固化以形成反射杯，最後得到反射層30，進而進行亮化處理。藉此方法，制程簡單，且由金屬材料300固化形成的反射杯不會因為受到高溫而氧化變質，具有較好的反射特性。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
10‧‧‧基板
11‧‧‧電極結構
111‧‧‧第一電極
112‧‧‧第二電極
20‧‧‧阻隔層
30‧‧‧反射層
200‧‧‧承載板

Claims (8)

  1. 一種發光二極體封裝結構的製造方法，包括以下步驟：提供一基板，該基板上表面具有複數個間隔設置的電極結構，該電極結構包括間隔設置的第一電極與第二電極；在該基板的具有電極結構的表面形成一阻隔層，該阻隔層形成複數個環形通槽，各個環形通槽與基板上表面共同圍成一個杯狀的凹槽，該凹槽為頂部開口；提供金屬材料，將該金屬材料填充至各個凹槽內；移除該阻隔層並將該金屬材料固化，從而形成複數個杯狀的反射層，每個杯狀反射層環繞一個電極結構並形成一凹杯；對反射層表面和電極結構表面進行亮化處理；將發光二極體晶片置於凹杯內並裝設於該電極結構上，且與該第一電極及第二電極分別形成電連接；在該凹杯內形成封裝層以密封該發光二極體晶片；切割該基板以形成複數個發光二極體封裝結構。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中，該基板由矽或陶瓷材料製成。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中，所述“提供金屬材料，將該金屬材料填充至各個凹槽內”包括以下步驟：提供一承載板，該承載板上設有複數個通孔；將承載板放置於阻隔層上，使該複數個通孔與該凹槽相對應；提供金屬材料，該金屬材料設置於該承載板上且使金屬材料經由該承載板的通孔填充至該凹槽內。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中，該 金屬材料呈膠狀，包含銀粉與玻璃材料。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中，該反射層藉由燒結或烘烤的方式進行固化。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中，該反射層和電極結構的表面藉由研磨工具進行拋光亮化處理。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中，該反射層和電極結構的表面藉由蝕刻的方式進行亮化處理。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中，該發光二極體晶片藉由覆晶或打線的方式與該第一電極及第二電極分別形成電連接。
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