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TWI543412B - 發光二極體及其製造方法 - Google Patents

發光二極體及其製造方法 Download PDF

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Description

發光二極體及其製造方法
本發明涉及一種發光二極體及其製造方法。
LED(Light-emitting diode，發光二極體)產業是近幾年最受矚目的產業之一，發展至今，LED產品已具有節能、省電、高效率、反應時間快、壽命週期時間長、且不含汞、具有環保效益等優點，因此被認為是新世代綠色節能照明的最佳光源。目前普遍應用於市場的LED產品由於需借助底板支撐LED的電極及反射杯，因此總體較厚，導致利用LED作為發光器件的燈具也無法做成厚度較小的外形。因此，目前的LED產品無法適應薄型化產品的發展趨勢。
有鑒於此，有必要提供一種薄型化發光二極體的製造方法。
一種發光二極體製造方法，該製造方法包括步驟：提供金屬基板，該金屬基板包括第一表面與第二表面，該第一表面開設凹槽形成固晶區與打線區，固晶區與打線區通過凹槽隔開，固晶區內具有凹陷；在該凹陷內設置LED晶片並通過導線電連接打線區；形成封裝層覆蓋固晶區及打線區；去除金屬基板位於封裝層下方避開固晶區及打線區的部分，使固晶區與打線區分離。
一種發光二極體，包括反射杯、第一電極與第二電極、封裝層、設置於該反射杯中的LED晶片以及電連接該LED晶片與該第一電極、第二電極的導線，該反射杯與該第一電極、第二電極相離設置，該封裝層連接該反射杯與該第一電極、第二電極的頂部。
由於該發光二極體無需借助底板作支撐，並且除了作為固晶區域打線區外的其他作為連接的金屬基板部分均被完全蝕刻，因此發光二極體整體厚度變薄，適用於更多薄型化設計的產品中。
10‧‧‧第一金屬層
101‧‧‧第一表面
102‧‧‧第二表面
20‧‧‧第二金屬層
21‧‧‧固晶區
22‧‧‧打線區
23‧‧‧凹陷
24、54‧‧‧凹槽
30‧‧‧LED晶片
31‧‧‧螢光粉層
32‧‧‧螢光粉
33‧‧‧導線
40‧‧‧封裝層
50‧‧‧第三金屬層
60‧‧‧反射杯
61‧‧‧第一電極
62‧‧‧第二電極
70、70a‧‧‧金屬基板
100‧‧‧發光二極體
圖1是本發明發光二極體製造方法的第一步驟。
圖2是本發明發光二極體製造方法的第二步驟。
圖3是本發明發光二極體製造方法的第三步驟。
圖4是本發明發光二極體製造方法的第四步驟。
圖5是本發明發光二極體製造方法的第五步驟。
圖6是本發明發光二極體製造方法的第六步驟。
圖7是本發明發光二極體製造方法的第七步驟。
圖8是本發明發光二極體製造方法製造完成的發光二極體示意圖。
圖9是本發明第二實施例的發光二極體製造方法的製造金屬基板的步驟。
下面結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。
請參閱圖1-7，示出了本發明發光二極體100製造方法，其主要包括如下各個步驟：步驟一：請參閱圖1，提供一第一金屬層10。該第一金屬層10呈一長條狀薄層，如銅箔。該第一金屬層10包括位於上端的第一表面101，以及位於下端的第二表面102。該第一表面101平行於該第二表面102。
步驟二：請參閱圖2，於該第一金屬層10上設置一第二金屬層20。在本實施例中，該第二金屬層20設置於該第一金屬層10的第一表面101。該第二金屬層20與該第一金屬層10由同樣材質製成，例如金屬銅。該第二金屬層20包括一個位於中間的固晶區21以及二分佈於該固晶區21兩側的打線區22。該固晶區21與該二打線區22彼此分離設置。其中，該第二金屬層20未覆蓋該第一金屬層10的左右兩端以及該固晶區21與該二打線區22之間的分離部分。
步驟三：請參閱圖3，蝕刻該第一金屬層10與該第二金屬層20形成一金屬基板70。該第一金屬層10未被該第二金屬層20覆蓋的部分被蝕刻至一定深度，並在該固晶區21與該二打線區22之間形成二凹槽24。該第二金屬層20的固晶區21被蝕刻形成一凹陷23，該凹陷23凹陷至與該二凹槽24具有同樣的深度。該凹陷23的側面由該第二金屬層20以及部分該第一金屬層10圍設形成一金屬環狀結構。本實施例中的蝕刻方式為乾式蝕刻方式。
步驟四：請參閱圖4，設置一LED晶片30於該凹陷23內，並通過導線32電連接該LED晶片30與該二打線區22。該LED晶片30的高度小於該凹陷23的深度。利用注塑成型的方法形成一螢光粉層31覆蓋該LED晶片30。該螢光粉層31內摻有螢光粉32。該螢光粉層31填 滿該凹陷23。由於凹陷23由部分第一金屬層10以及部分第二金屬層20圍成，因此凹陷23的內壁面具有良好的反射效果。
步驟五：請參閱圖5，形成一封裝層40覆蓋該第二金屬層20、外露的第一金屬層10以及該螢光粉層31。該封裝層40填滿該二凹槽24以及覆蓋導線33。該封裝層40通過注塑成型的方式形成。該封裝層40由絕緣透明材料製成。可以理解地，步驟四中形成的螢光粉層31可與封裝層40可以分兩步形成或者同時形成。
步驟六：請參閱圖6，利用電鍍的方式形成一第三金屬層50於第一金屬層10的第二表面102上。該第三金屬層50與該第一金屬層10、第二金屬層20由同樣材質製成，例如金屬銅。該第三金屬層50包括三個區域分別對應該第二金屬層20的固晶區21與二打線區22。該第三金屬層50對應該第二金屬層20的二凹槽24的位置處形成二輪廓形狀相同的凹槽54。該第三金屬層50未覆蓋該第一金屬層10的第二表面102的左右兩端以及對應該固晶區21與該二打線區22之間的分離部分。該第三金屬層50的厚度大於該二凹槽22下方的第一金屬層10的厚度。
步驟七：請參閱圖7，蝕刻該第三金屬層30以及未被該第三金屬層30覆蓋的部分第一金屬層10。在本實施例中，採用濕式蝕刻方式將未被該第三金屬層30覆蓋的部分第一金屬層10完全蝕刻，直至該封裝層40從該二凹槽54的位置外露。由於濕式蝕刻具有等向性且速率較快，因此被蝕刻後的該第三金屬層50的厚度為該第三金屬層50的原有厚度減去步驟六中凹槽54對應的第一金屬層10的厚度。此狀態下的該第一金屬層10只剩餘該固晶區21與該二打線區22覆蓋的三個部分，而未被覆蓋的部分在步驟三與步驟七中被 完全蝕刻去除。另一實施例為在不設置第三金屬層50的情況下，利用乾式蝕刻方式直接蝕刻該金屬基板70避開固晶區21及打線區22的部分，使該固晶區21與該打線區22分離地固定於封裝層40中。
請參閱圖8，由上述步驟製造完成的發光二極體100包括一反射杯60、分佈於該反射杯60兩側的第一電極61與第二電極62。LED晶片30設置於該反射杯60內，並由導線電連接該LED晶片30與該第一電極61、第二電極62。螢光粉層31覆蓋該LED晶片30並填滿該反射杯60形成的凹陷。該第一電極61、第二電極62與該反射杯60通過封裝層40連接。該封裝層40覆蓋該反射杯60以及該第一電極61、第二電極62的頂端。因為該反射杯60、第一電極61以及第二電極62是由上述步驟中的第一金屬層10、第二金屬層20以及第三金屬層50共同製成的，所以該反射杯60具有良好的導熱效果。從該封裝層40外露的部分反射杯60作為發光二極體100的散熱模組與外部器件連接，可將發光二極體100工作時的熱量及時散去。 從該封裝層40外露的部分第一電極61與部分第二電極62作為電極與外部器件連接導電。
又由於該發光二極體100不需借助底板製成反射杯60與第一電極61、第二電極62，因此發光二極體100整體厚度變薄，適用於更多的薄型化產品中。同時在制程上節省了因需要使用底板而額外使用的材料及工序。該反射杯60全部通過金屬製成，其具有良好的導熱性能。並且該反射杯60與該第一電極61、第二電極62是通過絕緣的封裝層40連接，實現了發光二極體100的熱、電分離。
請參閱圖9，示出了本發明第二實施例的發光二極體100製造方法 的金屬基板70a的步驟。延續第一實施例的第一步驟，提供一第一金屬層10，該第一金屬層10具有一定厚度。類似於第一實施例的步驟三，利用乾式蝕刻方法蝕刻該第一金屬層10。蝕刻後的該第一金屬層10形成一固晶區21a以及與該固晶區21a相離設置的二打線區22a。該固晶區21a形成一凹陷23a。後續的步驟繼續沿用第一實施例中的步驟四至步驟七。由於本實施例中的金屬基板70a僅由第一金屬層10製成，因此該金屬基板70a比第一實施例中的金屬基板70更薄，且制程更為簡化。
10‧‧‧第一金屬層
102‧‧‧第二表面
21‧‧‧固晶區
22‧‧‧打線區
30‧‧‧LED晶片
33‧‧‧導線
40‧‧‧封裝層
50‧‧‧第三金屬層
54‧‧‧凹槽

Claims (9)

  1. 一種發光二極體製造方法，該製造方法包括步驟：提供金屬基板，該金屬基板包括第一表面與第二表面，該第一表面開設凹槽形成固晶區與打線區，固晶區與打線區通過凹槽隔開，固晶區內具有凹陷；在該凹陷內設置LED晶片並通過導線電連接打線區；形成封裝層覆蓋固晶區及打線區；去除金屬基板位於封裝層下方避開固晶區及打線區的部分，使固晶區與打線區分離。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體製造方法，其中：該金屬基板包括第一金屬層與第二金屬層，該第二金屬層設置於該第一金屬層上並形成該隔開的固晶區與打線區。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體製造方法，其中：蝕刻該第一金屬層與該第二金屬層，於固晶區上形成該凹陷，於該固晶區與該打線區之間形成凹槽。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體製造方法，其中：該封裝層包括填滿該凹陷的螢光粉層。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體製造方法，其中：形成封裝層覆蓋固晶區及打線區的步驟之後還包括設置第三金屬層於該基板第二表面的步驟。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體製造方法，其中：該第三金屬層與該金屬基板由相同材質製成，且該第三金屬層的厚度大於該金屬基板位於固晶區及打線區之外的部分的厚度。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體製造方法，其中：利用濕式蝕刻法蝕刻該第三金屬層與金屬基板避開固晶區及打線區的部分。
  8. 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體製造方法，其中：該螢光粉層摻有螢光粉，該螢光粉層先形成於該凹陷中，該封裝層再形成覆蓋該固晶區。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體製造方法，其中：包括二打線區，該二打線區分佈於該固晶區的兩側。
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