TWI489657B - 發光二極體封裝件 - Google Patents

Description

發光二極體封裝件

本發明是有關於一種發光二極體封裝件，且特別是有關於一種可提升發光效率的發光二極體封裝件。

傳統上，發光二極體封裝件包括螢光層及發光二極體晶片，其中螢光層包覆發光二極體晶片，使發光二極體晶片所發射的光線經過螢光層後射出發光二極體封裝件外。

然而，螢光層形成後，其頂面一般為平面或凹面，使發光二極體封裝件的發光效率無法有效增加。

本發明係有關於一種發光二極體封裝件，其發光效率佳。

根據本發明之一實施例，提出一種發光二極體封裝件。發光二極體封裝件包括一承載座、一發光二極體晶片及一螢光膠。承載座具有一凹部、一上表面及一環狀粗糙面，環狀粗糙面連接凹部之一頂部邊緣。發光二極體晶片設於凹部內。螢光膠填充於凹部內且突出超過上表面，螢光膠之一邊緣接觸於環狀粗糙面。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

請參照第1A圖，其繪示依照本發明一實施例之發光二極體封裝件之外觀圖。發光二極體封裝件100包括承載座110、發光二極體晶片120、第一銲線130、第二銲線140、第一電極150、第二電極160、絕緣件165、螢光膠170及至少一凸塊180。

承載座110例如是由高分子聚合物製成，例如是由塑膠製成。承載座110具有凹部111、上表面110u及環狀粗糙面110s。本實施例中，凹部111的開口形狀係以圓形為例，另一實施例中，凹部111的開口形狀也可以是橢圓形或多邊形，若凹部111的開口形狀係一多邊形，較佳但非限定地此多邊形之轉角係圓化導角，可使螢光膠170自然成形而不易崩解。

發光二極體晶片120設於凹部111內，且發光二極體晶片120之主動面係以朝上方位(face-up)設於第一電極150與第二電極160之一者上，本實施例係以設於第二電極160為例說明。

第一銲線130電性連接發光二極體晶片120之主動面與第一電極150，而第二銲線140電性連接發光二極體晶片120之主動面與第二電極160。

絕緣件165電性隔離第一電極150與第二電極160，避免第一電極150與第二電極160短路。

螢光膠170可採用例如是點膠方式填充於凹部111內，以覆蓋發光二極體晶片120，使自發光二極體晶片120射出的光線(未繪示)經由螢光膠170後再射出發光二極體封裝件100外。

請參照第1B圖，其繪示第1A圖中沿方向1B-1B’的剖視圖。在形成螢光膠170過程中，由於環狀粗糙面110s的設計，使當呈流動態之螢光膠170之頂部邊緣170e接觸到環狀粗糙面110s後，對螢光膠170產生一阻力，進而發揮螢光膠170內聚力的效用，使螢光膠170的中間部份漸漸隆起而形成頂部171，其中頂部171突出超過承載座110的上表面110u。相較於省略環狀粗糙面110s的發光二極體封裝件，由於本實施例之螢光膠170突出超過承載座110的上表面110u，使發光二極體封裝件100的亮度提升約略7%，然此比例並非用以限制本發明實施例。

雖然圖未繪示，然螢光膠170包括包覆體及數顆螢光粒子，其中包覆體包覆螢光粒子。由發光二極體晶片120射出的光線(如藍光)經由螢光粒子轉換成不同光色的光線(如綠光、黃光或紅光)，其與未照射到螢光粒子的光線混合成一預期光色的光線，例如是白光。

螢光粒子例如是(YGdTb)3(AlGa)5Ol2:Ce、(SrBaCaMg)2SiO4:Eu、(Sr,Ba,CaMg)3SiO5:Eu、CaAlSiN3:Eu、CaScO4:Ce、Ca10(PO4)FCl:SbMn、M5(PO4)3Cl:Eu、BaBg2Al16O27:Eu、Ba、MgAl16O27:Eu、Mn、3.5MgO 0.5MgF2 GeO2:Mn、Y2O2S:Eu、Mg6As2O11:Mn、Sr4Al14O25:Eu、(Zn,Cd)S:Cu、SrAl2O4:Eu、Ca10(PO4)6ClBr:Mn、Eu、Zn2GeO4:Mn、Gd2O2S:Eu或La2O2S:Eu，其中，M係鹼土金屬(Alkaline Earth Metals)，其材質可選自於鍶(Sr)、鈣(Ca)、鋇(Ba)、鎂(Mg)及其組合構成的群組。此外，螢光粒子的尺寸可介於約10微米至20微米之間，然另一實施例中，螢光粒子的尺寸亦可小於10微米，或大於20微米。

第1B圖中，承載座110更包括數個凸塊180，其設於承載座110之上表面110u上。凸塊180之端面180s與承載座110之上表面110u的間距H1大於螢光膠170之頂點170t與承載座110之上表面110u的間距H2。

請參照第2圖，其繪示第1B圖之發光二極體封裝件設於測試設備的外觀圖。發光二極體封裝件100在測試過程中，在發光二極體封裝件100以凸塊180設於測試設備200的承載面200u上後，由於凸塊180高於螢光膠170之頂點170t，故使螢光膠170之頂部171不致接觸到測試設備200的承載面200u而受到污染。

第1B圖中，此些凸塊180鄰近承載座110之邊緣配置。本實施例中，承載座110係矩形承載座，至少四個凸塊180鄰近承載座110之四個轉角配置(如第1A圖所示)。另一實施例中，承載座110係圓形承載座，凸塊180可鄰近承載座110之圓周邊緣配置，且其中二個凸塊180呈對角配置，而另外二個凸塊180亦呈對角配置。

以下進一步說明環狀粗糙面110s的結構特徵。

第1B圖中，環狀粗糙面110s的表面粗糙度(以十點平均粗糙度為例)可介於約0.1至1.5微米之間，然此非用以限制本發明實施例。藉由環狀粗糙面110s的表面粗糙度，可增大螢光膠170的頂部突出幅度，進而提升發光二極體封裝件100的發光效率。

在螢光膠170形成過程中，呈流動態的螢光膠170一接觸到凹部111之頂部邊緣111e後，隨即接觸到環狀粗糙面110s，而受到環狀粗糙面110s的阻力。

第1B圖中，螢光膠170之頂部邊緣170e沿一水平方向與螢光膠170之頂點170t相距第一距離L，而頂部邊緣170e沿一垂直方向與頂點170t相距一第二距離H，其中第二距離H與第一距離L的比值(H/L)可介於0.15至1.5之間，然此數值範圍並非用以限制本發明實施例。

請參照表1，其列出H/L比值與出光效率的關係。由表1可知，當H/L比值高於0.1時，本發明實施例之發光二極體封裝件100的亮度明顯地提升，且亮度與H/L比值呈正比。當H/L比值高於0.2時，亮度提升至少7%。

環狀粗糙面110s包括上表面110s1及側面110s2，其中上表面110s1連接凹部111之內壁面111w，而側面110s2連接上表面110s1與承載座110之上表面110u。本實施例中，上表面110s1實質上平行於承載座110之上表面110u，然亦可不平行於承載座110之上表面110u。側面110s2實質上垂直於環狀粗糙面110s之上表面110s1，然本發明實施例不以此為限。此外，內壁面111w係具有斜度，其例如是圓錐面或平斜面。

一實施例中，上表面110s1的寬度W1介於約200至1000微米之間，而側面110s2的高度W2介於約10至1000微米之間。另一實施例中，亦可省略側面110s2，在此設計下，上表面110s1與承載座110之上表面110u實質上對齊，例如是共面。

環狀粗糙面110s低於承載座110之上表面110u。詳細而言，環狀粗糙面110s之上表面110s1與凹部111之底部111b的間距H3小於上表面110u與凹部111之底部111b的間距H4，而構成一環狀內凹部，然此非用以限制本發明實施例。

請參照第3圖，其繪示依照本發明另一實施例之承載座的局部剖視圖。本實施例中，環狀粗糙面110s高於承載座110之上表面110u。詳細而言，環狀粗糙面110s之上表面110s1與凹部111之底部111b的間距H3大於上表面110u與凹部111之底部111b的間距H4，而構成一突出部112。

雖然上述實施例之環狀粗糙面110s之側面110s2係以垂直於環狀粗糙面110s之上表面110s1為例，然本發明實施例不限於此，以下舉例說明。

請參照第4圖，其繪示依照本發明另一實施例之承載座的局部剖視圖。本實施例中，環狀粗糙面110s之側面110s2傾斜於環狀粗糙面110s之上表面110s1，例如，側面110s2與上表面110s1之間夾一鈍角A1。由於側面110s2傾斜於上表面110s1，如同提供一拔模角，使在製作承載座110的射出成形製程中，成形的承載座110可省力地脫離射出模具。

雖然上述實施例之上表面110s1係以粗糙表面，而側面110s2係以非粗糙表面為例說明，然此非用以限制本發明實施例，側面110s2也可以是粗糙面，以下舉例說明。

請參照第5圖，其繪示依照本發明另一實施例之承載座的局部剖視圖。本實施例中，側面110s2係粗糙面，其表面粗糙度實質上等於或相異於上表面110s1的表面粗糙度。

第5圖中，由於側面110s2係粗糙面，使在形成螢光膠170的製程中，呈流動態的螢光膠170在克服上表面110s1的阻力後經由上表面110s1流向側面110s2，接著受到側面110s2的阻力，而發揮螢光膠170的內聚力效用，如此，同樣可使螢光膠170隆起而突出超過承載座110的上表面110u。相較於側面110s2非粗糙面的設計，粗糙之側面110s2使螢光膠170的突出幅度增大。

請參照第6圖，其繪示依照本發明另一實施例之承載座的局部剖視圖。本實施例中，側面110s2係粗糙面，並傾斜於上表面110s1。由於側面110s2傾斜於上表面110s1，如同提供一拔模角，使在製作承載座110的射出成形製程中，成形的承載座110可省力地脫模。

請參照第7圖，其繪示依照本發明另一實施例之承載座的局部剖視圖。環狀粗糙面110s係一斜面，且連接承載座110之上表面110u與凹部111之內壁面111w。

請參照第8圖，其繪示依照本發明另一實施例之承載座的局部剖視圖。環狀粗糙面110s係一曲面，且連接承載座110之上表面110u與凹部111之內壁面111w。此外，曲面可以是圓柱面、橢圓面或其它幾何型態之曲面。

請參照第9圖，其繪示依照本發明另一實施例之承載座的局部剖視圖。環狀粗糙面110s係一階梯面，且連接承載座110之上表面110u與凹部111之內壁面111w。

由上可知，環狀粗糙面110s可由多個表面組成，此些表面中至少一者係一粗糙面，此粗糙面直接連接凹部之頂部邊緣。此外，此些表面之任一者可以是水平面、垂直面、斜面或曲面。

綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．發光二極體封裝件

110．．．承載座

111．．．凹部

111w．．．內壁面

110s．．．環狀粗糙面

110s1．．．上表面

110s2．．．側面

110u．．．上表面

111e．．．頂部邊緣

111b．．．底部

112．．．突出部

120．．．發光二極體晶片

130．．．第一銲線

140．．．第二銲線

150．．．第一電極

160．．．第二電極

165．．．絕緣件

170．．．螢光膠

170e．．．頂部邊緣

170t．．．頂點

171．．．頂部

180．．．凸塊

180s．．．端面

200．．．測試設備

200u．．．承載面

A1．．．鈍角

H1、H2、H3、H4．．．間距

W1．．．寬度

W2．．．高度

第1A圖繪示依照本發明一實施例之發光二極體封裝件之外觀圖。

第1B圖繪示第1A圖中沿方向1B-1B’的剖視圖。

第2圖繪示第1B圖之發光二極體封裝件設於測試設備的外觀圖。

第3圖繪示依照本發明另一實施例之承載座的局部剖視圖。

第4圖繪示依照本發明另一實施例之承載座的局部剖視圖。

第5圖繪示依照本發明另一實施例之承載座的局部剖視圖。

第6圖繪示依照本發明另一實施例之承載座的局部剖視圖。

第7圖繪示依照本發明另一實施例之承載座的局部剖視圖。

第8圖繪示依照本發明另一實施例之承載座的局部剖視圖。

第9圖繪示依照本發明另一實施例之承載座的局部剖視圖。

100．．．發光二極體封裝件

110．．．承載座

111．．．凹部

110u．．．上表面

110s．．．環狀粗糙面

120．．．發光二極體晶片

130．．．第一銲線

140．．．第二銲線

150．．．第一電極

160．．．第二電極

165．．．絕緣件

170．．．螢光膠

170e．．．頂部邊緣

180．．．凸塊

Claims (22)

1. 一種發光二極體封裝件，包括：一承載座，具有一凹部、一上表面及一環狀粗糙面，該環狀粗糙面連接該凹部之一頂部邊緣；一發光二極體晶片，設於該凹部內；以及一螢光膠，填充於該凹部內且突出超過該上表面，該螢光膠之一邊緣接觸於該環狀粗糙面，其中該環狀粗糙面包括一上表面及一側面，該環狀粗糙面之該上表面實質上平行於該承載座之該上表面，且連接於該凹部之內壁面，而該環狀粗糙面之該側面連接該環狀粗糙面之該上表面與該承載座之該上表面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝件，其中該環狀粗糙面的該上表面與該凹部之一底部的間距小於或大於該承載座之該上表面與該凹部之該底部的間距。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝件，其中該環狀粗糙面之該側面傾斜於該環狀粗糙面之該上表面。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝件，其中該環狀粗糙面之該側面實質上垂直於該環狀粗糙面之該上表面。
5. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝件，更包括： 複數個凸塊，設於該承載座之該上表面，各該凸塊之端面與該承載座之該上表面的間距大於該螢光膠之頂點與該承載座之該上表面的間距。
6. 如申請專利範圍第5項所述之發光二極體封裝件，其中該些凸塊鄰近該承載座之邊緣配置。
7. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體封裝件，其中該些凸塊鄰近該承載座之轉角配置。
8. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝件，其中該螢光膠具有一頂點，該螢光膠之該邊緣沿一水平方向與該頂點相距一第一距離，該螢光膠之該邊緣沿一垂直方向與該頂點相距一第二距離，該第二距離與該第一距離的比值介於0.1至1.5之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝件，其中該凹部的開口形狀係圓形、橢圓形或多邊形。
10. 一種發光二極體封裝件，包括：一承載座，具有一凹部、一上表面及一環狀粗糙面，該環狀粗糙面連接該凹部之一頂部邊緣；一發光二極體晶片，設於該凹部內；以及一螢光膠，填充於該凹部內且突出超過該上表面，該螢光膠之一邊緣接觸於該環狀粗糙面，其中該環狀粗糙面係一斜面，該斜面連接該承載座之該上表面與該凹部之內壁面。
11. 如申請專利範圍第10項所述之發光二極體封裝件，更包括：複數個凸塊，設於該承載座之該上表面，各該凸塊之 端面與該承載座之該上表面的間距大於該螢光膠之頂點與該承載座之該上表面的間距。
12. 如申請專利範圍第11項所述之發光二極體封裝件，其中該些凸塊鄰近該承載座之邊緣配置。
13. 如申請專利範圍第12項所述之發光二極體封裝件，其中該些凸塊鄰近該承載座之轉角配置。
14. 如申請專利範圍第10項所述之發光二極體封裝件，其中該螢光膠具有一頂點，該螢光膠之該邊緣沿一水平方向與該頂點相距一第一距離，該螢光膠之該邊緣沿一垂直方向與該頂點相距一第二距離，該第二距離與該第一距離的比值介於0.1至1.5之間。
15. 如申請專利範圍第10項所述之發光二極體封裝件，其中該凹部的開口形狀係圓形、橢圓形或多邊形。
16. 一種發光二極體封裝件，包括：一承載座，具有一凹部、一上表面及一環狀粗糙面，該環狀粗糙面連接該凹部之一頂部邊緣；一發光二極體晶片，設於該凹部內；以及一螢光膠，填充於該凹部內且突出超過該上表面，該螢光膠之一邊緣接觸於該環狀粗糙面，其中該螢光膠具有一頂點，該螢光膠之該邊緣沿一水平方向與該頂點相距一第一距離，該螢光膠之該邊緣沿一垂直方向與該頂點相距一第二距離，該第二距離與該第一距離的比值介於0.1至1.5之間。
17. 如申請專利範圍第16項所述之發光二極體封裝件，其中該環狀粗糙面包括一上表面，該環狀粗糙面之該 上表面實質上平行於該承載座之該上表面，且連接於該凹部之內壁面。
18. 如申請專利範圍第17項所述之發光二極體封裝件，其中該環狀粗糙面的該上表面與該凹部之一底部的間距小於或大於該承載座之該上表面與該凹部之該底部的間距。
19. 如申請專利範圍第16項所述之發光二極體封裝件，更包括：複數個凸塊，設於該承載座之該上表面，各該凸塊之端面與該承載座之該上表面的間距大於該螢光膠之頂點與該承載座之該上表面的間距。
20. 如申請專利範圍第19項所述之發光二極體封裝件，其中該些凸塊鄰近該承載座之邊緣配置。
21. 如申請專利範圍第20項所述之發光二極體封裝件，其中該些凸塊鄰近該承載座之轉角配置。
22. 如申請專利範圍第16項所述之發光二極體封裝件，其中該凹部的開口形狀係圓形、橢圓形或多邊形。