TWI425677B - 發光模組及其製造方法 - Google Patents

Description

發光模組及其製造方法

本發明涉及一種發光模組的製造方法，及利用該方法形成的發光模組。

發光元件例如發光二極體都需要經封裝後形成單個顆粒，再應用到各個領域，例如顯示、照明等。

發光二極體的封裝通常都包括固晶、打線、灌膠、烘烤、切割等工藝流程。在預固晶階段，利用機具在封裝載板的表面分別形成電極層等；在固晶階段，通常先將固晶膠逐個形成於電極層上，再將發光二極體晶粒逐個固著於上述形成的固晶膠上，最後再覆蓋封裝層。批量封裝發光二極體時，必須重複上述步驟。

然而，上述固晶工藝存在很多缺陷，不能滿足產業上快速、優良地大批量封裝發光二極體的需求。首先，針對不同類型的發光元件，其波長及尺寸要求不盡相同，採用傳統方法無法快速製成，形成工序複雜造成良率得不到保證。另外，需要重複實施繁瑣工藝流程，造成固晶工藝的時間冗長而降低效率。因此，如何提供一種更加快捷高效的發光二極體封裝方法仍是業界需要解決的一個課題。

有鑒於此，有必要提供一種快捷高效的發光模組製造方法及由該方法形成的發光模組。

一種發光模組製造方法，其步驟包括：提供一軟性基板；將一個或多個間隔的硬式結構固定在該軟性基板上；在該一個或多個硬式結構上形成一導電層，該導電層包括複數間隔的電極；將複數發光元件設於該導電層上，每個發光元件固定在兩個相鄰的電極之間；將一封裝層覆蓋形成於該複數發光元件上；其中，所述硬式結構、導電層、發光元件及封裝層中至少之一採用滾壓的方式形成。

一種發光模組，包括至少一個發光元件封裝結構，所述每個發光元件封裝結構包括一軟性基板、一導電層、一設於該導電層上的一發光元件及覆蓋於該發光元件上的一封裝層，還包括一硬式結構，該硬式結構嵌設形成於該軟性基板上，該導電層鋪設在軟性基板和該複數硬式結構的上表面，所述發光模組包括多個發光元件封裝結構，每一電極均設於相鄰兩硬式結構之間且與該相鄰兩硬式結構接觸。

與現有技術相比，本發明採用滾壓的方法逐步形成各組裝層，進 而形成一個或多個發光元件封裝結構，避免封裝結構內部複雜的焊接打件工序，同時省去繁瑣的重複動作，並可根據不同的裁切尺寸形成不同規格的元件，從而實現快速、優良地封裝與分割，進而簡化工藝流程，提升工藝效率。

下面參照附圖，結合具體實施例對本發明作進一步的描述。

10‧‧‧軟性基板

60‧‧‧第一卷軸

61‧‧‧第二卷軸

21‧‧‧硬式結構

30‧‧‧導電層

31‧‧‧電極

32‧‧‧固晶膠

40‧‧‧發光元件

50‧‧‧封裝層

311‧‧‧第一電極

312‧‧‧第二電極

11‧‧‧凹杯結構

圖1至圖4為本發明一實施例的發光模組的製造方法的各步驟示意圖。

圖5至圖6為利用本發明封裝方法形成的發光元件封裝結構示意圖。

圖7為利用本發明製造方法形成的發光模組的結構示意圖。

圖8為利用本發明製造方法形成的另一發光模組的結構示意圖。

圖1至圖4示出了本發明一實施例的發光模組製造方法的流程。大致包括如下流程：提供一軟性基板10；將一個或多個間隔的硬式結構21固定在該軟性基板10上；在該一個或多個硬式結構21上形成一導電層30，該導電層30包括複數間隔的電極31；將複數發光元件40設於該導電層30上，每個發光元件40固定在兩個相鄰的電極31之間； 將一封裝層50覆蓋形成於該複數發光元件40上；其中，所述硬式結構21、導電層30、發光元件40及封裝層50中至少之一採用滾壓的方式形成。

下面結合其他圖示對該流程作詳細說明。首先請參考圖1，提供一軟性基板10和對應的第一卷軸60和第二卷軸61，該軟性基板10的材質為聚合體或塑膠。接著，利用滾壓的方式在該軟性基板10上形成一個或多個間隔的硬式結構21，即如圖所示，該軟性基板10繞該第一卷軸60自左向右勻速傳動，同時附有該複數硬式結構21的第二卷軸61沿順時針方向轉動，從而將硬式結構21嵌設形成在軟性基板10上。圖1中僅示意性地示出第一卷軸60和第二卷軸61，可以理解的，為實現滾壓流程，還應有與所述第一、第二卷軸60、61配合的其他卷軸以及傳動機構。優選地，本實施例中該複數硬式結構21的材質為SiO2，其具備透光性，主要用於輔助穩固該發光元件封裝結構，避免發光元件破裂。

請參考圖2，利用滾壓的方式在該複數硬式結構21上形成一導電層30，該導電層30包括複數電極31，即如圖所示，該複數硬式結構繞該第一卷軸60自左向右勻速傳動，同時附有該複數電極31的第二卷軸61沿順時針方向轉動，從而將導電層30附著在該複數硬式結構21上。每一電極31位於相鄰間隔的硬式結構21之間，該複數電極31間隔排列，該導電層30可採取在塑膠中進行磊晶摻雜、擴散摻雜或者離子布植等方式形成，相應的，該導電層30也可採用金屬材質。

請再參考圖3和圖5，先在該導電層30每一電極31的兩側邊緣上形成固晶膠32或焊料(圖未示)，用於該導電層30和該發光元件40的連接，然後採取滾壓的方式在該導電層30上形成形成複數發光元件40，即該導電層30繞該第一卷軸60自左向右勻速傳動，同時附有該複數發光元件40的第二卷軸61沿順時針方向轉動，從而借助固晶膠32或焊料將發光元件40固定在導電層30上。該複數發光元件40可以是發光二極體晶粒、有機發光二極體晶粒等發光器件，本實施例中為發光二極體晶粒。在本步驟中，將發光元件40以晶片倒裝(flip-chip)的形式固定在導電層30上，並借由導電的固晶膠與導電層30形成電連接。當然，也可採用其他方式，例如，採用打線(wire bonding)的方式將發光元件與軟性基板10上的導電層30形成電連接。

請同時參考圖4，利用滾壓的方式在該複數發光元件40上形成一封裝層50，即該複數發光元件40繞該第一卷軸60自左向右勻速傳動，同時附有該封裝層50的第二卷軸61沿順時針方向轉動，以便將該封裝層50形成於該複數發光元件40上。優選的，本實施例中該封裝層50為一螢光膠帶，該螢光膠帶包含石榴石基螢光粉、矽酸鹽基螢光粉、原矽酸鹽基螢光粉、硫化物基螢光粉、硫代鎵酸鹽基螢光粉、氮氧化物基螢光粉和氮化物基螢光粉中的一種或多種。該螢光膠帶可根據不同類型的發光元件需求而呈現不同的螢光粉密度分佈，具體的，在形成發光模組的過程中，根據需要形成多個不同波長的發光元件，在對應區域則相應螢光膠帶包含的螢光粉呈現不同密度分佈，從而能夠達到螢光膠帶和發光元件的 合理搭配，如此則可快速形成複數不同類型需求的發光模組，同時便於根據不同裁切尺寸分離出不同規格的發光元件封裝結構。

請再參閱圖5，為利用該滾壓封裝方法形成的一發光元件封裝結構。該封裝結構包括一軟性基板10、設於該軟性基板10上的一硬式結構21，一導電層30形成在該硬式結構21上，一發光元件40形成在該導電層30上，此外，一封裝層50形成在該發光元件40上。

具體的，該軟性基板10由絕緣材料製成。該硬式結構21嵌設在該軟性基板10的上表面，該硬式結構21和該軟性基板10的上表面相平，該硬式結構21用於穩固該發光元件封裝結構，避免該發光元件40破裂。

該導電層30鋪設在軟性基板10和硬式結構21的上表面，該導電層30包括一第一電極311和一第二電極312，該第一電極311和該第二電極312彼此間隔，該第一電極311和該第二電極312彼此靠近的一端均形成固晶膠32。

該發光元件40設於該導電層上並位於該第一電極311和第二電極312之間，本實施例中該發光元件40為一發光二極體晶粒，且該發光二極體晶粒以晶片倒裝(flip-chip)的形式固定在導電層30上。其中該發光元件40的兩個電極分別借由導電的固晶膠32與導電層30的第一、第二電極311、312形成電連接。

優選的，該封裝層50為一螢光膠帶，該螢光膠帶可根據不同類型的發光元件類型而選擇不同密度分佈的螢光粉，以達到螢光膠帶和發光元件的合理搭配。

圖6中的發光元件封裝結構與圖5中所示結構相同，只是示出軟性基板10處於彎曲變形狀態時的情形。

請同時參閱圖7，為利用該滾壓的封裝方法形成的一發光模組。該發光模組包括複數發光元件封裝結構，包括一平直且絕緣的軟性基板10，嵌設於該軟性基板10上的複數硬式結構21，一導電層形成於該複數硬式結構上，複數發光元件40設於該導電層30上，此外，一封裝層50形成在該發光元件40上。

具體的，該軟性基板10由絕緣材料製成。該複數硬式結構21嵌設在該軟性基板10的上表面，該複數硬式結構21與該軟性基板10的上表面相平。該複數硬式結構21彼此間隔，該複數硬式結構21用於輔助穩固該發光元件封裝結構，避免該發光元件40破裂。

該導電層30鋪設在軟性基板10和該複數硬式結構21的上表面，該導電層30包括複數電極31，該複數電極31彼此間隔，每一電極31均與相鄰兩硬式結構21接觸並設於相鄰兩硬式結構21之間。該複數電極31兩端均形成固晶膠32。

該複數發光元件40設於該導電層30上且每一發光元件40均設於相鄰兩電極31之間，本實施例中，該複數發光元件40為複數發光二極體晶粒，將該複數發光二極體晶粒以晶片倒裝(flip-chip)的形式固定在導電層30上，並借由導電的固晶膠32與導電層30形成電連接。

最後，一封裝層50形成在該複數發光元件40上，優選的，該封裝層50為一螢光膠帶，該螢光膠帶可根據不同類型的發光元件需求 而呈現不同的螢光粉密度分佈，如此則可快速形成複數不同類型需求的發光二極體封裝燈體結構，具體的，在形成發光模組的過程中，根據需要形成多個不同波長的發光元件，在對應區域則相應螢光膠帶包含的螢光粉呈現不同密度分佈，從而能夠達到螢光膠帶和發光元件的合理搭配，如此則可快速形成複數不同類型需求的發光模組，同時便於根據不同裁切尺寸分離出不同規格的發光元件封裝結構。

圖8為利用該滾壓的封裝方法形成的發光模組的另一實施例，該實施例中的發光模組結構與圖7所示實施例相似，不同之處在於，該軟性基板10包含複數凹杯結構11，該複數硬式結構21、導電層30及複數發光元件40均設於該複數凹杯結構11內，該封裝層50貼合覆蓋於該複數凹杯結構11的頂部。

與現有技術相比，本發明採用滾壓的方法逐步形成各組裝層，進而形成一個或多個發光元件封裝結構，避免封裝結構內部複雜的焊接打件工序，同時省去繁瑣的重複動作，並可根據不同的裁切尺寸形成不同規格的元件，從而實現快速、優良地封裝與分割，從而簡化工藝流程，提升工藝效率。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10‧‧‧軟性基板

21‧‧‧硬式結構

31‧‧‧電極

40‧‧‧發光元件

50‧‧‧封裝層

60‧‧‧第一卷軸

61‧‧‧第二卷軸

Claims (9)

1. 一種發光模組製造方法，步驟包括：提供一軟性基板；將一個或多個間隔的硬式結構固定在該軟性基板上；在該一個或多個硬式結構上形成一導電層，該導電層包括複數間隔的電極；將複數發光元件設於該導電層上，每個發光元件固定在兩個相鄰的電極之間；將一封裝層覆蓋形成於該複數發光元件上，其中，所述硬式結構、導電層、發光元件及封裝層中至少之一採用滾壓的方式形成。
2. 如申請專利範圍第1項所述的發光模組製造方法，其中，所述封裝層內包含螢光粉，該封裝層根據不同類型的發光元件而搭配不同密度分佈的螢光粉。
3. 如申請專利範圍第1項所述的發光模組製造方法，其中，每一電極兩端邊緣形成固晶膠，該固晶膠為導電膠，所述發光元件以倒裝的方式與導電層形成電連接。
4. 如申請專利範圍第1項所述的發光模組製造方法，其中，每一電極兩端邊緣形成焊料，所述發光元件以打線的方式與導電層形成電連接。
5. 如申請專利範圍第1項所述的發光模組製造方法，其中，所述發光元件為發光二極體晶粒。
6. 一種發光模組，包括至少一個發光元件封裝結構，所述每個發光元件封裝結構包括一軟性基板、一導電層、一設於該導電層上的一發光元件及覆蓋於該發光元件上的一封裝層，其特徵在於：還包括一硬式結構，該硬式結構嵌設形成於該軟性基板上，該導電層鋪設在軟性基板和該複數硬式結構的上表面，所述發光模組包括多個發光元件封裝結構，每一電極均設於相鄰兩硬式結構之間且與該相鄰兩硬式結構接觸。
7. 如申請專利範圍第6項所述的發光模組，其中，該軟性封裝基板包括複數凹杯結構，該封裝層、導電層及若干發光元件均設於該複數凹杯結構內，該封裝層貼合覆蓋於該複數凹杯結構的頂部。
8. 如申請專利範圍第6項所述的發光模組，其中，每一電極邊緣兩側均形成固晶膠，該固晶膠為導電膠，所述發光元件以倒裝的方式與導電層形成電連接。
9. 如申請專利範圍第6項所述的發光模組，其中，所述封裝層內包含螢光粉，根據需要形成多個不同波長的發光元件，該不同波長的發光元件對應的封裝層包含的螢光粉呈現不同密度分佈。