TWI688127B

TWI688127B - 半導體發光模組的封裝方法

Info

Publication number: TWI688127B
Application number: TW108108944A
Authority: TW
Inventors: 郭宏瑋; 杜雅琴; 陳仲淵
Original assignee: 致伸科技股份有限公司
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2019-03-15
Publication date: 2020-03-11
Also published as: US10964860B2; TW202036937A; US20200295243A1

Abstract

本發明提供一種半導體發光模組的封裝方法，包括下列步驟：(a).提供基板，基板材質種類可為柔性印刷電路板、金屬印刷電路板、印刷電路板或陶瓷基板；(b).基板包括防焊層及發光元件，防焊層具有開口且開口具有寬度R，發光元件設置於開口中；(c).藉由注膠裝置將封裝膠體注入開口中；以及(d).形成覆蓋發光元件的密封透鏡結構，密封透鏡結構具有立體高度d。

Description

半導體發光模組的封裝方法

本發明係有關於一種電子元件封裝的應用領域，尤指一種半導體發光模組的封裝方法。

隨著電子產品的小型化趨勢，電路板也需製作地更加輕薄，使得電路板上的導電線路及連接端子的排列也越來越密集且複雜，而發光元件的尺寸也愈來愈小。相應地，在組裝過程中，對所述發光元件之組裝精度的要求也越來越高。

於現有技術中，通常使利用樹脂模塑技術對基板上所安裝的發光元件，例如：發光二極體晶片進行封裝，以形成覆蓋發光元件的密封透鏡結構，使自發光元件出射之光線可藉由密封透鏡結構進行聚光。

然而，由於導電線路及連接端子的排列過於密集，也因此提高應用樹脂模塑技術封裝的難度。

有鑑於此，如何提供一種可簡易且快速的半導體發光模組的封裝方法，同時可形成不同外形及立體高度的密封透鏡結構，為本發明欲解決的技術課題。

本發明之主要目的，在於提供一種可簡易且快速的半導體發光模組的封裝方法，並同時形成不同外形及立體高度的密封透鏡結構，以藉此調整發光元件的聚光度。

為達前述之目的，本發明提供一種半導體發光模組的封裝方法，包括下列步驟：(a).提供基板，基板材質種類可為柔性印刷電路板、金屬印刷電路板、印刷電路板、陶瓷基板；(b.)基板包括防焊層及發光元件，防焊層具有開口且開口具有寬度R，發光元件設置於開口中；(c).藉由注膠裝置將封裝膠體注入開口中；以及(d).形成覆蓋發光元件的密封透鏡結構，密封透鏡結構具有立體高度d。

於上述較佳實施方式中，其中於步驟(a)中，基板包括電路層，電路層部分暴露於開口中。

於上述較佳實施方式中，其中發光元件包括發光二極體晶片及焊墊，焊墊用以電性連接於電路層。

於上述較佳實施方式中，其中於步驟(c)中，封裝膠體為Epoxy-hybrid,silicone-hybrid,epoxy,silicone,acrylic hybrid,UV curing glue，其封裝膠體可填充擴散粒子，擴散粒子可為CaCO₃、TiO₂、SiO₂、Al₂O₃、BN、ZnO或ZrO₂。。

於上述較佳實施方式中，其中於步驟(a)中，寬度R為0.7mm。

於上述較佳實施方式中，其中於步驟(c)中，注膠裝置的注膠口的口徑介於0.1mm至0.3mm之間。

於上述較佳實施方式中，其中於步驟(c)中，封裝膠體的黏度介於3000Pa．s至15000Pa．s之間，搖變性介於1.5至6.0之間。

於上述較佳實施方式中，其中注膠裝置的注膠口的口徑介於0.1mm至0.2mm之間，封裝膠體的黏度介於3000Pa．s至8500Pa．s之間，搖變性介於1.5至3.0之間，以形成立體高度d約略等於0.15mm的密封透鏡結構。

於上述較佳實施方式中，其中注膠裝置的注膠口的口徑介於0.2mm至0.3mm之間，封裝膠體的黏度介於6000Pa．s至15000Pa．s之間，搖變性介於2.4至6.0之間，以形成立體高度d約略等於0.35mm的密封透鏡結構。

於上述較佳實施方式中，其中注膠裝置的注膠口的口徑介於0.2mm至0.3mm之間，封裝膠體的黏度介於3000Pa．s至7000Pa．s之間，搖變性介於1.5至1.9之間，以形成立體高度d約略等於0.15mm的密封透鏡結構。

G‧‧‧封裝膠體

N‧‧‧注膠裝置

NO‧‧‧注膠口

R‧‧‧寬度

S101~S104‧‧‧步驟

10‧‧‧基板

10A‧‧‧基板材質

101‧‧‧防焊層

1011‧‧‧開口

102‧‧‧電路層

103‧‧‧發光元件

1031‧‧‧發光二極體晶片

10311‧‧‧出光面

10312‧‧‧底面

1032‧‧‧焊墊

104、104a、104、104c‧‧‧密封透鏡結構

圖1：係為本發明所提供之半導體發光模組的封裝方法的流程圖；圖2：係為本發明所提供之半導體發光模組的封裝流程示意圖；以及圖3：為本發明所提供半導體發光模組封裝之不同實施例的剖視圖。

本發明的優點及特徵以及達到其方法將參照例示性實施例及附圖進行更詳細的描述而更容易理解。然而，本發明可以不同形式來實現且不應被理解僅限於此處所陳述的實施例。相反地，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的此些實施例將使本揭露更加透徹與全面且完整地傳達本發明的範疇。

首先，請參閱圖1及圖2所示，圖1係為本發明所提供之半導體發光模組的封裝方法的流程圖；圖2係為本發明所提供之半導體發光模組的封裝流程示意圖。首先，提供基板，基板材質種類可為柔性印刷電路板、金屬印刷電路板、印刷電路板或陶瓷基板(步驟S101)，於步驟S101中，基板10的基板材質10A種類可為柔性印刷電路板(FPC)、金屬印刷電路板(MCPCB)、印刷電路板(PCB)或陶瓷基板(Ceramic PCB)。而基板包括防焊層及發光元件，防焊層具有開口且開口具有寬度R，發光元件設置於開口中(步驟S102)，於步驟S102中，基板10具有防焊層101，所述防焊層101為一絕緣層，其材料可為：Epoxy-hybrid、silicone-hybrid、epoxy、silicone、acrylic hybrid或UV curing glue。所述防焊層101內則配置有一電路層102，電路層102的材質為銅，並部分暴露於防焊層101的開口1011中，且開口1011具有一寬度R。所述發光元件103以覆晶方法(Flip chip scheme)設置於開口1011中，發光元件103包括發光二極體晶片1031及焊墊1032。發光二極體晶片1031具有一出光面10311及相對於出光面10311的底面10312，焊墊1032則配置於底面10312，而發光二極體晶片1031可藉由焊墊1032電性連接於電路層102，而毋須使用傳統的打線結構。於本實施例中，防焊層101的開口1011係以阻焊層限定(solder mask defined,SMD)技術或非阻焊層限定(non-solder mask defined,NSMD)技術製作，且防焊開窗防焊層101之開口1011的寬度R為為0.7mm。

接著，藉由注膠裝置將封裝膠體注入開口中(步驟S103)，於步驟S103中，注膠裝置N被配置於發光元件103的上方，且注膠裝置N的注膠口NO接近發光二極體晶片1031。如此，便可利用注膠口NO於一預設時間內供給一定量之液狀的封裝膠體G，將封裝膠體G注入開口1011之中以覆蓋發光元件103。於本實施例中，注膠裝置N的注膠口NO之口徑介於0.1mm至0.2mm之間，封裝膠體G可為Epoxy-hybrid、silicone-hybrid、epoxy、silicone、acrylic hybrid或UV curing glue，且封裝膠體G可填充擴散粒子，擴散粒子可為CaCO₃、TiO₂、SiO₂、Al₂O₃、BN、ZnO、ZrO₂。，且其黏度介於3000Pa．s至8500Pa．s之間；搖變性介於1.5至3.0之間。

最後，形成覆蓋發光元件的密封透鏡結構，密封透鏡結構具有立體高度d(步驟S104)，於步驟S104中，可利用調整防焊層101的開口1011的寬度R及封裝膠體G的黏度、搖變性來調整並決定密封透鏡結構104的立體高度d，舉例而言，當開口1011的寬度R越大時，可容納封裝膠體G的體積越大，使得密封透鏡結構104的立體高度d變低，又或者，當封裝膠體G黏度高、搖變性高時，因封裝膠體G的黏性較高則使得密封透鏡結構104的立體高度d變高；當封裝膠體G黏度低、搖變性低時，因封裝膠體G的黏性較低，則會讓密封透鏡結構104的立體高度d變低。

請參閱圖3，圖3為本發明所提供半導體發光模組封裝之不同實施例的剖視圖，當注膠裝置N的注膠口NO的口徑介於0.1mm至0.2mm之間，封裝膠體G的黏度介於3000Pa．s至8500Pa．s之間；搖變性介於1.5至3.0之間時，於預設時間內所注入的封裝膠體G便可形成立體高度d約略等於0.15mm的密封透鏡結構104a(如圖3之(i)所示)。而當注膠裝置N的注膠口NO的口徑介於0.2mm至0.3mm之間，封裝膠體G的黏度介於6000Pa．s至15000Pa．s之間；搖變性介於2.4至6.0之間時，因注膠口NO的口徑較大，使得於預設時間內所注入的封裝膠體G較多，且由於封裝膠體G的黏度較高，因此封裝膠體G便可形成立體高度d約略等於0.35mm的密封透鏡結構104b(如圖3之(ii)所示)。

另一方面，若欲形成覆蓋面積較大的密封透鏡結構時，便可利用口徑較大的注膠口NO注入黏度較低的封裝膠體G，例如：當注膠裝置N的注膠口NO的口徑介於0.2mm至0.3mm之間，封裝膠體的黏度介於3000Pa．s至7000Pa．s之間；搖變性介於1.5至1.9之間時，因注膠口NO的口徑較大，使得於預設時間內所注入的封裝膠體G較多，且封裝膠體G的黏度較低而可向周延擴散，因此封裝膠體G便可以形成立體高度d約略等於0.15mm，且覆蓋面積較大的密封透鏡結構104c(如圖3之(iii)所示)。

相較於習知技術，本發明提供一種可簡易且快速的半導體發光模組的封裝方法，並可藉由調整防焊層之開口、注膠裝置之口徑及封裝膠體的黏度、搖變性來調整密封透鏡結構的外型及立體高度，以藉此調整發光元件的聚光度。；故，本發明實為一極具產業價值之創作。

本發明得由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護。

S101~S104‧‧‧步驟

Claims

一種半導體發光模組的封裝方法，包括下列步驟：(a1).提供一密封透鏡結構之一立體高度d；(a).提供一基板，基板材質種類可為柔性印刷電路板、金屬印刷電路板、印刷電路板或陶瓷基板；(b).該基板包括一防焊層及一發光元件，該防焊層具有一開口且該開口具有一寬度R，該發光元件設置於該開口中；(c).藉由一注膠裝置將一封裝膠體注入該開口中，其中該注膠裝置具有一注膠口口徑且該封裝膠體具有一黏度；以及(d).形成覆蓋該發光元件的具有該立體高度d的該密封透鏡結構；其中，該開口寬度R、該注膠口口徑以及該封裝膠體黏度係依據該密封透鏡之該立體高度d而定。
如申請專利範圍第1項所述之半導體發光模組的封裝方法，其中於步驟(a)中，該基板包括一電路層，該電路層部分暴露於該開口中。
如申請專利範圍第2項所述之半導體發光模組的封裝方法，其中該發光元件包括至少一發光二極體晶片及至少二焊墊，該至少二焊墊用以電性連接於該電路層。
如申請專利範圍第1項所述之半導體發光模組的封裝方法，其中於步驟(c)中，該封裝膠體為Epoxy-hybrid、silicone-hybrid、epoxy、silicone,acrylic hybrid,UV curing glue，該封裝膠體可填一充擴散粒子，該擴散粒子可為CaCO₃、TiO₂、SiO₂、Al₂O₃、BN、ZnO或ZrO₂。
如申請專利範圍第1項所述之半導體發光模組的封裝方法，其中於步驟(a)中，該寬度R為0.7mm。
如申請專利範圍第5項所述之半導體發光模組的封裝方法，其中於步驟(b)中，該注膠裝置的注膠口的口徑介於0.1mm至0.3mm之間。
如申請專利範圍第6項所述之半導體發光模組的封裝方法，其中於步驟(b)中，該封裝膠體的黏度介於3000Pa．s至10000Pa．s之間，搖變性介於1.5至2.8之間。
如申請專利範圍第7項所述之半導體發光模組的封裝方法，其中該注膠裝置的注膠口的口徑介於0.1mm至0.2mm之間，該封裝膠體的黏度介於3000Pa．s至8500Pa．s之間，搖變性介於1.5至3.0之間，以形成該立體高度d約略等於0.15mm的該密封透鏡結構。
如申請專利範圍第7項所述之半導體發光模組的封裝方法，其中該注膠裝置的注膠口的口徑介於0.2mm至0.3mm之間，該封裝膠體的黏度介於6000Pa．s至15000Pa．s之間，搖變性介於2.4至3.0之間，以形成該立體高度d約略等於0.35mm的該密封透鏡結構。
如申請專利範圍第7項所述之半導體發光模組的封裝方法，其中該注膠裝置的注膠口的口徑介於0.2mm至0.3mm之間，該封裝膠體的黏度介於3000Pa．s至7000Pa．s之間，搖變性介於1.5至1.9之間，以形成該立體高度d約略等於0.15mm的該密封透鏡結構。