发光二极管封装结构的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种发光二极管封装结构，包括一发光元件以及一透明封装胶体。发光元件具有一上表面。透明封装胶体配置于发光元件上，且覆盖上表面。透明封装胶体具有彼此相对的一顶表面与一底表面以及一连接顶表面与底表面的第一外围表面。第一外围表面的表面积大于等于四倍的上表面的水平投影面积。
【专利说明】发光二极管封装结构
【技术领域】
[0001] 本发明是有关于一种半导体封装结构，且特别是有关于一种发光二极管封装结 构。
【背景技术】
[0002] 随着光电技术的进步，用以取代传统白炽灯泡及荧光灯管的新时代光源一发光二 极管（Light-emitting diode, LED)-的技术逐渐成熟。由于发光二极管具有低功率消耗、 体积小、非热致发光、环保等优点，因此其应用领域逐渐地被推广。
[0003] 发光二极管光源是一种具有指向性的光源，所以位于发光二极管光源前方的光直 射区通常具有较高的亮度，导致了发光二极管光源容易有眩光的问题。一般来说，在发光二 极管封装结构中，覆盖于发光二极管芯片上的封装胶体是呈一透镜的形状，然而，采用透镜 状的封装胶体，其出光角度有限，无法具有较大出光角度而达到面光源的功效。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种发光二极管封装结构，其具有较大的侧向出光强度。
[0005] 本发明的发光二极管封装结构，其包括一发光兀件以及一透明封装胶体。发光兀 件具有一上表面。透明封装胶体配置于发光元件上，且覆盖上表面。透明封装胶体具有彼 此相对的一顶表面与一底表面以及一连接顶表面与底表面的第一外围表面。第一外围表面 的表面积大于等于四倍的上表面的水平投影面积。
[0006] 在本发明的一实施例中，上述的透明封装胶体的顶表面的表面积等于上表面的水 平投影面积。
[0007] 在本发明的一实施例中，上述的发光兀件具有一第二外围表面，且第二外围表面 与第一外围表面切齐。
[0008] 在本发明的一实施例中，上述的透明封装胶体完全覆盖发光元件的上表面。
[0009] 在本发明的一实施例中，上述的发光元件包括一承载器以及至少一发光二极管芯 片。承载器具有一凹穴。发光二极管芯片配置于凹穴内且发光二极管芯片与承载器电性连 接。
[0010] 在本发明的一实施例中，上述的发光兀件包括一基板以及至少一发光二极管芯 片。发光二极管芯片倒覆于基板上且与基板电性连接。发光二极管芯片具有一出光面，且 出光面面向透明封装胶体的底表面。
[0011] 在本发明的一实施例中，上述的发光元件还包括一波长转换结构，波长转换结构 覆盖于发光二极管芯片上。
[0012] 在本发明的一实施例中，上述的透明封装胶体包括一第一封胶部以及一第二封胶 部。第一封胶部位于第二封胶部与发光元件之间。第一封胶部的折射率大于第二封胶部的 折射率。
[0013] 在本发明的一实施例中，上述的发光二极管封装结构还包括一反射率大于90%的 反射层，配置于透明封装胶体的顶表面上。
[0014] 本发明的发光二极管封装结构，其包括一发光元件以及一透明封装胶体。发光元 件具有一上表面。透明封装胶体配置于发光元件上，且覆盖上表面。透明封装胶体具有彼 此相对的一顶表面与一底表面以及一连接顶表面与底表面的第一外围表面。发光兀件具有 一第二外围表面，第二外围表面与第一外围表面切齐，且透明封装胶体的顶表面和底表面 之间的最大垂直距离大于发光元件的最大厚度。
[0015] 在本发明的一实施例中，上述的透明封装胶体的顶表面的表面积等于上表面的水 平投影面积。
[0016] 本发明的发光二极管封装结构，其包括一发光兀件以及一透明封装胶体。发光兀 件具有一上表面。透明封装胶体配置于发光元件上，且覆盖上表面。透明封装胶体具有彼 此相对的一顶表面与一底表面。透明封装胶体的顶表面的表面积等于上表面的水平投影面 积，且透明封装胶体的顶表面和底表面之间的最大垂直距离大于发光元件的最大厚度。
[0017] 基于上述，由于本发明是利用透明封装胶体的第一外围表面的表面积大于等于四 倍的发光元件的上表面的水平投影面积，或者是，透明封装胶体的顶表面和底表面之间的 最大垂直距离大于发光元件的最大厚度，来提高透明封装胶体的侧面面积。当透明封装胶 体的侧面面积一旦被提高，其侧面出光量也会因此提升。再者，透明封装胶体的第一外围表 面的表面积与发光元件的上表面的水平投影面积的比例大于等于四倍，可有效将发光元件 所发出的光分散到透明封装胶体的侧面并由透明封装胶体的侧面出光。如此一来，本发明 的发光二极管封装结构可具有较大的侧向出光强度以及较佳的光均匀性，且可达到面光源 的功效。
[0018] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详 细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1A示出为本发明的一实施例的一种发光二极管封装结构的剖面示意图；
[0020] 图1B示出为本发明的另一实施例的一种发光二极管封装结构的剖面示意图；
[0021] 图1C示出为本发明的另一实施例的一种发光二极管封装结构的剖面示意图；
[0022] 图2示出为本发明的另一实施例的一种发光二极管封装结构的剖面示意图；
[0023] 图3示出为本发明的另一实施例的一种发光二极管封装结构的剖面示意图；
[0024] 图4示出为本发明的另一实施例的一种发光二极管封装结构的剖面示意图；
[0025] 图5示出为本发明的另一实施例的一种发光二极管封装结构的剖面示意图；
[0026] 图6示出为本发明的另一实施例的一种发光二极管封装结构的剖面示意图。
[0027] 附图标记说明：
[0028] 100a、100a'、100a' '、100b、100c、100d、100e、100f :发光二极管封装结构；
[0029] 110a、110a'、110a''、110b、110c :发光元件；
[0030] 112a:承载器；
[0031] 112b、112c :基板；
[0032] 113a:凹穴；
[0033] 113b:第二外围表面；
[0034] 114a、114b、114c :发光二极管芯片；
[0035] 115a :壳体；
[0036] 115b、115c :出光面；
[0037] 116a、116a，：密封胶；
[0038] 116c :波长转换结构；
[0039] 117a:线路层；
[0040] 120a、120a，、120b、120d、120e、120f :透明封装胶体；
[0041] 121d:第一封胶部；
[0042] 122a、122b、122e、122f :顶表面；
[0043] 123d :第二封胶部；
[0044] 124a、124a，、124b、124e、124f :底表面；
[0045] 126a、126b、126e、126f :第一外围表面；
[0046] 130 :焊线；
[0047] 140 :反射层；
[0048] B1、B2、B3、B4、B5 :上表面；
[0049] S :密闭空间；
[0050] S1:区域；
[0051] H1、H2、H3、H4 :最大垂直距离；
[0052] T1、T2、T3 :最大厚度。
【具体实施方式】
[0053] 图1Α示出为本发明的一实施例的一种发光二极管封装结构的剖面示意图。请参 考图1Α，在本实施例中，发光二极管封装结构100a包括一发光元件110a以及一透明封装 胶体120a。发光兀件110a具有一上表面B1。透明封装胶体120a体配置于发光兀件110a 上，且覆盖上表面B1。透明封装胶体120a具有彼此相对的一顶表面122a与一底表面124a 以及一连接顶表面122a与底表面124a的第一外围表面126a。特别是，透明封装胶体120a 的第一外围表面126a的表面积大于等于四倍的上表面B1的水平投影面积。
[0054] 详细来说，在本实施例中，发光元件110a包括一承载器112a、至少一发光二极管 芯片114a (图1A中仅不意地不出一个）以及一密封胶116a。承载器112a具有一凹穴113a 以及一第二外围表面113b，其中透明封装胶体120a与承载器112a定义出一密闭空间S。发 光二极管芯片114a配置于凹穴113a内且位于密闭空间S中，其中发光二极管芯片114a与 承载器112a电性连接。密封胶116a填充于密闭空间S中，且覆盖发光二极管芯片114a，如 图1A所示，密封胶116a填满密闭空间S。更进一步来说，此处的承载器112a可例如是由一 壳体115a以及一设置于壳体115a上的线路层117a所组成。本实施例的发光二极管封装 结构100a还包括至少一焊线130,其中发光二极管芯片114a通过焊线130与承载器112a 的线路层117a电性连接。当然，在其他未示出的实施例中，承载器也可由导线架及与导线 架连接的壳体所组成，此仍属于本发明可采用的技术方案，不脱离本发明所欲保护的范围。
[0055] 如图1A所示，本实施例的透明封装胶体120a完全覆盖发光元件的上表面B1。透 明封装胶体120a的顶表面122a的表面积等于上表面B1的水平投影面积。透明封装胶体 120a的顶表面122a和底表面124a之间的最大垂直距离HI大于发光元件110a的最大厚度 T1。第一外围表面126a与第二外围表面113b实质上切齐，即，本实施例的发光二极管封装 结构100a可为一长方体或一立方体，在此并不加以限制。再者，本实施例的发光兀件110a 的承载器112a与密封胶116a直接接触透明封装胶体120a的部分底表面124a，而定义出上 表面B1。如图1A所示，上表面B1为一水平面，且透明封装胶体120a完全直接覆盖上表面 B1，当上表面B1为一水平面时，上表面B1的水平投影面积即等于上表面B1的面积。此外， 本实施例的透明封装胶体120a的折射率例如是介于1. 1至1. 7之间，较佳地，透明封装胶 体120a的折射率由底表面124a朝向顶表面122a逐渐递减。此处，透明封装胶体120a的 材质例如是娃胶（silicone)、环氧树脂（epoxy resin)或紫外线固化（UV-cured)胶。
[0056] 由于本实施例是利用透明封装胶体120a的第一外围表面126a的表面积大于等于 四倍的上表面B1的水平投影面积，来提高透明封装胶体120a的侧面面积。当透明封装胶 体120a的侧面面积一旦被提高，透明封装胶体120a的侧面出光量也会因此提升。再者，透 明封装胶体120a的第一外围表面126a的表面积与发光兀件110a的上表面B1的水平投影 面积的比例大于等于四倍，可有效将发光元件ll〇a所发出的光分散到透明封装胶体120a 的侧面（即第一外围表面126a)，并由透明封装胶体120a的侧面出光。如此一来，本实施例 的发光二极管封装结构l〇〇a可具有较大的侧向出光强度以及较佳的光均匀性，且可达到 面光源的功效。
[0057] 在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采 用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分 的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。
[0058] 图1B示出为本发明的另一实施例的一种发光二极管封装结构的剖面示意图。请 参考图1B，本实施例的发光二极管封装结构100a'与图1A的发光二极管封装结构100a主 要的差异是在于：本实施例的发光兀件ll〇a'的密封胶116a'并未填满密闭空间S。如图 1B所示，本实施例的发光元件110a'的上表面B2并非为一水平面，且透明封装胶体120a完 全覆盖上表面B2,其中透明封装胶体120a的部分区域并未直接接触上表面B2,且此未接触 的区域S1中存在有空气或无空气。
[0059] 图1C示出为本发明的另一实施例的一种发光二极管封装结构的剖面示意图。请 参考图1C，本实施例的发光二极管封装结构100a''与图1A的发光二极管封装结构100a主 要的差异是在于：本实施例的发光元件ll〇a''并没有密封胶116a'，且透明封装胶体120a' 还延伸填充于密闭空间S中且覆盖发光二极管芯片114a、线路层117a、焊线130,也就是说， 透明封装胶体120a'的底表面124a'会直接接触壳体115a。此时，发光元件110a''的上表 面B3即是与透明封装胶体120a'所接触的表面。
[0060] 图2示出为本发明的另一实施例的一种发光二极管封装结构的剖面示意图。请参 考图2,本实施例的发光二极管封装结构100b与图1A的发光二极管封装结构100a主要的 差异在于：本实施例的发光兀件110b不同于前述实施例的发光兀件110a。详细来说，本实 施例的发光兀件ll〇b包括一基板112b以及一发光二极管芯片114b。基板112b具有第二 外围表面113b。发光二极管芯片114b倒覆于基板112b上且与基板112b电性连接。即，发 光二极管芯片114b是通过覆晶接合的方式与基板112b电性连接。发光二极管芯片114b 具有一出光面115b，其中出光面115b面向透明封装胶体120b的底表面124b。此处，发光 元件110b的上表面Μ是指与透明封装胶体120b直接接触的表面，且发光二极管芯片114b 例如是一蓝光发光二极管芯片。
[0061] 由于本实施例的透明封装胶体120b的第一外围表面126b的表面积大于等于四倍 的上表面Μ的水平投影面积，且透明封装胶体120b的顶表面122b和底表面124b之间的 最大垂直距离H2大于发光元件110b的最大厚度T2。发光二极管芯片114b所发出的光从 出光面115b入射至透明封装胶体120b，透明封装胶体120b的最大垂直距离H2会影响发光 二极管封装结构l〇〇b的侧向出光强度。举例来说，透明封装胶体120b的最大垂直距离H2 越大时，会使得发光二极管封装结构l〇〇b的侧向出光越强，进而使整体发光二极管封装结 构100b具有较大的侧向出光强度及较佳的光均匀性。
[0062] 图3示出为本发明的另一实施例的一种发光二极管封装结构的剖面示意图。请参 考图3,本实施例的发光二极管封装结构100c与图2的发光二极管封装结构100b主要的差 异在于：本实施例的发光二极管封装结构100c还包括一反射层140,其中反射层140配置 于透明封装胶体120b的顶表面122b上。此处，反射层140的反射率大于90%，其中反射层 140的材质例如是银或铝。
[0063] 此外，本实施例的发光元件110c可选择性地包括一波长转换结构116c，其中波长 转换结构116c覆盖于发光二极管芯片114c与基板112c上。如此一来，可使得发光二极管 芯片114c所产生的光线（如蓝光）可以被波长转换结构116c转换为不同颜色的光线（如 绿光、黄光或红光），然后不同颜色的光线混合后而产生白光。如图3所示，波长转换结构 116c直接接触透明封装胶体120b，且波长转换结构116c与透明封装胶体120b接触的表面 为上表面B5。
[0064] 由于本实施例的透明封装胶体120b的第一外围表面126b的表面积大于等于四 倍的上表面B5的水平投影面积，而透明封装胶体120b的顶表面122b和底表面124b之间 的最大垂直距离H2大于发光元件110c的最大厚度T3,且反射层140配置于透明封装胶体 120b的顶表面122b上。因此，当发光二极管芯片114c所发出的光从出光面115c入射至透 明封装胶体120b时，射向顶表面122b的光线会因反射层140的反射再次回到透明封装胶 体120b后穿过第一外围表面126b射出。如此一来，可有效增加整体发光二极管封装结构 100c的侧面出光效率。
[0065] 图4示出为本发明的另一实施例的一种发光二极管封装结构的剖面示意图。请参 考图4,本实施例的发光二极管封装结构100d与图1A的发光二极管封装结构100a主要的 差异在于：本实施例的发光二极管封装结构l〇〇d的透明封装胶体120d包括一第一封胶部 121d以及一第二封胶部123d。详细来说，第一封胶部121d位于第二封胶部123d与发光兀 件之间110a，而发光元件110a直接接触部分第一封胶部121d，且第一封胶部121d的折射 率大于第二封胶部123d的折射率。
[0066] 图5示出为本发明的另一实施例的一种发光二极管封装结构的剖面示意图。请参 考图5,本实施例的发光二极管封装结构100e与图1A的发光二极管封装结构100a主要的 差异在于：透明封装胶体120e的设计。详细来说，在本实施例中，透明封装胶体120e的第 一外围表面126e与发光兀件110a的第二外围表面113b实质上切齐，且透明封装胶体120e 的顶表面122e和底表面124e之间的最大垂直距离H3大于发光元件110a的最大厚度T1。 此处，如图5所示，本实施例的透明封装胶体120e的顶表面122e的外形具体化为弧形曲 面。
[0067] 由于本实施例的透明封装胶体120e的第一外围表面126e与发光元件110a的第 二外围表面113b实质上切齐，且透明封装胶体120e的顶表面122e和底表面124e之间的 最大垂直距离H3大于发光元件110a的最大厚度T1。因此，本实施例的发光二极管封装结 构100e可具有较大的侧向出光强度及较佳的光均匀性。当然，在其他未示出的实施例中， 本领域的技术人员当可参照前述实施例的说明，选用在如前述实施例所提及的发光二极管 芯片114b是通过覆晶接合的方式与基板112b电性连接的发光元件110b来达到所需的技 术效果，此仍属于本发明可采用的技术方案，不脱离本发明所欲保护的范围。
[0068] 图6示出为本发明的另一实施例的一种发光二极管封装结构的剖面示意图。请参 考图6,本实施例的发光二极管封装结构100f与图3的发光二极管封装结构100c主要的差 异在于：本实施例的发光二极管封装结构l〇〇f并无设置反射层140,且本实施例的透明封 装胶体120f的设计不同于透明封装胶体120b的设计。详细来说，本实施例的透明封装胶 体120f的顶表面122f的表面积等于上表面B5的水平投影面积，且透明封装胶体120f的 顶表面122f和底表面124f之间的最大垂直距离H4大于发光元件110c的最大厚度T3。此 处，如图6所示，本实施例的透明封装胶体120f的剖面形状具体化为类六边形。
[0069] 由于本实施例的透明封装胶体120f的顶表面122f的表面积等于上表面B5的水 平投影面积，且透明封装胶体120f的顶表面122f和底表面124f之间的最大垂直距离H4大 于发光兀件ll〇c的最大厚度T3。发光二极管芯片114c所发出的光从出光面115c入射至 透明封装胶体120f，会使得发光二极管封装结构100f的侧向出光越强，进而使整体发光二 极管封装结构l〇〇f具有较大的侧向出光强度及较佳的光均匀性。当然，在其他未示出的实 施例中，本领域的技术人员当可参照前述实施例的说明，选用在如前述实施例所提及的发 光二极管芯片114a是通过焊线130接合的方式与承载器112a电性连接的发光元件110a来 达到所需的技术效果，此仍属于本发明可采用的技术方案，不脱离本发明所欲保护的范围。
[0070] 综上所述，由于本发明是利用透明封装胶体的第一外围表面的表面积大于等于四 倍的发光元件的上表面的水平投影面积，或者是，透明封装胶体的顶表面和底表面之间的 最大垂直距离大于发光元件的最大厚度，来提高透明封装胶体的侧面面积。当透明封装胶 体的侧面面积一旦被提高，其侧面出光量也会因此提升。再者，透明封装胶体的第一外围表 面的表面积与发光元件的上表面的水平投影面积的比例大于等于四倍，可有效将发光元件 所发出的光分散到透明封装胶体的侧面并由透明封装胶体的侧面出光。如此一来，本发明 的发光二极管封装结构可具有较大的侧向出光强度以及较佳的光均匀性，且可达到面光源 的功效。
[0071] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其 依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征 进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技 术方案的范围。
【权利要求】
1. 一种发光二极管封装结构，其特征在于，包括： 一发光兀件，具有一上表面；以及 一透明封装胶体，配置于该发光元件上，且覆盖该上表面，该透明封装胶体具有彼此相 对的一顶表面与一底表面以及一连接该顶表面与该底表面的第一外围表面，其中该第一外 围表面的表面积大于等于四倍的该上表面的水平投影面积。
2. 根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，该透明封装胶体的该顶 表面的表面积等于该上表面的水平投影面积。
3. 根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，该发光元件具有一第二 外围表面，且该第二外围表面与该第一外围表面切齐。
4. 根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，该透明封装胶体完全覆 盖该发光元件的该上表面。
5. 根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，该发光元件包括： 一承载器，具有一凹穴；以及 至少一发光二极管芯片，配置于该凹穴内且该发光二极管芯片与该承载器电性连接。
6. 根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，该发光元件包括： 一基板，以及 至少一发光二极管芯片，倒覆于该基板上且与该基板电性连接，其中该发光二极管芯 片具有一出光面，且该出光面面向该透明封装胶体的该底表面。
7. 根据权利要求5或6所述的发光二极管封装结构，其特征在于，该发光兀件还包括一 波长转换结构，该波长转换结构覆盖于该发光二极管芯片上。
8. 根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，该透明封装胶体包括一 第一封胶部以及一第二封胶部，该第一封胶部位于该第二封胶部与该发光元件之间，且该 第一封胶部的折射率大于该第二封胶部的折射率。
9. 根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于，还包括一反射率大于90% 的反射层，配置于该透明封装胶体的该顶表面上。
10. -种发光二极管封装结构，其特征在于，包括： 一发光兀件，具有一上表面；以及 一透明封装胶体，配置于该发光元件上，且覆盖该上表面，该透明封装胶体具有彼此相 对的一顶表面与一底表面以及一连接该顶表面与该底表面的第一外围表面，其中该发光兀 件具有一第二外围表面，该第二外围表面与该第一外围表面切齐，且该透明封装胶体的该 顶表面和该底表面之间的最大垂直距离大于该发光元件的最大厚度。
11. 根据权利要求10所述的发光二极管封装结构，其特征在于，该透明封装胶体的该 顶表面的表面积等于该上表面的水平投影面积。
12. -种发光二极管封装结构，其特征在于，包括： 一发光兀件，具有一上表面；以及 一透明封装胶体，配置于该发光元件上，且覆盖该上表面，该透明封装胶体具有彼此相 对的一顶表面与一底表面，其中该透明封装胶体的该顶表面的表面积等于该上表面的水平 投影面积，且该透明封装胶体的该顶表面和该底表面之间的最大垂直距离大于该发光元件 的最大厚度。
【文档编号】H01L33/54GK104157769SQ201310174294
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年5月13日 优先权日:2013年5月13日
【发明者】李允立, 苏柏仁 申请人:新世纪光电股份有限公司