专利名称：发光二极管芯片封装的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种发光二极管芯片封装，且特别是有关于一种可发出白 光的发光二极管芯片封装。
背景技术：
发光二极管芯片封装(light-emitting diode (LED) chip package)具有使用寿命 长、体积小、不易破裂、低热量输出以及低能量耗损(驱动电压及驱动电流低:) 等优点，因此发光二极管芯片封装已被广泛地应用于各种指示灯、家用产品的 光源以及各式仪器之中。近年来，发光二极管芯片封装的发展趋势主要朝向多 色彩以及高亮度的方向迈进。因此，发光二极管芯片封装的应用领域更是延伸 至大型户外显示广告牌、交通号志等领域之中。具有节能及环保优点的发光二 极管芯片封装极可能成为未来最主要的发光光源。
随着信息工业与半导体技术的发展，平面显示器已经取代传统的阴极射线 显示器而成为显示器市场的主流，其中又以液晶显示器为最普及的商品。液晶 显示器采用无法自行发光的液晶分子作为显示媒介，因此液晶显示器必须搭配 适当的光源以进行显示。在液晶显示器光源中，发光二极管芯片封装具有前段 所述的优点而成为常见的选择。
当一个全彩液晶显示器显示画面时，液晶显示器较佳是与混合有各种波长 的可见光的白光光源搭配配置，以呈现较佳的显示画质。 一般而言，为了使各 种波长的可见光混合以获得白光光源，常见的方式是将适于发出红、绿与蓝三 色可见光的发光二极管芯片封装组装在一起并配置于全彩液晶显示器中。然而， 发光二极管芯片封装的使用数量越多，则所需成本以及装置体积都会随之增加 而对液晶显示器的产能造成负面的影响。
因此， 一种白光发光二极管封装被提出。白光发光二极管封装由一适于发 出蓝光的发光二极管芯片与一掺杂磷光粉所组成。在此设计中，掺杂磷光粉在 蓝光的激发下可以释放出黄光，其中黄光与蓝光的混合便可以获得与白光相当
4接近的光源。如此一来，单一颗白光发光二极管封装就可以提供白光光源而有 助于减少发光二极管封装的使用数量及配置体积。
然而，人眼所能察觉的光波波长约是400nm至700nm，其中蓝光的波长约 为435nm至480nm，而黄光的波长约为580 nm至595 nm。因此，上述的白光 发光二极管封装所发出的白光可能缺乏部份波长较长的光，像是红光。换言之， 以蓝光的发光二极管芯片与掺杂磷光粉所组成的白光发光二极管作为显示光源 时可能无法真实的呈现红色的影像。
发明内容
本发明是提供一种发光二极管封装，以解决公知的白光发光二极管芯片封 装无法发出混有各种可见光波长的白光的问题。
本发明提出一种发光二极管芯片封装，其包括一承载器、 一第一发光二极 管芯片、 一第二发光二极管芯片以及一封装胶体。第一发光二极管芯片配置于 承载器上并电性连接承载器，其中第一发光二极管芯片适于发出一第一光线。 第二发光二极管芯片配置于承载器上并电性连接承载器，其中第二发光二极管 芯片适于发出一第二光线。封装胶体具有一掺杂磷光粉并包覆第一发光二极管 芯片与第二发光二极管芯片，其中第一光线适于激发掺杂磷光粉以发出一第三 光线。
在本发明的一实施例中，上述的承载器包括一基板以及一集成电路 (integrated circuit, IC)。集成电路实质上配置于基板上并电性连接至基板，且集 成电路包括多个互补式金氧半导体组件。第一发光二极管芯片与第二发光二极 管芯片则例如电性连接至集成电路。在2(TC时，基板的线性热膨胀系数例如小 于20xl0—6。举例而言，集成电路具有多个第一接垫，而第一发光二极管芯片与 第二发光二极管芯片藉由第一接垫电性连接至集成电路。实务上，发光二极管 芯片封装更包括多条第一连接导线，其中第一接垫藉由第一连接导线电性连接 至第一发光二极管芯片以及第二发光二极管芯片。另外，集成电路还可以具有 多个第二接垫，集成电路藉由第二接垫电性连接至基板。此时，发光二极管芯 片封装更包括多条第二连接导线，其中第二接垫藉由第二连接导线电性连接至 基板。
在本发明的一实施例中，上述的第一光线的一波长实质上为350 nm至490在本发明的一实施例中，上述的第二光线的一波长实质上为4卯nm至700
nm0
■ 在本发明的一实施例中，上述的第三光线的一波长实质上为500 nm至700 nm。
在本发明的一实施例中，上述的第一光线为蓝光，该第二光线为红光，而 该第三光线为黄光。
在本发明的一实施例中，上述的掺杂磷光粉分布于第一发光二极管芯片周边。
在本发明的一实施例中，上述的封装胶体包括一第一封装胶体以及一第二 封装胶体。第一封装胶体包覆第一发光二极管芯片，其中掺杂磷光粉掺杂于第 一封装胶体中。第二封装胶体则包覆第一发光二极管芯片以及第二发光二极管 芯片。
在本发明的一实施例中，上述的掺杂磷光粉的材质包括钇钕钆系磷光材料、 铽铝镓系磷光材料、硫化物系磷光材料、氮化物系磷光材料或上述的组合。 在本发明的一实施例中，上述的承载器为一印刷电路板。 在本发明的一实施例中，上述的承载器为一导线架。
本发明采用两个适于分别发出一第一光线与一第二光线光的发光二极管芯 片配置于集成电路上。同时，发光二极管芯片封装的封装胶体中掺杂有适于被 第一光线激发而发出第三光线的磷光粉。因此，本发明的发光二极管芯片封装 可以发出由第一光线、第二光线以及第三光线所混合出来的光。在此，这个混 合光几乎涵盖了所有可见光的波长范围，而使本发明的发光二极管芯片封装适 于应用至液晶显示器中以提升液晶显示器的显示质量。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳 实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图简要说明
图1绘示为本发明的一实施例的发光二极管芯片封装。 图2绘示为本发明的另一实施例的发光二极管芯片封装。主要组件符号说明
100、 200:发光二极管芯片封装
110:承载器
112:基板
114:集成电路
122A:第一接垫
122B:第二接垫
130:第一发光二极管芯片
140:第二发光二极管芯片
150、 250:封装胶体 152、 252:掺杂磷光粉
160A:第一连接导线 160B:第二连接导线
250A:第一封装胶体 250B:第二封装胶体
Ll:第一光线 L2:第二光线 L3:第三光线
具体实施例方式
图1绘示为本发明的一实施例的发光二极管芯片封装。请参照图1，发光二
极管芯片封装100包括一承载器110、 一第一发光二极管芯片130、 一第二发光 二极管芯片140以及封装胶体150。承载器110实质上包括一基板112与一集成 电路114。在本实施例中，基板110在2(TC时的线性热膨胀系数例如为20xl(T6， 但本发明不限于此。集成电路114配置于承载器100中并电性连接至基板112， 其中集成电路114实质上包括多个互补式金氧半导体组件(complementary metal-oxide-semiconductor, CMOS)(未绘示)。举例而言，集成电路114可以是一 个具有多个CMOS组件的硅基板。
第一发光二极管芯片130与第二发光二极管芯片140皆电性连接至承载器110。具体来说，第一发光二极管芯片130配置于集成电路114上并电性连接至 集成电路114。第二发光二极管芯片140也是配置于集成电路114上并电性连接 至集成电路114。另外，封装胶体150具有一掺杂磷光粉152并包覆集成电路 114、第一发光二极管芯片130以及第二发光二极管芯片140。
在本实施例中，第一发光二极管芯片130适于发出一第一光线L1，而第二 发光二极管芯片140适于发出一第二光线L2。同时，本实施例的第一光线Ll 可以激发掺杂磷光粉152以发出一第三光线L3。换言之，由第一发光二极管芯 片130发出的第一光线L1具有足够的能量以激发掺杂磷光粉152。在本实施中， 第一光线L1、第二光线L2以及第三光线L3实质上都是可见光。假设第一光线 Ll、第二光线L2以及第三光线L3分别具有不同的波长，则第一光线L1、第二 光线L2以及第三光线L3的混合光可以是白光。
实务上，本实施例的第一光线L1的波长例如是350nm至490，而第三光线 L2的波长则例如是500nm至700nm。因此，第一光线L1例如是蓝光，而第三 光线L3例如是黄光。第一光线L1与第三光线L3的混合光可以视为白光。不过， 人眼可辨识的可见光的波长范围约自400 nm至700 nm，所以第一光线Ll与第 三光线L3的混合光可能缺乏较长波长而无法呈现纯白色的光。
为了解决这样的问题，发光二极管芯片封装100具有第二发光二极管芯片 140，其适于发出波长约为490 nm至700 nm的第二光线L2。亦即，第二光线 L2实务上为红光。在第二发光二极管芯片140的配置之下，发光二极管芯片封 装100能够发出的混合光实际上混有人眼可察觉的各种波长范围的可见光。因 此，发光二极管芯片封装100所发出的光线可以获得良好的补偿。换言之，第 二发光二极管芯片140是用以提供一补偿光线以使发光二极管封装100所发出 的光线的颜色获得调整。当然，本发明的第二光线L2不以红光为限。
在本实施例中，发光二极管芯片封装100可以提供混有短波长、中间波长 以及长波长可见光的白光。因此，发光二极管芯片封装100应用至液晶显示器 时，不需与其它色光的发光二极管封装共同组装就可以提供理想的白光光源。 若公知的设计必须使用三个不同色光的彩色发光二极管封装以提供给液晶显示 器一白光光源，则本实施例仅需使用一个发光二极管芯片封装100就可将之取 代。也就是说，在相同的液晶显示器中，发光二极管芯片封装100所使用的数 量仅为公知设计的三分之一。因此，本实施例的发光二极管封装100不但提供
8理想的白光更有助于简化装置的设计，特别是当-此装置需要纯白白光作为光源 时。
具体而言，本实施例所使用的掺杂磷光粉152可被激发而发出黄光，其可 以是钇钕钆系磷光材料、铽铝镓系磷光材料、硫化物系磷光材料、氮化物系磷
光材料或上述的组合。当然，掺杂磷光粉152在其它的实施例中也可以选用其 它的磷光材料。更具体而言，钇钕钆系磷光材料的化学结构式例如是(Yk, Gdx)3Al5012: Ce，而铽铝镓系磷光材料的化学结构式例如是Tb3(A1^, Gax)5012: Ce或是(Tb,.x.y, Gdx， YV)3A15012: Ce。另夕卜，硫化物系磷光材料例如是CaS: Ce 以及(Ca^， Srx)S: Eu。氮化物系磷光材料则例如是Sr-Si-O-N: Eu以及 Sr-Si-O-N(Cl): Eu。
以上有关第一光线Ll 、第二光线L2以及第三光线L3所描述的波长范围及 光线所呈现颜色皆为举例说明，本发明并不以此为限。任何形式的发光二极管 芯片，其发出的第一光线L1具有足够的能量以激发掺杂磷光粉152而发出第三 光线L3都可以选用为本实施例的第一发光二极管芯片130。同样地，任何形式 的发光二极管芯片，其可发出第二光线L2以补偿第一光线Ll与第二光线L3 的混合光所欠缺的波长范围都可被选用为第二发光二极管芯片140。如此一来， 本实施例的第一光线L1、第二光线L2以及第三光线L3便可以混合出理想的白 光。
值得一提的是，在发光二极管芯片封装100中，封装胶体150包覆集成电 路114、第一发光二极管芯片130以及第二发光二极管芯片140。此外，掺杂磷 光粉152是掺杂于封装胶体150当中。在此，掺杂磷光粉152是以随机地散布 于封装胶体150中为例，但本发明并不限于此。另外，封装胶体150的外观实 质上为一透镜状结构以使得发光二极管芯片封装100的出光效果更进一步的提 升。在其它实施例中，随着不同产品的需求，封装胶体150的外观也可以是其 它的形状。
详言之，本实施例的集成电路114具有多个第一接垫122A与多个第二接垫 122B。第一发光二极管芯片130与第二发光二极管芯片140藉由第一接垫122A 电性连接至集成电路114，而集成电路114则例如是藉由第二接垫122B电性连 接至承载器110的基板112。发光二极管芯片封装100更包括多个第一连接导线 160A与第二连接导线160B。第一接垫122A藉由第一连接导线160A电性连接至第一发光二极管芯片130与第二发光二极管芯片140。同时，第二接垫122B 则是藉由第二连接导线160B电性连接至承载器110的基板112。如此一来，第 一发光二极管芯片130与第二发光二极管芯片140便可以藉由这些接垫122A与 122B以及这些连接导线160A与160B电性连接至承载器110。当发光二极管芯 片封装100被开启时，对应的控制讯号便可由承载器110上个别地传输至第一 发光二极管芯片130与第二发光二极管芯片140。
在本实施例中，承载器110的基板112是一印刷电路板，也就是说发光二 极管芯片封装100为一芯片配置于电路板(Chip On Board, COB)的发光二极管芯 片封装设计。在其它实施例中，承载器110也可以是导线架的设计，而使发光 二极管芯片封装100为导线架式发光二极管芯片封装。此外，发光二极管芯片 封装100可以更包括一封装壳体(未绘示)。此封装壳体(未绘示)可以包围第一发 光二极管芯片130、第二发光二极管芯片140以及封装胶体150，且此封装壳体 (未绘示)可以具有一出光口以使第一光线L1、第二光线L2与第三光线L3自出 光口发散出去。
图2绘示为本发明的另一实施例的发光二极管芯片封装。请参照图2，发光 二极管芯片封装200的设计与发光二极管芯片封装100相似，在此相同的组件 将以相同的符号标示而不再赘述。发光二极管芯片封装200与发光二极管芯片 封装100的不同之处在于封装胶体250的设计。在本实施例中，封装胶体250 包括一第一封装胶体250A与一第二封装胶体250B。第一封装胶体250A包覆第 一发光二极管芯片130，其中掺杂磷光粉252掺杂于第一封装胶体250A中。另 外，第二封装胶体250B则包覆第一发光二极管芯片130、第二发光二极管芯片 140与集成电路U4。
在发光二极管芯片封装200中，第一封装胶体250A包覆住第一发光二极管 芯片130且掺杂磷光粉252仅掺杂于第一封装胶体250A中。因此，掺杂磷光粉 252分布于第一发光二极管芯片130周围，而使得掺杂磷光粉252可以有效率地 被第一发光二极管芯片130所发出的第一光线L1激发。掺杂磷光粉252的发光 效率便可以进一步被提升而使发光二极管芯片封装200具有更好的出光质量。 在本实施例中，为了达到较高的激光效率，掺杂磷光粉252例如是随机地散布 于第一封装胶体250A中。在其它实施例中，掺杂磷光粉252还可更为集中地分 布于第一发光二极管芯片130上方，然而本发明不限于此。进一步而言，发光二极管芯片封装200可以发出一具有短波长、中间波长
以及长波长可见光的白光。因此，发光二极管芯片封装200应用于彩色液晶显
示器中可以提供适当的白光光源，并使彩色液晶显示器呈现优越的显示质量。
综上所述，本发明的发光二极管封装具有两个发光二极管芯片，此两芯片 分别适于发出一短波长的第一光线以及一长波长的第二光线。第一光线具有足 够的能量可激发封装胶体中的掺杂磷光粉以发出一具有中间波长的第三光线。 因此，发光二极管芯片封装可以发出混有第一光线、第二光线及第三光线的白 光。本发明的发光二极管封装应用于液晶显示器时，有助于提升显示器的显示 质量。此外，本发明的发光二极管封装仅需单一一个就可以提供适当的白光光 源，而不需与其它色光的彩色发光二极管芯片封装搭配配置。所以，本发明的 发光二极管芯片封装应用于液晶显示器或其它需要白光光源的电子装置时，有 助于节省装置体积。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所 属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许 的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种发光二极管芯片封装，包括一承载器；一第一发光二极管芯片，配置于该承载器上并电性连接该承载器，其中该第一发光二极管芯片适于发出一第一光线；一第二发光二极管芯片，配置于该承载器上并电性连接该承载器，其中该第二发光二极管芯片适于发出一第二光线；以及一封装胶体，具有一掺杂磷光粉并包覆该第一发光二极管芯片与该第二发光二极管芯片，其中该第一光线适于激发该掺杂磷光粉以发出一第三光线。
2. 如权利要求1所述的发光二极管芯片封装，其中该承载器包括一基板以及一集 成电路，该集成电路配置于该基板上并电性连接至该基板，该集成电路包括多 个互补式金氧半导体组件，且该第一发光二极管芯片与该第二发光二极管芯片 电性连接至该集成电路。
3. 如权利要求2所述的发光二极管芯片封装，其中在2(TC时，该基板的线性热 膨胀系数小于20x10—6。
4. 如权利要求2所述的发光二极管芯片封装，其中该集成电路具有多个第一接 垫，而该第一发光二极管芯片与该第二发光二极管芯片藉由该些第一接垫电性 连接至该集成电路。
5. 如权利要求4所述的发光二极管芯片封装，更包括多条第一连接导线，其中 该些第一接垫藉由该些第一连接导线电性连接至该第一发光二极管芯片以及该 第二发光二极管芯片。
6. 如权利要求2所述的发光二极管芯片封装，其中该集成电路具有多个第二接 垫，该集成电路藉由该些第二接垫电性连接至该基板。
7. 如权利要求6所述的发光二极管芯片封装，更包括多条第二连接导线，该些 第二接垫藉由该些第二连接导线电性连接至该基板。
8. 如权利要求1所述的发光二极管芯片封装，其中该第一光线之一波长实质上 为350 nm至490 ■。
9. 如权利要求1所述的发光二极管芯片封装，其中该第二光线之一波长实质上 为490 nm至700 nm。
10. 如权利要求1所述的发光二极管芯片封装，其中该第三光线之一波长实质上为500 nm至700 nm。
11. 如权利要求1所述的发光二极管芯片封装，其中该第一光线为蓝光，该第二 光线为红光，而该第三光线为黄光。
12. 如权利要求1所述的发光二极管芯片封装，其中该惨杂磷光粉分布于该第一 发光二极管芯片周边。
13. 如权利要求1所述的发光二极管芯片封装，其中该封装胶体包括一第一封装胶体，包覆该第一发光二极管芯片，其中该掺杂磷光粉掺杂于该第一封装胶体中；以及一第二封装胶体，包覆该第一发光二极管芯片以及该第二发光二极管芯片。
14. 如权利要求1所述的发光二极管芯片封装，其中该掺杂磷光粉的材质包括钇 钕钆系磷光材料、铽铝镓系磷光材料、硫化物系磷光材料、氮化物系磷光材料 或上述的组合。
15. 如权利要求1所述的发光二极管芯片封装，其中该承载器为一印刷电路板。
16. 如权利要求1所述的发光二极管芯片封装，其中该承载器为一导线架。
全文摘要
一种发光二极管芯片封装，其包括一承载器、一第一发光二极管芯片、一第二发光二极管芯片以及一封装胶体。第一发光二极管芯片配置于承载器上并电性连接承载器，其中第一发光二极管芯片适于发出一第一光线。第二发光二极管芯片配置于承载器上并电性连接承载器，其中第二发光二极管芯片适于发出一第二光线。封装胶体具有一掺杂磷光粉并包覆第一发光二极管芯片以及第二发光二极管芯片，其中第一光线适于激发掺杂磷光粉以发出一第三光线。
文档编号H01L25/075GK101640195SQ20091012977
公开日2010年2月3日 申请日期2009年3月25日 优先权日2008年7月30日
发明者刘家齐, 季宝琪, 沈季儒, 胡智杰, 蔡育宗 申请人:齐瀚光电股份有限公司