专利名称：发光二极管的封装结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体封装结构，特别是涉及一种发光二极管的封装结构及其制 造方法。
背景技术：
参阅图1与图2，以往的一种发光二极管的封装结构1包含一个具有两个表面电极 111、112的基座11、一颗分别电连接于所述电极111、112的发光二极管晶片(LED Die) 12, 及一层由掺杂荧光粉(phosphor)的封胶制成且包覆该发光二极管晶片12的胶层13，该胶 层13是采注射成型(injection molding)或传递成型(transfer molding)制成，其中，该 胶层13自顶面至该基座11的表面的厚度I为220微米，但该发光二极管晶片12厚度就有 100微米，加上该胶层13的宽度约为该发光二极管晶片12的4 8倍，依该发光二极管晶 片12的长、短轴方向而有不同，故该发光二极管晶片12四周的胶层13较厚，而上方胶层13 厚度较薄，如此，封胶在注射成型、传递成型该胶层13的过程中，会因该发光二极管晶片12 上方空间对比于四周空间太小，而产生封胶在该发光二极管晶片12上方的流动性与四周 流动性不同，会让封胶中掺杂的荧光粉因流动性不同产生不同的沉淀分布状况，通常会造 成荧光粉在该发光二极管晶片12上方的分布状况较差。此外，由于该胶层13在该发光二极管晶片12的上方厚度与四周厚度不同，故该发 光二极管晶片12各方向的发出的光线在胶体13中的行进路径长度不同，例如向四周发 出的光线其行进路径较长，荧光粉的相对分布量也较多，故较有机会与荧光粉作用，而产生 较多的黄色光，相对于向上方发出的光线因为行进路径相对短很多，荧光粉相对分布量较 少，所以较没有机会与荧光粉作用，产生较少的黄色光；参阅图2，为单一颗该发光二极管 以垂直发光面的方向为0度，沿一长轴方向将各个角度的出光色坐标值(CIE)绘制成的一 图表，由图可知色坐标值分布区域较广，表示在不同角度的出光色坐标差异较大，也就是各 角度白光的颜色不均勻，再参阅图3，为统计多颗该发光二极管的出光色坐标值绘制成的一 图表，如此，因荧光粉在每一颗该发光二极管中的分布不均勻，造成多颗该发光二极管的出 光色坐标值上的分布区域也较广的现象，表示个别发光二极管出光的白光色坐标值差异较 大。
发明内容
本发明的目的是在提供一种可以改善出光色坐标分布的发光二极管的封装结构。本发明的另一目的，也就是在提供一种可以改善出光色坐标分布的发光二极管封 装结构的制造方法。本发明发光二极管的封装结构，包含一个基座、一颗发光二极管、一层第一胶层 及一层第二胶层，该基座具有表面，该发光二极管晶片设置于该基座表面上，该第一胶层掺 杂有荧光粉，并以类似于该发光二极管晶片的外形包覆于该发光二极管晶片上，且由该发 光二极管晶片至该第一胶层顶面的距离，与由该发光二极管晶片至该第一胶层任一侧面的距离实质上相等，该第二胶层包覆于该第一胶层外。本发明发光二极管的封装结构的制造方法包含以下步骤首先，将至少一颗发光 二极管晶片设置于一个基座的表面上，接着，将一层掺杂有荧光粉的第一胶层以类似于该 发光二极管晶片的外形包覆于该发光二极管晶片上，并使由该发光二极管晶片至该第一胶 层顶面的距离，与由该发光二极管晶片至该第一胶层任一侧面的距离实质上相等，最后，将 一层第二胶层包覆于该第一胶层外。本发明的有益效果在于利用由该发光二极管晶片至该第一胶层顶面及该发光二 极管晶片至该第一胶层任一侧面的距离实质上相等，让掺杂有荧光粉的该第一胶层在包覆 该发光二极管晶片的各方向厚度差异减少，使得该发光二极管晶片各方向发出的光线行进 路径长度能相似，出光颜色相似，更因调整第一胶体厚度下，进而达到使多颗发光二极管的 出光在色坐标上的分布更加集中。
图1是剖视示意图，说明一种传统发光二极管的封装结构；图2是图表，说明单一颗传统发光二极管的各角度出光色坐标的分布图；图3是图表，说明多颗传统发光二极管的色坐标分布图；图4是剖视示意图，说明本发明发光二极管的封装结构的一个优选实施例；图5是图表，说明本优选实施例单一颗发光二极管的各角度出光色坐标的分布 图；图6是图表，说明本优选实施例统计多颗发光二极管的出光色坐标分布图；图7是剖视示意图，说明本优选实施例还包含一个外基座；图8是剖视示意图，说明本优选实施例的一颗发光二极管晶片设置于该基座表面 的状况；图9是剖视示意图，说明本优选实施例的一第一胶层4封装该发光二极管晶片3 的状况；图10是流程图，说明本优选实施例的制造流程；图11是等角示意图，说明本优选实施例的制造流程用于制作多颗发光二极管的 形式；图12是类似图11的等角示意图，说明本优选实施例的制造流程用于制作多颗发 光二极管的形式。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明参阅图4，本发明发光二极管的封装结构的一优选实施例包含一个基座2、一颗发
光二极管晶片3、一层第一胶层4及一层第二胶层5。该基座2的表面具有一个绝缘部21，及两个被该绝缘部21隔开的电极部221、 222。该发光二极管晶片3包括一面发光顶面及四个侧面，该发光二极管晶片3是设 置于该基座2电极部221上，在本优选实施例中，该发光二极管晶片3以打线型式(wirebonding)电连接于所述电极部221、222。该第一胶层4掺杂有荧光粉，以类似于该发光二极管晶片3的外形，传递成型地包 覆于该发光二极管晶片3上，也就是说，以类似共形成方式(conformal molding)包覆于该 发光二极管晶片3外，所以，该第一胶层4的外形同样包括一面顶面及四面侧面，进一步说 明的是，该第一胶层4的外形与该发光二极管晶片3类似，且第一胶层4覆盖于该LED的长 宽高厚度应相近。在本发明中，自该第一胶层4顶面至该基座2表面的厚度为该发光二极 管晶片3厚度的至少四倍，在本优选实施例中，该发光二极管晶片3厚度为100微米，该第 一胶层4顶面至该基座2的厚度为400微米。该第二胶层5包覆于该第一胶层4外与该基座2上，该第二胶层5的折射率介于 该第一胶层4的折射率与空气的折射率间，如此，可以减少由该第一胶层4向该第二胶层5 行进的光线在该第二胶层5的外表面造成全反射的状况，以提高出光强度，另外，该第二胶 层5的外表面为曲面，且该第二胶层5概呈半球形或半椭圆形，如此，该第二胶层5可作为 透镜用，达到增加取光效率及改变光型的功效。参阅图5，为单颗本发明发光二极管，以垂直发光面的方向为0度，将沿一个长轴 方向的各角度出光的色坐标值绘制成的图表，由图5可知各角度的色坐标值分布区域，相 较于现有的发光二极管更为集中，表示在不同角度的色坐标差异较小，也就是在各角度的 白光颜色均勻，参阅图6，为统计多颗本发明发光二极管的出光色坐标值绘制成的图表，因 为本发明的该第一胶层4满足由该发光二极管晶片3至该第一胶层4的顶面的距离，与由 该发光二极管晶片3至该第一胶层4的任意一例面的距离实质上相等的条件，可使该第一 胶层4各方向厚度均一，进而让本发明发光二极管的色坐标分布较集中，表示个别发光二 极管封装结构所出光的白光颜色差异较小。在本优选实施例中，该基座2为PCB (printed circuit board)、陶瓷基板、金属板 封装型式，无反射装置。参阅图7，值得一提的是，本发明发光二极管的基座2也可包括一个呈环状并向上 延伸的反射部23，该反射部23具有一个供该第二胶层5注射成型填入的空间。在本实施例 中，该基座2是PLCC (Plastic LeadedChip Carrier)封装型式。此外，上述封装结构中该 发光二极管晶片3也可以为覆晶型式(flip chip，图未示)电连接于所述电极部221、222。上述本发明发光二极管的制造方法，包含以下步骤参阅图8至图10，并配合图4，步骤601，将该发光二极管晶片3设置于该基座2表 面先将至少一颗发光二极管晶片3设置于该基座2的表面上，该基座2的表面具有该绝缘 部21，及被该绝缘部21隔开的所述电极部221、222，在本优选实施例中，该发光二极管晶片 3以引线接合方式(wire bonding)电连接于所述电极部221、222。步骤602，利用该第一胶层4封装该发光二极管晶片3 将掺杂有荧光粉的该第一 胶层4以类似于该发光二极管晶片3的外形，传递成型(transfer molding)地包覆于该发 光二极管晶片3上，使得由该发光二极管晶片3至该第一胶层4的顶面的距离，与由该发光 二极管晶片3至该第一胶层4的任意一侧面的距离实质上相等，并使得该第一胶层4顶面 到该基座2表面的厚度是该发光二极管晶片3厚度的至少四倍。在本实施例中，该第一胶 层4为含有均勻混合荧光粉(Phosphor)的树脂，例如，含有钇铝石榴石(YAG，Y3Al5O12Ce)或 是硅酸盐(silicate)的树脂，可以吸收该发光二极管晶片3发射出的蓝光后转发出黄光，并利用传递成型方式包覆于该发光二极管晶片3上。另外在本实施例中，该发光二极管晶 片3厚度为100微米，该第一胶层4顶面至该基座2的厚度为400微米。步骤603，利用该第二胶层5封装该第一胶层4 将该第二胶层5利用传递成型方 式包覆于该第一胶层4，且使该第二胶层5的外表面形成曲面。在本实施例中，该第二胶层 5折射率介于该第一胶层4的折射率与空气的折射率间。另外，该第二胶层5的外表面概呈 半球形或半椭圆形，如此，该第二胶层5可作为透镜用，达到增加取光效率及调整光型的功 效。在本优选实施例中，该基座2为PCB (printed circuit board)、陶瓷基板、金属板 封装型式，无反射装置。参阅图7，值得一提的是，在步骤601时，该基座2也可具有呈环状并向上延伸的该 反射部23，在本实施例中，该基座2为PLCC (PlasticLeaded Chip Carrier)封装型式的基 座。在步骤603中，将该第二胶层5以注射成型方式填入该反射部23内并包覆于该第一胶 层4。参阅图10至图12，值得一提的是，本发明发光二极管的制造方法也可以达到一次 封装多个发光二极管晶片3的目的，只要在步骤601中，将该基座2准备成具有长方向的板 材，将多颗发光二极管晶片3沿该基座2的长方向排列且分隔设置；接着，在步骤602、603 中，将该第一胶层4、第二胶层5依序包覆，最后，增加切割步骤，也就是沿该长方向切割该 第一胶层4、第二胶层5及基座2，分割成多个小单元，如图4所示，也就是达到一次封装多 个发光二极管晶片3的目的。而且可依设计需求，每一单元具有一颗发光二极管晶片3，或 多颗发光二极管晶片3。此外，上述封装结构的制造方法中，该发光二极管晶片3也可以为覆晶型式(flip chip，图未示)电连接于所述电极部221、222。综上所述，由于该发光二极管晶片3至该第一胶层4顶面及该发光二极管晶片3 至该第一胶层4任一侧面的距离实质上相等，让均勻掺杂有荧光粉的该第一胶层4，在包覆 该发光二极管晶片3的各方向厚度差异减少，使得该发光二极管晶片3各方向发出的光线 行进路径长度能相似，出光颜色相似，进而达到使多颗发光二极管3的出光在色坐标上的 分布更加集中，能提供均勻白光，提升光学性能，故确实能达成本发明的目的。
权利要求
1.一种发光二极管的封装结构，包含一个基座及一颗发光二极管晶片，所述基座具 有表面，所述发光二极管晶片设置于所述基座表面上；其特征在于所述发光二极管的封 装结构还包含一层第一胶层及一层第二胶层，所述第一胶层掺杂有荧光粉，并以类似于所 述发光二极管晶片的外形包覆于所述发光二极管晶片上，且由所述发光二极管晶片至所述 第一胶层顶面的距离，与由所述发光二极管晶片至所述第一胶层任一侧面的距离实质上相 等，所述第二胶层包覆于所述第一胶层外。
2.根据权利要求1所述的发光二极管的封装结构，其特征在于所述第一胶层顶面到 所述基座表面的厚度是所述发光二极管晶片厚度的至少四倍。
3.根据权利要求2所述的发光二极管的封装结构，其特征在于所述第二胶层的折射 率介于所述第一胶层的折射率与空气的折射率间。
4.根据权利要求3所述的发光二极管的封装结构，其特征在于所述第二胶层还包含 一面外表面，所述外表面为曲面。
5.根据权利要求4所述的发光二极管的封装结构，其特征在于所述基座还包括一个 呈环状并向上延伸的反射部，所述反射部具有一个供所述第二胶层填入的空间。
6.一种发光二极管的封装结构的制造方法，其特征在于所述制造方法包含以下步骤一、将至少一颗发光二极管晶片设置于一个基座的表面上；二、将一层掺杂有荧光粉的第一胶层以类似于所述发光二极管晶片的外形包覆于所述 发光二极管晶片上，并使由所述发光二极管晶片至所述第一胶层顶面的距离，与由所述发 光二极管晶片至所述第一胶层任一侧面的距离实质上相等；及三、将一层第二胶层包覆所述第一胶层。
7.根据权利要求6所述的发光二极管的封装结构的制造方法，其特征在于在所述步 骤二中，使所述第一胶层顶面到所述基座表面的厚度是所述发光二极管晶片厚度的至少四 倍。
8.根据权利要求7所述的发光二极管的封装结构的制造方法，其特征在于在所述步 骤三中，使所述第二胶层的外表面形成曲面。
9.根据权利要求8所述的发光二极管的封装结构的制造方法，其特征在于在步骤一 中，所述基座还包括一个呈环状并向上延伸的反射部，另外，在所述步骤三中，所述第二胶 层注射成型于所述反射部内。
10.根据权利要求8所述的发光二极管的封装结构的制造方法，其特征在于在步骤一 中，所述基座具有长方向，将多颗发光二极管晶片沿所述基座的长方向排列且分隔设置，在 所述步骤二中，所述第一胶层是传递成型于所述发光二极管晶片上，在所述步骤三中，所述 第二胶层传递成型于所述第一胶层上，另外，还包含一个在步骤三后的步骤四，沿所述长方 向切割所述第一胶层、第二胶层及基座，使分割成多个小单元，每一单元至少具有一颗发光 二极管晶片。
全文摘要
本发明披露一种发光二极管的封装结构，特征在于第一层含有荧光粉的胶体以类似发光二极管晶片的外形包覆于发光二极管晶片上，前述第一层胶体覆盖于发光二极管晶片的厚度相似，使得发光二极管晶片所发出的光线行进路径长度、出光颜色相近，提高在色坐标上的分布更加集中。
文档编号H01L33/50GK102130267SQ201010001169
公开日2011年7月20日 申请日期2010年1月14日 优先权日2010年1月14日
发明者张超雄, 陈滨全 申请人:展晶科技(深圳)有限公司, 荣创能源科技股份有限公司