发光元件封装结构的制作方法
【专利摘要】本发明揭露一种发光元件封装结构，包含一基板、至少一发光元件、一挡墙以及一封装胶体。发光元件是设置于基板上。挡墙环绕发光元件以形成一容置空间，且挡墙的内壁具有多个胶体接合微结构。封装胶体填充覆盖容置空间。
【专利说明】发光元件封装结构
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种发光装置，且特别是有关于一种发光元件封装结构。
【背景技术】
[0002]在传统的发光二极管封装结构中，发光二极管芯片与线路层通常是共同设置在介电层上，但由于发光二极管芯片在发光的同时必然会产生热能，又由于介电层的散热能力不足，往往会造成发光二极管芯片过热的问题。因此，相关厂商遂发展出一种芯片直接封装(Chip on Board,以下简称COB)的技术。
[0003]所谓C0B的发光二极管封装结构是指将发光二极管芯片下方的介电层移除，使得发光二极管芯片直接固着在导热基板上以降低热阻，从而帮助解决发光二极管芯片过热的问题。在C0B封装技术中，通常会在发光二极管芯片周围会环绕一个挡墙(又可称dam材)，并在挡墙所环绕出的空间中填入具有荧光粉的胶体。
[0004]然而，在经过长时间的使用下，胶体与挡墙之间容易会因为外界环境的湿气侵入，而导致挡墙与胶体出现劈裂(peeling)的现象，进一步造成发光二极管芯片之间的导线断裂或是脱落，不仅影响产品的效能，甚至可能造成安全上的问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的一技术方案是在提供一种发光元件封装结构，其主要目的是在于提升挡墙与胶体之间的接着强度，以避免挡墙与胶体发生劈裂的现象。
[0006]为了达到上述目的，依据本发明的一实施方式，一种发光元件封装结构包含一基板、至少一发光元件、一挡墙以及一封装胶体。发光元件是设置于基板上。挡墙环绕发光元件以形成一容置空间，且挡墙的内壁具有多个胶体接合微结构。封装胶体填充覆盖容置空间。
[0007]于本发明的一或多个实施方式中，胶体接合微结构是沿着挡墙环绕发光元件的方向排列。
[0008]于本发明的一或多个实施方式中，其中每一胶体接合微结构为一 T型件。
[0009]于本发明的一或多个实施方式中，这些胶体接合微结构的表面共同呈波浪状。
[0010]于本发明的一或多个实施方式中，这些胶体接合微结构为多个截面凸出齿，其是沿着档墙的内壁的纵向截面所排列。
[0011 ] 于本发明的一或多个实施方式中，每一截面凸出齿呈锥状、圆柱状或角柱状。
[0012]于本发明的一或多个实施方式中，挡墙与胶体接合微结构共同形成一 L型件。
[0013]于本发明的一或多个实施方式中，胶体接合微结构是设置于基板上。
[0014]于本发明的一或多个实施方式中，胶体接合微结构包含至少一凸状结构，设于胶体接合微结构背对基板的顶面上。
[0015]于本发明的一或多个实施方式中，凸状结构是平行于挡墙。
[0016]于本发明的一或多个实施方式中，凸状结构呈锥状、圆柱状或角柱状。[0017]于本发明的一或多个实施方式中，这些胶体接合微结构为多个截面凸出齿，其是沿着挡墙的内壁的纵向截面所排列。这些截面凸出齿的其中一者包含至少一凸状结构，设于胶体接合微结构背对基板的顶面上。
[0018]于本发明的一或多个实施方式中，发光元件封装结构可选择性地包含一导线，其是电性连接发光元件。
[0019]于本发明的一或多个实施方式中，发光兀件为发光二极管。
[0020]于本发明的一或多个实施方式中，挡墙高于发光兀件表面。
[0021 ] 于本发明的一或多个实施方式中，封装胶体内可选择性地包括有波长转换物质。
[0022]于本发明的一或多个实施方式中，波长转换物质包括荧光粉、色素、颜料或其组
合
[0023]于上述实施方式中，挡墙的内壁可设置有多个胶体接合微结构，其具有各种不同的凸出形状并与封装胶体相接合，借以提升封装胶体与挡墙之间的接着强度，从而帮助阻碍湿气侵入，并进一步避免劈裂现象的发生。
[0024]以上所述仅是用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本发明的具体细节将在下文的实施方式及相关附图中详细介绍。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下:
[0026]图1绘示依据本发明第一实施方式的发光元件封装结构的俯视图；
[0027]图2绘示图1的发光元件封装结构的局部俯视图；
[0028]图3绘示依据本发明的第二实施方式的俯视图；
[0029]图4绘示依据本发明的第三实施方式的发光元件封装结构的剖面图；
[0030]图5绘示依据本发明的第四实施方式的发光元件封装结构的局部剖面图；
[0031]图6绘示依据本发明的第五实施方式的发光元件封装结构的局部剖面图；
[0032]图7绘示依据本发明的第六实施方式的剖面图；
[0033]图8绘示依据本发明的第七实施方式的剖面图；
[0034]图9绘示依据本发明的第八实施方式的剖面图；
[0035]图10绘示依据本发明的第九实施方式的剖面图；
[0036]图11绘示依据本发明的第十实施方式的剖面图。
[0037]【主要元件符号说明】
[0038]100:基板
[0039]200:发光元件
[0040]300:挡墙
[0041]310:容置空间
[0042]320:内壁
[0043]330 顶面
[0044]400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490:胶体接合微结构
[0045]402:凸出部[0046]404:连接部
[0047]412:表面
[0048]414:弧面转折部
[0049]422，432，442，492:截面凸出齿
[0050]434, 444:端部
[0051 ]462，472，482，494:顶面
[0052]464，474，484，496:凸状结构
[0053]476:尖端
[0054]486:上表面
[0055]500, 500a, 500b:封装胶体
[0056]600:导线
[0057]700:波长转换物质
【具体实施方式】
[0058]以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，熟悉本领域的技术人员应当了解到，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节并非必要的，因此不应用以限制本发明。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。
[0059]第一实施方式
[0060]图1绘示依据本发明第一实施方式的发光元件封装结构的俯视图。如图所示，本实施方式的发光元件封装结构包含一基板100、至少一发光元件200、一挡墙300以及一封装胶体500。发光元件200是设置于基板100上。挡墙300环绕发光元件200以形成一容置空间310，且挡墙300的内壁320具有多个胶体接合微结构400。封装胶体500填充覆盖容置空间310。
[0061]于本实施方式中，胶体结合微结构400是凸出于挡墙300的内壁320并与挡墙300的内壁320共同接合封装胶体500，故可增加挡墙300与封装胶体500接触的表面积，并提升封装胶体500与挡墙300之间的接着强度，借以阻碍湿气侵入，并进一步避免劈裂现象的发生。
[0062]于本实施方式中，胶体接合微结构400是沿着挡墙300环绕发光元件200的方向排列。具体来说，挡墙300可呈矩形的环状结构，亦即，挡墙300的内壁320呈矩形。胶体接合微结构400可沿着矩形的内壁320来排列。换句话说，如图1所示，由俯视观之，所有胶体接合微结构400可共同构成一大致矩形轮廓。
[0063]图2绘示图1的发光元件封装结构的局部俯视图。如图2所示，胶体接合微结构400可为一 T型件。具体来说，胶体接合微结构400可包含一凸出部402以及一连接部404。连接部404的一端是连接于挡墙300的内壁320上，而另一端是连接凸出部402。凸出部402的截面面积是大于连接部404的截面面积。换句话说，由俯视观之，凸出部402较连接部404更宽，故凸出部402与连接部404可共同形成T型件。
[0064]通过T型的设计，凸出部402与内壁320可共同夹住部分封装胶体500，故可进一步提升封装胶体500与胶体接合微结构400及内壁320之间的接着强度，并阻碍外界湿气侵入。此外，由于部分封装胶体500a是夹在凸出部402与挡墙300的内壁320之间，故当封装胶体500a因受热而膨胀或收缩时，凸出部402与挡墙300的内壁320可抵抗封装胶体500a膨胀或收缩的力量，使得封装胶体500a与挡墙300的内壁320之间较不容易出现劈裂(peeling)的现象。
[0065]本实施方式的胶体接合微结构400可选择性地通过在挡墙300上冲压(punch)来形成。胶体接合微结构400亦可选择性地与挡墙300共同射出成型所形成。胶体接合微结构400还可选择性地以贴合的方式固着于挡墙300的内壁320。
[0066]于部分实施方式中，发光元件200可为发光二极管(Light Emitting Diode, LED)。具体来说，发光元件200可为未封装的发光二极管芯片，其是以芯片直接封装(Chip onBoard, COB)的方式直接设置于基板100上。发光二极管芯片可为红光发光二极管芯片、绿光发光二极管芯片、蓝光发光二极管芯片或紫外光发光二极管芯片，但不以此为限。
[0067]于部分实施方式中，发光装置可进一步包括一导线600，其是电性连接发光元件200。导线600不仅可用来电性连接两个相邻的发光元件200，亦可用来电性连接发光元件200与基板100上的电路层(未不于图中)，以提供发光兀件200电力。于部分实施方式中，导线600可为金线，但并不以此为限。
[0068]于部分实施方式中，封装胶体500可包括有波长转换物质700。具体来说，波长转换物质700可掺杂于封装胶体500内，其可被发光元件200的放射光所激发，而使发光元件200的放射光的波长在激发波长转换物质700后被转换。于部分实施方式中，波长转换物质700可为荧光粉、色素、颜料或其组合，例如:红色、绿色、黄色或蓝色等颜色的荧光粉，但颜色不以此为限。
[0069]第二实施方式
[0070]图3绘示依据本发明的第二实施方式的俯视图。本实施方式与图1的实施方式的主要差异在于:本实施方式的多个胶体接合微结构410的表面412共同呈波浪状。具体来说，于本实施方式中，每一个胶体接合微结构410的表面412均呈弧面状，且均与封装胶体500相接合。胶体接合微结构410是依序连接并环绕发光元件200及封装胶体500。换句话说，每一个胶体接合微结构410的表面412均连接着下一个胶体接合微结构410的表面412而无间断，故形成多个无间断的弧面，而呈波浪状。
[0071]进一步而言，相邻两个胶体接合微结构410的表面412是以一弧面转折部414相连接。换言之，弧面转折部414的两侧即紧邻着两个曲率不同的弧状表面412。
[0072]由于胶体接合微结构410的表面412共同呈波浪状，故可增加胶体接合微结构410与封装胶体500的接触面积，提升胶体接合微结构410与封装胶体500的接着强度，从而帮助阻碍湿气侵入，并进一步避免劈裂现象的发生。
[0073]于本实施方式中，挡墙300可呈圆形的环状结构，胶体接合微结构410可布满挡墙300的内侧，而形成一具有波浪状的圆圈。
[0074]本实施方式的胶体接合微结构410可选择性地通过在挡墙300上冲压(punch)来形成。胶体接合微结构410亦可选择性地与挡墙300共同射出成型所形成。胶体接合微结构410还可选择性地以贴合的方式固着于挡墙300的内壁320。
[0075]第三实施方式
[0076]图4绘示依据本发明的第三实施方式的发光元件封装结构的剖面图。本实施方式与图3的实施方式的主要差异在于:胶体接合微结构420为截面凸出齿422，这些截面凸出齿422是沿着挡墙300的内壁320的纵向截面所排列。具体来说，截面凸出齿422是凸出于挡墙300的内壁320，且以基板100朝向挡墙300的顶面330的方向排列。
[0077]由于截面凸出齿422是沿着挡墙300的内壁320的纵向截面所排列，故可避免外部湿气由挡墙300的顶面330沿着内壁320往基板100前进，从而避免劈裂现象的发生。
[0078]于本实施方式中，截面凸出齿422呈锥状。具体来说，截面凸出齿422可由挡墙300的内壁320往发光元件200逐渐缩小而呈锥状。另外，于本实施方式中，挡墙300是高于发光兀件200的表面，以避免发光兀件200暴露于外界环境中。
[0079]锥状的截面凸出齿422的制法可如下所述:先将具有锥状空腔的模具放置于基板100上，在挡墙300尚未固化前以喷涂或灌胶的方式将截面凸出齿422的材料附着于挡墙300的内壁320上，接着进行烘烤后固化成型，最后再将模具取下而留下挡墙300及锥状的截面凸出齿422。除了上述方法外，锥状的截面凸出齿422亦可直接以具有螺纹的钻头直接钻入一块状dam材，以直接形成内壁320具有截面凸出齿422的挡墙300，其中截面凸出齿422的形状是与钻头的螺纹纹路相配合。
[0080]第四实施方式
[0081]图5绘示依据本发明的第四实施方式的发光元件封装结构的局部剖面图。本实施方式与图4的实施方式的主要差异在于:本实施方式的胶体接合微结构430为圆柱状的截面凸出齿432。具体来说，截面凸出齿432为一圆柱体且截面凸出齿432上远离挡墙300的端部434是呈半球体。由于截面凸出齿432是沿着挡墙300的内壁320的纵向截面所排列，故可避免外部湿气由挡墙300的顶面330沿着内壁320往基板100前进，从而避免劈裂现象的发生。
[0082]圆柱状的截面凸出齿432的制法可如下所述:先将具有圆柱状空腔的模具放置于基板100上，在挡墙300尚未固化前以喷涂或灌胶的方式将截面凸出齿432的材料附着于挡墙300的内壁320上，接着进行烘烤后固化成型，再将模具取下而留下挡墙300及圆柱状的截面凸出齿432。
[0083]第五实施方式
[0084]图6绘示依据本发明的第五实施方式的发光元件封装结构的局部剖面图。本实施方式与图5的主要差异在于:本实施方式的胶体接合微结构440为角柱状的截面凸出齿442。具体来说，截面凸出齿442为一角柱体且截面凸出齿442上远离挡墙300的端部444是呈梯形。由于截面凸出齿442是沿着挡墙300的内壁320的纵向截面所排列，故可避免外部湿气由挡墙300的顶面330沿着内壁320往基板100前进，从而避免劈裂现象的发生。
[0085]角柱状的截面凸出齿442的制法可如下所述:先将具有角柱状空腔的模具放置于基板100上，在挡墙300尚未固化前以喷涂或灌胶的方式将截面凸出齿442的材料附着于挡墙300的内壁320上，接着进行烘烤后固化成型，再将模具取下而留下挡墙300及角柱状的截面凸出齿442。
[0086]第六实施方式
[0087]图7绘示依据本发明的第六实施方式的剖面图。如图所示，本实施方式与前述实施方式的主要差异在于:本实施方式的挡墙300与胶体接合微结构450共同形成一 L型件。具体来说，胶体接合微结构450是由挡墙300的内壁320靠近基板100处朝向发光元件200所延伸而成，故胶体接合微结构450可与挡墙300共同形成L形件。于部分实施方式中，胶体接合微结构450可设置于基板100上。换句话说，胶体接合微结构450是与基板100相接触。
[0088]由于胶体接合微结构450与挡墙300形成L形件，故可增加封装胶体500与胶体接合微结构450及挡墙300的接触面积，从而避免外界湿气侵入，并减少劈裂现象。
[0089]于本实施方式中，胶体接合微结构450形成于挡墙300的内壁320的方式可包含，但不局限于，喷涂点胶、冲压、射出成型、材料堆叠贴合或是网版涂布印刷等方式。
[0090]第七实施方式
[0091]图8绘示依据本发明的第七实施方式的剖面图。本实施方式与图7的实施方式的主要差异在于:本实施方式的胶体接合微结构460可包含一顶面462及至少一凸状结构464。顶面462是背对基板100，而凸状结构464是设于胶体接合微结构460的顶面462上。
[0092]由于本实施方式更进一步采用凸状结构464凸设于胶体接合微结构460的顶面462，故可进一步增加封装胶体500与胶体接合微结构460及挡墙300的接触面积，且更进一步避免外界湿气侵入并减少劈裂现象。另外，由于部分封装胶体500b是夹在凸状结构464与挡墙300的内壁320之间，故当封装胶体500b因受热而膨胀或收缩时，凸状结构464与挡墙300的内壁320可抵抗封装胶体500b膨胀或收缩的力量，使得封装胶体500b与挡墙300的内壁320之间较不容易出现劈裂(peeling)的现象。
[0093]本实施方式是以一个凸状结构464做说明，惟实际上，制造者可根据产品需求采用多个凸状结构464，这些凸状结构464可共同排列于胶体接合微结构460的顶面462上。
[0094]于本实施方式中，凸状结构464可平行于挡墙300。具体来说，凸状结构464的长度方向可平行于挡墙300的内壁320。于本实施方式中，凸状结构464可呈圆柱状。
[0095]本实施方式的凸状结构464可与胶体接合微结构460共同形成，其形成方式可包含，但不局限于，喷涂点胶、冲压、射出成型、材料堆叠贴合或是网版涂布印刷等方式。
[0096]第八实施方式
[0097]图9绘示依据本发明的第八实施方式的剖面图。本实施方式与图8的实施方式的主要差异在于:本实施方式的胶体接合微结构470所包含的凸状结构474是呈锥状。具体来说，凸状结构474是凸立于胶体接合微结构470的顶面472上，且凸状结构474是沿着远离胶体接合微结构470的顶面472的方向逐渐缩小而具有一尖端476，故可呈锥状。
[0098]由于部分封装胶体500b是夹在凸状结构474与挡墙300的内壁320之间，故当封装胶体500b因受热而膨胀或收缩时，凸状结构474与挡墙300的内壁320可抵抗封装胶体500b膨胀或收缩的力量，使得封装胶体500b与挡墙300的内壁320之间较不容易出现劈裂(peeling)的现象。
[0099]本实施方式的凸状结构474可与胶体接合微结构470共同形成，其形成方式可包含，但不局限于，喷涂点胶、冲压、射出成型、材料堆叠贴合或是网版涂布印刷等方式。
[0100]第九实施方式
[0101]图10绘示依据本发明的第九实施方式的剖面图。本实施方式与图9的实施方式的主要差异在于:本实施方式的胶体接合微结构480所包含的凸状结构484是呈角柱状。具体来说，凸状结构484是凸立于胶体接合微结构480的顶面482上的一角柱体，且凸状结构484由剖面观之可呈梯形。另外，由于部分封装胶体500b是夹在凸状结构484与挡墙300的内壁320之间，故当封装胶体500b因受热而膨胀或收缩时，凸状结构484与挡墙300的内壁320可抵抗封装胶体500b膨胀或收缩的力量，使得封装胶体500b与挡墙300的内壁320之间较不容易出现劈裂(peeling)的现象。
[0102]本实施方式的凸状结构484可与胶体接合微结构480共同形成，其形成方式可包含，但不局限于，喷涂点胶、冲压、射出成型、材料堆叠贴合或是网版涂布印刷等方式。
[0103]第十实施方式
[0104]图11绘示依据本发明的第十实施方式的剖面图。本实施方式与图10的实施方式的主要差异在于:本实施方式的胶体接合微结构490为截面凸出齿492,这些截面凸出齿492是沿着挡墙300的内壁320的纵向截面所排列。其中一个截面凸出齿492包含一顶面494及至少一凸状结构496。顶面494是背对基板100，而凸状结构496是设于胶体接合微结构490 (亦即，截面凸出齿492)的顶面494上。
[0105]于本实施方式中，具有凸状结构496的截面凸出齿492是设置于基板100上。换句话说，具有凸状结构496的截面凸出齿492是与基板100相接触。
[0106]由于本实施方式的挡墙300的内壁320上不仅包含多个截面凸出齿492，且其中一个截面凸出齿492更进一步凸设有凸状结构496，因此，本实施方式的挡墙300与封装胶体500的接触面积可被大幅增加，从而提升挡墙300与封装胶体500的接着强度，而可避免外界湿气侵入所引发的劈裂问题。另外，由于部分封装胶体500b是夹在凸状结构496与挡墙300的内壁320之间，故当封装胶体500b因受热而膨胀或收缩时，凸状结构496与挡墙300的内壁320可抵抗封装胶体500b膨胀或收缩的力量，使得封装胶体500b与挡墙300的内壁320之间较不容易出现劈裂(peeling)的现象。
[0107]于本实施方式中，截面凸出齿492的长度方向是平行于基板100,而凸状结构496的长度方向是平行于挡墙300的内壁320。于本实施方式中，截面凸出齿492与凸状结构496的长度方向可大致上垂直。
[0108]于本实施方式中，截面凸出齿492是绘示为圆柱状，但在其他实施方式中，截面凸出齿492亦可呈锥状或角柱状等形状。于本实施方式中，凸状结构496是绘示为圆柱状，但在其他实施方式中，凸状结构496亦可呈锥状或角柱状等形状。
[0109]应了解到，本说明书全文中关于第一特征设置于第二特征的上方或是第二特征上的叙述，应包含了第一特征与第二特征两者是直接接触，以及第一特征与第二特征之间具有额外特征而使第一特征与第二特征并非直接接触形成等实施方式。举例来说，本说明书所载“发光元件200设置于基板100上”的技术特征除了包含发光元件200与基板100直接接触的实施方式外，亦可包含发光元件200与基板100之间还存在有其他物质(例如导热胶或导热件)的实施方式。
[0110]虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
【权利要求】
1.一种发光元件封装结构，其特征在于，包含:一基板；至少一发光元件，设置于该基板上；一挡墙，环绕该发光元件以形成一容置空间，且该挡墙的内壁具有多个胶体接合微结构；以及一封装胶体，填充覆盖该容置空间。
2.根据权利要求1所述的发光元件封装结构，其特征在于，该些胶体接合微结构是沿着该挡墙环绕该发光元件的方向排列。
3.根据权利要求2所述的发光元件封装结构，其特征在于，每一该些胶体接合微结构为一 T型件。
4.根据权利要求2所述的发光元件封装结构，其特征在于，该些胶体接合微结构的表面共同呈波浪状。
5.根据权利要求1所述的发光元件封装结构，其特征在于，该些胶体接合微结构为多个截面凸出齿，沿着该档墙的该内壁的纵向截面所排列。
6.根据权利要求5所述的发光元件封装结构，其特征在于，每一该些截面凸出齿呈锥状、圆柱状或角柱状。
7.根据权利要求1所述的发光元件封装结构，其特征在于，该挡墙与该胶体接合微结构共同形成一 L型件。
8.根据权利要求7所述的发光元件封装结构，其特征在于，该胶体接合微结构是设置于该基板上。
9.根据权利要求7所述的发光元件封装结构，其特征在于，该胶体接合微结构包含至少一凸状结构，设于该胶体接合微结构背对该基板的顶面上。
10.根据权利要求9所述的发光元件封装结构，其特征在于，该凸状结构是平行于该挡摊m ο
11.根据权利要求9所述的发光元件封装结构，其特征在于，该凸状结构呈锥状、圆柱状或角柱状。
12.根据权利要求1所述的发光元件封装结构，其特征在于，该些胶体接合微结构为多个截面凸出齿，沿着该挡墙的该内壁的纵向截面所排列，该些截面凸出齿的其中一者包含至少一凸状结构，设于该胶体接合微结构背对该基板的顶面上。
13.根据权利要求1所述的发光元件封装结构，其特征在于，还包含一导线，电性连接该发光兀件。
14.根据权利要求1所述的发光元件封装结构，其特征在于，该发光元件为发光二极管。
15.根据权利要求1至14中任一项权利要求所述的发光元件封装结构，其特征在于，该挡墙高于该发光元件表面。
16.根据权利要求15所述的发光元件封装结构，其特征在于，该封装胶体内还包括有波长转换物质。
17.根据权利要求15所述的发光元件封装结构，其特征在于，该波长转换物质包括荧光粉、色素、颜料或其组合。
【文档编号】H01L33/48GK103715333SQ201310070324
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年3月6日 优先权日:2012年10月3日
【发明者】王冠捷, 杨正宏 申请人:隆达电子股份有限公司