白色光源二極體元件及其製造方法

2023-07-21 09:19:26 2

專利名稱：白色光源二極體元件及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種發光二極體元件，特別是涉及一種運用螢光膠材來固定晶片並同時產生色互補來激發出白色光源的發光二極體元件及其製造方法流程。
背景技術：
光源在人類的生活中，長期以來一直都佔有舉足輕重的地位，隨著科技不斷的進步，在70年代已發展出發光二極體(Light Emitting Diode；LED)，由於發光二極體(LED)比傳統光源具有體積小、壽命長、不易破損、低功率消耗、無熱輻射及有毒物質(如水銀等)的汙染，所以一直為市場所矚目，但當時由於甚多關鍵技術在瓶頸上一直無法突破，故將其應用於日常照明上仍存在有許多的問題。
1996年日亞化學(Nichia Chemical)研發出藍色光源發光二極體，並發展出以螢光材料覆蓋於藍光晶片之上，以激發出白色光源，後有日本住友電工(Sumitomo Electric Industries，Ltd)於1999年開發出利用ZnSe單晶基板與CdZnSe薄膜混光後，產生白光技術，此二技術揭露後，將發光二極體(LED)向照明世代推進了一大步。
目前一般性的白色光源二極體的製作方式，皆採用以下封裝程序製作，請參閱圖1，為現有習知白色光源二極體元件之結構構示意圖。
現有習知的白色光源二極體元件1，都是以一般膠體11將晶片10貼附於承載部21之上，再將晶片10的電極層與二極體接腳20的導電端以金屬線30連接，最後於金屬線30焊線(Wire Bond)完成之後，使用螢光層40作第一段封裝，其目的是將晶片10及螢光材質封裝於承載部21之上，並固定晶片10與螢光材質的對應位置，再以樹脂灌注作第二段封裝成型，當此白色光源二極體元件1於工作時，晶片10所發出的藍光會先經過螢光層40中螢光物質的互補色激發，以達成產生白色光源的目的。
但是前述的製作方式，由於晶片發出的光源必須透過厚厚的螢光層(第一段封裝)，所以在光源的亮度上，則必定會產生大幅的衰減的情況，針對這個缺點又有現有習知技術以螢光材料(粉末狀)來包覆晶片頂部及四周，以期有良好的激發效能，然後再以透明膠來將晶片及螢光材料(粉末狀)封裝於承載部之上(第一段封裝)，以增加其白色光源的透光率，並進而防止異色光圈的生成。
但是前述的方式中，晶片仍需完全封裝於透明膠之中，當此白色光源二極體在工作時，將造成散熱效果不佳，進而影響白色光源二極體的使用壽命，有鑑於此，本發明提出一種白色光源二極體元件及其製造方法，其目的在於增加現有習知技術所製造的白色光源二極體元件的發光率，並提升散熱效率，以進一步讓白色光源二極體元件具有更長的使用壽命，此白色光源二極體元件是利用一晶片，並以一具有螢光黏著膠將此晶片固定於承載部的表面，然後完成其餘封裝的程序，使此二極體的晶片於接收工作電源後，可使原本晶片的光源，藉由與晶片及承載部之間的螢光黏著膠互補後，激發出白色光源。
由此可見，上述現有的光發二極體元件在結構、製造方式上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決發光二極體元件及其製造方法存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品又沒有適切的結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新的白色光源二極體元件及其製造方法，便成了當前業界極需改進的目標。
有鑑於上述現有的發光二極體元件及其製造方法存在的缺陷，本發明人基於從事此類產品設計製造多年豐富的實務經驗及專業知識，並配合學理的運用，積極加以研究創新，以期創設一種新的白色光源二極體元件及其製造方法，能夠改進一般現有的發光二極體元件及其製造方法，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，並經反覆試作樣品及改進後，終於創設出確具實用價值的本發明。

發明內容
本發明的目的在於，克服現有的發光二極體元件及其製造方法存在的缺陷，而提供一種新型結構的白色光源二極體元件及其製造方法，所要解決的技術問題是使其增加現有習知技術所製造的白色光源二極體元件的發光率，並提升散熱效率，以進一步讓白色光源二極體元件具有更長的使用壽命，從而更加適於實用。
本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種白色光源二極體元件，其特徵在於該白色光源二極體包含有一承載部；一晶片，該晶片黏貼於該承載部之上，該晶片更設置有二個電極層，並於該電極層接收一電能時產生一有色光源；及一螢光黏著膠，該螢光黏著膠設置於該晶片與該承載部之間並包覆該晶片側緣，該螢光黏著膠用以將該晶片粘固於該承載部之上，並於該晶片發出該有色光源時，激發該有色光源以產生一白色光源。
本發明的目的及解決其技術問題還採用以下技術措施來進一步實現。
前述的白色光源二極體元件，其特徵在於白色光源二極體元件更包含有一組二極體接腳，該二極體接腳更以一金屬線與該電極層相連接。
前述的白色光源二極體元件，其特徵在於晶片表層更蒸鍍有一導電透光膜氧化銦錫(ITO)，且該有色光源更為一藍色光源。
前述的白色光源二極體元件，其特徵在於白色光源二極體元件的成品更為一燈泡型(Lamp)、數字型(Digital)、字元型、點矩陣型(Dot matrix)、集束型及表面黏著型(Surface mount)中任選其一。
本發明的目的及解決其技術問題還採用以下技術方案來實現。依據本發明提出的一種白色光源二極體元件，該白色光源二極體包含有一承載部；一晶片，該晶片黏貼於該承載部之上，該晶片更設置有二個電極層，並於該電極層接收一電能時產生一有色光源；一螢光黏著膠，該螢光黏著膠設置於該晶片與該承載部之間並包覆該晶片側緣，該螢光黏著膠用以將該晶片粘固於該承載部之上，並於該晶片發出該有色光源時，激發該有色光源以產生一白色光源；及一修色膠，該修色膠覆蓋於該晶片的上緣，該修色膠用以修補該白色光源。
本發明的目的及解決其技術問題還採用以下技術措施來進一步實現。
前述的白色光源二極體元件，其特徵在於白色光源二極體元件更包含有一組二極體接腳，該二極體接腳更以一金屬線與該電極層相連接。
前述的白色光源二極體元件，其特徵在於晶片表層更蒸鍍有一導電透光膜氧化銦錫(ITO)，且該有色光源更為一藍色光源。
前述的白色光源二極體元件，其特徵在於白色光源二極體元件的成品更為一燈泡型(Lamp)、數字型(Digital)、字元型、點矩陣型(Dot matrix)、集束型及表面黏著型(Surface mount)中任選其一。
本發明的目的及解決其技術問題還採用以下技術方案來實現。依據本發明提出的一種白色光源二極體的製造方法，其特徵在於該方法包含有以下步驟運用一螢光黏著膠將一晶片黏貼固定於一承載部之上；對該晶片完成焊線(Wire Bond)；將該晶片及該承載部加以灌膠封裝(Packaging)；及封裝(Packaging)完成後對該白色光源二極體加以檢驗測試。
本發明的目的及解決其技術問題還採用以下技術措施來進一步實現。
前述的白色光源二極體元件製造方法，其特徵在於白色光源二極體元件的成品更為一燈泡型(Lamp)、數字型(Digital)、字元型、點矩陣型(Dotmatrix)、集束型及表面黏著型(Surface mount)中任選其一。
經由上述可知，本發明關於一種白色光源二極體元件及其製造方法。該白色光源二極體元件是利用一晶片，並以一螢光黏著膠體將此晶片固定於承載部的表面，然後完成其餘封裝的程序，使此二極體的晶片於接收工作電源後，可使原本晶片的光源，藉由與晶片及承載部之間的螢光黏著膠體互補之後，激發出白色光源。
藉由上述技術方案，本發明的白色光源二極體元件，有別於一般現有習知的製作方式與流程，其中本發明是利用螢光黏著膠直接達成固晶(diemount/die bond)的步驟，並同時運用螢光黏著膠與晶片所產生的藍色光源達成互補，以激發出白色光源，如此的作法將有以下的優點1、由於製程上在焊線(Wire Bond)完成後則直接灌膠封裝成形，不需兩段式封裝，所以比現有習知技術更有簡化製作流程的功效(現有習知技術必須於焊線後上螢光材質並作第一段封膠及烘烤成形，以固定螢光材質與晶片的對應位置)；2、由於螢光黏著膠是固化於晶片的底部，所以本發明不須如現有習知技術作第一段封膠，因為晶片上方減少了螢光材質與透明膠等相關物質，故可大幅的提升透光率及亮度(現有習知技術必須於焊線後上螢光材質並作第一段封膠，會降低晶片的透光率)；及3、由於本發明的封裝型態，晶片上不需覆蓋任何的螢光與透明膠等相關物質，所以可大幅提升散熱效果，進而增加發光二極體元件的壽命(現有習知技術必須於晶片上增加螢光材質並作第一段封膠，會降低晶片的散熱效果)。
且本發明的結構型態適用於各種型態的白色光源二極體元件的製造，例如燈泡型(Lamp)、數字型(Digital)、字元型、點矩陣型(Dot matrix)、集束型及表面黏著型(Surface mount)等型式，不以單一型態白色光源二極體元件的製作流程為限。
綜上所述，本發明特殊的白色光源二極體元件及其製造方法，增加了現有習知技術所製造的白色光源二極體元件的發光率，並提升散熱效率，以進一步讓白色光源二極體元件具有更長的使用壽命其具有上述諸多的優點及實用價值，並在同類產品及製造方法中未見有類似的結構設計及方法公開發表或使用而確屬創新，其不論在產品結構、製造方法或功能上皆有較大的改進，在技術上有較大的進步，並產生了好用及實用的效果，且較現有的發光二極體元件及其製造方法具有增進的多項功效，從而更加適於實用，而具有產業的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設計。
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。


圖1為現有習知白色光源二極體元件的結構示意圖。
圖2為本發明白色光源二極體元件的第一實施例結構示意圖。
圖3為本發明白色光源二極體元件的製作步驟示意圖。
圖4為本發明白色光源二極體元件的封裝流程圖。
圖5為本發明白色光源二極體元件的第二實施例結構示意圖。
1白色光源二極體元件 10晶片11一般膠體12螢光黏著膠13修色膠 20二極體接腳21承載部 30金屬線40螢光層步驟100運用螢光黏著膠將晶片固定於承載部步驟110將晶片的電極層與導電端之間以金屬線連接步驟120將晶片及承載部以樹脂加以灌注封裝步驟130將封裝完成的白色光源二極體作外觀處理步驟140於外觀處理後將白色光源二極體作檢驗及測試具體實施方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的白色光源二極體元件及其製造方法其具體實施方式
、結構、方法步驟、特徵及其功效，詳細說明如後。
本發明為一種白色光源二極體元件及其製造方法，首先就二極體結構作一詳細說明，請參閱圖2，為本發明白色光源二極體元件的第一實施例結構示意圖。
本發明的白色光源二極體元件1，此二極體中包含有晶片10、螢光黏著膠12與一組二極體接腳20等部件，其中晶片10為一可發出藍色光源的藍色光源晶片，而一支二極體接腳20上設置有承載部21，此承載部21用於承載晶片10，而在承載部21與晶片10之間則設置有螢光黏著膠12，此螢光黏著膠12包覆著晶片10的底部與側緣，此螢光黏著膠12的功能如下1、用於固晶(die mount/die bond)之用，用於將晶片10黏貼固定於承載部21；及2、用於激發混合晶片10所產生的有色光源後產生一白色光源。
而晶片10上則設置有正負電極層，分別以金屬線30來連接二極體接腳20，而其中晶片10、螢光黏著膠12、承載部21及金屬線30則加以封膠(mold)，僅將二極體接腳20的部分加以外露，以利接收電能，由於晶片10底部表層蒸鍍有導電透光膜氧化銦錫(Indium Tin Oxide；ITO)，故晶片10在接收電能時，主要是向下產生光源，本發明將螢光黏著膠12貼附於晶片10底緣則可直接激發出白色光源。
接下來就本發明白色光源二極體元件於封裝灌膠步驟之前的製作步驟加以詳細說明，請參閱圖3，為本發明白色光源二極體元件的製作步驟示意圖。
在製作白色光源二極體時，首先提供有一組二極體接腳20，其中一支二極體接腳20上設置有承載部21，將二極體接腳20固定後，則可將螢光黏著膠20置入承載部21之上，並將晶片10置於螢光黏著膠20之上，待烘烤完成螢光黏著膠12固化(curing)後，則可結合承載部21及晶片10，當固晶(die mount/die bond)完成後，最後再將金屬線30焊連在晶片10的電極層與二極體接腳20上的導電端之間，如此則完成了封膠(mold)之前的作業程序。
最後就本發明的白色光源二極體元件的封裝步驟作進一步的詳細說明，請參閱圖4，為本發明白色光源二極體元件的封裝流程圖。
本發明的白色光源二極體元件於製作時，首先完成固晶(die mount/die bond)的步驟，此步驟是運用螢光黏著膠將晶片固定於承載部(步驟100)，同時運用烘烤等加熱方式，使螢光黏著膠固化(curing)並結合承載部及晶片後，將晶片的電極層與導電端之間以金屬線連接(步驟110)，此步驟即為焊線(Wire Bond)程序，焊線(Wire Bond)完成後則直接將晶片及承載部以樹脂加以灌注封裝(步驟120)，此部份的樹脂為使光源有良好的穿透性，固可選用透明材質的樹脂，然後將封裝完成的白色光源二極體作外觀處理(步驟130)，此外觀處理包含有剪切成形(Trim Form)等步驟，例如把不需要的連接用材料及多餘的樹脂及接腳部位切除(dejunk)，最後於外觀處理後將白色光源二極體作檢驗及測試(步驟140)，此檢驗(Inspection)及測試步驟則包含有外觀檢驗及電氣測試。
在不違反同一發明精神下，本發明除前述實施例的外，為求使光源的色澤更趨於一致與穩定，本發明更包含有另一實施例，請參閱圖5，為本發明白色光源二極體元件的第二實施例結構示意圖。
本發明的第二實施例中，此白色光源二極體元件1仍包含有晶片10、螢光黏著膠12與一組二極體接腳20等部件，其中晶片10為一可發出藍色光源的藍色光源晶片，而一支二極體接腳20上設置有承載部21，此承載部21用於承載晶片10，而在承載部21與晶片10之間則設置有螢光黏著膠12，此螢光黏著膠12包覆著晶片10的底部與側緣，而晶片10上則設置有正負電極層，分別以金屬線30來連接二極體接腳20，並於焊線(Wire Bond)完成之後，於晶片10表緣覆蓋上一層修色膠13後，再執行封膠(mold)過程，最後僅將二極體接腳20的部分加以外露，以利接收電能。
由於此第二實施例的螢光黏著膠12，其用途與功能同於第一實施例，故在此不在贅述，唯不同之處在於修色膠13的使用，由於每一顆白色光源二極體元件1，其晶片10的與螢光黏著膠12所激發而生的光色並不一定完全相同，所以於焊線(Wire Bond)完成之後蓋上修色膠13，可將白色光源二極體元件1的光色做二次的修正，此修色膠13(非螢光物質)具有一定程度的色源修正功效，可使白色光源二極體元件1的光色更趨於穩定且一致。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的方法及技術內容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種白色光源二極體元件，其特徵在於該白色光源二極體包含有一承載部；一晶片，該晶片黏貼於該承載部之上，該晶片更設置有二個電極層，並於該電極層接收一電能時產生一有色光源；及一螢光黏著膠，該螢光黏著膠設置於該晶片與該承載部之間並包覆該晶片側緣，該螢光黏著膠用以將該晶片粘固於該承載部之上，並於該晶片發出該有色光源時，激發該有色光源以產生一白色光源。
2.根據權利要求1所述的白色光源二極體元件，其特徵在於其中所述的白色光源二極體元件更包含有一組二極體接腳，該二極體接腳更以一金屬線與該電極層相連接。
3.根據權利要求1所述的白色光源二極體元件，其特徵在於其中所述的晶片表層更蒸鍍有一導電透光膜氧化銦錫(ITO)，且該有色光源更為一藍色光源。
4.根據權利要求1所述的白色光源二極體元件，其特徵在於其中所述的白色光源二極體元件的成品更為一燈泡型(Lamp)、數字型(Digital)、字元型、點矩陣型(Dot matrix)、集束型及表面黏著型(Surface mount)中任選其一。
5.一種白色光源二極體元件，其特徵在於該白色光源二極體包含有一承載部；一晶片，該晶片黏貼於該承載部之上，該晶片更設置有二個電極層，並於該電極層接收一電能時產生一有色光源；一螢光黏著膠，該螢光黏著膠設置於該晶片與該承載部之間並包覆該晶片側緣，該螢光黏著膠用以將該晶片粘固於該承載部之上，並於該晶片發出該有色光源時，激發該有色光源以產生一白色光源；及一修色膠，該修色膠覆蓋於該晶片的上緣，該修色膠用以修補該白色光源。
6.根據權利要求5所述的白色光源二極體元件，其特徵在於其中所述的白色光源二極體元件更包含有一組二極體接腳，該二極體接腳更以一金屬線與該電極層相連接。
7.根據權利要求5所述的白色光源二極體元件，其特徵在於其中所述的晶片表層更蒸鍍有一導電透光膜氧化銦錫(ITO)，且該有色光源更為一藍色光源。
8.根據權利要求5所述的白色光源二極體元件，其特徵在於其中所述的白色光源二極體元件的成品更為一燈泡型(Lamp)、數字型(Digital)、字元型、點矩陣型(Dot matrix)、集束型及表面黏著型(Surface mount)中任選其一。
9.一種白色光源二極體的製造方法，其特徵在於該方法包含有以下步驟運用一螢光黏著膠將一晶片黏貼固定於一承載部之上；對該晶片完成焊線(Wire Bond)；將該晶片及該承載部加以灌膠封裝(Packaging)；及封裝(Packaging)完成後對該白色光源二極體加以檢驗測試。
10.根據權利要求9所述的白色光源二極體的製造方法，其特徵在於其中所述的白色光源二極體元件的成品更為一燈泡型(Lamp)、數字型(Digital)、字元型、點矩陣型(Dot matrix)、集束型及表面黏著型(Surfacemount)中任選其一。
全文摘要
本發明是有關於一種白色光源二極體元件及其製造方法。該白色光源二極體元件是利用一晶片，並以一螢光黏著膠體將此晶片固定於承載部的表面，然後完成其餘封裝的程序，使此二極體的晶片於接收工作電源後，可使原本晶片的光源，藉由與晶片及承載部之間的螢光黏著膠體互補之後，激發出白色光源。該二極體的製造方法包含運用一螢光黏著膠將一晶片黏貼固定於一承載部之上；對該晶片完成焊線；將該晶片及該承載部加以灌膠封裝；及封裝完成後對該白色光源二極體加以檢驗測試。該元件及其製造方法大幅的提升透光率及亮度、散熱效果，進而增加發光二極體元件的壽命。
文檔編號H01L33/00GK1866549SQ20051007098
公開日2006年11月22日 申請日期2005年5月19日 優先權日2005年5月19日
發明者王姵淇 申請人:豐鼎光電股份有限公司