固態發光器件的製作方法
2023-07-24 12:17:26 1
專利名稱：固態發光器件的製作方法
技術領域：
本發明涉及光學領域，尤其是一種固態發光器件。
背景技術：
發光二極體(LED)為一種固態發光器件，因具功耗低、壽命長、體積小及亮度高等特性 而被廣泛用作LCD顯示器背光源、車用光源及通用照明光源，具體可參見Atsushi 0kuno等人 在2003 IEEE Electronic Components and Technology Conference上發表的"Unique White LED Packaging Systems" ^^文。
現有的一種發光二極體包括矽封裝基板、發光二極體晶片、多個電極、以及封裝樹脂。 所述矽封裝基板上設置有碗杯結構，所述發光二極體晶片設置在所述碗杯結構內。所述多個 電極貫穿所述矽封裝基板的碗杯結構之底部並與所述發光二極體晶片形成電連接。所述封裝 樹脂充填在所述碗杯結構內且完全覆蓋住所述發光二極體晶片。其中，碗杯結構的設置雖然 可以縮小整個發光二極體的出光角度，但是其出光效率也會因為所述發光二極體晶片發出的 光在碗杯結構內全反射而降低。有鑑於此，有必要提供一種具較佳出光效率的發光二極體。
發明內容
下面將以實施例說明一種出光效率佳的固態發光器件，例如發光二極體。
一種固態發光器件，其包括 一個矽封裝基板、多個電極、 一個固態發光元件、 一個反 射層以及一個具聚光功能的透明封裝體；矽封裝基板具有一個承載面，所述多個電極貫穿所 述承載面，所述固態發光元件設置在承載面上且與所述多個電極形成電連接；反射層用以反 射所述固態發光元件受激產生的光，其包括一個第一反射部以及一個第二反射部，第一反射 部與第二反射部共面設置在承載面上；透明封裝體設置在承載面上且覆蓋住所述固態發光元 件及第一反射部，第二反射部暴露在透明封裝體的外部。
相對於現有技術，所述固態發光器件經由在矽封裝基板上不設置碗杯結構，並採用具聚 光功能的透明封裝體來改變固態發光器件的整體出光角度以達到預定要求；從而可克服現有 技術中因採用碗杯結構而導致的出光效率不佳之缺陷。
圖l是本發明第一實施例提供的固態發光器件的截面示意圖。
圖2與圖1基本相同，不同之處在於其示出的反射層之第一反射部是環繞固態發光元件設置。
圖3與圖1基本相同，不同之處在於其示出的具聚光功能的透明封裝體之形狀不同。 圖4是本發明第二實施例提供的固態發光器件的截面示意圖。
圖5與圖4基本相同，不同之處主要在於其示出的埋入孔位於具聚光功能的透明封裝體之 覆蓋範圍內。
具體實施例方式
下面將結合附圖對本發明實施例作進一步的詳細說明。
參見圖l，本發明第一實施例提供的固態發光器件100，其包括 一個矽封裝基板110、 多個電極130、 一個固態發光元件150、 一個反射層170以及一個具聚光功能的透明封裝體 190a。
矽封裝基板110具有一個承載面112，承載面112可為一平面。由於矽材料具有較好的熱 傳導性及較佳的可靠度，因此較適合用作固態發光器件100中的封裝基板。
多個電極130貫穿矽封裝基板110的承載面112，其材料可選用金屬，例如銀、銅、鋁等 。具體的，所述多個電極130可貫穿整個矽封裝基板110，從而其兩端部分別暴露在矽封裝基 板110的兩側。所述多個電極130可分別具有一L型橫截面。
固態發光元件150設置在承載面112上且與多個電極130形成電連接。其中，固態發光元 件150可一個或多個發光二極體晶片的組合，其可經由打線(wiring bonding)方式與多個電 極130形成電連接。進一步的，發光二極體晶片可選用紅光、綠、藍、或紫外光發光二極體 心片。
反射層170設置在矽封裝基板110的承載面112上，用以反射固態發光元件150受激產生的 光以減少因矽封裝基板110吸光而導致的光損耗，進而提升固態發光器件100的出光效率。具 體的，反射層170包括一個第一反射部172a及一個第二反射部174;第一反射部172a與第二反 射部174共面(coplanar)設置在承載面112上，且第一反射部172a設置在固態發光元件150與 矽封裝基板110的承載面112之間。其中，固態發光元件150可經由銀膠等導熱性能較好的粘 性材料粘著在第一反射部172a上。第一反射部172a與第二反射部174的材料可為金屬或白色 物質。其中，金屬可為銀、鋁、銅等，白色物質可為陶瓷粉、二氧化鈦(Ti02)等。另外，可 以理解的是，反射層170並不限於如圖1所示之與所述多個電極130均不導通，其也可僅與所 述多個電極130的其中之一不導通。
此外，反射層170的第一反射部172a並不限於如圖1所示之位於固態發光元件l50及承載 面112之間的情形；如圖2所示，其還可在對應固態發光元件150的位置設置一開口(圖2中未
5標示)，從而固態發光元件150可經由銀膠等導熱性能較好的粘性材料直接粘著在承載面112 上；而第一反射部172b則環繞所述固態發光元件150。在此情形下，第一反射部172b的厚度 可設置為小於固態發光元件150沿承載面112的一法向量方向之高度。
所述具聚光功能的透明封裝體190a設置在矽封裝基板110的承載面112上且覆蓋住固態發 光元件150及反射層170的第一反射部172a。反射層170的第二反射部174則暴露在透明封裝體 190a的外部。所述透明封裝體190a的材料折射率可設置為大於1.4，其材料可為矽膠、環氧 樹脂、聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)、壓克力(Polymethyl methacrylate， PMMA)等透明物 質。所述透明封裝體190a因具有聚光功能而可改變固態發光器件100的出光角度，以防止出 射光線過度分散而導致的亮度降低。如圖1所示，透明封裝體190a為半球形透鏡，其外表面 為一沿遠離固態發光元件150的方向向外凸設的弧面。可以理解的是，透明封裝體190a並不 限於半球形透鏡，其還可為其他合適形狀的透鏡，只要其可改變固態發光器件100的出光角 度以達到預定要求均可。例如，如圖3所示，透明封裝體190b為一錐形透鏡，其遠離固態發 光元件150的一表面為非球面。
參見圖4，本發明第二實施例提供的固態發光器件200與第一實施例提供的固態發光器件 IOO基本相同，其包括多個電極130、 一個固態發光元件150、 一個反射層170以及一個具聚 光功能的透明封裝體190a。不同之處在於其矽封裝基板210的承載面212上向內開設有一埋 入孔214;埋入孔214暴露在透明封裝體190a的外部，其內收容有一個輔助元件，例如保護元 件220。所述保護元件220與固態發光元件150並聯，其可為稽納二極體(Zener Diode)、肖特 基二極體(Schottky Barrier Diode)、矽基二極體、電晶體或靜電保護集成電路。由於保護 元件220收容在埋入孔214內且位於透明封裝體150的外部，其將不會遮擋固態發光元件150受 激產生的光，有利於整個固態發光元件200的出光效率之提升。
另外，可以理解的是，所述保護元件220也可根據實際應用中的需要變更為其他輔助元 件，例如圖5所示的光感測器320。為使光感測器320能更精準地量測固態發光器件200的光強 度或亮度等光學特性，所述埋入孔214則設置在透明封裝體190a的覆蓋區域內，從而可克服 因空氣與透明封裝體190a之間的折射率不匹配而導致的量測精度不佳之問題。
此外，本發明第一及第二實施例中的反射層170可替換一螢光粉層，所述螢光粉層包括 一個第一部分及一個第二部分，第一部分與第二部分共面設置在矽封裝基板110或220的承載 面112或212上。所述第一部分由透明封裝體190a或190b覆蓋住且位於固態發光元件150與承 載面112或212之間，所述第二部分暴露在透明封裝體190a或190b的外部。所述螢光粉層可經 由印刷、噴墨或鍍膜等方式形成。所述螢光粉層作為一種波長轉換層，其可吸收固態發光元件150受激產生且入射至矽封裝基板110或210的承載面112或212的光線，並產生另一種波長 的光線且該另一種波長的光線之傳播方向是任意的。因此，螢光粉層的設置也可提升固態發 光器件100或200的出光效率。
另外，本領域技術人員還可於本發明精神內做其它變化，如變更固態發光元件的種類、 透明封裝體的形狀、輔助元件的種類等以用於本發明等設計，只要其不偏離本發明的技術效 果均可。這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。
權利要求
權利要求1一種固態發光器件，其包括一個矽封裝基板，其具有一個承載面；多個電極，其貫穿所述承載面；一個固態發光元件，設置在所述承載面上且與所述多個電極形成電連接；一個反射層，用以反射所述固態發光元件受激產生的光，所述反射層包括一個第一反射部以及一個第二反射部，所述第一反射部與第二反射部共面設置在所述承載面上；一具聚光功能的透明封裝體，其設置在所述承載面上且覆蓋住所述固態發光元件及所述第一反射部，所述第二反射部暴露在所述透明封裝體的外部。
2.如權利要求l所述的固態發光器件，其特徵在於所述第一反射部位 於所述承載面與固態發光元件之間。
3.如權利要求l所述的固態發光器件，其特徵在於所述第一反射部的 對應所述固態發光元件的位置設置有開口 ，所述固態發光元件位於所述開口內且所述第一反 射部環繞所述固態發光元件。
4.如權利要求l所述的固態發光器件，其特徵在於所述第一反射部與 第二反射部的材料為金屬或白色物質。
5.如權利要求l所述的固態發光器件，其特徵在於所述第一反射部與 第二反射部與所述多個電極均不導通。
6.如權利要求l所述的固態發光器件，其特徵在於所述透明封裝體為 球形透鏡或錐形透鏡。
7.如權利要求l所述的固態發光器件，其特徵在於所述透明封裝體的 材料折射率大於1.4。
8.如權利要求l所述的固態發光器件，其特徵在於所述固態發光元件 為一個發光二極體晶片或多個發光二極體晶片的組合。
9.如權利要求l所述的固態發光元件，其還包括一個輔助元件，所述矽封裝基底的承載面向內開設有埋入孔，所述輔助元件容置在所述埋入孔內。
10. 一種固態發光器件，其包括 一個矽封裝基板，其具有一個承載面；多個電極，其貫穿所述承載面；一個固態發光元件，設置在所述承載面上且與所述多個電極形成電連接； 一個波長轉換層，其包括一個第一部分以及一個第二部分，所述第一部分與第二部分 共面設置在所述承載面上且所述第一部分位於所述承載面與固態發光元件之間；一具聚光功能的透明封裝體，其設置在所述承載面上且覆蓋住所述固態發光元件及所 述波長轉換層的第一部分，所述波長轉換層的第二部分暴露在所述透明封裝體的外部。
11.如權利要求10所述的固態發光器件，其特徵在於所述透明封裝體 為球形透鏡或錐形透鏡。
12.如權利要求10所述的固態發光元件，其還包括一個輔助元件，所 述矽封裝基底的承載面向內開設有埋入孔，所述輔助元件容置在所述埋入孔內。
全文摘要
本發明涉及一種固態發光器件，其包括矽封裝基板、多個電極、固態發光元件、反射層以及具聚光功能的透明封裝體；矽封裝基板具有一個承載面，所述多個電極貫穿所述承載面，所述固態發光元件設置在承載面上且與所述多個電極形成電連接；反射層包括一個第一反射部以及一個第二反射部，第一反射部與第二反射部共面設置在承載面上；透明封裝體設置在承載面上且覆蓋住所述固態發光元件及第一反射部，第二反射部暴露在透明封裝體的外部。所述固態發光器件經由在矽封裝基板上不設置碗杯結構，並採用具聚光功能的透明封裝體來該其整體出光角度以達到預定要求，從而可克服現有技術中因採用碗杯結構而導致的出光效率不佳之缺陷。
文檔編號H01L33/54GK101459211SQ20071020298
公開日2009年6月17日 申請日期2007年12月11日 優先權日2007年12月11日
發明者徐弘光, 江文章, 王君偉 申請人:富士邁半導體精密工業(上海)有限公司;沛鑫半導體工業股份有限公司