專利名稱：發(fā)光二極管芯片封裝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種發(fā)光二極管芯片封裝，且特別是有關于一種可發(fā)出白 光的發(fā)光二極管芯片封裝。
背景技術：
發(fā)光二極管芯片封裝(light-emitting diode (LED) chip package)具有使用壽命 長、體積小、不易破裂、低熱量輸出以及低能量耗損(驅動電壓及驅動電流低:) 等優(yōu)點，因此發(fā)光二極管芯片封裝已被廣泛地應用于各種指示燈、家用產品的 光源以及各式儀器之中。近年來，發(fā)光二極管芯片封裝的發(fā)展趨勢主要朝向多 色彩以及高亮度的方向邁進。因此，發(fā)光二極管芯片封裝的應用領域更是延伸 至大型戶外顯示廣告牌、交通號志等領域之中。具有節(jié)能及環(huán)保優(yōu)點的發(fā)光二 極管芯片封裝極可能成為未來最主要的發(fā)光光源。
隨著信息工業(yè)與半導體技術的發(fā)展，平面顯示器已經取代傳統(tǒng)的陰極射線 顯示器而成為顯示器市場的主流，其中又以液晶顯示器為最普及的商品。液晶 顯示器采用無法自行發(fā)光的液晶分子作為顯示媒介，因此液晶顯示器必須搭配 適當?shù)墓庠匆赃M行顯示。在液晶顯示器光源中，發(fā)光二極管芯片封裝具有前段 所述的優(yōu)點而成為常見的選擇。
當一個全彩液晶顯示器顯示畫面時，液晶顯示器較佳是與混合有各種波長 的可見光的白光光源搭配配置，以呈現(xiàn)較佳的顯示畫質。 一般而言，為了使各 種波長的可見光混合以獲得白光光源，常見的方式是將適于發(fā)出紅、綠與藍三 色可見光的發(fā)光二極管芯片封裝組裝在一起并配置于全彩液晶顯示器中。然而， 發(fā)光二極管芯片封裝的使用數(shù)量越多，則所需成本以及裝置體積都會隨之增加 而對液晶顯示器的產能造成負面的影響。
因此， 一種白光發(fā)光二極管封裝被提出。白光發(fā)光二極管封裝由一適于發(fā) 出藍光的發(fā)光二極管芯片與一摻雜磷光粉所組成。在此設計中，摻雜磷光粉在 藍光的激發(fā)下可以釋放出黃光，其中黃光與藍光的混合便可以獲得與白光相當
4接近的光源。如此一來，單一顆白光發(fā)光二極管封裝就可以提供白光光源而有 助于減少發(fā)光二極管封裝的使用數(shù)量及配置體積。
然而，人眼所能察覺的光波波長約是400nm至700nm，其中藍光的波長約 為435nm至480nm，而黃光的波長約為580 nm至595 nm。因此，上述的白光 發(fā)光二極管封裝所發(fā)出的白光可能缺乏部份波長較長的光，像是紅光。換言之， 以藍光的發(fā)光二極管芯片與摻雜磷光粉所組成的白光發(fā)光二極管作為顯示光源 時可能無法真實的呈現(xiàn)紅色的影像。
發(fā)明內容
本發(fā)明是提供一種發(fā)光二極管封裝，以解決公知的白光發(fā)光二極管芯片封 裝無法發(fā)出混有各種可見光波長的白光的問題。
本發(fā)明提出一種發(fā)光二極管芯片封裝，其包括一承載器、 一第一發(fā)光二極 管芯片、 一第二發(fā)光二極管芯片以及一封裝膠體。第一發(fā)光二極管芯片配置于 承載器上并電性連接承載器，其中第一發(fā)光二極管芯片適于發(fā)出一第一光線。 第二發(fā)光二極管芯片配置于承載器上并電性連接承載器，其中第二發(fā)光二極管 芯片適于發(fā)出一第二光線。封裝膠體具有一摻雜磷光粉并包覆第一發(fā)光二極管 芯片與第二發(fā)光二極管芯片，其中第一光線適于激發(fā)摻雜磷光粉以發(fā)出一第三 光線。
在本發(fā)明的一實施例中，上述的承載器包括一基板以及一集成電路 (integrated circuit, IC)。集成電路實質上配置于基板上并電性連接至基板，且集 成電路包括多個互補式金氧半導體組件。第一發(fā)光二極管芯片與第二發(fā)光二極 管芯片則例如電性連接至集成電路。在2(TC時，基板的線性熱膨脹系數(shù)例如小 于20xl0—6。舉例而言，集成電路具有多個第一接墊，而第一發(fā)光二極管芯片與 第二發(fā)光二極管芯片藉由第一接墊電性連接至集成電路。實務上，發(fā)光二極管 芯片封裝更包括多條第一連接導線，其中第一接墊藉由第一連接導線電性連接 至第一發(fā)光二極管芯片以及第二發(fā)光二極管芯片。另外，集成電路還可以具有 多個第二接墊，集成電路藉由第二接墊電性連接至基板。此時，發(fā)光二極管芯 片封裝更包括多條第二連接導線，其中第二接墊藉由第二連接導線電性連接至 基板。
在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一光線的一波長實質上為350 nm至490在本發(fā)明的一實施例中，上述的第二光線的一波長實質上為4卯nm至700
nm0
■ 在本發(fā)明的一實施例中，上述的第三光線的一波長實質上為500 nm至700 nm。
在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一光線為藍光，該第二光線為紅光，而 該第三光線為黃光。
在本發(fā)明的一實施例中，上述的摻雜磷光粉分布于第一發(fā)光二極管芯片周邊。
在本發(fā)明的一實施例中，上述的封裝膠體包括一第一封裝膠體以及一第二 封裝膠體。第一封裝膠體包覆第一發(fā)光二極管芯片，其中摻雜磷光粉摻雜于第 一封裝膠體中。第二封裝膠體則包覆第一發(fā)光二極管芯片以及第二發(fā)光二極管 芯片。
在本發(fā)明的一實施例中，上述的摻雜磷光粉的材質包括釔釹釓系磷光材料、 鋱鋁鎵系磷光材料、硫化物系磷光材料、氮化物系磷光材料或上述的組合。 在本發(fā)明的一實施例中，上述的承載器為一印刷電路板。 在本發(fā)明的一實施例中，上述的承載器為一導線架。
本發(fā)明采用兩個適于分別發(fā)出一第一光線與一第二光線光的發(fā)光二極管芯 片配置于集成電路上。同時，發(fā)光二極管芯片封裝的封裝膠體中摻雜有適于被 第一光線激發(fā)而發(fā)出第三光線的磷光粉。因此，本發(fā)明的發(fā)光二極管芯片封裝 可以發(fā)出由第一光線、第二光線以及第三光線所混合出來的光。在此，這個混 合光幾乎涵蓋了所有可見光的波長范圍，而使本發(fā)明的發(fā)光二極管芯片封裝適 于應用至液晶顯示器中以提升液晶顯示器的顯示質量。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳 實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。
附圖簡要說明
圖1繪示為本發(fā)明的一實施例的發(fā)光二極管芯片封裝。 圖2繪示為本發(fā)明的另一實施例的發(fā)光二極管芯片封裝。主要組件符號說明
100、 200:發(fā)光二極管芯片封裝
110:承載器
112:基板
114:集成電路
122A:第一接墊
122B:第二接墊
130:第一發(fā)光二極管芯片
140:第二發(fā)光二極管芯片
150、 250:封裝膠體 152、 252:摻雜磷光粉
160A:第一連接導線 160B:第二連接導線
250A:第一封裝膠體 250B:第二封裝膠體
Ll:第一光線 L2:第二光線 L3:第三光線
具體實施例方式
圖1繪示為本發(fā)明的一實施例的發(fā)光二極管芯片封裝。請參照圖1，發(fā)光二
極管芯片封裝100包括一承載器110、 一第一發(fā)光二極管芯片130、 一第二發(fā)光 二極管芯片140以及封裝膠體150。承載器110實質上包括一基板112與一集成 電路114。在本實施例中，基板110在2(TC時的線性熱膨脹系數(shù)例如為20xl(T6， 但本發(fā)明不限于此。集成電路114配置于承載器100中并電性連接至基板112， 其中集成電路114實質上包括多個互補式金氧半導體組件(complementary metal-oxide-semiconductor, CMOS)(未繪示)。舉例而言，集成電路114可以是一 個具有多個CMOS組件的硅基板。
第一發(fā)光二極管芯片130與第二發(fā)光二極管芯片140皆電性連接至承載器110。具體來說，第一發(fā)光二極管芯片130配置于集成電路114上并電性連接至 集成電路114。第二發(fā)光二極管芯片140也是配置于集成電路114上并電性連接 至集成電路114。另外，封裝膠體150具有一摻雜磷光粉152并包覆集成電路 114、第一發(fā)光二極管芯片130以及第二發(fā)光二極管芯片140。
在本實施例中，第一發(fā)光二極管芯片130適于發(fā)出一第一光線L1，而第二 發(fā)光二極管芯片140適于發(fā)出一第二光線L2。同時，本實施例的第一光線Ll 可以激發(fā)摻雜磷光粉152以發(fā)出一第三光線L3。換言之，由第一發(fā)光二極管芯 片130發(fā)出的第一光線L1具有足夠的能量以激發(fā)摻雜磷光粉152。在本實施中， 第一光線L1、第二光線L2以及第三光線L3實質上都是可見光。假設第一光線 Ll、第二光線L2以及第三光線L3分別具有不同的波長，則第一光線L1、第二 光線L2以及第三光線L3的混合光可以是白光。
實務上，本實施例的第一光線L1的波長例如是350nm至490，而第三光線 L2的波長則例如是500nm至700nm。因此，第一光線L1例如是藍光，而第三 光線L3例如是黃光。第一光線L1與第三光線L3的混合光可以視為白光。不過， 人眼可辨識的可見光的波長范圍約自400 nm至700 nm，所以第一光線Ll與第 三光線L3的混合光可能缺乏較長波長而無法呈現(xiàn)純白色的光。
為了解決這樣的問題，發(fā)光二極管芯片封裝100具有第二發(fā)光二極管芯片 140，其適于發(fā)出波長約為490 nm至700 nm的第二光線L2。亦即，第二光線 L2實務上為紅光。在第二發(fā)光二極管芯片140的配置之下，發(fā)光二極管芯片封 裝100能夠發(fā)出的混合光實際上混有人眼可察覺的各種波長范圍的可見光。因 此，發(fā)光二極管芯片封裝100所發(fā)出的光線可以獲得良好的補償。換言之，第 二發(fā)光二極管芯片140是用以提供一補償光線以使發(fā)光二極管封裝100所發(fā)出 的光線的顏色獲得調整。當然，本發(fā)明的第二光線L2不以紅光為限。
在本實施例中，發(fā)光二極管芯片封裝100可以提供混有短波長、中間波長 以及長波長可見光的白光。因此，發(fā)光二極管芯片封裝100應用至液晶顯示器 時，不需與其它色光的發(fā)光二極管封裝共同組裝就可以提供理想的白光光源。 若公知的設計必須使用三個不同色光的彩色發(fā)光二極管封裝以提供給液晶顯示 器一白光光源，則本實施例僅需使用一個發(fā)光二極管芯片封裝100就可將之取 代。也就是說，在相同的液晶顯示器中，發(fā)光二極管芯片封裝100所使用的數(shù) 量僅為公知設計的三分之一。因此，本實施例的發(fā)光二極管封裝100不但提供
8理想的白光更有助于簡化裝置的設計，特別是當-此裝置需要純白白光作為光源 時。
具體而言，本實施例所使用的摻雜磷光粉152可被激發(fā)而發(fā)出黃光，其可 以是釔釹釓系磷光材料、鋱鋁鎵系磷光材料、硫化物系磷光材料、氮化物系磷
光材料或上述的組合。當然，摻雜磷光粉152在其它的實施例中也可以選用其 它的磷光材料。更具體而言，釔釹釓系磷光材料的化學結構式例如是(Yk, Gdx)3Al5012: Ce，而鋱鋁鎵系磷光材料的化學結構式例如是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。氮化物系磷光材料則例如是Sr-Si-O-N: Eu以及 Sr-Si-O-N(Cl): Eu。
以上有關第一光線Ll 、第二光線L2以及第三光線L3所描述的波長范圍及 光線所呈現(xiàn)顏色皆為舉例說明，本發(fā)明并不以此為限。任何形式的發(fā)光二極管 芯片，其發(fā)出的第一光線L1具有足夠的能量以激發(fā)摻雜磷光粉152而發(fā)出第三 光線L3都可以選用為本實施例的第一發(fā)光二極管芯片130。同樣地，任何形式 的發(fā)光二極管芯片，其可發(fā)出第二光線L2以補償?shù)谝还饩€Ll與第二光線L3 的混合光所欠缺的波長范圍都可被選用為第二發(fā)光二極管芯片140。如此一來， 本實施例的第一光線L1、第二光線L2以及第三光線L3便可以混合出理想的白 光。
值得一提的是，在發(fā)光二極管芯片封裝100中，封裝膠體150包覆集成電 路114、第一發(fā)光二極管芯片130以及第二發(fā)光二極管芯片140。此外，摻雜磷 光粉152是摻雜于封裝膠體150當中。在此，摻雜磷光粉152是以隨機地散布 于封裝膠體150中為例，但本發(fā)明并不限于此。另外，封裝膠體150的外觀實 質上為一透鏡狀結構以使得發(fā)光二極管芯片封裝100的出光效果更進一步的提 升。在其它實施例中，隨著不同產品的需求，封裝膠體150的外觀也可以是其 它的形狀。
詳言之，本實施例的集成電路114具有多個第一接墊122A與多個第二接墊 122B。第一發(fā)光二極管芯片130與第二發(fā)光二極管芯片140藉由第一接墊122A 電性連接至集成電路114，而集成電路114則例如是藉由第二接墊122B電性連 接至承載器110的基板112。發(fā)光二極管芯片封裝100更包括多個第一連接導線 160A與第二連接導線160B。第一接墊122A藉由第一連接導線160A電性連接至第一發(fā)光二極管芯片130與第二發(fā)光二極管芯片140。同時，第二接墊122B 則是藉由第二連接導線160B電性連接至承載器110的基板112。如此一來，第 一發(fā)光二極管芯片130與第二發(fā)光二極管芯片140便可以藉由這些接墊122A與 122B以及這些連接導線160A與160B電性連接至承載器110。當發(fā)光二極管芯 片封裝100被開啟時，對應的控制訊號便可由承載器110上個別地傳輸至第一 發(fā)光二極管芯片130與第二發(fā)光二極管芯片140。
在本實施例中，承載器110的基板112是一印刷電路板，也就是說發(fā)光二 極管芯片封裝100為一芯片配置于電路板(Chip On Board, COB)的發(fā)光二極管芯 片封裝設計。在其它實施例中，承載器110也可以是導線架的設計，而使發(fā)光 二極管芯片封裝100為導線架式發(fā)光二極管芯片封裝。此外，發(fā)光二極管芯片 封裝100可以更包括一封裝殼體(未繪示)。此封裝殼體(未繪示)可以包圍第一發(fā) 光二極管芯片130、第二發(fā)光二極管芯片140以及封裝膠體150，且此封裝殼體 (未繪示)可以具有一出光口以使第一光線L1、第二光線L2與第三光線L3自出 光口發(fā)散出去。
圖2繪示為本發(fā)明的另一實施例的發(fā)光二極管芯片封裝。請參照圖2，發(fā)光 二極管芯片封裝200的設計與發(fā)光二極管芯片封裝100相似，在此相同的組件 將以相同的符號標示而不再贅述。發(fā)光二極管芯片封裝200與發(fā)光二極管芯片 封裝100的不同之處在于封裝膠體250的設計。在本實施例中，封裝膠體250 包括一第一封裝膠體250A與一第二封裝膠體250B。第一封裝膠體250A包覆第 一發(fā)光二極管芯片130，其中摻雜磷光粉252摻雜于第一封裝膠體250A中。另 外，第二封裝膠體250B則包覆第一發(fā)光二極管芯片130、第二發(fā)光二極管芯片 140與集成電路U4。
在發(fā)光二極管芯片封裝200中，第一封裝膠體250A包覆住第一發(fā)光二極管 芯片130且摻雜磷光粉252僅摻雜于第一封裝膠體250A中。因此，摻雜磷光粉 252分布于第一發(fā)光二極管芯片130周圍，而使得摻雜磷光粉252可以有效率地 被第一發(fā)光二極管芯片130所發(fā)出的第一光線L1激發(fā)。摻雜磷光粉252的發(fā)光 效率便可以進一步被提升而使發(fā)光二極管芯片封裝200具有更好的出光質量。 在本實施例中，為了達到較高的激光效率，摻雜磷光粉252例如是隨機地散布 于第一封裝膠體250A中。在其它實施例中，摻雜磷光粉252還可更為集中地分 布于第一發(fā)光二極管芯片130上方，然而本發(fā)明不限于此。進一步而言，發(fā)光二極管芯片封裝200可以發(fā)出一具有短波長、中間波長
以及長波長可見光的白光。因此，發(fā)光二極管芯片封裝200應用于彩色液晶顯
示器中可以提供適當?shù)陌坠夤庠?，并使彩色液晶顯示器呈現(xiàn)優(yōu)越的顯示質量。
綜上所述，本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝具有兩個發(fā)光二極管芯片，此兩芯片 分別適于發(fā)出一短波長的第一光線以及一長波長的第二光線。第一光線具有足 夠的能量可激發(fā)封裝膠體中的摻雜磷光粉以發(fā)出一具有中間波長的第三光線。 因此，發(fā)光二極管芯片封裝可以發(fā)出混有第一光線、第二光線及第三光線的白 光。本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝應用于液晶顯示器時，有助于提升顯示器的顯示 質量。此外，本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝僅需單一一個就可以提供適當?shù)陌坠夤?源，而不需與其它色光的彩色發(fā)光二極管芯片封裝搭配配置。所以，本發(fā)明的 發(fā)光二極管芯片封裝應用于液晶顯示器或其它需要白光光源的電子裝置時，有 助于節(jié)省裝置體積。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所 屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作些許 的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視后附的權利要求書所界定者為準。
權利要求
1.一種發(fā)光二極管芯片封裝，包括一承載器；一第一發(fā)光二極管芯片，配置于該承載器上并電性連接該承載器，其中該第一發(fā)光二極管芯片適于發(fā)出一第一光線；一第二發(fā)光二極管芯片，配置于該承載器上并電性連接該承載器，其中該第二發(fā)光二極管芯片適于發(fā)出一第二光線；以及一封裝膠體，具有一摻雜磷光粉并包覆該第一發(fā)光二極管芯片與該第二發(fā)光二極管芯片，其中該第一光線適于激發(fā)該摻雜磷光粉以發(fā)出一第三光線。
2. 如權利要求1所述的發(fā)光二極管芯片封裝，其中該承載器包括一基板以及一集 成電路，該集成電路配置于該基板上并電性連接至該基板，該集成電路包括多 個互補式金氧半導體組件，且該第一發(fā)光二極管芯片與該第二發(fā)光二極管芯片 電性連接至該集成電路。
3. 如權利要求2所述的發(fā)光二極管芯片封裝，其中在2(TC時，該基板的線性熱 膨脹系數(shù)小于20x10—6。
4. 如權利要求2所述的發(fā)光二極管芯片封裝，其中該集成電路具有多個第一接 墊，而該第一發(fā)光二極管芯片與該第二發(fā)光二極管芯片藉由該些第一接墊電性 連接至該集成電路。
5. 如權利要求4所述的發(fā)光二極管芯片封裝，更包括多條第一連接導線，其中 該些第一接墊藉由該些第一連接導線電性連接至該第一發(fā)光二極管芯片以及該 第二發(fā)光二極管芯片。
6. 如權利要求2所述的發(fā)光二極管芯片封裝，其中該集成電路具有多個第二接 墊，該集成電路藉由該些第二接墊電性連接至該基板。
7. 如權利要求6所述的發(fā)光二極管芯片封裝，更包括多條第二連接導線，該些 第二接墊藉由該些第二連接導線電性連接至該基板。
8. 如權利要求1所述的發(fā)光二極管芯片封裝，其中該第一光線之一波長實質上 為350 nm至490 ■。
9. 如權利要求1所述的發(fā)光二極管芯片封裝，其中該第二光線之一波長實質上 為490 nm至700 nm。
10. 如權利要求1所述的發(fā)光二極管芯片封裝，其中該第三光線之一波長實質上為500 nm至700 nm。
11. 如權利要求1所述的發(fā)光二極管芯片封裝，其中該第一光線為藍光，該第二 光線為紅光，而該第三光線為黃光。
12. 如權利要求1所述的發(fā)光二極管芯片封裝，其中該慘雜磷光粉分布于該第一 發(fā)光二極管芯片周邊。
13. 如權利要求1所述的發(fā)光二極管芯片封裝，其中該封裝膠體包括一第一封裝膠體，包覆該第一發(fā)光二極管芯片，其中該摻雜磷光粉摻雜于該第一封裝膠體中；以及一第二封裝膠體，包覆該第一發(fā)光二極管芯片以及該第二發(fā)光二極管芯片。
14. 如權利要求1所述的發(fā)光二極管芯片封裝，其中該摻雜磷光粉的材質包括釔 釹釓系磷光材料、鋱鋁鎵系磷光材料、硫化物系磷光材料、氮化物系磷光材料 或上述的組合。
15. 如權利要求1所述的發(fā)光二極管芯片封裝，其中該承載器為一印刷電路板。
16. 如權利要求1所述的發(fā)光二極管芯片封裝，其中該承載器為一導線架。
全文摘要
一種發(fā)光二極管芯片封裝，其包括一承載器、一第一發(fā)光二極管芯片、一第二發(fā)光二極管芯片以及一封裝膠體。第一發(fā)光二極管芯片配置于承載器上并電性連接承載器，其中第一發(fā)光二極管芯片適于發(fā)出一第一光線。第二發(fā)光二極管芯片配置于承載器上并電性連接承載器，其中第二發(fā)光二極管芯片適于發(fā)出一第二光線。封裝膠體具有一摻雜磷光粉并包覆第一發(fā)光二極管芯片以及第二發(fā)光二極管芯片，其中第一光線適于激發(fā)摻雜磷光粉以發(fā)出一第三光線。
文檔編號H01L25/075GK101640195SQ20091012977
公開日2010年2月3日 申請日期2009年3月25日 優(yōu)先權日2008年7月30日
發(fā)明者劉家齊, 季寶琪, 沈季儒, 胡智杰, 蔡育宗 申請人:齊瀚光電股份有限公司