專利名稱：發(fā)光二極管封裝結構及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管(Light Emitting Diode ；LED)封裝結構及其制造方法。
背景技術：
隨著節(jié)能省電的問題日益受到重視，發(fā)光二極管照明已成為目前最受關注的應用領域之一。請參考圖1至圖3，圖1至圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術的三種發(fā)光二極管封裝結構的部分結構示意圖。其中圖1的發(fā)光二極管封裝結構100的封裝方式，是采用最傳統(tǒng)的平均涂布(uniform distribution)技術，將熒光粉101均勻分散于基材104表面的封膠體102之中。由于此種熒光粉涂布方式，無法控制熒光粉101的分散均勻度，并不能達到高顏色均勻性與高輸出流明(lumen)的要求。業(yè)界遂發(fā)展出利用電泳被覆技術，將熒光粉101 分布在發(fā)光二極管晶粒103的四周，并在發(fā)光二極管晶粒103表面形成均勻厚度的共形涂布(conformal distribution)結構。圖2所示的發(fā)光二極管封裝結構200，即采用共形涂布的方式來涂布熒光粉101。采用共形涂布的方式涂布熒光粉101的優(yōu)點是，可以使熒光粉 101的藍色激發(fā)光轉換成均勻的白光，并具有良好的色彩控制能力。然而由于電泳被覆制程的制造成本昂貴，不利于降低元件售價。且由于熒光粉101 共形分散結構直接貼附于發(fā)光二極管晶粒103上，熒光粉101單位面積的受光量較低；再加上熒光粉101距離元件的光出射面較遠，由黃色或綠色熒光粉所激發(fā)的發(fā)射光，容易在出射之前被紅色熒光粉所吸收，進而降低發(fā)光二極管的光取出率。為改善發(fā)光二極管的光取出率，另有業(yè)界采用遠程熒光粉配置(remote phosphor configuration)技術來涂布熒光粉。請參考圖3，圖3所示為采用遠程熒光粉涂布法所封裝而成的發(fā)光二極管封裝結構300。遠程熒光粉涂布技術是在發(fā)光二極管封裝結構300的封膠體102上涂布一層熒光粉層301。其中，發(fā)光二極管晶粒103與熒光粉層301之間不直接接觸，而是存在有一段空間間隔(spatial s印aration)。如此，可降低發(fā)光二極管晶粒 103的出射光被重復吸收(re-absorption)的現(xiàn)象，增進發(fā)光二極管封裝結構300的光取出率。此外，空間間隔亦可使熒光粉層301遠離發(fā)光二極管晶粒103防止熒光粉層301受到發(fā)光二極管晶粒103產(chǎn)升的高溫而劣化，影響發(fā)光二極管封裝結構300的可靠度。另外，為了增加發(fā)光二極管封裝結構300的光通量，往往會在已封裝完成的發(fā)光二極管封裝結構300上添加一個透鏡結構310。然而，采用這樣的結構設計，首先以封膠體102封裝發(fā)光二極管晶粒103 ；再將熒光粉層301封裝在封膠體102表面。之后，再將透鏡結構310封裝于熒光粉層301之上。不僅結構較為復雜，而且必須使用兩道以上的鑄模 (molding)步驟，制程相對繁瑣，以致于制造成本無法降低。因此有需要提供一種新式的發(fā)光二極管封裝結構及其制造方法，在兼顧發(fā)光二極管封裝結構之光取出率與可靠度的前提下，簡化制程步驟，以大幅度降低制造成本。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的目的之一是提供一種發(fā)光二極管封裝結構，此發(fā)光二極管封裝結構包括基板、至少一個發(fā)光二極管晶粒、透鏡以及模內裝飾αη-Mold Decoration ； IMD)膜。發(fā)光二極管晶粒固著于基板表面上。透鏡凸設于基板表面上，并包覆發(fā)光二極管晶粒。模內裝飾膜，貼附于透鏡之上，且此一模內裝飾膜至少包括位于透鏡之上的一個熒光粉層，以及位于熒光粉層之上的一個表面處理層。在本發(fā)明的一實施例中，透鏡是由透明封膠體所構成。在本發(fā)明的一些實施例中， 透明封膠體是由環(huán)氧樹脂或硅膠凝固而成。在一較佳實施例中，透鏡具有一弧形表面。在本發(fā)明的一實施例中，表面處理層是一硅膠層或一環(huán)氧樹脂層或其他可阻隔水汽、氧氣的透明材料。本發(fā)明的另一目的是提供一種發(fā)光二極管封裝結構的制造方法，包括下述步驟 首先，提供至少一個發(fā)光二極管晶粒，此發(fā)光二極管晶粒固著于一基板上；并提供一個模內裝飾膜，其中此一模內裝飾膜至少包括一個熒光粉層以及一個位于熒光粉層之上的表面處理層。接著，使模內裝飾膜形變，以形成至少一個以表面處理層為外壁的凹室。然后以透明封膠填充此凹室，再將基板與模內裝飾膜結合，使發(fā)光二極管晶粒置于凹室之中，并且被透明封膠所包覆。之后固化透明封膠以形成一個透鏡。在本發(fā)明的一實施例中，模內裝飾膜包括承載層、位于承載層之上的離形膜、位于離形膜之上的表面處理層，以及位于表面處理層之上的熒光粉層。在本發(fā)明的較佳實施例中，模內裝飾膜還包括一個位于熒光粉層上的黏著層。在本發(fā)明的一實施例中，在形成透鏡之后，還包括一個離形膜的剝除步驟，使承載層與貼附在透鏡上的表面處理層和熒光粉層分離。在本發(fā)明的一實施例中，透明封膠為環(huán)氧樹脂或硅膠。由上可知，本發(fā)明提出的一種發(fā)光二極管封裝結構及其制造方法。其中發(fā)光二極管封裝結構的制造方法，是采用具有熒光粉層與表面處理層的模內裝飾膜做為封裝外膜。 經(jīng)由一次封膠鑄模制程，即可以達成如傳統(tǒng)遠程熒光粉配置法所預期的光學效果，且同時使發(fā)光二極管封裝結構具有一個增加光通亮的透鏡結構。不僅可簡化發(fā)光二極管的封裝步驟，大幅度節(jié)省制造成本，更可兼顧了發(fā)光二極管封裝結構的光取出率與可靠度，達到上述發(fā)明目的。上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段， 而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖1至圖3為根據(jù)現(xiàn)有技術的三種發(fā)光二極管封裝結構的剖面示意圖。圖4A至圖4F為本發(fā)明所提供的一實施例的發(fā)光二極管封裝結構的制程剖面圖。圖4G為圖4F的發(fā)光二極管封裝結構的部分剖面結構放大圖。主要元件符號說明100 發(fā)光二極管封裝結構101:熒光粉102 封膠體103 發(fā)光二極管晶粒
104 基材300 發(fā)光二極管封裝結構310 透鏡結構40 模內裝飾膜400 發(fā)光二極管封裝結構402 透明封膠404 基材406 表面處理層408:承載層410 透鏡
41 治具
401 熒光粉層
403 發(fā)光二極管晶粒
405 黏著層
407 離形膜
409 模具
411 凹室
200 發(fā)光二極管封裝結構 301 熒光粉層
具體實施例方式為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的發(fā)光二極管封裝結構及其制造方法其具體實施方式
、方法、步驟、結構、特征及功效，詳細說明如后。有關本發(fā)明的前述及其他技術內容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例詳細說明中將可清楚的呈現(xiàn)。通過具體實施方式
的說明，可對本發(fā)明為達成預定目的所采取的技術手段及功效有一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)光二極管封裝結構及其制造方法。請參考圖4A至圖 4F，圖4A至圖4F是根據(jù)本發(fā)明所提供的一實施例的發(fā)光二極管封裝結構400的制程剖面圖。其中發(fā)光二極管封裝結構400的制造方法，包括下述步驟首先，提供一基板404。如圖4A所示，基板404上至少固著有一個以上(可為多個)的發(fā)光二極管晶粒403。同時，提供一個至少包含有一個熒光粉層401以及一個表面處理層406的可撓式模內裝飾膜40。在本實施例中，可撓式模內裝飾膜40包含承載層408、位于承載層408之上的離形膜407、位于離形膜407之上的表面處理層406、位于表面處理層406之上的熒光粉層401，以及位于熒光粉層401上的黏著層405 (如圖4B所示)。在本發(fā)明的一些實施例中，模內裝飾膜40的黏著層405并非必需。其中，承載層408較佳是一種可撓式塑化基材，其材質可以是，例如聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene ter印hthalate ;PET)，或具有類似性質的高分子材料。離形膜407 是由，例如聚硅氧酯材質所構成。當受到應力、熱或光照后，可使承載層408由模內裝飾膜 40脫離。表面處理層406本身必需具備防刮、防水的硬度以及阻隔水氣的特性。在本發(fā)明的一些實施例之中，表面處理層406較佳是硅膠層或環(huán)氧樹脂層。熒光粉層401較佳是以熒光粉混合黏著劑，涂布于承載層408上所形成。在本發(fā)明的一些實施例之中，熒光粉層401 是通過印刷或涂布的方式涂布在承載層408上的一種具有可見光激發(fā)效果的薄層。接著，使模內裝飾膜40發(fā)生形變，而形成至少一個以表面處理層406為外壁的凹室411。在本發(fā)明的一些實施例中，使模內裝飾膜40發(fā)生形變的步驟，是使用模具對模內裝飾膜40進行沖壓。在本實施例之中，則是通過真空抽氣的方式，使模內裝飾膜40與模具 409共型(如圖4C所示)。在本發(fā)明的較佳實施例中，模具409具有一弧形表面，因此模內裝飾膜40所形成的凹室411，也呈現(xiàn)弧形。然后，以透明封膠402填充此凹室411(如圖4D所示)。在本發(fā)明的一些實施例中，透明封膠402是由熔融的環(huán)氧樹脂所構成。但由于環(huán)氧樹脂會因發(fā)光二極管的高溫產(chǎn)生劣化(黃化)的現(xiàn)象，并引發(fā)亮度衰減的問題。因此在較佳實施例中，透明封膠402是采用具有高折射率、高耐溫性、絕緣性、化學穩(wěn)定性、高透光性(波長范圍介于300 700nm 間)與高可靠度等特性的硅膠，作為透明封膠402的材質。之后，再將基板404與模內裝飾膜40結合，使發(fā)光二極管晶粒403置于凹室411 之中，并且使發(fā)光二極管晶粒403被透明封膠402所包覆(如圖4E所示)。在本實施例之中，表面固著有至少一個發(fā)光二極管晶粒403的基板404，是被治具41所吸附(如圖4D所示)，再將其與固定在模具409上，且與承裝有透明封膠402的模內裝飾膜40結合。其中， 每一個凹室411之中，可依據(jù)發(fā)光二極管封裝結構400的設計需求，置入至少一個(可為多個)發(fā)光二極管晶粒403。后續(xù)，將透明封膠402加以固化，以形成一個透鏡410，并將已相互結合的基板404 和模內裝飾膜40自模具409上脫離。再通過應力、熱或光照反應，使承載層408由模內裝飾膜40上脫離，形成如圖4F所示的至少一個發(fā)光二極管封裝結構400。請參考圖4G，圖4G是圖4F的發(fā)光二極管封裝結構400的結構放大圖。由上述實施例所制成的發(fā)光二極管封裝結構400，包括表面固著至少一個發(fā)光二極管晶粒403的基板404、由透明封膠402固化而成的透鏡410，以及貼附于透鏡之上的模內裝飾膜40。其中， 模內裝飾膜40至少包含有一個位于透鏡410之上的熒光粉層401，以及一個位于熒光粉層 401之上的表面處理層406。透鏡410凸設于基板404表面上，且完整包覆發(fā)光二極管晶粒 403。在本發(fā)明的較佳實施例之中，表面處理層406較佳是一硅膠層；熒光粉層401較佳為一熒光粉薄層。另外在本發(fā)明的一些實施例之中，根據(jù)透鏡410的材質特性，可在熒光粉層401和透鏡410之間，添加一個可選擇的黏著層405。由透明封膠402固化而成的透鏡 410，較佳是硅膠材質。綜上所述，本發(fā)明提出一種發(fā)光二極管封裝結構及其制造方法。其中發(fā)光二極管封裝結構的制造方法，是采用具有熒光粉層與表面處理層的模內裝飾膜做為封裝外膜，以表面處理層為外壁使其形變而形成至少一凹室，并于凹室中填充透明封膠，通過一次封膠鑄模制程，將發(fā)光二極管晶粒直接包覆于由透明封膠所形成的透鏡之中。也就是說，經(jīng)由單一次的封膠鑄模制程，即可使發(fā)光二極管封裝結構達成如傳統(tǒng)遠程熒光粉配置法所預期的光學效果，且同時具有一個增加光通亮的透鏡結構。不但可簡化發(fā)光二極管的封裝步驟，大幅節(jié)省制造成本，更可兼顧了發(fā)光二極管封裝結構的光取出率與可靠度，達到上述發(fā)明目的。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案內容，依據(jù)本發(fā)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，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種發(fā)光二極管封裝結構，包括一基板；至少一發(fā)光二極管晶粒，固著于所述基板上；一透鏡凸設于所述基板上，并包覆所述發(fā)光二極管晶粒；以及一模內裝飾膜，貼附于所述透鏡之上，且所述模內裝飾膜包括位于所述透鏡之上的一熒光粉層，以及位于所述熒光粉層之上的一表面處理層。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結構，其特征是所述透鏡由一透明封膠體所構成。
3.根據(jù)權利要求2所述的發(fā)光二極管封裝結構，其特征是所述透明封膠體由環(huán)氧樹脂或硅膠凝固而成。
4.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結構，其特征是所述透鏡具有一弧形表面。
5.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結構，其特征是所述表面處理層是一硅膠層或一環(huán)氧樹脂層。
6.一種發(fā)光二極管封裝結構的制造方法，包括提供至少一發(fā)光二極管晶粒固著于一基板上；提供一模內裝飾膜，其中所述模內裝飾膜包括一熒光粉層以及位于所述熒光粉層之上的一表面處理層；使所述模內裝飾膜形變，以形成以所述表面處理層為外壁的至少一凹室；以一透明封膠填充所述凹室；將所述基板與所述模內裝飾膜結合，使所述發(fā)光二極管晶粒置于所述凹室之中，并且被所述透明封膠所包覆；以及固化所述透明封膠以形成一透鏡。
7.根據(jù)權利要求6所述的發(fā)光二極管封裝結構的制造方法，其特征是所述模內裝飾膜包括一承載層、位于所述承載層之上的一離形膜、位于所述離形膜之上的一表面處理層， 以及位于所述表面處理層之上的一熒光粉層。
8.根據(jù)權利要求7所述的發(fā)光二極管封裝結構的制造方法，其特征是所述模內裝飾膜還包括位于所述熒光粉層之上的一黏著層。
9.根據(jù)權利要求7所述的發(fā)光二極管封裝結構的制造方法，其特征是在形成所述透鏡后，還包括剝除所述離形膜，以使所述承載層與貼附在所述透鏡上的所述表面處理層和所述熒光粉層分離。
10.根據(jù)權利要求6所述的發(fā)光二極管封裝結構的制造方法，其特征是所述透明封膠為環(huán)氧樹脂或硅膠。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管封裝結構，其包括基板、至少一個發(fā)光二極管晶粒、透鏡以及模內裝飾(In-Mold Decoration；IMD)膜。發(fā)光二極管晶粒固著于基板上。透鏡凸設于基板上，并包覆發(fā)光二極管晶粒。模內裝飾膜，貼附于透鏡之上。其中，模內裝飾膜包括位于透鏡之上的一個熒光粉層，以及位于熒光粉層之上的一個表面處理層。此外，本發(fā)明另提出一種發(fā)光二極管封裝結構的制造方法。本發(fā)明發(fā)光二極管封裝結構及發(fā)光二極管封裝結構的制造方法可以節(jié)省制造成本。
文檔編號H01L33/58GK102569612SQ201110024879
公開日2012年7月11日 申請日期2011年1月24日 優(yōu)先權日2010年12月31日
發(fā)明者劉弘智 申請人:英特明光能股份有限公司