專利名稱：發(fā)光二極管元件用基板及具有該基板的發(fā)光二極管組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)光二極管元件用基板及具有該基板的發(fā)光二極管組件
技術(shù)領(lǐng)域：
ー種發(fā)光二極管元件用的基板及ー種具有該基板的發(fā)光二極管組件。
背景技木人類眼睛中分布有三種不同椎狀細(xì)胞，分別主要感受波長約為622nm 780nm的紅光、波長約為492nm 577nm的綠光、及波長約為455nm 492nm的藍(lán)光。這三原色光聚合時(shí)，就會(huì)提供人類視覺上認(rèn)知的白光。三原色的比例消長，便能調(diào)配出人類眼睛能見的各種色彩。三原色的調(diào)配十分重要，也因此于1993年，中村修ニ發(fā)明三原色中尚未誕生的藍(lán)光發(fā)光二極管(LED)時(shí)，產(chǎn)業(yè)界為之震動(dòng)。正是因?yàn)槿膮R合，代表著白光LED的誕生。隨著白光LED技術(shù)進(jìn)一歩的突破，業(yè)界采用單一波長的LED搭配熒光技術(shù)混合出白色照明光，據(jù)此取代最初三原色LED并用的方法。 當(dāng)以熒光材料覆蓋至LED晶粒上，原本単一波長LED晶粒所發(fā)的光束照射至熒光材料，例如用藍(lán)色光LED照射紅色與綠色熒光材料，一部分的藍(lán)光為熒光材料吸收，激發(fā)出紅光與綠色光，混合未被吸收的藍(lán)光而形成人眼所見的白光；或利用藍(lán)光LED照射黃色突光材料，激發(fā)黃色熒光，混合兩色的光形成肉眼所見認(rèn)知的白光。麻煩是，由于在LED晶粒上方的膠體多寡，會(huì)影響藍(lán)光的吸收量，一旦熒光膠體劑量過多，整體LED發(fā)光將偏黃；相反地，膠體劑量太少，發(fā)光將偏藍(lán)，因此在大量制造LED元件吋，如何準(zhǔn)確控制晶粒上方膠體劑量多寡，成為控制產(chǎn)出良率的一個(gè)必須考慮因素。至于覆蓋LED晶粒的含有熒光材料肢體，目前一般是藉由模具而成型，先將設(shè)置有LED晶粒的基板置入形成有中空半球體的模具中，再向中空部分注入含有熒光材料的液態(tài)膠體，并經(jīng)高溫烘烤或紫外線照射，待其凝固即可卸除模具。此種制法可以精確控制膠體注入量，但模具的制造成本不低，而且一般在制造多模穴模具供量產(chǎn)型產(chǎn)品加工前，還可能要先開單模穴的測試模具。在這種情況下，投資者一次要投入兩組模具的塑成費(fèi)用，然而模具一旦成型就無法再更動(dòng)，當(dāng)需求變更時(shí)只能另開新模具，這使得業(yè)者面臨投資方面的風(fēng)險(xiǎn)；加以，制造新模具也需要些許時(shí)間設(shè)計(jì)及制造。尤其當(dāng)技術(shù)改進(jìn)，各式各樣不同的產(chǎn)品不斷推陳出新，許多少量多樣的需求因而增加，如何因應(yīng)此種需求、増加制造彈性而降低投資風(fēng)險(xiǎn)，也成為業(yè)者的研究方向。另ー種則是如圖I所示，在設(shè)置LED晶粒的預(yù)定位置旁，預(yù)先以模具射出成型塑膠材質(zhì)的環(huán)繞壁，并在LED晶粒被焊接固定以及打線將電極導(dǎo)出后，在環(huán)繞壁中注入含有熒光材料的液態(tài)膠體，并以烘烤或紫外線照射方式讓其凝結(jié)。但是，由圖中可以清楚看出，相較于由LED晶粒上方所發(fā)光束，向斜上方發(fā)出的光束將因?yàn)樾薪?jīng)較厚的熒光材料，使得LED晶粒所發(fā)藍(lán)色光束被吸收較多，并產(chǎn)生較多熒光。因此，這種制造方法所產(chǎn)出的LED元件，正上方發(fā)光將較為偏藍(lán)，斜上方發(fā)光將較為偏黃；使得具有此種結(jié)構(gòu)的LED元件，依照其發(fā)光角度或使用者觀察角度的差異，各角度所發(fā)光的色度無法均一，整體品質(zhì)備受質(zhì)疑。在少量試產(chǎn)的過程中，也有部分業(yè)者如圖2所示，嘗試采用不需要依賴模具形塑含熒光材料膠體的直接點(diǎn)膠方式，一方面節(jié)省模具費(fèi)用，另方面提高制造弾性。然而不幸的是，人力直接點(diǎn)膠的技術(shù)在精準(zhǔn)度方面有很大的不確定性；無論是滴落的劑量、滴落的位置、以及液態(tài)熒光材料向外擴(kuò)散的程度，都難免有些許差異；但在引入自動(dòng)控制的技術(shù)改良后，滴落劑量與位置都還可保持在可接受的范圍內(nèi)；唯一無法容忍的，仍是在于滴落的含熒光材料膠體由液態(tài)逐漸受熱凝固過程中，從滴落點(diǎn)逐漸向外擴(kuò)散，擴(kuò)散范圍往往不易控制。由于膠體的擴(kuò)散范圍與留存在LED晶粒上方的膠體厚度反向相關(guān)，如圖中實(shí)線所示，當(dāng)膠體擴(kuò)散范圍愈大，晶粒上方膠體愈薄，晶粒所發(fā)藍(lán)色光被吸收量減少、整體發(fā)光因而偏藍(lán)；反之，如虛線所示，膠體凝固過快，則擴(kuò)散范圍小、晶粒上方膠體偏厚、整體發(fā)光偏黃。而此種形狀與晶粒上方膠體厚度難以確認(rèn)，將使產(chǎn)出的LED元件發(fā)光偏離白光，產(chǎn)品成品率因而大受影響，也使得點(diǎn)膠的方式無法成為成熟的量產(chǎn)技木。如何兼得兩種技術(shù)的長處，同時(shí)具有良好的產(chǎn)出良率及精度，又能適應(yīng)高度弾性的需求變化，無疑將是業(yè)界關(guān)注的課題與本實(shí)用新型技術(shù)的突出焦點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的一目的在于提供一種可供精準(zhǔn)定位透光包覆材料擴(kuò)散范圍的發(fā)光ニ極管元件用基板。本實(shí)用新型另ー目的在于提供一種可確保在晶粒上方透光包覆材料厚度的發(fā)光ニ極管元件用基板。本實(shí)用新型再一目的在于提供ー種具有高度制造彈性的發(fā)光二極管元件用基板。本實(shí)用新型又一目的在于提供ー種具有良好發(fā)光特性的發(fā)光二極管組件。本實(shí)用新型又另一目的在于提供一種無須受限于模具而具有高度制造彈性的發(fā)光二極管組件。本實(shí)用新型又再一目的在于提供一種各發(fā)光角度發(fā)光色度均一的發(fā)光二極管元件。ー種發(fā)光二極管元件用基板，是供至少ー個(gè)發(fā)光二極管晶粒安裝其上，并供以一種透光包覆材料包覆前述至少ー個(gè)發(fā)光二極管晶粒，包括一片基板本體，具有一上表面；ー層形成于上述基板本體上的透光包覆材料固著層，且該透光包覆材料固著層具有一個(gè)高于前述上表面的固著面；及ー層與上述基板電氣絕緣而形成在上述基板本體上的焊接層，前述焊接層包括至少ー個(gè)被上述透光包覆材料固著層環(huán)繞、供上述至少ー個(gè)發(fā)光二極管晶粒設(shè)置的固晶焊線區(qū)。上述焊接層暴露部分包括復(fù)數(shù)個(gè)固晶焊線區(qū)。上述固著面為ー個(gè)高反射表面?！N發(fā)光二極管組件，包括一片基板，包括一片基板本體，具有一上表面；ー層形成于上述基板本體上的透光包覆材料固著層，且該透光包覆材料固著層具有一個(gè)高于前述上表面的固著面；及ー層與上述基板電氣絕緣而形成在上述基板本體上的焊接層，前述焊接層包括至少ー個(gè)被上述透光包覆材料固著層環(huán)繞、供上述至少ー個(gè)發(fā)光二極管晶粒設(shè)置的固晶焊線區(qū)；至少ー個(gè)設(shè)置于上述固晶焊線區(qū)的發(fā)光二極管晶粒；及至少ー個(gè)由透光包覆材料所形成、且包覆上述至少ー個(gè)發(fā)光二極管晶粒而結(jié)合至上述固著層的透光被覆區(qū)。上述透光包覆材料固著層包括至少ー個(gè)對應(yīng)上述固晶焊線區(qū)的透光包覆材料擴(kuò)散區(qū)。上述透光包覆材料擴(kuò)散區(qū)是涂布于上述基板本體及/或上述焊接層上的高反射色澤油墨。借助上述結(jié)構(gòu)，膠狀的透光包覆材料滴在基板上，會(huì)因重力影響而逐漸擴(kuò)散，但由于膠狀透光包覆材料具有一定黏滯性，因此在具有高低落差邊緣位置流速益形降低，只要能掌握在此短暫時(shí)間，迅速加熱或以紫外光照射等方式使膠狀物凝固，就可以精準(zhǔn)控制透光包覆材料的擴(kuò)張范圍，避免透光包覆材料擴(kuò)散太快，而超過其應(yīng)包覆的區(qū)域。利用高低落差降低流速、并同時(shí)考慮膠狀透光包覆材料的黏滯性，藉此控制透光包覆材料的擴(kuò)散，不但具有精準(zhǔn)控制分布區(qū)域的優(yōu)點(diǎn)，更可以透過控制分布的面積，達(dá)到透光包覆材料在厚度方面均勻分布的效果?；宓纳媳砻媾c位置較高的固著面交界的高度落差處有如一道邊界，即使部分區(qū)域的膠狀物先抵達(dá)邊界，但受限于其黏滯性與表面張カ，使該區(qū)域的透光包覆材料無法迅速落下而穿越邊界，因此自然等候其他擴(kuò)散較緩慢區(qū)域的膠狀物，膠狀物的分布自然較均勻，藉此解決前案在透光包覆材料的厚度均勻分布上的缺失。同理，即使出現(xiàn)前述現(xiàn)有技術(shù)中，透光包覆材料被滴落在基板上位置稍有不精確，本實(shí)用新型的擴(kuò)散控制方式，仍能解決上述問題而產(chǎn)生出精準(zhǔn)分布于透光包覆材料擴(kuò)散區(qū)的發(fā)光二極管元件用的基板及發(fā)光二極管元件，使得產(chǎn)品成品率隨之提高。由此，本實(shí)用新型的技術(shù)提供一種讓點(diǎn)膠準(zhǔn)確、膠狀物均勻分布、擴(kuò)散范圍穩(wěn)定的發(fā)光二極管元件用的基板、及ー種具有該基板的發(fā)光二極管組件。一方面提供使用者高度制造弾性，并且同時(shí)降低制造成本，還能制作出發(fā)光特性穩(wěn)定、色度均勻的發(fā)光二極管組件，一舉解決上述現(xiàn)有技術(shù)的所有問題。

圖I為公知技術(shù)的指定代表圖；圖2為公知技術(shù)的指定代表圖；圖3為本實(shí)用新型第一較佳實(shí)施例的焊接層的示意圖；圖4為本實(shí)用新型光阻膜的示意圖；圖5為本實(shí)用新型的焊接層加工示意圖；圖6為本實(shí)用新型透光包覆材料固著層的示意圖；圖7為本實(shí)用新型的剖面圖；圖8為本實(shí)用新型透光包覆材料固著層的固著面鳥瞰圖；圖9為本實(shí)用新型透光被覆區(qū)的示意圖；圖10為本實(shí)用新型高低落差的功能示意圖；圖11為本實(shí)用新型第二較佳實(shí)施例的示意圖；圖12為本實(shí)用新型第三較佳實(shí)施例的示意圖。主要元件符號說明發(fā)光二極管元件用基板I
基板本體10
上表面101
透光包覆材料固著層12
固著面121
透光包覆材料擴(kuò)散區(qū)122
油墨層123
光阻膜13
焊接層14
固晶焊線區(qū)141
導(dǎo)電通路142
透光被覆區(qū)16
透光包覆材料18
發(fā)光二極管晶粒具體實(shí)施方式本實(shí)用新型為ー種發(fā)光二極管元件用基板，該基板上安裝有發(fā)光二極管晶粒，并經(jīng)由脂溶性的透光包覆材料將發(fā)光二極管晶粒包覆。本實(shí)用新型中，基板的主要元件包括一片基板本體；ー層形成于上述基板本體上的焊接層；再ー層形成于基板本體上的透光包覆材料固著層。其中的基板本體具有ー個(gè)上表面；透光包覆材料固著層則具有一個(gè)高于前述上表面的固著面，透過高低落差來控制膠狀的透光包覆材料的包覆范圍。在本實(shí)用新型的第一實(shí)施例中，如圖3所示，是先在一片例如為鋁質(zhì)的基板本體10上經(jīng)由例如表面陽極處理，使基板本體10具有一個(gè)絕緣的上表面101 ;再于上表面101上形成一層例如銅質(zhì)的焊接層14。再一井參考圖4、圖5所示，于焊接層14上藉由涂布一層光阻膜13，及透過紫外光硬化、顯影后，留下部分硬化的光阻膜13。接著利用光阻膜13的保護(hù)，將未被光阻膜13遮蔽而裸露的銅蝕刻掉；最后去除光阻膜13，使得焊接層14只剩下供LED晶粒焊接的固晶焊線區(qū)141與導(dǎo)電通路，形成預(yù)定的電路布局。隨后，如圖6所示，在形成有電路布局的基板本體上，涂布ー層例如油墨的材料，形成一層透光包覆材料固著層12，透光包覆材料固著層12分別環(huán)繞復(fù)數(shù)的固晶焊線區(qū)141，覆蓋高度較低的導(dǎo)電通路142，形成復(fù)數(shù)對應(yīng)的油墨圈，在此稱每ー個(gè)油墨圈為ー個(gè)透光包覆材料擴(kuò)散區(qū)122 ;—井參考圖7所示，此透光包覆材料固著層12具有ー個(gè)上表面，為便于說明，在此稱其為固著面121，由于此層壓印涂布的油墨通常具有20至50微米左右的厚度，使得固著面121比原先的基板本體的上表面101更高出至少20微米。[0042]如圖8所示，當(dāng)將仍處于液態(tài)的脂溶性透光包覆材料18滴落至已經(jīng)焊接在固晶焊線區(qū)141的發(fā)光二極管晶粒2處并向外擴(kuò)散時(shí)，會(huì)在透光包覆材料擴(kuò)散區(qū)122范圍內(nèi)逐步擴(kuò)散，直到接觸至透光包覆材料擴(kuò)散區(qū)122的邊緣吋，由于固著面121與基板本體上表面101間存在一個(gè)明顯落差，受到膠狀物的黏滯性與表面張カ作用，在此不易立即克服高低落差而跨越邊界，透光包覆材料18的擴(kuò)散因此暫緩。此時(shí)迅速將發(fā)光二極管元件用基板I送入烤爐中烘干，據(jù)此控制透光包覆材料18于預(yù)設(shè)的固晶焊線區(qū)141與透光包覆材料擴(kuò)散區(qū)122范圍內(nèi)分布擴(kuò)散，并如圖9被烘干形成透光被覆區(qū)16。藉由本實(shí)用新型掲示的結(jié)構(gòu)如圖10所示，當(dāng)?shù)温涞耐腹獍膊牧?8落點(diǎn)稍有偏移，或是基板本體擺放位置略有不平整時(shí)，透光包覆材料18將先抵達(dá)圖左邊透光包覆材料擴(kuò)散區(qū)122與上表面101交界處。這時(shí)透光包覆材料18因前述黏滯性與表面張カ的影響，暫時(shí)受阻于具有高度落差的界面邊緣而無法順利向左擴(kuò)散，被迫等候右側(cè)尚未抵達(dá)界面處的膠狀透光包覆材料向右持續(xù)擴(kuò)散。因此，透光包覆材料18會(huì)在原訂的預(yù)設(shè)的固晶焊線區(qū)141與透光包覆材料擴(kuò)散區(qū)122范圍內(nèi)均勻擴(kuò)散，直到涵蓋整個(gè)預(yù)定范圍后，才將整片基板送入烘烤或以紫外線讓膠狀的透光包覆材料固化成型?！ぎ?dāng)然，如熟悉本技術(shù)領(lǐng)域者所能輕易理解，上述膠狀透光包覆材料的黏滯性，以及基板本體上表面與固著面的高度差都是可調(diào)整的，當(dāng)黏滯性提高時(shí)，可以替操作者爭取更長的進(jìn)爐緩沖時(shí)間，提高產(chǎn)出良率，但也同時(shí)減緩生產(chǎn)效率。藉此，透光包覆材料滴落位置的精準(zhǔn)度將可容許有些許偏移，并且無須借助外部模具，使得生產(chǎn)的彈性大幅提高，尤其因表面張カ作用，透光包覆區(qū)大致呈圓弧狀分布，被包覆的發(fā)光二極管晶粒在發(fā)光時(shí)，中央光束與斜向發(fā)光行經(jīng)的透光包覆材料厚度相去不遠(yuǎn)，使得藍(lán)光被吸收程度相近，而吸收藍(lán)光發(fā)突光的黃光強(qiáng)度也相近，整體兀件發(fā)光色度均一。本實(shí)用新型第二較佳實(shí)施例，除將上述的透光包覆材料固著層釋例為ー層例如白色的高反射色澤的油墨層。并且為提升發(fā)光二極管組件的出光效率，在基板本體上各處，都涂布有上述白色油墨，因此在本例中，如圖11所示，原來的固著面在此為ー層油墨層123 ；使得發(fā)光二極管晶粒朝向基板所發(fā)的光，都可以被反射，増加向前方的出光。因此透光包覆材料固著層的固著面與基板本體上表面101間，仍保持有上述具高度差的交界，藉以確保透光性包覆材料的擴(kuò)散邊界。本實(shí)用新型第三較佳實(shí)施例改良上述的油墨層分布狀態(tài)，如圖12所示基板本體10的上表面101是以整面涂布的白色油墨的上表面為準(zhǔn)，油墨層123環(huán)狀圍繞中央的焊接層的固晶焊線區(qū)141，并從固著面121向外延伸至整個(gè)上表面101。而且，上表面101與固著面121之間仍維持高度的落差，藉以確保透光性包覆材料的擴(kuò)散邊界。其設(shè)計(jì)優(yōu)勢在于簡化油墨的打印加工，只要遮住中央的固晶焊線區(qū)141，油墨直接印上一層就結(jié)束加工。本實(shí)用新型第四較佳實(shí)施例，利用光的反射定理，將原本透光包覆材料擴(kuò)散區(qū)設(shè)置為ー層高反射色澤油墨，透過高反射色澤油墨將發(fā)光二極管晶粒射向底部高反射色澤油墨的光束向外反射，這ー減少浪費(fèi)光能的設(shè)計(jì)，可達(dá)到發(fā)光二極管晶粒的最佳發(fā)光功效。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，不能以此限定本實(shí)用新型實(shí)施的范圍，凡是依本實(shí)用新型權(quán)利要求書及說明書內(nèi)容所做的簡單的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實(shí)用新型專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.ー種發(fā)光二極管元件用基板，是供至少ー個(gè)發(fā)光二極管晶粒安裝其上，并供以ー種透光包覆材料包覆前述至少ー個(gè)發(fā)光二極管晶粒，其特征在于，該發(fā)光二極管元件用基板包括 一片基板本體，具有一上表面； ー層形成于上述基板本體上的透光包覆材料固著層，且該透光包覆材料固著層具有一個(gè)高于前述上表面的固著面；及 ー層與上述基板電氣絕緣而形成在上述基板本體上的焊接層，前述焊接層包括至少ー個(gè)被上述透光包覆材料固著層環(huán)繞、供上述至少ー個(gè)發(fā)光二極管晶粒設(shè)置的固晶焊線區(qū)。
2.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管元件用基板，其特征在于，其中前述透光包覆材料固著層的固著面與上述基板本體上表面的高度差大于20微米。
3.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管元件用基板，其特征在于，其中上述透光包覆材料固著層是ー層涂布于上述基板本體上的油墨層。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的發(fā)光二極管元件用基板，其特征在于，其中上述焊接層暴露部分包括復(fù)數(shù)個(gè)固晶焊線區(qū)，且上述透光包覆材料固著層包括復(fù)數(shù)分別對應(yīng)環(huán)繞前述固晶焊線區(qū)的透光包覆材料擴(kuò)散區(qū)。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管元件用基板，其特征在于，其中上述固著面為ー個(gè)高反射表面。
6.ー種發(fā)光二極管組件，其特征在于，該發(fā)光二極管組件包括 一片基板，該基板進(jìn)而包括 一片基板本體，具有一上表面； ー層形成于上述基板本體上的透光包覆材料固著層，且該透光包覆材料固著層具有一個(gè)高于前述上表面的固著面；及 ー層與上述基板電氣絕緣而形成在上述基板本體上的焊接層，前述焊接層包括至少ー個(gè)被上述透光包覆材料固著層環(huán)繞、供上述至少ー個(gè)發(fā)光二極管晶粒設(shè)置的固晶焊線區(qū)； 至少ー個(gè)設(shè)置于上述固晶焊線區(qū)的發(fā)光二極管晶粒；及 至少ー個(gè)由透光包覆材料所形成、且包覆上述至少ー個(gè)發(fā)光二極管晶粒而結(jié)合至上述固著層的透光被覆區(qū)。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管組件，其特征在于，其中上述透光包覆材料固著層包括至少ー個(gè)對應(yīng)上述固晶焊線區(qū)的透光包覆材料擴(kuò)散區(qū)，以及前述透光包覆材料擴(kuò)散區(qū)的固著面與上述基板本體上表面的高度差大于20微米。
8.如權(quán)利要求6或7所述的發(fā)光二極管組件，其特征在于，其中上述焊接層暴露部分包括復(fù)數(shù)個(gè)固晶焊線區(qū)，以及上述透光包覆材料固著層包括復(fù)數(shù)分別對應(yīng)環(huán)繞前述固晶焊線區(qū)的透光包覆材料擴(kuò)散區(qū)。
9.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管組件，其特征在于，其中上述透光包覆材料擴(kuò)散區(qū)是涂布于上述基板本體及/或上述焊接層上的高反射色澤油墨。
專利摘要一種發(fā)光二極管元件用基板及具有該基板的發(fā)光二極管組件，供發(fā)光二極管晶粒安裝其上，并以透光包覆材料包覆發(fā)光二極管晶粒，該基板包括基板本體，具有一上表面；形成于上述基板本體上的透光包覆材料固著層，該透光包覆材料固著層具有高于該上表面的固著面；及與該基板電氣絕緣而形成在基板本體上的焊接層，該焊接層包括至少一個(gè)固晶焊線區(qū)。本實(shí)用新型利用膠狀透光包覆材料的黏滯性與表面張力，使其在透光包覆材料固著層的邊緣，藉由高低落差使膠狀物流速減緩，從而使其迅速凝固定型。本實(shí)用新型具有較低風(fēng)險(xiǎn)、成本，且準(zhǔn)確、均勻分布、擴(kuò)散范圍穩(wěn)定的特性。
文檔編號H01L33/48GK202616284SQ201120528309
公開日2012年12月19日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者陳建興 申請人:并日電子科技(深圳)有限公司