CN110534628A - 发光装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种发光装置及其制造方法。发光装置包括封装结构以及发光芯片。封装结构具有容纳发光芯片的凹槽，且凹槽的宽度由内朝外渐增。本发明所公开的发光装置具有经过提升的发光效率。

Description

发光装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种发光装置及其制造方法，特别是涉及一种具有经过提升的发光效率的发光装置及其制造方法。
背景技术
如何提升发光装置的出光效率已是本领域中竞相研究探讨的主题。
然而，对于包括倒装芯片(Flip-chip，又称覆晶式芯片)的发光装置而言，其由芯片结构的侧面所发出的光不易被导出而使得装置整体具有较低的出光效率。针对上述问题，在现有技术中，已知采用衬底剥离(例如激光剥离(laser lift-off，LLO))或是表面粗化等制程，或是在芯片结构的侧面与反射结构间设置具有波长转换功能的胶膜来提升装置的亮度。然而，上述制程的制造成本较高，且胶膜具有耐热性有限而无法满足高功率要求的缺点。事实上，具有波长转换功能的胶膜在高发光密度下容易出现较大的光衰，因此不适用于严苛的使用环境下。再者，使用上述手段的发光装置的亮度提升有限。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足提供一种发光装置及其制造方法。本发明所提供的发光装置包括具有特定结构设计的封装结构，可以提升发光装置的出光效率以及在高功率密度下的可靠性。
本发明提供一种发光装置，其包括一封装结构以及一发光芯片。所述封装结构具有一向内凹陷的一凹槽，用以容纳所述发光芯片。所述封装结构的宽度由所述出光面朝向所述背面渐减，且所述凹槽的宽度由内朝外渐增。
更进一步地，所述发光芯片具有至少一侧表面，所述外环绕侧壁相对于至少一所述侧表面倾斜一介于15°与45°之间的第一角度，且所述凹槽的一内环绕侧壁相对于至少一所述侧表面倾斜一介于10°与30°之间的第二角度。
更进一步地，所述发光装置还进一步包括：一反射结构，所述反射结构环绕地包覆所述封装结构且裸露所述出光面，且所述反射结构具有连接于所述封装结构的所述外环绕侧壁的一反射面。
更进一步地，所述凹槽具有一凹槽深度，所述发光芯片具有一芯片高度，且所述凹槽深度等于或者小于所述芯片高度；所述发光芯片具有背对于所述出光面而设置的至少两个导电焊垫，且至少两个所述导电焊垫裸露在所述封装结构的外部。
更进一步地，所述发光装置还进一步包括：一黏着材料，所述黏着材料设置于所述凹槽内且连接于所述发光芯片与所述封装结构之间，且所述黏着材料具有介于1.39及1.57之间的折射率。
更进一步地，设置于所述发光芯片的至少一所述侧表面与所述封装结构的所述凹槽的所述内环绕侧壁之间的一部分所述黏着材料具有向内凹陷的一下凹弧面。
更进一步地，所述凹槽的一底面具有邻近于凹槽的内环绕侧壁的一第一侧凹区以及一第二侧凹区。
更进一步地，所述凹槽具有一开口宽度，所述开口宽度小于所述出光面的宽度，且所述开口宽度大于所述凹槽的一底面的一底面宽度。
更进一步地，所述封装结构包括一封装体以及分散于所述封装体中的一波长转换材料，且所述封装体包含透光陶瓷、玻璃以及石英之中的至少一种。
本发明提供一种发光装置的制造方法，其特征在于，所述发光装置的制造方法包括：提供具有一第一表面与一第二表面的一封装基材；形成由所述封装基材的所述第二表面向内凹陷的多个凹槽；将多个发光芯片分别设置于多个所述凹槽中；以及由所述封装基材的所述第二表面切割所述封装基材，以形成分别对应于多个所述发光芯片的多个封装结构；其中，每一个所述封装结构具有一出光面、背对于所述出光面的一背面以及围绕所述凹槽的一外环绕侧壁；其中，所述封装结构的宽度由所述出光面朝所述背面渐减，且所述凹槽的宽度由内朝外渐增。
更进一步地，所述发光芯片具有至少一侧表面，所述凹槽的一内环绕侧壁相对于至少一所述侧表面倾斜一介于10°及30°之间的第二角度。
更进一步地，多个所述凹槽是通过湿法蚀刻、激光蚀刻以及等离子蚀刻之中的至少一种所形成。
更进一步地，在切割所述封装基材的步骤中，还进一步包括：通过具有介于30°及90°之间的一预定角度的一刀刃切割所述封装基材，以形成具有相对于所述发光芯片的至少一侧表面倾斜一第一角度的所述外环绕侧壁，其中，所述第一角度为所述预定角度的一半。
更进一步地，所述发光装置的制造方法还进一步包括：提供一基板，每一个所述发光芯片通过一对导电焊垫以电性连接于所述基板；以及形成一反射结构，以环绕地包覆所述封装结构且裸露所述出光面，所述反射结构具有连接于所述封装结构的所述外环绕侧壁的一反射面。
更进一步地，在将多个发光芯片分别设置于多个所述凹槽的步骤前，还进一步包括：提供一黏着材料于多个所述凹槽中，所述黏着材料具有介于1.39及1.57之间的折射率。
更进一步地，所述封装基材包括一封装体以及分散于所述封装体中的一波长转换材料，且所述封装体包含透光陶瓷、玻璃以及石英之中的至少一种。
本发明所提供的发光装置能通过“所述封装结构的宽度由所述出光面朝向所述背面渐减，且所述凹槽的宽度由内朝外渐增”的技术方案，以提升发光装置的出光效率。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明其中一实施例所提供的发光装置的俯视示意图；
图2为本发明其中一实施例所提供的发光装置沿图1的剖面线II-II而得的剖视示意图；
图3为图2中III部分的局部放大示意图；
图4为本发明其中一实施例所提供的发光装置的封装结构的剖视示意图；
图5为本发明另一实施例所提供的发光装置的剖视示意图；
图6为本发明再一实施例所提供的发光装置的剖视示意图；
图7为本发明再另一实施例所提供的发光装置的剖视示意图；
图8为本发明其中一实施例所提供的发光装置的制造方法的流程图；
图9为本发明其中一实施例所提供的发光装置的制造方法的步骤S100的示意图；
图10为本发明其中一实施例所提供的发光装置的制造方法的步骤S102的示意图；
图11为本发明其中一实施例所提供的发光装置的制造方法的步骤S103的示意图；
图12为本发明其中一实施例所提供的发光装置的制造方法的步骤S104的示意图；
图13为本发明其中一实施例所提供的发光装置的制造方法的步骤S106的示意图；
图14为本发明其中一实施例所提供的发光装置的制造方法的步骤S108的示意图；
图15为本发明其中一实施例所提供的发光装置的制造方法的步骤S110的示意图；
图16为本发明其中一实施例所提供的发光装置的制造方法的其中一步骤的示意图；
图17为图10所示的步骤所形成的结构的立体示意图；
图18为本发明其中一实施例所提供的发光装置的制造方法的步骤S102的另一种执行方式的其中一示意图；
图19为本发明其中一实施例所提供的发光装置的制造方法的步骤S102的另一种执行方式的另一示意图；以及
图20为本发明其中一实施例所提供的发光装置的制造方法的步骤S102的另一种执行方式的再一示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实例来说明本发明所公开有关“发光装置及其制造方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
应理解，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
首先，请参阅图1至图4。图1为本发明其中一实施例所提供的发光装置的俯视示意图，图2为沿着图1中II-II剖面线所得的剖视示意图，图3为图2中III部分的局部放大示意图，而图4为本发明其中一实施例所提供的发光装置的封装结构的剖视示意图。
如图1及图2所示，本发明所提供的发光装置D包括封装结构1以及发光芯片2。另外，如图4所示，封装结构1具有出光面11、背对于出光面11的背面12、从背面12向内凹陷的凹槽13以及围绕凹槽13的外环绕侧壁14。
另外，封装结构1的背面12可以是指与出光面11相反(朝向背对出光面11的方向)的表面，即，背面12可以是实际存在的表面。例如，如图4所示，背面12是外环绕侧壁14和凹槽13的开口132之间的表面。或是，在本发明的另一个实施例中，在发光装置D的制造过程中，背面12也可以几乎完全向下凹陷而形成凹槽13。另外，封装结构1的外环绕侧壁14可以围绕凹槽13并且与出光面11以及背面12都相互连接。
请参阅图1与图4，封装结构1的宽度是由出光面11朝向背面12渐减，而凹槽13的宽度W13是由内朝外渐增。具体来说，封装结构1的出光面11的宽度W11是大于封装结构1的背面12的宽度W12。换句话说，外环绕侧壁14接近背面12的部分是朝向封装结构1的中央倾斜。另外，凹槽13具有底面131、开口132，以及连接于底面131和开口132之间的内环绕侧壁133。另外，凹槽13还具有底面宽度W131以及开口宽度W132，而底面宽度W131小于开口宽度W132。因此，内环绕侧壁133接近背面12的部分是朝向远离封装结构1的中央的方向倾斜。如此一来，外环绕侧壁14与内环绕侧壁133是朝向相反的方向倾斜。
在本发明的实施例中，凹槽13的底面宽度W131可以是介于1000至1200微米之间。封装结构1的出光面11的宽度W11可以是介于1200至1600微米之间。封装结构1的背面12的宽度W12可以是介于1000至1200微米之间。然而，以上数值范围都只是本发明的其中一种实施方式，而发光装置D的实际尺寸都可以在不背离本发明的精神之下加以调整。
值得注意的是，在本发明中，封装结构1可以包括封装体15以及分散于封装体15中的波长转换材料16。因此，在本发明中，封装结构1可以是具有波长转换功能的荧光粉片。封装体15包含透光陶瓷、玻璃以及石英之中的至少一种。采用前述材料作为封装体15可以使得封装结构1具有较佳的耐热性能。波长转换材料16可以是荧光粉或是核壳量子点。在本发明中，封装体15以及波长转换材料16的详细种类不在此限制。
另外，如图2所示，发光芯片2是设置在封装结构1的凹槽13内。事实上，在本发明中，发光芯片2可以部分或是完全设置在封装结构1的凹槽13内。换句话说，依据产品的需求以及设计，发光芯片2的一部分可以位于在凹槽13之外。发光芯片2可以是，例如，发光二极管(LED)或激光二极管(LD)，波长可以在由紫外光、可见光到红外光的范围内。发光芯片2可以是倒装芯片，举例而言，发光芯片2为蓝光倒装芯片。
如图2所示，发光芯片2具有至少一侧表面21。一般而言，发光芯片2可以具有4个侧表面21，以及与侧表面21相互连接的顶面(未标号)，顶面与侧表面21彼此垂直。发光芯片2的顶面可以是发光芯片2的主要出光面，而侧表面21可以是发光芯片1的次要出光面。另外，发光芯片2还具有背对于封装结构1的出光面11(背对顶面)而设置的至少两个导电焊垫22。导电焊垫22可以使得发光芯片2与其他电子组件电性连接。至少两个导电焊垫22是裸露于封装结构1的外部。
如上所述，本发明的实施例中的导电焊垫22可以是由焊接材料所形成，而焊接材料可以是合金，例如金-锡合金(AuSn)、锡-银-铜合金(SnAgCu)、锡-银合金(SnAg)或是锡-铋合金(SnBi)等。
接下来，请参阅图2至图4所示。在本发明的其中一实施例中，封装结构1的外环绕侧壁14相对于发光芯片2的侧表面21倾斜介于15°与45°之间的第一角度θ1，而凹槽13的内环绕侧壁133相对于发光芯片2的侧表面21倾斜介于10°与30°之间的第二角度θ2。换句话说，封装结构1的外环绕侧壁14与发光芯片2的侧表面21之间的夹角为介于15°与45°，而凹槽13的内环绕侧壁133与发光芯片2的侧表面21之间的夹角为介于10°与30°之间。在本发明其中一实施例中，第一角度θ1为约30度，而在本发明另一实施例中，第二角度θ2为约20度(例如由激光蚀刻技术所形成的第二角度θ2)。
如上所述，凹槽13的内环绕侧壁133相对于发光芯片2的侧表面21倾斜的第二角度θ2越大，发光装置D的亮度越高。在本发明的其中一实施例中，第二角度θ2越大，亮度越高。具体而言，即θ2每增加10度，发光装置D的亮度可增加约0.44％。在本发明的一个较佳实施例中，第二角度θ2为约20度。
值得一提的是，除了第一角度θ1与第二角度θ2的设计之外，发光芯片2的侧壁面21所邻近的封装结构1的厚度越小，发光装置D的亮度也越高。举例而言，在背面12上，从凹槽13的开口132到外环绕侧壁14的距离每减少10微米，发光装置D的亮度可以提升约0.59％。在本发明的一个实施例中，在背面12上，从凹槽13的开口132到外环绕侧壁14的距离是约1.5微米。
请再次参阅图1及图2。本发明实施例所提供的发光装置D还可以进一步包括反射结构3。反射结构3可以是白墙(white wall)，且可以由聚合物材料，例如为硅氧树脂所制成。反射结构3具有连接于封装结构1的外环绕侧壁14的反射面31，且封装结构1的出光面11裸露在反射面31的外部。另外，在本发明的其中一个实施例中，反射结构3的顶面33是与封装结构1的出光面11共平面。
具体而言，如图1所示，反射结构3位于环绕封装结构1的***并裸露封装结构1的出光面11。在本发明的实施例中，反射结构3还可以覆盖封装结构1的背面12。另外，设置在封装结构1的凹槽13中的发光芯片2的至少两个导电焊垫22也可以裸露于反射结构3的外部。
除此之外，如图2及图4所示，凹槽13具有底面宽度W131(底面131的宽度)以及凹槽深度D13，而发光芯片2具有芯片宽度W2以及芯片高度H2。在本发明的实施例中，底面宽度W131可以较芯片宽度W2大10至60微米，而凹槽深度D13可以是相等于芯片高度H2或是比芯片高度H2小10微米以内。
举例而言，凹槽深度D13可以是介于120至160微米之间。芯片高度H2则是介于130至170微米之间。芯片宽度W2可以是介于940至1140微米之间。如前所述，凹槽13的底面宽度W131可以是介于1000至1200微米之间。除此之外，封装结构1的出光面11到凹槽13的底面132的距离可以是介于140至160微米之间。然而，上述数值范围都只是本发明的其中一种实施方式，本发明并不受限于此。
具体而言，凹槽13的底面宽度W131与发光芯片2的芯片宽度W2的设计是对于发光装置D的制造过程有利，即，可以降低对位的难度而使得将发光芯片2设置于封装结构1的凹槽13中的步骤顺利进行。另外，底面宽度W131与芯片宽度W2的差值也会影响发光芯片2与凹槽13的内环绕侧壁133之间的距离，因此影响发光芯片2所发出的光的行进方式。
另外，如上所述，芯片高度H2与凹槽深度D13可以经过计算与设计，使得发光芯片2的一部分，例如发光芯片2设置有两个导电焊垫22的部分，是设置于凹槽13之外。值得注意的是，在本发明实施例中所称「发光芯片2的芯片高度H2」未将发光芯片2的导电焊垫22的高度列入计算。如图1所示，发光芯片2的一部分以及导电焊垫22是设置于封装结构1的凹槽13外，使得发光芯片2可以通过导电焊垫22与其他电子组件电性连接。
接下来，请同样参阅图2。本发明实施例所提供的发光装置D还可以进一步包括填充/设置于发光芯片2与封装结构1之间的黏着材料4。具体而言，黏着材料4的一部分是设置于发光芯片2的侧壁21与封装结构1的内环绕侧壁133之间，而黏着材料4的另一部分可以是设置在发光芯片2的主要出光面(未标号)与封装结构1的凹槽13的底面131之间。
事实上，黏着材料4是用以将发光芯片2固定于凹槽13中。因此，黏着材料4是连接于发光芯片2以及封装结构1之间。在本发明的其中一实施例中，黏着材料具有介于1.39及1.57之间的折射率，如此有利于使发光芯片2所发出的光(无论是从侧壁21或是主要出光面所发出的光)发生折射而被导引至封装结构1的出光面11。举例而言，黏着材料4可以是一种透明材料，例如硅树脂、环氧树脂以及UV树脂的至少一种。
另外，如图2所示，黏着材料4设置于发光芯片2的侧壁21与封装结构1的凹槽13的内环绕侧壁133之间的部分，在邻近于凹槽13的开口132处具有朝向远离开口132的方向下凹(向内凹陷)的下凹弧面41。举例而言，在发光装置D的制造过程中，是包括将黏着材料4填充于凹槽13内，再将发光芯片2设置于填充有黏着材料4的凹槽13内。因此，受限于黏着材料4的特性(例如，表面张力)，黏着材料4在凹槽13的开口132的表面不会是平坦表面，而可能呈现突起或是下凹的弧面结构。
如上所述，黏着材料4在凹槽13的开口132所形成的下凹弧面41事实上是有利于使得由发光芯片2的侧表面21所射出的光发生折射或是反射而射向封装结构1内。如此一来，下凹弧面41的结构设计可以提升发光装置D的出光效率。
在本发明的实施例中，由发光芯片2的侧壁21射出的光先通过透明的黏着材料4，而在透明材料4与封装结构1的交界发生折射并进入封装结构1的内部。一部分进入封装结构1的内部的光束投射于反射结构3的反射面31，反射面31将投射于其上的光束反射而导向封装结构1的出光面11。举例而言，当发光芯片2为蓝光芯片时，蓝光光束在进入封装结构1时，可以通过封装结构1中的波长转换材料16而转换为具有与原始波长相异的波长的光束，再由出光面11射出。
请再次参阅图2。本发明实施例所提供的发光装置D还包括基板5。发光芯片2电性连接于基板5。如图2所示，基板5通过其上的导电线路51与发光芯片2的导电焊垫22电性连接。如此一来，发光芯片2可以通过基板5而与其他电子组件电性连接。在本发明的实施例中，基板5可以是直接电镀铜(DPC)陶瓷基板或是金属电路板(metal core PCB，MCPCB)。然而，本发明并不在此限制。
接下来，请参阅图5至图7。图5至图7分别为本发明不同实施例所提供的发光装置D的剖面示意图。换句话说，图5至图7显示本发明实施例所提供的发光装置D的不同型态。
首先，由图5与图2的比较可知，图5与图2之间最大的差异处在于封装结构1中凹槽13的底面131的结构。图5与图2中的凹槽13都是由封装结构1的背面12向内凹陷。然而，在图1所示的实施例中，凹槽13的底面131更形成有邻近于凹槽13的内环绕侧壁133的第一侧凹区13111以及第二侧凹区13112。
请参阅图2及5。如图5所示，当封装结构1的凹槽13的底面131为平面，由发光芯片2发出的光束在不同角度的光程之间的差异较为显著。举例而言，由发光芯片2中央发出的光束在封装结构1内的光程a1会小于发光芯片2两侧发出的光束在封装结构1内的光程a2。然而，在图2所示的实施例中，由于在凹槽13的底面131下方的封装结构1，厚度是从接近内环绕侧壁133处朝向接近凹槽13的中央递增，由发光芯片2中央发出的光束在封装结构1内的光程a1会与发光芯片2两侧发出的光束在封装结构1内的光程a2相近。
如此一来，如图2所示的封装结构1还可以进一步改善发光芯片2的不同发光角度之下的色均匀性(angular color uniformity，ACU)。
另一方面，在图5所示的实施例中，凹槽13的底面131不具有包括第一侧凹区13111以及第二侧凹区13112的微结构1311。
在本发明的实施例中，凹槽13的底面131的具体结构可以通过调整制造过程的手段，或是根据实际需求而改变，本发明并不加以限制。举例而言，可以通过选用具有不同波长的激光装置来形成凹槽13，或是采用光刻工艺(lithography)，借此获得具有不同结构的底面131。在凹槽13的底面131形成微结构1311可以是锯齿状、波浪状的结构。然而，本发明不在此限制。
接着，请参阅图6以及图7。比较图6以及图7与图2可知，图6以及图7与图2之间的主要差异处在于封装结构1的出光面11的结构设计。在图2所示的实施例中，封装结构1的出光面11为和反射结构3切齐的平面，在图6所示的实施例中，封装结构1的出光面11具有朝向远离发光芯片2的方向突起的外凸弧面，而在图7所示的实施例中，封装结构1的出光面11则是不规则表面，例如粗糙表面。
举例而言，当封装结构1的出光面11具有突起的外凸弧面时，可以使得由发光芯片2射出的光线更为均匀地由出光面11射出，从而改善色均性(angular color uniformity，ACU)。详细来说，外凸弧面的设计可以使得由发光芯片2射出的光线具有相同的光程，使得发光装置D整体在不同角度具有平均的发光效果。具有外凸弧面的出光面11可以通过在制造过程中对封装结构1的出光面11抛光而形成。
接下来，如图7所示，封装结构1的出光面11也可以是不规则表面。举例而言，不规则表面可以通过在制造过程中对封装结构1的出光面11进行粗糙化处理而形成。不规则表面的设计可以降低出光面11处的全反射现象，进而提升发光装置D的出光亮度。
本发明还提供可以用以制造如前所述的发光装置D的制造方法。请参阅图8，图8为本发明其中一实施例所提供的发光装置的制造方法的流程图。
具体而言，本发明所提供的制造方法包括：提供具有第一表面与第二表面的封装基材(步骤S100)；形成由封装基材的第二表面向内凹陷的多个凹槽(步骤S102)；填充黏着材料于多个凹槽中(步骤S103)；将多个发光芯片分别设置于多个述凹槽中(步骤S104)；由封装基材的第二表面切割封装基材，以形成分别对应于多个发光芯片的多个封装结构(步骤S106)；提供基板，每一个发光芯片通过导电焊垫以电性连接于基板(步骤S108)；以及形成反射结构(步骤S110)。
请配合参阅图9至图15。图9至图15分别为本发明所提供的发光装置的制造方法中不同步骤的示意图。
请先参阅图9，在本发明所提供的方法中，是先提供封装基材1’(步骤S100)。如前所述，由封装基材1’所形成的封装结构1可以是包含分散于封装体15中的波长转换材料16的荧光粉片。因此，在本发明的其中一实施例中，封装基材1’可以是荧光粉片，例如荧光粉大圆片。另外，封装基材1’可以具有彼此相对的第一表面与第二表面。第一表面与第二表面分别与后续所形成的封装结构1的出光面11以及背面12相互对应。
接下来，请参阅图10。在步骤S102中，形成由封装基材1’的第二表面向内凹陷的多个凹槽13。在本发明的实施例中，形成凹槽13的方式并不加以限制。举例而言，凹槽13可以通过湿法蚀刻(wet etching)、激光蚀刻以及等离子蚀刻(ICP etching)之中的至少一种所形成。详细而言，在图10中是以激光蚀刻为例，显示通过激光束L切割而形成的多个凹槽13。事实上，采用激光蚀刻来型成凹槽13具有准确度高，得以形成具有经过精确控制的尺寸(结构)的凹槽13的优点。
另外，请参阅图18至图20。图18至图20显示本发明所提供的制造方法的步骤S102的另一种执行方式。图18至图20为通过湿法蚀刻或是等离子蚀刻来形成凹槽13的示意图。如图18所示，可以先在封装基材1’上设置屏蔽M。接下来，如图19所示，在屏蔽M上形成图案P，例如，移除屏蔽M的一部分而形成篓空的图案P。最后，如图20所示，对图案P下方的封装基材1’的部分进行蚀刻而形成凹槽13。
请参阅图17。图17为通过步骤S102所形成的结构的立体示意图。如图17所示，通过蚀刻程序后，封装基材1’(荧光粉大圆片)的表面上具有多个凹槽13。
请再次参阅图2。将被设置于凹槽13内的发光芯片2具有至少一侧表面21。在步骤S102中所形成的凹槽3是具有内环绕侧壁133，而内环绕侧壁133相对于发光芯片2的侧表面21是倾斜介于10°及30°之间的第二角度θ2。换句话说，本发明所提供的制造方法中，在步骤S102中采用的蚀刻方式可以是经过设计而使得所形成的凹槽13与后续设置于其中的发光芯片2得以相互配合而改良出光效率。
接着，请参阅图11。在步骤S103中，填充黏着材料4于多个凹槽13中。如前所述，黏着材料4是用以将发光芯片2固定于凹槽13中，并会影响发光芯片2所发出的光的行进路线。如图11所述，黏着材料4可以被设置(例如点胶)于凹槽13的底部。在步骤S103中所使用的黏着材料4的种类如前所述。
请参阅图12。在步骤S104中，将多个发光芯片2分别设置于多个凹槽13中。每个凹槽13中设置有一个发光芯片2，且发光芯片2的设置使得黏着材料4填充于发光芯片2与凹槽13的内环绕侧壁133之间。如前所述，由于黏着材料4本身的特性，设置于发光芯片2的与凹槽13的内环绕侧壁133之间的一部分黏着材料4具有向内凹陷的下凹弧面41。
接着，如图13所示，在步骤S106中由封装基材1’的第二表面切割封装基材1’，以形成分别对应于多个发光芯片2的多个封装结构1。举例而言，在本发明的其中一实施例中，步骤S106可以包括通过具有预定角度的刀刃K切割封装基材1’。请同时参阅图2。在步骤S104中经过切割而形成多个封装结构1之后，每个封装结构1会具有外环绕侧壁14，而外环绕侧壁14相对于发光芯片2的侧表面21可以倾斜介于15°与45°之间的第一角度θ1。
如上所述，基于上述预定的结构设计，在步骤S106中用以切割封装基材1’的刀刃K的预定角度可以是介于30°及90°之间，而由刀刃K所形成的外环绕侧壁14是相对于发光芯片2的至少一侧表面21倾斜第一角度θ1，使得第一角度θ1为预定角度的一半。换句话说，预定角度＝(2×θ1)°。另外，只要能达到形成上述结构的封装结构1，刀刃K的种类以及材质在本发明中不加以限制。
接下来，如图14所示，在步骤S108中，提供基板5，每一个发光芯片2通过一对导电焊垫22以电性连接于基板5。如前所述，发光芯片2的两个导电焊垫22可以是设置于凹槽13外，使得发光芯片2可以通过导电焊垫22以及基板5与其他电子组件电性连接。如图14所示，基板5通过其上的导电线路51与发光芯片2的导电焊垫22电性连接。举例而言，在本发明的实施例中，可以采用共晶焊(eutectic bonding)或是回流焊(reflow soldering)来通过由焊接材料形成的导电焊垫22连接发光芯片2与基板5。
请参阅图15。在本发明所提供的制造方法中，还可以进一步包括形成反射结构的步骤(步骤S110)。详细而言，在步骤S110中，可以使用反射材料环绕地包覆封装结构1且裸露封装结构1的出光面11，并使得所形成的反射结构3具有连接于封装结构1的外环绕侧壁14的反射面31。在此同时，用以形成反射结构3的反射材料浸入封装结构1底部与基板5之间的缝隙，以及发光芯片2与基板5之间的缝隙，进一步形成底部反射层32。
最后，如图16所示，在形成反射结构3之后，可以切割反射结构3以及基板5，以通过切割(singulation)形成多个发光装置D。用以切割反射结构3以及基板5的设备与技术手段在本发明中不加以限制。
接下来，将针对本发明所提供的发光装置D以及其制造方法的功效进行说明。具体来说，通过封装结构1的结构设计，发光装置D的亮度可以被有效提升。举例而言，相较于现有技术的结构，即，在邻近于发光芯片侧表面的侧边未设置有具有波长转换效果的封装结构(以下称为1facet结构)，本发明其中一实施例所提供的发光装置D中有关「封装结构1的宽度W1由出光面11朝向背面12渐减，且凹槽13的宽度W13由内朝外渐增」的设计可以使得发光装置D的亮度提升约14％。
详细而言，采用光通测试机对现有技术的1facet结构与本发明所提供的发光装置D进行量测可知，本发明所提供的发光装置D相较于现有技术的1facet结构是具有提升1.39至13.77％的亮度。事实上，相较于现有技术的1facet结构，本发明所提供的发光装置D可以具有较大的出光面积，且能通过封装结构1的设计(例如凹槽的结构及尺寸)来提升出光的效果。
除此之外，对现有技术的1facet结构与本发明所提供的发光装置D都进行老化试验。依据试验结果可知，在高温(85℃/700mA)条件下以及在高温高湿(85℃/85％/350mA)条件下，相较于现有技术的1facet结构，本发明所提供的发光装置D可以维持令人满意的光通量(较小的光衰)，因此，具有较佳的可靠度。
实施例的有益效果
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的发光装D置及其制造方法，其能通过“封装结构1的宽度由出光面11朝向背面12渐减，且凹槽13的宽度W13由内朝外渐增”的技术方案，以提升发光装置D的出光效率。
具体而言，本发明所提供的发光装置D是通过其中封装结构1的形状以及尺寸设计来大幅提升发光芯片2所发出的光由出光面11出光的效率。除此之外，进一步针对封装结构1的外环绕侧壁14与发光芯片2的侧表面21之间的第一夹角θ1以及凹槽13的内环绕侧壁133与发光芯片2的侧表面21之间的第二夹角θ2进行设计还可以进一步达到出光效率的优化。另外，本发明所提供的发光装置D还具备优良的可靠性，即在较为严苛的使用环境下具有较少的光衰。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims (16)

1.一种发光装置，其特征在于，所述发光装置包括：
一封装结构，其具有一出光面、背对于所述出光面的一背面、从所述背面向内凹陷的一凹槽以及围绕所述凹槽的一外环绕侧壁；以及
一发光芯片，其设置在所述凹槽内；
其中，所述封装结构的宽度由所述出光面朝向所述背面渐减，且所述凹槽的宽度由内朝外渐增。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述发光芯片具有至少一侧表面，所述外环绕侧壁相对于至少一所述侧表面倾斜一介于15°与45°之间的第一角度，且所述凹槽的一内环绕侧壁相对于至少一所述侧表面倾斜一介于10°与30°之间的第二角度。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述发光装置还进一步包括：一反射结构，所述反射结构环绕地包覆所述封装结构且裸露所述出光面，且所述反射结构具有连接于所述封装结构的所述外环绕侧壁的一反射面。
4.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述凹槽具有一凹槽深度，所述发光芯片具有一芯片高度，且所述凹槽深度等于或者小于所述芯片高度；所述发光芯片具有背对于所述出光面而设置的至少两个导电焊垫，且至少两个所述导电焊垫裸露在所述封装结构的外部。
5.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述发光装置还进一步包括：一黏着材料，所述黏着材料设置于所述凹槽内且连接于所述发光芯片与所述封装结构之间，且所述黏着材料具有介于1.39及1.57之间的折射率。
6.根据权利要求5所述的发光装置，其特征在于，设置于所述发光芯片的至少一所述侧表面与所述封装结构的所述凹槽的所述内环绕侧壁之间的一部分所述黏着材料具有向内凹陷的一下凹弧面。
7.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述凹槽的一底面具有邻近于凹槽的内环绕侧壁的一第一侧凹区以及一第二侧凹区。
8.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述凹槽具有一开口宽度，所述开口宽度小于所述出光面的宽度，且所述开口宽度大于所述凹槽的一底面的一底面宽度。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的发光装置，其特征在于，所述封装结构包括一封装体以及分散于所述封装体中的一波长转换材料，且所述封装体包含透光陶瓷、玻璃以及石英之中的至少一种。
10.一种发光装置的制造方法，其特征在于，所述发光装置的制造方法包括：
提供具有一第一表面与一第二表面的一封装基材；
形成由所述封装基材的所述第二表面向内凹陷的多个凹槽；
将多个发光芯片分别设置于多个所述凹槽中；以及
由所述封装基材的所述第二表面切割所述封装基材，以形成分别对应于多个所述发光芯片的多个封装结构；
其中，每一个所述封装结构具有一出光面、背对于所述出光面的一背面以及围绕所述凹槽的一外环绕侧壁；
其中，所述封装结构的宽度由所述出光面朝所述背面渐减，且所述凹槽的宽度由内朝外渐增。
11.根据权利要求10所述的发光装置的制造方法，其特征在于，所述发光芯片具有至少一侧表面，所述凹槽的一内环绕侧壁相对于至少一所述侧表面倾斜一介于10°及30°之间的第二角度。
12.根据权利要求10所述的发光装置的制造方法，其特征在于，多个所述凹槽是通过湿法蚀刻、激光蚀刻以及等离子蚀刻之中的至少一种所形成。
13.根据权利要求10所述的发光装置的制造方法，其特征在于，在切割所述封装基材的步骤中，还进一步包括：通过具有介于30°及90°之间的一预定角度的一刀刃切割所述封装基材，以形成具有相对于所述发光芯片的至少一侧表面倾斜一第一角度的所述外环绕侧壁，其中，所述第一角度为所述预定角度的一半。
14.根据权利要求10所述的发光装置的制造方法，其特征在于，所述发光装置的制造方法还进一步包括：
提供一基板，每一个所述发光芯片通过一对导电焊垫以电性连接于所述基板；以及
形成一反射结构，以环绕地包覆所述封装结构且裸露所述出光面，所述反射结构具有连接于所述封装结构的所述外环绕侧壁的一反射面。
15.根据权利要求10所述的发光装置的制造方法，其特征在于，在将多个发光芯片分别设置于多个所述凹槽的步骤前，还进一步包括：提供一黏着材料于多个所述凹槽中，所述黏着材料具有介于1.39及1.57之间的折射率。
16.根据权利要求10至15中的任一项所述的发光装置的制造方法，其特征在于，所述封装基材包括一封装体以及分散于所述封装体中的一波长转换材料，且所述封装体包含透光陶瓷、玻璃以及石英之中的至少一种。
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