CN111463193B - 芯片级发光二极管封装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种芯片级发光二极管封装结构，包含用于发出白色光线的白光发光单元、用于发出红色光线的覆晶式红色发光二极管芯片、用于发出绿色光线的覆晶式绿色发光二极管芯片、用于发出蓝色光线的覆晶式蓝色发光二极管芯片、及封装层。封装层具有胶体及分布于胶体内的多个折射粒子，并且所述封装层封装上述白光发光单元、覆晶式红色发光二极管芯片、覆晶式绿色发光二极管芯片、及覆晶式蓝色发光二极管芯片。所述白光发光单元的电极、覆晶式红色发光二极管芯片的电极、覆晶式绿色发光二极管芯片的电极、及覆晶式蓝色发光二极管芯片的电极裸露于所述封装层之外。据此，芯片级发光二极管封装结构能有效地降低制程缺失与信赖度问题、并缩小其尺寸。

Description

芯片级发光二极管封装结构
技术领域
本发明涉及一种发光二极管封装结构，尤其涉及一种芯片级发光二极管封装结构。
背景技术
现有的发光二极管封装结构是在基板上安装有多个发光芯片，上述多个发光芯片混合其所发出的光线，以使发光二极管封装结构发出白光。然而，由于现有发光二极管封装结构需在基板上进行固晶与打线等相关制程，因而会有一定的制程缺失与信赖度问题。
于是，本发明人认为上述缺陷可改善，于是潜心研究并配合科学原理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本发明。
发明内容
本发明实施例在于提供一种芯片级发光二极管封装结构，其能有效地改善现有发光二极管封装结构所可能产生的缺陷。
本发明实施例公开一种芯片级发光二极管封装结构，包括：一白光发光单元，用于发出一白色光线；一覆晶式红色发光二极管芯片，用于发出一红色光线；一覆晶式绿色发光二极管芯片，用于发出一绿色光线；一覆晶式蓝色发光二极管芯片，用于发出一蓝色光线；一封装层，具有一胶体及分布于所述胶体内的多个折射粒子，所述封装层封装所述白光发光单元、所述覆晶式红色发光二极管芯片、所述覆晶式绿色发光二极管芯片、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片，并且所述白光发光单元的电极、所述覆晶式红色发光二极管芯片的电极、所述覆晶式绿色发光二极管芯片的电极、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片的电极裸露于所述封装层之外。
优选地，所述覆晶式红色发光二极管芯片、所述覆晶式绿色发光二极管芯片、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片各具有被所述封装层所覆盖的一顶面及四个侧面，并且所述白光发光单元具有一顶面与四个侧面，所述白光发光单元的所述顶面共平面于所述封装层的一顶面，而所述白光发光单元的至少一个所述侧面被所述封装层所覆盖。
优选地，所述白光发光单元、所述覆晶式红色发光二极管芯片、所述覆晶式绿色发光二极管芯片、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片沿一第一方向排成一列；所述覆晶式红色发光二极管芯片、所述覆晶式绿色发光二极管芯片、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片彼此相邻设置；所述白光发光单元及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片分别位于所述覆晶式红色发光二极管芯片与所述覆晶式绿色发光二极管芯片的相反两外侧。
优选地，所述覆晶式红色发光二极管芯片、所述覆晶式绿色发光二极管芯片、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片沿一第一方向排成一列且彼此相邻设置；所述白光发光单元位于所述覆晶式红色发光二极管芯片、所述覆晶式绿色发光二极管芯片、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片的相同侧且留有相同的间距。
优选地，所述白光发光单元、所述覆晶式红色发光二极管芯片、所述覆晶式绿色发光二极管芯片、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片各呈长条形，所述白光发光单元的一长度方向平行于所述覆晶式红色发光二极管芯片、所述覆晶式绿色发光二极管芯片、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片之中每一个的一长度方向、并垂直于所述第一方向。
优选地，多个所述折射粒子包含多个二氧化硅奈米粒子与多个二氧化钛奈米粒子的至少其中本发明实施例也公开一种。
优选地，多个所述折射粒子相对于所述封装层的一重量百分比是介于3wt％～30wt％。
优选地，所述覆晶式红色发光二极管芯片、所述覆晶式绿色发光二极管芯片、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片之中的任两个相邻芯片的一间距是介于10微米～50微米。
优选地，所述覆晶式红色发光二极管芯片、所述覆晶式绿色发光二极管芯片、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片之中的任一个与所述封装层的外侧面之间的一最小距离是介于25微米～180微米。
优选地，所述白光发光单元包含有：一内发光二极管芯片，具有一顶面和四个侧面；一荧光粉片，具有一外表面和四个侧边，堆叠于所述内发光二极管芯片的所述顶面，所述内发光二极管芯片的四个所述侧面分别与所述荧光粉片的四个所述侧边切齐；一围墙，设置于所述内发光二极管芯片的四个所述侧面和所述荧光粉片的四个所述侧边；其中，所述围墙的一底面裸露于所述封装层之外，所述荧光粉片的所述外表面与所述围墙的一顶面共同构成所述白光发光单元的一顶面。
优选地，所述白光发光单元的所述顶面是共平面于所述封装层的一顶面。
优选地，所述围墙的至少一个侧面共平面于所述封装层的外侧面的相邻部位。
综上所述，本发明实施例所公开的芯片级发光二极管封装结构，其通过所述白光发光单元、所述覆晶式红色发光二极管芯片、所述覆晶式绿色发光二极管芯片、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片被所述封装层封装、且将其各个电极裸露于所述封装层之外，据以有效地降低芯片级发光二极管封装结构制程缺失与信赖度问题、并能缩小芯片级发光二极管封装结构的尺寸。
为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，但是此等说明与附图仅用来说明本发明，而非对本发明的保护范围作任何的限制。
附图说明
图1为本发明实施例一的芯片级发光二极管封装结构的立体示意图。
图2为图1沿剖线Ⅱ-Ⅱ的剖视示意图。
图3为芯片级发光二极管封装结构固定于载板的剖视示意图。
图4为图1的俯视示意图。
图5为图4的变化类型示意图(一)。
图6为图4的变化类型示意图(二)。
图7为本发明实施例二的芯片级发光二极管封装结构的立体示意图。
图8为图7的俯视示意图。
图9为图8沿剖线IX-IX的剖视示意图。
图10为图8沿剖线X-X的剖视示意图。
图11为图8的变化类型示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图11，其为本发明的实施例，需先说明的是，本实施例对应附图所提及的相关数量与外型，仅用来具体地说明本发明的实施方式，以便于了解本发明的内容，而非用来局限本发明的保护范围。
[实施例一]
如图1至图6所示，其为本发明的实施例一。如图2至图4所示，所述芯片级发光二极管封装结构100于本实施例中大致呈长方体，并且上述芯片级发光二极管封装结构100的长度方向定义为一第一方向L1，而其宽度方向定义为一第二方向L2。
其中，芯片级发光二极管封装结构100包含有用于发出白色光线的一白光发光单元1、用于发出红色光线的一覆晶式红色发光二极管芯片2、用于发出绿色光线的一覆晶式绿色发光二极管芯片3、用于发出蓝色光线的一覆晶式蓝色发光二极管芯片4、及一封装层5。其中，所述白色光线于本实施例中是指如同日光灯所发出的光线。
如图2至图4所示，所述白光发光单元1呈长条形(如：大致呈长方体)且包含有一内发光二极管芯片11、一荧光粉片12、及一围墙13。其中，所述内发光二极管芯片11大致呈长方体，并且内发光二极管芯片11具有一顶面111、相连于上述顶面111周围的四个侧面112、及位于底部的多个电极113。
所述荧光粉片12大致呈矩形片体、并且堆叠于所述内发光二极管芯片11的顶面111。其中，所述荧光粉片12具有一外表面121和相连于上述外表面121周围的四个侧边122，并且所述内发光二极管芯片11的四个侧面112于本实施例中分别与所述荧光粉片12的四个侧边122对齐。
更详细地说，所述荧光粉片12的厚度于本实施例中可以是介于40微米(μm)～60微米，并且荧光粉片12的演色性(CRI)或色温可以视设计需求而加以调整变化。据此，所述内发光二极管芯片11所发出的光线能穿过上述荧光粉片12而形成白光，并且该白光的演色性或色温则可由荧光粉片12来调整。
所述围墙13设置于上述内发光二极管芯片11的四个侧面112和荧光粉片12的四个侧边122，并且内发光二极管芯片11的多个电极113裸露于上述围墙13之外；也就是说，内发光二极管芯片11的多个电极113突伸出所述围墙13的一底面133，所述底面133与封装层5的底缘52大致共平面。再者，所述围墙13的一顶面131与所述荧光粉片12的外表面121共同构成所述白光发光单元1的一顶面1a，并且所述围墙13的顶面131较佳是共平面于所述荧光粉片12的外表面121。而所述围墙13的四个侧面132即为白光发光单元1的四个侧面132。
进一步地说，所述围墙13于本实施例中较佳是由具有80％反射率的白色硅胶所构成，据以使所述内发光二极管芯片11所发出的部分光线能够通过围墙13的反射而穿过上述荧光粉片12，进而有效地提升所述白光发光单元1的正向发光率(如：提升10％～20％的正向发光率)。其中，所述白光发光单元1的出光角度于本实施例中大致为120度，但本发明不受限于此。举例来说，内发光二极管芯片11为蓝光二极管芯片，荧光粉片12为黄色荧光粉片。或者，发光二极管芯片11为紫外光二极管芯片，荧光粉片12为红绿蓝色荧光粉片，以得到上述白光发光单元1，但本发明不受限于此。
如图2和图4所示，所述覆晶式红色发光二极管芯片2、覆晶式绿色发光二极管芯片3、及覆晶式蓝色发光二极管芯片4各呈长条形(如：大致呈长方体)。所述覆晶式红色发光二极管芯片2、覆晶式绿色发光二极管芯片3、及覆晶式蓝色发光二极管芯片4各具有一顶面21、31、41、相连于上述顶面21、31、41周围的四个侧面22、32、42、及位于底部的多个电极23、33、43。再者，如图3所示，所述芯片级发光二极管封装结构100能以多个电极113、23、33、43焊接固定于一载板200，据以达成电性连接，载板200可为电路板或软性电路板。
如图2和图4所示，所述封装层5封装上述白光发光单元1、覆晶式红色发光二极管芯片2、覆晶式绿色发光二极管芯片3、及覆晶式蓝色发光二极管芯片4。进一步地说，所述覆晶式红色发光二极管芯片2、覆晶式绿色发光二极管芯片3、及覆晶式蓝色发光二极管芯片4各自的顶面21、31、41及四个侧面22、32、42皆被封装层5所覆盖，而所述白光发光单元1的顶面1a共平面于上述封装层5的一顶面51，并且白光发光单元1的至少一个侧面132被上述封装层5所覆盖。
举例来说，如图2所示，所述白光发光单元1的四个侧面132可以全部被封装层5所覆盖；如图5所示，所述白光发光单元1的四个侧面132可以是其中三个侧面132被封装层5所覆盖，而远离覆晶式红色发光二极管芯片2的白光发光单元1侧面132裸露于封装层5之外；如图6所示，所述白光发光单元1的四个侧面132可以是其中三个侧面132裸露于封装层5之外，而邻近于覆晶式红色发光二极管芯片2的白光发光单元1侧面132被封装层5所覆盖。其中，就图5和图6来看，所述围墙13(或白光发光单元1)的至少一个侧面132共平面于所述封装层5的外侧面53的相邻部位。
再者，如图2和图4所示，所述白光发光单元1的电极113、覆晶式红色发光二极管芯片2的电极23、覆晶式绿色发光二极管芯片3的电极33、及覆晶式蓝色发光二极管芯片4的电极43皆裸露于所述封装层5之外、或皆突伸出所述封装层5的一底面52。换个角度来看，所述围墙13的底面133于本实施例中是裸露于封装层5之外。
需说明的是，所述封装层5于本实施例中具有一胶体5a及分布于上述胶体5a内的多个折射粒子5b。其中，所述胶体5a的材质较佳是高折射率的硅胶(如：折射率为1.5的硅胶)，据以提升芯片级发光二极管封装结构100的发光效果。再者，所述多个折射粒子5b相对于所述封装层5的一重量百分比是介于3wt％～30wt％，并且多个折射粒子5b包含多个二氧化硅奈米粒子与多个二氧化钛奈米粒子的至少其中一种，据以提升芯片级发光二极管封装结构100的发光均匀度，但本发明不受限于此。
以上为本实施例芯片级发光二极管封装结构100由外部说明的各个组件相对应关系，以下接着由所述芯片级发光二极管封装结构100的内部说明各个组件相对应关系(如：各个组件之间的排列关系与距离)。
如图2和图4所示，所述白光发光单元1、覆晶式红色发光二极管芯片2、覆晶式绿色发光二极管芯片3、及覆晶式蓝色发光二极管芯片4沿所述第一方向L1(依序地)排成一列。也就是说，所述白光发光单元1及覆晶式蓝色发光二极管芯片4分别位于所述覆晶式红色发光二极管芯片2与覆晶式绿色发光二极管芯片3的相反两外侧。
再者，所述覆晶式红色发光二极管芯片2、覆晶式绿色发光二极管芯片3、及覆晶式蓝色发光二极管芯片4于本实施例中彼此相邻设置。其中，所述覆晶式红色发光二极管芯片2、覆晶式绿色发光二极管芯片3、及覆晶式蓝色发光二极管芯片4之中的任两个相邻芯片的一间距G较佳是介于10微米～50微米，但本发明不受限于此。
更详细地说，所述白光发光单元1的一长度方向平行于上述覆晶式红色发光二极管芯片2、覆晶式绿色发光二极管芯片3、及覆晶式蓝色发光二极管芯片4之中每一个的一长度方向、并垂直于所述第一方向L1(也就是，平行于第二方向L2)。于本实施例中，平行于第一方向L1的覆晶式绿色发光二极管芯片3任一个所述侧面32是与彼此相邻且平行于第一方向L1的覆晶式红色发光二极管芯片2其中一个所述侧面22呈共平面设置、也与彼此相邻且平行于第一方向L1的覆晶式蓝色发光二极管芯片4其中一个所述侧面42呈共平面设置。换个角度来说，所述覆晶式红色发光二极管芯片2、覆晶式绿色发光二极管芯片3、及覆晶式蓝色发光二极管芯片4于本实施例中具有相同的尺寸，并且覆晶式红色发光二极管芯片2及覆晶式蓝色发光二极管芯片4相对于覆晶式绿色发光二极管芯片3呈镜像对称设置。
另，所述覆晶式红色发光二极管芯片2、覆晶式绿色发光二极管芯片3、及覆晶式蓝色发光二极管芯片4之中的任一个与所述封装层5的外侧面53之间的一最小距离D是介于25微米～180微米，据以避免降低所述芯片级发光二极管封装结构100的发光效率。
[实施例二]
如图7至图11所示，其为本发明的实施例二，由于本实施例类似于上述实施例一，所以两个实施例的相同处不再加以赘述，而本实施例相较于实施例一的差异大致说明如下：
于本实施例中，如图8和图11所示，所述覆晶式红色发光二极管芯片2、覆晶式绿色发光二极管芯片3、及覆晶式蓝色发光二极管芯片4沿上述第一方向L1排成一列且彼此相邻设置。再者，所述白光发光单元1位于所述覆晶式红色发光二极管芯片2、覆晶式绿色发光二极管芯片3、及覆晶式蓝色发光二极管芯片4的相同侧且留有相同的间距Ga。
换个角度来说，所述白光发光单元1的长度方向是平行于第一方向L1、且垂直于上述覆晶式红色发光二极管芯片2、覆晶式绿色发光二极管芯片3、及覆晶式蓝色发光二极管芯片4之中每一个的长度方向。
需额外说明的是，所述白光发光单元1的四个侧面132于图8中是被所述封装层5所覆盖，但本发明不受限于此。举例来说，如图11所示，所述白光发光单元1的四个侧面132可以是其中三个侧面132被封装层5所覆盖，而远离覆晶式绿色发光二极管芯片3的白光发光单元1侧面132裸露于封装层5之外、且共平面于所述封装层5的外侧面53的相邻部位。
此外，在本发明未绘示的其他实施例中，所述芯片级发光二极管封装结构的顶面也可以是大致呈方形；或者芯片级发光二极管封装结构的顶面呈矩形，但第一方向L1平行于上述矩形的短边，而第二方向L2平行于上述矩形的长边。
[本发明实施例的技术效果]
综上所述，本发明实施例所公开的芯片级发光二极管封装结构，其通过所述白光发光单元、所述覆晶式红色发光二极管芯片、所述覆晶式绿色发光二极管芯片、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片被所述封装层封装、且将其各个电极裸露于所述封装层之外，据以有效地降低芯片级发光二极管封装结构制程缺失与信赖度问题、并能缩小芯片级发光二极管封装结构的尺寸。
再者，本发明实施例所公开的芯片级发光二极管封装结构，能通过白光发光单元(或围墙)的至少一个侧面共平面于所述封装层的外侧面的相邻部位，据以缩小芯片级发光二极管封装结构的尺寸。
以上所述仅为本发明的优选可行实施例，并非用来局限本发明的保护范围，凡依本发明专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的权利要求书的保护范围。

Claims (11)

1.一种芯片级发光二极管封装结构，其特征在于，所述芯片级发光二极管封装结构包括：
一白光发光单元，用于发出一白色光线，所述白光发光单元包含有：
一内发光二极管芯片；
一荧光粉片，堆叠于所述内发光二极管芯片上；及
一围墙，围绕所述内发光二极管芯片和所述荧光粉片；
其中，所述荧光粉片与所述围墙共同构成所述白光发光单元的一顶面，并且所述围墙的一顶面共平面于所述荧光粉片的一外表面；
一覆晶式红色发光二极管芯片，用于发出一红色光线；
一覆晶式绿色发光二极管芯片，用于发出一绿色光线；
一覆晶式蓝色发光二极管芯片，用于发出一蓝色光线；以及
一封装层，具有一胶体及分布于所述胶体内的多个折射粒子，所述封装层封装所述白光发光单元、所述覆晶式红色发光二极管芯片、所述覆晶式绿色发光二极管芯片、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片，并且所述白光发光单元的电极、所述覆晶式红色发光二极管芯片的电极、所述覆晶式绿色发光二极管芯片的电极、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片的电极裸露于所述封装层之外。
2.依据权利要求1所述的芯片级发光二极管封装结构，其特征在于，所述覆晶式红色发光二极管芯片、所述覆晶式绿色发光二极管芯片、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片各具有被所述封装层所覆盖的一顶面及四个侧面，并且所述白光发光单元具有一顶面与四个侧面，所述白光发光单元的所述顶面共平面于所述封装层的一顶面，而所述白光发光单元的至少一个所述侧面被所述封装层所覆盖。
3.依据权利要求1所述的芯片级发光二极管封装结构，其特征在于，所述白光发光单元、所述覆晶式红色发光二极管芯片、所述覆晶式绿色发光二极管芯片、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片沿一第一方向排成一列；所述覆晶式红色发光二极管芯片、所述覆晶式绿色发光二极管芯片、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片彼此相邻设置；所述白光发光单元及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片分别位于所述覆晶式红色发光二极管芯片与所述覆晶式绿色发光二极管芯片的相反两外侧。
4.依据权利要求1所述的芯片级发光二极管封装结构，其特征在于，所述覆晶式红色发光二极管芯片、所述覆晶式绿色发光二极管芯片、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片沿一第一方向排成一列且彼此相邻设置；所述白光发光单元位于所述覆晶式红色发光二极管芯片、所述覆晶式绿色发光二极管芯片、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片的相同侧且留有相同的间距。
5.依据权利要求3或4所述的芯片级发光二极管封装结构，其特征在于，所述白光发光单元、所述覆晶式红色发光二极管芯片、所述覆晶式绿色发光二极管芯片、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片各呈长条形，所述白光发光单元的一长度方向平行于所述覆晶式红色发光二极管芯片、所述覆晶式绿色发光二极管芯片、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片之中每一个的一长度方向、并垂直于所述第一方向。
6.依据权利要求1所述的芯片级发光二极管封装结构，其特征在于，多个所述折射粒子包含多个二氧化硅奈米粒子与多个二氧化钛奈米粒子的至少其中一种，多个所述折射粒子相对于所述封装层的一重量百分比是介于3wt％～30wt％。
7.依据权利要求1所述的芯片级发光二极管封装结构，其特征在于，所述覆晶式红色发光二极管芯片、所述覆晶式绿色发光二极管芯片、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片之中的任两个相邻芯片的一间距是介于10微米～50微米。
8.依据权利要求1所述的芯片级发光二极管封装结构，其特征在于，所述覆晶式红色发光二极管芯片、所述覆晶式绿色发光二极管芯片、及所述覆晶式蓝色发光二极管芯片之中的任一个与所述封装层的外侧面之间的一最小距离是介于25微米～180微米。
9.依据权利要求1所述的芯片级发光二极管封装结构，其特征在于，所述内发光二极管芯片具有一顶面和四个侧面；所述荧光粉片具有所述外表面和四个侧边，并且所述荧光粉片堆叠于所述内发光二极管芯片的所述顶面，所述内发光二极管芯片的四个所述侧面分别与所述荧光粉片的四个所述侧边平齐；所述围墙设置于所述内发光二极管芯片的四个所述侧面和所述荧光粉片的四个所述侧边；其中，所述围墙的一底面裸露于所述封装层之外，所述荧光粉片的所述外表面与所述围墙的所述顶面共同构成所述白光发光单元的所述顶面。
10.依据权利要求9所述的芯片级发光二极管封装结构，其特征在于，所述白光发光单元的所述顶面是共平面于所述封装层的一顶面。
11.依据权利要求9所述的芯片级发光二极管封装结构，其特征在于，所述围墙的至少一个侧面共平面于所述封装层的外侧面的相邻部位。
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