TWI384649B - Light emitting diode chip encapsulation structure with embedded electrostatic protection function and its making method - Google Patents

Light emitting diode chip encapsulation structure with embedded electrostatic protection function and its making method Download PDF

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Description

具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構及其製作方法
本發明係有關於一種發光二極體晶片封裝結構及其製作方法，尤指一種具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構及其製作方法。
請參閱第一圖所示，其係為習知具有靜電防護(Electro-Static Discharge，ESD)功能之發光二極體晶片封裝結構之剖面示意圖。由圖中可知，習知之發光二極體晶片封裝結構係包括：一基底結構1、至少一設置於該基底結構1上端之發光二極體2、一靜電防護裝置3、及一螢光膠體4。
其中，該發光二極體2上端之正電極端21及負電極端22係藉由兩條導線W1以電性連接於該基底結構1之正電極端11及負電極端12。此外，該靜電防護裝置3也同樣設置於該基底結構1上，並且該靜電防護裝置3之負電極端32係直接電性連接於該基底結構1的正電極區域，而該靜電防護裝置3之正電極端31係透過一導線W2以電性連接於該基底結構1之負電極端12。再者，該螢光膠體4係覆蓋於該發光二極體2及該靜電防護裝置3上端，以保護該發光二極體2及該靜電防護裝置3。
然而，上述習知具有靜電防護功能之發光二極體晶片 封裝結構仍具有下列幾項缺點：
1、因為該發光二極體2所處的位置過低，因此習知的結構無法有效地提升該發光二極體2的發光效能。
2、由於該靜電防護裝置3設置於該發光二極體2的鄰近區域，因此該發光二極體2的發光效能會受到該靜電防護裝置3的影響。
3、由於該靜電防護裝置3與該發光二極體2相鄰地設置於該基底結構1之同一導電接腳上，因此該發光二極體2的散熱效能會受到該靜電防護裝置3的影響。
是以，由上可知，目前習知之具有靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構，顯然具有不便與缺失存在，而待加以改善者。
緣是，本發明人有感上述缺失之可改善，且依據多年來從事此方面之相關經驗，悉心觀察且研究之，並配合學理之運用，而提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。
本發明所要解決的技術問題，在於提供一種具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構及其製作方法。本發明將一發光單元與一靜電防護單元彼此分開(分層)設置，以避免該發光單元受到該靜電防護單元之干擾。
此外，本發明之螢光材料沒有直接接觸到發光單元，因此本發明可避免因發光單元所產生的高溫而降低螢光材料的發光效率。
再者，本發明之結構設計更適用於各種光源，諸如背光模組、裝飾燈條、照明用燈、或是掃描器光源等應用，皆為本發明所應用之範圍與產品。
為了解決上述技術問題，根據本發明之其中一種方案，提供一種具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構，其包括：一導電單元、一第一封裝單元、一靜電防護單元、一第二封裝單元、一發光單元、及一第三封裝單元。其中，該導電單元係具有至少兩個導電接腳，並且該至少兩個導電接腳彼此相鄰排列以形成一凹陷空間。該第一封裝單元係包覆每一個導電接腳之一部分，以產生一與該凹陷空間相連通之容置空間，並使得每一個導電接腳之末端露出該封裝單元。該靜電防護單元係容置於該凹陷空間內並電性連接於上述兩個導電接腳之間。該第二封裝單元係容置於該凹陷空間內以覆蓋該靜電防護單元。該發光單元係容置於該容置空間內並電性連接於上述兩個導電接腳之間。該第三封裝單元係容置於該容置空間內以覆蓋該發光單元。
為了解決上述技術問題，根據本發明之其中一種方案，提供一種具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構之製作方法，其包括下列步驟：首先，提供一導電單元，其具有至少兩個導電接腳，並且該至少兩個導電 接腳彼此相鄰排列以形成一凹陷空間；接著，將一第一封裝單元包覆每一個導電接腳之一部分，以產生一與該凹陷空間相連通之容置空間，並使得每一個導電接腳之末端露出該封裝單元；然後，將一靜電防護單元容置於該凹陷空間內並電性連接於上述兩個導電接腳之間；接下來，將一第二封裝單元容置於該凹陷空間內以覆蓋該靜電防護單元；緊接著，將一發光單元容置於該容置空間內並電性連接於上述兩個導電接腳之間；最後，將一第三封裝單元容置於該容置空間內以覆蓋該發光單元。
再者，依據不同的需要，該第三封裝單元係可為下列不同的實施態樣：
1、第一實施態樣：該第三封裝單元係為一透明材料。
2、第二實施態樣：該第三封裝單元係為一螢光材料，並且該螢光材料係由矽膠與螢光粉混合而成或由環氧樹脂與螢光粉混合而成。
3、第三實施態樣：該第三封裝單元係具有一用於覆蓋該發光單元之透明材料及一成形在該透明材料上之螢光材料。
4、第四實施態樣：該第三封裝單元係具有一用於覆蓋該發光單元之螢光材料及一成形在該螢光材料上之透明材料。
因此，本發明具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構係具有下列之優點：
1、因為該發光單元透過該第二封裝單元的撐高，以 使得該發光單元能處於一較高的位置。因此，本發明的結構可以有效地提升該發光單元的發光效能。
2、由於該靜電防護單元與該發光單元彼此分開(分層)設置於不同的位置，因此該發光單元的發光效能不會受到該靜電防護單元的影響。
3、由於該靜電防護單元與該發光單元彼此分開(分層)設置於不同的位置，因此該發光單元的散熱效能不會受到該靜電防護單元的影響。
4、於上述第三實施態樣中，因為該第三封裝單元係由該透明材料及該螢光材料兩層所組成，所以該螢光材料沒有直接接觸到該發光單元，因此本發明可避免因該發光單元所產生的高溫而降低該螢光材料的發光效率。
5、於上述第四實施態樣中，透過該透明材料的使用，一方面可減少該螢光材料的使用量，另外一面可藉由該透明材料位於最上層來保護該螢光材料，以達到免受外力的破壞的優點。
為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得一深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
請參閱第二圖、及第二A圖至第二E圖所示，其中第二圖係為本發明具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構之製作方法的第一實施例之流程圖，第二A圖至第二E圖分別為本發明具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構的第一實施例之封裝流程立體示意圖。
由第二圖中可知，本發明第一實施例之發光二極體晶片封裝結構之製作方法係包括下列步驟：
步驟S100：請配合第二圖及第二A圖所示，首先，提供一導電單元1a，其具有至少兩個導電接腳10a，並且該至少兩個導電接腳10a彼此相鄰排列以形成一凹陷空間100a。其中，每一個導電接腳10a係具有一延伸部(extending portion)101a及一由該延伸部101a向下彎折之彎折部102a，並且該等彎折部102a係彼此相鄰排列以形成該凹陷空間100a。
步驟S102：請配合第二圖及第二A圖所示，接下來，將一第一封裝單元2a包覆每一個導電接腳10a之一部分，以產生一與該凹陷空間100a相連通之容置空間200a，並使得每一個導電接腳10a之末端露出該封裝單元2a。換言之，每一個延伸部101a之一端係外露於該第一封裝單元2a的外部，並且該第一封裝單元2a係為一不透光材料。
步驟S104：請配合第二圖及第二B圖所示，緊接著， 將一靜電防護單元3a容置於該凹陷空間100a內並電性連接於上述兩個導電接腳10a之間。以本發明第一實施例而言，該靜電防護單元3a係設置於其中一導電接腳10a上，並且該靜電防護單元3a係透過一導線W1a而電性連接於另外一導電接腳10a。
步驟S106：請配合第二圖及第二C圖所示，然後，將一第二封裝單元4a容置於該凹陷空間100a內以覆蓋該靜電防護單元3a，其中該第二封裝單元4a係可為一具有光反射物質之封裝材料，例如：該光反射物質係可為高反射材料或全反射材料。
步驟S108：請配合第二圖及第二D圖所示，接著，將一發光單元5a容置於該容置空間200a內並電性連接於上述兩個導電接腳10a之間，其中該發光單元5a係可為一發光二極體，並且該發光單元5a係設置於該第二封裝單元4a上，而且該發光單元5a係透過兩條導線W2a以分別電性連接於上述兩個導電接腳10a。再者，該發光單元5a可透過該第二封裝單元4a之高反射性質，以達到高反射的效果。此外，透過該第二封裝單元4a的撐高，以使得該發光單元5a能處於一較高的位置，因此本發明的結構可以有效地提升該發光單元的發光效能。另外，由於該靜電防護單元3a與該發光單元5a彼此分開(分層)設置於不同的位置，因此該發光單元5a的發光效能及散熱效能不會受到該靜電防護單元3a的影響。
步驟S110：請配合第二圖及第二E圖所示，最後，將一第三封裝單元6a容置於該容置空間200a內以覆蓋該發光單元5a。以本發明第一實施例而言，該第三封裝單元6a係可為一透明材料。
因此，如第二E圖所示，本發明第一實施例係提供一種具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構，其包括：一導電單元1a、一第一封裝單元2a、一靜電防護單元3a、一第二封裝單元4a、一發光單元5a、及一第三封裝單元6a。其中，該導電單元1a係具有至少兩個導電接腳10a，並且該至少兩個導電接腳10a彼此相鄰排列以形成一凹陷空間100a。該第一封裝單元2a係包覆每一個導電接腳10a之一部分，以產生一與該凹陷空間100a相連通之容置空間200a，並使得每一個導電接腳10a之末端露出該封裝單元2a。該靜電防護單元3a係容置於該凹陷空間100a內並電性連接於上述兩個導電接腳10a之間。該第二封裝單元4a係容置於該凹陷空間100a內以覆蓋該靜電防護單元3a。該發光單元5a係容置於該容置空間200a內並電性連接於上述兩個導電接腳10a之間。該第三封裝單元6a係容置於該容置空間200a內以覆蓋該發光單元5a。
請參閱第三圖所示，其係為本發明具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構的第二實施例之剖面示意圖。由圖中可知，本發明第二實施例係提供一種具有 內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構，其包括：一導電單元1b、一第一封裝單元2b、一靜電防護單元3b、一第二封裝單元4b、一發光單元5b、及一第三封裝單元6b。此外，本發明第二實施例與第一實施例最大的差別在於：在第二實施例中，該靜電防護單元3b係設置於該第一封裝單元2b上，因此該靜電防護單元3b係透過兩條導線W1b以分別電性連接於兩個導電接腳10b。再者，該發光單元5b係透過一條導線W2b以設置於其中一導電接腳10b上，並且該發光單元5b係透過另一條導線W2b以電性連接於另外一導電接腳10b。
請參閱第四圖所示，其係為本發明具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構的第三實施例之剖面示意圖。由圖中可知，本發明第三實施例與第一實施例最大的差別在於：在第三實施例中，一第三封裝單元6c係為一螢光材料，並且該螢光材料係可由矽膠與螢光粉混合而成或由環氧樹脂與螢光粉混合而成。
請參閱第五圖所示，其係為本發明具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構的第四實施例之剖面示意圖。由圖中可知，本發明第四實施例與第一實施例最大的差別在於：在第四實施例中，一第三封裝單元6d係具有一用於覆蓋一發光單元5d之透明材料60d及一成形在該透明材料60d上之螢光材料61d。因此，因為該第三封裝單元6d係由該透明材料60d及該螢光 材料61d兩層所組成，所以該螢光材料61d沒有直接接觸到該發光單元5d，因此本發明可避免因該發光單元5d所產生的高溫而降低該螢光材料61d的發光效率。
請參閱第六圖所示，其係為本發明具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構的第五實施例之剖面示意圖。由圖中可知，本發明第五實施例與第一實施例最大的差別在於：在第五實施例中，一第三封裝單元6e係具有一用於覆蓋一發光單元5e之螢光材料61e及一成形在該螢光材料61e上之透明材料60e。因此，於第五實施例中，透過該透明材料60e的使用，一方面可減少該螢光材料61e的使用量，另外一面可藉由該透明材料60e位於最上層來保護該螢光材料61e，以達到免受外力的破壞的優點。
綜上所述，本發明將一發光單元與一靜電防護單元彼此分開(分層)設置，以避免該發光單元受到該靜電防護單元之干擾。因此，本發明具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構係具有下列之優點：
1、因為該發光單元透過該第二封裝單元的撐高，以使得該發光單元能處於一較高的位置。因此，本發明的結構可以有效地提升該發光單元的發光效能。
2、由於該靜電防護單元與該發光單元彼此分開(分層)設置於不同的位置，因此該發光單元的發光效能不會受到該靜電防護單元的影響。
3、由於該靜電防護單元與該發光單元彼此分開(分 層)設置於不同的位置，因此該發光單元的散熱效能不會受到該靜電防護單元的影響。
4、於上述第四實施例中，因為該第三封裝單元6d係由該透明材料60d及該螢光材料61d兩層所組成，所以該螢光材料61d沒有直接接觸到發光單元5d，因此本發明可避免因發光單元5d所產生的高溫而降低螢光材料61d的發光效率。
5、於上述第五實施例中，透過該透明材料60e的使用，一方面可減少該螢光材料61e的使用量，另外一面可藉由該透明材料60e位於最上層來保護該螢光材料61e，以達到免受外力的破壞的優點。
惟，以上所述，僅為本發明最佳之一的具體實施例之詳細說明與圖式，惟本發明之特徵並不侷限於此，並非用以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包含於本發明之範疇中，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。
 [習知]
1‧‧‧基底結構
11‧‧‧正電極端
12‧‧‧負電極端
2‧‧‧發光二極體
21‧‧‧正電極端
22‧‧‧負電極端
3‧‧‧靜電防護裝置
31‧‧‧正電極端
32‧‧‧負電極端
4‧‧‧螢光膠體
W1、W2‧‧‧導線
[本發明] (第一實施例)
1a‧‧‧導電單元
10a‧‧‧導電接腳
100a‧‧‧凹陷空間
101a‧‧‧延伸部
102a‧‧‧彎折部
2a‧‧‧第一封裝單元
200a‧‧‧容置空間
3a‧‧‧靜電防護單元
4a‧‧‧第二封裝單元
5a‧‧‧發光單元
6a‧‧‧第三封裝單元
W1a、W2a‧‧‧導線
(第二實施例)
1b‧‧‧導電單元
10b‧‧‧導電接腳
2b‧‧‧第一封裝單元
3b‧‧‧靜電防護單元
4b‧‧‧第二封裝單元
5b‧‧‧發光單元
6b‧‧‧第三封裝單元
W1b、W2b‧‧‧導線
(第三實施例)
6c‧‧‧第三封裝單元
(第四實施例)
5d‧‧‧發光單元
6d‧‧‧第三封裝單元
60d‧‧‧透明材料
61d‧‧‧螢光材料
(第五實施例)
5e‧‧‧發光單元
6e‧‧‧第三封裝單元
60e‧‧‧透明材料
61e‧‧‧螢光材料
第一圖係為習知具有靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構之剖面示意圖；第二圖係為本發明具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構之製作方法的第一實施例之流程 圖；第二A圖至第二E圖分別為本發明具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構的第一實施例之封裝流程立體示意圖；第三圖係為本發明具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構的第二實施例之剖面示意圖；第四圖係為本發明具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構的第三實施例之剖面示意圖；第五圖係為本發明具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構的第四實施例之剖面示意圖；以及第六圖係為本發明具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構的第五實施例之剖面示意圖。
導電單元‧‧‧1a
導電接腳‧‧‧10a
凹陷空間‧‧‧100a
第一封裝單元‧‧‧2a
容置空間‧‧‧200a
靜電防護單元‧‧‧3a
第二封裝單元‧‧‧4a
發光單元‧‧‧5a
第三封裝單元‧‧‧6a

Claims (20)

  1. 一種具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構，其包括：一導電單元，其具有至少兩個導電接腳，並且該至少兩個導電接腳彼此相鄰排列以形成一凹陷空間；一第一封裝單元，其包覆每一個導電接腳之一部分，以產生一與該凹陷空間相連通之容置空間，並使得每一個導電接腳之末端露出該封裝單元；一靜電防護單元，其容置於該凹陷空間內並電性連接於上述兩個導電接腳之間；一第二封裝單元，其容置於該凹陷空間內以覆蓋該靜電防護單元；一發光單元，其容置於該容置空間內並電性連接於上述兩個導電接腳之間；以及一第三封裝單元，其容置於該容置空間內以覆蓋該發光單元。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構，其中每一個導電接腳係具有一延伸部及一由該延伸部向下彎折之彎折部，該延伸部之一端係外露於該第一封裝單元的外部，並且該等彎折部係彼此相鄰排列以形成該凹陷空間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構，其中該靜電防護單元 係設置於其中一導電接腳上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構，其中該靜電防護單元係設置於該第一封裝單元上。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構，其中該發光單元係設置於其中一導電接腳上。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構，其中該發光單元係設置於該第二封裝單元上。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構，其中該第一封裝單元係為一不透光材料，並且該第二封裝單元係為一具有光反射物質之封裝材料。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構，其中該第三封裝單元係為一透明材料或一螢光材料，並且該螢光材料係由矽膠與螢光粉混合而成或由環氧樹脂與螢光粉混合而成。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構，其中該第三封裝單元係具有一用於覆蓋該發光單元之透明材料及一成形在該透明材料上之螢光材料。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之具有內埋式靜電防護 功能之發光二極體晶片封裝結構，其中該第三封裝單元係具有一用於覆蓋該發光單元之螢光材料及一成形在該螢光材料上之透明材料。
  11. 一種具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構之製作方法，其包括下列步驟：提供一導電單元，其具有至少兩個導電接腳，並且該至少兩個導電接腳彼此相鄰排列以形成一凹陷空間；將一第一封裝單元包覆每一個導電接腳之一部分，以產生一與該凹陷空間相連通之容置空間，並使得每一個導電接腳之末端露出該封裝單元；將一靜電防護單元容置於該凹陷空間內並電性連接於上述兩個導電接腳之間；將一第二封裝單元容置於該凹陷空間內以覆蓋該靜電防護單元；將一發光單元容置於該容置空間內並電性連接於上述兩個導電接腳之間；以及將一第三封裝單元容置於該容置空間內以覆蓋該發光單元。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構之製作方法，其中每一個導電接腳係具有一延伸部及一由該延伸部向下彎折之彎折部，該延伸部之一端係外露於該第一封裝單元的外部，並且該等彎折部係彼此相鄰排列以形 成該凹陷空間。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構之製作方法，其中該靜電防護單元係設置於其中一導電接腳上。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構之製作方法，其中該靜電防護單元係設置於該第一封裝單元上。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構之製作方法，其中該發光單元係設置於其中一導電接腳上。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構之製作方法，其中該發光單元係設置於該第二封裝單元上。
  17. 如申請專利範圍第11項所述之具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構之製作方法，其中該第一封裝單元係為一不透光材料，並且該第二封裝單元係為一具有光反射物質之封裝材料。
  18. 如申請專利範圍第11項所述之具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構之製作方法，其中該第三封裝單元係為一透明材料或一螢光材料，並且該螢光材料係由矽膠與螢光粉混合而成或由環氧樹脂與螢光粉混合而成。
  19. 如申請專利範圍第11項所述之具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構之製作方法，其中 該第三封裝單元係具有一用於覆蓋該發光單元之透明材料及一成形在該透明材料上之螢光材料。
  20. 如申請專利範圍第11項所述之具有內埋式靜電防護功能之發光二極體晶片封裝結構之製作方法，其中該第三封裝單元係具有一用於覆蓋該發光單元之螢光材料及一成形在該螢光材料上之透明材料。
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