[发明专利]具有厚膜环绕壁的发光二极管元件基板、元件及制法

说明书

【技术领域】

本发明是关于一种具有厚膜环绕壁的发光二极管元件基板、元件及制法，尤其是一种可使出光均匀及保护侧边电极的发光二极管元件及其制造方法。

【背景技术】

目前发光二极管(LED)已相当普及，LED组件不仅体积小、反应时间快、使用寿命长、亮度不易衰减、且耐震动，因此LED组件渐渐取代包括显示器背光光源、照相机闪光灯、交通号志、车头及车尾灯，甚至逐渐有取代照明灯泡的趋势。

一般太阳光所提供的白光，在光谱分布上相当广泛，且各种波长的成分均具备。但是对于人类视觉而言，真正可以被视觉神经感测的色光，依照其光波长主要区分为波长约为622nm~780nm的红光、波长约为492nm~577nm的绿光、及波长约为455nm~492nm的蓝光，只要三种色光兼备，且彼此以一个预定的比例组合，就会被认定为白光。所以为能提供人类视觉上所认知的白光光源，可以采取红、绿、蓝三色的LED晶粒光源组合；但是更简单的方式，则是如图1所示，将蓝光LED晶粒1设置在基板40上，经由焊垫42供电使其发出短波长的蓝光，再于LED晶粒1发光处涂上一层混有发出黄色荧光的荧光层2，或者是同时混入可发红光的荧光材料与绿光的荧光材料，LED晶粒1所发的蓝光因而被荧光层2部分吸收，并受到激发而从荧光层2射出与蓝光互补的黄光或红绿光，并与LED晶粒1发出且未被吸收而透射出的蓝光混合，便可欺骗人类视觉而混合出肉眼所认定的白光。

但在公知技术的制造过程中，由于荧光层2是以胶状被倾倒在焊接于基板40的LED晶粒1之上，并且任其凝结固着，一旦分布于LED晶粒1上的荧光层2厚度不均则形成如图上标号所示的较薄区域21及较厚区域22，故当LED晶粒1发光时，较薄区域21因为荧光材质较少，透射出的蓝光较多，受激发射出的黄色荧光较少，使得射出颜色偏蓝；相反地，较厚区域22所吸收蓝光与所放射出的黄色荧光较多，使得该区域所发黄光比例较高，使荧光层厚度不同的区域的色光分布不均。

为解决荧光层厚度分布不均的问题，已有业者提出如图2所示的结构，在基板40’上一体化地烧结形成一个杯状部44’，杯状部44’中自然形成向内凹陷的容置空间440’；LED晶粒1’则是以覆晶方式成形于一个基板上，并且将基板与LED晶粒1’一同放置于一个模具中，从而将含有荧光粉的胶均匀成形在LED晶粒1’的外表面上，使得将来成形的覆晶LED单体10’具有完整包覆LED晶粒1’的平坦荧光层2’。

另一方面，由于成形LED晶粒的过程，通常是在一片晶圆上同时规划成形例如两万颗LED晶粒，最后再将布局好电路的晶圆分离为众多的晶粒，因此在分离的过程中，往往会有一定比例的晶粒，其边界并非完全笔直，而是有些许凹凸的部分存在。上述公知技术在将晶粒覆晶固定于基板上后，需要将LED晶粒反向置入模具中，藉以成形包覆该LED晶粒的荧光层，此时，一旦LED晶粒边界有所突出，将造成制作上的困难，降低产品良率从而提升制造成本。

再者，亦有业者提出在陶瓷基板上贴附一个预先成形的杯状环绕壁，并供LED晶粒及荧光层设置其中的解决方案，但一方面，以机械设备贴附的精度有限，误差常可达数十至数百微米；另一方面，贴附效果并非相当牢靠。尤其高亮度LED操作过程中发出高温，基板与环绕壁受冷热交互冲击，更易剥离，使得此种制程制造出的产品，品质不佳，产品定位因而较低。

为解决上述问题，更有业者提出基板形成有环绕壁的发光二极管元件，如图3所示，其环绕壁44”是透过高精度的光阻膜曝光显影而成，并非与基板40”同步烧结而成，使得制程较具弹性，可以完全配合市场需求尺寸，以确保环绕壁44”的大小尺寸精密而符合预期，还可进一步预留些许安装缝隙，从而容纳LED晶粒切割后在边界处形成的不平整边缘。但在批次制造发光二极管的过程中，制作侧边电极，往往需要先将发光二极管元件先以条状分离，并使各侧边暴露，叠置后进行例如溅镀，再将整条元件逐个分离，并随后滚镀而完成侧边电极，过程不仅繁杂，作业上也相当费时。