[发明专利]具有斜面晶片反射结构的晶片级封装发光装置及其制造方法

说明书

本发明揭露一晶片级封装发光装置及其制造方法，该发光装置包含一覆晶式LED晶片、一萤光结构、一侧面可透光结构及一具倾斜侧面的晶片反射结构。侧面可透光结构设置于LED晶片立面的外侧，并位于萤光结构下方，且具有一倾斜侧面；反射结构覆盖侧面可透光结构的倾斜侧面，且围绕于LED晶片的四周。藉此，具有倾斜侧面的反射结构能有效将LED晶片所发出的光线反射至出光面以汲取出发光装置之外，可增加发光装置的光汲取效率。

技术领域

本发明有关一种发光装置及其制造方法，特别关于一种具有LED晶片的晶片级封装发光装置及其制造方法。

背景技术

LED(发光二极体)晶片是普遍地被使用来提供照明、背光或指示用的光源，而LED晶片通常会置于一封装结构中，以成为一发光装置，或进一步被萤光材料包覆或覆盖，而成为一白光发光装置。

发光装置可经由适当的设计方案来获得良好的发光效率，举例而言，如图1A所示，其为传统具有高经济效益的支架型(Plastic Leaded Chip Carrier，PLCC)LED封装，通常包含一水平式LED晶片80及一支架结构81，LED晶片80则透过金线82与支架结构81电性连接，而支架结构81包含一反射杯811，以将封装体内的光线反射至出光面，透过反射杯的设计可有效增加PLCC LED封装的发光效率，但PLCC LED封装却有其先天限制，包含：(1)、光在萤光胶内的行进路径差异大而造成空间色彩均匀性差，最终产生黄晕，(2)、出光面积远大于LED晶片面积，造成较大的光展量(Etendue)，使二次光学透镜不易设计，(3)、热阻大而造成散热不易，如此将导致发光效率的下降。

随着LED技术的演进，晶片级封装(chip-scale packaging，CSP)发光装置以其明显的优势于近年开始受到广大的重视。由于CSP发光装置仅由一覆晶式LED晶片与一包覆LED晶片的封装结构(通常包含一萤光材料)所组成，相较于传统PLCC LED封装，CSP发光装置具有以下优点：(1)不需要金线及额外的支架，因此可明显节省材料成本；(2)因省略了支架，可进一步降低LED晶片与散热板之间的热阻，因此在相同操作条件下将具有较低的操作温度，或进而增加操作功率以获得更大的光输出量；(3)较低的操作温度可使LED晶片具有较高的晶片量子转换效率；(4)大幅缩小的封装尺寸使得在设计模块或灯具时，具有更大的设计弹性；(5)具有小发光面积，因此可缩小光展量(Etendue)，使得二次光学更容易设计，亦或藉此获得高发光强度(intensity)。

以最广泛被使用的白光CSP发光装置为例，由发光角度的大小可分为两种类型。第一种类型为「五面发光」CSP发光装置，其由一覆晶式LED晶片与一包覆LED晶片的萤光结构所组成，萤光结构覆盖LED晶片的上表面与四个侧面，故CSP发光装置可从其顶面及四个侧面发出光线，即由不同方向的五个面发出光线(五面发光)。依不同外型尺寸的比例，五面发光CSP发光装置的发光角度介于140度至160度之间，因发光角度较大，适合需大角度光源的应用，例如照明、直下式背光模块光源等。

第二种类型为「正面发光」CSP发光装置，其由一覆晶式LED晶片、一萤光结构及一反射结构所组成，萤光结构设置于LED晶片上方，反射结构则围绕于LED晶片四周，并覆盖LED晶片的四个侧面，由于反射结构会将LED晶片及萤光结构所发出的光线反射回封装体内部，使CSP发光装置仅能从其顶面发出光线(正面发光)。正面发光CSP发光装置的发光角度介于115度至125度之间，可提供较小的发光角度，适合高指向性光源的应用，例如投射灯、侧入式LED背光模块光源等。

但是当发光装置的尺寸越益缩小时，原本可应用于习知发光装置的方案，例如PLCC LED封装的反射杯设计，将变得难以适用于晶片级封装发光装置中。正如在习知的正面发光CSP发光装置中，因现有制程技术的限制，其反射结构紧密覆盖LED晶片及/或萤光结构的侧面，这种架构将使由LED晶片内部向四侧发出的光线大部分地被LED晶片四侧反射结构反射回LED晶片中，在晶片内需经由多次反射后，才能被导向萤光结构的顶面以被汲取出CSP发光装置之外，故造成较多光能量损耗于CSP发光装置内部，降低了整体发光效率。