专利名称：发光二极管的封装结构的制作方法
发光二极管的封装结构
发明所属技术领域
本发明系关于一种发光二极管的封装结构，尤 指一种可提升发光二极管发光效率的发光二极管的 封装结构。
先前技术
现今发光二极管(LED)业界均致力于提升发光 二极管的发光效率，而发光二极管的发光效率则取 决于以下几个条件l.发光二极管芯片的发光效率， 本身还包含发光二极管芯片内部电能转换成光能的 内部效率以及光从芯片内部辐辦至外部的外部效
率；2.荧光粉(如果需要时)的光转换效率，例如现今 白光发光二极管商业上最商业化的封装结构，即为 使用蓝光芯片加上黄色荧光粉的组合；3.封装结构 的设计，绝大部分的封装设计注重在透明材料的选 择，如高透明度、高穿透性、高折射率的材料，或 是高散热材料、结构的设计(在高功率发光二极管中) 等。
若以光学角度而言，发光二极管业界在提升发
光二极管的发光效率可以有下列方向l.将发光二 极管芯片使用透明或半透明基材，如蓝绿光芯片的
蓝宝石或SiC基材、红黄光的GaP基材等；2.提升发光二极管发光区的出光效率，例如将发光区的表
面粗化等；以及3.选择高透明度、高穿透性、高折 射率的透明封装材料等。
请参照
图1至图2，其中图l绘示了已知的表 面黏着式发光二极管的光折射示意图；图2绘示了 已知的直插式发光二极管的光折射示意图。如图所 示，发光二极管芯片20(或是从荧光粉层)所发出的 光不仅有正面所发出的正面光21，还有发射到侧面 的侧面光22、 23，但侧面光22、 23在发光二极管封 装内部可能需要反射/折射好几次才会从封装内部 发射至外界，因光所经路径过长，其光线强度不仅 会被发光二极管封装材料所吸收变弱，而且其所发 射出来的光线已经不是发光二极管封装光学设计时 所需要的光线了(如图1及图2中所示的光线31及 32)。 ，
就发光二极管封装的光学设计而言，除了选择 高透明度、高穿透性、高折射率的透明封装材料外， 发光二极管的发光角度的设计也是非常重要，上述 图1及图2的发光二极管的发光角度设计不佳，以 导致发光二极管的发光效率不佳，诚属美中不足之 处。
针对上述已知发光二极管封装结构的缺点，本 发明提供一种发光二极管的封装结构，以改善上述 的缺点。
发明内容本发明的一 目的系提供一种发光二极管的封装 结构，其使用两种不同光折射系数的材料，以便将 芯片所发出的光折射经由球形透镜射出，以提高发 光二极管的发光效率。
为达上述目的，本发明提供一种发光二极管的
封装结构，其包括 一基座，其上具有一正极及一 负极接垫； 一芯片，系置于该基座上，其可经由两 导线分别耦接至该正极及负极接垫； 一第一材料， 其系置于该芯片的至少一侧，其具有第一光折射系 数，可对该芯片所发出的光线进行折射； 一第二材 料，其系置于该芯片的上方侧，其具有第二光折射 系数，且与该第一材料间具有一界面，可对该第一 材料所折射的光线再进行折射；以及一球形透镜， 系置于该第二材料的上方侧，与该基座形成一密闭 空间；其中该芯片所发出的光线经由该第一光反射 材料及第二光反射材料进行折射后可由该球形透镜 射出。
为达上述目的，本发明提供一种发光二极管的 封装结构，其包括 一基座，其上具有一第一接脚; 一第二接脚，系置于该基座的一侧； 一芯片，系置 于该基座上，其可经由两导线分别耦接至该第一接 脚及第二接脚； 一第一材料，其系置于该芯片的至 少一侧，其具有第一光折射系数，可对该芯片所发
出的光线进行折射； 一第二材料，其系置于该芯片 的上方侧，其具有第二光折射系数，且与该第一材 料间具有一界面，可对该第一材料所折射的光线再进行折射；以及一球形透镜，系置于该第二材料的 上方侧，与该基座、第一接脚及第二接脚形成一密 闭空间；其中该芯片所发出的光线经由该第一光反 射材料及第二光反射材料进行折射后可由该球形透 镜射出。
为使审査员能进一步了解本发明的结构、特征 及其目的，兹附以图式及较佳具体实施例的详细说 明如后。
附图简述
图l为一示意图，其绘示了已知的表面黏着式 发光二极管的光折射示意图，其中各组件为芯片
20，正面光21,侧面光22、 23。
图2为一示意图，其绘示了已知的直插式发光 二极管的光折射示意图，其中各组件为芯片20， 正面光21,侧面光22、 23，光线31、 32。
图3为一示意图，其绘示了本案的发光二极管
的封装结构的剖面示意图，其中各组件为封装结
构100,基座110，正极接垫111,负极接垫112， 芯片120,导线121、 122，光线123、 124，第一材 料130,界面135,第二材料140，球形透镜150， 荧光粉160。
图4为一示意图，其绘示了本案的另一较佳实 施例的发光二极管的封装结构的剖面示意图，其中 各组件为封装结构200,基座210，第一接脚215， 第二接脚216，芯片220，导线221、 222,光线223、224,第一材料230，界面235，第二材料240，球形 透镜250，荧光粉260。
实施方式
请参照图3，其绘示本案的发光二极管的封装 结构的剖面示意图。
如图所示，本案的发光二极管的封装结构100 例如但不限于为表面黏着式发光二极管的结构，其
包括 一基座110;芯片120; —第一材料130; — 第二材料140;以及一球形透镜150的组合。
其中，该基座110上具有一正极接垫111及一 负极接垫112，可供耦接至印刷电路板(图中未示) 上，该基座IIO系为一般发光二极管的封装结构的 已知技术，且非本案的重点，故在此不拟赘述。
该芯片120系置于该基座1,10上，其可经由两 导线121、 122分别耦接至该正极接垫111及负极接 垫112。其中，该芯片120可视需要而发出各种所 需要颜色的电致发光，其系为已知的，且非本案的 重点，故在此不拟赘述。
该第一材料130系置于该芯片120的至少一侧， 例如但不限于两侧，其具有第一光折射系数N12,可 对该芯片120所发出的光线123、 124进行折射或反 射。其中，该第一材料130例如但不限于为空气或 者不透明的高折射材料，例如但不限于为不透明的 环氧树脂，其可将该芯片120所发出的电致发光以 适当角度折射至该第二材料140处。该第二材料140系置于该芯片120的上方侧， 其具有第二光折射系数Nl3,且与该第一材料130间 具有一界面135,其可将经该第一材料130所折射 的光线123、 124再进行折射，使其可以近乎垂直的 角度由该球形透镜150射出，除可縮短该芯片120 所发出光的路径外，亦可提升发光效率。其中，该 第一材料130的第一光折射系数Nn小于该第二材料 140的第二光折射系数N13。此外，该接口135例如 但不限于为一斜面、曲线或曲面，且该界面135与 该基座110间之夹角e例如但不限于为10° ~90° ， 但以40° ~50°较佳。
该球形透镜150系置于该第二材料140的上方 侧，与该基座110形成一密闭空间，以保护该基座 110、芯片120、第一材料130及第二材料140，其 系为已知的，且非本案的重点，，故在此不拟赘述。
此外，本发朋的芯片120的上方处进一步具有 荧光粉160，其可将该芯片120所发出的光转换成 所需要的光颜色，该荧光粉160具有转光效用，可 将该芯片120所发出的光线123、 124转换成所需要 的光颜色，其系为已知的，且非本案的重点，故在 此不拟赘述。
因此，藉由本发明的发光二极管的封装结构 100，该芯片120所发出的光线123、 124经由该第 一材料130折射至该第二材料140进行再折射，使 其可以近乎垂直的角度由该球形透镜150射出，除 可縮短该芯片120所发出光线123、 124的路径外，亦可提升发光效率。
请参照图4，其绘示了本案另一较佳实施例的 发光二极管的封装结构的剖面示意图。
如图所示，本案的发光二极管的封装结构200
例如但不限于为直插式发光二极管的结构，其包括:
一基座210,其上具有一第一接脚215; —第二接脚 216; —芯片220; —第一材料230; —第二材料240; 以及一球形透镜250的组合。
其中，该基座210上具有一第一接脚215，其 例如但不限于为正极接脚，可供耦接至印刷电路板 (图中未示)上，该基座210系为一般的发光二极管 的封装结构的已知技术，且非本案的重点，故在此 不拟赘述。
该第二接脚216系置于该基座210的一侧，其 例如但不限于为负极接脚，可供耦接至印刷电路板 (图中未示)上，诙第一接脚215及第二接脚216系为 一般的直插式发光二极管的封装结构的已知技术， 且非本案的重点，故在此不拟赘述。
该芯片220系置于该基座210上，其可经由两 导线221、 222分别耦接至该第一接脚215及第二接 脚216。其中，该芯片220可视需要而发出各种所 需要颜色的电致发光，其系为已知的，且非本案的 重点，故在此不拟赘述。
该第一材料230系置于该芯片220的至少一侧， 例如但不限于两侧，其具有第一光折射系数Nu，可 对该芯片220所发出的光线223、 224进行折射或反射。其中，该第一材料230例如但不限于为空气或 者不透明的高折射材料，例如但不限于为不透明的 环氧树脂，其可将该芯片220所发出的电致发光的 光线223、224以适当角度折射至该第二材料240处。
该第二材料240系置于该芯片220的上方侧， 其具有第二光折射系数N13,且与该第一材料230间 具有一界面235，其可将经该第一材料230所折射 的光线223、 224再进行折射，使其可以近乎垂直的 角度由该球形透镜250射出，除可縮短该芯片220 所发出光的路径外，亦可提升发光效率。其中，该 第一材料230的第一光折射系数Nu小于该第二材料 240的第二光折射系数Nn。此外，该接口 235例如 但不限于为一斜面、曲线或曲面，且该界面235与 该基座210间的夹角e例如但不限于为10° ~90° , 但以40° 50°较佳。
该球形透镜250系置于该第二材料240的上方 侧，与该基座210形成一密闭空间，以保护该基座 210、芯片220、第一材料230及第二材料240，其 系为已知的，且非本案的重点，故在此不拟赘述。
此外，本发明的芯片220的上方处进一步具有 荧光粉260,其可将该芯片220所发出的光转换成 所需要的光颜色，该荧光粉260具有转光效用，可 将该芯片220所发出的光转换成所需要的光颜色， 其系为已知的，且非本案的重点，故在此不拟赘述。
因此，藉由本发明的发光二极管的封装结构 200,该芯片220所发出的光可经由该第一材料230折射至该第二材料240进行再折射，使其可以近乎 垂直的角度由该球形透镜250射出，除可縮短该芯 片220所发出光线223、 224的路径外，亦可提升发 光效率。
因此，藉由本发明的发光二极管的封装结构的 实施，其使用两种不同光折射系数的材料，以便将 芯片所发出的光折射经由球形透镜射出，以提高发 光二极管的发光效率，以改善已知发光二极管的封 装结构的缺点。
本案所揭示的内容属于较佳实施例，凡是局部 的变更或修饰而源于本案的技术思想而为熟习该项 技艺的人所易于推知的都不脱本案的专利权范畴。
综上所述，本案无论就目的、手段与功效，均 在显示其不同于已知的技术特征，且其应用于实用， 符合发明的专利条件，恳请贵审査员明察，并祈早 日赐予专利，俾嘉惠社会，实感德便。
权利要求
1.一种发光二极管的封装结构，其包括一基座，其上具有一正极及一负极接垫；一芯片，系置于该基座上，其可经由两导线分别耦接至该正极及负极接垫；一第一材料，系置于该芯片的至少一侧，其具有一第一光折射系数，可对该芯片所发出的光线进行折射；一第二材料，系置于该芯片的上方侧，其具有一第二光折射系数，且与该第一材料间具有一界面，可对该第一材料所折射的光线再进行折射；以及一球形透镜，系置于该第二材料的上方侧，与该基座形成一密闭空间；其中该芯片所发出的光线经由该第一光反射材料及第二光反射材料进行折射后可由该球形透镜射出。
2. 如权利要求l所述的发光二极管的封装结构， 其中该第一材料为空气。
3. 如权利要求l所述的发光二极管的封装结构, 其中该第一材料为不透明的高折射材料。
4. 如权利要求3所述的发光二极管的封装结构， 其中该第一材料为不透明的环氧树脂。
5. 如权利要求l所述的发光二极管的封装结构， 其中该第一光折射系数小于该第二光折射系数。
6. 如权利要求l所述的发光二极管的封装结构，其中该接口为一斜面、曲线或曲面。
7. 如权利要求l所述的发光二极管的封装结构, 其中该接口的夹角0为10° ~90° 。
8. 如权利要求l所述的发光二极管的封装结构， 其中该芯片的上方处进一步具有荧光粉，其可将该 芯片所发出的光线转换成所需要的光颜色。
9. 一种发光二极管的封装结构，其包括 一基座，其上具有一第一接脚； 一第二接脚，系置于该基座的一侧； 一芯片，系置于该基座上，其可经由两导线分别耦接至该第一接脚及第二接脚；一第一材料，其系置于该芯片的至少一侧，其 具有第一光折射系数，可对该芯片所发出的光线进行折射；一第二材料，其系置于该；片的上方侧，其具 有第二光折射系数，且与该第一材料间具有一界面， 可对该第一材料所折射的光线再进行折射；以及一球形透镜，系置于该第二材料的上方侧，与 该基座、第一接脚及第二接脚形成一密闭空间；其中该芯片所发出的光线经由该第一光反射材 料及第二光反射材料进行折射后可由该球形透镜射 出。
10. 如权利要求9所述的发光二极管的封装结 构，其中该第一材料为空气。
11. 如权利要求9所述的发光二极管的封装结 构，其中该第一材料为不透明的高折射材料，且为环氧树脂。
12. 如权利要求11所述的发光二极管的封装结 构，其中该第一光折射系数小于该第二光折射系数。
13. 如权利要求9所述的发光二极管的封装结 构，其中该第一接脚为正极接脚，该第二接脚为负 极接脚。
14. 如权利要求9所述发光二极管的封装结构， 其中该接口为一斜面、曲线或曲面。
15. 如权利要求9所述的发光二极管的封装结 构，其中该接口的夹角e为10° 90° 。
16. 如权利要求9所述的发光二极管的封装结 构，其中该芯片的上方处进一步具有荧光粉，其可 将该芯片所发出的光线转换成所需要的光颜色。
全文摘要
本发明系一种发光二极管的封装结构，其包括一基座；一芯片；一第一材料，其系置于该芯片的至少一侧，其具有第一光折射系数；一第二材料，其系置于该芯片的上方侧，其具有第二光折射系数，且与该第一材料间具有一界面，可对该第一材料所折射的光再进行折射；以及一球形透镜，系置于该第二材料的上方侧，与该基座形成一密闭空间；其中该芯片所发出的光线经由该第一光反射材料及第二光反射材料进行折射后可由该球形透镜射出。
文档编号H01L33/00GK101299451SQ20081012640
公开日2008年11月5日 申请日期2008年6月26日 优先权日2008年6月26日
发明者索辛纳姆, 罗维鸿, 蔡绮睿 申请人:罗维鸿