專利名稱：光電半導(dǎo)體的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光電半導(dǎo)體的封裝結(jié)構(gòu)，具有高導(dǎo)熱及一體成型的優(yōu)點(diǎn)，且不易變形，增加封裝的良率及品質(zhì)，而使用發(fā)光二極管的晶片封裝時(shí)，容易達(dá)到電子晶片所需的封裝需求，而且比已知的封裝結(jié)構(gòu)優(yōu)良，主要利用一體成型材料的方法來(lái)改善封裝強(qiáng)度及導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)防止光電晶片過(guò)熱影響光電裝置壽命。主要利用導(dǎo)熱材料的設(shè)置方法(如導(dǎo)熱膠或金屬殼)來(lái)改善封裝體導(dǎo)熱特性及一體成型防止裝配成本浪費(fèi)；而且比已知的發(fā)光體封裝結(jié)構(gòu)優(yōu)良。
背景技術(shù)：
在封裝工業(yè)中，受矚目的為光電半導(dǎo)體封裝，發(fā)光二極管(LED)及光傳感器封裝工業(yè)也伴隨著電子產(chǎn)品輕、薄、短、小與高功能的要求而愈顯重要，有與半導(dǎo)體封裝平分秋色的趨勢(shì)。LED或半導(dǎo)體封裝工業(yè)的封裝技術(shù)更推陳出新，如符合表面黏著技術(shù)(SMT)規(guī)格要求的2腳位及4腳位的LED，尤其是腳位較多時(shí)也表示其封裝結(jié)構(gòu)中需要更優(yōu)良的封裝；同理其封裝后成品亮度也是重要的要求。
如一般使用大眾所認(rèn)知的，電子構(gòu)裝技術(shù)是指從半導(dǎo)體集成電路或發(fā)光二極管制作完成后，與其它的電子組件共同組裝于一個(gè)聯(lián)線結(jié)構(gòu)之中，成為一個(gè)電子產(chǎn)品，以達(dá)成特定設(shè)計(jì)功能的所有制程。電子構(gòu)裝主要的功能有四，分別是電能傳送(Power Distribution)、訊號(hào)傳送(SignalDistribution)、熱散失(Heat Dissipation)與保護(hù)支持(Protectionand Support)。如常用于IC集成電路晶片封裝與發(fā)光二極管LED封裝。
請(qǐng)參考如圖一所示，其為已知的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)1a，埋入式射出體10a以導(dǎo)熱金屬材30a黏著發(fā)光二極管晶片20a在底座杯面40a(在底座50a上)，并可連上導(dǎo)腳11a的封裝狀況，尤其是面對(duì)組裝時(shí)，傳統(tǒng)的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)1a面對(duì)較困難的組裝度問(wèn)題及反射杯問(wèn)題，如反射杯會(huì)提供光線反射(如手電筒的反射杯)(但透鏡12a是針對(duì)點(diǎn)狀聚焦，造成散漏光，該散漏光對(duì)光線聚焦有不利影響)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，會(huì)影響光源精度，并且對(duì)分離式封裝(底座50a與埋入式射出體10a分離的設(shè)計(jì))良率及組裝也有負(fù)面影響。因此有必要研發(fā)出一種利于組裝及亮度集中的封裝結(jié)構(gòu)來(lái)符合實(shí)際應(yīng)用要求。
因此，對(duì)目前市面上的發(fā)光二極管而言，易集中光源而具組裝方便性(最好為一體成型)是封裝過(guò)程的重要需求，發(fā)明人經(jīng)努力研發(fā)出本發(fā)明來(lái)達(dá)到上述需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，而能維持高集中光源品質(zhì)的發(fā)光二極管及光傳感器封裝結(jié)構(gòu)，可用于具有與透鏡共同封裝需求的光電半導(dǎo)體(如發(fā)光二極管)，可以提供低成本高品質(zhì)的封裝功效。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種以一體成型外殼及不具有反光杯的承載晶片裝置為主要結(jié)構(gòu)及以導(dǎo)熱片材料易于導(dǎo)熱的特質(zhì)結(jié)合，配合傳統(tǒng)封裝制程及制程難度低的周邊設(shè)備，將各制程步驟結(jié)合在一起發(fā)展出本發(fā)明。
另外本發(fā)明也可用打金線(或?yàn)槠渌N金屬線)的裸晶封裝方式或已經(jīng)封裝了透明膠的光電晶片來(lái)應(yīng)用，視情況可有不同實(shí)施例。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)包含殼體，具有導(dǎo)熱本體及導(dǎo)腳，且導(dǎo)熱本體及導(dǎo)腳為電絕緣直接連接或以絕緣導(dǎo)腳套與導(dǎo)熱本體連接；光電半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，以導(dǎo)熱材料(可為導(dǎo)熱膠或?qū)峤饘倨?設(shè)置于該導(dǎo)熱本體內(nèi)部一平面上，為具有發(fā)光或光感測(cè)能力的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；及透鏡裝置，由透光材料構(gòu)成，設(shè)于導(dǎo)熱本體之上，且面向光電半導(dǎo)體。其中殼體為一體成型。
為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，但是附圖僅提供參考與說(shuō)明，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。


圖一為已知發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的示意圖；
圖二A為本發(fā)明實(shí)施例一上視結(jié)構(gòu)的示意圖；圖二B為本發(fā)明實(shí)施例一前視剖面結(jié)構(gòu)的示意圖；圖二C為本發(fā)明實(shí)施例一側(cè)視結(jié)構(gòu)的示意圖；圖三A為本發(fā)明實(shí)施例二上視結(jié)構(gòu)的示意圖；圖三B為本發(fā)明實(shí)施例二前視剖面結(jié)構(gòu)的示意圖；圖三C為本發(fā)明實(shí)施例二側(cè)視結(jié)構(gòu)的示意圖；圖四A為本發(fā)明實(shí)施例三上視結(jié)構(gòu)的示意圖；圖四B為本發(fā)明實(shí)施例三前視剖面結(jié)構(gòu)的示意圖；及圖四C為本發(fā)明實(shí)施例三側(cè)視結(jié)構(gòu)的示意圖。
附圖中符號(hào)說(shuō)明發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu) 1a 埋入式射出體 10a導(dǎo)腳11a透鏡 12a發(fā)光二極管晶片 20a導(dǎo)熱金屬材30a杯面40a底座 50a殼體10 導(dǎo)熱本體 12導(dǎo)腳14 絕緣導(dǎo)腳套16光電半導(dǎo)體結(jié)構(gòu) 20 導(dǎo)熱片材料30基材32 凸緣 34透鏡裝置40實(shí)施方式本發(fā)明的原理為使用透鏡聚焦于一點(diǎn)的方式使光源品質(zhì)提高以針對(duì)不必要的零件予以去除，尤其是對(duì)定點(diǎn)區(qū)域高亮度的光學(xué)裝置(如掃描儀光度均勻的照射于紙張上或數(shù)碼相機(jī)的聚焦注重清楚的成像光源)，及本發(fā)明用一體成型的外殼使熱傳導(dǎo)效率得以提升并方便組裝。
另外本發(fā)明也可用打晶線的裸晶封裝方式(如圖二A及圖二B)或已經(jīng)封裝了透明膠的光電晶片來(lái)應(yīng)用，視情況可有不同實(shí)施例。
在此參考本發(fā)明圖二A到圖二C及類似的圖三A到圖三C與圖四A到圖四C的光電半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)作出敘述；殼體10，具有導(dǎo)熱本體12(可為金屬、陶瓷或塑料的材料以導(dǎo)熱材料如導(dǎo)熱金屬片或?qū)崮z連接到殼體10底面)及導(dǎo)腳14，且導(dǎo)熱本體12及導(dǎo)腳14為電絕緣直接連接或以絕緣導(dǎo)腳套16(可為陶瓷制成)與導(dǎo)熱本體連接；光電半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)20(可為復(fù)數(shù)片)，以導(dǎo)熱片材料30(可為導(dǎo)熱膠或?qū)峤饘倨?設(shè)置于該導(dǎo)熱本體內(nèi)部一平面上(通常為透鏡裝置40聚焦區(qū)域)，為具有發(fā)光或光感測(cè)能力的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；及透鏡裝置40，為透光材料構(gòu)成，設(shè)于導(dǎo)熱本體12之上，且面向光電半導(dǎo)體20。其中殼體為一體成型。
本發(fā)明還有如下細(xì)部實(shí)施例變化其中光電半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)20可具有含高分子封裝膠的透光部分與通電接點(diǎn)(如常見(jiàn)的發(fā)光二極管封裝)，且該通電接點(diǎn)與導(dǎo)熱本體12內(nèi)部一平面上基材32(可用一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(如導(dǎo)腳14延長(zhǎng)或另外用導(dǎo)電片連接)與基材相連接做連通導(dǎo)電的功能)相電連接(電路連接)，基材32(該基材32可有凸緣34)固定于導(dǎo)熱本體12內(nèi)部一平面上(該基材可取代導(dǎo)熱片材料30與光電半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)20相熱壓連接，或可透過(guò)導(dǎo)熱片材料30熱壓連接)；其中光電半導(dǎo)體20為發(fā)光二極管或光傳感器；其中導(dǎo)熱本體12可為高分子復(fù)合材料構(gòu)成，且具有導(dǎo)熱材料以連接光電半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)20的導(dǎo)熱路徑到導(dǎo)熱本體的底面(可用金屬片或?qū)崮z)；其中導(dǎo)熱本體12可為陶瓷材料構(gòu)成，且具有導(dǎo)熱材料以連接光電半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)20的導(dǎo)熱路徑到導(dǎo)熱本體12的底面；其中殼體10為金屬材質(zhì)；其中光電半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)以打?qū)щ娋€(如金屬線)連接導(dǎo)腳14(如圖二A或圖二B所示)；其中導(dǎo)熱片材料可為導(dǎo)熱金屬片或硅基導(dǎo)熱膠；其中殼體可為金屬殼，導(dǎo)熱本體為粉末射出，且絕緣導(dǎo)腳套包住導(dǎo)腳使導(dǎo)腳與導(dǎo)熱本體電絕緣；其中基材可為高分子材料材質(zhì)，且高分子材料的基板可埋藏電阻或電感。其中光電半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的排列方式均勻分布于導(dǎo)熱本體內(nèi)部一特定平面上(即透鏡裝置40聚焦區(qū)域的平面)。
本發(fā)明的特征與方便之處在于，將傳統(tǒng)的反射杯結(jié)構(gòu)省略使聚光區(qū)域亮度均勻及以一體成形方式(塑料埋入金屬導(dǎo)腳架方式或以陶瓷或金屬材料埋入金屬導(dǎo)腳架方式)，使封裝結(jié)構(gòu)得以改善光學(xué)性質(zhì)及一體成形加強(qiáng)組裝方便性，并且設(shè)置成本低及對(duì)傳統(tǒng)發(fā)光二極管晶片封裝生產(chǎn)線影響不大。因此本發(fā)明設(shè)置容易；且本發(fā)明的殼體結(jié)構(gòu)兼顧發(fā)光品質(zhì)及組裝方便；另外本發(fā)明對(duì)傳統(tǒng)封裝程序的加工次序影響不大，完全可以溶入舊有封裝程序當(dāng)中，舊有封裝機(jī)臺(tái)不需大幅修改，是符合制造實(shí)際狀況而有用的設(shè)計(jì)。
本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)(1)新制程設(shè)置容易，所需新添設(shè)備價(jià)格及技術(shù)要求皆不大；(2)一體成型組裝性佳；(3)傳統(tǒng)封裝設(shè)備仍然可用；(4)發(fā)光的均勻度佳，可配合高品質(zhì)光學(xué)設(shè)備。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)為不可多得的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，極具產(chǎn)業(yè)上實(shí)用性、新穎性及創(chuàng)造性，完全符合專利申請(qǐng)要點(diǎn)，根據(jù)專利法提出本申請(qǐng)，敬請(qǐng)?jiān)敳椴①n準(zhǔn)本案專利，以保障設(shè)計(jì)者權(quán)益。
權(quán)利要求
1.一種光電半導(dǎo)體的封裝結(jié)構(gòu)，其包含殼體，具有導(dǎo)熱本體及導(dǎo)腳，且該殼體為一體成型；光電半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，以導(dǎo)熱片材料設(shè)置于導(dǎo)熱本體內(nèi)部一平面上；及透鏡裝置，由透光材料構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所示光電半導(dǎo)體的封裝結(jié)構(gòu)，其中導(dǎo)熱本體及導(dǎo)腳為電絕緣直接連接或以絕緣導(dǎo)腳套與導(dǎo)熱本體連接；且其中光電半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)為具有發(fā)光或光感測(cè)能力的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；其中透鏡裝置設(shè)于導(dǎo)熱本體之上，且面向該光電半導(dǎo)體。
3.如權(quán)利要求1所示光電半導(dǎo)體的封裝結(jié)構(gòu)，其中光電半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)具有含高分子封裝膠的透光部分與通電接點(diǎn)，且該通電接點(diǎn)與導(dǎo)熱本體內(nèi)部一平面上的基材電通連接，基材固定于導(dǎo)熱本體內(nèi)部一平面上。
4.如權(quán)利要求1所示光電半導(dǎo)體的封裝結(jié)構(gòu)，其中光電半導(dǎo)體為發(fā)光二極管或光感測(cè)器。
5.如權(quán)利要求1所示光電半導(dǎo)體的封裝結(jié)構(gòu)，其中導(dǎo)熱本體為高分子復(fù)合材料構(gòu)成，且具有導(dǎo)熱材料以連接該光電半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱路徑到導(dǎo)熱本體的底面。
6.如權(quán)利要求1所示光電半導(dǎo)體的封裝結(jié)構(gòu)，其中導(dǎo)熱本體為陶瓷材料所構(gòu)成，且具有導(dǎo)熱材料以連接該光電半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱路徑到導(dǎo)熱本體的底面。
7.如權(quán)利要求1所示光電半導(dǎo)體的封裝結(jié)構(gòu)，其中殼體為金屬材質(zhì)。
8.如權(quán)利要求1所示光電半導(dǎo)體的封裝結(jié)構(gòu)，其中光電半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)以打?qū)щ娋€連接導(dǎo)腳。
9.如權(quán)利要求1所示光電半導(dǎo)體的封裝結(jié)構(gòu)，其中導(dǎo)熱片材料為硅基導(dǎo)熱膠或?qū)峤饘倨?br> 10.如權(quán)利要求1所示光電半導(dǎo)體的封裝結(jié)構(gòu)，其中殼體為金屬殼，導(dǎo)熱本體為粉末射出，且絕緣導(dǎo)腳套包住導(dǎo)腳使導(dǎo)腳與導(dǎo)熱本體電絕緣。
11.如權(quán)利要求3所示光電半導(dǎo)體的封裝結(jié)構(gòu)，其中基材為高分子材料，且高分子材料的基板埋藏電阻或電感。
12.如權(quán)利要求1項(xiàng)所示光電半導(dǎo)體的封裝結(jié)構(gòu)，其中光電半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的排列方式為均勻分布于導(dǎo)熱本體內(nèi)部一特定平面上。
全文摘要
一種光電半導(dǎo)體的封裝結(jié)構(gòu)，具有高導(dǎo)熱及一體成型的優(yōu)點(diǎn)，且不易變形，增加封裝的良率及品質(zhì)，而使用發(fā)光二極體晶片封裝時(shí)，容易達(dá)到電子晶片所需的封裝需求，而且比已知的封裝結(jié)構(gòu)優(yōu)良，主要利用一體成型材料的方法來(lái)改善封裝強(qiáng)度及導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)防止光電晶片過(guò)熱影響光電裝置壽命。
文檔編號(hào)H01L27/14GK1750281SQ200410079760
公開(kāi)日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2004年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月17日
發(fā)明者汪秉龍, 莊峰輝, 巫世裕, 柯慶鴻, 翁駿程 申請(qǐng)人:宏齊科技股份有限公司