專利名稱：半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)(Semiconductorlight-emitting device package structure)，并且特別地，本實用新型涉及一種針對半導(dǎo)體發(fā)光管芯的多芯片模塊單一封裝結(jié)構(gòu)(Multi-chip module singlepackage structure)。
背景技術(shù)：
由于半導(dǎo)體發(fā)光器件(Semiconductor light-emitting device，LED)具有省電、使用壽命長、反應(yīng)快以及適合量產(chǎn)等許多優(yōu)點。因此，目前以半導(dǎo)體發(fā)光器件做為光源的照明產(chǎn)品，已漸成趨勢。
然而，現(xiàn)有的高功率的半導(dǎo)體發(fā)光器件在持續(xù)發(fā)亮一段時間后，會有溫度過高的問題。目前的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)即普遍具有熱阻過高的問題，進而影響發(fā)光功率、效率。因此，僅僅安置散熱裝置的傳統(tǒng)半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，并無法有效率地降低半導(dǎo)體發(fā)光器件的溫度。因此，提供一種能夠良好散熱的封裝結(jié)構(gòu)確有其必要性，以解決封裝結(jié)構(gòu)與散熱模塊兩者間界面所具有的熱阻過高的問題。有鑒于此，申請人開發(fā)了本實用新型。
此外，傳統(tǒng)的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，皆為針對單一半導(dǎo)體發(fā)光器件模塊進行單一封裝。為符合新型照明產(chǎn)品的發(fā)展，因此，本實用新型的范疇即在提供一種針對半導(dǎo)體發(fā)光管芯的多芯片模塊單一封裝結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本實用新型的主要范疇即在于提供一種針對半導(dǎo)體發(fā)光管芯的多芯片模塊單一封裝結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本實用新型的一優(yōu)選具體實施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，其包含一基板、N個下底座以及N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊。所述基板上定義一頂表面和一底表面，所述基板的頂表面上形成N個第一凹陷部，所述基板的底表面上形成N個第二凹陷部。每一個第二凹陷部與一個第一凹陷部位置相對，并且與所述個第一凹陷部相通。所述頂表面的上設(shè)有多個外部電極。并且，N為一大于或等于2的正整數(shù)。
此外，所述N個下底座中的每一個下底座對應(yīng)一個第二凹陷部。每一個下底座上定義一個第一表面以及一個第二表面。每一個下底座嵌入于所述對應(yīng)的第二凹陷部，致使所述個下底座的第一表面的一部分暴露于所述第一凹陷部的內(nèi)部。
進一步，所述N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊中的每一個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊對應(yīng)一個下底座，并且固定于所述下底座的第一表面暴露于所述對應(yīng)的第一凹陷部內(nèi)部的部分上。每一個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊本身的內(nèi)電極還電連接至所述外部電極。
本實用新型提供了一種具有高散熱效率的封裝結(jié)構(gòu)，該封裝結(jié)構(gòu)用以封裝至少一半導(dǎo)體發(fā)光器件，亦可配合導(dǎo)熱裝置進一步有效排除高功率半導(dǎo)體發(fā)光器件所產(chǎn)生的大量熱量，以解決傳統(tǒng)封裝結(jié)構(gòu)與散熱模塊兩者間界面所具有的熱阻過高的問題。
關(guān)于本實用新型的優(yōu)點與精神可以通過以下的實施方式及附圖得到進一步的了解。


圖1A繪示根據(jù)本實用新型的一優(yōu)選具體實施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)1的頂視圖。
圖1B是沿圖1A中半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)1的K-K線的剖面視圖。
圖2繪示圖1A中半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)1的另一變體。
圖3A繪示根據(jù)本實用新型的另一優(yōu)選具體實施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)3的透視圖。
圖3B是沿圖3A中半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)3的O-O線的局部剖面視圖。
圖3C是沿圖3A中半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)3的P-P線的局部剖面視圖，以顯示導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)3的另一變體。
圖4繪示圖3A中半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)3的另一變體。
附圖標記說明1、3半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu) 12、32基板
122頂表面 124底表面126第一凹陷部 128第二凹陷部14下底座142第一表面144第二表面 16、34半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊36載臺 38導(dǎo)熱裝置40散熱鰭片 42固定裝置具體實施方式
本實用新型提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，并且特別地，是針對半導(dǎo)體發(fā)光管芯的多芯片模塊單一封裝結(jié)構(gòu)。以下將詳述本實用新型的優(yōu)選具體實施例以及實際應(yīng)用實例，由此充分說明本實用新型的特征、精神及優(yōu)點。
請參閱圖1A以及圖1B。圖1A繪示根據(jù)本實用新型的一優(yōu)選具體實施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)1的頂視圖。圖1B是圖1A中半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)1沿著K-K線的剖面視圖。如圖1A所示，半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)1包含基板(Substrate)12、N個下底座(Sub-mount)14以及N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊(Semiconductor light-emitting die module)16，其中，N為一大于或等于2的正整數(shù)。圖1A及圖1B中半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)1具有三個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊，作為說明例。
如圖1B所示，基板12上定義一頂表面122以及一底表面124?；?2的頂表面122上形成N個第一凹陷部126。基板12的底表面124上形成N個第二凹陷部128。每一個第二凹陷部128與一個第一凹陷部126位置相對，并且與該個第一凹陷部126相通。此外，頂表面122上設(shè)有多個外部電極(Outer electrode)(未繪示于圖中)。
此外，N個下底座14中的每一個下底座14對應(yīng)一個第二凹陷部128，每一個下底座14上定義一個第一表面142以及一個第二表面144。每一個下底座14嵌入于該對應(yīng)的第二凹陷部128，致使該個下底座14的第一表面142的一部分暴露于該個第一凹陷部126的內(nèi)部。在實際應(yīng)用中，該N個下底座14可由半導(dǎo)體材料、陶瓷材料或金屬材料制成。
進一步，N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊16中的每一個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊16對應(yīng)一個下底座14，并且固定于該個下底座14的第一表面142暴露于對應(yīng)的第一凹陷部126內(nèi)部的部分上，每一個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊16本身的內(nèi)電極(Inter electrode)(未繪示于圖中)還電連接至所述外部電極。在實際應(yīng)用中，該基板的形狀不限，例如，圖1A中基板12的頂視外觀為長方形。此外，例如，圖2中所繪示的基板12的頂視外觀為圓形。在圖2中具有與圖1A相同附圖標記的單元，其同樣執(zhí)行圖1A中相對應(yīng)單元所具有的功能，在此不多做贅述。
在一具體實施例中，根據(jù)本實用新型的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)1進一步包含一封裝材料(Package material)(未繪示于圖中)。該封裝材料分別填充每一個第一凹陷部126，以分別覆蓋每一個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊16。
在另一具體實施例中，根據(jù)本實用新型的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)1進一步包含一封裝材料(未繪示于圖中)。該封裝材料整體性地填充所述第一凹陷部126，以整體性地覆蓋N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊16。
在另一具體實施例中，根據(jù)本實用新型的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)1進一步包含一透明的包覆殼體(未繪示于圖中)。該包覆殼體裝設(shè)于頂表面122上，并且整體性地包覆N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊16。
在另一具體實施例中，根據(jù)本實用新型的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)1進一步包含N個透明的包覆殼體(未繪示于圖中)。所述包覆殼體裝設(shè)于頂表面122上，并且每一個包覆殼體包覆N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊16中的一個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊16。
請參閱圖3A以及圖3B。圖3A繪示根據(jù)本實用新型的另一優(yōu)選具體實施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)3的透視圖。圖3B是圖3A中半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)3沿著O-O線的局部剖面視圖。與圖1A中半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)1類似，半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)3同樣包含基板32、N個下底座(未繪示于圖中)以及N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊34，其中，N為一大于或等于2的正整數(shù)。圖3A繪示出三個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊。
此外，半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)3進一步包含一載臺(Carrier)36以及N個大體上成柱狀的導(dǎo)熱裝置(Heat-conducting device)38。N個導(dǎo)熱裝置38中的每一個導(dǎo)熱裝置38具有一個平坦部。此外，基板32以本身的底表面固定于載臺36上。載臺36具有分別相對于一個下底座的位置的N個通孔，并且每一個通孔配合一個導(dǎo)熱裝置38的插入，致使導(dǎo)熱裝置38的平坦部與對應(yīng)的下底座緊密接合。
在一具體實施例中，N個導(dǎo)熱裝置38中的每一個導(dǎo)熱裝置38分別為一熱導(dǎo)管(Heat pipe)或一熱導(dǎo)柱(Heat column)。
在一具體實施例中，N個導(dǎo)熱裝置38分別由銅、鋁或一種具有高導(dǎo)熱率的材料制成。
同樣如圖3A以及圖3B所示，半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)3進一步包含至少一散熱鰭片(Heat-dissipating fin)40。至少一散熱鰭片40固定于所述導(dǎo)熱裝置38的周圍上。
同樣如圖3A以及圖3B所示，半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)3進一步包含固定裝置42。N個導(dǎo)熱裝置38的尾端固定于固定裝置42上。
請參閱圖3C，圖3C是圖3A中半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)3沿著P-P線的局部剖面視圖，以顯示半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)3。圖3C中具有與圖3B相同附圖標記的單元，其同樣執(zhí)行圖3B中相對應(yīng)單元所具有的功能，在此不多做贅述。與圖3B中的半體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)3的不同之處在于，對于圖3C中的半體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)3，其每一個導(dǎo)熱裝置38的前端成彎曲狀，并且每一個導(dǎo)熱裝置38的平坦部形成于其前端的周圍上。
請參閱圖4，半體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)3的另一變體繪示于圖中。圖4中具有與圖3A或圖3B相同附圖標記的單元，其同樣執(zhí)行圖3A及圖3B中相對應(yīng)單元所具有的功能，在此不多做贅述。與圖3A及圖3B中的半體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)3不同之處在于，對于圖4中的半體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)3，其固定裝置42是一環(huán)狀結(jié)構(gòu)件。
另一不同之處在于，對于圖4中的半體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)3，其也包含N組散熱鰭片40。每一組散熱鰭片40固定于所示導(dǎo)熱裝置38的中的一個導(dǎo)熱裝置38的周圍上。
在一具體實施例中，上述優(yōu)選具體實施例所公開的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)進一步包含一罩體，該罩體具有一配合該基板的孔，該基板插入該罩體的孔致使該N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊置于該罩體內(nèi)。裝設(shè)罩體的目的為了將所述半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊所發(fā)射的光線引導(dǎo)朝特定方向前進。
在一具體實施例中，上述優(yōu)選具體實施例所公開的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)進一步包含一光學模塊。該光學模塊固定于該基板的頂表面上，并且覆蓋該N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊，以使該N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊所發(fā)出的光線聚焦。
在另一具體實施例中，上述優(yōu)選具體實施例所公開的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)進一步包含N個光學模塊，每一個光學模塊固定于該基板的頂表面上并且覆蓋一個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊，以使該個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊所發(fā)出的光線聚焦。
在一具體實施例中，上述優(yōu)選具體實施例所公開的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)進一步包含多根導(dǎo)線，該多根導(dǎo)線分別電連接至所述外部電極并且延伸至所述導(dǎo)熱裝置的尾端。
在一具體實施例中，上述優(yōu)選具體實施例所公開的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)中的每一個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊包含至少一白光二極管。在另一具體實施例中，該N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊中的一個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊可包含至少一藍光二極管，也可包含至少一綠光二極管，或至少一紅光二極管。在另一具體實施例中，該N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊中的一個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊包含至少一藍光二極管、至少一綠光二極管以及至少一紅光二極管。
顯而易見地，本實用新型提供了一種具有高散熱效率的封裝結(jié)構(gòu)，該封裝結(jié)構(gòu)用以封裝至少一半導(dǎo)體發(fā)光器件，亦可配合導(dǎo)熱裝置進一步有效排除高功率半導(dǎo)體發(fā)光器件所產(chǎn)生的大量熱量，以解決傳統(tǒng)封裝結(jié)構(gòu)與散熱模塊兩者間界面所具有的熱阻過高的問題。
通過以上優(yōu)選具體實施例的詳述，希望能更加清楚描述本實用新型的特征與精神，而并非以上述所公開的優(yōu)選具體實施例來對本實用新型的范疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具等同性的安排于本實用新型的權(quán)利要求的范疇內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于包含一基板，所述基板上定義一頂表面和一底表面，所述基板的所述頂表面上形成N個第一凹陷部，所述基板的所述底表面上形成N個第二凹陷部，每一個第二凹陷部與一個第一凹陷部位置相對并且與所述個第一凹陷部相通，所述頂表面的上設(shè)有多個外部電極，N為一大于或等于2的正整數(shù)；N個下底座，每一個下底座對應(yīng)一個第二凹陷部，每一個下底座上定義一個第一表面以及一個第二表面，每一個下底座嵌入于所述對應(yīng)的第二凹陷部致使所述個下底座的所述第一表面的一部分暴露于所述個第一凹陷部的內(nèi)部；以及N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊，每一個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊對應(yīng)一個下底座，并且固定于所述個下底座的第一表面暴露于所述對應(yīng)的第一凹陷部內(nèi)部的部分上，每一個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊本身的內(nèi)電極并且電連接至所述外部電極。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于進一步包含一封裝材料，所述封裝材料分別填充每一個第一凹陷部，以分別覆蓋每一個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于進一步包含一封裝材料，所述封裝材料整體性地填充所述第一凹陷部，以整體性地覆蓋所述N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于進一步包含一透明的包覆殼體，所述包覆殼體裝設(shè)于所述頂表面上，并且整體性地包覆所述N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于進一步包含N個透明的包覆殼體，所述包覆殼體裝設(shè)于所述頂表面上，并且每一個包覆殼體包覆所述N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊中的一個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于進一步包含N個導(dǎo)熱裝置，每一個導(dǎo)熱裝置具有一個平坦部；以及一載臺，所述基板以所述底表面固定于所述載臺上，所述載臺具有分別相對于一個下底座的位置的N個通孔，每一個通孔配合一個導(dǎo)熱裝置的插入致使所述個導(dǎo)熱裝置的平坦部與所述對應(yīng)的下底座緊密接合。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于進一步包含至少一散熱鰭片，所述至少一散熱鰭片固定于所述導(dǎo)熱裝置的周圍上。
8.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于進一步包含N組散熱鰭片，每一組散熱鰭片固定于所述導(dǎo)熱裝置的中的一個導(dǎo)熱裝置的周圍上。
9.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于每一個導(dǎo)熱裝置分別為一熱導(dǎo)管或一熱導(dǎo)柱。
10.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于每一個導(dǎo)熱裝置分別由銅、鋁或一種具有高導(dǎo)熱率的材料制成。
11.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于進一步包含一光學模塊，所述光學模塊固定于所述基板的頂表面上并且覆蓋所述N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊，以使所述N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊所發(fā)出的光線聚焦。
12.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于進一步包含N個光學模塊，每一個光學模塊固定于所述基板的頂表面上并且覆蓋一個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊，以使所述半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊所發(fā)出的光線聚焦。
13.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，其中每一個下底座由半導(dǎo)體材料、陶瓷材料或金屬材料制成。
14.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于進一步包含一固定裝置，所述N個導(dǎo)熱裝置的尾端固定于所述固定裝置上。
15.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于進一步包含多根導(dǎo)線，所述多根導(dǎo)線分別電連接至所述外部電極并且延伸至所述導(dǎo)熱裝置的尾端。
16.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，進一步包含一罩體，所述罩體具有一配合所述基板的孔，所述基板插入所述罩體的孔致使所述N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊置于所述罩體內(nèi)。
17.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于每一個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊包含至少一白光二極管。
18.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊中的一個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊包含至少一藍光二極管。
19.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊中的一個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊包含至少一綠光二極管。
20.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊中的一個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊包含至少一紅光二極管。
21.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊中的一個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊包含至少一藍光二極管、至少一綠光二極管以及至少一紅光二極管。
專利摘要本實用新型提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝結(jié)構(gòu)，其包含一基板、N個下底座以及N個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊，N為一大于或等于2的正整數(shù)。每一個下底座鑲嵌于該基板上并且部分外露。每一個半導(dǎo)體發(fā)光管芯模塊固定于一個下底座的外露表面上。
文檔編號H01L25/075GK2881958SQ20052012238
公開日2007年3月21日 申請日期2005年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月28日
發(fā)明者陳振賢 申請人:陳振賢