專利名稱：發(fā)光二極管封裝件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管封裝件，更具體地說，該發(fā)光二極管封裝件在熱輻射特性和易于制造方面更優(yōu)。
背景技術(shù)：
通常，作為不會造成污染的環(huán)保型光源，發(fā)光二極管(LED)已經(jīng)在各種領(lǐng)域中吸引了人們的注意力。近來，又發(fā)現(xiàn)LED的應(yīng)用擴展到諸如室內(nèi)和戶外照明、汽車頭燈、顯示裝置的背光單元(BLU)的各種場合。因此，LED需要具有較高的效率和優(yōu)良的熱輻射特性。高效率可以主要通過改進(jìn)LED的材料和結(jié)構(gòu)而獲得。除此之外，LED封裝件的結(jié)構(gòu)和材料需要在質(zhì)量方面提高。
這種LED產(chǎn)生高溫?zé)崃?。因此，LED封裝件應(yīng)該有效地輻射從LED產(chǎn)生的高溫?zé)崃?。否則，LED在溫度上升高，并從而劣化其特性。因此，這就縮短了LED的使用壽命。因此，人們一直努力將從LED產(chǎn)生的熱量進(jìn)行有效地輻射。為了提高LED封裝件的輻射特性，PCT No.WO2002/089219公開了一種技術(shù)，該技術(shù)用于將具有電極插腳的金屬基板用作LED封裝基板，所述電極插腳穿透通孔并被絕緣體環(huán)繞以與通孔隔離。此外，日本公開專利申請No.2005-210057提出了一種技術(shù)，該技術(shù)用于將絕緣樹脂與多個分離金屬件結(jié)合，以用作LED封裝基板。
圖1是示出了傳統(tǒng)發(fā)光二極管封裝件的示意性橫截面視圖。參照圖1，傳統(tǒng)發(fā)光二極管封裝件10包括多個金屬件1b、形成于金屬件1b之間的樹脂1a、以及用于固定金屬件1b的樹脂1c，所有這些都一起結(jié)合到基板1中。LED器件5安裝在基板1上。LED器件5通過導(dǎo)電粘結(jié)材料6和7電連接至金屬件1b。反射件2形成于基板1上，每個反射件均具有反射表面2b。發(fā)光二極管封裝件10具有形成于其上的透明件3，以將來自LED器件5的光向上發(fā)出?？商鎿Q地，發(fā)光二極管封裝件10可以包含磷光體，以改變來自發(fā)光二極管5的光的波長。
LED器件5同時輻射光和熱量。這里，熱量通過基板1的金屬件1b輻射到外界。為了輻射熱量，金屬件1b應(yīng)該是導(dǎo)熱的，且具有適當(dāng)?shù)某叽?。但是，基?的金屬件1b通過樹脂1a和1c固定，因而熱量通過除樹脂1a和1c的部分之外的較小區(qū)域輻射。此外，金屬件1b通過樹脂1a和1c結(jié)合到基板1中，并且反射件2應(yīng)該形成于基板1上。這使得發(fā)光二極管封裝件難以制造。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題而提出了本發(fā)明，因此，本發(fā)明的一方面在于提供一種發(fā)光二極管封裝件，其在熱輻射和易于制造方面極為卓越。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，發(fā)光二極管封裝件包括Al基板，具有形成于其上的反射杯；至少一個發(fā)光二極管芯片，設(shè)置于反射杯的底表面上；以及Al陽極氧化膜，其延伸穿過Al基板，以將反射杯的底表面分成多個基板電極，其中，基板電極中的至少一個被Al陽極氧化膜環(huán)繞，并且其中，基板電極分別連接至發(fā)光二極管芯片。
該發(fā)光二極管封裝件進(jìn)一步包括形成于Al基板下方的多個后部電極，以分別電連接至基板電極。
Al陽極氧化膜延伸到Al基板的邊緣。
該發(fā)光二極管封裝件進(jìn)一步包括設(shè)置于反射杯的底表面上的至少一個齊納二極管。
該發(fā)光二極管封裝件進(jìn)一步包括形成于反射杯上的透鏡。而且，該發(fā)光二極管封裝件進(jìn)一步包括形成于反射杯頂部上以固定透鏡的固定部。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，該發(fā)光二極管封裝件包括一個發(fā)光二極管芯片。反射杯的底表面被延伸穿過Al基板的Al陽極氧化膜分成第一和第二基板電極，其中，第一和第二基板電極中的至少一個被Al陽極氧化膜環(huán)繞，并且其中，第一和第二基板電極分別電連接至發(fā)光二極管芯片。
該發(fā)光二極管封裝件進(jìn)一步包括設(shè)置于反射杯的底表面上的齊納二極管，其中，發(fā)光二極管芯片設(shè)置于第一基板電極上，并且其中，齊納二極管設(shè)置于第二基板電極上。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，該發(fā)光二極管芯片包括多個發(fā)光二極管芯片。三個發(fā)光二極管芯片包括綠色、藍(lán)色和紅色發(fā)光芯片。
反射杯的底表面被延伸穿過Al基板的Al陽極氧化膜分成第一至第六基板電極，其中，第一至第六基板電極中的至少五個被Al陽極氧化膜環(huán)繞，并且其中，第一至第六基板電極分別電連接至發(fā)光二極管芯片。
該發(fā)光二極管封裝件進(jìn)一步包括形成于Al基板下方的第一至第六后部電極，以分別電連接至第一至第六基板電極。
該發(fā)光二極管封裝件進(jìn)一步包括設(shè)置于反射杯底表面上的兩個齊納二極管，其中，三個發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于第一、第二和第三基板電極上，并且其中，兩個齊納二極管分別設(shè)置于第四、第五和第六基板電極中的其中兩個上。可替換地，該發(fā)光二極管封裝件進(jìn)一步包括設(shè)置于反射杯底表面上的三個齊納二極管，其中，三個發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于第一、第二和第三基板電極上，并且其中，三個齊納二極管分別設(shè)置于第四、第五和第六基板電極上。


通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它的目的、特征和其它優(yōu)點將變得更容易理解，附圖中圖1是示出了傳統(tǒng)發(fā)光二極管封裝件的橫截面視圖；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的發(fā)光二極管封裝件的平面視圖；圖3是沿圖2的線a-a`截取的橫截面視圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的發(fā)光二極管封裝件的平面視圖；圖5是沿圖4的線b-b`截取的橫截面視圖；
圖6是示出了發(fā)光二極管封裝件的后視圖；以及圖7是示出了多個圖4所示的發(fā)光二極管封裝件的陣列的平面視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實施例。但是，本發(fā)明可以以各種不同形式實施，不應(yīng)該被理解為僅限于這里所列出的實施例。當(dāng)然，提供這些實施例是為了使此公開充分和完整，并將本發(fā)明的范圍充分傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。附圖中，為了清楚起見，可能將形狀和尺寸進(jìn)行了放大，并且全文使用相同的參考標(biāo)號表示相同或相似的部件。
圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的發(fā)光二極管封裝件的平面視圖。圖3是沿圖2的線a-a`截取的橫截面視圖。
參照圖2和圖3，本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝件100包括Al基板110，該Al基板具有形成于其上的反射杯113。Al基板110被Al陽極氧化膜112(即112a、112b、112c)分成第一基板電極111a和第二基板電極111b。而且，第一和第二基板電極111a和111b被Al陽極氧化膜112環(huán)繞。即，Al基板110被延伸穿過基板110的Al陽極氧化膜112分成多個基板電極111a和111b。
發(fā)光二極管芯片120設(shè)置于第一基板電極111a上。可選地，齊納(zener)二極管130可以設(shè)置于第二基板電極111b上，以保護(hù)發(fā)光二極管芯片120免受可能出現(xiàn)在發(fā)光二極管封裝件周圍的靜電或施加于發(fā)光二極管芯片120的電壓的突然變化的影響。發(fā)光二極管芯片120分別通過引線電連接至第一和第二基板電極111a和111b。可替換地，發(fā)光二極管芯片120可以分別芯片結(jié)合于待電連接的第一和第二基板電極111a和111b。
形成于Al基板110上的反射杯113可以通過蝕刻Al基板110的所需部分而形成。如所示，反射杯113一體形成至Al基板110內(nèi)。這避免了將分離的反射板結(jié)合至基板上的需要，從而有助于發(fā)光二極管封裝件的制造工藝。
延伸穿過Al基板110的陽極氧化膜112通過選擇性陽極氧化形成于Al基板110的預(yù)定區(qū)域中，其中假定Al基板110在該預(yù)定區(qū)域被分隔。為了形成Al陽極氧化膜112，可以通過之字形(zig)直接對Al基板110進(jìn)行陽極氧化。可替換地，可以用預(yù)定圖案遮住Al基板110，以部分陽極氧化Al基板110的暴露部分。在進(jìn)行陽極氧化之后，可以采用電解拋光來調(diào)節(jié)Al基板的陽極氧化和非陽極氧化表面部分的亮度。
同時，Al基板110用作用于安裝發(fā)光二極管芯片120的子座(submount)，或者用作用于輻射發(fā)光二極管芯片120所產(chǎn)生的熱量的散熱片。而且，Al陽極氧化膜112用作用于將反射杯113的底表面分成第一和第二基板電極111a和111b的絕緣體。此外，Al陽極氧化膜112用來向外輻射來自發(fā)光二極管芯片120的熱量。由于大約25W/mK的高傳熱系數(shù)，Al陽極氧化膜112可以有效地輻射熱量。
如上所述，本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝件100利用主要包含鋁的基板，因而在熱輻射方面具有優(yōu)越性。此外，用來分隔基板的Al陽極氧化膜呈現(xiàn)出相對較高的傳熱特性，因而極好地輻射熱量。而且，反射杯、基板和電極形成為一體，從而避免了如同現(xiàn)有技術(shù)中一樣將基板和反射杯結(jié)合或組裝在一起的需要。這降低了發(fā)光二極管的制造成本，且有助于其制造工藝。
參照圖3，第一和第二后部電極140a和140b形成于Al基板110下方，以分別電連接至第一和第二基板電極111a和111b。通過后部電極140a和140b從外部對基板電極111a和111b施加電壓，從而向發(fā)光二極管芯片120或可設(shè)置于反射杯底表面上的器件(齊納二極管)施加驅(qū)動電壓。
如上所述，Al基板110被Al陽極氧化膜112分成第一基板電極111a和第二基板電極111b。尤其是，第一和第二基板電極111a和111b被Al陽極氧化膜112環(huán)繞。但是，可選地，第一基板電極111a和第二基板電極111b中的任一個可以被延伸穿過基板以將基板110分成多個電極的Al陽極氧化膜112環(huán)繞。例如，僅第一基板電極111a會被Al陽極氧化膜112環(huán)繞。
第一基板電極111a電連接至第一后部電極140a。類似地，第二基板電極111b電連接至第二后部電極140b。第一和第二后部電極140a和140b可以電連接至安裝有發(fā)光二極管封裝件100的子座(例如PCB)的電極(未示出)。這些后部電極140a和140b通過選自由濺射、電鍍、化學(xué)鍍和絲網(wǎng)印刷組成的組中的一種方法形成。
Al陽極氧化膜112a和112c延伸至Al基板110的邊緣。這防止了反射杯113的下側(cè)表面通過后部電極140a和140b電連接至第一和第二基板電極111a和111b。
透鏡150可以設(shè)置在反射杯113上。該透鏡150聚集來自發(fā)光二極管芯片120的光，或者在透鏡中包含磷光體，以改變從發(fā)光二極管芯片發(fā)射的光的波長。透鏡150由諸如硅樹脂和環(huán)氧樹脂的樹脂以及塑料和玻璃制成。透鏡150可以固定在形成于反射杯頂部上的透鏡固定部114。
圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的發(fā)光二極管封裝件的平面視圖。圖5是沿圖4的線b-b`截取的橫截面視圖。圖6是圖4的后視圖。
參照圖4和圖5，本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝件200包括Al基板210，該Al基板具有形成于其上的反射杯213。該反射杯213具有底表面，該底表面被延伸穿過基板210的Al陽極氧化膜212分成多個基板電極211a、211b、211c、211d、211e、和211f。參照圖5，為了方便起見，Al陽極氧化膜212被分成四個部分212a、212b、212c、和212d。基板電極中的至少五個被Al陽極氧化膜212環(huán)繞。例如，反射杯213的底表面被Al陽極氧化膜212分成第一至第六基板電極211a至211f。第一至第六基板電極211a至211f可以分別被Al陽極氧化膜212環(huán)繞。
多個發(fā)光二極管芯片安裝在第一至第六基板電極211a至211f上。例如，三個綠色、藍(lán)色和紅色的發(fā)光二極管芯片分別安裝在第一基板電極211a、第二基板電極211b和第三基板電極211c上。
三個發(fā)光二極管芯片220a、220b和220c可以通過引線電連接至基板電極。例如，綠色發(fā)光二極管芯片220a分別電連接至第一和第四基板電極211a和211d。藍(lán)色發(fā)光二極管芯片220b電連接至第二和第五基板電極211b和211e。紅色發(fā)光二極管芯片220c分別電連接至第三和第六基板電極211c和211f。
可選地，至少兩個齊納二極管230a和230b可以設(shè)置在反射杯213的底表面上，以保護(hù)芯片。齊納二極管230a和230b用來保護(hù)發(fā)光二極管芯片免受靜電或電壓突然變化的影響。例如，齊納二極管中的一個230a可以設(shè)置在第四基板電極211d上，以保護(hù)綠色發(fā)光二極管芯片220a免受靜電的影響。而且，另一個齊納二極管230b可以設(shè)置在第五基板電極211e上，以保護(hù)藍(lán)色發(fā)光二極管芯片220b免受靜電的影響。
綠色和藍(lán)色發(fā)光二極管芯片220a和220b由氮化鎵(GaN)制成，因而易受靜電和所施加電壓的突然變化的影響。因此，發(fā)光二極管芯片220a和220b主要受齊納二極管230a和230b的保護(hù)。
紅色發(fā)光二極管芯片220c主要由砷化鎵(GaAs)或磷化鎵(GaP)制成，因而可有力地阻止周圍的靜電或所施加電壓的突然變化的影響。但是，齊納二極管(未示出)可以設(shè)置在第六基板電極211f上，以保護(hù)芯片免受靜電的影響。
本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝件200可以包括綠色、藍(lán)色和紅色發(fā)光二極管芯片220a至220c，以便可以用作白色光源。而且，可以設(shè)置發(fā)射相同波長的光的多個發(fā)光二極管芯片，以制成高亮度發(fā)光二極管封裝件。
參照圖4至圖6，第一至第六基板電極211a至211f分別電連接至多個后部電極240a、240b、240c、240d、240e、和240f。例如，第一至第六后部電極240a至240f形成于Al基板210下方，以分別電連接至第一至第六基板電極211a至211f?；咫姌O211a至211f向發(fā)光二極管芯片或設(shè)置于反射杯底表面上的其它器件(例如，齊納二極管)提供驅(qū)動電壓。如圖5和圖6所示，陽極氧化圖案260形成于Al基板210下方，以防止不同的后部電極具有不合適的電連接。
根據(jù)這些實施例(參照圖3至圖6)，反射杯113和213的內(nèi)表面(反射表面)由Al制成。因此，反射杯113和213呈現(xiàn)出高反射率，進(jìn)一步提高了發(fā)光二極管封裝件的發(fā)光效率。
圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的多個發(fā)光二極管封裝件的陣列的平面視圖。參照圖7，發(fā)光二極管封裝件200以行和列陣列在Al晶片(wafer)300上，并且被金剛石砂輪、切割?；蚣す夥蛛x成獨立的單元?？商鎿Q地，封裝件之間的邊界被陽極氧化，以轉(zhuǎn)變成氧化鋁(Al2O3)。然后，對邊界進(jìn)行切割或蝕刻，以分離成獨立的封裝單元。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，Al基板用作輻射熱量的裝置，從而顯著提高了發(fā)光二極管封裝件的熱輻射特性。而且，反射杯、基板和電極形成為一體，從而避免了將基板和反射杯結(jié)合或組裝在一起的需要。因此，這降低了發(fā)光二極管封裝件的制造成本，且有助于制造工藝。此外，反射杯具有由高反射率的Al制成的反射表面。因此，這提高了總發(fā)光效率。
雖然已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選實施例示出并描述了本發(fā)明，但是對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很顯然，在不背離由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明精神和范圍的前提下，可以進(jìn)行各種修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管封裝件，包括Al基板，具有形成于其上的反射杯；至少一個發(fā)光二極管芯片，設(shè)置于所述反射杯的底表面上；以及Al陽極氧化膜，其延伸穿過所述Al基板，以將所述反射杯的所述底表面分成多個基板電極，其中，所述基板電極中的至少一個被所述Al陽極氧化膜環(huán)繞，并且其中，所述基板電極分別連接至發(fā)光二極管芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝件，進(jìn)一步包括形成于所述Al基板下方的多個后部電極，以分別電連接至所述基板電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝件，其中，所述Al陽極氧化膜延伸到所述Al基板的邊緣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝件，進(jìn)一步包括設(shè)置于所述反射杯的所述底表面上的至少一個齊納二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝件，進(jìn)一步包括形成于所述反射杯上的透鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管封裝件，進(jìn)一步包括形成于所述反射杯的頂部上以固定所述透鏡的固定部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝件，其中，所述發(fā)光二極管芯片包括一個發(fā)光二極管芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管封裝件，其中，所述反射杯的所述底表面被延伸穿過所述Al基板的所述Al陽極氧化膜分成第一和第二基板電極，其中，所述第一和第二基板電極中的至少一個被所述Al陽極氧化膜環(huán)繞，并且其中，所述第一和第二基板電極分別電連接至所述發(fā)光二極管芯片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管封裝件，其中，所述第一和第二基板電極分別被所述Al陽極氧化膜環(huán)繞。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管封裝件，進(jìn)一步包括形成于所述Al基板下方的第一和第二后部電極，以分別電連接至所述第一和第二基板電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管封裝件，進(jìn)一步包括設(shè)置于所述反射杯的所述底表面上的齊納二極管，其中，所述發(fā)光二極管芯片設(shè)置于所述第一基板電極上，并且其中，所述齊納二極管設(shè)置于所述第二基板電極上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝件，其中，所述發(fā)光二極管芯片包括多個發(fā)光二極管芯片。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)光二極管封裝件，其中，所述發(fā)光二極管芯片包括三個發(fā)光二極管芯片。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光二極管封裝件，其中，所述三個發(fā)光二極管芯片包括綠色、藍(lán)色和紅色發(fā)光芯片。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光二極管封裝件，其中，所述反射杯的所述底表面被延伸穿過所述Al基板的所述Al陽極氧化膜分成第一至第六基板電極，其中，所述第一至第六基板電極中的至少五個被所述Al陽極氧化膜環(huán)繞，并且其中，所述第一至第六基板電極分別電連接至所述發(fā)光二極管芯片。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)光二極管封裝件，進(jìn)一步包括形成于所述Al基板下方的第一至第六后部電極，以分別電連接至所述第一至第六基板電極。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)光二極管封裝件，進(jìn)一步包括設(shè)置于所述反射杯的所述底表面上的兩個齊納二極管，其中，所述三個發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于所述第一、第二和第三基板電極上，并且其中，所述兩個齊納二極管分別設(shè)置于所述第四、第五和第六基板電極中的其中兩個上。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)光二極管封裝件，進(jìn)一步包括設(shè)置于所述反射杯的所述底表面上的三個齊納二極管，其中，所述三個發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于所述第一、第二和第三基板電極上，并且其中，所述三個齊納二極管分別設(shè)置于所述第四、第五和第六基板電極上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管封裝件，其在熱輻射和易于制造方面極為卓越。在該發(fā)光二極管封裝件中，Al基板具有形成于其上的反射杯。至少一個發(fā)光二極管芯片設(shè)置于反射杯的底表面上。Al陽極氧化膜延伸穿過Al基板，以將反射杯的底表面分成多個基板電極。這里，基板電極中的至少一個被Al陽極氧化膜環(huán)繞。而且，基板電極分別連接至發(fā)光二極管芯片。
文檔編號H01L25/16GK101038949SQ200710087368
公開日2007年9月19日 申請日期2007年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月14日
發(fā)明者李榮基, 李善九, 崔碩文, 申常鉉 申請人:三星電機株式會社