專利名稱：發(fā)光二極管的無打線封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型有關(guān)一種半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)，特別是指一種可提高散熱效能 的發(fā)光二極管的無打線封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管不同于傳統(tǒng)的白熾燈泡以大電流使燈絲熱到發(fā)光，利用半 導(dǎo)體材料中的電子電洞結(jié)合時以發(fā)光的方式來顯示其釋放出的能量，使得 發(fā)光二極管僅須一極小的電流即可激發(fā)出相當(dāng)?shù)墓饬?。發(fā)光二極管具體積 小、壽命長、驅(qū)動電壓低、耗電量低、反應(yīng)速率快、耐震性特佳及單色性 佳等優(yōu)點，因此在照明及顯示器背光源等應(yīng)用上逐漸受到重視。
然而，目前發(fā)光二極管的最大技術(shù)問題點在于散熱問題。發(fā)光二極管 在操作時通常會伴隨著熱量的累積，尤其是就高亮度或數(shù)組化發(fā)光二極管 而言，溫度升高會對于發(fā)光二極管的發(fā)光效率跟質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，故散 熱優(yōu)良與否也決定了發(fā)光二極管的工作效能。
發(fā)光二極管的封裝對于散熱的影響頗大，為了解決散熱問題，前案譬
如中國臺灣專利公告第200635073號與第1272731號皆揭露了發(fā)光二極管 無打線的封裝結(jié)構(gòu)，啟參閱圖1，將發(fā)光二極管芯片100以倒置芯片 (flip-chip)方式焊接(die bonding)在硅晶輔助框架110內(nèi)的U型腔室內(nèi)， 形成迭置封裝模塊，再將此模塊以倒置芯片表面封裝于具有散熱效果的鋁 制電路板120上，因此獲得十分良好的熱傳導(dǎo)，可忍受較大電流而增強發(fā) 光二極管的發(fā)光強度。

實用新型內(nèi)容
鑒于以上的問題，本實用新型的主要目的在于提供一種發(fā)光二極管的 無打線封裝結(jié)構(gòu)，用以大體上解決背景技術(shù)存在的缺點，不僅可以克服打 線所衍生的各種問題，且制程上更加容易達成，且通過導(dǎo)電凸塊的方式來 取代打線，散熱面積更大、進一步提高散熱效果。
因此，為達上述目的，本實用新型所揭露的發(fā)光二極管的無打線封裝結(jié)構(gòu)，包含導(dǎo)熱板、發(fā)光二極管芯片、以及導(dǎo)線框架，發(fā)光二極管芯片設(shè) 置于導(dǎo)熱板上方，并具有主動表面以及位于主動表面上的至少一個或多個 導(dǎo)電凸塊，而導(dǎo)線框架設(shè)置于導(dǎo)熱板上方并圍繞于發(fā)光二極管芯片形成一 個腔體結(jié)構(gòu)，且具有至少一接合部延伸至發(fā)光二極管芯片上方，以供發(fā)光 二極管芯片由導(dǎo)電凸塊來接合。
其中，該導(dǎo)熱板為銅板、鋁板或是表面鍍鎳、鍍錫或下方設(shè)有散熱器
(heat sink)的基板。
其中，該導(dǎo)線框架上方設(shè)有一反射槽，該反射槽表面鍍有一金屬反射 層，且該導(dǎo)線框架內(nèi)側(cè)以及該導(dǎo)熱板上表面具有一反射面。
其中，該金屬反射層與該反射面的材質(zhì)為錫、銀或鋁。
其中，該反射槽上方以封裝樹脂接合一透鏡。
其中，該導(dǎo)線框架經(jīng)過鍍錫、鍍銀、鍍鈀、鍍合金或鍍鎳/金處理。 其中，所述導(dǎo)電凸塊的材質(zhì)選自銅/鎳/金、銅/錫、銅/抗氧化保護膜 (0SP; Oxidation protection layer)或鎳/金、鈀、金等金屬或合金或 導(dǎo)電體。
其中，該發(fā)光二極管芯片通過焊錫膏、錫球、銀膠、錫或?qū)щ娔z與該 導(dǎo)熱板結(jié)合，且該發(fā)光二極管芯片通過熱壓法或熱壓法結(jié)合超音波接合法 接合于該導(dǎo)熱板上。
其中，該導(dǎo)線框架的上表面的導(dǎo)線連接到邊緣而與下表面的導(dǎo)線接合。
其中，該導(dǎo)線框架還包含至少一導(dǎo)電貫穿孔，以連接該導(dǎo)線框架上、 下表面的多條導(dǎo)線。
本實用新型的有益效果通過導(dǎo)線框架的接合部的設(shè)計，配合發(fā)光二 極管芯片上方的導(dǎo)電凸塊來配合加以接合，而能取代現(xiàn)有技術(shù)的打線的方 式，使得制程步驟更加簡化、且易于達成，同時，因為導(dǎo)電凸塊的面積遠 大于打線，故散熱面積更大，進一步提高散熱效果。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)發(fā)光二極管的采用覆晶方式的封裝結(jié)構(gòu)；
圖2為本實用新型的第一實施例所提供的發(fā)光二極管的無打線封裝結(jié)
構(gòu)；
圖3為本實用新型的第二實施例所提供的發(fā)光二極管的無打線封裝結(jié)構(gòu)；以及
圖4為本實用新型的第三實施例所提供的發(fā)光二極管的無打線封裝鄉(xiāng)J l[圖號說明
100發(fā)光二極管芯片
110硅晶輔助框架
120鋁制電路板
200 發(fā)光二極管芯片
201導(dǎo)電凸塊
210導(dǎo)熱板
220導(dǎo)線框架
221接合部
222反射面
250反射槽
251透鏡
261金屬反射層
270導(dǎo)線
280導(dǎo)電貫穿孔
具體實施方式
為使對本實用新型的目的、構(gòu)造特征及其功能有進一步的了解，茲配
合圖式詳細說明如下
如圖2所示，為本實用新型的第一實施例所提供的發(fā)光二極管的無打
線封裝結(jié)構(gòu)。此發(fā)光二極管的無打線封裝結(jié)構(gòu)主要包含導(dǎo)熱板210、發(fā)光 二極管芯片200、以及導(dǎo)線框架220;發(fā)光二極管芯片200設(shè)置于導(dǎo)熱板 210上方，導(dǎo)熱板210可為散熱效能良好的銅板、鋁板或是表面鍍鎳、鍍 錫或下方設(shè)有散熱器(heat sink)的基板，而可將發(fā)光二極管芯片200發(fā) 光時所產(chǎn)生的熱能，有效地加以散熱；其中，當(dāng)發(fā)光二極管芯片200的底 面是一個電極設(shè)計時，導(dǎo)熱板210亦可同時成為一個供電電極。而發(fā)光二 極管芯片200具有主動表面，并以主動表面的背面貼合于散熱板210，換 句話說，會以相對于貼合在散熱板210的另一側(cè)表面來加以發(fā)光，而非為 覆晶的方式來結(jié)合。發(fā)光二極管芯片200的主動表面上 具有至少一個導(dǎo)電凸塊201，其材 質(zhì)選自銅/鎳/金、銅/錫、銅/抗氧化保護膜(0SP; Oxidation protection layer)或鎳/金、鈀等金屬或合金或?qū)щ婓w，并且發(fā)光二極管芯片200通 過焊錫膏、錫球、銀膠、錫或?qū)щ娔z與導(dǎo)熱板210結(jié)合上，當(dāng)然，發(fā)光二 極管芯片200也可以過熱壓法或熱壓法結(jié)合超音波接合法接合于導(dǎo)熱板 210上。
導(dǎo)線框架220設(shè)置于導(dǎo)熱板210上方并圍繞于發(fā)光二極管芯片200， 其經(jīng)過鍍錫、鍍銀、鍍鈀、鍍合金或鍍鎳/金處理，而且具有至少一個接 合部221延伸至發(fā)光二極管芯片200上方，尤其接合部221鍍錫、鍍鋁或 鍍銀后，可以加強光的反射，而如圖中所繪示為兩個接合部221，但并不 限定為兩個。同時，配合發(fā)光二極管芯片200的主動表面上設(shè)置有多個導(dǎo) 電凸塊201，而可以供發(fā)光二極管芯片200由導(dǎo)電凸塊201來與接合部221 加以連接。因此，由導(dǎo)線框架220的接合部221的設(shè)計，配合發(fā)光二極管 芯片200上方的導(dǎo)電凸塊201來配合加以接合，而能取代現(xiàn)有技術(shù)打線的 方式，使得制程步驟更加簡化、且易于達成，同時，因為導(dǎo)電凸塊201的 面積遠大于打線，故散熱面積更大，進一步提高散熱效果。
另一方面，若是導(dǎo)線框架220以介電材料所構(gòu)成，則需要另外設(shè)計布 線的結(jié)構(gòu)，請參閱圖3及圖4，導(dǎo)線框架220的上、下表面布設(shè)有多條導(dǎo) 線270，導(dǎo)線框架220上方設(shè)有反射槽250，反射槽250表面鍍有金屬反 射層261，金屬反射層261的材質(zhì)為錫、銀或鋁、或是其它具有高反光系 數(shù)的材質(zhì)，另一方面，亦可于導(dǎo)線框架220內(nèi)側(cè)表面以及導(dǎo)熱板210上表 面鍍上一層反射面222，其亦為錫、銀或鋁等材質(zhì)所構(gòu)成，來更進一步增 加反射的效果。且反射槽250上方以封裝樹脂來接合一片透鏡251;封裝 樹脂內(nèi)分布有熒光粉層或者是直接將熒光粉層涂布于發(fā)光二極管芯片200 上方的主動表面上，因而可通過熒光粉的選擇，來使發(fā)光二極管芯片200 所發(fā)射的光線來激發(fā)熒光粉，而發(fā)出各種可見光，同時，通過上方透鏡251 的設(shè)置，可使發(fā)光二極管芯片200所發(fā)出的光線更加集中。
另一方面，除了上述的配線方式外，也就是說，如圖3中所繪示，導(dǎo) 線框架220上表面的導(dǎo)線270連接到邊緣而與下表面的導(dǎo)線270來加以連 接外，本實用新型還提出另外一種布線方式。請參閱圖4，為本實用新型 的第三實施例所提供的發(fā)光二極管的無打線封裝結(jié)構(gòu)，導(dǎo)線框架220還包 含至少一導(dǎo)電貫穿孔280，其乃由貫穿導(dǎo)線框架220上下表面的通孔所構(gòu)成，并于通孔內(nèi)填充有導(dǎo)電材料，譬如為銅等各種金屬，來連接導(dǎo)線框架
220上、下表面的多條導(dǎo)線270。
綜上所述，根據(jù)本實用新型所提供的發(fā)光二極管的無打線封裝結(jié)構(gòu)，
由導(dǎo)線框架220延伸至發(fā)光二極管芯片200上的接合部221與發(fā)光二極管 芯片200的主動表面上的導(dǎo)電凸塊201來直接連接，省去現(xiàn)有技術(shù)打線的 連接方式，不僅可以克服打線所衍生的各種問題，且制程上更加容易達成， 且通過導(dǎo)電凸塊201的方式來取代打線，散熱面積更大、進一步提高散熱 效果。
雖然本實用新型以前述的實施例揭露如上，然其并非用以限定本實用 新型。在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，所為之更動與潤飾，均屬本 實用新型的專利保護范圍。關(guān)于本實用新型所界定的保護范圍請參考所附 的權(quán)利要求書范圍。
權(quán)利要求1、一種發(fā)光二極管的無打線封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含一導(dǎo)熱板；一發(fā)光二極管芯片，設(shè)置于該導(dǎo)熱板上方，并具有一主動表面以及位于該主動表面上的至少一個導(dǎo)電凸塊；及一導(dǎo)線框架，設(shè)置于該導(dǎo)熱板上方并圍繞于該發(fā)光二極管芯片，且具有至少一接合部延伸至該發(fā)光二極管芯片上方，以供該發(fā)光二極管芯片通過所述導(dǎo)電凸塊接合。
2、 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管的無打線封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于， 該導(dǎo)熱板為銅板、鋁板或是表面鍍鎳、鍍錫或下方設(shè)有散熱器的基板。
3、 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管的無打線封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于， 該導(dǎo)線框架上方設(shè)有一反射槽，該反射槽表面鍍有一金屬反射層，且該導(dǎo) 線框架內(nèi)側(cè)以及該導(dǎo)熱板上表面具有一反射面。
4、 如權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管的無打線封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該金屬反射層與該反射面的材質(zhì)為錫、銀或鋁。
5、 如權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管的無打線封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于， 該反射槽上方以封裝樹脂接合一透鏡。
6、 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管的無打線封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于， 該導(dǎo)線框架經(jīng)過鍍錫、鍍銀、鍍鈀、鍍合金或鍍鎳/金處理。
7、 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管的無打線封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述導(dǎo)電凸塊的材質(zhì)選自銅/鎳/金、銅/錫、銅/抗氧化保護膜或鎳/金、 鈀、金等金屬或合金或?qū)щ婓w。
8、 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管的無打線封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于， 該發(fā)光二極管芯片通過焊錫膏、錫球、銀膠、錫或?qū)щ娔z與該導(dǎo)熱板結(jié)合， 且該發(fā)光二極管芯片通過熱壓法或熱壓法結(jié)合超音波接合法接合于該導(dǎo) 熱板上。
9、 如權(quán)利要求l所述的發(fā)光二極管的無打線封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于， 該導(dǎo)線框架的上表面的導(dǎo)線連接到邊緣而與下表面的導(dǎo)線接合。
10、 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的無打線封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于, 該導(dǎo)線框架還包含至少一導(dǎo)電貫穿孔，以連接該導(dǎo)線框架上、下表面的多 條導(dǎo)線。
專利摘要本實用新型涉及一種發(fā)光二極管的無打線封裝結(jié)構(gòu)，發(fā)光二極管芯片設(shè)置于該導(dǎo)熱板上方，并具有一主動表面以及位于該主動表面上的至少一個導(dǎo)電凸塊；導(dǎo)線框架設(shè)置于該導(dǎo)熱板上方并圍繞于該發(fā)光二極管芯片，且具有至少一接合部延伸至該發(fā)光二極管芯片上方，以供該發(fā)光二極管芯片由所述導(dǎo)電凸塊接合。利用導(dǎo)電凸塊將發(fā)光二極管芯片直接黏著于延伸出來的導(dǎo)線框架，且發(fā)光二極管芯片下方接合于導(dǎo)熱板，由此可提高發(fā)光二極管芯片的散熱效率，以及增加發(fā)光二極管芯片的整體發(fā)光效能，因為無打線的向上及向外延伸的限制，因此可以減小封裝結(jié)構(gòu)的體積與厚度，同時結(jié)構(gòu)體中有一腔體來容納發(fā)光二極管芯片，因此可以構(gòu)成輕薄短小的散熱封裝結(jié)構(gòu)。
文檔編號H01L23/34GK201243024SQ20082012489
公開日2009年5月20日 申請日期2008年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月7日
發(fā)明者何昆耀 申請人:何昆耀