專利名稱：發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的封裝方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)是一種可將電流轉(zhuǎn)換成特定波長范圍的光電半導體元件。發(fā)光二極管以其亮度高、工作電壓低、功耗小、易與集成電路匹配、驅(qū)動簡單、壽命長等優(yōu)點，從而可作為光源而廣泛應(yīng)用于照明領(lǐng)域。在工作過程中，發(fā)光二極管會產(chǎn)生較高的熱量。如果發(fā)光二極管所產(chǎn)生的熱量不能有效散發(fā)到外界，其將會導致發(fā)光二極管的溫度升高，從而影響發(fā)光二極管的發(fā)光性能甚至導致發(fā)光二極管損壞。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種具有較好散熱性能的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)的發(fā)光二極管封裝方法。一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，包括
基板，該基板包括第一金屬層，第二金屬層以及夾置在第一金屬層和第二金屬層之間的絕緣層，絕緣層上設(shè)置有開孔，所述第二金屬層環(huán)繞開孔設(shè)置且分成第一電連接部和第二電連接部；
發(fā)光二極管晶粒，設(shè)置在開孔內(nèi)且與第一金屬層相接觸，發(fā)光二極管晶粒的兩電極分別與第一電連接部和第二電連接部連接；以及
封裝材料層，填充在開孔內(nèi)以覆蓋發(fā)光二極管晶粒。一種發(fā)光二極管封裝方法，包括以下步驟
提供一基板，該基板包括第一金屬層、第二金屬層以及夾置在第一金屬層和第二金屬層之間的絕緣層；
在第二金屬層上設(shè)置開孔，該開孔貫通絕緣層并延伸至第一金屬層；
蝕刻第二金屬層，使第二金屬層環(huán)繞開孔設(shè)置并形成第一電連接部和第二電連接部；在開孔內(nèi)設(shè)置發(fā)光二極管晶粒，發(fā)光二極管晶粒的兩電極分別與第一電連接部和第二電連接部連接；
在開孔內(nèi)填充封裝材料以覆蓋發(fā)光二極管晶粒。在上述發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)中，發(fā)光二極管晶粒直接設(shè)置在第一金屬層的表面，因此，發(fā)光二極管晶粒在發(fā)光過程中所產(chǎn)生的熱量可直接傳遞到第一金屬層上，并快速散發(fā)到外界，有利于提高發(fā)光二極管封裝體的使用壽命。并且，由于第二金屬層環(huán)繞開孔設(shè)置，發(fā)光二極管晶粒所產(chǎn)生的并傳遞到封裝材料層的熱量可以有效通過第二金屬層散發(fā)到外界環(huán)境，以防止封裝材料層因受熱而老化，從而對其出光性能造成影響。下面參照附圖，結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的描述。


圖I是本發(fā)明實施例提供的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。圖2-圖9是圖I中的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制作過程示意圖。圖10是本發(fā)明另一實施例提供的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的俯視圖。主要元件符號說明
如下具體實施方式
將結(jié)合上述附圖進一步說明本發(fā)明。
具體實施例方式請參見圖1，本發(fā)明實施例所提供的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)包括基板110、發(fā)光二極管晶粒120、擋墻130以及封裝材料層140。該基板110包括第一金屬層111、第二金屬層112以及夾置在第一金屬層111和第二金屬層112之間的絕緣層113。絕緣層113上設(shè)置有開孔114，第二金屬層112環(huán)繞開孔114設(shè)置且分成第一電連接部115和第二電連接部116。在本實施例中,第一金屬層111和第二金屬層112由銅材料制成。絕緣層113的材料為環(huán)氧玻璃纖維布層壓板，其規(guī)格可以是FR-5或者是FR-4。優(yōu)選地，將第二金屬層112的厚度設(shè)置成小于第一金屬層111的厚度，從而形成一個不對稱的基板。由于第一金屬層111的厚度較大，其可有效地對發(fā)光二極管晶粒120進行散熱。在本實施例中，第一金屬層111的厚度取值在O. 2mm到O. 3mm的范圍內(nèi)，第二金屬層112的厚度取值在0.015_到0.02_的范圍內(nèi)。絕緣層113的厚度約為O. Imm左右。發(fā)光二極管晶粒120設(shè)置在開孔114內(nèi)，且與第一金屬層111相接觸。發(fā)光二極管晶粒120的兩電極分別與第一電連接部115和第二電連接部116連接。在本實施例中，發(fā)光二極管晶粒120通過固晶膠固定在第一金屬層111的表面，其兩個電極分別通過打線方式連接到第一電連接部115和第二電連接部116。擋墻130為環(huán)形且設(shè)置在開孔114的周圍。該擋墻130的材料為硅膠或者塑料，其通過模鑄或粘合的方式形成在開孔114的周圍。在本實施例中，所述擋墻130進一步環(huán)繞第一電連接部115和第二電連接部116，用于防止后續(xù)封裝過程中封裝膠體或封裝材料外流。封裝材料層140填充在開孔114中并覆蓋發(fā)光二極管晶粒120。該封裝材料層140用于防止外界環(huán)境如灰塵或水汽對發(fā)光二極管晶粒120的工作造成影響。在本實施例中，由于擋墻130設(shè)置在開孔114的周圍，封裝材料層140則直接填充至擋墻130的內(nèi)部，并同時覆蓋第一電連接部115和第二電連接部116。封裝材料層140為環(huán)氧樹脂或者硅膠。根據(jù)需要，還可以在封裝材料層140中填入熒光粉粒子以獲得所需的光線顏色。所述的熒光粉粒子的制作材料選自石榴石結(jié)構(gòu)的熒光粉材料，氮化物系熒光粉材料，磷化物，硫化物和硅酸鹽化合物其中一種或者多種。根據(jù)需要，所述發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)還進一步包括一層絕緣白漆118，該絕緣白漆118將不需要進行電連接的金屬線路覆蓋，以防止其受環(huán)境氧化而產(chǎn)生短路。
上述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)可通過以下方法制作。請參見圖2,提供一個基板110。該基板110包括第一金屬層111、第二金屬層112以及夾置在第一金屬層111和第二金屬層112之間的絕緣層113。在本實施例中，第一金屬層111和第二金屬層112由銅材料制成。絕緣層113的材料為環(huán)氧玻璃纖維布層壓板，其規(guī)格可以是FR-5或者是FR-4。優(yōu)選地，將第二金屬層112的厚度設(shè)置成小于第一金屬層111的厚度，從而形成一個不對稱的基板。在本實施例中，第一金屬層111的厚度取值在
O.2mm到O. 3mm的范圍內(nèi)，第二金屬層112的厚度取值在O. 015mm到O. 02mm的范圍內(nèi)。絕緣層113的厚度約為O. Imm左右。如圖3所示，在第二金屬層112上制作開孔114，該開孔114貫通絕緣層113并延伸至第一金屬層111上，從而暴露出第一金屬層111的上表面。如圖4所示，蝕刻第二金屬層112，使第二金屬層112環(huán)繞開孔114設(shè)置并形成第一電連接部115和第二電連接部116。在本實施例中，第一電連接部115包括第一接觸部1151和第二接觸部1152。第一接觸部1151為半圓環(huán)狀，且環(huán)繞在開孔114的周圍。第二接觸部1152為矩形形狀且設(shè)置在開孔114的一側(cè)。第二電連接部116包括第三接觸部1161和第四接觸部1162。第三接觸部1161也為半圓環(huán)狀，亦環(huán)繞在開孔114的周圍。第四接觸部1162為矩形形狀且設(shè)置在開孔114的與第二接觸部1152相對的另一側(cè)。在每個開孔114的周圍還包括一個金屬連接線框117，該金屬連接線框117使到第一電連接部115和第二電連接部116保持電學連接。如圖5所示，用絕緣白漆118將第二金屬層112的部分區(qū)域覆蓋。該部分區(qū)域包括除第一接觸部1151、第二接觸部1152、第三接觸部1161和第四接觸部1162以外的所有區(qū)域。上述絕緣白漆118用于將后續(xù)過程中不需要電連接的金屬線路覆蓋，以防止其受環(huán)境氧化而產(chǎn)生短路。根據(jù)需要，亦可不進行此過程而直接進行后續(xù)的固晶過程。如圖6所示，將發(fā)光二極管晶粒120設(shè)置在開孔114內(nèi)，發(fā)光二極管晶粒120的兩電極分別與第一接觸部1151和第三接觸部1161連接。第二接觸部1152和第四接觸部1162可作為發(fā)光二極管晶粒120與外界電源連接的兩個電極。在本實施例中，發(fā)光二極管晶粒120通過固晶膠固定在第一金屬層111的表面，其兩個電極分別通過打線方式連接到第一接觸部1151和第三接觸部1161。根據(jù)需要，在設(shè)置發(fā)光二極管晶粒120之前，可將第一金屬層111的位于開孔114內(nèi)的表面以及底面電鍍上一層銀鎳合金，該銀鎳合金用于保護第一金屬層111不被外界環(huán)境所氧化。
如圖7所示，在開孔114的周圍形成一環(huán)形的擋墻130。該擋墻130材料為硅膠或者塑料，其通過模鑄或粘合的方式形成在開孔114的周圍。在本實施例中，所述擋墻130進一步環(huán)繞第一接觸部1151和第三接觸部1161，用于防止后續(xù)封裝過程中封裝膠體或封裝材料外流。如圖8所示，在擋墻130內(nèi)部填入封裝材料層140，該封裝材料層140填充至開孔114中并覆蓋發(fā)光二極管晶粒120。該封裝材料層140用于防止外界環(huán)境如灰塵或潮濕對發(fā)光二極管晶粒120的工作造成影響。同時，由于第一接觸部1151和第三接觸部1161亦形成在擋墻130的內(nèi)部，所述封裝材料層140亦可覆蓋第一接觸部1151和第三接觸部1161以防止其受外界環(huán)境影響。在本實施例中，封裝材料層140為環(huán)氧樹脂或者硅膠。根據(jù)需要，在封裝材料層140中還可以填入熒光粉粒子以獲得所需的光線顏色。所述的熒光粉粒子的制作材料選自石榴石結(jié)構(gòu)的熒光粉材料，氮化物系熒光粉材料，磷化物，硫化物和硅酸鹽化合物其中一種或者多種。如圖9所示，切割基板110，形成多個發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，同時使得第一電連接
部115和第二電連接部116電學分離。所暴露的第二接觸部1152和第四接觸部1162可作為發(fā)光二極管晶粒120與外界電源連接的兩個電極。上述的切割過程可采用機械切割或者是激光切割的方式進行。優(yōu)選地，切割的方向可沿著金屬連接線框117的方向進行。當金屬連接線框117被去除后，相應(yīng)地，第一電連接部115和第二電連接部116也形成電學分離。在上述發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)中，發(fā)光二極管晶粒120直接設(shè)置在第一金屬層111的表面。因此，發(fā)光二極管晶粒120在發(fā)光過程中所產(chǎn)生的熱量可直接傳遞到第一金屬層111上，并快速散發(fā)到外界，有利于提高發(fā)光二極管封裝體的使用壽命。并且，由于第二金屬層112環(huán)繞開孔114設(shè)置，發(fā)光二極管晶粒120所產(chǎn)生的并傳遞到封裝材料層140的熱量可以有效通過第二金屬層112散發(fā)到外界環(huán)境，以防止封裝材料層140因受熱而老化，從而對其出光性能造成影響。另外，由于在蝕刻第二金屬層112的過程中，使第一電連接部115和第二電連接部116保持電學連接的狀態(tài)，該電學連接的狀態(tài)一直保持到對基板110進行切割之前。因此，在將發(fā)光二極管晶粒120電極分別連接到第一電連接部115和第二電連接部116時，即使基板110上存在著靜電，也不會使發(fā)光二極管晶粒120擊穿而使其損壞。因此，上述封裝方法可提高發(fā)光二極管封裝產(chǎn)品的良率，降低成本。根據(jù)需要，亦可在發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的側(cè)面設(shè)置凹部以將發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)固定在相應(yīng)的電路板上。請參見圖10，在上述實施例所制備的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的兩個側(cè)面各設(shè)置一個凹部150，該凹部150設(shè)置在發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的對角線處，供螺絲鎖合以將發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)固定在相應(yīng)的電路板上。 應(yīng)該指出，上述實施方式僅為本發(fā)明的較佳實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化。這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，包括 基板，該基板包括第一金屬層，第二金屬層以及夾置在第一金屬層和第二金屬層之間的絕緣層，絕緣層上設(shè)置有開孔，所述第二金屬層環(huán)繞開孔設(shè)置且分成第一電連接部和第ニ電連接部； 發(fā)光二極管晶粒，設(shè)置在開孔內(nèi)且與第一金屬層相接觸，發(fā)光二極管晶粒的兩電極分別與第一電連接部和第二電連接部連接；以及 封裝材料層，填充在開孔內(nèi)以覆蓋發(fā)光二極管晶粒。
2.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一金屬層和第二金屬層為銅。
3.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述絕緣層為環(huán)氧玻璃纖維布層壓板。
4.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)進ー步包括擋墻，所述擋墻設(shè)置在開孔周圍，封裝材料層填充在擋墻的內(nèi)部。
5.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述封裝材料中含有熒光粉顆粒。
6.ー種發(fā)光二極管封裝方法，包括以下步驟 提供一基板，該基板包括第一金屬層、第二金屬層以及夾置在第一金屬層和第二金屬層之間的絕緣層； 在第二金屬層上設(shè)置開孔，該開孔貫通絕緣層并延伸至第一金屬層； 蝕刻第二金屬層，使第二金屬層環(huán)繞開孔設(shè)置并形成第一電連接部和第二電連接部； 在開孔內(nèi)設(shè)置發(fā)光二極管晶粒，發(fā)光二極管晶粒的兩電極分別與第一電連接部和第二電連接部連接； 在開孔內(nèi)填充封裝材料以覆蓋發(fā)光二極管晶粒。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管封裝方法，其特征在干，所述絕緣層為環(huán)氧玻璃纖維布層壓板。
8.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管封裝方法，其特征在于，在填充封裝材料后，對基板進行切割以形成多個發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管封裝方法，其特征在干，在蝕刻第二金屬層的過程中，使第一電連接部和第二電連接部保持電學連接，然后在切割基板的過程中，使第一電連接部和第二電連接部電學分離。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管封裝方法，其特征在于，在蝕刻第二金屬層的過程中，在開孔的周圍形成金屬連接線框，該金屬連接線框使第一電連接部和第二電連接部保持電學連接，在切割基板的時候，將金屬連接線框去除從而使第一電連接部和第二電連接部電學分離。
全文摘要
一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，包括基板、發(fā)光二極管晶粒以及封裝材料層?；灏ǖ谝唤饘賹樱诙饘賹右约皧A置在第一金屬層和第二金屬層之間的絕緣層。絕緣層上設(shè)置有開孔，所述第二金屬層環(huán)繞開孔設(shè)置且分成第一電連接部和第二電連接部。發(fā)光二極管晶粒設(shè)置在開孔內(nèi)且與第一金屬層相接觸，發(fā)光二極管晶粒的兩電極分別與第一電連接部和第二電連接部連接。封裝材料層填充在開孔內(nèi)以覆蓋發(fā)光二極管晶粒。在上述發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)中，由于第二金屬層環(huán)繞開孔設(shè)置，封裝材料層中的熱量亦可通過第二金屬層快速散發(fā)到外界。本發(fā)明還提供了一種發(fā)光二極管的封裝方法。
文檔編號H01L33/48GK102856464SQ201110179308
公開日2013年1月2日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者洪孟賢, 曾文良, 江信東, 陳濱全 申請人:展晶科技(深圳)有限公司, 榮創(chuàng)能源科技股份有限公司