專利名稱：散熱封裝單元及其支架結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種散熱結構，且特別是涉及一種結合第一金屬層以及第二金屬層的散熱封裝單元及其支架結構。
背景技術：
隨著發(fā)光二極管的功率不斷地提高，在操作時常會伴隨熱量的累積，無法迅速地將熱排放到外界。常見的問題是，溫度升高造成發(fā)光二極管的發(fā)光效率降低。因此，必須加裝大型的散熱片或風扇來提高發(fā)光二極管的散熱效能。請參照圖1，其繪示傳統(tǒng)上一種發(fā)光二極管的封裝結構的示意圖。此封裝結構100包括一導電基板110、一絕緣殼體120、一發(fā)光元件130以及一封裝膠體140。發(fā)光元件130 配置于導電基板110的芯片座112上，并通過兩條導線132電連接導電基板110的二金屬墊114、116。然而,傳統(tǒng)的絕緣殼體120以注塑成型的方式包覆導電基板110的大部分周圍表面，導電基板110僅有一小部分面積可散熱，因此散熱效果不佳。此外，注塑成型的絕緣殼體120受限于工程塑膠的材料特性，在高溫環(huán)境下容易劣化而導致發(fā)光元件130的出光效率下降。另外，在注塑成型的過程中，絕緣殼體120與導電基板110因材質特性不同而接合性不佳，往往造成防滲漏測試不合格。上述種種皆是采用絕緣殼體120所產(chǎn)生的問題，造成發(fā)光二極管的封裝結構100的發(fā)光效率降低，且散熱不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種散熱封裝單元及其支架結構，其結合第一金屬層與第二金屬層做為金屬支架，增加散熱面積，以提高散熱效率。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出一種散熱支架結構，包括一第一金屬層、一絕緣層以及一第二金屬層。第一金屬層具有一導電接合區(qū)以及一內(nèi)接合壁。第二金屬層具有一兀件配置區(qū)以及一外接合壁。絕緣層粘著于第一金屬層與第二金屬層之間，且絕緣層電性隔離于導電接合區(qū)與元件配置區(qū)之間。內(nèi)接合壁與外接合壁由導電接合區(qū)的周圍傾斜地延伸并疊合在一起，以形成一凹槽。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種散熱封裝單元，其包括一發(fā)光元件、一金屬支架以及一封膠。金屬支架具有一凹槽，用以容納發(fā)光元件。金屬支架包括一第一金屬層、一絕緣層以及一第二金屬層。封膠填充于凹槽內(nèi)，以包覆發(fā)光兀件。第一金屬層位于凹槽的內(nèi)偵牝并具有一導電接合區(qū)以及一內(nèi)接合壁。第二金屬層位于凹槽的外側，并具有一元件配置區(qū)以及一外接合壁。其中，絕緣層粘著于第一金屬層與第二金屬層之間，且絕緣層電性隔離于導電接合區(qū)與元件配置區(qū)之間。內(nèi)接合壁與外接合壁由導電接合區(qū)的周圍傾斜地延伸并疊合在一起，以形成凹槽。封膠填充于凹槽內(nèi)。為了對本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下


圖I為傳統(tǒng)上一種發(fā)光二極管的封裝結構的示意圖；圖2A 圖2C分別為本發(fā)明一實施例的散熱封裝單元及其金屬支架的上視圖、側視剖面圖及底視圖；圖3A及圖3B分別為本發(fā)明一實施例的雙層金屬支架的組裝步驟的示意圖。主要元件符號說明100 :封裝結構110:導電基板112:芯片座 114:金屬墊120 :絕緣殼體130:發(fā)光元件140 :封裝膠體200 :散熱封裝單元210:發(fā)光元件212 :導線220 :金屬支架222:凹槽221a:導電接合區(qū)221b:內(nèi)接合壁223 :光反射層224 :第一金屬層225 :絕緣層226 :第二金屬層226a:外接合壁227 :元件配置區(qū)228a、228b 電性端子229 :粘著層230 :封膠Al:第一導電部A2:第二導電部BI :第一貫孔B2 :第二貫孔
具體實施例方式本實施例的散熱封裝單元及其支架結構，是利用沖壓的方式將兩片金屬層制成具有凹杯形狀的金屬支架。兩片金屬層之間利用具有粘著性的絕緣材質貼合，并使兩片金屬層之間電性絕緣，以使成型后的金屬支架具有熱電分離的特性。其中，發(fā)光元件可配置在其中一片金屬層上，且該片金屬層的大部分面積均與外界接觸，故可提高散熱封裝單元的散熱效果。另外，發(fā)光元件可通過兩條導線與另一片金屬層電連接，用以接收外部電信號，以使發(fā)光元件因電致而發(fā)光。在一實施例中，發(fā)光元件例如以半導體材料制作的發(fā)光二極管，其于P型半導體層與N型半導體層相接處形成PN接面的活化層。當發(fā)光二極管的P極及N極兩端施加電壓時，電子將與電洞結合于PN接面處，再以光的形式發(fā)出。以下提出各種實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為范例說明，并非用以限縮本發(fā)明欲保護的范圍。請參照圖2A 圖2C，其分別繪示依照本發(fā)明一實施例的散熱封裝單元及其金屬支架的上視圖、側視剖面圖及底視圖。散熱封裝單元200包括一發(fā)光元件210、一金屬支架220以及一封膠230。金屬支架220具有一凹槽222，用以容納發(fā)光元件210。金屬支架220包括一第一金屬層224、一絕緣層225以及一第二金屬層226。封膠230填充于凹槽222內(nèi)，以包覆發(fā)光兀件210。第一金屬層224位于凹槽222的內(nèi)側，并具有一導電接合區(qū)221a以及一內(nèi)接合壁221b。第二金屬層226位于凹槽222的外側，并具有一元件配置區(qū)227以及一外接合壁226a。其中，絕緣層225粘著于第一金屬層224與第二金屬層226之間，且絕 緣層225電性隔離于導電接合區(qū)221a與元件配置區(qū)227之間。內(nèi)接合壁221b與外接合壁226a由導電接合區(qū)221a的周圍傾斜地延伸并疊合在一起，以形成凹槽222。也就是說，凹槽222的內(nèi)側為內(nèi)接合壁221b，而凹槽222的外側為外接合壁226a。此外，散熱封裝單元200還包括一光反射層223，配置于內(nèi)接合壁221b上，并顯露出導電接合區(qū)221a。散熱封裝單元200還包括一組導線212，用以電連接發(fā)光元件210。在本實施例中，光反射層223例如為高反射系數(shù)的金屬鍍膜，以反射發(fā)光元件210所發(fā)出的光線。請參照圖IA 圖1C，第一金屬層224包括一組電性端子228a、228b，位于導電接合區(qū)221a中，并嵌合于第二金屬層226內(nèi)。此兩個電性端子228a、228b的一端分別顯露于第二金屬層226的外部，用以接收外部電信號。此兩個電性端子228分別位于元件配置區(qū)227的相對兩側，而每一導線212分別電連接于發(fā)光元件210與相對應的電性端子228a、228b之間，以使發(fā)光元件210接收外部電信號。另外，發(fā)光元件210配置于元件配置區(qū)227上，而發(fā)光元件210的底部與元件配置區(qū)227之間還可配置一粘著層229，以使發(fā)光元件210粘著于元件配置區(qū)227上。在本實施例中，發(fā)光兀件210所產(chǎn)生的熱可經(jīng)由第二金屬層226向外擴散,避免熱累積在發(fā)光兀件210內(nèi)而影響發(fā)光兀件210的發(fā)光效率。再者，第二金屬層226為高導熱的金屬,可將凹槽222底部的熱沿著外接合壁226a向外延伸，利用外接合壁226a來增加散熱面積，進而提高整體的散熱效率。請參照圖3A及圖3B，其分別繪示依照本發(fā)明一實施例的雙層金屬支架的組裝步驟的示意圖。在圖3A中，第一金屬層224以及第二金屬層226未成型之前皆為一平板狀。第一金屬層224與第二金屬層226可為相同或不同的材質,例如銅或招。第一金屬層224具有相互分離的第一導電部Al以及第二導電部A2。第一導電部Al與第二導電部A2可經(jīng)由沖壓或蝕刻的方式形成。第一導電部Al的一端向下彎折而形成第一電性端子228a，而第二導電部A2的一端向下彎折而形成第二電性端子228b。此外,第二金屬層226相對于第一電性端子228a與第二電性端子228b分別設有一第一貫孔BI以及一第二貫孔B2。第一貫孔BI與第二貫孔B2可經(jīng)由沖壓或蝕刻的方式形成。
在圖3B中，第一電性端子228a可經(jīng)由第一貫孔BI嵌合于第二金屬層226內(nèi)，而第二電性端子228b可經(jīng)由第二貫孔B2嵌合于第二金屬層226內(nèi)。第一電性端子228a與第二電性端子228b的一端分別顯露于第二金屬層226的外部，以接收外部電信號。此外,絕緣層225粘著于第一金屬層224與第二金屬層226之間，且絕緣層225電性隔離于導電接合區(qū)221a與元件配置區(qū)227之間，以使成型后的金屬支架220具有熱電分離的特性。如圖3B所示，利用沖壓的方式可將相互貼合的第一金屬層224與第二金屬層226制成具有凹杯形狀(凹槽222)的金屬支架220。金屬支架220的內(nèi)接合壁221b與外接合壁226a由導電接合區(qū)221a的周圍傾斜地延伸并疊合在一起，并經(jīng)由沖壓而形成一凹槽 222。之后，如圖3B所示，發(fā)光元件210可通過粘晶設備固定于元件配置區(qū)227上，再經(jīng)由打線機臺分別將每一條導線212電連接于發(fā)光元件210與相對應的電性端子228a、228b之間。最后,填入封膠230于凹槽222內(nèi)，以覆蓋發(fā)光元件210及此兩個導線212。
本發(fā)明上述實施例所揭露的散熱封裝單元及其支架結構，以絕緣層將兩片金屬層相互貼合后，再以沖壓的方式將兩片金屬層制成具有凹杯形狀的金屬支架。絕緣層可選用耐高溫、粘著性佳、絕緣效果好的硅膠，以使兩片金屬層之間緊密貼合，以降低防滲漏測試不合格的風險，并可改善工程塑膠劣化的問題。此外，金屬支架相對于現(xiàn)有的絕緣殼體，可增加散熱封裝單元的散熱面積，并可避免熱累積在發(fā)光元件內(nèi)而影響發(fā)光元件的發(fā)光效率。綜上所述，雖然結合以上較佳實施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術領域中熟悉此技術者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護范圍應以附上的權利要求所界定的為準。
權利要求
1.一種散熱支架結構，包括 第一金屬層，具有導電接合區(qū)以及內(nèi)接合壁； 絕緣層；以及 第二金屬層，具有元件配置區(qū)以及外接合壁，其中該絕緣層粘著于該第一金屬層與該第二金屬層之間，且該絕緣層電性隔離于該導電接合區(qū)與該元件配置區(qū)之間，該內(nèi)接合壁與該外接合壁由該導電接合區(qū)的周圍傾斜地延伸并疊合在一起，以形成一凹槽。
2.如權利要求I所述的散熱支架結構，其中該第一金屬層以及該第二金屬層以沖壓或蝕刻的方式形成。
3.如權利要求I所述的散熱支架結構，其中該第一金屬層包括一組電性端子，位于該導電接合區(qū)中，并嵌合于該第二金屬層內(nèi)，該組電性端子的一端分別顯露于該第二金屬層的外部。
4.如權利要求I所述的散熱支架結構，還包括一光反射層，配置于該內(nèi)接合壁上，并顯露出該導電接合區(qū)。
5.一種散熱封裝單元，包括 發(fā)光兀件； 金屬支架，具有凹槽，用以容納該發(fā)光元件，該金屬支架包括 第一金屬層，位于該凹槽的內(nèi)側，并具有導電接合區(qū)以及內(nèi)接合壁； 絕緣層；以及 第二金屬層，位于該凹槽的外側，具有元件配置區(qū)以及外接合壁，其中該絕緣層粘著于該第一金屬層與該第二金屬層之間，且該絕緣層電性隔離于該導電接合區(qū)與該元件配置區(qū)之間，該內(nèi)接合壁與該外接合壁由該導電接合區(qū)的周圍傾斜地延伸并疊合在一起，以形成該凹槽；以及 封膠，填充于該凹槽內(nèi)。
6.如權利要求I所述的散熱封裝單元，其中該第一金屬層以及該第二金屬層以沖壓或蝕刻的方式形成。
7.如權利要求I所述的散熱封裝單元，其中該第一金屬層包括一組電性端子，位于該導電接合區(qū)中，并嵌合于該第二金屬層內(nèi)，該組電性端子的一端分別顯露于該第二金屬層的外部。
8.如權利要求7所述的散熱封裝單元，還包括一組導線，分別電連接于該發(fā)光元件與該組電性端子之間。
9.如權利要求I所述的散熱封裝單元，還包括光反射層，配置于該內(nèi)接合壁上，并顯露出該導電接合區(qū)。
10.如權利要求I所述的散熱封裝單元，還包括粘著層，配置于該發(fā)光元件與該元件配置區(qū)之間。
全文摘要
本發(fā)明公開一種散熱封裝單元及其支架結構。散熱封裝單元包括一發(fā)光元件、一金屬支架以及一封膠。金屬支架具有一凹槽，用以容納發(fā)光元件。封膠填充于凹槽內(nèi)，以包覆發(fā)光元件。金屬支架包括一第一金屬層、一絕緣層以及一第二金屬層。第一金屬層位于凹槽的內(nèi)側，并具有一導電接合區(qū)以及一內(nèi)接合壁。第二金屬層位于凹槽的外側，并具有一元件配置區(qū)以及一外接合壁。其中，絕緣層粘著于第一金屬層與第二金屬層之間，且絕緣層電性隔離于導電接合區(qū)與元件配置區(qū)之間。內(nèi)接合壁與外接合壁由導電接合區(qū)的周圍傾斜地延伸并疊合在一起，以形成凹槽。
文檔編號H01L33/62GK102832313SQ20111019533
公開日2012年12月19日 申請日期2011年7月13日 優(yōu)先權日2011年6月13日
發(fā)明者宋佳明, 陳富鑫, 王能誠 申請人:隆達電子股份有限公司