CN101510542A - 大功率发光二极管芯片的一种封装结构与制造方法 - Google Patents

大功率发光二极管芯片的一种封装结构与制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101510542A
CN101510542A CN 200810059695 CN200810059695A CN101510542A CN 101510542 A CN101510542 A CN 101510542A CN 200810059695 CN200810059695 CN 200810059695 CN 200810059695 A CN200810059695 A CN 200810059695A CN 101510542 A CN101510542 A CN 101510542A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat radiation
light
electrodes
emitting diode
carrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 200810059695
Other languages
English (en)
Other versions
CN101510542B (zh
Inventor
张秀梅
龚家胤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN 200810059695 priority Critical patent/CN101510542B/zh
Publication of CN101510542A publication Critical patent/CN101510542A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101510542B publication Critical patent/CN101510542B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/93—Batch processes
    • H01L24/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L24/97—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12041—LED

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

本发明提供一种可表面安装的大功率发光二极管芯片之封装结构与制造方法。其主要特征是承载发光二极管芯片、导线，及透光性封装体的封装框架为金属材料与绝缘材料一体成型所构成之结构。该金属材料分别构成散热载体和复数个位于散热载体周边的电极，此散热载体之上表平面用于黏固发光二极管芯片，下表平面连结外部散热器；此复数个电极之上表平面分别用导线连接至发光二极管芯片的电极，其下表平面为该发光二极管的外部电极。该绝缘材料充满在散热载体与复数个电极之间，并在其上方同时形成中空的反射板框架。

Description

大功率发光二极管芯片的一种封装结构与制造方法
技术领域
本发明涉及一种发光半导体器件，尤其是涉及大功率发光二极管芯片的一种封装结构与制造方法。
背景技术
第1图所示是一种习知的发光二极管芯片封装结构的侧视剖面图。如第1图所示该封装结构是由支架(lead frame)、发光二极管芯片140、导线150、以及透光性树脂160所组成。该支架(lead frame)由反射板框架130与电极120构成。发光二极管芯片140是黏固在支架(lead frame)上的平面芯片载体上，其发光二极管芯片的正负电极是透过导线150与支架(lead frame)上的外部电极120与电源衔接。发光二极管芯片140的周围环设有反射板框架130，最后再以透光性树脂将发光二极管芯片140以及导线150封固起来。该封装结构的缺点是发光二极管芯片140周边除电极120以外的反射板框架130与透光性树脂160均不是良好的导热材料，所以发光二极管芯片140所发出的热主要透过依赖较薄的电极120向外部发散，这种封装方式并不适用于大功率的发光二极管芯片的封装。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述发光二极管芯片封装结构存在的不足，提出了一种散热优良，适合大功率发光二极管芯片的封装结构与制造方法。该封装结构至少包含金属材料与绝缘材料一体成型所构成之封装框架、发光二极管芯片、连接至发光二极管芯片正负电极之复数条导线以及透光性封装体。该封装框架之金属材料分别构成散热载体和复数个位于散热载体周边的电极；该绝缘材料充满在散热载体与复数个电极之间，并在其上方同时形成中空的反射板框架。
该结构上的封装框架之金属材料所构成的散热载体之上表平面用于黏固发光二极管芯片，其下表平面连结至外部散热器。发光二极管芯片的正负电极则以该复数条导线分别连接到封装框架之金属材料所构成复数个位于散热载体周边的电极之上表平面。反射板框架为具有一光反射性绝缘材料，位在散热载体与复数个电极上方呈现出中空之形状，可以暴露出散热载体中足够用于固晶的上表平面之部分面积，与每个电极中足够用于连线的上表平面之部分面积，并可使发光二极管芯片所发出的光线同时得以向上与向外射出。该中空之形状内填充透光性填充物藉以保护发光二极管芯片与导线。
该结构之制作可探用一体成型的方式，因此适合大量的生产制造。本发明所提出的生产方法，是以一金属板同时制作复数个的封装结构单元的散热载体与电极。该金属板是以蚀刻的方式形成这些封装结构单元散热载体与电极之图案。然后透过压注成形方式在散热载体与电极间充入该绝缘材料的同时并在其上方形成反射板框架。完成封装框架后在散热载体之上表平面固晶、用导线将芯片正负电极连接到对应的封装框架中正负电极之上表平面、在反射板框架之中空形状内填充透光性填充物，最后再将各个封装结构单元切割分离开来。
兹配合所附图示、实施例的详细说明及申请专利范围，将上述及本发明之其他目的与优点详述于后。然而，当可了解所附图示纯是为解说本发明之精神而设，不当视为本发明范畴之定义。有关本发明范畴之定义，请参照所附之申请专利范围。
附图说明
第1图所示是一种习知的发光二极管芯片封装结构的侧视剖面图。
第2a图所示是本发明的封装结构一第一实施例的侧视剖面图。
第2b图所示是本发明的封装结构一第一实施例的结构分解图。
第2c图所示是本发明的封装结构一第二实施例的立体图。
第2d图所示是本发明的封装结构一第三实施例的侧视剖面图。
第3a图所示是本发明实施于双芯封装的一实施例的立体图。
第3b图所示是本发明实施于三芯封装的一实施例的立体图。
第4a～4f图所示是本发明第一实施例的制作方法与各个步骤。
120            电极                    130        反射板框架
140            发光二极管芯片          150        导线
160            透光性树脂              200        封装框架
210            散热载体                220        电极
230            反射板框架              231        反射板底面
232            反射面                  240        发光二极管芯片
250            导线                    260        透光性填充物
270            萤光体                  280        光学镜头
290            凹槽                    300        金属板
310            边框                    320        反射板框架集合体
330            封装结构单元
具体实施方式
第2a、2b图所示是本发明一第一实施例的侧视剖面图与结构分解图。如图所示，本实施例的一种可表面安装之大功率发光二极管芯片的封装结构，至少包含金属材料与绝缘材料一体成型所构成之封装框架200、发光二极管芯片240、连接至发光二极管芯片的正负电极之复数条导线250以及透光性填充物260。该封装框架200之金属材料分别构成散热载体210和复数个位于散热载体周边的电极220；该绝缘材料充满在散热载体与复数个电极之间，并在其上方同时形成中空的反射板框架230。
散热载体210是位于封装框架200之底部中心，其上表平面由反射板底面231向上透出，下表平面分别向下与向外透出，如图2a、2b所示之散热载体形状仅属例示。电极220则位于散热载体210四周适当位置，其上表平面部份由封装框架200之反射板底面231向上透出，下表平面分别向下与向外透出，如图2a、2b所示之电极形状仅属例示。封装框架200其余部分由反射板框架230组成，其包含散热载体210与复数个电极220之间的绝缘黏合部分，与在其上方形成的断面为凹状，包含反射面232的反射板。
反射板框架230可由树酯或陶瓷类等绝缘材料构成，其反射面232为白涂装、或涂怖有高反射率的薄膜(例如镀铝)。该反射板框架230成形后其反射板底面231可以暴露出散热载体210的上表平面用于固晶部分与每个电极220的上表平面用于连线部分面积。
发光二极管芯片240是黏固于散热载体210之上表平面，发光二极管芯片240的正负电极则以导线250分别连接到电极220上表平面，即可完全分离电气通道和散热通道来达到良好的散热效果。反射板的凹孔内填充有由树脂或类似的透明材料所构成的透光性填充物260，以封固、保护发光二极管芯片240、导线250等封装结构内的元件。
第2c、2d图所示是本发明的第二、三实施例。如第2c图所示的第二实施例，在第一实施例封装结构上加光学镜头280用来调整发光角度与改善发光亮度。如第2d图所示的第三实施例，散热载体210的上表面形成一个可用于固晶与涂怖萤光体270之用凹槽290。该实施例主要是针对以激发萤光体的方式产生复合光的应用。在这个实施例里，蓝光的发光二极管芯片240是包覆在黄光萤光体270内，萤光体270被激发后产生的黄光与用于激发的蓝光互补而产生二波长的白光。有关萤光体270激发的技术已经有许多相关的发明与研究，而非仅限于前述的作法。
第3a、3b图所示是本发明实施于双芯与三芯封装的实施例的封装框架200与封装完成的立体图。如图所示，本发明所提出的封装结构可以用于封装更多数目的发光二极管芯片240，唯一的差别主要仅在于在封装框架200形成适当数目与适当位置的电极220。如图所示的多芯封装非常适合用来达成各种色光的组合，以第3b图所示的三芯封装为例，这三个发光二极管芯片240可以分别是红、绿、蓝光的发光二极管芯片240，而这三种色光的混合可形成了白光。综合前述的实施例，可以很清楚的看出本发明所提出的封装结构，可以适用于各种色光的发光二极管芯片240、不设限发光二极管芯片240的颗数、并能达成各种单光与全彩的色光组合。
第4a～4f图所示是本发明第一实施例的制作方法与各个步骤。在如4a图所示的金属板300上透过蚀刻的方式制作出如图4b所示的图案，该图案由各个发光二极管封装结构单元330的散热载体210与电极220所组成的元素透过矩阵方式排列，该矩阵中的各个元素与相邻的元素彼此相互相连或与边框310连结。然后，透过压注成形方式形成如图4c所示的包含有多个反射板框架230的反射板框架集合体320。然后，如4d图所示在各个封装框架200上分别进行发光二极管芯片240的固晶与打线。完成后，以透光性填充物260(如树酯)填入各个封装框架200凹孔内，将发光二极管芯片240与导线250封固起来如4e图所示。最后，如4f图所示，将各个封装结构单元330切割分离开来。
藉由以上较佳具体实施例之详述，是希望能更加清楚描述本发明之特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明之范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请之专利范围的范畴内。

Claims (9)

1.一种发光二极管芯片的封装结构，至少包含：
至少一发光二极管芯片；
一封装框架，是由一散热载体、复数个电极与一绝缘材料之反射板框架所一体成型构成。该散热载体与该复数个电极是由一金属材料所构成，绝缘材料充满在散热载体与复数个电极之间，使该散热载体与任一该电极、以及任二该电极之间是电气绝缘的，并在其上方同时形成中空的反射板框架，可以暴露出散热载体之上表平面以及该复数个电极之上表平面的至少部分面积，该发光二极管芯片是黏固于该散热载体之上表平面；
复数条导线，是连接该发光二极管芯片的电极与该复数个电极；以及一填充物，是由一透光性材料构成，填充于中空的反射板框架内以封固该发光二极管芯片与该复数个导线。
2.如申请专利范围第1项所述之封装结构，其中该封装框架之该散热载体是位于该封装框架底部中心，其上表平面由反射板之底面向上透出，下表平面分别向下与向外透出。
3.如申请专利范围第1项所述之封装结构，其中该电极则位于散热载体四周适当位置，其上表平面部份由封装框架之反射板之底面向上透出，下表平面分别向下与向外透出。
4.如申请专利范围第1项所述之封装结构，其中该反射板框架是以一光反射绝缘材质构成。
5.如申请专利范围第1项所述之封装结构，该散热载体之上表面；有一个可用于固晶与涂怖萤光体之用凹槽。
6.如申请专利范围第1项所述之封装结构，其中该发光二极管芯片是包覆于一适当萤光体内。
7.一种发光二极管芯片的封装结构制造方法，是至少包含下列几个步骤：
(1)在一金属板上，形成矩阵方式排列的该复数个封装结构的封装框架之热电分离载体，该热电分离载体包含一散热载体与复数个电极，且该复数个电极是围绕在该散热载体周边；
(2)步骤(1)完成后，在矩阵排列的该复数个热电分离载体之散热载体与复数个电极之间注入绝缘材料，同时在对应的热电分离载体上方形成同样矩阵排列的中空反射板体。反射板体形成后在个自的反射板底面可以暴露出散热载体之上表平面以及该复数个电极的上表平面的至少部分面积，其散热载体之下表平面以及该复数个电极的下表平面分别向下与向外透出；
(3)在每个散热载体之上表平面，进行至少一发光二极管芯片的固晶，并以复数条导线将该发光二极管芯片的电极分别连接到该周边复数个电极的上表平面；
(4)在每个反射板的凹孔内施以一透光性填充物包覆该凹孔所暴露出来的该发光二极管芯片、该复数条导线；以及
(5)将该复数个封装结构切割分离。
8.如申请专利范围第7项所述之封装结构制作方法，其中该步骤(1)是蚀刻或金属加工方法。
9.如申请专利范围第7项所述之封装结构制作方法，其中该步骤(2)是由绝缘材料一体压注成形，且反射板之凹孔壁面具有一高反射率涂装。
CN 200810059695 2008-02-13 2008-02-13 大功率发光二极管芯片的一种封装结构与制造方法 Expired - Fee Related CN101510542B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200810059695 CN101510542B (zh) 2008-02-13 2008-02-13 大功率发光二极管芯片的一种封装结构与制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200810059695 CN101510542B (zh) 2008-02-13 2008-02-13 大功率发光二极管芯片的一种封装结构与制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101510542A true CN101510542A (zh) 2009-08-19
CN101510542B CN101510542B (zh) 2013-01-16

Family

ID=41002874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200810059695 Expired - Fee Related CN101510542B (zh) 2008-02-13 2008-02-13 大功率发光二极管芯片的一种封装结构与制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101510542B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102194967A (zh) * 2010-03-18 2011-09-21 宏齐科技股份有限公司 用于提升散热效果的发光二极管封装结构及其制作方法
CN102222625A (zh) * 2010-04-16 2011-10-19 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管封装结构及其基座的制造方法
CN103066196A (zh) * 2013-01-30 2013-04-24 江苏华英光宝科技股份有限公司 具有强散热功能的高亮度led芯片载体结构
CN104347604A (zh) * 2013-08-06 2015-02-11 杭州友旺科技有限公司 Led线条光源及其制造方法
CN104380490A (zh) * 2012-06-15 2015-02-25 夏普株式会社 薄膜布线基板以及发光装置
CN106328642A (zh) * 2016-10-18 2017-01-11 深圳成光兴光电技术股份有限公司 一种混合光源贴片led
CN108520914A (zh) * 2012-09-25 2018-09-11 Lg伊诺特有限公司 发光器件封装
CN111933778A (zh) * 2020-08-17 2020-11-13 中山市木林森电子有限公司 热电分离式的led支架及led灯珠

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100420049C (zh) * 2005-02-02 2008-09-17 银河制版印刷有限公司 发光二极管模块的基板结构

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102194967A (zh) * 2010-03-18 2011-09-21 宏齐科技股份有限公司 用于提升散热效果的发光二极管封装结构及其制作方法
CN102222625A (zh) * 2010-04-16 2011-10-19 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管封装结构及其基座的制造方法
CN104380490A (zh) * 2012-06-15 2015-02-25 夏普株式会社 薄膜布线基板以及发光装置
CN108520914A (zh) * 2012-09-25 2018-09-11 Lg伊诺特有限公司 发光器件封装
CN108520914B (zh) * 2012-09-25 2021-10-26 苏州乐琻半导体有限公司 发光器件封装
CN103066196A (zh) * 2013-01-30 2013-04-24 江苏华英光宝科技股份有限公司 具有强散热功能的高亮度led芯片载体结构
CN103066196B (zh) * 2013-01-30 2015-10-28 江苏华英光宝科技股份有限公司 具有强散热功能的高亮度led芯片载体结构
CN104347604A (zh) * 2013-08-06 2015-02-11 杭州友旺科技有限公司 Led线条光源及其制造方法
CN106328642A (zh) * 2016-10-18 2017-01-11 深圳成光兴光电技术股份有限公司 一种混合光源贴片led
CN111933778A (zh) * 2020-08-17 2020-11-13 中山市木林森电子有限公司 热电分离式的led支架及led灯珠

Also Published As

Publication number Publication date
CN101510542B (zh) 2013-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101510542B (zh) 大功率发光二极管芯片的一种封装结构与制造方法
US7714342B2 (en) Chip coated light emitting diode package and manufacturing method thereof
TW200843130A (en) Package structure of a surface-mount high-power light emitting diode chip and method of making the same
US6881980B1 (en) Package structure of light emitting diode
TWI390772B (zh) 半導體裝置及其製造方法
US20110068354A1 (en) High power LED lighting device using high extraction efficiency photon guiding structure
US9431592B2 (en) Submount with cavities and through vias for LED packaging
CN103477456B (zh) 具有波长转换层的发光装置
TWI423485B (zh) 發光二極體封裝結構的製造方法
CN102610599B (zh) 发光器件封装件及其制造方法
CN106463462A (zh) 基于底座的光发射器组件及其方法
TWI463703B (zh) 光源裝置
TWI497750B (zh) 具獨立光胞之發光元件陣列
CN101728470A (zh) 发光二极管装置及其制造方法
CN102254903B (zh) 发光二极管封装、发光二极管模块及发光二极管灯
TWI531091B (zh) 發光二極體封裝結構及其封裝方法
WO2014101602A1 (zh) 应用远距式荧光粉层的led封装结构及其制成方法
WO2015139369A1 (zh) 一种led灯条制作方法及led灯条
CN108365075A (zh) 具有斜面晶片反射结构的晶片级封装发光装置及其制造方法
TW200905925A (en) Side-view light-emitting diode package and fabrication method thereof
TWI482318B (zh) 發光二極體及其封裝結構
TW201318219A (zh) Led封裝結構的製作方法
CN103258920A (zh) 发光二极管封装结构的制造方法
CN101226975A (zh) 高功率发光二极管芯片封装结构与制造方法
JP2013183124A (ja) 半導体発光装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130116

Termination date: 20140213