CN101673789A - 发光二级管封装基板结构、制法及其封装结构 - Google Patents

发光二级管封装基板结构、制法及其封装结构 Download PDF

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Abstract

一种封装基板结构由金属基板与绝缘基板构成，其制作方法简化，有效降低制造成本，并且封装基板的两面均可设置发光二极管芯片而进行多样化封装。

Description

发光二极管封装基板结构、制法及其封装结构
技术领域
本发明涉及一种发光二极管封装技术，特别是一种发光二极管基板、制法及其封装结构。
背景技术
发光二极管(light-emitting diodes，LED)具有寿命长、省电、较耐用等优点，因此高亮度LED照明装置是一种绿色能源环保产品，未来将可广泛应用。如何简化LED封装工序与降低成本使其高单价问题获得解决，是此类LED商品能否普及使用的重要课题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明目的之一是提供一种发光二极管封装基板结构、制法及其封装结构，该封装基板结构由金属基板与绝缘基板构成，其制作方法简化，有效降低制造成本，并且封装基板的两面均可设置发光二极管芯片进行封装。
为了达到上述目的，根据本发明一个实施例的一种发光二极管封装基板结构，包括：金属基板；以及绝缘基板，其设置于所述金属基板的一个上表面上。其中，多个金属穿孔设置于金属基板上，定义出多个金属接脚；多个绝缘穿孔设置于所述绝缘基板上；以及部分绝缘穿孔设置于所述金属接脚上并暴露出金属接脚的上表面。
根据本发明的另一实施例的一种发光二极管封装基板的制法，包括：提供一绝缘基板；在该绝缘基板上形成多个绝缘穿孔；提供一金属基板；在该金属基板上形成多个金属穿孔；以及将绝缘基板设置在金属基板的一个上表面上。其中，金属穿孔定义出多个金属接脚；以及部分绝缘穿孔设置于金属接脚上并暴露出金属接脚的上表面。
根据本发明又一实施例的一种发光二极管封装结构，包括：一金属基板；一绝缘基板，其设置于该金属基板的一个上表面上；一发光二极管芯片，其设置于所述金属基板的上表面上；一电性连接结构，其电性连接发光二极管芯片与金属接脚的上表面；以及一封装材料，其包覆发光二极管芯片与电性连接结构。其中，多个金属穿孔设置于金属基板上，以定义出多个金属接脚；多个绝缘穿孔设置于绝缘基板上；以及部分绝缘穿孔设置于金属接脚上并暴露出金属接脚的上表面。
根据本发明再一实施例的一种发光二极管封装结构，包括：一金属基板；一绝缘基板，其设置于金属基板的一个上表面上；一发光二极管芯片，其设置于金属基板的一个下表面上；一电性连接结构，其电性连接发光二极管芯片与金属接脚的下表面；以及一封装材料，其包覆发光二极管芯片与电性连接结构。其中，多个金属穿孔设置于金属基板上，以定义出多个金属接脚；多个绝缘穿孔设置于绝缘基板上；以及部分绝缘穿孔设置于金属接脚上并暴露出金属接脚之的表面。
附图说明
图1所示为根据本发明的实施例的示意图。
图2所示为根据本发明的实施例的示意图。
图3A、图3B、图3C、图3D与图3E所示为根据本发明的实施例的流程示意图。
图4A与图4B所示为根据本发明的实施例的示意图。
图5A与图5B所示为根据本发明的实施例的示意图。
图6所示为根据本发明的实施例的示意图。
主要组件符号说明
  10   金属基板
  12   金属接脚
  13   金属穿孔
  14   金属承座
  20   绝缘基板
  22   绝缘穿孔
  22’   绝缘穿孔
  23   金属层
  24   黏着层
  30   绝缘材料
  40   发光二极管芯片
  50   封装材料
  60   金属引线
  62   焊球
  64   焊球
具体实施方式
请参照图1，在一个实施例中，发光二极管封装基板结构包括一金属基板(图上未示出)以及一绝缘基板20。绝缘基板20设置于该金属基板的一个上表面上。其中，多个金属穿孔13设置于金属基板上，以定义出多个金属接脚12；绝缘穿孔22设置于绝缘基板20上。绝缘穿孔22设置于金属接脚12上，并暴露出金属接脚12的上表面。绝缘基板20可以是铜箔基板、玻璃纤维基板、玻璃纤维预浸布或高分子材料基板。
接续上述说明，如图2所示，在一个实施例中，金属穿孔13还定义出至少一个金属承座14。部分绝缘穿孔22设置于绝缘基板20上。绝缘基板20还包括绝缘穿孔22’，其设置于金属承座14上并暴露出金属承座14的上表面。请参照图4A，还可以在绝缘基板20的上表面设置一金属层23，该金属层23可作为光反射层以增加发光效率。另外，还可以在绝缘基板20的另一表面上设置一黏着层24(如图4B所示)供金属基板与绝缘基板20黏合之用。请同时参照图5A与图5B，在金属基板的金属穿孔13内填充绝缘材料30。
请参照图3A、图3B、图3C、图3D与图3E，在一个实施例中，上述发光二极管封装基板的制法包括下列步骤。首先，提供一绝缘基板20并在该绝缘基板20上形成多个绝缘穿孔22、22’。可利用深度控制、冲压、成型、机械钻孔、激光钻孔或等离子蚀刻方式形成所述绝缘穿孔22、22’。
在绝缘基板20的上表面可以选择性地设置一金属层，或者在绝缘基板20的上表面与下表面上设置黏着层。因此，绝缘基板20可以根据需求选择铜箔基板、玻璃纤维基板、玻璃纤维预浸布或者高分子材料基板。
接续上述说明，另外，提供一金属基板10并在金属基板10上形成多个金属穿孔13。其中，可利用蚀刻、冲压方式形成所述金属穿孔13。将绝缘基板20设置在金属基板10的上表面上。其中，可利用融接、压合、涂布或黏合方式将绝缘基板20与金属基板10黏接。绝缘穿孔22设置于金属接脚12上，并暴露出金属接脚12的上表面。
金属穿孔13还定义出至少一个金属承座14。部分绝缘穿孔22设置于绝缘基板20上。绝缘基板20包括绝缘穿孔22’，其设置于金属承座14上并暴露出金属承座14的上表面。在一个实施例中，在金属基板10的金属穿孔13内还可以填充绝缘材料30，如图5A与图5B所示。在一个实施例中，金属基板10也可以与绝缘基板20先黏合，之后才形成金属穿孔13。
本发明的封装基板制法简单，封装厂商可利用现有流程制作，而无需额外设备，并且，本发明无须电镀导通孔流程，这可以减少使用设备并降低封装成本。另外，所制成的封装基板可根据封装需求而提供多样化的封装结构。
请参照图4A，在一个实施例中，可以在金属基板的上表面上设置发光二极管芯片40。发光二极管芯片40可以设置于金属承座14上，并利用一电性连接结构，如金属引线60，而电性连接发光二极管芯片40与金属接脚12的上表面。封装材料50包覆发光二极管芯片40与所述电性连接结构。绝缘基板20的上表面的金属层23可作为发光反射层，以提高发光效率。在此封装结构中，金属接脚12的下表面用作此封装体对外的焊接处。
在一个实施例中，如图5A所示，发光二极管芯片40还可利用倒装芯片方式，以焊球62或金属焊接材料的电性连接结构而与金属接脚12电性连接。在一个实施例中，图上未示出，发光二极管芯片40还可设置于绝缘穿孔22之间的绝缘基板20上。
请参照图4B，在一个实施例中，可以在金属基板的下表面上设置一发光二极管芯片40。该发光二极管芯片40可设置于金属承座14上，并可利用一电性连接结构，如金属引线60，电性连接发光二极管芯片40与金属接脚12的下表面。在此封装结构中，绝缘穿孔22暴露出金属接脚12的上表面，用作此封装体对外的焊接处。在绝缘基板20的下表面(与金属基板的黏合面)可设置一黏着层24，其可作为黏合之用。
在另一个实施例中，如图5B所示，发光二极管芯片40还可利用倒装芯片方式，以焊球62或金属焊接材料的电性连接结构与金属接脚12电性连接。
请继续参照图6，在一个实施例中，电性连接结构可利用金属导线60与导电焊球62之一或其组合而电性连接发光二极管芯片40与金属接脚12。另外，还可使用焊球64或金属焊接材料连接发光二极管芯片40与金属承座14，从而完成热电分离的封装结构。
根据上述说明，利用金属基板与绝缘基板接合设置本发明的封装基板。绝缘基板上的穿孔暴露出芯片承座。形成一芯片容置空间，故可将芯片埋入基板中，从而有效地降低封装高度，达到薄型化效果。并且，芯片直接安装于金属基板之上，可提高散热效果。在金属基板的穿孔内，可根据需求填入绝缘材料。
综合上述，本发明的封装基板结构由金属基板与绝缘基板构成，其制作方法简化，有效地降低制造成本，并且封装基板的两面均可设置发光二极管芯片，以进行多样化封装。
以上所述的实施例仅仅是为了说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，而不是用来限定本发明的专利范围。凡是根据本发明所揭示的精神所做出的等同变化或修饰，仍应理解为包括在本发明的专利范围内。

Claims (32)

1.一种发光二极管封装基板结构，包括：
一金属基板；以及
一绝缘基板，其设置于所述金属基板的一个上表面上，其中
多个金属穿孔设置于所述金属基板上，以定义出多个金属接脚；
多个绝缘穿孔设置于所述绝缘基板上；以及
部分所述绝缘穿孔设置于所述金属接脚上，并暴露出所述金属接脚的上表面。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装基板结构，其中所述金属穿孔还定义出至少一个金属承座。
3.如权利要求2所述的发光二极管封装基板结构，其中所述绝缘穿孔之一设置于所述金属承座上，并暴露出所述金属承座的上表面。
4.如权利要求1所述的发光二极管封装基板结构，还包括一金属层，该金属层设置于所述绝缘基板的上表面上。
5.如权利要求1所述的发光二极管封装基板结构，还包括一黏着层，该黏着层设置于所述绝缘基板的下表面上。
6.如权利要求1所述的发光二极管封装基板结构，其中所述绝缘基板是铜箔基板、玻璃纤维基板、玻璃纤维预浸布或高分子材料基板。
7.如权利要求1所述的发光二极管封装基板结构，还包括一绝缘材料，该填充绝缘材料于所述金属穿孔内。
8.如权利要求1所述的发光二极管封装基板结构，还包括在所述金属基板上的键结层，其中所述键结层的材料选自金、镍、银、钯、锡、铅、铜与磷中的一个或其组合。
9.一种发光二极管封装基板的制法，包括：
提供一绝缘基板；
在该绝缘基板上形成多个绝缘穿孔；
提供一金属基板；
在该金属基板上形成多个金属穿孔；以及
将所述绝缘基板设置于所述金属基板的一个上表面上，其中
所述金属穿孔定义出多个金属接脚；以及
部分所述绝缘穿孔设置于所述金属接脚上，并暴露出所述金属接脚的上表面。
10.如权利要求9所述的发光二极管封装基板的制法，其中所述金属穿孔还定义出至少一个金属承座。
11.如权利要求10所述的发光二极管封装基板的制法，其中所述绝缘穿孔的至少一个设置于所述金属承座上，并暴露出所述金属承座的上表面。
12.如权利要求9所述的发光二极管封装基板的制法，还包括在所述绝缘基板的上表面上设置一金属层。
13.如权利要求9所述的发光二极管封装基板的制法，还包括在所述绝缘基板的下表面设置一黏着层。
14.如权利要求9所述的发光二极管封装基板的制法，还包括在所述金属穿孔内填充绝缘材料。
15.如权利要求9所述的发光二极管封装基板的制法，其中利用深度控制、冲压、成型、机械钻孔、激光钻孔或等离子蚀刻方式形成所述绝缘穿孔。
16.如权利要求9所述的发光二极管封装基板的制法，其中利用融接、压合、涂布或黏合方式将所述绝缘基板与所述金属基板黏接。
17.如权利要求9所述的发光二极管封装基板的制法，其中利用蚀刻、冲压方式形成所述金属穿孔。
18.如权利要求9所述的发光二极管封装基板的制法，还包括在所述金属基板上设置一键结层。
19.一种发光二极管封装结构，包括：
一金属基板；
一绝缘基板，其设置于所述金属基板的一个上表面上，其中
多个金属穿孔设置于所述金属基板上，以定义出多个金属接脚；
多个绝缘穿孔设置于所述绝缘基板上；以及
部分所述绝缘穿孔设置于所述金属接脚上，并暴露出所述金属接脚的上表面；
一发光二极管芯片，其设置于所述金属基板的所述上表面上；
一电性连接结构，其电性连接所述发光二极管芯片与所述金属接脚的上表面；以及
一封装材料，其包覆所述发光二极管芯片与所述电性连接结构。
20.如权利要求19所述的发光二极管封装结构，其中所述金属穿孔还定义出至少一个金属承座。
21.如权利要求20所述的发光二极管封装结构，其中所述绝缘穿孔之一设置于所述金属承座上，并暴露出所述金属承座之一的上表面，用于设置所述发光二极管芯片。
22.如权利要求19所述的发光二极管封装结构，其中所述电性连接结构为金属导线与导电焊球之一或其组合。
23.如权利要求19所述的发光二极管封装结构，还包括设置在所述绝缘基板的上表面上的金属层。
24.如权利要求19所述的发光二极管封装结构，还包括设置在所述绝缘基板的下表面上的黏着层。
25.如权利要求19所述的发光二极管封装结构，还包括填充在黏着层金属穿孔内的绝缘材料。
26.如权利要求19所述的发光二极管封装结构，还包括设置在黏着层金属基板上的键结层，其中所述键结层的材料选自金、镍、银、钯、锡、铅、铜与磷之一或其组合。
27.一种发光二极管封装结构，包括：
一金属基板；
一绝缘基板，其设置于所述金属基板的一个上表面上，其中
多个金属穿孔设置于所述金属基板上，以定义出多个金属接脚；
多个绝缘穿孔设置于所述绝缘基板上；以及
部分所述绝缘穿孔设置于所述金属接脚上，并暴露出所述金属接脚的上表面；
一发光二极管芯片，其设置于所述金属基板的一个下表面上；
一电性连接结构，其电性连接所述发光二极管芯片与所述金属接脚的表面；以及
一封装材料，其包覆所述发光二极管芯片与所述电性连接结构。
28.如权利要求27所述的发光二极管封装结构，其中所述电性连接结构是金属导线与导电焊球之一或其组合。
29.如权利要求27所述的发光二极管封装结构，还包括设置在所述绝缘基板的上表面上的金属层。
30.如权利要求27所述的发光二极管封装结构，还包括设置在所述绝缘基板的下表面上的黏着层。
31.如权利要求27所述的发光二极管封装结构，还包括填充在所述金属穿孔内的绝缘材料。
32.如权利要求27所述的发光二极管封装结构，还包括设置在所述金属基板上的键结层，其中所述键结层的材料选自金、镍、银、钯、锡、铅、铜与磷之一或其组合。
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