CN102130266A - 封装结构及发光二极管封装结构 - Google Patents

封装结构及发光二极管封装结构 Download PDF

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Abstract

一种封装结构，包括：一基座单元、一接脚单元及一壳体单元。基座单元具有一承载件及至少一贯穿承载件的贯穿孔，贯穿孔的内表面形成至少一环状结构。接脚单元具有多个设置在承载件旁的导电接脚。壳体单元具有一用于环绕地包覆承载件的一部分且连结至接脚单元的环形壳体，环形壳体的一部分填充在上述至少一贯穿孔内以覆盖上述至少一环状结构。因此，本发明可增加承载件与环形壳体之间的结合力，且减缓外界水气通过承载件与环形壳体之间的细缝而入侵安置芯片区域，进而增加产品的可靠度及使用寿命。

Description

封装结构及发光二极管封装结构
技术领域
本发明关于一种封装结构及发光二极管封装结构，特别是一种用于增加结构强度及减缓外界水气入侵安置芯片区域的封装结构及发光二极管封装结构。
背景技术
发光二极管(LED)与传统光源相比较，发光二极管拥有体积小、省电、发光效率佳、寿命长、操作反应速度快、且无热辐射与水银等有毒物质的污染等优点，因此近几年来，发光二极管的应用面已极为广泛。虽然过去发光二极管的亮度还无法取代传统的照明光源，但随着技术领域的不断提升，目前已研发出高照明辉度的高功率发光二极管，其足以取代传统的照明光源。
另外，由于高功率发光二极管会产生较高的热量，因此还需要配合较大面积及厚度的散热块(slug)来使用。然而，当封装胶体(塑料材料)要与散热块结合时，由于散热块通常为金属材料所制成，封装胶体与散热块之间的结合力(结构强度)并不好。此外，封装胶体与散热块之间常会有细缝的产生，所以外界的水气常由此细缝入侵至发光二极管的安置芯片区域，而造成发光二极管的安置芯片区域产生锈蚀的现象。
缘是，本发明人有感上述缺失的可改善，悉心观察且研究，并配合学理运用，而提出一种设计合理且有效改善上述缺失的本发明。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，在于提供一种封装结构及发光二极管封装结构，其可用于增加结构强度及减缓外界水气入侵安置芯片区域。
为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，提供一种封装结构，其包括：一基座单元、一接脚单元及一壳体单元。基座单元具有一承载件及至少一贯穿承载件的贯穿孔，贯穿孔的内表面形成至少一环状结构，而壳体单元具有一用于环绕地包覆承载件的一部分且连结至接脚单元的环形壳体，环形壳体的一部分填充在上述至少一贯穿孔内以覆盖上述至少一环状结构。根据上述结构，本发明可以增加承载件与环形壳体之间的结合力，且减缓外界水气入侵。
此外，本发明还提供一种发光二极管封装结构，其在封装结构中加入一发光单元以及一封装单元，发光单元具有多个设置在该承载件上且被该环形壳体所环绕的发光二极管芯片，而每一个发光二极管芯片电性连接在任意两个导电接脚之间。封装单元具有一用于覆盖该些发光二极管芯片且被该环形壳体所环绕的透光封装胶体。
因此，本发明的有益效果在于：增加承载件与环形壳体之间的结合力，且减缓外界水气通过承载件与环形壳体之间的细缝而入侵安置芯片区域，进而增加产品的可靠度及使用寿命。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1A为本发明第一实施例的封装结构的基座单元与接脚单元的相对位置的立体示意图；
图1B为本发明图1A的A部分的侧视剖面示意图；
图1C为本发明第一实施例的封装结构的立体示意图；
图1D为本发明第一实施例的封装结构的部分立体剖面示意图；
图2为本发明第一实施例的发光二极管封装结构的部分立体剖面示意图；
图3A为本发明第二实施例的发光二极管封装结构的第一种打线方式的上视示意图；
图3B为本发明第二实施例的发光二极管封装结构的第二种打线方式的上视示意图；
图3C为本发明第二实施例的发光二极管封装结构的第三种打线方式的上视示意图；
图3D为本发明第二实施例的发光二极管封装结构的第四种打线方式的上视示意图；
图3E为本发明第二实施例的发光二极管封装结构的第五种打线方式的上视示意图；以及
图3F为本发明第二实施例的发光二极管封装结构的第六种打线方式的上视示意图。
主要元件符号说明
基座单元        1
承载件          10
安置芯片区域    100
侧面凸块        10a
表面凹槽        10b
联外支撑结构    10c
联外切割面      100c
凸出结构        10d
贯穿孔          11
环状结构        110
接脚单元        2
导电接脚        20
内侧接脚贯穿孔  20a
外侧接脚贯穿孔  20b
接脚凹槽        200
第一贯穿部      201
第二贯穿部      202
第一末端部      203
第二末端部      204
壳体单元        3
环形壳体        30
环绕壳体        30a
内表面          300
延伸壳体        30b
发光单元        4
发光二极管芯片  40
导线        W
封装单元    5
具体实施方式
图1A至图1D为本发明第一实施例的一种封装结构，其包括：一基座单元1、一接脚单元2及一壳体单元3。
如图1A所示，其为本发明第一实施例的封装结构中的基座单元1和接脚单元2的相对位置的立体示意图，其中图1A中标号A所圈选的范围进行侧视剖面后，可得到如图1B所示的侧视剖面示意图。
其中，基座单元1具有一承载件10及至少一贯穿承载件的贯穿孔11，承载件10通常由具高导热系数的金属材料所制成，承载件10的上方形成一安置芯片区域100，且贯穿孔11的内表面形成至少一环状结构110。在本实施例中，承载件10可为一体成型的散热元件。而在另一实施例中，承载件10可为至少两件式结构，例如承载件10具有一承载体(图未示)及一由承载体的上表面延伸至承载体的下表面的散热层(图未示)。
承载件10具有多个预备被壳体单元3所覆盖的侧面凸块10a。举例来说，本实施例的承载件10具有四个侧面(如图1A所示)，而该些侧面凸块10a可以设置在承载件10的同一侧面上、任意两相邻侧面上、任意两相反侧面上、任意三个侧面上或四个侧面上。当然，在其他实施例中，亦可不设置侧面凸块10a，或者上述多个侧面凸块10a亦可更换为多个侧面凹槽(图未示)、至少一环绕整个承载件10的侧面周围的环型侧面凹槽(图未示)或至少一连续的环型侧面凸块(图未示)。换句话说，设计者可依据不同的设计需求，若是采用多个侧面凸块10a或多个侧面凹槽(图未示)的话，多个侧面凸块10a或多个侧面凹槽(图未示)可选择性地设置在承载件10的一或多个侧面上；若是采用至少一环型侧面凹槽(图未示)或至少一环型侧面凸块(图未示)的话，至少一环型侧面凹槽(图未示)或至少一环型侧面凸块(图未示)则环绕承载件10的整个侧面。
承载件10的上表面具有多个预备被壳体单元3所覆盖的表面凹槽10b。当然，在其他实施例中，亦可不设置表面凹槽10b，或者上述多个表面凹槽10b亦可更换为多个表面凸块(图未示)。另外，依据不同的设计需求，在另一实施例中，承载件10的下表面亦可设置多个预备被壳体单元3所覆盖的表面凹槽(图未示)或表面凸块(图未示)。
承载件10具有多个预备被壳体单元3所包覆且向外延伸而出的联外支撑结构10c及多个预备被壳体单元3所包覆且相对应该些联外支撑结构10c的凸出结构10d。再者，每一个联外支撑结构10c的末端具有一裸露在外的联外切割面100c，且每一个凸出结构10d靠近每一个联外支撑结构10c且从承载件10的侧端朝外延伸而出，以用于增加承载件10侧边接触于壳体单元3的接触路径。
举例来说，本实施例的承载件10具有四个侧面、四个联外支撑结构10c及四个凸出结构10d(如图1A所示)，而上述四个联外支撑结构10c两两分别设置在承载件10的其中一组两相反侧面上(因此如图1C所示，承载件10的其中一组两相反侧面上会分别裸露出两个联外切割面100c)，且上述四个凸出结构10d两两分别设置在承载件10的另外一组两相反侧面上且向外延伸而出，以使得每一个联外支撑结构10c与每一个凸出结构10d连接成一类L形结构。当然在另外一实施例中，亦可只设计两个分别设置在承载件10的两相反侧面上的联外支撑结构10c，且每一个联外支撑结构10c位于承载件10侧面上的中央位置处，以使得承载件能具有平衡的效果。
此外，接脚单元2具有多个设置在承载件10旁的导电接脚20。举例来说，该些导电接脚20可设置在承载件10的同一侧面旁、或者可等分地分别设置在承载件10的两相反侧面旁。以本实施例所举的例子而言(如图1A所示)，八个导电接脚20等分地设置在基座单元1的两相反侧面旁(承载件10的每一边有四个导电接脚20)，每一个导电接脚20具有至少一预备被壳体单元3所覆盖的内侧接脚贯穿孔20a(当然本发明亦可不设置内侧接脚贯穿孔20a)，且每一个导电接脚20具有至少一预备被壳体单元3所覆盖的接脚凹槽200。在本实施例中，每一导电接脚20的上表面设置有两个接脚凹槽200。当然，在其他实施例中亦可在导电接脚20的上表面、下表面或侧表面设置一个或多个类似凹槽的结构(图未示)。当然，本发明亦可不设置接脚凹槽200，或者此接脚凹槽200亦可更换为接脚凸块(图未示)。另外，每一个导电接脚20具有至少一外侧接脚贯穿孔20b。
如图1B所示，其为本发明图1A的A部分的侧视剖面示意图。在本实施例中，上述至少一环状结构110可为内部凸块，亦即此内部凸块呈现环状外观且成形在贯穿孔11的内表面上，而在剖面中形成一工型贯穿孔。当然，在其他实施例中，上述内部凸块亦可更换为内部凹槽(图未示)，因此贯穿孔11的剖面将呈现类似十字型的外观。
如图1C所示，其为本发明第一实施例的封装结构的立体示意图；如图1D所示，其为本发明第一实施例的封装结构的部分立体剖面示意图。与图1A相较，图1C及图1D增加一壳体单元3，其部份包覆住基座单元1和接脚单元2。
其中，壳体单元3通常由塑料材料所制成(例如使用不透光的塑料材料)。壳体单元3具有一用于环绕地包覆承载件10的一部分且连结至接脚单元2的环形壳体30，环形壳体30的一部分填充在上述至少一贯穿孔11内(亦即贯穿孔11完全被一部分的环形壳体30所填满)，以覆盖上述至少一环状结构110(如图1A及图1B所示)。环形壳体30具有一环绕承载件10的环绕壳体30a及至少两个从环绕壳体30a的内表面300向承载件10延伸以覆盖承载件10的上表面的延伸壳体30b。举例来说，环形壳体30环绕承载件10的周围而包覆承载件10的一部分，以使得承载件10的一部分上表面及一部分下表面裸露在外。环形壳体30环绕承载件10的周围且包覆每一个导电接脚20的一部分，以使得每一个导电接脚20的一第一末端部203裸露在外，且使得每一个导电接脚20的一第二末端部204的上表面裸露在外，上述第二末端部204的上表面即成为后续用来电性连接的打线区域。
因此，当承载件10被环形壳体30所包覆后，承载件10的该些侧面凸块10a、该些表面凹槽10b、该些联外支撑结构10c及该些凸出结构10d均被环形壳体30所包覆，其中联外切割面100c则裸露在外。此外，当每一个导电接脚20被环形壳体30包覆后，每一个导电接脚20的内侧接脚贯穿孔20a及接脚凹槽200均被环形壳体30所包覆，且每一个外侧接脚贯穿孔20b被区分成一靠近基座单元1的第一贯穿部201及一与第一贯穿部201连通的第二贯穿部202，其中每一个导电接脚20的第一贯穿部201被环形壳体30的一部分所填满，而每一个导电接脚20的第二贯穿部202则裸露在外。
上述本发明第一实施例的封装结构可用于封装任何型式的发光芯片(例如发光二极管芯片)。举例来说，请参阅图2所示，其为本发明第一实施例的一种发光二极管封装结构的部分立体剖面示意图。第一实施例的发光二极管封装结构包括：一基座单元1、一接脚单元2、一壳体单元3、一发光单元4及一封装单元5。与图1D的不同处仅在于图2还加入发光单元4、封装单元5及两条导线W。
发光单元4具有多个设置在承载件10上且被环形壳体30所环绕的发光二极管芯片40(图2只公开一个发光二极管芯片40作为例子)，每一个发光二极管芯片40电性连接在任意两个导电接脚20之间，例如：每一个发光二极管芯片40可透过至少两条导线W而电性连接在任意两个导电接脚20之间，因此使用上述至少两条导线W以导入电流给发光二极管芯片40的电流路径与使用承载件10以驱散发光二极管芯片40所产生的热量的散热路径不同。换句话说，上述发光二极管芯片40采用水平芯片(horizontal chip)形式的发光二极管芯片，其可透过“热电分离”的方式来达到导电及导热的效果。
当然，本发明第一实施例的发光二极管芯片40亦可采用垂直芯片(vertical chip)形式的发光二极管芯片，其可透过“热电合一”的方式来达到导电及导热的效果。换句话说，本发明第一实施例亦可将其中一条导线W电性连接在承载件10与其中一导电接脚20之间，且将另外一条导线W直接电性连接在发光二极管芯片40与另外一导电接脚20之间，透过上述“热电合一”的电性连接方式，亦可达到电性连接发光二极管芯片40于任意两个导电接脚20之间的导电效果。
依据不同的设计需求，若是使用多个发光二极管芯片40，则该些发光二极管芯片40可选择性以串联或并联的方式电性连接在任意两个导电接脚20之间，当然该些发光二极管芯片40亦可同时采用串联及并联的方式进行电性连接。该封装单元5具有一用于覆盖该些发光二极管芯片40且被环形壳体30所环绕的透光封装胶体(例如透明胶体或荧光胶体)。
综上所述，本发明至少具有下例几项特点：
由于“环形壳体30的一部分填充在上述至少一贯穿孔11内”的设计，以增加承载件10与环形壳体30之间的结合力，且更可减缓外界水气通过承载件10与环形壳体30之间的细缝而入侵安置芯片区域100。另外，由于“贯穿孔11的内表面形成至少一环状结构110”的设计，更能够特别强化上述的结合力及减缓水气入侵的能力。
由于“承载件10侧边的侧面凸块10a”的设计，以增加承载件10侧边与环形壳体30之间的结合力，且更可减缓外界水气通过承载件10底部与环形壳体30之间的细缝而入侵安置芯片区域100。
由于“承载件10的表面凹槽10b”的设计，以增加承载件10上表面及/或下表面与环形壳体30之间的结合力，且更可减缓外界水气通过承载件10底部与环形壳体30之间的细缝而入侵安置芯片区域100。
由于“多个被壳体单元3所包覆且相对应该些联外支撑结构10c的凸出结构10d”的设计，以减缓外界水气通过承载件10的联外支撑结构10c与环形壳体30之间的细缝而入侵安置芯片区域100。
由于“每一个导电接脚20的第一贯穿部201被一部分壳体单元3所填满，且每一个导电接脚20的第二贯穿部202裸露在外”的设计，以减少环形壳体30与每一个导电接脚20之间的结合界面，进而减缓外界水气通过每一个导电接脚20与环形壳体30之间的细缝而入侵安置芯片区域100。
由于“至少两个从环绕壳体30a的内表面300向承载件10延伸以覆盖承载件10的上表面的延伸壳体30b”的设计，以增加承载件10的上表面与环形壳体30之间的结合力，进而降低环形壳体30从承载件10剥离的可能性与减少透光封装胶体50与承载件10的接触面积以降低透光封装胶体50因与金属结合性不佳而剥离的可能性。
请参阅图3A至图3F所示，其分别为本发明第二实施例的发光二极管封装结构的各种打线方式的上视示意图。本发明亦可提供另一种具有六个导电接脚20的发光二极管封装结构。图3A公开每一个发光二极管芯片40电性连接在每两个相对称或不相对称的导电接脚20之间。图3B公开每一个发光二极管芯片40分别电性连接在每两个相对称或不相对称的导电接脚20之间。图3C公开两个发光二极管芯片40共同电性连接在两个相对称或不相对称的导电接脚20之间。图3D公开每两个发光二极管芯片40串联电性连接在两个相对称或不相对称的导电接脚20之间。图3E公开一个发光二极管芯片40电性连接在两个相对称或不相对称的导电接脚20之间。图3F公开两个发光二极管芯片电性连接在两个相对称或不相对称的导电接脚20之间。
再者，一般而言，发光二极管具有两种形式，包括水平芯片形式和垂直芯片形式，其中水平芯片形式的发光二极管芯片的上表面具有两个电极，而垂直芯片形式的发光二极管芯片的上表面及下表面则分别具有一个电极。而前述打线方式(如图3A至图3F所示)所采用的发光二极管芯片40即属于水平芯片形式。然而在另一实施例中，倘若发光二极管芯片40为垂直芯片形式，如图3E所示，以单一发光二极管芯片40作说明，仅需将电性连接在导电接脚20与发光二极管芯片40之间的其中一导线W改为电性连接在导线接脚20与承载件10之间，透过此种方式亦可使得发光二极管芯片40达到电性导通的效果。
此外，在其他实施例，在配置多个发光二极管芯片40时，亦可同时混用水平芯片形式和垂直芯片形式的发光二极管芯片。另外，上述发光二极管芯片40电性连接在两个导电接脚20之间的方式只是用来举例而已，而并非用来限定本发明。换句话说，设计者可随着不同的设计需求，来选用不同数量及形式的发光二极管芯片40(例如可单用水平芯片形式或垂直芯片形式的发光二极管芯片，或可混搭水平芯片形式和垂直芯片形式的发光二极管芯片)，并决定该些发光二极管芯片40要采用串联、并联或串联加并联的方式来达成电性连接。
以上所述仅为本发明的优选实施例，非因此局限本发明的范围，故举凡运用本发明说明书及图示内容所作的等效技术变化，均包含在本发明的范围内。

Claims (13)

1.一种封装结构，其特征在于，包括：
一基座单元，其具有一承载件及至少一贯穿该承载件的贯穿孔，该贯穿孔的内表面形成至少一环状结构；
一接脚单元，其具有多个设置在该承载件旁的导电接脚；以及
一壳体单元，其具有一用于环绕地包覆该承载件的一部分且连结至该接脚单元的环形壳体，该环形壳体的一部分填充在上述至少一贯穿孔内以覆盖上述至少一环状结构。
2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：该承载件具有至少一被该环形壳体所覆盖的环型侧面凹槽或环型侧面凸块、或是该承载件具有多个被该环形壳体所覆盖的侧面凹槽或侧面凸块。
3.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：该承载件的上表面具有多个被该环形壳体所覆盖的表面凹槽或表面凸块。
4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：该承载件具有多个被该环形壳体所包覆且向外延伸而出的联外支撑结构及多个被该环形壳体所包覆且相对应该些联外支撑结构的凸出结构，每一个联外支撑结构的末端具有一裸露在外的联外切割面，且每一个凸出结构靠近每一个联外支撑结构且从该承载件的侧端朝外延伸而出。
5.根据权利要求4所述的封装结构，其特征在于：该承载件具有四个侧面、四个联外支撑结构及四个凸出结构，上述四个联外支撑结构等分地设置在该承载件的其中一组两相反侧面上，且上述四个凸出结构等分地设置在该承载件的另外一组两相反侧面上且向外延伸而出。
6.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：上述至少一环状结构为内部凹槽或内部凸块，且该些导电接脚等分地设置在该基座单元的两相反侧面旁。
7.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：每一个导电接脚具有至少一内侧接脚贯穿孔及至少一外侧接脚贯穿孔，该内侧接脚贯穿孔被该环形壳体所覆盖，而该外侧接脚贯穿孔具有一靠近该基座单元的第一贯穿部及一与该第一贯穿部连通的第二贯穿部，每一个导电接脚的第一贯穿部被该环形壳体所填满，且每一个导电接脚的第二贯穿部裸露在外，另外每一个导电接脚具有至少一被该环形壳体所覆盖的接脚凹槽或接脚凸块。
8.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：该环形壳体环绕该承载件的周围而包覆该承载件的一部分，以使得该承载件的一部分上表面及一部分下表面裸露在外；每一个导电接脚具有一第一末端部和一第二末端部，该环形壳体环绕该承载件的周围且包覆每一个导电接脚的一部分，以使得该第一末端部裸露在外且使得该第二末端部的上表面裸露在外。
9.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：该环形壳体具有一环绕该承载件的环绕壳体及至少两个从该环绕壳体的内表面向该承载件延伸以覆盖该承载件的上表面的延伸壳体。
10.一种封装结构，其特征在于，包括：
一基座单元，其具有一承载件，该承载件具有多个向外延伸而出的联外支撑结构及多个相对应该些联外支撑结构的凸出结构，且每一个凸出结构靠近每一个联外支撑结构且从该承载件的侧端朝外延伸而出；
一接脚单元，其具有多个设置在该承载件旁的导电接脚；以及
一壳体单元，其具有一用于环绕地包覆该承载件的一部分且连结至该接脚单元的环形壳体，该些联外支撑结构及该些凸出结构均被该环形壳体所包覆，而使每一个联外支撑结构的末端具有一裸露在外的联外切割面。
11.根据权利要求10所述的封装结构，其特征在于：该基座单元具有至少一贯穿该承载件的贯穿孔，该贯穿孔的内表面形成至少一环状结构，且该环形壳体的一部分填充在上述至少一贯穿孔内以覆盖上述至少一环状结构。
12.一种发光二极管封装结构，其特征在于，包括：
一基座单元，其具有一承载件及至少一贯穿该承载件的贯穿孔，该贯穿孔的内表面形成至少一环状结构；
一接脚单元，其具有多个设置在该承载件旁的导电接脚；
一壳体单元，其具有一用于环绕地包覆该承载件的一部分且连结至该接脚单元的环形壳体，该环形壳体的一部分填充在上述至少一贯穿孔内以覆盖上述至少一环状结构；
一发光单元，其具有多个设置在该承载件上且被该环形壳体所环绕的发光二极管芯片，每一个发光二极管芯片电性连接在任意两个导电接脚之间；以及
一封装单元，其具有一用于覆盖该些发光二极管芯片且被该环形壳体所环绕的透光封装胶体。
13.根据权利要求12所述的发光二极管封装结构，其特征在于：每一个发光二极管芯片透过至少两条导线而电性连接在任意两个导电接脚之间，且该些发光二极管芯片选择性串联地或并联地电性连接在任意两个导电接脚之间。
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