CN102412345A - 发光二极管封装结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发光二极管封装结构及其制造方法，其系采用类钻石和玻璃陶瓷的混合物作为发光二极管封装基板的材质。如此，不但可以藉由类钻石和玻璃陶瓷混合物的良好热传导率提高发光二极管的散热效率，也可使基板免于热胀冷缩而导致内部材料的缝隙和裂痕。

Description

发光二极管封装结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种封装结构，特别是发光二极管封装结构，还涉及一种发光二极管封装结构的制造方法。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)封装结构的制作通常是先在一个树脂或塑料的基板上形成电路结构，然后将发光二极管芯片固定于基板上并与电路结构电性连接，最后形成封装层覆盖发光二极管芯片并切割形成多个组件。

由于发光二极管工作时会产生大量热量，会对发光二极管的寿命造成较大影响，因此如何将发光二极管芯片产生的热量快速有效的消散是业界一直努力解决的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种具有良好散热效率的发光二极管封装结构及其制造方法。

一种发光二极管封装结构的制造方法，包括以下步骤：形成基板，所用材料为类钻石和玻璃陶瓷的混合物；在基板上形成导电孔、固定孔及反射杯；形成电路结构于基板上；将若干发光二极管芯片电性连结于电路结构；以及形成封装层并将发光二极管芯片封装在反射杯内。

一种发光二极管封装结构，包括基板，设置于基板上的电路结构，装设于基板上并与电路结构电连接的若干发光二极管芯片，以及覆盖发光二极管芯片的封装层，所述基板的材料采用类钻石和玻璃陶瓷的混合物。

采用类钻石和玻璃陶瓷混合材料作为发光二极管封装基板，因两种材料导热性均很高，故其混合物也具有较高的导热性，能够使发光二极管芯片产生的热量较为快速的传导，有助于散热。并且，由于此两种材料膨胀系数较为接近，故可避免基板热胀冷缩后材料之间产生缝隙和裂纹。

下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。

附图说明

图1为本发明的发光二极管封装结构的制造方法步骤流程示意图。

图2为本发明的发光二极管封装结构的制造方法步骤一得到的发光二极管封装结构的剖面示意图。

图3为本发明的发光二极管封装结构的制造方法步骤二得到的发光二极管封装结构的剖面示意图。

图4为本发明的发光二极管封装结构的制造方法步骤二得到的发光二极管封装结构的俯视示意图。

图5为本发明的发光二极管封装结构的制造方法步骤三得到的发光二极管封装结构的剖面示意图。

图6为本发明的发光二极管封装结构的制造方法步骤四得到的发光二极管封装结构的剖面示意图。

图7为本发明的发光二极管封装结构的制造方法步骤五得到的发光二极管封装结构的剖面示意图。

主要元件符号说明

基板        10

顶面        101

底面        102

侧面        103

固定部      11

第一表面    111

第二表面    112

固定孔      12

导电孔      14

反射杯            16

反射层            17

金属垫片          18

电路结构          20

发光二极管芯片    22

金线              24

封装层            26

覆盖部            27

固定柱            28

发光二极管封装结构50

具体实施方式

如图7所示，本发明一实施例的发光二极管封装结构50包括基板10，设置于基板10上的电路结构20，装设于基板10上并与电路结构20电连接的若干发光二极管芯片22，以及覆盖发光二极管芯片22的封装层26，所述基板10的材料采用类钻石和玻璃陶瓷的混合物。在一实施例中，所述基板10还可包含一固定部11，固定部11上设固定孔12，该固定孔12为一通孔。所述封装层26包括覆盖发光二极管芯片22的覆盖部27及穿过该固定部11并卡持在固定孔12内的固定柱28。在一实施例中，基板10上还可形成反射杯16，发光二极管芯片22固定在反射杯16的底部。反射杯16的表面还可形成一反射层17。

以下，将结合其他附图及实施例对本技术方案的发光二极管封装结构的制造方法进行详细说明。

图1为本发明一实施例发光二极管封装结构制造方法的步骤流程图。请同时参考图2，本发明发光二极管封装结构的制造方法步骤一为，首先将制作基板的材料类钻石和玻璃陶瓷混合均匀，注模于预设模具内，采用高温烧陶或低温烧陶的方法经共烧后形成。类钻石和玻璃陶瓷均具有较高的导热性，两者的混合物也具有较高的导热性；类钻石的膨胀系数(CTE)为1.3，玻璃陶瓷的膨胀系数(CTE)小于0.1，两者的膨胀系数很接近。由此，由类钻石和玻璃陶瓷的混合物作为材料制成的基板在具有良好的导热性；同时能够避免基板热胀冷缩后两种材料间产生缝隙和裂痕，具有良好的稳定性。该基板10具有一顶面101和底面102，该基板10的两个侧面103靠近顶面101的部位分别向外延伸形成一板状伸出台，即为固定部11，该固定部11具有第一表面111和第二表面112。所述第一表面111可与顶面101共面。所述基板10的剖面形状大致呈T形。

请参阅图3和图4，接着在基板10上形成固定孔12、导电孔14和反射杯16。该固定孔12于左右两固定部11上对称开设，并上下贯穿固定部11的第一表面111和第二表面112。个数可以为左右各一个或两个或三个等，以该基板10的大小或实际需求而定，在本实施例中为左右各三个。该导电孔14开设于基板10两侧面103以内，并上下贯穿基板10的顶面101和底面102。该导电孔14可以为多个，其形状可以为长方形、椭圆形等，在本实施例中，为左右各一个对称布置于该基板10内，并且每一导电孔14均呈长方形。该反射杯16自该基板10顶面101的中部向下开设，自顶面101向下直径逐渐减小，呈一倒圆台形。该固定孔12、导电孔14和反射杯16可通过机械、蚀刻或激光加工等技术在基板10上形成。当然在其他实施例中，也可不形成反射杯16，使基板10的顶面101为一平面。

如图5所示，本发明一实施例发光二极管封装结构的制造方法步骤三为，形成电路结构20于基板10。在此过程中，先将液态金属填充至导电孔14内，使其恰好贯穿该导电孔14到达基板10的底面102，待其接近硬化时，将预设金属垫片18贴设在底面102上并对准导电孔14下部的金属，然后对两者进行加热共烧、冷却，即可形成电路结构20。该金属垫片18的材料可以与液态金属相同，其宽度大于导电孔14的宽度。当然此过程还可以是，预先放置两金属垫片18于基板10的底面102，并分别对准左右两个导电孔14，然后再向导电孔14内注入液态金属，并将液态金属迅速冷却，由此形成连接牢固的电路结构20。在形成电路结构20此步骤之前，还可以包括在反射杯16的外表面涂布反射层17的步骤，涂布反射层17的材料可以为金属或非金属，用以增加反射效率。

如图6所示，本发明一实施例发光二极管封装结构的制造方法步骤四是，将若干发光二极管芯片22电性连接于电路结构20中并设置在反射杯16内。在本实施例中，是采用固晶打线方式将若干发光二极管芯片22通过金线24与电路结构20相连，并与基板10同时构成一热电分离的结构。在其他实施例中可依据电路结构的不同采用覆晶或者共晶的方式完成。

图7为本发明一实施例发光二极管封装结构的制造方法步骤五得到的发光二极管封装结构50的结构示意图。此步骤为形成封装层26。先在基板10的顶面101点胶，并使封装胶的覆盖范围至少到达能够覆盖左右固定孔12处，并使基板10顶面101的厚度至少能够覆盖发光二极管芯片22及其金线24。然后封装胶在自身重力的作用下经由固定孔12开始向下流动，并因其粘着力和凝固力在封装胶贯穿固定部11的第一表面111和第二表面112后不再向下流动，在固定孔12内初步形成固定柱28，此时封装胶还未完全硬化。然后根据所需的形状在基板10上部的覆盖部27用模具挤压成预设的形状，并将固定柱28突出第二表面112的末端向上挤压，使其底端直径大于固定孔12的直径，有助于封装层26的固定，以免在封装胶硬化后封装层26的脱落。待封装胶硬化后得到完成的发光二极管封装结构50。

固定柱28也还可以其他方式固定在基板10的固定部11上。例如，固定部11的固定孔12内扩使孔径大小不一，当液态封装胶进入固定孔12内待冷却硬化后可直接卡持在固定孔12内。

采用类钻石和玻璃陶瓷的混合材料作为基板，因两者均具有良好的导热性，故此基板能够较好的传导装设于其上的反光二极管芯片产生的热量。且类钻石和玻璃陶瓷具有相接近的热膨胀系数，故内部材料不会因基板的热胀冷缩产生材料间的缝隙和裂痕，保证了基板的质量。同时，基板内含有类钻石，可提高基板的光折射率，增加发光效率。并且，制造具有固定部的封装层能够有效的固定封装层，使其不易脱落，且此制造方法简便易行。

本发明的技术内容及技术特点已揭露如上，然而本领域技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作出种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为所附的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种发光二极管封装结构的制造方法，包括以下步骤：

步骤一，形成基板，所用材料为类钻石和玻璃陶瓷的混合物；

步骤二，在基板上形成导电孔、固定孔及反射杯；

步骤三，形成电路结构于基板上；

步骤四，将若干发光二极管芯片电性连结于电路结构；以及

步骤五，形成封装层并将发光二极管芯片封装在反射杯内。

2.如权利要求1所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：在将若干发光二极管芯片电性连结于电路结构的步骤之前还包括形成反射层于反射杯表面的步骤。

3.如权利要求1所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述基板是将类钻石和玻璃陶瓷充分混合后采用高温烧陶或低温烧陶的方法经注模及共烧后形成。

4.如权利要求1所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述基板的两侧分别向外延伸形成固定部，所述固定部上形成固定孔，该固定孔用以固定封装层。

5.如权利要求4所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述封装层包括卡持在固定孔内的固定柱，该固定柱的形成是将液态封装胶注入固定孔时利用该封装胶的粘著力及凝固力使该封装胶贯穿该固定孔后凝固而成。

6.如权利要求5所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述固定部具有第一表面和第二表面，所述封装层包括覆盖部和所述固定柱，该覆盖部覆盖第一表面及发光二极管芯片，该固定柱穿过固定孔并卡持在第二表面。

7.如权利要求6所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述固定柱底端的直径大于所述固定孔的直径。

8.一种发光二极管封装结构，包括基板，设置于基板上的电路结构，装设于基板上并与电路结构电连接的若干发光二极管芯片，以及覆盖发光二极管芯片的封装层，其特征在于：所述基板的材料采用类钻石和玻璃陶瓷的混合物。

9.如权利要求8所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述基板包含固定部，所述封装层包括穿过该固定部并卡持在该固定部上的固定柱。

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