CN102856468A - 发光二极管封装结构及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管封装结构，包括电极、反射杯、发光二极管芯片和封装层。所述反射杯的中央形成一通孔，所述发光二极管芯片位于该通孔内，并与所述电极电性连接。该封装层填充于通孔内而将发光二极管芯片封装于其内部。该封装层包括与电极连接的一结合部及与结合部连接的一本体部。该结合部与电极之间的接触面积的大小大于该结合部于任意位置处的横截面面积的大小。该本体部从与结合部连接的位置处向远离结合部的方向逐渐增加。本发明还涉及一种发光二极管封装结构的制造方法。

Description

发光二极管封装结构及其制造方法
技术领域
本发明涉及半导体结构，尤其涉及一种发光二极管封装结构及其制造方法。
背景技术
目前发光二极管(Light Emitting Diode, LED)封装结构通常包括一个反射杯结构，所述反射杯常设于基板的上方，该反射杯的中央设有一收容该发光二极管于其内的通孔，该通孔内设有封装层。然而，这种发光二极管封装结构中，由于制成该反射杯的材料与制成基板的材料之间的附着力通常较小，基板与反射杯之间的结合不紧密而容易形成缝隙，使得水汽和灰尘等杂质容易沿该缝隙进入封装后的发光二极管封装结构中，从而造成发光二极管的失效，影响该发光二极管封装结构的寿命。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种密封性更好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，包括电极、反射杯、发光二极管芯片和封装层。所述反射杯的中央形成一通孔，所述发光二极管芯片位于该通孔内，并与所述电极电性连接。该封装层填充于通孔内而将发光二极管芯片封装于其内部。该封装层包括与电极连接的一结合部及与结合部连接的一本体部。该结合部与电极之间的接触面积的大小大于该结合部于任意位置处的横截面面积的大小。该本体部从与结合部连接的位置处向远离结合部的方向逐渐增加。
一种发光二极管封装结构的制造方法，包括以下步骤：
提供两电极，两电极相互间隔设置，且相互绝缘，在两电极上分别形成阻挡结构；
在两电极一侧形成反射杯，所述反射杯的底端与该阻挡结构连接，所述反射杯与所述电极围设形成一容置空间；
去除所述阻挡结构，在所述反射杯底端于设有所述阻挡结构的部位对应形成凹陷部；
将发光二极管芯片设于所述容置空间中，并将发光二极管芯片与所述电极电性连接；
在容置空间内形成一封装层，覆盖所述发光二极管芯片，所述封装层同时填满所述凹陷部。
上述发光二极管封装结构的制造方法中，所述反射杯底部与所述电极接触的部分形成有凹陷部，所述封装层填满所述凹陷部，采用该制造方法所制造的发光二极管封装结构的封装层包括与电极连接的结合部及与结合部连接的本体部，该结合部与电极之间的接触面积的大小大于该结合部于任意位置处的横截面面积的大小，从而增大了封装层与电极的接触面积。由于封装层对金属的附着力大于反射杯对金属的附着力，更大的接触面积使得封装层与电极之间的密封性能进一步增强，从而使外界的水汽和杂质难以进入到封装体内部，起到有效的防尘、防水的作用。同时封装层的本体部从与结合部连接的位置处向远离结合部的方向逐渐增加，使得发光二极管芯片的光线可顺利穿透所述封装层向外出射。
附图说明
图1是本发明第一实施方式提供的一种发光二极管封装结构示意图。
图2至图8是本发明第一实施方式提供的发光二极管封装结构的制造方法示意图。
图9是本发明第二实施方式提供的一种发光二极管封装结构示意图。
图10是本发明第三实施方式提供的一种发光二极管封装结构示意图。
图11是本发明第四实施方式提供的一种发光二极管封装结构示意图。
主要元件符号说明
发光二极管封装结构 10，20，30，40
基板 11
绝缘部 113，413
电极 12，22，32，42
反射杯 13
通孔 131
第一部分 1311
第二部分 1312
发光二极管芯片 14
金属导线 141
封装层 15，45
结合部 151
本体部 152
容置空间 16
凹陷部 17，47
阻挡结构 18
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，本发明的一实施方式提供一种发光二极管封装结构10，其包括基板11、电极12、反射杯13、发光二极管芯片14和封装层15。
基板11为一矩形平板，用以承载所述电极12、反射杯13、发光二极管芯片14和封装层15于其上表面上。该基板11的上表面大致中央的位置处形成一矩形的绝缘部113。该绝缘部113由电性绝缘材料制成。本实施例中，所述基板11材料为PPA（Polyphthalamide，聚醋酸乙烯酯）等。可以理解的，所述基板11各边的长度可以相同或不同，进一步的，所述基板11的形状并不限于矩形，其形状还可以为圆形等，所述基板11上也可以不形成所述绝缘部113。
电极12至少为两个，所述电极12形成在所述基板11上的绝缘部113两侧，两电极12之间相互电性绝缘。两电极12呈薄片状，分别从绝缘部113的相对两侧向远离绝缘部113的方向延伸，并分别突伸出所述基板11的相对两侧面。所述电极12所用的材料为导电性能较好的金属材料，如金、银、铜、铂、铝、镍、锡或镁中的一种或几种的合金。
反射杯13位于所述电极12上。该反射杯13整体呈中空矩形，其中央设有一收容所述发光二极管芯片14在内的通孔131。该反射杯13与所述电极12、绝缘部113共同围设形成一容置空间16（图5）。该通孔131包括靠近电极12的第一部分1311（图6）及远离电极12的第二部分1312（图6），该第一部分1311的尺寸从靠近电极12的方向从下往上逐渐减小，该第二部分1312的尺寸从第一部分1311的顶端向远离电极12的方向从下往上逐渐增加。该第一部分1311的深度远小于第二部分1312的深度，从而使得所述发光二极管芯片14出射的光线很少部分被反射向电极12方向。所述反射杯13从底部的内表面向外侧面所在方向凹陷形成有凹陷部17，所述凹陷部17位于该容置空间16的底端的相对两侧。所述反射杯13可以与基板11采用相同的材料制成，如PPA等材料。
发光二极管芯片14收容于容置空间16内，并贴设于所述电极12上。所述发光二极管芯片14通过金属导线141与所述电极12电性连接。可以理解的，该发光二极管芯片14也可以采用覆晶的方式固定于电极12上并与所述电极12电连接。
封装层15填充于所述容置空间16内，用于覆盖所述发光二极管芯片14和金属导线141于该容置空间16内部。该封装层15的形状与通孔131的形状相匹配，包括与基板11相贴设的结合部151及远离基板的本体部152，结合部151具有一个与电极12接触的接触面。该结合部151的尺寸从靠近电极12的方向从下往上逐渐减小，该本体部152的尺寸从结合部151的顶端向远离电极12的方向从下往上逐渐增加。由于所述凹陷部17的设置，所述封装层15与所述电极12之间形成更大的接触面积。所述封装层15的材质可以为硅胶(silicone)、环氧树脂(epoxy resin)或二者的组合物。所述封装层15内还可以包含荧光转换材料，该萤光转换材料可以为石榴石基荧光粉、硅酸盐基荧光粉、原硅酸盐基荧光粉、硫化物基荧光粉、硫代镓酸盐基荧光粉和氮化物基荧光粉。
所述封装层15包覆于发光二极管芯片14的外围，可以保护发光二极管芯片14免受灰尘、水汽等影响。由于所述封装层15对金属的附着力大于反射杯13对金属的附着力，因此增大所述封装层15与电极12的接触面积使得封装层15与电极12之间的密封性能增强，从而使外界的水汽和杂质难以进入到封装层15内部，起到有效的防尘、防水的作用。可以理解的，该封装层15的形状并不限于本发明实施例中所述的形状，只要使得该封装层15的结合部151与电极12之间的接触面积的大小大于该结合部151于其它位置处与该接触面平行的横截面的面积，使得该封装层15与电极12之间的具有较大的结合面积，同时本体部152从与结合部151连接的位置处向远离结合部151的方向逐渐增加而不会影响光线的出射即可。其中，通过改变该反射杯13底端的凹陷部17的形状，可以达到改变该封装层15的结合部151的形状的目的。
请参阅图2至图8，本发明实施方式提供的一种发光二极管封装结构10的制造方法包括以下步骤。
请参阅图2，提供两电极12，两电极12并排间隔设置，且相互绝缘，在两电极12上分别设有阻挡结构18。所述电极12所用的材料为金、银、铜、铂、铝、镍、锡或镁中的一种或几种的合金。所述电极12采用电镀、磁控溅射、化学镀或晶圆键合等方法形成。请同时参阅图3，每一阻挡结构18呈长条状，沿对应电极12的宽度方向延伸，所述阻挡结构18在本实施例中为截面形状为三角形的棱柱，可以理解的，该阻挡结构18的截面形状并不限于三角形，也可以为圆形，方形，菱形等任意形状，如，请参阅图4，所述阻挡结构18分别呈U形，每一阻挡结构18包括三长条状的棱柱首尾依次连接组成，其中每一阻挡结构18的开口面向另一阻挡结构18的开口。
请参阅图5，在两电极12一侧形成反射杯13，同时在两电极12相对另一侧形成基板11，所述基板11形成反射杯13的一侧在两电极12之间的空隙处形成绝缘部113。所述反射杯13和基板11采用不同的材料，采用分别成型的方法制成。所述反射杯13的底端的内侧与该阻挡结构18连接，并覆盖所述阻挡结构18的外侧部分，所述反射杯13、与所述基板11、电极12共同围成一容置空间16。
请参阅图6，采用化学蚀刻的方法去除所述阻挡结构18，从而在对应设有所述阻挡结构18的地方形成凹陷部17，即在所述反射杯13底部的内侧向其外侧面所在方向凹陷形成凹陷部17。
请参阅图7，将发光二极管芯片14设置于所述容置空间16中，并将发光二极管芯片14通过金属导线141与所述电极12电性连接。
请参阅图8，在所述容置空间16内填充封装材料而形成一封装层15，覆盖所述发光二极管芯片14，由于所述凹陷部17的设置，所述封装层15同时填满所述凹陷部17，使得该封装层15包括与基板11和电极12相贴设的结合部151及远离基板11的本体部152。该结合部151的尺寸从靠近基板11的方向从下往上逐渐减小，该本体部152的尺寸从结合部151的顶端向远离基板11的方向从下往上逐渐增加。所述封装层15的材质可以为硅胶、环氧树脂或二者的组合物。所述封装层15还可以包含荧光转换材料。所述封装层15可以保护发光二极管芯片14免受灰尘、水气等影响。所述封装层15对电极12的附着力大于反射杯13对电极12的附着力。
如图9所示，为本发明第二实施方式提供的发光二极管封装结构20。该发光二极管封装结构20与第一实施例中所述发光二极管封装结构10的主要区别在于，电极22的结构不同。每一电极22大致呈U形，从基板11的绝缘部113的相对两侧向远离绝缘部113的方向延伸，并分别覆盖所述基板11的相对两侧面，再从该基板11的相对两侧面的底端向内相向延伸，直至其末端分别与绝缘部113的相对两侧面对齐。
如图10所示，为本发明第三实施方式提供的发光二极管封装结构30。该发光二极管封装结构30与第一实施例中所述发光二极管封装结构10的主要区别在于，该发光二极管封装结构30不包括基板11，所述两电极32的厚度增加而分别呈平板状，从而通过电极32直接制成所述反射杯13、封装层15及发光二极管芯片14。
如图11所示，本发明第四实施方式提供的发光二极管封装结构40。该发光二极管封装结构40与第三实施例中的所述发光二极管封装结构30的主要区别在于，所述绝缘部413的顶端的相对两侧与电极42接触的部分之间形成有凹陷部47，所述封装层45同时填满所述凹陷部47，从而进一步增大所述封装层45与所述电极42的接触面积。
本发明实施方式提供的发光二极管封装结构中，由于所述反射杯13底部形成有凹陷部17，所述封装层15填满所述凹陷部17，从而增大了封装层15与电极12的接触面积。由于封装层15对金属的附着力大于反射杯13对金属的附着力，更大的接触面积使得封装层15与电极12之间的密封性能进一步增强，从而使外界的水汽和杂质难以进入到封装体内部，起到有效的防尘、防水的作用。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种发光二极管封装结构，包括电极、反射杯、发光二极管芯片和封装层，所述反射杯的中央形成一通孔，所述发光二极管芯片位于该通孔内，并与所述电极电性连接，该封装层填充于通孔内而将发光二极管芯片封装于其内部，其特征在于，该封装层包括与电极连接的一结合部及与结合部连接的一本体部，结合部具有一个与电极接触的接触面，该结合部与电极之间的接触面积的大小大于该结合部任意与接触面平行的横截面的面积大小，该本体部从与结合部连接的位置处向远离结合部的方向逐渐增加。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述结合部的尺寸从靠近电极的方向从下往上逐渐减小。
3.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述通孔包括靠近电极的第一部分及远离电极的第二部分，该第一部分的尺寸从靠近电极的方向从下往上逐渐减小，该第二部分的尺寸从第一部分的顶端向远离电极的方向从下往上逐渐增加。
4.如权利要求3所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述第一部分的深度小于第二部分的深度。
5.如权利要求1至4任一项所述的发光二极管封装结构，其特征在于：还包括一基板，所述反射杯与基板分别位于电极的相对两侧，该基板上设有一绝缘部，所述电极的数量为两个，每一电极呈薄片状，分别位于绝缘部的相对两侧。
6.如权利要求1至4任一项所述的发光二极管封装结构，其特征在于：还包括一基板，所述反射杯与基板分别位于电极的相对两侧，该基板上设有一绝缘部，所述电极的数量为两个，每一电极呈U形，分别位于绝缘部的相对两侧 。
7.如权利要求1至4任一项所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述电极的数量为两个，每一电极分别呈平板状，两电极之间通过一绝缘部连接。
8.如权利要求7项所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述绝缘部靠近封装部的一端的相对两侧与电极接触的部分之间形成有凹陷部，所述封装层同时填满所述凹陷部。
9.一种发光二极管封装结构的制造方法，包括以下步骤：
提供两电极，两电极相互间隔设置，且相互绝缘，在两电极上分别形成阻挡结构；
在两电极一侧形成反射杯，所述反射杯的底端与该阻挡结构连接，所述反射杯与所述电极围设形成一容置空间；
去除所述阻挡结构，在所述反射杯底端于设有所述阻挡结构的部位对应形成凹陷部；
将发光二极管芯片设于所述容置空间中，并将发光二极管芯片与所述电极电性连接；
在容置空间内形成一封装层，覆盖所述发光二极管芯片，所述封装层同时填满所述凹陷部。
10.如权利要求9所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：采用化学蚀刻的方法去除所述阻挡结构。
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