CN103137614A - 加强散热的光学组件封装结构及其制造方法 - Google Patents

加强散热的光学组件封装结构及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103137614A
CN103137614A CN2011103822409A CN201110382240A CN103137614A CN 103137614 A CN103137614 A CN 103137614A CN 2011103822409 A CN2011103822409 A CN 2011103822409A CN 201110382240 A CN201110382240 A CN 201110382240A CN 103137614 A CN103137614 A CN 103137614A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical module
heat
adhesive layer
radiating
insulating
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.)
Pending
Application number
CN2011103822409A
Other languages
English (en)
Inventor
李玮志
刘世宽
张怀禄
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.)
Inpaq Technology Co Ltd
Original Assignee
Inpaq Technology Co Ltd
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 Inpaq Technology Co Ltd filed Critical Inpaq Technology Co Ltd
Priority to CN2011103822409A priority Critical patent/CN103137614A/zh
Publication of CN103137614A publication Critical patent/CN103137614A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/49105—Connecting at different heights
    • H01L2224/49107—Connecting at different heights on the semiconductor or solid-state body
    • 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
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

本发明涉及一种加强散热的光学组件封装结构及其制造方法，该加强散热的光学组件封装结构包含：一散热模块，经配置以传导一光学组件产生的热；多个绝缘衬垫，设置于该鳍片状散热基板上；至少一导电衬垫，设置于该多个绝缘衬垫上。该散热模块包含一鳍片状散热基板以及多个散热柱，而在本发明实施例中，该光学组件为一发光组件芯片或一发光组件晶粒。该加强散热的光学组件封装结构的制造方法包含一电镀或一无电极电镀步骤、一金属箔叠置步骤、一厚膜印刷步骤、以及一图案化及蚀刻步骤。

Description

加强散热的光学组件封装结构及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种加强散热的光学组件封装，特别是关于一种具有加强散热结构以及简易工艺的发光组件(LED)多芯片封装。
背景技术
目前LED发展均着重于亮度以及效能的提升，但由于输入LED组件的能量只有30％是用来发光，其余的70％将会以热形式发散，故在提高LED亮度的同时将不可避免地产生大量的热，而温度的上升将造成LED的发光效率降低以及色温的改变，故LED的散热即为一项急待解决的问题。其散热方法可通过三层级进行解决，分别为芯片层级、封装层级、以及基板层级。而此三层级中，最有效且最重要的为基板层级。
目前，散热基板的种类可分为四类，塑料基板、强化玻璃纤维基板(例如FR4)、金属基板、以及陶瓷基板。其优缺点分别如下：塑料基板最大优点在于结构多变化并且易于大量生产，但其散热效率是最差的，目前低功率(～0.3W)LED完全使用塑料作为其基板。玻璃纤维基板的优点在于制造容易以利大量生产，但其缺点即在于散热效率差，不适于目前高功率LED的发展。金属芯印刷电路板或称为Metal-Core PCB(MCPCB)基于金属具有较高的热传导系数以及金属加工工艺的简便，目前为高功率LED散热基板的主流之一。MCPCB的应用困难点在于亟需替换结构中的绝缘层材料。该绝缘层材料虽经由添加具有高热传导系数的填充物进入传统的环氧树脂，而使其热传导系数从0.5W/mk提高至5W/mk，但目前此绝缘层材料的可靠度以及稍低的热传导系数仍是待解决的问题。陶瓷基板亦为目前高功率LED散热基板主流之一，但其问题即在于基板使用的Al2O3，其热传导系数在20至30W/mk之间，虽然使用直接镀铜基板(Direct Plating Copper，DPC)工艺或是将基板更换为AlN均可明显的提升其导热特性，但成本价钱随即大幅的攀升。
就封装层级来分别，则可分为第一层级封装以及第二层级封装。第一层级封装为直接承载一LED晶粒使之变成一独立芯片，而第二层级封装则是针对LED芯片数组进行其电路布局以及封装。图1显示具有已知金属引线以及第一层级封装结构的一低功率LED(＜0.3W)10剖面图。一低功率LED晶粒16置放在一塑封J引线芯片封装(Plastic Leaded Chip Carrie，PLCC)11上，并以金线13穿过一孔洞15与该金属引线12电气相连，上述结构被一钟形封装14以及荧光胶(未显示)密封。图2显示具有已知第一层级封装结构的一高功率LED(＞0.5W)20剖面图。一高功率LED晶粒26置放在一Al2O3或一AlN基板21上，并以金线23穿过一孔洞25与该金属电极22电气相连，上述结构被一钟形封装24以及荧光胶(未显示)密封。第一层级封装的成品为一独立芯片，该独立芯片则进入第二层级封装。
图3显示具有已知第二层级封装结构的一高功率LED300剖面图，该结构具有铝金属芯印刷电路板(MCPCB)310以及一铝散热板311。第二层级封装的目的在将多颗独立芯片共同放置到印刷电路板上，并搭配上电阻，变阻器，变压器等电路组件以完成一个基本LED照明结构。如图3所示，一高功率LED晶粒313置放在一Al2O3或一AlN基板301上，并以金线303穿过一孔洞305与该金属电极302电气相连，上述结构被一钟形封装304以及荧光胶(未显示)密封。一图案化的导电衬垫307与该金属电极302接合，并被防焊油墨308围绕于一介电层309之上。该介电层309必须置放于该导电衬垫307与该MCPCB 310之间以隔绝导电通路直通底下的MCPCB 310。一导热胶带312置放于该MCPCB 310与一散热版311之间以粘着两者。在该陶瓷基板301以及该防焊油墨308中间的孔隙306被具有填充物的导热胶所填满。该等填充物包含高分子、陶瓷氧化物或金属，用以加强散热以及粘着该独立的LED芯片及该MCPCB 310。
综上所述，有效的LED封装结构热管理被以下两点所限制：1)导热胶皆具有低的热传导系数，以及2)整个结构具有多个导体-绝缘体接口。一个具有导热胶及多个导体-绝缘体接口的LED封装结构，其热传导系数仅有2W/mK。因此，目前亟需一个针对第一层级封装或第二层级封装进行改良的LED封装结构，以做到更有效的热管理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加强散热的光学组件封装结构及其制造方法，以做到更有效的热管理。
为实现上述目的，本发明提供一种加强散热的光学组件封装，该加强散热的光学组件封装包含：一散热模块；多个绝缘衬垫；以及至少一导电衬垫。该散热模块包含一散热基板以及设置于该散热基板上的多个散热柱；该多个绝缘衬垫设置于该散热基板上该散热模块包含一鳍片状散热基板以及设置于该鳍片状散热基板上的多个散热柱；该多个绝缘衬垫设置于该鳍片状散热基板上；该至少一导电衬垫设置于该多个绝缘衬垫上，并与一光学组件电气相连。
本发明另提供一种加强散热的光学组件封装的制造方法，该方法包含以下步骤：形成一散热模块，该散热模块包含一散热基板以及置放于该散热基板上的多个散热柱；形成多个绝缘衬垫及至少一导电衬垫于该多个绝缘衬垫上；结合该散热模块以及该多个绝缘衬垫；以及形成一加强黏合层于该多个散热柱以及该至少一导电衬垫上。
本发明另提供一种加强散热的光学组件封装的制造方法，该方法包含以下步骤：形成多个绝缘衬垫及至少一导电衬垫于该多个绝缘衬垫上；形成一第一加强黏合层于该至少一导电衬垫上；结合该多个绝缘衬垫以及一散热基板；形成多个散热柱于该散热基板上；以及形成一第二加强黏合层于该多个散热柱上。
上文已相当广泛地概述本发明的技术特征及优点，下文将更为详细的描述本发明的具体技术方案。构成本发明的申请专利保护范围的其它技术特征及优点将描述于下文。本领域技术人员应了解，可相当容易地利用下文揭示的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或方法而实现与本发明相同的目的。本领域技术人员也应了解，这类手段的调整无法脱离后附的本发明权利要求保护范围所界定的本发明的精神和范围。
附图说明
图1显示具有已知金属引线封装结构的一低功率LED剖面图；
图2显示具有已知电路线封装结构的一高功率LED剖面图；
图3显示具有已知铝金属芯印刷电路板(MCPCB)以及一铝散热板封装结构的一高功率LED剖面图；
图4为根据本发明一实施例的一加强散热的高功率LED封装结构剖面图；
图5至图10为根据图4的实施例的制造方法流程图；
图11为根据本发明另一实施例的一加强散热的高功率LED封装结构剖面图；
图12至图18为根据图11的实施例的制造方法流程图；
图19为根据本发明一实施例的一加强散热的高功率LED封装结构剖面图；以及
图20至图22为根据图19的实施例的制造方法流程图；
图23显示在无源面具有一金属层的LED晶粒剖面图；以及
图24为根据本发明另一实施例的一加强散热的高功率LED板上芯片封装(COB)剖面图。
其中，附图标记说明如下：
10                    具有第一层级封装的低功率LED
11                    塑封J引线芯片封装
12                    金属引线
13、23、303、199、209 金线
14、24、304           钟形封装
15、25、305           孔洞
16                    低功率LED晶粒
20                    具有第一层级封装的高功率LED
21                    氧化铝或氮化铝基板
22                    电极
26                    高功率LED晶粒
300                   具有第二层级封装的高功率LED
301                   氧化铝或氮化铝基板
302                   金属电极
306                   间隙
308                   防焊油墨
309                        介电层
310                        铝金属芯印刷电路板
311                        鳍片状铝散热板
312                        导热胶带
313                        高功率LED晶粒
40、110、190、240          高功率LED封装
41、51、193、241           散热模块
42、52、191、200、242      鳍片状散热基板
43、53、197、198、212、243 散热柱
45、55、192、201、245      绝缘衬垫
196                        导热衬垫
46、56、194、213、246      导电衬垫
46′、56′                 胶体
47、195、214、247          加强粘合层
57                         第一加强粘合层
58                         第二加强粘合层
230                        LED芯片
231                        半导体基板
233                        绝缘区域
232                        半导体区域
236                        金属层
235                        发光外延结构
234                        金属衬垫
237                        有源面
238                        无源面
230                        板上LED芯片封装(COB)
244                        荧光胶
具体实施方式
本发明涉及一热电分离的封装结构。从第二层级封装的观点，本发明的实施例首先使用锡或其它金属取代已知LED封装中的导热胶，如此可以使完成第一层级封装的芯片利用整个底部区域作为散热通道；本发明另一实施例结合第二层级封装以及一未经第一层级封装的LED晶粒以形成一板上芯片封装(COB)结构。新的COB结构减少散热途径中导体与绝缘体的接口数量，以增进散热效率。另外，以下实施例所使用的鳍片状散热基板为铝金属一体成型，可减少图3散热结构所示的散热路径接口，亦即，铝金属芯印刷电路板310与散热胶带312的接口，以及散热胶带312与鳍片状铝散热板311的界面。使用鳍片状铝金属散热基板的另一好处在于，省去该铝金属芯印刷电路板310与该铝散热板311的粘合工艺，不但免除散热胶带312的使用，工艺步骤及时间也跟着减少。本发明的另一目的在于该光学组件封装的简单工艺，例如，运用具有高热导通系数的金属材料于导热胶印刷、金属箔叠置、以及电镀/无电极电镀等工艺。
图4为根据本发明一实施例的一加强散热的高功率LED封装结构40剖面图。该高功率LED封装40包含一散热模块41、多个绝缘衬垫45、以及至少一导电衬垫46。该散热模块41包含一鳍片状散热基板42以及设置于该鳍片状散热基板42上的多个散热柱43；该多个绝缘衬垫45设置于该鳍片状散热基板42上，而该至少一导电衬垫46设置于该多个绝缘衬垫45上。根据本发明一实施例，多个光学组件20，例如，具有第一层级封装的高功率LED芯片，设置于该多个散热柱43上并通过电极22和加强粘合层47与该至少一导电衬垫46电气相连。该加强粘合层47包含锡或镍/钯/金的金属膜。
图5至图10为根据图4的实施例的制造方法流程图。参照图5，一鳍片状散热基板42需由具有热传导系数高于100W/mK的材料所组成，例如，Al 3303、Al 3305、或其它的铝基板或铜基板。接着，由导热胶组成的一图案化厚膜通过厚膜印刷方式置放于该鳍片状散热基板42上，该导热胶组成的图案化厚膜经由烤干及烧结步骤形成一固态导体。该固态导体成为置放于该鳍片状散热基板42上的散热柱43。该散热柱43以及该鳍片状散热基板42形成一散热模块41。该导热胶的材料含有铝、银、铜、银钯合金、钯、铂金属粉末、或上述金属以及合金粉末的组合。该印刷图案可为多个正方形或多角形。
图6至图10中，该多个绝缘衬垫45及该至少一导电衬垫46将依照以下步骤组合：一铜箔46置放于一绝缘衬垫45上以形成一未经图案化的结合单元，该绝缘衬垫45为一双面粘着层。该铜箔46的厚度可因应不同需要而介于1/2oz.至3oz.(17μm～105μm)之间。该双面粘着层的厚度介于5μm至150μm之间，其材料包含一双面胶、一树脂、或其它具有粘着性质的绝缘体。该双面粘着层上下两表面间更可包含一绝缘层如聚亚酰胺(polyimide，PI)以形成一三明治结构。
参见图7，该结合单元经过打孔工艺形成与图5中该多个散热柱43几合上互补的图案。参见图8，一图案化胶体46′置放在该结合单元的铜箔46上。该图案化胶体46′经设计形成特定电路线结构，其材料包含光阻或树脂，并于一实施例中经过一烤干步骤而硬化。
参见图9，一简单蚀刻步骤用来移除未被覆盖的铜箔46。下一步骤则利用化学蚀刻，例如药剂清洗，或物理蚀刻，例如喷沙研磨，清除剩余的胶体46′。
参见图10，该散热模块41以及该图形化的结合单元以几合互补的方式对齐，两上述单元通过该双面粘着层的未粘着表面而粘合。一电镀或无电极电镀工艺将一加强粘合层47镀在该铜箔46及该散热柱43上。该加强粘合层47包含锡或镍/钯/金的金属膜。在本发明一实施例中，该散热柱43的顶部表面至少等于或高于本封装结构的其它构件顶部表面。返回参照图4，该光学组件20被置放于该散热柱43顶部，并通过电极22和加强粘合层47与该至少一导电衬垫46电气相连。该包含锡或镍/钯/金的金属膜的加强粘合层47镀在该铜箔46及该散热柱43上之后再将该光学组件20置放于其上，以达到更佳的粘着效果及降低不同材料间的接触电阻。
图11为根据本发明另一实施例的一加强散热的高功率LED封装110剖面图。该高功率LED封装110包含一散热模块51、多个绝缘衬垫55、以及至少一导电衬垫56。该散热模块51包含一鳍片状散热基板52以及设置于该鳍片状散热基板52上的多个散热柱53；该多个绝缘衬垫55设置于该鳍片状散热基板52上，而该至少一导电衬垫56设置于该多个绝缘衬垫55上。根据图11中本发明一实施例，多个光学组件20，例如具有第一层级封装的高功率LED 芯片，设置于该多个散热柱53上并通过电极22和相应的第一加强粘合层57与该至少一导电衬垫56电气相连。该第一加强粘合层57包含锡或镍/钯/金的金属膜。
图12至图18为根据图11的实施例的制造方法流程图。一铜箔56置放于一绝缘衬垫55上以形成一未经图案化的结合单元，该绝缘衬垫55为一双面粘着层。该铜箔56的厚度可因应不同需要而介于1/2oz.至3oz.(17μm～105μm)之间。该双面粘着层的厚度介于5μm至150μm之间，其材料包含一双面胶、一树脂、或其它具有粘着性质的绝缘体。该双面粘着层上下两表面间更可包含一绝缘层如聚亚酰胺(polyimide，PI)以形成一三明治结构。该结合单元经由一打孔工艺形成如图13的特定图形。
参见图14，一图案化胶体56′置放在该结合单元的铜箔56上。该图案化胶体56′经设计形成特定电路线结构，其材料包含光阻或树脂，并于一实施例中经过一烤干步骤而硬化。接着，如图15所示，一简单蚀刻步骤用来去除未被覆盖的铜箔56。下一步骤则利用化学蚀刻，例如药剂清洗，或物理蚀刻，例如喷沙研磨，清除剩余的胶体56′。
如图16所示，一电镀或无电极电镀工艺将一第一加强粘合层57镀在该导电衬垫56上，该第一加强粘合层57包含锡或镍/钯/金的金属膜。将该绝缘衬垫55、该至少一导电衬垫56、该第一加强粘合层57、以及该散热模块5结合的步骤如下：参见图17一鳍片状散热基板52需由具有热传导系数高于100W/mK的材料所组成，例如，Al 3303、Al 3305、或其它的铝基板、铜基板、及其合金所组成的基板。图16中所示的结构及图17中所示的鳍片状散热基板52将通过该双面粘着层的未粘着表面而粘合。
参见图18，一电镀或无电极电镀制程在该鳍片状散热基板52上以与图16所示结构以几合互补的形式形成多个散热柱53。返回参见图18，该散热柱53为一具有高于100W/mK的热传导系数的热导体，其材料包含银、铜、银钯合金、钯、铂、或上述合金的组合。根据本发明一实施例，该散热柱53的顶部表面至少等于或高于本封装结构的其它构件顶部表面。包含锡或镍/钯/金的金属膜的一第二加强粘合层58通过一电镀或一印刷工艺形成于该散热柱53顶部，以达到更佳的粘着效果及降低不同材料间的接触电阻。如图11中的实施例所示，一光学组件20被置放于该散热柱53顶部，并通过电极22和相应的第一加强粘合层57与该至少一导电衬垫56电气相连。
图19为根据本发明另一实施例的一加强散热的高功率LED封装190剖面图。该高功率LED封装190包含一散热模块193、多个绝缘衬垫192、以及至少一导电衬垫194。该散热模块193包含一鳍片状散热基板191以及设置于该鳍片状散热基板191上的多个绝缘衬垫192；该多个绝缘衬垫192设置于该鳍片状散热基板191上，而该至少一导电衬垫194设置于该多个绝缘衬垫192上。根据图19中本发明一实施例，多个光学组件197，例如改良式第一层级封装的高功率LED芯片，设置于多个散热柱198上，并通过电极22和相应的一第一加强粘合层195与该至少一导电衬垫194电气相连。该第一加强粘合层195包含锡或镍/钯/金的金属膜。
图20至图22为根据图19的实施例的制造方法流程图。参见图20，一鳍片状散热基板200上配置有多个绝缘衬垫201，该多个绝缘衬垫201经由一印刷图型化步骤，将一绝缘玻璃胶体印刷于该鳍片状散热基板200上；再经由一烘干烧结步骤将该玻璃胶体致密化并固化。经固化的玻璃胶体具有一高的绝缘电阻以及一低的介电常数，较佳地，该电阻高于108ohm，该介电常数在1kHz下低于20。该固化的玻璃胶体同时可与该鳍片状散热基板具有良好的连接。参见图21，使用另一印刷图型化工艺将一导体胶印刷出特定的电路图形以及多个散热柱212于该鳍片状散热基板200上。该电路图形于图21中对应于至少一导电衬垫213。该导体胶的成分可为银、铜、银钯合金、钯、铂、或上述合金的组合。经图形化印刷后的导体胶再进一步利用烘干烧结工艺以完成该至少一导电衬垫213以及该多个散热柱212。参见图22，一加强粘合层214经由一电镀或无电极电镀工艺将其镀在该至少一导电衬垫213，以及该多个散热柱212上。该加强粘合层214包含锡或镍/钯/金的金属膜。如图19所示，一光学组件197被置放于该散热柱198顶部，并通过两电极22和相应的加强粘合层195与该至少一导电衬垫194电气相连。图19中该光学组件197与图2中的该光学组件20不同在于其多存在一导热衬垫196于两电极22之间，由于该散热柱197与该导电衬垫194具有相等的高度，该导热衬垫196设置的目的在于将该光学组件197底部与该散热柱212顶部完全接触，以强化散热的途径的效果。
从图4、图11、及图19的三个实施例来看，形成该散热柱的方法有：1)在一鳍片状散热基板上以一电镀或无电极电镀工艺形成多个散热柱，该散热柱材料包含银、铜、银钯合金、钯、铂、或上述合金的组合；或2)通过厚膜印刷方式在一鳍片状散热基板上形成的一图案化厚膜，该厚膜材料包含银、铜、银钯合金、钯、铂金属粉末、或上述金属以及合金粉末的组合。形成该导电衬垫的方法有：1)叠置一铜箔于一绝缘层上，再进行图案化工艺，或2)通过厚膜印刷方式在一绝缘层上形成的一导电胶的图案化厚膜，该导电胶材料包含银、铜、银钯合金、钯、铂金属粉末、或上述金属以及合金粉末的组合。组成该绝缘衬垫的材料可为双面胶、树脂、绝缘性高分子、绝缘的玻璃系统、或上述绝缘材料的组合。在本发明部分实施例中，该散热柱及该导电衬垫皆由导热胶组成。该导热胶的材料包含银、铜、银钯合金、钯、铂金属粉末、或上述金属以及合金粉末的组合。在本发明其它实施例中，该散热柱由电镀形成，其材料包含银、铜、银钯合金、钯、铂、或上述合金的组合；而该导电衬垫由导热胶通过厚膜印刷形成，该导热胶的材料包含银、铜、银钯合金、钯、铂金属粉末、或上述金属以及合金粉末的组合。
图23显示在一半导体基板231无源面238具有一金属层234的LED芯片封装230剖面图。该半导体基板231包含一半导体区域233以及一绝缘区域232。一外延成长的发光结构235置放于该半导体基板231的一有源面237，而一金属层234，例如金，置放于该半导体基板231的一无源面238。两金属衬垫236分别置放于该发光结构235的P型层及N型层上，通过金线239与一外接偏压(未显示)相连。该绝缘区域232以及该金属层234的组合为促成一板上LED芯片封装(Chip on Board，COB)的关键，而COB更可进一步增加单位面积的晶粒数量。以下的实施例说明COB与一加强散热的光学封装的整合结构。图24为根据本发明另一实施例的一加强散热的高功率LED板上芯片封装(COB)240剖面图。该LED COB 240包含一散热模块241、多个绝缘衬垫245、以及至少一导电衬垫246。该散热模块241包含一鳍片状散热基板242以及设置于该鳍片状散热基板242上的多个散热柱243；该多个绝缘衬垫245设置于该鳍片状散热基板242上，而该至少一导电衬垫246设置于该多个绝缘衬垫245上，形成一结合单元。在本实施例中，一LED芯片230设置在一散热柱243上，并通过金线249和相应的加强粘合层247与该结合单元的至少一导电衬垫246电气相连。该加强粘合层247包含锡或镍/钯/金的金属膜，并置于该至少一导电衬垫246上，以达到更佳的粘着效果及降低该金线249以及该导电衬垫206之间的接触电阻。该散热柱243由一导体胶组成，该导体胶材料包含银、铜、银钯合金、钯、铂金属粉末、或上述金属以及合金粉末的组合。本发明中的该导电衬垫246包含一金属箔，较佳地例如一铜箔，叠置于该该绝缘衬垫245上。一多个LED芯片230形成的发光组件数组接着通过荧光胶244封装，形成一加强散热的LED COB结构240。上述仅为本发明许多实施例中的一种，其公开了加强散热的光学封装可以与COB结构整合，换句话说，本发明中其它实施例的鳍片状散热基座部分皆可与LED COB结构结合，进而产生具有加强散热的光学封装的发光组件数组。
综上而言，本发明公开了一加强散热的光学组件封装以及其制备方法。本发明所举的该等实施例利用不同材料的组合建构封装结构，并与不同封装层级的LED芯片整合。该加强散热的光学组件封装将LED芯片产生的热经由散热柱传导至一鳍片状散热基板。该散热柱具有一简单工艺，包含一电镀或一无电极电镀步骤、一金属箔叠置步骤、一厚膜印刷步骤、以及一图案化及蚀刻步骤。
本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而本发明所属技术领域技术人员应了解，在不背离后附本中请权利要求所界定的本专利精神和范围内，本发明的教导及揭示可作种种的替换及修饰。例如，上文揭示的许多方法可以不同的方法实施或以其它工艺予以取代，或者采用上述二种方式的组合。
此外，本案的权利范围并不局限于上文公开的特定实施例的工艺、设备、制造、物质的成份、装置、方法或步骤。本发明所属技术领域的技术人员应了解，基于本发明教示及揭示工艺、设备、制造、物质的成份、装置、方法或步骤，无论现在已存在或日后开发者，其与本申请实施例公开内容是以实质相同的方式执行实质相同的功能，而达到实质相同的结果，亦可使用于本发明。因此，以下的申请专利范围是用以涵盖用以此类工艺、设备、制造、物质的成份、装置、方法或步骤。

Claims (25)

1.一种加强散热的光学组件封装，包含：
一散热模块，经配置以传导一光学组件产生的热，其中该光学组件与该散热模块互相接触，该散热模块包含：
一鳍片状散热基板；以及
多个散热柱，设置于该鳍片状散热基板上；
多个绝缘衬垫，设置于该鳍片状散热基板上；
至少一导电衬垫，设置于该多个绝缘衬垫上，并与该光学组件电气相连。
2.根据权利要求1所述的加强散热的光学组件封装，其中该光学组件为完成第一层级封装的一发光组件芯片，设置于该多个散热柱上，并与该导电衬垫电气相连。
3.根据权利要求1所述的加强散热的光学组件封装，其中该光学组件为未完成第一层级封装的一发光组件晶粒，设置于该多个散热柱上，并与该导电衬垫电气相连。
4.根据权利要求3所述的加强散热的光学组件封装，其中该发光组件晶粒包含：
一半导体基板，具有一绝缘区域以及置于该绝缘区域上的一半导体区域；
一导电层，设置于该半导体基板的一无源面，与该半导体基板的绝缘区域接触；以及
一发光结构，外延成长于该半导体基板的一有源面，与该半导体基板的半导体区域接触。
5.根据权利要求1所述的加强散热的光学组件封装，其中该鳍片状散热基板包含铝、铜、或其合金。
6.根据权利要求1所述的加强散热的光学组件封装，其中该散热柱为一热导体，该热导体热传导系数高于100W/mK。
7.根据权利要求1所述的加强散热的光学组件封装，其中该散热柱的顶部表面等于或高于该光学组件封装的其它构件的顶部表面。
8.根据权利要求1所述的加强散热的光学组件封装，其中该绝缘衬垫包含双面胶、树脂、绝缘性高分子、绝缘的玻璃系统、或上述绝缘材料的组合。
9.根据权利要求1所述的加强散热的光学组件封装，其中该导电衬垫包含铜、钯、银钯合金、或其合金。
10.一种加强散热的光学组件封装的制造方法，包含以下步骤：
形成一散热模块，该散热模块包含一鳍片状散热基板以及置放于该鳍片状散热基板上的多个散热柱；
形成多个绝缘衬垫及至少一导电衬垫于该多个绝缘衬垫之一上；
结合该散热模块以及该多个绝缘衬垫；以及
形成一加强粘合层于该多个散热柱以及该至少一导电衬垫上。
11.根据权利要求10所述的制造方法，更包含以下步骤：
通过该加强粘合层将一光学组件粘合于该散热柱上；以及
将该光学组件及该导电衬垫电气相连。
12.根据权利要求10所述的制造方法，其中形成该多个散热柱的步骤包含一厚膜印刷工艺，且该多个散热柱的材料包含导电胶。
13.根据权利要求10所述的制造方法，其中形成多个绝缘衬垫的步骤包含：
在一双面粘合层的一面粘合一金属箔，其中该双面粘合层为一绝缘体；
将该双面粘合层及该金属箔形成一特定图案；
印刷一图案化胶体于该金属箔之上；
蚀刻未被该胶体覆盖的金属箔；以及
去除该图案化胶体。
14.根据权利要求10所述的制造方法，其中形成该加强粘合层的步骤包含一表面印刷工艺或一电镀工艺。
15.一种加强散热的光学组件封装的制造方法，包含以下步骤：
形成多个绝缘衬垫及至少一导电衬垫于该多个绝缘衬垫之一上；
形成一第一加强粘合层于该至少一导电衬垫上；
结合该多个绝缘衬垫以及一鳍片状散热基板；
形成多个散热柱于该鳍片状散热基板上；以及
形成一第二加强粘合层于该多个散热柱上。
16.根据权利要求15所述的制造方法，更包含以下步骤：
通过该第二加强粘合层将一光学组件粘合于该散热柱上；以及
将该光学组件及该导电衬垫电气相连。
17.根据权利要求15所述的制造方法，其中形成多个绝缘衬垫的步骤包含：
在一双面粘合层的一面粘合一金属箔，其中该双面粘合层为一绝缘体；
将该双面粘合层及该金属箔形成一特定图案；
印刷一图案化胶体于该金属箔之上；
蚀刻未被该胶体覆盖的金属箔；以及
去除该图案化胶体。
18.根据权利要求15所述的制造方法，其中形成该多个散热柱的步骤包含一电镀或一无电极电镀工艺。
19.根据权利要求15所述的制造方法，其中形成该第一加强粘合层的步骤包含一表面印刷工艺或一电镀工艺。
20.根据权利要求15所述的制造方法，其中形成该第二加强粘合层的步骤包含一表面印刷工艺或一电镀工艺。
21.一种加强散热的光学组件封装的制造方法，包含以下步骤：
形成一散热模块，该散热模块包含一鳍片状散热基板以及置放于该鳍片状散热基板上的多个绝缘衬垫；
形成多个散热柱及至少一导电衬垫于该多个绝缘衬垫之一上；以及
形成一加强粘合层于该多个散热柱以及该至少一导电衬垫上。
22.根据权利要求21所述的制造方法，更包含以下步骤：
通过该加强粘合层将一光学组件粘合于该散热柱上；以及
将该光学组件及该导电衬垫电气相连。
23.根据权利要求21所述的制造方法，其中形成该多个绝缘衬垫的步骤包含在该鳍片状散热基板上印刷形成一图型化的绝缘层。
24.根据权利要求21所述的制造方法，其中形成该多个散热柱以及该至少一导电衬垫的步骤包含一厚膜印刷工艺，且该多个散热柱及该至少一导电衬垫的材料包含导电胶。
25.根据权利要求21所述的制造方法，其中形成该加强粘合层的步骤包含一表面印刷工艺或一电镀工艺。
CN2011103822409A 2011-11-22 2011-11-22 加强散热的光学组件封装结构及其制造方法 Pending CN103137614A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011103822409A CN103137614A (zh) 2011-11-22 2011-11-22 加强散热的光学组件封装结构及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011103822409A CN103137614A (zh) 2011-11-22 2011-11-22 加强散热的光学组件封装结构及其制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103137614A true CN103137614A (zh) 2013-06-05

Family

ID=48497221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011103822409A Pending CN103137614A (zh) 2011-11-22 2011-11-22 加强散热的光学组件封装结构及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103137614A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106531732A (zh) * 2016-10-31 2017-03-22 努比亚技术有限公司 一种基板组件及终端
CN111640838A (zh) * 2020-06-08 2020-09-08 深圳市长方集团股份有限公司 一种全光谱led封装光源的封装装置
WO2022121476A1 (zh) * 2020-12-10 2022-06-16 中兴通讯股份有限公司 散热装置及电子设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201568934U (zh) * 2009-10-22 2010-09-01 上海彩煌光电科技有限公司 Led灯具的复合散热器结构
US20110101394A1 (en) * 2007-11-08 2011-05-05 Photonstar Led Limited Ultra high thermal performance packaging for optoelectronics devices
CN201877461U (zh) * 2010-10-27 2011-06-22 上海卓凯电子科技有限公司 发光二极管模块的系统电路载板
CN202008016U (zh) * 2011-01-18 2011-10-12 向玉龙 热电分离led照明器模组
CN202024264U (zh) * 2011-03-31 2011-11-02 合肥艾斯克光电科技有限责任公司 Led灯具的复合散热器结构
WO2011137355A1 (en) * 2010-04-30 2011-11-03 Uniflux Led, Inc. A cooling structure for led lamps

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110101394A1 (en) * 2007-11-08 2011-05-05 Photonstar Led Limited Ultra high thermal performance packaging for optoelectronics devices
CN201568934U (zh) * 2009-10-22 2010-09-01 上海彩煌光电科技有限公司 Led灯具的复合散热器结构
WO2011137355A1 (en) * 2010-04-30 2011-11-03 Uniflux Led, Inc. A cooling structure for led lamps
CN201877461U (zh) * 2010-10-27 2011-06-22 上海卓凯电子科技有限公司 发光二极管模块的系统电路载板
CN202008016U (zh) * 2011-01-18 2011-10-12 向玉龙 热电分离led照明器模组
CN202024264U (zh) * 2011-03-31 2011-11-02 合肥艾斯克光电科技有限责任公司 Led灯具的复合散热器结构

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106531732A (zh) * 2016-10-31 2017-03-22 努比亚技术有限公司 一种基板组件及终端
CN111640838A (zh) * 2020-06-08 2020-09-08 深圳市长方集团股份有限公司 一种全光谱led封装光源的封装装置
CN111640838B (zh) * 2020-06-08 2021-04-27 深圳市长方集团股份有限公司 一种全光谱led封装光源的封装装置
WO2022121476A1 (zh) * 2020-12-10 2022-06-16 中兴通讯股份有限公司 散热装置及电子设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102280569B (zh) 高导热基板及led器件及led组件
US20080278917A1 (en) Heat dissipation module and method for fabricating the same
CN104733419A (zh) 三维空间封装结构及其制造方法
CN102263194A (zh) 半导体封装与制造半导体封装的方法
TWI420695B (zh) 化合物半導體元件之封裝模組結構及其製造方法
KR20100106933A (ko) 발광다이오드 패키지
US20130062656A1 (en) Thermally enhanced optical package
KR20060121671A (ko) 전력 모듈 패키지 구조체
WO2006132794A2 (en) A light-emitting device module with flip-chip configuration on a heat-dissipating substrate
CN202196815U (zh) 高导热基板及led器件及led组件
CN101126863A (zh) 具有散热结构的发光二极管光源模块
CN103137614A (zh) 加强散热的光学组件封装结构及其制造方法
KR20060105403A (ko) 혼성회로와 복합기판을 가지는 패키지 구조물
CN101728370B (zh) 化合物半导体元件的封装模块结构及其制造方法
CN102088017B (zh) Led贴片式封装模组
US7309838B2 (en) Multi-layered circuit board assembly with improved thermal dissipation
US11316085B2 (en) Display device and manufacturing method thereof
TW201318235A (zh) 加強散熱的光學元件封裝
KR101237685B1 (ko) 방열 기판 및 그 제조방법
CN101783341B (zh) 具有散热结构的发光二极管光源模块
CN105390477B (zh) 一种多芯片3d二次封装半导体器件及其封装方法
CN214099627U (zh) 智能功率模块
US20140197434A1 (en) Light emitting diode device and method for manufacturing heat dissipation substrate
CN209708967U (zh) 一种led发光模块
CN102683507A (zh) 光源模块构造及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130605