CN103325934A

CN103325934A - 发光二极管封装结构及其制造方法

Info

Publication number: CN103325934A
Application number: CN2012100721167A
Authority: CN
Inventors: 赖志成
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2012-03-19
Filing date: 2012-03-19
Publication date: 2013-09-25

Abstract

一种发光二极管封装结构，包括基板、设于基板上的发光二极管芯片、以及密封体。所述发光二极管芯片为密封状。所述发光二极管封装结构还包括液态导热层，所述液态导热层环绕并包覆所述密封状的发光二极管芯片。所述密封体将液态导热层封闭其中。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

发光二极管做为第三代光源，具有体积小、节能环保、发光效率高等优点，得到越来越广泛的应用。而发光二极管的散热效率问题一直是人们努力改善和提高的热点问题。近年来，除了在磊晶结构部分不断改善内部量子发光效率的研究之外，在晶粒制程方面也进行了较多的研究，通过尝试不同的物理结构以增强散热效率。但是发光二极管的散热效率仍有进一步提高的空间，因此为了节能环保及提高发光二极管封装结构的寿命的需要，有必要进一步提高发光二极管的散热效率。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种散热效率更高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，包括基板、设于基板上的发光二极管芯片、以及密封体。所述发光二极管芯片为密封状。所述发光二极管封装结构还包括液态导热层，所述液态导热层环绕并包覆所述密封状的发光二极管芯片。所述密封体将液态导热层封闭其中。

一种发光二极管封装结构的制造方法，包括以下步骤：

提供一基板，将发光二极管芯片设于该基板上，并密封发光二极管芯片；

在所述密封的发光二极管芯片周围形成一液态导热层，该液态导热层环绕并包覆所述发光二极管芯片，并与所述发光二极管芯片热连接；

用一密封体将液态导热层封闭其中。

上述发光二极管封装结构中，所述液态导热层环绕并包覆所述发光二极管芯片，并与所述发光二极管芯片热连接。由于液态导热层具有流动性，能够产生热对流，从而具有较高的导热系数，因此该发光二极管芯片的热量不仅能够通过底部传导出去，还能通过发光二极管芯片上方传导出去，能够有效的提高该发光二极管封装结构的散热效率。

附图说明

图1是本发明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5是本发明实施方式提供的发光二极管封装结构的制造方法示意图。

主要元件符号说明

发光二极管封装结构	10
		基板	11
挡块	111
		第一金属层	112
发光二极管芯片	12
		第二金属层	121
连接层	122
		出光面	123
侧边导热层	13
		荧光粉层	14
液态导热层	15
		密封体	16

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、发光二极管芯片12、侧边导热层13、荧光粉层14、液态导热层15和密封体16。

基板11为一矩形平板，用以承载所述发光二极管芯片12、侧边导热层13、荧光粉层14、液态导热层15和密封体16于其表面上。本实施例中，所述基板11材料为PPA（Polyphthalamide，聚醋酸乙烯酯）等。沿靠近基板11边缘的位置处形成有一环形的挡块111。在该基板11上位于该挡块111环绕部份形成一第一金属层112（如图2所示）。所述挡块111可以与基板11采用相同的材料制成，如PPA等材料，也可以为其他材料，如金属等。该基板11上具有电路结构（图未示）。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挡块111。

发光二极管芯片12设于所述基板11上，并收容于所述挡块111内。在所述发光二极管芯片12与所述基板11连接一侧对应所述第一金属层112形成一第二金属层121，所述第一金属层112与所述第二金属层121共晶结合形成一连接层122，所述发光二极管芯片12通过该连接层122固定于所述基板11上。通过共晶结合的方式形成的该连接层122具有较高的热传导系数，能够增加该发光二极管芯片12与所述基板11之间的热传导速度，形成底部散热通道。所述发光二极管芯片12通过共晶结合的方式与基板11上的电路结构形成电连接，从而电连接至该发光二极管封装结构10的外部。所述发光二极管芯片12远离所述基板一侧为一出光面123。

侧边导热层13设于所述发光二极管芯片12和所述挡块111之间，环绕所述发光二极管芯片12侧边，并与所述发光二极管芯片12侧边热接触。该侧边导热层13由具有较高的热传导系数的材料制成。本实施例中该侧边导热层13为采用电镀的方式形成的一层铜薄层。

荧光粉层14形成于所述发光二极管芯片12的出光面123上，该荧光粉层14的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。可以理解的，根据所选发光二极管芯片12不同，也可以不设置该荧光粉层14。

荧光粉层14、侧边导热层13及基板11共同将所述发光二极管芯片12密封于其内，使发光二极管芯片12形成密封状，以防止液态导热层15进入而烧坏发光二极管芯片12。当然，也可采用其他现有的密封方式使发光二极管芯片12形成密封状，如在发光二极管芯片12上设置防水膜、密封胶等等。

液态导热层15包覆于所述发光二极管芯片12、侧边导热层13和荧光粉层14的外围，并通过所述侧边导热层13和荧光粉层14的热传递，与发光二极管芯片12热连接。由于液态导热层15具有流动性，能够产生热对流，具有较高的导热系数，从而能够将该发光二极管芯片12产生的热量快速的散发出去。

所述密封体16为一透明罩，周缘与所述挡块111紧密结合，将液态导热层15封闭其中。本实施例中，所述密封体16为一玻璃罩，不仅提高该发光二极管封装结构10的机械强度，而且能够解决一般封装体容易产生黄化的问题。

请参阅图2至图5，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，提供一基板11，该基板11上，沿靠近基板11边缘的位置处形成有一环形的挡块111，在该基板11上位于该挡块111环绕部份通过表面处理技术形成一第一金属层112。该基板11上具有电路结构（图未示）。将底面形成有一第二金属层121的发光二极管芯片12设置于该基板11形成第一金属层112的位置处，所述发光二极管芯片12与所述基板11之间通过共晶结合的方法进行固定，从而使得该发光二极管芯片12与所述基板11之间具有良好的热传导性能，在该发光二极管芯片12与所述基板11之间形成散热通道。所述发光二极管芯片12通过共晶结合的方式与基板11上的电路结构形成电连接，从而电连接至该发光二极管封装结构10的外部。

请参阅图3，在所述发光二极管芯片12侧边形成与该发光二极管芯片12热连接的侧边导热层13。该侧边导热层13通过电镀的方式形成。在电镀之前先将不需要电镀的部分用光致抗蚀剂进行封闭保护，电镀之后，再将光致抗蚀剂去除。本实施例中，该侧边导热层13为一铜薄层。该侧边导热层13既能够将该发光二极管芯片12产生的热量通过侧边快速传导，又能起到一定的保护该发光二极管芯片12的作用。

请参阅图4，在所述发光二极管芯片12的出光面123上形成一层荧光粉层14。该荧光粉层14可通过点胶的方式涂布于该出光面123之后再进行固化后得到。通过将荧光粉层14、侧边导热层13及基板11之间密封连接以共同将所述发光二极管芯片12密封于其内，使发光二极管芯片12形成密封状。当然，也可采用其他现有的密封方式使发光二极管芯片12形成密封状，如在发光二极管芯片12上设置防水膜、密封胶等等。可以理解的，根据所选发光二极管芯片12不同，也可以省略该设置荧光粉层14的步骤。

请参阅图5，在所述发光二极管芯片12和侧边导热层13周围形成一液态导热层15，该液态导热层15环绕并包覆所述发光二极管芯片12和侧边导热层13，并与所述发光二极管芯片12和侧边导热层13热连接。该液态导热层15可通过点胶的方式填充在所述挡块111内部，发光二极管芯片12的四周和上方的部分，点胶后该液态导热层15不会固化，仍保持液体状态。这样就在该发光二极管芯片12得上方和侧边都形成了散热通道，能够进一步提高该发光二极管封装结构10的散热效率。

最后，请参阅图1，用一密封体16将该液态导热层15封闭其中。所述密封体16为一透明罩，通过激光焊接技术将该密封体16的周缘与所述挡块111紧密结合。本实施例中，所述密封体16为一玻璃罩，不仅提高该发光二极管封装结构10的机械强度，对该发光二极管芯片12提供保护，而且能够解决一般封装体容易产生黄化的问题。

可以理解的，在发光二极管封装结构10的制造方法的步骤中，也可以首先形成该密封体16，然后通过在该密封体16中注入的方式形成所述液态导热层15。

本发明实施方式提供的发光二极管封装结构10中，所述液态导热层15环绕并包覆所述发光二极管芯片12和侧边导热层13，并与所述发光二极管芯片12和侧边导热层13热连接。由于液态导热层15具有流动性，能够产生热对流，从而具有较高的导热系数，因此该发光二极管芯片12的热量不仅能够通过底部传导出去，还能通过发光二极管芯片12上方和侧方的液态导热层15传导出去，能够有效的提高该发光二极管封装结构10的散热效率。

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

1.一种发光二极管封装结构，包括基板、设于基板上的发光二极管芯片、以及密封体，其特征在于：所述发光二极管芯片为密封状，所述发光二极管封装结构还包括液态导热层，所述液态导热层环绕并包覆所述密封状的发光二极管芯片，所述密封体将液态导热层封闭其中。

2.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述发光二极管芯片上还设置有一荧光粉层。

3.如权利要求1或2所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述发光二极管芯片的侧边还设置有侧边导热层，所述液态导热层同时包覆所述发光二极管芯片和侧边导热层。

4.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：沿靠近基板边缘的位置处设置有一环形的挡块，所述密封体与挡块结合。

5.一种发光二极管封装结构的制造方法，包括以下步骤：

用一密封体将液态导热层封闭其中。

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：在设置该发光二极管芯片于基板上步骤后，还包括一个在所述发光二极管芯片侧边形成与该发光二极管芯片热连接的侧边导热层。

7.如权利要求5或6所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：在设置该发光二极管芯片于基板上步骤后，还包括一个在所述发光二极管芯片的出光面上形成一层荧光粉层的步骤。

8.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：先形成所述密封体，然后在该密封体内注入所述液态导热层。

9.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：所述发光二极管芯片通过共晶结合的方法固定在所述基板上。

10.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：该侧边导热层通过电镀的方式形成，在电镀之前先将不需要电镀的部分用光致抗蚀剂进行封闭保护，电镀之后，再将光致抗蚀剂去除。

11.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：沿靠近基板边缘的位置处设置有一环形的挡块，并通过激光焊接技术将该密封体的周缘与所述挡块紧密结合。