CN103682059A - 发光二极管封装的前制程方法及其结构 - Google Patents

发光二极管封装的前制程方法及其结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种发光二极管封装的前制程方法及其结构，主要是利用冲压、粗化、模封、贴合、电镀等步骤完成发光二极管封装的前制程结构，其由反射杯架、绝缘层以及导线架由上而下依序贴附而成，使得反射杯可耐长期发光二极管运作所产生的高温，且提供绝佳的导热、排热效果，延长发光二极管的使用寿命；此外，利用可耐高温的绝缘层，使得发装二极管封装的前制程结构可耐热且不易龟裂、脆化，降低了发光二极管封装的前制程结构的毁坏率及使用成本。

Description

发光二极管封装的前制程方法及其结构
技术领域
本发明涉及一种发光二极管封装的前制程方法及其结构，特别是指一种通过冲压、粗化、模封、贴合、电镀等制作技术制作出的发光二极管封装的前制程结构。
背景技术
随着科技、文明的进步，发光二极管的制作技术渐趋成熟，其应用领域相当广泛，使得市场需求量相对提高。
如图1所示，为现有的发光二极管的封装结构6，是由上、下相互接触的反射基座60及导线架61组成，在反射基座60内部的导线架61上封装有发光二极管芯片62，而在反射基座60上表面及内侧壁电镀有金属反射层63，使得发光二极管芯片62发出的光能通过所述金属反射层63得到适当的反射，提高发光二极管的发光效率。
然而现有的反射基座60大多是以热固性材料所制成，因此，发光二极管芯片长期运作后所产生高温无法通过反射基座60进行有效的导热、排热，因此，反射基座60易发生脆化现象，不仅降低了发光效率，长时间还会导致发光二极管封装结构的毁损，增加了制作成本。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种利用冲压、粗化、模封、贴合、电镀的发光二极管封装的前制程结构。
本发明的次要目的是在提供一种由反射杯架、绝缘层以及导线架由上而下依序贴附的发光二极管封装前制程结构，使得反射杯可耐长期发光二极管运作所产生的高温，且提供绝佳的导热、排热效果，延长发光二极管的使用寿命。
本发明的又一目的是提供一种可耐高温的绝缘层，使得发装二极管封装的前制程结构可耐热且不易龟裂、脆化，降低发光二极管封装的前制程结构的毁坏率及使用成本。
为了达到上述目的，本发明提供了一种发光二极管封装的前制程方法，包含有下列步骤：
冲压：对反射杯基材、绝缘材、以及导线材进行冲压作业，使得反射杯基材、绝缘材以及导线材上分别开设有呈矩形数组排列的开孔、通孔、以及导电部，所述开孔、通孔以及导电部是相互对应，而所述导电部是由相互断开的焊垫及导脚组成；其中，所述绝缘材是由上、下分别贴附有热固性材料的软性基材所组成，且所述热固性材料的外表面是设置有保护膜，而所述绝缘材经冲压作业后成为一绝缘层结构；
粗化：对反射杯基材底面，进行机械粗化，使得反射杯基材成为一由两个以上的开孔形成两个以上矩形数组排列的反射杯的反射杯架；对导线材顶面与反射杯基材底面的相对应面进行机械粗化；
模封：在导电部的焊垫及导脚之间布设热固性材料或热塑性材料，使得导线材是成为一导线架结构；
贴合：将绝缘层的热固性材料表面的保护膜撕开后，再将反射杯架、绝缘层、以及导线架由上而下依序贴附，使得经过粗化的反射杯基材底面及导线材顶面与反射杯基材底面的相对应面分别与绝缘层顶面、底面的热固性材料贴附；
电镀：于反射杯架、绝缘层、以及导线架由上而下依序贴附后，再于反射杯顶面及内侧面、焊垫及导脚上、下方与空气的接触面上镀上金属反射层。
进一步地，其特征在于，所述反射杯基材是为铜箔。
进一步地，所述软性基材是为酰胺化合物。
进一步地，所述热固性材料是为环氧树脂或硅胶，而所述热塑性材料是为聚酰胺或聚邻苯二甲酰胺。
进一步地，所述反射杯基材底面及所述导线材顶面与反射杯基材底面的相对应面进行机械粗化后，可再进行化学粗化作业，所述化学粗化作业是使用化学研磨液进行研磨、及使用氧化剂进行黑化及棕化制程。
进一步地，所述金属反射层是为铜、银、镍、钯、金或铬的单一组合或多重组合而成的结构层。
进一步地，所述反射杯基材上通过冲压作业所形成的两个以上的开孔是呈中空圆柱状形态或内缩斜角形态。
进一步地，所述绝缘材上通过冲压作业所形成的两个以上的通孔是呈中空圆柱状形态或内缩斜角形态。
本发明还提供一种发光二极管封装的前制程结构，包含有：
反射杯架，所述反射杯架上是开设有两个以上呈矩形数组排列的开孔，使反射杯架上形成有两个以上呈矩形数组排列的反射杯；
绝缘层，是通过上、下分别贴附有热固性材料的软性基材所组成，所述绝缘层上是贯穿有两个以上呈矩形数组排列的通孔，其中，所述绝缘层顶面是贴附于反射杯架底面，且两个以上的通孔是与两个以上的开孔相对应；
导线架，所述导线架上是设置有对应两个以上的开孔及两个以上的通孔的两个以上的导电部，所述导电部是由相互断开的焊垫及导脚所组成，其中，所述焊垫及导脚之间是布设有热固性材料或热塑性材料，且所述焊垫及所述导脚的顶面是与绝缘层底面相互贴附；
金属反射层，是镀于反射杯顶面及内侧面、焊垫及导脚上、下方与空气的接触面上。
进一步地，所述反射杯基材是为铜箔。
进一步地，所述软性基材是为酰胺化合物。
进一步地，所述热固性材料是为环氧树脂或硅胶，而所述热塑性材料是为聚酰胺或聚邻苯二甲酰胺。
进一步地，所述金属反射层是为铜、银、镍、钯、金或铬的单一组合或多重组合而成的结构层。
进一步地，所述反射杯架上的两个以上的开孔是呈中空圆柱状形态或内缩斜角形态。
进一步地，所述绝缘层上所形成的两个以上的通孔是呈中空圆柱状形态或内缩斜角形态。
本发明具有如下有益效果：
1、将反射杯架底面及导线架顶面进行机械粗化或进一步进行化学粗化作业形成粗糙面，增加了与绝缘层上的热固性材料的接触面积，使反射杯架、绝缘层、以及导线架能稳固接合；
2、利用铜制反射杯具高耐热的特性，使得发光二极管的封装结构不易毁损，降低了制作成本，提高了运作率；
3、利用铜的热传导性能，提供绝佳的导热、排热的传导媒介，延长了发光二极管芯片的使用寿命；
4、利用绝缘层的软性基材可耐高温的性能，使得发光二极管的封装结构不易龟裂、脆化，降低了发光二极管的封装结构的毁坏率。
附图说明
图1为现有的发光二极管的封装结构示意图；
图2为本发明发光二极管封装的前制程冲压示意图；
图3为本发明发光二极管封装的前制程粗化示意图；
图4为本发明发光二极管封装的前制程模封示意图；
图5为本发明发光二极管封装的前制程贴合示意图；
图6为本发明发光二极管封装的前制程电镀示意图；
图7为本发明的发光二极管封装的前制程结构示意图。
图中，1.发光二极管封装的前制程；
10.冲压，            11.机械粗化；
11’化学粗化，    12.模封；
13.贴合，            14.电镀；
2. 发光二极管封装的前制程结构；
20.反射杯架，      200.反射杯基材；
201.开孔，          202.粗糙面；
202’粗糙面，     203.反射杯；
21.绝缘层，         210.绝缘材；
2100. 软性基材，  2101.热固性材料；
2102. 保护膜，     211.通孔；
22.导线架；
220.导线材，        221.导电部；
2210. 焊垫，        2211.导脚；
222.粗糙面，        222’粗糙面；
3. 热固性或热塑性材料；
4. 金属反射层；
5. 发光二极管芯片；
6. 发光二极管的封装结构；
60.反射基座，       61.导线架；
62.发光二极管芯片， 63.金属反射层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图2所示，是对为铜箔的反射杯基材200进行冲压10作业，以在反射杯基材200上形成两个以上呈矩形数组排列且为中空圆柱状形态或内缩斜角形态的开孔201，接着，在反射杯基材200底面进行机械粗化11，使得反射杯基材200底面形成一粗糙面202，增加接触面积，倘若以机械粗化11方式形成的粗糙效果不佳时，可再进一步对粗糙面202进行化学粗化11’(是通过化学研磨液进行研磨、氧化剂来进行黑化及棕化制程，将粗糙面202进行粗化作业)，以形成较佳粗化效果的粗糙面202’；其中，经过冲压10、机械粗化11或进一步化学粗化11’的反射杯基材200是成为具有两个以上成矩形数组排列的反射杯203的反射杯架20。
如图3所示，所述绝缘材210前制程作业，是将绝缘材210进行冲压10作业，以在绝缘材210上贯穿有两个以上呈矩形数组排列且为中空圆柱状形态或内缩斜角形态的通孔211；其中，所述绝缘材210是由上、下分别接着有热固性材料2101的软性基材2100所组成，且所述热固性材料2101的外表面有保护膜2102，而所述绝缘材210经冲压10作业后是成为一绝缘层21的结构。
如图4所示(请一并参阅图2)，是对所述导线材220进行冲压10作业，以在导线材220上形成两个以上成矩形数组排列的导电部221，其中，所述导电部221是由相互断开的焊垫2210及导脚2211所组成；接着，对导线材220顶面与反射杯架20底面的相对应面进行机械粗化11作业并形成一粗糙面222，增加接触面积，倘若以机械粗化11方式形成的粗糙效果不佳时，可再进一步对粗糙面222进行化学粗化11’作业而形成粗化效果较佳的粗糙面222’；再于焊垫2210及导脚2211之间进行模封12作业，模封12热固性或热塑性材料3(所述热固性材料为环氧树脂或硅胶，所述热塑性材料为聚邻苯二甲酰胺(Polyphthalamide, PPA)或聚酰胺(Polyamide, PA))，使得焊垫2210及导脚2211相互绝缘；其中，所述经过冲压10、机械粗化11或进一步化学粗化11’、模封12的导线材220为一导线架22的结构。
如图5所示(请一并参阅图3)，主要是将反射杯架20、绝缘层21、以及导线架22进行贴合13作业，而在贴合13作业前，是先将绝缘层21的热固性材料2101表面的保护膜2102撕开后，再将反射杯架20、绝缘层21、以及导线架22由上而下依序贴合13，使得热固性材料2101分别与经过粗化的反射杯架20底面、导线架22顶面与反射杯架20底面的相对应面相互紧固咬合。
如图6所示，当反射杯架20、绝缘层21、以及导线架22相互接着后，再进行电镀14作业，使得反射杯203顶面及内侧面、焊垫2210及导脚2211与空气的接触面镀上一层金属反射层4；其中，所述金属反射层4是为铜、银、镍、钯、金或铬的单一组合或多重组合而成的结构层，提高发光二极管所射出的光的反射程度，提高发光二极管的发光效率。
因此，依据前述发光二极管封装的前制程1可知，本发明所述发光二极管封装的前制程结构2是包含有： 
反射杯架20，所述反射杯架20上是开设有两个以上呈矩形数组排列且为中空圆柱状形态或内缩斜角形态的开孔201，形成两个以上呈矩形数组排列的反射杯203。
绝缘层21，由上、下分别设有热固性材料2101的软性基材2100所组成，所述绝缘层21上是贯穿有两个以上呈矩形数组排列且为中空圆柱状形态或内缩斜角形态的通孔211，其中，所述绝缘层21顶面是接触反射杯架20底面，且所述两个以上的通孔211是与反射杯架20上的两个以上的开孔201相对应。
导线架22，所述导线架22上设置有对应两个以上的开孔201及两个以上的通孔211的两个以上的导电部221，所述导电部221是由相互断开的焊垫2210及导脚2211所组成，其中，所述焊垫2210及所述导脚2211之间布设有热固性或热塑性材料3(所述热固性材料是为环氧树脂或硅胶，所述热塑性材料是为聚邻苯二甲酰胺(Polyphthalamide, PPA)或聚酰胺(Polyamide, PA))，且所述焊垫2210及所述导脚2211的顶面是与绝缘层21底面相互接触。
金属反射层4，是镀于反射杯203顶面及内侧面、焊垫2210及导脚2211上、下方与空气的接触面上，以形成发光二极管封装的前制程结构2。
图7是以发光二极管封装的前制程结构2封装发光二极管芯片5为实施例来加以说明；由图可知，当发光二极管芯片5长期运作时，会产生高温，此时，可利用铜箔的反射杯203具高耐热的特性，使得发光二极管封装的前制程结构2不易毁损，以降低制作成本，提高运作率；同时，更可利用铜的热传导性能，提供绝佳的导热、排热的传导媒介，延长发光二极管芯片5的使用寿命。
此外，所述绝缘层21可耐高温，致使发光二极管封装的前制程结构2不易龟裂、脆化，降低毁坏率。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (15)

1.一种发光二极管封装的前制程方法，其特征在于，包含有下列步骤：
冲压：对反射杯基材、绝缘材、以及导线材进行冲压作业，使得反射杯基材、绝缘材以及导线材上分别开设有呈矩形数组排列的开孔、通孔、以及导电部，所述开孔、通孔以及导电部是相互对应，而所述导电部是由相互断开的焊垫及导脚组成；其中，所述绝缘材是由上、下分别贴附有热固性材料的软性基材所组成，且所述热固性材料的外表面是设置有保护膜，而所述绝缘材经冲压作业后成为一绝缘层结构；
粗化：对反射杯基材底面，进行机械粗化，使得反射杯基材成为一由两个以上的开孔形成两个以上矩形数组排列的反射杯的反射杯架；对导线材顶面与反射杯基材底面的相对应面进行机械粗化；
模封：在导电部的焊垫及导脚之间布设热固性材料或热塑性材料，使得导线材是成为一导线架结构；
贴合：将绝缘层的热固性材料表面的保护膜撕开后，再将反射杯架、绝缘层、以及导线架由上而下依序贴附，使得经过粗化的反射杯基材底面及导线材顶面与反射杯基材底面的相对应面分别与绝缘层顶面、底面的热固性材料贴附；
电镀：于反射杯架、绝缘层、以及导线架由上而下依序贴附后，再于反射杯顶面及内侧面、焊垫及导脚上、下方与空气的接触面上镀上金属反射层。
2.根据权利要求1所述的发光二极管封装的前制程方法，其特征在于，所述反射杯基材是为铜箔。
3.根据权利要求1所述的发光二极管封装的前制程方法，其特征在于，所述软性基材是为酰胺化合物。
4.根据权利要求1所述的发光二极管封装的前制程方法，其特征在于，所述热固性材料是为环氧树脂或硅胶，而所述热塑性材料是为聚酰胺或聚邻苯二甲酰胺。
5.根据权利要求1所述的发光二极管封装的前制程方法，其特征在于，所述反射杯基材底面及所述导线材顶面与反射杯基材底面的相对应面进行机械粗化后，可再进行化学粗化作业，所述化学粗化作业是使用化学研磨液进行研磨、及使用氧化剂进行黑化及棕化制程。
6.根据权利要求1所述的发光二极管封装的前制程方法，其特征在于，所述金属反射层是为铜、银、镍、钯、金或铬的单一组合或多重组合而成的结构层。
7.根据权利要求1所述的发光二极管封装的前制程方法，其特征在于，所述反射杯基材上通过冲压作业所形成的两个以上的开孔是呈中空圆柱状形态或内缩斜角形态。
8.根据权利要求1所述的发光二极管封装的前制程方法，其特征在于，所述绝缘材上通过冲压作业所形成的两个以上的通孔是呈中空圆柱状形态或内缩斜角形态。
9. 一种发光二极管封装的前制程结构，其特征在于，包含有：
反射杯架，所述反射杯架上是开设有两个以上呈矩形数组排列的开孔，使反射杯架上形成有两个以上呈矩形数组排列的反射杯；
绝缘层，是通过上、下分别贴附有热固性材料的软性基材所组成，所述绝缘层上是贯穿有两个以上呈矩形数组排列的通孔，其中，所述绝缘层顶面是贴附于反射杯架底面，且两个以上的通孔是与两个以上的开孔相对应；
导线架，所述导线架上是设置有对应两个以上的开孔及两个以上的通孔的两个以上的导电部，所述导电部是由相互断开的焊垫及导脚所组成，其中，所述焊垫及导脚之间是布设有热固性材料或热塑性材料，且所述焊垫及所述导脚的顶面是与绝缘层底面相互贴附；
金属反射层，是镀于反射杯顶面及内侧面、焊垫及导脚上、下方与空气的接触面上。
10.根据权利要求9所述的发光二极管封装的前制程结构，其特征在于，所述反射杯基材是为铜箔。
11.根据权利要求9所述的发光二极管封装的前制程结构，其特征在于，所述软性基材是为酰胺化合物。
12.根据权利要求9所述的发光二极管封装的前制程结构，其特征在于，所述热固性材料是为环氧树脂或硅胶，而所述热塑性材料是为聚酰胺或聚邻苯二甲酰胺。
13.根据权利要求9所述的发光二极管封装的前制程结构，其特征在于，所述金属反射层是为铜、银、镍、钯、金或铬的单一组合或多重组合而成的结构层。
14.根据权利要求9所述的发光二极管封装的前制程结构，其特征在于，所述反射杯架上的两个以上的开孔是呈中空圆柱状形态或内缩斜角形态。
15.根据权利要求9所述的发光二极管封装的前制程结构，其特征在于，所述绝缘层上所形成的两个以上的通孔是呈中空圆柱状形态或内缩斜角形态。
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