CN104701436A - 发光二极管封装元件及其制造方法 - Google Patents

发光二极管封装元件及其制造方法 Download PDF

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Abstract

一种发光二极管封装元件，其包括相互间隔的两电极、夹设于该两电极之间的绝缘层、设置在两电极上的发光二极管芯片、及覆盖该发光二极管芯片的封装层，每一电极包括一导电片及与该导电片连接的至少一连接条，该连接条的厚度小于所述导电片的厚度，该连接条的上表面与该导电片的上表面齐平，还包括一包覆层包覆该连接条，该连接条的上表面与封装层之间夹设部分包覆层。与现有技术相比，本发明的发光二极管封装元件的连接条与封装层之间夹设有包覆层，该包覆层促使包覆层和封装层之间的密合度、及包覆层与连接条之间的密合度均得到增强，增强发光二极管封装元件的稳固性。本发明还提供一种该发光二极管封装元件的制造方法。

Description

发光二极管封装元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体发光元件及其制造方法，尤其涉及一种发光二极管封装元件及其制造方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种可将电流转换成特定波长范围的光电半导体元件。发光二极管以其亮度高、工作电压低、功耗小、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长等优点，从而可作为光源而广泛应用于照明领域。
现有的发光二极管一般在封装成型后通过切割制程形成单个的封装元件。成型的封装结构包括相互间隔的两金属电极，设置于电极上的发光二极管芯片及覆盖所述发光二极管元件的树脂封装层。为减小后续切割制程中的阻力，所述电极被预先蚀刻形成一导电片及与该导电片连接的若干连接条，所述连接条之间的宽度小于该导电片的宽度。切割时只需切除部分连接条从而形成单个封装元件。
然而，由于金属材质的连接条和树脂材料的封装层之间的材料差异较大，在切割制程中切割产生的拉力容易引起封装层与连接条之间剥裂分离而产生缝隙，导致形成的单个发光二极管封装元件稳固性较差，进而影响发光二极管封装元件的使用寿命。故，需进一步改进。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种稳固性较强的发光二极管封装元件及该发光二极管封装元件的制造方法。
一种发光二极管封装元件，其包括相互间隔的两电极、夹设于该两电极之间的绝缘层、设置在所述两电极上并电性连接所述两电极的发光二极管芯片、及覆盖所述发光二极管芯片的封装层，每一电极包括一导电片及与该导电片连接的至少一连接条，所述连接条的宽度小于所述导电片的宽度，所述连接条的厚度小于所述导电片的厚度，所述连接条的上表面与所述导电片的上表面齐平，该发光二极管封装元件还包括一包覆层包覆所述连接条，所述连接条的上表面与封装层之间夹设部分所述包覆层。
一种发光二极管封装元件的制造方法，包括步骤：预成型相互间隔的两电极，每一电极包括一导电片及与该导电片连接的至少一连接条，每一连接条的厚度与所述导电片的厚度相等，每一连接条的宽度小于所述导电片的宽度，所述两电极的两导电片相互间隔形成一间隙；利用模具成型一绝缘层加热与所述两电极之间的空隙中；利用模具成型一包覆层包覆所述连接条，所述包覆层位于连接条上表面的部分延伸至对应的导电片；在所述两电极上设置一发光二极管芯片，所述发光二极管芯片与所述两电极形成电性连接；设置一封装层覆盖所述发光二极管芯片，所述连接条的上表面与封装层之间夹设部分所述包覆层；以及沿所述连接条的位置纵向切割部分封装层、包覆层及连接条形成单个的发光二极管封装元件。
与现有技术相比，本发明提供的发光二极管封装元件的连接条与封装层之间夹设有包覆层，所述包覆层促使包覆层和封装层之间的密合度、及包覆层与连接条之间的密合度均得到增强，因此在切割形成单个的发光二极管元件时，切割产生的拉力不足以剥裂分离封装层和包覆层、包覆层和连接条，从而增强发光二极管封装元件元件的稳固性，进而延长发光二极管封装元件的使用寿命。
附图说明
图1为本发明一实施方式提供的预成型的两电极的俯视图。
图2为由图1所示两电极制成的发光二极管封装元件的剖面示意图。
图3为图2所述发光二极管封装元件的俯视图。
图4至图9为图2所述发光二极管封装元件的制造步骤示意图。
主要元件符号说明
发光二极管封装元件 100
电极 10
绝缘层 20
包覆层 30
发光二极管芯片 40
封装层 50
导电片 11
连接条 12、12a
上表面 111、121、32
下表面 112、122、33、122a
竖直端面 123、31、51
间隙 13
出光面 52
宽度方向 A
长度方向 B
厚度方向 C
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至3，为本发明发光二极管封装元件100的一较佳实施例，该发光二极管封装元件100包括相互间隔的两电极10、夹设于两电极10之间的绝缘层20、环绕该两电极10的包覆层30、设置在其中一电极10上的发光二极管芯片40及覆盖该发光二极管芯片40的封装层50。
具体的，该两电极10为金属材质。本实施例中，该两电极10由铜（Cu）制成。每一电极10包括一导电片11及与该导电片11连接的若干连接条12。本实施例中，所述若干连接条12与该导电片11一体成型。
该导电片11具有一上表面111和与该上表面111相对的下表面112。本实施例中，该导电片11为矩形结构。所述两电极10的两导电片11相互间隔形成间隙13，用以后续填充绝缘材料形成所述绝缘层20。所述两导电片11相互靠近的侧面均为平整的表面。
每一电极10的连接条12自该导电片11的外侧面延伸而出。该连接条12的厚度小于该导电片11的厚度，该连接条12的上表面121与对应导电片11的上表面111齐平，所述连接条12的下表面122高于对应导电片11的下表面112，由于连接条12的厚度变小，使得后续切割连接条12更加容易，在提升切割效率的同时也进一步保护切割器具。优选的，本实施例中，每一连接条12的厚度等于该导电片11厚度的一半。该连接条12的宽度小于其对应导电片11侧面的尺寸。本实施例中，每一导电片11远离另一导电片11的侧面设置连接条12的数量为两个，该侧面平行于所述发光二极管封装元件100的宽度方向A。每一导电片11平行发光二极管封装元件100长度方向B的两侧面分别设置一个连接条12。
所述绝缘层20位于两电极10的两个导电片11之间。该绝缘层20的上下表面与每一导电片11的上表面111、下表面112对应齐平。所述绝缘层20由热性环氧树脂（Epoxy Molding Compound, EMC）或者塑胶材料制成。
所述包覆层30包覆所述两电极10。具体的，该包覆层30环绕该两导电片11并包覆该若干连接条12，同时填充满该导电片11和连接条12之间的区域。该包覆层30边缘的竖直端面31与所述若干连接条12自由端的竖直端面123齐平。位于该连接条12上表面121的覆盖层30延伸至所述导电片11而覆盖该连接条12与导电片11的临界处，也即该包覆层30的上表面32高于该导电片11的上表面111。该包覆层30覆盖所述连接条12的下表面，该包覆层30的下表面33与所述导电片11的下表面112齐平，使得每一连接条12在发光二极管封装元件100厚度方向C上被该包覆层30包覆，避免在后续的切割制程中产生在发光二极管封装元件100厚度方向C上突出导电片11下表面112所在平面的毛边。本实施例中，该包覆层30和所述绝缘层20通过模具一体成型，即该包覆层30与所述绝缘层20材质相同，该包覆层30也由热性环氧树脂（Epoxy Molding Compound, EMC）或者塑胶材料制成。可以理解的，所述包覆层30也可与所述绝缘层20分别单独形成。可以理解的，所述包覆层30也可只包覆所述连接条12，也可不填充满该导电片11和连接条12之间的区域。
所述发光二极管芯片40设置于其中一电极10上并位于靠近另一电极10的端部。具体的，该发光二极管芯片40位于其中一电极10的导电片11上并位于靠近另一电极10导电片11的一端。该发光二极管芯片40通过打线的方式与所述两电极10形成电性连接。可以理解的，其他实施例中，该发光二极管芯片40也可通过覆晶（flip-chip）的方式与所述两电极10形成电性连接。
该封装层50覆盖在该发光二极管芯片40上并覆盖整个包覆层30。也即所述封装层50的竖直端面51与所述包覆层30竖直端面31齐平。该封装层50远离发光二极管芯片40一侧的表面形成一出光面51，所述发光二极管芯片40所发出的光线进入该封装层50后经该出光面52出射。该封装层50由透明胶体制成，也即该封装层50与该包覆层30的材质不同。可以理解的，该封装层50中可掺杂有荧光粉，该荧光粉可为石榴石基荧光粉、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、氮氧化物基荧光粉和氮化物基荧光粉中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明提供的发光二极管封装元件100包括包覆电极10连接条12的包覆层30，该连接条12在发光二极管封装元件100厚度方向C上被所述包覆层30包覆。由于包覆层30与封装层50的材料差异、包覆层30与连接条12之间的材料差异均小于封装层50与连接条12之间的材料差异，促使包覆层30和封装层50之间的密合度、及包覆层30与连接条12之间的密合度均得到增强，因此在切割形成单个的发光二极管封装元件100时，切割产生的拉力不足以剥裂分离封装层50和包覆层30、包覆层30和连接条12，从而大大增强发光二极管封装元件100元件的稳固性，进而延长发光二极管封装元件100的使用寿命。
下面以上述实施例的发光二极管封装元件100为例，结合图4至图9说明该发光二极管封装元件100的制造过程。
第一步骤：请参阅图4，提供预成型且相互间隔的两电极10，每一电极10包括一导电片11及与该导电片11连接的若干连接条12a。本实施例中，该连接条12与该导电片11一体成型。该两电极10为金属材质，本实施例中，该两电极10由铜（Cu）制成。所述两电极10的两导电片11相互间隔形成间隙13，用以后续填充绝缘材料形成所述绝缘层20。所述两导电片11相互靠近的侧面均为平整的表面。
该导电片11均为矩形，每一导电片11具有一上表面111和与该上表面111相对的下表面112。每一电极10的连接条12a均自该导电片11的外侧面延伸而出，每一连接条12a的宽度均小于其对应导电片11侧面的尺寸。此时每一连接条12a的厚度均与其对应导电片11的厚度相等，该连接条12a的上表面121与该导电片11的上表面111齐平，该连接条12a的下表面122a与该导电片11的下表面112齐平。该导电片11均为矩形。本实施例中，每一导电片11远离另一导电片11的侧面设置连接条12的数量为两个，该侧面平行于所述发光二极管封装元件100的宽度方向A。每一导电片11平行所述发光二极管封装元件100长度方向B的两侧面分别设置一个连接条12。
第二步骤：请参阅图5，沿纵向蚀刻每一连接条12a以减小每一连接条12a的厚度形成所述连接条12。具体的，同时采用背蚀刻来蚀刻每一连接条12a，使得形成的每一连接条12的厚度小于其对应导电片11的厚度，也即每一连接条12的上表面121与所述导电片11上表面111齐平，每一连接条12的下表面122高于所述导电片11下表面112所在的平面。优选的，本实施例中，蚀刻后的连接条12的厚度等于该导电片11厚的的一半。
第三步骤：请参阅图6，成型所述绝缘层20夹设于所述两电极10之间的间隙13中，并一体成型所述包覆层30包覆所述两电极10。具体的，利用模具一体成型该绝缘层20和包覆层30。该绝缘层20的上表面、下表面分别和所述两导电片11的上表面111、下表面112齐平。所述包覆层30环绕该两导电片11并包覆该若干连接条12，同时填充该导电片11和连接条12之间的区域。该包覆层30边缘的竖直端面31与所述若干连接条12自由端的竖直端面123齐平。该包覆层30 位于该连接条12上表面121的部分延伸至对应的导电片11，即所述包覆层30的上表面32高于所述导电片11的上表面111。该包覆层30覆盖该连接条12的下表面122，且该包覆层30的下表面33与所述导电片11的下表面112齐平。所述绝缘层20与包覆层30由热性环氧树脂（Epoxy Molding Compound, EMC）或者塑胶材料制成。
第四步骤：请参阅图7，在其中一电极10靠近另一电极10的一端设置所述发光二极管芯片40并通过打线的方式与所述两电极10形成电性连接。具体的，在其中一导电片11靠近另一导电片11的一端设置该发光二极管芯片40。可以理解的，其他实施例中，该发光二极管芯片40也可通过覆晶（flip-chip）的方式与所述两电极10形成电性连接。
第五步骤：请参阅图8，设置一封装层50覆盖所述发光二极管芯片40和所述包覆层30。该封装层50由透明胶体制成，也即该封装层50与该包覆层30的材质不同。可以理解的，该封装层50中可掺杂有荧光粉，该荧光粉可为石榴石基荧光粉、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、氮氧化物基荧光粉和氮化物基荧光粉中的一种或多种。
第六步骤：请参阅图9，切割成型后的封装结构形成单个的发光二极管封装元件100。具体的，沿所述连接条12所在的位置纵向切割移除部分封装层50、包覆层30和连接条12，从而形成所述发光二极管封装元件100。该封装层50的竖直端面51与所述包覆层30竖直端面31齐平。由于该连接条12在在所述发光二极管元件100厚度方向上被所述包覆层30包覆，而包覆层30与封装层50的材料差异、包覆层30与连接条12之间的材料差异均小于封装层50与连接条12之间的材料差异，促使包覆层30和封装层50之间的密合度、及包覆层30与连接条12之间的密合度均得到增强，因此在切割形成单个的发光二极管封装元件100时，切割产生的拉力不足以剥裂分离封装层50和包覆层30、包覆层30和连接条12，从而大大增强发光二极管封装元件100元件的稳固性，进而延长发光二极管封装元件100的使用寿命。
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元件，其包括相互间隔的两电极、夹设于该两电极之间的绝缘层、设置在所述两电极上并电性连接所述两电极的发光二极管芯片，及覆盖所述发光二极管芯片的封装层，每一电极包括一导电片及与该导电片连接的至少一连接条，所述连接条的宽度小于所述导电片的宽度，其特征在于：所述连接条的厚度小于所述导电片的厚度，所述连接条的上表面与所述导电片的上表面齐平，该发光二极管封装元件还包括一包覆层包覆所述连接条，所述连接条的上表面与封装层之间夹设部分所述包覆层。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装元件，其特征在于：所述包覆层与所述封装层材质不同。
3.如权利要求2所述的发光二极管封装元件，其特征在于：所述封装层由透明胶体制成，所述包覆层由热性环氧树脂或者塑胶材料制成，所述绝缘层与所述包覆层一体成型，且材质相同。
4.如权利要求2所述的发光二极管封装元件，其特征在于：所述连接条自所述导电片的外侧面一体延伸形成，所述包覆层的上表面高于所述导电片的上表面。
5.如权利要求4所述的发光二极管封装元件，其特征在于：所述连接条的下表面高于所述导电片的底面，所述包覆层的下表面与所述导电片的下表面齐平。
6.如权利要求4所述的发光二极管封装元件，其特征在于：所述连接条的厚度为所述导电片厚度的一半，所述包覆层填充慢所述连接条与导电片之间的区域，所述封装层的竖直端面与所述包覆层的竖直端面齐平。
7.一种发光二极管封装元件的制造方法，包括步骤：
预成型相互间隔的两电极，每一电极包括一导电片及与该导电片连接的至少一连接条，每一连接条的厚度与所述导电片的厚度相等，每一连接条的宽度小于所述导电片的宽度，所述两电极的两导电片相互间隔形成一间隙；
利用模具成型一绝缘层加热与所述两电极之间的空隙中；
利用模具成型一包覆层包覆所述连接条，所述包覆层位于连接条上表面的部分延伸至对应的导电片；
在所述两电极上设置一发光二极管芯片，所述发光二极管芯片与所述两电极形成电性连接；
设置一封装层覆盖所述发光二极管芯片，所述连接条的上表面与封装层之间夹设部分所述包覆层；以及
沿所述连接条的位置纵向切割部分封装层、包覆层及连接条形成单个的发光二极管封装元件。
8.如权利要求7所述的发光二极管封装元件的制造方法，其特征在于：所述包覆层与所述封装层材质不同，所述封装层由透明胶体制成，所述包覆层由热性环氧树脂或者塑胶材料制成，所述绝缘层与所述包覆层一体成型，且材质相同。
9.如权利要求8所述的发光二极管封装元件的制造方法，其特征在于：所述包覆层的上表面高于所述导电片的上表面，还包括蚀刻所述连接条下表面的步骤，使得所述连接条的下表面高于所述导电片的底面，所述包覆层的下表面与所述导电片的下表面齐平，所述连接条的厚度为所述导电片厚度的一半，所述包覆层填充慢所述连接条与导电片之间的区域，所述封装层的竖直端面与所述包覆层的竖直端面齐平。
10.如权利要求8所述的发光二极管封装元件的制造方法，其特征在于：所述绝缘层的上表面与所述导电片的上表面齐平，所述绝缘层的的下表面与所述导电片的下表面齐平，所述发光二极管芯片设置在其中一电极的导电片上并位于靠近另一电极导电片的一端。
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