CN105702844A - 发光二极管封装结构及其制造方法 - Google Patents

发光二极管封装结构及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭露了一种发光二极管封装结构，包括基板、形成于基板上的电极、固定于基板上并与电极电性连接的发光二极管芯片、形成于基板上的反射杯以及覆盖发光二极管芯片于基板上的封装层，所述反射杯的侧部形成有一开口，所述封装层的顶面上形成有反射层，以使发光二极管发出的部分光线经由反射杯和/或反射层反射而从反射杯侧部的开口处射出。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
本发明涉及一种半导体封装结构及其制造方法，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
相比于传统的发光源，发光二极管(LightEmittingDiode，LED)具有重量轻、体积小、污染低、寿命长等优点，其作为一种新型的发光源，已经被越来越广泛地应用。
现有的照明装置或显示装置对侧向出光光源的需求愈来愈多，然而现有的侧向出光光源通常采用将原有的结构的发光二极管芯片装设在装置本体的侧面以向侧向出射光线，或通过在发光二极管芯片出射光线的范围内增加反射结构，从而得到侧向出射的光线。然而以上两种方式中，前者需要改变发光二极管芯片的安装位置，从而需要对照明装置内部的电路连接和空间位置排布进行重新设计，后者需要通过额外增设反射结构来达到，这两种方式均需要对照明装置内部的结构进行调整，使整体结构复杂、工作量较大，且不利于批量生产。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种结构简单、且适用于批量生产的侧向出光的发光二极管封装结构及其制造方法。
本发明发光二极管封装结构制造方法包括以下步骤：提供一基板，基板上开设若干通孔，并在通孔中填充金属材料以形成电极，该若干通孔包括一组或两组以上，每组通孔至少包括四个通孔，该四个通孔相邻两个之间形成第一间隔区，各组通孔组与组之间形成第二间隔区，第一间隔区的宽度小于第二间隔区的宽度；在基板上形成反射杯；将若干发光二极管芯片装设于反射杯内并与基板的电极电性连接；在反射杯内形成封装层；在封装层的上部铺设反射层；及切割基板使每一反射杯分割成具有相对开口的两部分。
本发明的发光二极管封装结构是将在一个反射杯中设置多个发光二极管芯片，并在封装层的顶面设置反射层，通过将反射杯从中间切割成为两个半边。从而在发光二极管芯片侧部的切口处形成可使光线出射的开口，得到可从侧面出光的发光二极管封装结构。该制造方法不需要增加其他的设计和操作设备，与制造一般正面出光的发光二极管封装结构所需要的步骤和操作相差不多，因此比其他制造侧向出光的发光二极管封装结构简便，适用于批量生产，由此可节省成本、提高效益。
下面参照附图，结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1为本发明第一实施方式的发光二极管封装结构的剖面示意图。
图2为图1中的发光二极管封装结构的俯视示意图。
图3为本发明第二实施方式的发光二极管封装结构的剖面示意图。
图4至图7为本发明一实施方式的发光二极管封装结构的制造过程中各步骤所得的发光二极管封装结构的剖面示意图。
图8为本发明一实施方式的发光二极管封装结构的制造方法流程图。
主要元件符号说明
发光二极管封装结构100
基板10、10a、10b
第一侧边11
第二侧边12
第三侧边13
第四侧边14
通孔15a、15b
第一间隔区16
第二间隔区17
电极20
第一电极21
第二电极22
绝缘层23
反射面24
发光二极管芯片30
反射杯40、40a
开口41
封装层50
反射层60
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
请参见图1，本发明实施方式提供的发光二极管封装结构100，其包括基板10、在基板10上间隔设置的两电极20、固定于第一基板10上并与电极20电性连接的发光二极管芯片30、位于发光二极管芯片30侧部的反射杯40、覆盖发光二极管芯片30的封装层50及一反射层60。
所述基板10大致呈矩形平板状，其包括四个侧边，第一侧边11、第二侧边12、第三侧边13和第四侧边14，其中第一侧边11和第三侧边13相对，第二侧边12和第四侧边14相对。
所述反射杯40沿该基板10的第一侧边11、第二侧边12和第三侧边13形成于基板10上，从而在基板10的第四侧边处形成一开口41，以供光线从该发光二极管封装结构100的侧面射出。也就是说，在原有的环绕发光二极管芯片30四周的反射杯40上开设一个开口41，从而使光线能够从该开口41处射出。在其他实施方式中，所述基板10还可以为圆形、椭圆等其他形状，则所述开口41即形成于环绕该基板10的反射杯40于发光二极管芯片30的一个侧部。
所述封装层50填充于该反射杯40中，并在反射杯40的开口41处与基板10的第四侧边平齐。该封装层50的顶面与反射杯40的顶面共面。所述反射层60平铺于封装层50的顶面，并与发光二极管芯片30正对，以将自发光二极管芯片30发出并射向反射层60的光线进行反射。
所述发光二极管芯片30发出的所有光线一部分射向反射杯40，并经过反射杯40反射从而向基板10的第四侧边14处的开口41射出；另一部分光线射向反射层60，并经过反射层60反射从而向基板10的第四侧边14处的开口41射出。
进一步的，所述电极20包括相互间隔设置的第一电极21和第二电极22，将第一电极21和第二电极22分隔的基板10形成为绝缘层23。该第一电极21和第二电极22露出于基板10的上表面，且第一电极21和第二电极22占据基板10的上表面较大的面积，亦即，第一电极21和第二电极22的露出于基板10上表面的面积远大于绝缘层23的宽度。由于第一电极21和第二电极22均为金属材料制成，因此两电极20露出于基板10的上表面形成反射面24。经发光二极管芯片30发出的光线经由反射杯40和/或反射层60的反射后，一部分直接射向反射杯40的开口41处，并自该开口41射出发光二极管封装结构100以外；另一部分光线射向基板10。将第一电极21和第二电极22的上表面尽可能做的较大，从而使射向基板10的光线尽可能多的射在第一电极21和第二电极22形成的反射面24上，最终自开口41出射到发光二极管封装结构100以外，从而避免基板10吸收此部分光线，造成光线的损失。
本发明实施方式提供的发光二极管封装结构100将发光二极管光源反射杯40的一个侧部开设一个开口41，将发光二极管封装结构100除开口41外的其他区域封闭，并进一步的在除开口41外的光线可以照射到的其他表面，即反射杯40、反射层60和基板10的上表面上形成可反光的面，从而使发光二极管芯片30向各个方向发出的光线经过这些反射面的反射最终从侧部的开口41处射出，从而形成侧向出光的发光二极管封装结构100。此结构简单，电极20的设置位置及连接方式与一般发光二极管结构无太大差异，以使本实施方式的发光二极管封装结构100连接固定于电路结构和其他发光模组中时不需要改变原有的设计和结构，具有较强的通用性和适应性。
本发明还提供上述发光二极管封装结构100的制造方法，以下，将结合其他附图对该制造方法进行详细说明。
请参阅图2，提供一整体基板10a，在该整体基板10a上开设若干通孔15a，并于该通孔15a中设置电极20。该整体基板10a呈平板状。该整体基板10a可采用高分子材料或复合板材等材料制成。该若干通孔15a包括一组或两组以上，每组通孔15a至少包括四个通孔15a。在本实施方式中，该整体基板10a上开设有若干孔径较大的通孔15a，其中四个通孔15a为一组，每组通孔15a中的四个通孔15a两两之间的距离较小以形成第一间隔区16。各组通孔15a的最外侧的通孔15a之间的距离较大，以形成用于设置反射杯40的第二间隔区17，亦即第一间隔区16的宽度小于第二间隔区17的宽度。每组通孔15a中填充金属材料以形成四个相互间隔的电极20。
请参阅图3，为本发明另一实施方式提供的整体基板10b，该基板10b上开设有若干工字型通孔15b，从而使形成于通孔15b中的电极20呈工字型，即，电极20的上下表面较多的裸露于基板10b的上下表面以外。以下仅以图2所示实施例中的基板10a为例进一步说明发光二极管封装结构100的制造方法。
请参阅图4，在基板10a上形成若干反射杯40a。该反射杯40a形成于基板10a的第二间隔区17上，并环绕每组通孔15a以将各组通孔15a环设在反射杯40a以内。该反射杯40a的反射面为自反射杯顶面至基板10a渐缩的倾斜面。
请参阅图5，将若干发光二极管芯片30装设于反射杯40a内并与基板10a的电极20电性连接。在本实施方式中，每一个反射杯40a内装设的发光二极管芯片30的数量至少为两个。每一发光二极管芯片30通过固晶打线的方式与相邻的两电极20分别电连接。相邻两电极20之间由绝缘层23间隔开来。在其他实施方式中，该发光二极管芯片30也可以利用覆晶或共晶的方式与电极20结合。
请参阅图6，在反射杯40a内形成封装层50覆盖发光二极管芯片30于基板10a上。该封装层50可采用注射成型或压模成型的方式形成。该封装层50的顶面与反射杯40a的顶面平齐，以形成一个共同的水平面。
请参阅图7，在封装层50的顶面形成一反射层60。该反射层60采用金属薄膜材料制成，其可以为铝、银或两者的合金。封装层50的顶面与反射杯40a的顶面共面，该反射层60自封装层50的顶面铺设并延伸至反射杯40a的顶面上。由此，该反射层60将封装层50和反射杯40a的结合处密封，可避免外界的水气或杂质自封装层50和反射杯40a结合处进入封装体内部，进而避免对发光二极管芯片30造成污染。该反射层60可采用物理气相沉积法(PVD,PhysicalVaporDeposition)、压模成型或喷涂的方式形成。该反射层60的厚度在0.03微米至2微米(μm)之间。
请参阅图8，切割该基板10a以使每一反射杯40a分割成两个部分，切割处形成反射杯40a的开口41。在切割过程中，可先对基板10a的第二间隔区17以及第二间隔区17上形成的反射杯40a处进行第一次切割，以每个反射杯40a为界得到若干个分离并完整的反射杯40a；再对每一个反射杯40a进行第二次切割，该第二次切割是将每个反射杯40a中的四个电极20从中间的第一间隔区16处切分形成两个具有相对开口41的发光二极管封装结构100，如图1所示。当然，在其他实施方式中，可根据第一间隔区16和第二间隔区17的位置提前设置好切割刀片的距离，采用多刀片对基板10a进行一次切割即可得到若干个分离的侧向发光的发光二极管封装结构100。
本发明的发光二极管封装结构100是将在一个反射杯40中设置多个发光二极管芯片30，并在封装层50的顶面设置反射层60，通过将反射杯40从中间切割成为两个半边。从而在发光二极管芯片30侧部的切口处形成可使光线出射的开口41，得到可从侧面出光的发光二极管封装结构100。该制造方法不需要增加其他的设计和操作设备，与制造一般正面出光的发光二极管封装结构所需要的步骤和操作相差不多，因此比其他制造侧向出光的发光二极管封装结构简便，适用于批量生产，由此可节省成本、提高效益。
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 (3)

1.一种发光二极管封装结构制造方法，包括以下步骤：
提供一基板，基板上开设若干通孔，并在通孔中填充金属材料以形成电极，该若干通孔包括一组或两组以上，每组通孔至少包括四个通孔，该四个通孔相邻两个之间形成第一间隔区，各组通孔组与组之间形成第二间隔区，第一间隔区的宽度小于第二间隔区的宽度；
在基板上形成反射杯；
将若干发光二极管芯片装设于反射杯内并与基板的电极电性连接；
在反射杯内形成封装层；
在封装层的上部铺设反射层；及
切割基板使每一反射杯分割成具有相对开口的两部分。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装结构制造方法，其特征在于：在封装层的上部铺设反射层的步骤是在所述封装层的顶面铺设金属薄膜，该封装层的顶面与反射杯的顶面共面，所述反射层自封装层的顶面延伸至反射杯的顶面。
3.如权利要求2所述的发光二极管封装结构制造方法，其特征在于：该反射层的厚度在0.03至2微米之间。
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