CN106328796A - 发光二极体封装结构及晶片承载座 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发光二极体封装结构,包括晶片承载座及发光二极体晶片。晶片承载座包含陶瓷基板、设置于陶瓷基板上的线路层与陶瓷反射板、及金属块。陶瓷基板形成有贯穿的容置孔,金属块的主体部埋设于容置孔且凸伸出大致10微米至30微米,凸伸出的本体部区块定义为凸出块。金属块的延伸部相连于凸出块的外缘,并且延伸部顶面及凸出块顶面大致呈共平面并共同定义为固晶面。陶瓷反射板形成有贯穿的贯孔,金属块的固晶面经由贯孔而显露于陶瓷反射板之外。发光二极体晶片设置于固晶面上且电性连接于线路层。此外,本发明另提供一种晶片承载座。本发明的发光二极体封装结构及晶片承载座,通过金属块的本体部凸出于容置孔,避免曲面状固晶面产生。
Description
技术领域
本发明是有关一种封装结构,且特别是有关于一种发光二极体封装结构及晶片承载座。
背景技术
现有高功率之发光二极体封装结构对于技术要求较高,例如:波长、照度、与散热之要求。现有高功率之发光二极体封装结构大都采用高温共烧多层陶瓷(High Temperature Co-fired Ceramic,HTCC),而上述高温共烧技术之技术门槛与成本费用皆较高,进而阻碍高功率之发光二极体封装结构之发展。
于是,本发明人有感上述缺陷之可改善,乃特潜心研究并配合学理之运用,终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷之本发明。
发明内容
本发明实施例在于提供一种发光二极体封装结构及晶片承载座,其能有效地改善上述现有高功率之发光二极体封装结构所产生之问题。
本发明实施例提供一种发光二极体封装结构,包括:一晶片承载座,包含:一陶瓷基板,其具有一第一板面、位于该第一板面相反侧的一第二板面、及位于该第一板面与该第二板面之间的一外侧面;其中,该陶瓷基板形成有贯穿该第一板面与该第二板面的一容置孔;一线路层,其设置于该陶瓷基板的该第一板面;一金属块,包含:一本体部,其设置于该陶瓷基板的该容置孔,该本体部凸伸出该第一板面大致10微米至30微米;其中,凸伸出该第一板面的该本体部区块定义为一凸出块;及一延伸部,其相连于该凸出块的外缘,并且该延伸部表面以及该凸出块表面大致呈共平面并共同定义为一固晶面;及一陶瓷反射板,其具有一第一表面、位于该第一表面相反侧的一第二表面、及位于该第一表面与该第二表面之间的一侧表面;其中,该陶瓷反射板设置于该陶瓷基板上并覆盖部分的该线路层,并且该陶瓷反射板形成有贯穿该第一表面与该第二表面的一贯孔,该金属块的该固晶面经由该贯孔而显露于该陶瓷反射板之外;以及一发光二极体晶片,其设置于该晶片承载座的该固晶面上,并且该发光二极体晶片电性连接于该线路层。
在一可选的实施例中,该延伸部包含一第一延伸部及设置在该第一延伸部上的一第二延伸部,该第一延伸部与该第二延伸部呈环型并围绕该本体部的该凸出块。
在一可选的实施例中,该线路层具有一第一线路及一第二线路,该第一线路与该第一延伸部相接,且该第一线路与该第一延伸部共平面,而该第二线路分离于该延伸部与该第一线路。
在一可选的实施例中,该第一线路与该第二线路皆大致呈L型且各包含有垂直相连的一长侧部与一短侧部,该第一线路的该长侧部与该第二线路的该长侧部分别位于该固晶面的相反两侧且彼此平行,该第一线路的该短侧部与该第二线路的该短侧部位于该固晶面的一侧且彼此相向。
在一可选的实施例中,该第一线路的该长侧部与该第二线路的该长侧部各于邻接其短侧部的内缘处,凹设形成有一缺口。
在一可选的实施例中,进一步包括有一齐纳二极体晶片,该齐纳二极体晶片固定在自该贯孔而显露于该陶瓷反射板外的该第一线路之短侧部。
在一可选的实施例中,该陶瓷基板与该陶瓷反射板皆大致为多边形构造,该陶瓷基板的该外侧面切齐于该陶瓷反射板的该侧表面,并且该陶瓷基板的该外侧面及该陶瓷反射板的该侧表面于其各个角落处形成有一圆弧状的缺角,该晶片承载座具有多个延伸线路,所述多个延伸线路分别形成于该陶瓷基板的该外侧面的所述多个缺角,并且所述多个延伸线路连接于该线路层,该晶片承载座具有一焊垫层,并且该焊垫层设置于该陶瓷基板的该第二板面,而所述多个延伸线路连接或分离于该焊垫层。
在一可选的实施例中,该晶片承载座具有一焊垫层,并且该焊垫层设置于该陶瓷基板的该第二板面,而该金属块的该本体部连接于该焊垫层。
在一可选的实施例中,该晶片承载座具有多个极性辨识垫,并且所述多个极性辨识垫包含有两种不同的外型,而所述多个极性辨识垫间隔地设置于该陶瓷反射板的该第一表面上。
在一可选的实施例中,进一步包括有一盖板与多个黏着胶体,该盖板经由所述多个黏着胶体而黏固于该陶瓷反射板的该第一表面上,该陶瓷反射板的该第一表面凹设有多个胶槽,并且所述多个黏着胶体填设于所述多个胶槽并有至少部分突伸出所述多个胶槽。
在一可选的实施例中,进一步包括有多个间隔件,所述多个间隔件夹设于该陶瓷反射板的该第一表面以及该盖板之间,并且任一间隔件大致位于两相邻的该胶槽之间。
在一可选的实施例中,进一步包括有一固晶胶体,该发光二极体晶片经由该固晶胶体而黏固于该晶片承载座的该固晶面上,并且该固晶胶体为一纳米银膏,该纳米银膏未包含有任何环氧树脂。
本发明实施例另提供一种晶片承载座,包括:一陶瓷基板,其具有位于一第一板面、位于该第一板面相反侧的一第二板面、及位于该第一板面与该第二板面之间的一外侧面;其中,该陶瓷基板形成有贯穿该第一板面与该第二板面的一容置孔;一线路层,其设置于该陶瓷基板的该第一板面;一金属块,包含:一本体部,其设置于该陶瓷基板的该容置孔,该本体部凸伸出该第一板面大致10微米至30微米;其中,凸伸出该第一板面的该本体部区块定义为一凸出块;及一延伸部,其相连于该凸出块的外缘,并且该延伸部表面与该凸出块表面大致呈共平面并定义为一固晶面;以及一陶瓷反射板,其具有一第一表面、位于该第一表面相反侧的一第二表面、及位于该第一表面与该第二表面之间的一侧表面;其中,该陶瓷反射板设置于该陶瓷基板上并覆盖部分的该线路层,并且该陶瓷反射板形成有贯穿该第一表面与该第二表面的一贯孔,该金属块的该固晶面经由该贯孔而显露于该陶瓷反射板之外。
综上所述,本发明实施例所提供的发光二极体封装结构及晶片承载座,其通过金属块的本体部凸出于容置孔,由此避免曲面状之固晶面产生。再者,金属块通过延伸部之设置,能有效地提升金属块所具备的固晶面积,进而适用于更多尺寸之发光二极体晶片。
为使能更进一步了解本发明之特征及技术内容,请参阅以下有关本发明之详细说明与附图,但是此等说明与所附附图仅系用来说明本发明,而非对本发明的权利范围作任何的限制。
附图说明
图1为本发明发光二极体封装结构第一实施例的立体示意图。
图2为图1另一视角的立体示意图。
图3为图1的局部分解示意图。
图4为图3中的晶片承载座、发光二极体晶片、与齐纳二极体晶片的分解示意图。
图5为图4中的晶片承载座俯视图。
图6为图4中的晶片承载座之局部分解示意图。
图7为图6中的晶片承载座未包含陶瓷反射板与极性辨识垫时的分解示意图。
图8为图7另一视角的分解示意图。
图9为图1沿X1-X1剖线的剖视示意图。
图10为图9的局部放大示意图。
图11为图1的发光二极体封装结构加装环型挡止层时的立体示意图。
图12为本发明发光二极体封装结构第二实施例的立体示意图。
图13为图12的局部分解示意图。
图14为图12沿Y-Y剖线的剖视示意图。
图15为图14的局部放大示意图。
图16A为本发明发光二极体封装结构第二实施例的变化形式示意图。
图16B为图16A沿Z-Z剖线的剖视示意图(一)。
图16C为图16A沿Z-Z剖线的剖视示意图(二)。
图17为本发明发光二极体封装结构第二实施例的又一变化形式示意图。
图18为本发明发光二极体封装结构第三实施例的立体示意图。
图19为图18另一视角的立体示意图。
图20为图18中的晶片承载座之局部分解示意图。
图21为图18沿X2-X2剖线的剖视示意图。
图22为本发明发光二极体封装结构第四实施例的立体示意图。
图23为图22的局部分解示意图。
图24为图22沿X3-X3剖线的剖视示意图。
具体实施方式
[第一实施例]
请参阅图1至图11,其为本发明的第一实施例,需先说明的是,本实施例对应附图所提及之相关数量与外型,仅用以具体地说明本发明的实施方式,以便于了解其内容,而非用以局限本发明的权利范围。
如图1和图2所示,本实施例为一种发光二极体封装结构1000,尤指一种高功率发光二极体封装结构(如:紫外线发光二极体封装结构),并适于采用低温共烧多层陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic,LTCC),但本发明于实际运用时,并不以上述的条件为限。
请参阅图3至图5,所述发光二极体封装结构1000包括一晶片承载座100、收容于上述晶片承载座100的一发光二极体晶片200与一齐纳二极体晶片300、及设于晶片承载座100并密封上述发光二极体晶片200与齐纳二极体晶片300的一封装胶体400。本实施例于下述将先就晶片承载座100的构造作一说明,而后再介绍就晶片承载座100与其他元件之间的连接关系。
如图6至图8,并请于元件连接关系时适时参酌图9和图10,所述晶片承载座100包含一陶瓷基板1、设置于陶瓷基板1的两导电柱2、一线路层3、四个延伸线路4、一金属块5、及一焊垫层6、堆迭于陶瓷基板1的一陶瓷反射板7、及设置于陶瓷反射板7的四个极性辨识垫8、8’。
所述陶瓷基板1具有一第一板面11、位于第一板面11相反侧的一第二板面12、及位于第一板面11与第二板面12之间的一外侧面13。其中,上述陶瓷基板1为多边形构造(于本实施例中是以方形为例),并且陶瓷基板1的外侧面13于其各个角落处形成有一1/4圆弧状之缺角131。由此,陶瓷基板1通过在角落处形成有缺角131,以有效地避免角落产生崩裂之情事。
进一步地说,所述陶瓷基板1的大致中央处形成有贯穿第一板面11与第二板面12的一容置孔14,并且容置孔14的截面形状于本实施例中大致呈边长为1公厘至1.2公厘的正方形。而陶瓷基板1于上述容置孔14的相反两侧处各形成有贯穿第一板面11与第二板面12的一穿孔15,并且各个穿孔15的截面形状于本实施例中大致呈圆形。
所述两导电柱2分别位于上述陶瓷基板1的两穿孔15内,并且每个穿孔15被其所对应的导电柱2所布满。其中,各个导电柱2的一端(如图9中的导电柱2顶端)与陶瓷基板1的第一板面11呈共平面,而各个导电柱2的另一端(如图9中的导电柱2底端)则与陶瓷基板1的第二板面12呈共平面。
所述线路层3于本实施例中是以银线路层为例,并且线路层3设置于上述陶瓷基板1的第一板面11,并且线路层3具有一第一线路32及一第二线路33。其中,所述第一线路32与第二线路33分别位于第一板面11的两侧部位并且分别抵接于上述两导电柱2。
更详细地说,所述第一线路32与第二线路33皆大致呈L型且各包含有垂直相连的一长侧部321、331与一短侧部322、332。所述L型之第一线路32与第二线路33的转角部位323、333以及长侧部321、331的末端部位3211、3311分别邻设于陶瓷基板1的缺角131。进一步来说,上述转角部位323、333之部分端缘与末端部位3211、3311之部分端缘各呈1/4圆弧状并且分别切齐于所述缺角131的端缘。
其中,上述第一线路32的长侧部321与第二线路33的长侧部331分别位于第一板面11的相反两侧部位且彼此平行,并且第一线路32的长侧部321与第二线路33的长侧部331分别覆盖于陶瓷基板1第一板面11上的两穿孔15,使上述两导电柱2分别抵接于第一线路32的长侧部321与第二线路33的长侧部331(如图9)。而上述第一线路32的短侧部322与第二线路33的短侧部332位于第一板面11的一侧部位且彼此相向。
再者,所述第一线路32的长侧部321与第二线路33的长侧部331各于邻接其短侧部322、332的内缘处,凹设形成有一半圆状的缺口3212、3312。
所述延伸线路4分别形成于上述陶瓷基板1外侧面13上的缺角131,并且所述多个延伸线路4分别垂直地连接于该线路层3之第一线路32与第二线路33的外转角部位323、333端缘及长侧部321、331的末端部位3211、3311端缘。
所述金属块5于本实施例中是以银块为例,并且金属块5包含一本体部51及一延伸部52,所述本体部51设置于陶瓷基板1的容置孔14,并且容置孔14被本体部51所布满。其中,上述本体部51截面于本实施例中呈正方形且边长为1公厘至1.2公厘,但本体部51截面的形状不以上述为限,也可以是长方形或圆形。本体部51的一端(如图9中的本体部51底端)大致与陶瓷基板1的第二板面12呈共平面,而本体部51的另一端(如图9中的本体部51顶端)凸伸出陶瓷基板1第一板面11大致10微米至30微米,并且上述凸伸出第一板面11的本体部51区块定义为一凸出块511(如图10)。换言之,上述凸出块511凸伸出第一板面11的高度H大致为10微米至30微米。
须说明的是,由于金属块5是通过网印方式于容置孔14内填充金属胶(即金属粉末混合胶体,如银胶)而形成,所以当金属粉末的量大致等同容置孔14的容积,使得烧结形成的金属块未能凸出容置孔时,使金属块的顶面因内聚力将呈现曲面状,进而影响后续之发光二极体晶片的固晶作业。因此,本实施例的晶片承载座100通过金属块5的本体部51凸出于容置孔14,由此避免上述曲面状之固晶面产生。
所述延伸部52一体相连于凸出块511的外缘(如图10),进一步说,延伸部52于本实施例中呈方环型并围绕于本体部51的凸出块511,且延伸部52是位在陶瓷基板1的第一板面11上。延伸部52表面以及本体部51的凸出块511表面大致呈共平面并共同定义为一固晶面53,而上述固晶面53大致呈正方形。其中,就上述陶瓷基板1与金属块5的顶面来看,所述固晶面53的面积大致占陶瓷基板1与金属块5顶面的5~15%,并且较佳为8.5%。再者,所述第一线路32的长侧部321与第二线路33的长侧部331分别位于固晶面53的相反两侧,上述第一线路32的短侧部322与第二线路33的短侧部332位于固晶面53的一侧。
更详细地说,所述延伸部52包含有一第一延伸部521及设置在该第一延伸部521上的一第二延伸部522。其中,上述第一延伸部521与第二延伸部522各呈宽度为50~100微米的方环型,并且第一延伸部521与第二延伸部522皆围绕在容置孔14的周缘,也就是说,所述第一延伸部521与第二延伸部522的内缘相互切齐,并切齐于容置孔14的端缘。换个角度来说,第一延伸部521与第二延伸部522皆围绕且无缝隙地连接于本体部51的凸出块511周缘。再者,所述第一延伸部521相接于第一线路32的长侧部321,并且第一延伸部521与线路层3之第一线路32与第二线路33共平面,而第二线路33分离于延伸部52与第一线路32。
由此,通过金属块5的延伸部52相接于第一线路32,以使金属块5能够与第一线路32电性连接,因而令金属块5的固晶面53能够适用于水平式或垂直式之发光二极体晶片200(具体实施于后详述)。再者,金属块5通过延伸部52之设置,能有效地提升金属块5所具备的固晶面积,进而适用于更多尺寸之发光二极体晶片200。
所述焊垫层6设置于陶瓷基板1的第二板面12,并且焊垫层6包含有长型的两电极垫61及位于两电极垫61之间的一长型导热垫62,上述电极垫61与导热垫62彼此呈间隔地设置并且长度方向大致彼此平行。其中,所述两电极垫61大致位于线路层3之两长侧部321、331的正下方,并且该两电极垫61的末端部位611之部分端缘各呈1/4圆弧状并且分别切齐于所述缺角131的端缘,而位于缺角131的所述多个延伸线路4可分别连接或分离于上述焊垫层6的两电极垫61的末端部位611。
由此,在所述多个延伸线路4分别连接于上述两电极垫61的末端部位611的方式中,所述多个电极垫61于焊接时,对应于各个电极垫61的焊料因受到内聚力的影响而倾向与可焊接材料相互键结,以使焊料沿着所述延伸线路4攀爬,进而有效地增加晶片承载座100的吃锡面积。
再者,所述两电极垫61分别覆盖陶瓷基板1第二板面12上的两穿孔15(如图9),并且上述两导电柱2分别抵接于该两电极垫61,由此使该两电极垫61分别经由所述两导电柱2而电性连接于第一线路32与第二线路33。
另外,位于中央的该导热垫62与金属块5的本体部51相接。进一步地说,上述位于中央的导热垫62之长度与宽度皆大于本体部51的方形截面之边长,以使本体部51能够完全抵接于上述位于中央的导热垫62。其中,上述抵接于本体部51之中央的导热垫62部位,其相反两侧各形成有一切口621,由此避免导热垫62的连续焊接之面积过大而产生翘曲。
此外,所述各个电极垫61与导热垫62之间还可进一步设有一隔离垫63,如黑色玻璃胶,由此通过玻璃胶使各个电极垫61与导热垫62彼此间的电性相互隔绝。
请参阅图6和图9,所述陶瓷反射板7具有一第一表面71、位于第一表面71相反侧的一第二表面72、及位于第一表面71与第二表面72之间的一侧表面73。其中,上述陶瓷反射板7为多边形构造(于本实施例中是以方形为例),陶瓷反射板7的侧表面73于其各个角落处形成有一1/4圆弧状的缺角731。由此,上述陶瓷反射板7通过在角落处形成有缺角731,以有效地避免角落产生崩裂之情事。再者,所述陶瓷反射板7的大致中央处形成有贯穿第一表面71与第二表面72的一圆形贯孔74,并且上述贯孔74的直径大于所述固晶面53的对角线长度。此外,本实施例贯孔74虽为圆形,但贯孔74的具体形状并不受限于此。举例来说,贯孔74亦可以是方形。
所述陶瓷反射板7的第二表面72设置于陶瓷基板1的第一板面11上并覆盖部分的线路层3,而陶瓷反射板7的侧表面73切齐于陶瓷基板1的外侧面13。其中,上述未被陶瓷反射板7所覆盖的线路层3部位,包含有邻近环型线路31的第一线路32与第二线路33之部分长侧部321、331与部分短侧部322、332。
如图5所示,为便于本实施例之说明,上述未被陶瓷反射板7所覆盖的第一线路32之部分长侧部321定义为一第一打线区3213,未被陶瓷反射板7所覆盖的第二线路33之部分长侧部331定义为一第二打线区3313,上述未被陶瓷反射板7所覆盖的第一线路32之部分短侧部322定义为一齐纳二极体固晶区3221,未被陶瓷反射板7所覆盖的第二线路33之部分短侧部332定义为一齐纳二极体打线区3321。所述金属块5的固晶面53、第一打线区3213、第二打线区3313、齐纳二极体固晶区3221、齐纳二极体打线区3321、及第一线路32与第二线路33之缺口3212、3312皆经由所述贯孔74而显露于陶瓷反射板7之外。
由此,由于在对应相同波长之光线的前提下,陶瓷的光反射率大于银的光反射率,所以陶瓷基板1的光反射率是大于上述银线路层3的反射率,因而通过在上述第一线路32与第二线路33形成有缺口3212、3312,以使陶瓷基板1的第一板面11能够有更多的面积经由贯孔74而显露于陶瓷反射板7外,进而有效地提升发光二极体封装结构1000的出光率。
请参阅图5和图6,所述极性辨识垫8、8’的厚度大致为10微米至20微米,并且极性辨识垫8、8’可以是多个黑色的玻璃胶垫或是金属垫。上述极性辨识垫8、8’分别间隔地设置于陶瓷反射板7的第一表面71之四个角落上,并且各个极性辨识垫8、8’的转角内缘系面向陶瓷反射板7的贯孔74。进一步地说,所述极性辨识垫8、8’包含有两种不同的外型,并且上述极性辨识垫8、8’于本实施例中是大致呈L型,其中两个极性辨识垫8的转角内缘呈直角状且位于第一线路32的上方,而另外两个极性辨识垫8’的转角内缘则呈圆弧状且位于第二线路33的上方。
由此,通过分别在第一线路32与第二线路33上方设置有不同外型的极性辨识垫8、8’,以使上述极性辨识垫8、8’能够提供发光二极体封装结构1000极性辨识之用。
以上即为本实施例晶片承载座100的构造说明,本实施例于下述将接着说明上述发光二极体晶片200、齐纳二极体晶片300、及封装胶体400相对于晶片承载座100的连接关系。
请参阅图3至图5,所述发光二极体晶片200于本实施例中是水平式晶片,但发光二极体晶片200的类型不受限于此。举例来说,发光二极体晶片200亦可以是垂直式晶片。进一步地说,所述发光二极体晶片200于本实施例中为水平式晶片,其发光波长可以介于255纳米纳米至410纳米纳米,例如:波长介于UVA波段(315nm-400nm)的发光二极体晶片、波长介于UVB波段(280nm-315nm)的发光二极体晶片、或波长介于UVC波段(100nm-280nm)的发光二极体晶片。
所述发光二极体晶片200安装于晶片承载座100的固晶面53上,并且发光二极体晶片200电性连接于线路层3。进一步地说,当发光二极体晶片200为水平式晶片时(如图3),位于发光二极体晶片200顶面的极性相反电极将分别经由打线而电性连接于第一线路32的第一打线区3213以及第二线路33的第二打线区3313。若当所述发光二极体晶片200为垂直式晶片时(图略),位于上述发光二极体晶片200底面的电极将经由金属块5而电性连接于上述第一线路32,位于发光二极体晶片200顶面的电极则将经由打线而电性连接于上述第二线路33的第二打线区3313。
此外,所述发光二极体封装结构1000可进一步包括有一固晶胶体(图略),发光二极体晶片200则经由固晶胶体而黏固于晶片承载座100的固晶面53上。其中,本实施例中的固晶胶体成分为一纳米纳米银膏,上述纳米纳米银膏较佳为未包含有任何环氧树脂,并且所述固晶胶体所包含的银粒子大致为85%至90%的体积百分比,由此具备有较佳的热阻且不易黄化。进一步地说,于纳米纳米银膏中,粒径小于20nm的银纳米纳米粒子之重量百分比为20~35%,而粒径介于20~100nm的银纳米纳米粒子之重量百分比为40~50%;纳米纳米银膏所使用的黏合剂为环己醇异冰片(Isobornyl Cyclohexanol、IBCH),其重量百分比为2~7%;纳米纳米银膏所使用的溶剂为1-decanol(1-癸醇),其重量百分比为5~15%。所述纳米纳米银膏的化学式为:nAg-m(AgOOCR-l(AgOR),R=[CH3(CH2)x],并且l、m、n、x皆为正整数。
所述齐纳二极体晶片300固定在上述自贯孔74而显露于陶瓷反射板7之外的第一线路32之部分短侧部322,也就是说,齐纳二极体晶片300固定且电性连接于第一线路32的齐纳二极体固晶区3221。并且,齐纳二极体晶片300通过打线而电性连接于第二线路33的齐纳二极体打线区3321。
如图3和图9,所述封装胶体400于本实施例中为缩合型态的硅胶,上述缩合型态的硅胶是指其主链键结皆为具有大致452kj/mol键结能的Si-O键结,并且封装胶体400位于陶瓷反射板7的贯孔74内。进一步地说,陶瓷反射板7的贯孔74内布满封装胶体400,并且发光二极体晶片200与齐纳二极体晶片300皆埋置于上述封装胶体400内。而所述封装胶体400的顶面大致与上述陶瓷反射板7的第一表面71呈共平面。
此外,本实施例的晶片承载座100可进一步设有一环型挡止层10(如图11所示),上述环型挡止层10的材质于本实施例中为透明玻璃胶。所述环型挡止层10设置于陶瓷反射板7的第一表面71,并且环型挡止层10围绕于陶瓷反射板7的贯孔74,以限制封装胶体400于灌注作业中向外延伸。
[第二实施例]
请参阅图12至图17所示,其为本发明的第二实施例,本实施例与第一实施例类似,两者相同处则不再赘述,而两者的差异主要在于:本实施例的发光二极体封装结构1000进一步包括有一盖板500且未包括第一实施例中的封装胶体400。而有关本实施例与第一实施例的具体差异说明如下:
如图12和图13所示,所述盖板500经所述多个玻璃胶垫8、8’而黏固于晶片承载座100的陶瓷反射板7上,并且盖板500与陶瓷反射板7第一表面71之间通过上述玻璃胶垫8、8’之设置而形成有多个间隙G(如图14和图15),由此使晶片承载座100的贯孔74内气体经由上述间隙G而能与外部空气流通。
其中,所述盖板500可为光学级的透镜,于本实施例中是以平板状为例,但盖板500的构造并不以此为限。举例来说,所述盖板500亦可于其表面形成有镀层(图略),由此提升光线穿透率;或者,盖板500亦可形成半球状之构造(图略),由此调整光线行进路线。举例来说,当采用UVA波段的发光二极体晶片200时,发光二极体封装结构1000可采用一平板状的盖板500,盖板500的材料为玻璃或石英。当采用UVA或UVC波段的发光二极体晶片200时,发光二极体封装结构1000可采用一平板状的盖板500,盖板500的材料为玻璃或石英,并于盖板500两面加上镀层。当采用UVC波段的发光二极体晶片200时,盖板500可采用一半球状的透镜,透镜的材料为玻璃或石英,透镜表面也可以加上镀层或不加上镀层。
此外,本实施例的发光二极体封装结构1000亦可有其他变化方式;如图16A至图16C所示意,其以黏着胶体80(如:UV胶体)替代上述玻璃胶垫8、8’。所述陶瓷反射板7的第一表面71凹设有多个胶槽711,并且上述黏着胶体80填设于所述多个胶槽711并有至少部分突伸出胶槽。而所述发光二极体封装结构1000进一步包括有多个间隔件600,上述间隔件600夹设于陶瓷反射板7的第一表面71与盖板500之间,并且任一间隔件600位于两相邻的胶槽711之间。由此,通过间隔件600之设置,以使陶瓷反射板7与盖板500之间的间隙G能够被控制在所需的范围之中。其中,上述胶槽711可以形成如图16B所示的单层凹槽或是如图16C所示的双层凹槽(即凹槽有阶梯结构),在此不对胶槽711外型加以限制。
或者,本实施例的发光二极体封装结构1000亦可变化为图17所示之方式。具体来说,当发光二极体封装结构1000内的发光二极体晶片200为紫外线发光二极体晶片时,所述发光二极体封装结构1000较佳为包括有一反射膜700,并且所述反射膜700呈方环状并设置于盖板500上且对应所述多个黏着胶体80的位置(即对应多个胶槽711的位置),而反射膜700的设置方式可以是经由涂布方式成型于盖板500上。由此,紫外线发光二极体晶片所发出的紫外光线在盖板500内传导移动时,上述反射膜700可有效地遮蔽黏着胶体80,以避免紫外光线照射于上述黏着胶体80,而产生黏着胶体80劣化之情事。
[第三实施例]
请参阅图18至图21所示,其为本发明的第三实施例,本实施例与第一实施例类似,两者相同处则不再赘述,而两者的差异主要在于:本实施例发光二极体封装结构1000的晶片承载座100进一步具有一陶瓷夹层9,并且本实施例的焊垫层6构造不同于第一实施例的焊垫层6构造。而有关本实施例与第一实施例的具体差异说明如下:
所述陶瓷夹层9的厚度约为50微米至100微米,并且陶瓷夹层9位于陶瓷基板1的第二板面12与焊垫层6之间。其中,对应于陶瓷基板1各个穿孔15的陶瓷夹层9部位各形成有一穿孔91,并且位于陶瓷基板1穿孔15的该两导电柱2分别延伸穿设于陶瓷夹层9的两穿孔91。而所述金属块5的本体部51则连接于上述陶瓷夹层9。
所述焊垫层6设置于陶瓷夹层9,并且焊垫层6包含有长型的两电极垫61,上述两电极垫61彼此呈间隔地设置并且长度方向大致彼此平行。其中,所述两电极垫61大致位于线路层3之两长侧部321、331的下方(如图21),并且该两电极垫61的末端部位611之部分端缘各呈1/4圆弧状并分别切齐于所述缺角131的端缘,而位于缺角131的所述多个延伸线路4可分别连接或分离于上述焊垫层6的两电极垫61的末端部位611。
由此,在所述多个延伸线路4分别连接于上述两电极垫61的末端部位611的方式中,所述多个电极垫61于焊接时,对应于各个电极垫61的焊料因受到内聚力的影响而倾向与可焊接材料相互键结,以使焊料沿着所述延伸线路4攀爬,进而有效地增加晶片承载座100的吃锡面积。
再者,所述两电极垫61分别覆盖陶瓷夹层9上的两穿孔91,并且上述两导电柱2分别抵接于该两电极垫61,由此使该两电极垫61分别经由所述两导电柱2而电性连接于第一线路32与第二线路33。
[第四实施例]
请参阅图22至图24所示,其为本发明的第四实施例,本实施例与第二实施例类似,两者相同处则不再赘述,而两者的差异主要在于:本实施例发光二极体封装结构1000的晶片承载座100进一步具有一陶瓷夹层9,并且本实施例的焊垫层6构造不同于第二实施例的焊垫层6构造。进一步地说,本实施例的陶瓷夹层9与焊垫层6大致如同第三实施例中的陶瓷夹层9与焊垫层6,在此则不加以赘述。
[本发明实施例的可能效果]
综上所述,本发明实施例所提供的发光二极体封装结构可具有如下之效果:
所述晶片承载座通过金属块的本体部凸出于容置孔,由此避免曲面状之固晶面产生。再者,金属块通过延伸部之设置,能有效地提升金属块所具备的固晶面积,进而适用于更多尺寸之发光二极体晶片。另外,本实施例通过金属块的延伸部与第一线路电性连接,因而令金属块的固晶面能够适用于水平式或垂直式之发光二极体晶片。
本发明在所述多个延伸线路分别连接于上述两电极垫的末端部位的方式中,所述多个电极垫于焊接时,对应于各个电极垫的焊料因受到内聚力的影响而倾向与可焊接材料相互键结,以使焊料沿着所述延伸线路攀爬,进而有效地增加晶片承载座的吃锡面积。
所述陶瓷基板与陶瓷反射板通过在角落处形成有缺角,由此有效地避免角落产生崩裂之情事。再者,陶瓷基板的光反射率是大于线路层的光反射率,因而通过在上述第一线路与第二线路形成有缺口,以使陶瓷基板的第一板面能够有更多的面积经由贯孔而显露于陶瓷反射板外,进而有效地提升发光二极体封装结构的出光率。
通过分别在第一线路与第二线路上方设置有不同外型的极性辨识垫,以使上述极性辨识垫能够提供发光二极体封装结构极性辨识之用。再者,盖板可经黏着胶体而黏固于晶片承载座的陶瓷反射板上,而上述盖板与陶瓷反射板第一表面之间通过上述黏着胶体之设置而形成有多个间隙,由此使晶片承载座的贯孔内气体可经由上述间隙而能与外部空气流通。另外,本发明可通过在盖板与陶瓷反射板第一表面之间设置间隔件,以使陶瓷反射板与盖板之间的间隙能够被控制在所需的范围之中。
当发光二极体封装结构内的发光二极体晶片为紫外线发光二极体晶片时,紫外线发光二极体晶片所发出的紫外光线在盖板内传导移动时,盖板与陶瓷反射板之间通过设有反射膜来遮蔽黏着胶体,由此避免紫外光线照射于上述黏着胶体,而产生黏着胶体劣化之情事。
本发明于陶瓷反射板的第一表面设有围绕于陶瓷反射板贯孔的环型挡止层,由此限制封装胶体于灌注作业中向外延伸。
以上所述仅为本发明之较佳可行实施例,其并非用以局限本发明之专利范围,凡依本发明权利要求所做之均等变化与修饰,皆应属本发明之涵盖范围。
Claims (13)
1.一种发光二极体封装结构,其特征在于,包括:
一晶片承载座,包含:
一陶瓷基板,其具有一第一板面、位于该第一板面相反侧的一第二板面、及位于该第一板面与该第二板面之间的一外侧面;其中,该陶瓷基板形成有贯穿该第一板面与该第二板面的一容置孔;
一线路层,其设置于该陶瓷基板的该第一板面;
一金属块,包含:
一本体部,其设置于该陶瓷基板的该容置孔,该本体部的凸伸出该第一板面大致10微米至30微米;其中,凸伸出该第一板面的该本体部区块定义为一凸出块;及
一延伸部,其相连于该凸出块的外缘,并且该延伸部表面以及该凸出块表面大致呈共平面并共同定义为一固晶面;及
一陶瓷反射板,其具有一第一表面、位于该第一表面相反侧的一第二表面、及位于该第一表面与该第二表面之间的一侧表面;其中,该陶瓷反射板设置于该陶瓷基板上并覆盖部分的该线路层,并且该陶瓷反射板形成有贯穿该第一表面与该第二表面的一贯孔,该金属块的该固晶面经由该贯孔而显露于该陶瓷反射板之外;以及
一发光二极体晶片,其设置于该晶片承载座的该固晶面上,并且该发光二极体晶片电性连接于该线路层。
2.如权利要求1所述的发光二极体封装结构,其特征在于,该延伸部包含一第一延伸部及设置在该第一延伸部上的一第二延伸部,该第一延伸部与该第二延伸部呈环型并围绕该本体部的该凸出块。
3.如权利要求2所述的发光二极体封装结构,其特征在于,该线路层具有一第一线路及一第二线路,该第一线路与该第一延伸部相接,且该第一线路与该第一延伸部共平面,而该第二线路分离于该延伸部与该第一线路。
4.如权利要求3所述的发光二极体封装结构,其特征在于,该第一线路与该第二线路皆大致呈L型且各包含有垂直相连的一长侧部与一短侧部,该第一线路的该长侧部与该第二线路的该长侧部分别位于该固晶面的相反两侧且彼此平行,该第一线路的该短侧部与该第二线路的该短侧部位于该固晶面的一侧且彼此相向。
5.如权利要求4所述的发光二极体封装结构,其特征在于,该第一线路的该长侧部与该第二线路的该长侧部各于邻接其短侧部的内缘处,凹设形成有一缺口。
6.如权利要求4所述的发光二极体封装结构,其特征在于,进一步包括有一齐纳二极体晶片,该齐纳二极体晶片固定在自该贯孔而显露于该陶瓷反射板外的该第一线路之短侧部。
7.如权利要求1所述的发光二极体封装结构,其特征在于,该陶瓷基板与该陶瓷反射板皆大致为多边形构造,该陶瓷基板的该外侧面切齐于该陶瓷反射板的该侧表面,并且该陶瓷基板的该外侧面及该陶瓷反射板的该侧表面于其各个角落处形成有一圆弧状的缺角,该晶片承载座具有多个延伸线路,所述多个延伸线路分别形成于该陶瓷基板的该外侧面的所述多个缺角,并且所述多个延伸线路连接于该线路层,该晶片承载座具有一焊垫层,并且该焊垫层设置于该陶瓷基板的该第二板面,而所述多个延伸线路连接或分离于该焊垫层。
8.如权利要求1所述的发光二极体封装结构,其特征在于,该晶片承载座具有一焊垫层,并且该焊垫层设置于该陶瓷基板的该第二板面,而该金属块的该本体部连接于该焊垫层。
9.如权利要求1所述的发光二极体封装结构,其特征在于,该晶片承载座具有多个极性辨识垫,并且所述多个极性辨识垫包含有两种不同的外型,而所述多个极性辨识垫间隔地设置于该陶瓷反射板的该第一表面上。
10.如权利要求1所述的发光二极体封装结构,其特征在于,进一步包括有一盖板与多个黏着胶体,该盖板经由所述多个黏着胶体而黏固于该陶瓷反射板的该第一表面上,该陶瓷反射板的该第一表面凹设有多个胶槽,并且所述多个黏着胶体填设于所述多个胶槽并有至少部分突伸出所述多个胶槽。
11.如权利要求10所述的发光二极体封装结构,其特征在于,进一步包括有多个间隔件,所述多个间隔件夹设于该陶瓷反射板的该第一表面以及该盖板之间,并且任一间隔件大致位于两相邻的该胶槽之间。
12.如权利要求1所述的发光二极体封装结构,其特征在于,进一步包括有一固晶胶体,该发光二极体晶片经由该固晶胶体而黏固于该晶片承载座的该固晶面上,并且该固晶胶体为一纳米银膏,该纳米银膏未包含有任何环氧树脂。
13.一种晶片承载座,其特征在于,包括:
一陶瓷基板,其具有位于一第一板面、位于该第一板面相反侧的一第二板面、及位于该第一板面与该第二板面之间的一外侧面;其中,该陶瓷基板形成有贯穿该第一板面与该第二板面的一容置孔;
一线路层,其设置于该陶瓷基板的该第一板面;
一金属块,包含:
一本体部,其设置于该陶瓷基板的该容置孔,该本体部凸伸出该第一板面大致10微米至30微米;其中,凸伸出该第一板面的该本体部区块定义为一凸出块;及
一延伸部,其相连于该凸出块的外缘,并且该延伸部表面与该凸出块表面大致呈共平面并定义为一固晶面;以及
一陶瓷反射板,其具有一第一表面、位于该第一表面相反侧的一第二表面、及位于该第一表面与该第二表面之间的一侧表面;其中,该陶瓷反射板设置于该陶瓷基板上并覆盖部分的该线路层,并且该陶瓷反射板形成有贯穿该第一表面与该第二表面的一贯孔,该金属块的该固晶面经由该贯孔而显露于该陶瓷反射板之外。
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