CN109698263B - 一种封装基板、半导体器件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种封装基板，包括：基板、电极和若干个散热片；所述电极和所述若干个散热片设置于所述基板的上表面，所述若干个散热片与所述基板的上表面垂直且一端面朝向所述电极，以在所述电极四周形成容纳部，所述容纳部用于容纳LED芯片。本发明还提供了一种半导体器件及其制作方法。采用本发明的封装基板、半导体器件及其制作方法，能够及时散出热量，避免白胶开裂，延长半导体器件的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及LED技术领域，尤其涉及一种封装基板、半导体器件及其制作方法。
背景技术
如图1所示，是现有的半导体器件的结构示意图。如图1和图2所示，现有的半导体器件包括基板100和固定于基板100上的LED芯片101，LED芯片101的四周围设有反光墙102，LED芯片101上粘贴有荧光片103。
在LED技术领域中，由于白胶能有效防止LED芯片发出的光泄漏，并提升半导体器件的出光效率，因而现有的半导体器件的反光墙基本由白胶固化后形成。然而，在使用半导体器件的过程中，因为LED芯片和荧光片持续产生热量，且白胶的导热性能差，这就使得半导体器件不仅热量集中且无法及时散出，导致白胶加速老化甚至开裂，半导体器件的使用寿命短。
发明内容
针对上述问题，本发明的一种封装基板、半导体器件及其制作方法，能够及时散出热量，避免白胶开裂，延长半导体器件的使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明的一种封装基板，包括：基板、电极和若干个散热片；所述电极和所述若干个散热片设置于所述基板的上表面，所述若干个散热片的一端面围成一容纳部，所述容纳部用于容纳LED芯片。
作为上述方案的改进，所述若干个散热片在所述基板的上表面的分布形状呈中空十字型、中空X型或中空米字型。
作为上述方案的改进，所述若干个散热片与所述基板一体成型。
作为上述方案的改进，所述基板上设置有导电通孔，所述导电通孔的一端与所述电极正对，所述导电通孔的另一端设置有线路层，所述导电通孔内设置有电连接件以将所述电极和所述线路层连接。
作为上述方案的改进，所述散热片的材质包括白色陶瓷。
作为上述方案的改进，所述电极包括正电极和负电极，所述散热片的厚度小于所述正电极与所述负电极之间的间隔。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种半导体器件，包括：至少一个LED芯片以及上述任一种封装基板；所述至少一个LED芯片安装于所述容纳部中并与所述电极连接，所述至少一个LED芯片的出光面上固定有荧光片；所述基板上覆盖有白胶，所述白胶包裹于所述至少一个LED芯片和所述荧光片的四周，并与所述若干个散热片的侧壁紧密连接。
作为上述方案的改进，所述荧光片和所述白胶的上表面与所述散热片的顶部表面齐平。
作为上述方案的改进，所述至少一个LED芯片为倒装型LED芯片、正装型LED芯片和垂直型LED芯片中的一种或多种的组合。
作为上述方案的改进，所述至少一个LED芯片在所述封装基板上构成串联支路，或者所述至少一个LED芯片在所述封装基板上构成并联支路。
本发明还提供一种半导体器件的制作方法，包括如下步骤：
在基板的上表面制作电极和若干个散热片，以使所述若干个散热片的一端面围成容纳部；
将至少一个LED芯片与所述电极连接，并固定于所述容纳部内；
将荧光片粘贴于所述至少一个LED芯片的上表面；
采用点胶工艺将白胶涂覆于所述基板上，以使所述白胶包裹在所述至少一个LED芯片和所述荧光片的四周且与所述若干个散热片的侧壁紧密连接；
对所述白胶进行固化，形成半导体器件。
作为上述方案的改进，所述若干个散热片在所述基板的上表面的分布形状呈中空十字型、中空X型或中空米字型。
实施本发明的一种封装基板、半导体器件及其制作方法，具有如下有益效果：由于在基板上设置有若干个散热片，能够有效增加封装基板的散热面积，使得采用该封装基板制成的半导体器件可通过该若干个散热片导出至少一个LED芯片发出的热量，大大提高半导体器件的耐热性，延长白胶的老化时间，避免白胶开裂，进而延长半导体器件的使用寿命；另外，该若干个散热片的一端面朝向电极设置，在电极四周形成容纳部，使得在制作半导体器件时，可通过该容纳部定位LED芯片的安装位置，还能提升LED芯片的固晶良率；并且，该若干个散热片可增加与白胶的接触面积，使得白胶与散热片的连接更加牢固。
附图说明
图1是现有的半导体器件的结构示意图。
图2是沿图1中的A1—A2线截取的剖视图。
图3是本发明的一种封装基板一实施例的结构示意图。
图4是本发明的一种封装基板另一实施例的结构示意图。
图5是沿图3中的A1—A2线截取的剖视图。
图6是本发明的一种半导体器件一实施例的结构示意图。
图7是沿图6中的A1—A2线截取的剖视图。
图8是本发明的一种半导体器件中LED芯片为正装型LED芯片的结构示意图。
图9是本发明的一种半导体器件中LED芯片为垂直型LED芯片的结构示意图。
图10是本发明的一种半导体器件中LED芯片为垂直型LED芯片的安装示意图。
图11是本发明的一种半导体器件中LED芯片为2个正装型LED芯片的结构示意图。
图12是本发明的一种半导体器件中2个正装型LED芯片并联的结构示意图。
图13是本发明的一种半导体器件中2个正装型LED芯片串联的结构示意图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
下面结合具体实施例和附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
请参见图3，是本发明的一种封装基板一实施例的结构示意图。
如图3所示，该封装基板包括：基板1、电极2和若干个散热片3；所述电极2和所述若干个散热片3设置于所述基板1的上表面，所述若干个散热片3的一端面围成一容纳部，所述容纳部用于容纳LED芯片。
与现有技术相比，在本发明的封装基板中，由于在基板1上设置有若干个散热片3，能够有效增加封装基板的散热面积，使得采用该封装基板制成的半导体器件可通过该若干个散热片3导出LED芯片和荧光片发出的热量，大大提高半导体器件的耐热性，延长白胶的老化时间，避免白胶开裂，进而延长半导体器件的使用寿命；另外，该若干个散热片3的一端面围成容纳部，使得在制作半导体器件时，可通过该容纳部定位LED芯片的安装位置，还能提升LED芯片的固晶良率；并且，该若干个散热片3可增加与白胶的接触面积，使得白胶与散热片3的连接更加牢固。
在现有的半导体器件中，白胶开裂后的裂纹通常由LED芯片的4个角点位置和4边的中点位置向外辐射，如图3和图4所述，在本发明的封装基板中，若干个散热片3在基板1的上表面的分布形状呈中空十字型、中空X型或中空米字型。在该实施方式中，该若干个散热片3分布于封装基板上热量最集中位置，使得热量能够及时导出，可有效提升采用该封装基板制成半导体器件的散热性能。
优选地，该封装基板中的若干个散热片3与基板1一体成型，该若干个散热片3和基板1采用相同材质制成，使得热量能够快速导出。
进一步地，该若干个散热片3和基板1的材质包括白色氧化铝或氮化铝等，能够对入射至散热片3和基板1的光进行反射，提升采用该封装基板制成半导体器件的发光效率。
如图5所示，在该封装基板中，在基板1上设置有导电通孔，该导电通孔的一端与电极2正对，该导电通孔的另一端设置有线路层4，该导电通孔内设置有电连接件5以将电极2和线路层4连接。
进一步地，该封装基板上的电极2包括正电极和负电极，该散热片3的厚度小于正电极与负电极之间的间隔。由于单个散热片3的厚度非常小，使得该封装基板能够在不改变现有基板1的封装尺寸的前提下，极大的增大散热面积。
请参见图6，是本发明提供的一种半导体器件另一实施例的结构示意图。
如图6和图7所示，该半导体器件包括：至少一个LED芯片8以及上述任一种封装基板；所述至少一个LED芯片8安装于所述容纳部中并与所述电极2连接，所述至少一个LED芯片8的出光面上固定有荧光片7；所述基板1上覆盖有白胶6，所述白胶6包裹于所述至少一个LED芯片8和所述荧光片7的四周，并与所述若干个散热片3的侧壁紧密连接。
与现有技术相比，由于封装基板上的若干个散热片3分布在该半导体器件中的至少一个LED芯片8和荧光片7的四周，使得至少一个LED芯片8和荧光片7发出的热量可通过其周边的散热片3散出，使其四周的热量及时导出，避免热量对至少一个LED芯片8、荧光片7和白胶6的性能产生影响，能够有效增加半导体器件的耐热性能，延长白胶6的老化时间，避免白胶6开裂，进而延长半导体器件的使用寿命。
优选地，在该半导体器件中，所述荧光片7和所述白胶6与所述散热片3的顶部表面齐平。
可选的，该半导体器件中的LED芯片为倒装型LED芯片、垂直型LED芯片和正装型LED芯片中的一种或多种组合。
具体地，如图6-7所示，当LED芯片8为倒装型LED芯片时，封装基板上的电极2设置于容纳部内，倒装型LED芯片可通过助焊剂或锡膏直接与电极2连接。如图8所示，当LED芯片8为正装型LED芯片时，封装基板上的电极2设置于容纳部外，正装型LED芯片的芯片电极通过导线与电极2连接。可以理解的，如图9和图10所示，当LED芯片8为垂直型LED芯片时，封装基板上的一个电极2位于容纳部内，另一个电极2位于容纳部外，该垂直型LED芯片的一个芯片电极通过助焊剂或锡膏与容纳部中的电极连接，该垂直型LED芯片的另一个芯片电极通过导线与容纳部外的电极2连接。
优选地，在本发明的半导体器件中，封装基板的容纳部内可安装一个、两个或多个LED芯片。下面以LED芯片为2个正装型LED芯片为例进行详细说明。
具体地，如图11所示，当容纳部内安装的至少一个LED芯片8为2个正装型LED芯片时，需在容纳部外设置4个电极，使得2个正装型LED芯片的4个芯片电极分别与容纳部外的4个电极2连接。
进一步地，当容纳部内安装有的LED芯片个数大于或等于2个时，还可以通过导线将LED芯片进行连接，使得LED芯片在封装基板上构成串联支路，或者LED芯片在封装基板上构成并联支路，以减小半导体器件的体积。下面以LED芯片为2个正装型LED芯片为例进行详细说明。
具体地，如图12所示，封装基板上的电极包括正电极21和负电极22，LED芯片8包括芯片正极81和芯片负极82。当容纳部内安装的至少一个LED芯片8为2个正装型LED芯片时，通过将2个LED芯片8中的芯片正极81与正电极21连接，将2个LED芯片8中的芯片负极82与负电极22连接，可实现2个LED芯片8的并联。
如图13所示，当容纳部内安装的至少一个LED芯片8为2个正装型LED芯片时，通过将2个LED芯片中的一个LED芯片的芯片正极81与另一个LED芯片的芯片负极82连接，并将该一个LED芯片的芯片负极与负电极22连接，该另一个LED芯片的芯片正极与正电极21连接，可实现2个LED芯片8的串联。
需要说明的是，上述仅给出封装基板的容纳部内至少一个LED芯片为2个正装型LED芯片的例子，根据上述分析可以确定在封装基板的容纳部内安装的LED芯片数量还可以大于2个，至少一个LED芯片可以是倒装型LED芯片、正装型LED芯片和垂直型LED芯片中的一种或多种组合。
本发明还提供一种半导体器件的制作方法，包括如下步骤：
S1、在基板的上表面制作电极和若干个散热片，以使所述若干个散热片的一端面朝向所述电极形成容纳部；
其中，在步骤S1中，基板、及制作于基板上表面的电极和若干个散热片共同构成一个封装基板。该若干个散热片可以与该基板一体成型，使得热量可快速从散热片散热。该若干个散热片和基板的材质相同，该若干个散热片和基板的材质包括白色陶瓷。
优选地，该若干个散热片在基板的上表面的分布形状呈中空十字型、中空X型或中空米字型。
S2、将LED芯片固定于所述容纳部内，并与所述电极连接；
在步骤S2中，LED芯片可通过助焊剂或锡膏与电极固定连接，且位于中空十字型、中空X型或中空米字型的中间位置。在固定LED芯片的过程中，还可以通过散热片形成的容纳部来定位LED芯片的位置，提升固晶良率。
S3、将荧光片粘贴于所述LED芯片的上表面；
在步骤S3中，可通过散热片在基板上形成的分布图形来定位荧光片的固定位置，提升荧光片的定位精度。荧光片通过固晶胶或硅胶固定在LED芯片的上表面。
S4、采用点胶工艺将白胶树脂涂覆于所述基板上，以使所述白胶树脂包裹在所述LED芯片和所述荧光片的四周且与所述若干个散热片的侧壁紧密连接；
S5、对所述白胶树脂进行固化，形成半导体器件。
为了提升半导体器件的制作效率，可将多个封装基板制作在同一块板上，并利用上述方法中的步骤S2～S5在每个封装基板上形成对应的半导体器件，最后在步骤S5之后，将该同一块板上的多个半导体器件切割成单颗半导体器件。
优选地，上述实施例中，LED芯片为倒装型LED芯片、正装型LED芯片和垂直型LED芯片中的一种或多种的组合。
优选地，所述至少一个LED芯片在所述封装基板上构成串联支路，或者所述至少一个LED芯片在所述封装基板上构成并联支路。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种封装基板，其特征在于，包括：基板、电极和若干个散热片；所述电极和所述若干个散热片设置于所述基板的上表面，所述若干个散热片的一端面围成一容纳部，所述容纳部用于容纳LED芯片；
所述若干个散热片在所述基板的上表面的分布形状呈中空十字型、中空X型或中空米字型。
2.如权利要求1所述的封装基板，其特征在于，所述若干个散热片与所述基板一体成型。
3.如权利要求1所述的封装基板，其特征在于，所述基板上设置有导电通孔，所述导电通孔的一端与所述电极正对，所述导电通孔的另一端设置有线路层，所述导电通孔内设置有电连接件以将所述电极和所述线路层连接。
4.如权利要求1所述的封装基板，其特征在于，所述散热片的材质包括白色陶瓷。
5.一种半导体器件，其特征在于，包括：至少一个LED芯片以及如权利要求1～4中任一项所述的封装基板；所述至少一个LED芯片安装于所述容纳部中并与所述电极连接，所述至少一个LED芯片的出光面上固定有荧光片；所述基板上覆盖有白胶，所述白胶包裹于所述至少一个LED芯片和所述荧光片的四周，并与所述若干个散热片的侧壁紧密连接。
6.如权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，所述至少一个LED芯片为倒装型LED芯片、正装型LED芯片和垂直型LED芯片中的一种或多种的组合。
7.如权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，所述至少一个LED芯片在所述封装基板上构成串联支路，或者所述至少一个LED芯片在所述封装基板上构成并联支路。
8.一种半导体器件的制作方法，其特征在于，用于制作如权利要求1-7任一项所述的半导体器件，包括如下步骤：
在基板上制作电极和若干个散热片，以使所述若干个散热片的一端形成容纳部；
将至少一个LED芯片固定于所述容纳部内，并与所述电极连接；
将荧光片粘贴于所述至少一个LED芯片的上表面；
采用点胶工艺将白胶涂覆于所述基板上，以使所述白胶包裹在所述至少一个LED芯片和所述荧光片的四周且与所述若干个散热片的侧壁紧密连接；
对所述白胶进行固化，形成半导体器件。
9.根据权利要求8所述的制作方法，所述若干个散热片在所述基板的上表面的分布形状呈中空十字型、中空X型或中空米字型。
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