CN111969096A - 芯片封装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明揭露一种芯片封装结构,包括基板、芯片、第一金属围墙、第二金属围墙、引脚和绝缘封装体,基板具有第一表面、第二表面、导通孔、第一导电图案和第二导电图案,第一导电图案位于第一表面的周边区域,第二导电图案位于第二表面,导通孔内填充有电镀金属,且贯穿第一表面和第二表面,芯片位于中间区域,第一金属围墙设置于第一导电图案上,第二金属围墙覆盖于第一金属围墙的上表面,其中,第二金属围墙的下表面面积小于第一金属围墙的上表面面积,第一金属围墙的上表面未被第二金属围墙覆盖的部分为焊线区,引脚的一端连接芯片,另一端连接焊线区,绝缘封装体耦接于第二金属围墙。借此,可缩小芯片封装结构的整体尺寸,并节省封装成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种芯片封装结构,尤其涉及一种具有金属围墙的芯片封装结构。
背景技术
目前市场上的芯片封装结构,是具有呈反射杯状的封装体的芯片封装结构,用于连接金线的焊线区设置在反射杯内部的功能区里。导致存在以下问题:随着芯片尺寸的增加,依照上述的设计,功能区须随之加大,封装体也必须随之加大,最终制造的芯片封装结构的尺寸过大,不利于安装、电路设计。
此外,当芯片高功率运作,温度上升时,密闭的封装体会因为内外的压力差,导致封装体内气体热涨,进而破坏封装体。
因此,本发明的主要目的在于提供一种芯片封装结构,以解决上述问题。
发明内容
本发明之目的在于提供一种芯片封装结构,借由金属围墙形成的焊线区,缩小芯片封装结构的整体尺寸,并节省封装成本。此外,借由通气孔的设置,避免绝缘封装体因内外的压力差过大而损坏或爆炸。
为达所述优点至少其中之一或其他优点,本发明的一实施例提出一种芯片封装结构,包括基板、芯片、第一金属围墙、第二金属围墙、引脚和绝缘封装体。
基板具有第一表面、第二表面、导通孔、第一导电图案和第二导电图案,第一表面具有中间区域和周边区域,第一导电图案位于第一表面的周边区域,第二导电图案位于第二表面,导通孔内填充有电镀金属,且贯穿第一表面和第二表面,以使得第一导电图案电性连接第二导电图案。
芯片设置于第一表面的中间区域中。
第一金属围墙设置于第一导电图案上,并电性连接于第一导电图案。
第二金属围墙覆盖于第一金属围墙的上表面,其中,第二金属围墙的下表面面积小于第一金属围墙的上表面面积,第一金属围墙的上表面未被第二金属围墙覆盖的部分为焊线区。
引脚的一端连接芯片,另一端连接焊线区。
绝缘封装体耦接于第二金属围墙,以封装芯片。
在一些实施例中,第一导电图案与第二导电图案是以电镀的方式分别形成于第一表面和第二表面。
在一些实施例中,电镀金属填满导通孔。
在一些实施例中,绝缘封装体的相对两侧与第二金属围墙间形成有通气孔。
在一些实施例中,基板是陶瓷基板。运用陶瓷基板耐温散热好的特性,做为大功率芯片的散热载体,加强散热性。
在一些实施例中,绝缘封装体是透镜、扩散片、玻璃片或石英片。
在一些实施例中,第一金属围墙是以电镀的方式设置于第一导电图案上。
在一些实施例中,芯片是横向结构LED芯片,引脚包括正极引脚和负极引脚,焊线区包括正极焊线区和负极焊线区,第一导电图案包括第一正极导电图案和第一负极导电图案,第二导电图案包括第二正极导电图案和第二负极导电图案,第一正极导电图案与第一负极导电图案是通过导通孔分别电性连接第二正极导电图案和第二负极导电图案,第一负极导电图案电性连接负极焊线区,第一正极导电图案电性连接正极焊线区,正极焊线区和负极焊线区之间填充有绝缘材料以电性隔离,正极引脚的一端连接横向结构LED芯片的正电极,另一端连接正极焊线区,负极引脚的一端连接横向结构LED芯片的负电极,另一端连接负极焊线区。
进一步地,正极引脚和负极引脚位于横向结构LED芯片的相对两侧。
在一些实施例中,基板还可包括第三导电图案和第四导电图案,芯片是垂直结构LED芯片,垂直结构LED芯片的上表面和下表面分别具有第一电极和第二电极,第三导电图案位于第一表面的中间区域,且垂直结构LED芯片是设置于第三导电图案上方,以使得第二电极电性连接第三导电图案,第四导电图案位于第二表面,且对应于第三导电图案的下方,通过导通孔电性连接第三导电图案,引脚的一端连接垂直结构LED芯片的第一电极,另一端连接焊线区。
因此,利用本发明所提供的一种芯片封装结构,借由金属围墙形成的焊线区,缩小芯片封装结构的整体尺寸,并节省封装成本。此外,借由通气孔的设置,避免绝缘封装体因内外的压力差过大而损坏或爆炸。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下列举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。
附图说明
所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解,其构成了说明书的一部分,用于例示本申请的实施方式,并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,并非用于限定本发明的实施方式仅限于此,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图衍生而获得其他的附图。所述附图包括:
图1是本发明芯片封装结构第一实施例的剖面示意图;
图2是本发明芯片封装结构第一实施例的俯视示意图;
图3是本发明芯片封装结构第二实施例的剖面示意图;以及
图4是本发明芯片封装结构第二实施例的俯视示意图。
附图标注:10、20-芯片封装结构;11-垂直结构LED芯片;12、22-基板;122、222-第一表面;123、223-第二表面;124、224-导通孔;125、225-第一导电图案;2251-第一正极导电图案;2252-第一负极导电图案;126、226-第二导电图案;2261-第二正极导电图案;2262-第二负极导电图案;127-第三导电图案;128-第四导电图案;13、23-第一金属围墙;131、232-焊线区;233-正极焊线区;234-负极焊线区;14、24-第二金属围墙;15、25-引脚;252-正极引脚;254-负极引脚;16、26-绝缘封装体;17、27-通气孔;21-横向结构LED芯片;28-绝缘层。
具体实施方式
这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的,并且是用于描述本发明的示例性实施例的目的。但是本发明可以通过许多替换形式来具体实现,并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、或以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。另外,术语“包括”及其任何变形,皆为“至少包含”的意思。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸的连接,或一体成型的连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指,否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是,这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在,而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
请参阅图1和图2,图1是本发明芯片封装结构10第一实施例的剖面示意图,图2是本发明芯片封装结构10第一实施例的俯视示意图。为达所述优点至少其中之一或其他优点,本发明的第一实施例提出一种芯片封装结构10。如图1所示,芯片封装结构10包括垂直结构LED芯片11、基板12、第一金属围墙13、第二金属围墙14、引脚15和绝缘封装体16。进一步看,基板12具有第一表面122、第二表面123、导通孔124、第一导电图案125、第二导电图案126、第三导电图案127和第四导电图案128。
第一导电图案125是以电镀的方式形成于第一表面122的周边区域;第二导电图案126是以电镀的方式形成于第二表面123,且对应于第一导电图案125的下方,以通过导通孔124电性连接第一导电图案125。第三导电图案127是以电镀的方式形成于第一表面122的中间区域。第四导电图案128是以电镀的方式形成于第二表面123,且对应于第三导电图案127的下方,以通过导通孔124电性连接第三导电图案127。不过,本案亦不限于此,上述各导电图案也可以是以焊接、黏接等固定连接的方式形成于第一表面122或第二表面123。
导通孔124内填满电镀金属,并贯穿第一表面122和第二表面123,使得第一导电图案125和第三导电图案127能够分别电性连接第二导电图案126和第四导电图案128,并提升结构强度。不过,本案亦不限于此,导通孔124内亦可只在其内表面形成电镀金属,以使得第一导电图案125和第三导电图案127分别电性连接第二导电图案126和第四导电图案128。
第一金属围墙13设置于第一导电图案125上,并电性连接于第一导电图案125。
第二金属围墙14覆盖于第一金属围墙13的上表面。第二金属围墙14的下表面的面积小于第一金属围墙13的上表面的面积,进而将第一金属围墙13的上表面未被第二金属围墙14覆盖到的部分定义为焊线区131。并且由于第一金属围墙13电性连接于第一导电图案125,因此,该焊线区131亦会电性连接于第一导电图案125。
垂直结构LED芯片11设置于第三导电图案127上方,位于第一表面122的中间区域。垂直结构LED芯片11的上表面和下表面分别具有第一电极和第二电极。由于垂直结构LED芯片11是设置于第三导电图案127上方,因此,垂直结构LED芯片11的第二电极是电性连接于第三导电图案127。
引脚15的一端连接垂直结构LED芯片11的第一电极,另一端连接至焊线区131,以使得第一电极电性连接于第一导电图案125。
如图2所示,绝缘封装体16连接于第二金属围墙14,且绝缘封装体16的相对两侧与第二金属围墙14间形成有通气孔17。当垂直结构LED芯片11高功率运作,温度上升时,芯片封装结构10内部因热膨胀的气体可透过该通气孔17排至外界,避免绝缘封装体16损坏。不过,本案亦不限于此,通气孔17的位置可以依据实际需求而设置,例如,绝缘封装体16只有一侧或部分侧边与第二金属围墙14间形成有通气孔17。
在本实施例中,绝缘封装体16是一个透明玻璃片,以黏接的方式连接第二金属围墙14。不过,本案亦不限于此,绝缘封装体16还可以是透镜、扩散片、石英片等。
在一实施例中,绝缘封装体16与垂直结构LED芯片11间还可填充有绝缘材料,进一步封装垂直结构LED芯片11。第一金属围墙13可以是以多次电镀的方式设置于第一导电图案125上,亦可以是以焊接、黏接等方式设置于第一导电图案125上。第二金属围墙14可以是以电镀的方式覆盖于第一金属围墙13的上表面,亦可以是以焊接、黏接等方式覆盖于第一金属围墙13的上表面。
请参阅图3和图4,图3是本发明芯片封装结构20第二实施例的剖面示意图,图4是本发明芯片封装结构20第二实施例的俯视示意图。为达所述优点至少其中之一或其他优点,本发明的第二实施例进一步提出一种芯片封装结构20。如图3所示,芯片封装结构20包括横向结构LED芯片21、基板22、第一金属围墙23、第二金属围墙24、引脚25和绝缘封装体26。进一步看,基板22具有第一表面222、第二表面223、导通孔224、第一导电图案225、第二导电图案226。引脚25包括正极引脚252和负极引脚254。横向结构LED芯片21的上表面的左侧和右侧分别是正电极和负电极。
第一导电图案225包括第一正极导电图案2251和第一负极导电图案2252。第一正极导电图案2251和第一负极导电图案2252皆是以电镀的方式形成于第一表面222的周边区域,且分布于横向结构LED芯片21的相对两侧。
第二导电图案226包括第二正极导电图案2261和第二负极导电图案2262。第二正极导电图案2261和第二负极导电图案2262皆是以电镀的方式形成于第二表面223,且分别对应于第一正极导电图案2251和第一负极导电图案2252的下方,以通过导通孔224分别电性连接第一正极导电图案2251和第一负极导电图案2252。不过,本案亦不限于此,前述各导电图案也可以是以焊接、黏接等固定连接的方式形成于第一表面222或第二表面223。
导通孔224内填满电镀金属,并贯穿第一表面222和第二表面223,使得第二正极导电图案2261和第二负极导电图案2262能够分别电性连接第一正极导电图案2251和第一负极导电图案2252,并提升结构强度。不过,本案亦不限于此,导通孔224内亦可只在其内表面形成电镀金属,以使得第二正极导电图案2261和第二负极导电图案2262分别电性连接第一正极导电图案2251和第一负极导电图案2252。
第一金属围墙23设置于第一正极导电图案2251和第一负极导电图案2252上,并电性连接于第一正极导电图案2251和第一负极导电图案2252。
第二金属围墙24覆盖于第一金属围墙23的上表面。第二金属围墙24的下表面的面积小于第一金属围墙23的上表面的面积,进而将第一金属围墙23的上表面未被第二金属围墙24覆盖到的部分定义为正极焊线区233和负极焊线区234。如图4所示,正极焊线区233和负极焊线区234之间填充有绝缘材料形成绝缘层28以电性隔离。换言之,正极焊线区233和负极焊线区234的电性是相互独立的,绝缘层28贯通第一金属围墙23和第二金属围墙24的内部以划分出正极焊线区233和负极焊线区234。
请再参阅图3,由于第一金属围墙23电性连接于第一正极导电图案2251和第一负极导电图案2252,因此,负极焊线区234电性连接第一负极导电图案2252,正极焊线区233电性连接第一正极导电图案2251。亦即,正极焊线区233位于第一正极导电图案2251的上方,负极焊线区234位于第一负极导电图案2252的上方。
横向结构LED芯片21设置于第一表面222的中间区域。
正极引脚252的一端连接横向结构LED芯片21的正电极,另一端连接至正极焊线区233,以使得正电极电性连接于第一正极导电图案2251。负极引脚254的一端连接横向结构LED芯片21的负电极,另一端连接至负极焊线区234,以使得负电极电性连接于第一负极导电图案2252。
在本实施例中,正极引脚252和负极引脚254位于横向结构LED芯片21的相对两侧。不过,本案亦不限于此,正极引脚252和负极引脚254的位置是依据横向结构LED芯片21的正、负电极分布位置而定,且正极引脚252和负极引脚254的数量是依据横向结构LED芯片21的操作电流而决定,当电流大时,会设置多个极引脚25和负极引脚254。
如图4所示,绝缘封装体26连接于第二金属围墙24,且绝缘封装体26的相对两侧与第二金属围墙24间形成有通气孔27。当横向结构LED芯片21高功率运作,温度上升时,芯片封装结构20内部因热膨胀的气体可透过该通气孔27排至外界,避免绝缘封装体26损坏。
在一实施例中,绝缘封装体26与横向结构LED芯片21间还可填充有绝缘材料,进一步封装横向结构LED芯片21。又一实施例中,横向结构LED芯片21下方可设置一个金属片,意即,该金属片位于横向结构LED芯片21的下表面与基板22的上表面222之间,以增强芯片封装结构20的整体性能,增加结构强度。此外,基板22的下表面223亦可设置有与第二正极导电图案2261和第二负极导电图案2262电性绝缘的金属图案,可做为后续固定于电路板上的焊接点,加强连接。
进一步说明,上述各实施例中的基板12、22是陶瓷基板。运用陶瓷基板耐温散热好的特性,做为大功率芯片的散热载体,可加强散热性。又,一实施例中,基板12、22可以是金属绝缘基板、或是其它材质基板。又,一实施例中,第一金属围墙13与第二金属围墙14是一体成型。
综上所述,利用本发明所提供一种芯片封装结构10、20,借由金属围墙形成的焊线区131、232电性连接引脚15、25,可缩小芯片封装结构10、20的整体尺寸,并节省封装成本。此外,借由通气孔17、27的设置,避免绝缘封装体16、26因内外的压力差过大而损坏或爆炸。再者,使用黏接玻璃方式的封装,可简化封装厂的制程。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是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作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种芯片封装结构,其特征在于,所述芯片封装结构包括:
基板,具有第一表面、第二表面、导通孔、第一导电图案和第二导电图案,所述第一表面具有中间区域和周边区域,所述第一导电图案位于所述第一表面的所述周边区域,所述第二导电图案位于所述第二表面,所述导通孔内填充有电镀金属,且贯穿所述第一表面和所述第二表面,以使得所述第一导电图案电性连接所述第二导电图案;
芯片,设置于所述第一表面的所述中间区域;
第一金属围墙,设置于所述第一导电图案上,并电性连接于所述第一导电图案;
第二金属围墙,覆盖于所述第一金属围墙的上表面,其中,所述第二金属围墙的下表面面积小于所述第一金属围墙的上表面面积,所述第一金属围墙的上表面未被所述第二金属围墙覆盖的部分为焊线区;
引脚,所述引脚的一端连接所述芯片,另一端连接所述焊线区;以及
绝缘封装体,耦接于所述第二金属围墙。
2.如权利要求1所述的芯片封装结构,其特征在于,所述第一导电图案与所述第二导电图案是以电镀的方式分别形成于所述第一表面和所述第二表面。
3.如权利要求1所述的芯片封装结构,其特征在于,所述电镀金属填满所述导通孔。
4.如权利要求1所述的芯片封装结构,其特征在于,所述绝缘封装体的相对两侧与所述第二金属围墙间形成有通气孔。
5.如权利要求1所述的芯片封装结构,其特征在于,所述基板是陶瓷基板。
6.如权利要求1所述的芯片封装结构,其特征在于,所述绝缘封装体是透镜、扩散片、玻璃片或石英片。
7.如权利要求1所述的芯片封装结构,其特征在于,所述第一金属围墙是以电镀的方式设置于所述第一导电图案上。
8.如权利要求1所述的芯片封装结构,其特征在于,所述芯片是横向结构LED芯片,所述引脚包括正极引脚和负极引脚,所述焊线区包括正极焊线区和负极焊线区,所述第一导电图案包括第一正极导电图案和第一负极导电图案,所述第二导电图案包括第二正极导电图案和第二负极导电图案,所述第一正极导电图案与所述第一负极导电图案是通过所述导通孔分别电性连接所述第二正极导电图案和所述第二负极导电图案,所述第一负极导电图案电性连接所述负极焊线区,所述第一正极导电图案电性连接所述正极焊线区,所述正极焊线区和所述负极焊线区之间填充有绝缘材料以电性隔离,所述正极引脚的一端连接所述横向结构LED芯片的正电极,另一端连接所述正极焊线区,所述负极引脚的一端连接所述横向结构LED芯片的负电极,另一端连接所述负极焊线区。
9.如权利要求8所述的芯片封装结构,其特征在于,所述正极引脚和所述负极引脚位于所述横向结构LED芯片的相对两侧。
10.如权利要求1所述的芯片封装结构,其特征在于,所述基板更包括第三导电图案和第四导电图案,所述芯片是垂直结构LED芯片,所述垂直结构LED芯片的上表面和下表面分别具有第一电极和第二电极,所述第三导电图案位于所述第一表面的所述中间区域,且所述垂直结构LED芯片是设置于所述第三导电图案上方,以使得所述第二电极电性连接所述第三导电图案,所述第四导电图案位于所述第二表面,且对应于所述第三导电图案的下方,通过所述导通孔电性连接所述第三导电图案,所述引脚的一端连接所述垂直结构LED芯片的所述第一电极,另一端连接所述焊线区。
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