CN1474462A - 表面黏着发光二极管的封装结构及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种表面黏着发光二极管的封装结构及其制造方法，该表面黏着发光二极管的封装提供一基板，该基板具有多个接垫，该多个接垫间为不相通绝缘隔离状态，且该基板具有一内嵌部，用以容纳至少一发光二极管芯片；借由一接合焊线耦合该至少一个发光二极管芯片与该多个接垫；填充一遮盖物在该基板的内嵌部中，并覆盖该接合焊线，用以保护该发光二极管芯片与该接合焊线；及对该发光二极管封装结构作切割以完成封装。本发明所提供的技术，可以降低表面黏着发光二极管的封装结构的厚度，并且可使发光二极管透过遮盖物的不同表面发光，以达到多面发光的目的。

Description

表面黏着发光二极管的封装结构及其制造方法
技术领域
本发明是关于一种表面黏着发光二极管的封装结构及其制造方法，特别是关于一种可多面发光的表面黏着发光二极管的封装结构及其制造方法。
背景技术
现今的电子零件或其相关产品均有走向轻薄短小的趋势；然而除电子组件日渐缩小之外，表面黏着技术的广泛运用亦为此趋势的因素之一。在目前广被应用的发光二极管(Light Emitting Diode；LED)，在表面黏着技术的焊接方式下，通常借由印刷电路板(printed circuit board；PCB)作为发光二极管芯片的基板，如图1所示，是将发光二极管芯片10置于一印刷电路板30上，并以一接合焊线20耦合该发光二极管10与该印刷电路板30，并以封胶40黏封，以保护发光二极管芯片10与接合焊线20。然而，因为一般印刷电路板30至少包含三层以上的结构，通常是以贯孔31方式导通。其厚度至少包括印刷电路板30、发光二极管芯片10、接合焊线20以及封胶40的厚度，因此在因应轻薄短小趋势之下，以印刷电路板作为发光二极管芯片的基板的制作方式已不能满足现况的需求。
再者，另一制作方式是以导线架(lead frame)作为与发光二极管芯片电性连接的封装结构，如图2所示。而最初的封装是由导线架(lead frame)32构成，该封装的形式是以承载一发光二极管芯片10并提供导线以对外部组件的电子传输，此芯片用接合焊线(bonding wire)20连接至导线架32的引脚33，并以封胶40黏封。
亦即传统的导线架(lead frame)32型式的封装，是将芯片10经由接合焊线(bonding wire)20与导线架32构成电性耦合，以做为信号的传递，接着将封装体加以封胶40，以保护芯片10与接合焊线(bonding wire)20，避免与外界接触，达到保护功效。同样地，其厚度至少包括导线架32、发光二极管芯片10、接合焊线20以及封胶40的厚度。
以上所提出的以印刷电路板或导线架作为发光二极管芯片基板的作法，是将发光二极管芯片置放于印刷电路板或导线架的表面上，其整体结构在不论厚度或高度上以及在发光方向上，均具有改良的空间，以符合轻薄短小的产品趋势。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种厚度较低的表面黏着发光二极管的封装结构，是将发光二极管芯片以及接合焊线内嵌于印刷电路板中，以减少整体厚度，达到降低厚度的目的。
本发明的另一目的在于提供一种可多面发光的表面黏着发光二极管的封装结构，是将发光二极管芯片以及接合焊线内嵌于印刷电路板中的一镂空结构，使得发光二极管芯片的光线可以透过不同方向发射，以达到多面发光的目的。
因此，为达上述目的本发明提供一种表面黏着发光二极管的封装，其中包含一基板，该基板具有一内嵌部，并具有一第一接垫与一第二接垫，该第一接垫与该第二接垫不连通而成隔离状态；一发光二极管芯片，置于该内嵌部中；一接合焊线(bonding wire)，耦合该发光二极管芯片、该第一接垫与该第二接垫；及一遮盖物，填充于该内嵌部中并覆盖在该基板的上表面，用以保护该发光二极管芯片与该接合焊线(bonding wire)；最后再对该发光二极管封装结构做切割以完成封装。此实施例所提供的内嵌部为一镂空结构的内嵌部的基板，使得该发光二极管芯片可以上下发光。
本发明的第二较佳实施例，更包含至少一发光二极管芯片与多个接垫或另外独立的其它接脚上以形成电性连接。
本发明的第三较佳实施例，更包含有一镂空结构的长条型基板，该镂空凹槽安置有多个发光二极管芯片，待该遮盖物完成后，对该基板的每一发光二极管单元予以切割，使得该发光二极管芯片可以四面发光。
本发明提供一种表面黏着发光二极管的制造方法，至少包含下列步骤：提供一基板，该基板具多个可供接合的接垫与一内嵌部，该多个接垫均为互相不导通的状态；内嵌至少一个发光二极管芯片于该内嵌部中；借由一接合焊线耦合该至少一个发光二极管芯片与该多个接垫；填充一遮盖物于该基板的内嵌部中，并覆盖该发光二极管芯片及该接合焊线；以及对该发光二极管结构切割成分别个体以完成产出。
本发明的目的在于以一具有凹槽的基板取代传统利用印刷电路板(printed circuit board PCB)或导线架(lead frame)作为发光二极管芯片的基板，借此能够使发光二极管的封装结构更薄，且可降低制造成本，并具有生产容易以及低成本的优点。
运用本发明所提供的封装结构及其制造方法，不仅具有减少整体结构厚度的优点，并且突破传统技术仅能制造单面发光二极管的限度，借以制造低厚度与多面发光的表面黏着发光二极管。
有关本发明的特征与实作，兹配合图标作最佳实施例详细说明如下：
附图说明
图1为传统利用印刷电路板(printed circuit board；PCB)作为发光二极管芯片的基板的表面黏着发光二极管的封装结构侧面图；
图2为传统利用导线架(lead frame)作为发光二极管芯片的基板的表面黏着发光二极管的封装结构侧面图；
图3为本发明利用具有一镂空结构的基板作为发光二极管芯片的基板的表面黏着发光二极管的封装结构的第一较佳实施例的侧视图；
图4为本发明利用具有一镂空结构的基板作为发光二极管芯片的基板的表面黏着发光二极管的封装结构的第一较佳实施例的俯视图；
图5为本发明利用具有一镂空结构的基板作为发光二极管芯片的基板的表面黏着发光二极管的封装结构的第二较佳实施例的俯视图；
图6为本发明利用具有镂空结构的基板作为发光二极管芯片的基板的表面黏着发光二极管的封装结构的第三较佳实施例的俯视图；以及
图7为本发明利用具有镂空凹槽的长条型基板作为发光二极管芯片的基板的表面黏着发光二极管的封装结构的第三较佳实施例的剖面图。
具体实施方式
发光二极管(Light-Emitting Diode；LED)的作用类似小型的灯泡，当电流通过它时，它便会发出光亮。在许多电器的开关，都利用发光二极管来代表电源是否开启的状态。例如计算机面板通常有Turbo指示灯、电源指示灯、硬盘存取灯等，都是以发光二极管作为显示的组件。
而发光二极管具有较强的机械强度、使用寿命长、亮度高、电光变换效率高及可利用低电压起作用等优点，作为指示灯的用途，以逐渐取代以往钨丝灯的地位；目前已达实用阶段的发光二极管有数种，各有其优点与使用场合，其中一种表面黏着发光二极管，是一种可将其直接黏合在印刷电路板表面预定位置成电性连接的发光二极管，但是随着电子时代的来临，讲求轻薄短小的趋势愈来愈重要，在传统印刷电路板无法降低厚度与其成本下，因此一种使用具有凹槽的基板与将芯片放置于开该凹槽内的表面黏着发光二极管的封装结构及其制作方法即为本发明的主要标的。以下以几个实施例来说明实际达成的手段。
图3为本发明所提供的第一较佳实施例，为可以上下两的方向发光的的表面黏着发光二极管的封装结构的侧视图。依据本发明的第一较佳实施例而言，包含一基板50a，可为金属基板或非金属基板，该基板50a的上下层分别包含一导电材料涂布于其上(图中未示)，用以在接合焊线20与固定发光二极管芯片10时，易于焊接而不至于脱落，一般均以金、银、锡、铬、镍或者其合金作为导电材料，由于金较贵，且黄色光的反射效果较差，所以较少被采用。该基板50a具有一内嵌部51a，该内嵌部51a是为一自该基板50a的上表面所挖掘的一镂空结构，用以容纳芯片10。其该基板外层分别包覆有一第一接垫61与第二接垫62，该第一接垫61与该第二接垫62间是不连通成绝缘隔离状态；一接合焊线20，是耦合该发光二极管芯片10、该第一接垫61与该第二接垫62；一遮盖物70，是填充于该内嵌部51a中，并且覆盖该发光二极管芯片10与该接合焊线20，可以用低压成型的铸模(modeling)技术或以封胶(encapsulated)技术完成该遮盖物的保护功能，最后在对该发光二极管封装结构作切割以完成封装。
图4为本发明利用一具有可容纳一发光二极管芯片的内嵌部的基板的表面黏着发光二极管的封装结构俯视图，用以显示该遮盖物70覆盖于基板50a上的情形，该发光二极管芯片10所发出的光线，是透过该遮盖物70而发射，为双面(上下两个方向)发光方向的封装结构。图中所示的该遮盖物70为矩型，亦可为一圆形遮盖物。此外，更可以任何形状的遮盖物70，来达到本发明的功效，而非仅以本发明的实施例用于限定本发明的范围。
图3与图4所列的本发明的第一较佳实施例，与传统封装技术相较，至少减少发光二极管芯片10以及接合焊线20的高度，使得整体的封装结构厚度较传统技术为低。
图5为本发明的第二较佳实施例，利用多个发光二极管的表面黏着发光二极管的封装结构俯视图。依据本发明的第二较佳实施例而言，包含一基板50b，可为金属基板或非金属基板，金属基板为一导电金属层，可以是铁板或铜板，该基板50b的上下层分别包含一导电材料涂布于其上(图中未示)，用以在接合焊线20与固定发光二极管芯片10时，易于焊接而不至于脱落，一般均以金、银、锡、铬、镍或者其合金作为导电材料，由于金较贵，且黄色光的反射效果较差，所以较少被采用。该基板50b具有一内嵌部51b，用以容纳该发光二极管芯片，本实施例为容纳三个发光二极管芯片(10a、10b、10c)于该内嵌部51b中。该基板50b具有多个接垫(第一接垫61、第二接垫62、第三接垫63、第四接垫64)，该多个接垫是不连通而成隔离状态；将发光二极管芯片10a、10b、10c，电性连接至该多个接垫中之一者(例如第一接垫61、第二接垫62、第四接垫64)；接合焊线20a、20b、20c，是耦合该发光二极管芯片10a、10b、10c与该多个接垫中的另一者(第三接垫63)，并以点胶方式于该基板表面予以黏封物质(图中未示)覆盖；及一遮盖物70，覆盖于内嵌部51b中以及该基板50b的上表面，用以保护该发光二极管芯片10a、10b、10c与该接合焊线20a、20b、20c。可以用低压成型的铸模技术或以封胶技术完成该遮盖物的保护功能：最后在对该发光二极管切割已完成封装。
图6为本发明的第三较佳实施例，利用多个发光二极管的表面黏着发光二极管的封装结构俯视图，以达成多面发光的目的。依据本发明的第三较佳实施例而言，包含一基板50c，可为长条型金属基板或非金属基板，金属基板为一导电金属层，可以是铁板或铜板，该基板50c的上下层分别包含一导电材料涂布于其上(图中未示)，用以在接合焊线20与固定发光二极管芯片10时，易于焊接而不至于脱落，一般均以金、银、锡、铬、镍或者其合金作为导电材料，由于金较贵，且黄色光的反射效果较差，所以较少被采用。该基板50c具有一镂空结构51c，用以容纳多个发光二极管芯片，本实施例为容纳三个发光二极管芯片10a、10b、10c于该镂空结构51c中，该基板50c具有多个接垫(本实施例为六个接垫，分别为第一接垫61、第二接垫62、第三接垫63、第四接垫64、第五接垫65以及第六接垫66)，该多个接垫是不连通而成隔离状态；接合焊线20a、20b以及20c分别耦合该发光二极管芯片10a与该第一接垫61与第二接垫62接垫、该发光二极管芯片10b与该第二接垫62与第三接垫63接垫、以及该发光二极管芯片10c与该第五接垫65与第六接垫66接垫，并以点胶方式于该基板表面予以黏封物质(图中未示)覆盖；及一遮盖物(图中未示)，覆盖于该镂空结构51c中以及该基板50c的上表面，用以保护该发光二极管芯片10a、10b以及10c与该接合焊线20a、20b以及20c。可以用低压成型的铸模技术或以封胶技术完成该遮盖物的保护功能。最后再将上述的结构体以图中所示的虚线位置予以切割，形成三个结构体，其切割完成的剖面图如图7所示，可以形成四面发光的结构体，最后在对该发光二极管切割已完成封装。

Claims (10)

1、一种表面黏着发光二极管的封装结构，其特征在于至少包含：
一基板，具有一内嵌部与多个接垫，该多个接垫间为不相通绝缘隔离状态；
至少一个以上的发光二极管芯片，容纳于该内嵌部中，使该发光二极管芯片内嵌至该基板内；
一接合焊线，其耦合该发光二极管芯片与该多个接垫；以及
一遮盖物，填充于该内嵌部内，并覆盖该发光二极管芯片及该接合焊线。
2、如权利要求1所述的表面黏着发光二极管的封装结构，其特征在于该内嵌部是自该基板的上表面掏空的一镂空结构，使得该发光二极管芯片可透过该遮盖物的不同表面发光。
3、如权利要求1所述的表面黏着发光二极管的封装结构，其特征在于该基板可选自金属基板与非金属基板的组合中的任何一种。
4、如权利要求3所述的表面黏着发光二极管的封装结构，其特征在于该金属基板可以选自铁与铜的组合中的任何一种。
5、如权利要求1所述的表面黏着发光二极管的封装结构，其特征在于该基板上下层均分别包含一导电材料涂布其上用以易于焊线接合。
6、如权利要求5所述的表面黏着发光二极管的封装结构，其特征在于该导电材料可选自金、银、锡、铬、镍的任何一种或合金。
7、如权利要求1所述的表面黏着发光二极管的封装结构，其特征在于该接合焊线更包含以点胶方式于该金属表面予以黏封物质覆盖。
8、如权利要求1所述的表面黏着发光二极管的封装结构，其特征在于该遮盖物可用铸模技术完成。
9、如权利要求1所述的表面黏着发光二极管的封装结构，其特征在于该遮盖物可用封装技术完成。
10、一种表面黏着发光二极管的制造方法，其特征在于至少包含下列步骤：
提供一基板，该基板具多个可供接合的接垫与一内嵌部，该多个接垫均为互相不导通的状态；
内嵌至少一个发光二极管芯片于该内嵌部中；
借由一接合焊线耦合该至少一个发光二极管芯片与该多个接垫；
填充一遮盖物于该基板的内嵌部中，并覆盖该发光二极管芯片及该接合焊线；以及
对该发光二极管结构切割成分别个体以完成产出。
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