CN1725518A - 新型大功率半导体发光二极管封装基座 - Google Patents

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Abstract

本发明展示几种具有不同结构的新型大功率半导体发光二极管封装基座，主要特征如下：需要打金线的两个表面(例如，芯片的上表面与电极的上表面)之间的高度差小于图像识别系统对不同的图像之间的高度差的限制，因此，自动打线机的图像识别系统在整个打线过程中不需要改变焦距，单位时间的产量得以提高，并且减小打线机头偏移现象。本发明揭示的新型大功率半导体发光二极管封装基座设计，可以应用于其他半导体芯片或器件的封装基座。

Description

新型大功率半导体发光二极管封装基座
技术领域
本发明揭示新型大功率半导体发光二极管(LED)封装基座，属于半导体电子技术领域。
背景技术
大功率半导体发光二极管的封装基座和透镜之间经常会有气泡，影响发光效率，另外，生产成本较高。图1展示的Lumileds公司的大功率半导体发光二极管的封装基座的示意图。当把装有硅胶的透镜扣在封装基座101上时，封装基座101上的下凹109中的空气很难被完全排除干净，残留的空气在固化硅胶时会膨胀形成气泡。
在图1展示的大功率半导体发光二极管的封装基座中，电极102和103及其上的打线焊盘与LED芯片106的上表面的高度差相当大。自动设备的图像识别系统在不改变焦距的情况下，为识别不同的图像，对不同的图像之间的高度差有限制。如果不同的图像之间的高度差大于该限制，为了对不同的图像进行识别，图像识别系统必须改变焦距，以便识别不同的图像。图像识别系统改变焦距的时间降低了自动设备的单位时间的产量，因此生产成本提高。另外，全自动打线机有打线机头偏移现象(Bond tip offset)，如果不同的图像之间的高度差过大，打线机头的偏移会加大。一个方法是在一个自动设备上安装多个图像识别系统，以便分别识别不同高度的图像而不需要改变焦距。但是，具有多个图像识别系统的自动设备的软件和硬件都很复杂，价格昂贵。
因此，需要新型大功率半导体发光二极管封装基座，以便消除封装基座和透镜之间的气泡以及自动封装设备的反复的改变焦距过程，提高自动设备的单位时间的产量，减小打线机头偏移现象，而又不需要复杂昂贵的设备，因而降低成本。
发明内容
本发明揭示几种具有不同结构的新型大功率半导体发光二极管封装基座，主要特征如下：(1)封装基座上没有下凹；(2)需要打金线的两个表面(例如，芯片的上表面与打线焊盘的上表面)之间的高度差小于图像识别系统对不同的图像之间的高度差的限制，因此，自动打线机的图像识别系统在整个打线过程中不需要改变焦距，单位时间的产量得以提高，并且减小打线机头偏移现象。
本发明揭示的新型大功率半导体发光二极管封装基座设计，也可以应用于其他半导体芯片或器件的封装基座。
本发明的目的和能达到的各项效果如下：
(1)本发明的目的是提供新型大功率半导体发光二极管封装基座。
(2)本发明提供的新型大功率半导体发光二极管封装基座可以极大的减少残留在封装基座和透镜之间的气泡。
(3)本发明提供的新型大功率半导体发光二极管封装基座可以提高自动设备的单位时间的产量，因而降低成本。
(4)本发明提供的新型大功率半导体发光二极管封装基座可以降低自动打线设备的打线机头偏移。
本发明和它的特征及效益将在下面的详细描述中更好的展示。
附图说明
图1是在先的大功率LED封装基座的截面图。
图2是本发明的新型大功率LED封装基座的第一个具体实施实例的截面图。
图3是本发明的新型大功率LED封装基座的第二个具体实施实例的截面图。
图4a是本发明的新型大功率LED封装基座的第三个具体实施实例的截面图。
图4b是本发明的新型大功率LED封装基座的第四个具体实施实例的截面图。
图4c是本发明的新型大功率LED封装基座的第五个具体实施实例的截面图。
图4d是本发明的新型大功率LED封装基座的第六个具体实施实例的截面图。
图5是本发明的新型大功率LED封装基座的第七个具体实施实例的截面图。
图6是本发明的新型大功率LED封装基座的第八个具体实施实例的截面图。
图7a是本发明的新型大功率LED封装基座的第九个具体实施实例的截面图。
图7b是本发明的新型大功率LED封装基座的第十个具体实施实例的截面图。
图7c是本发明的新型大功率LED封装基座的第十一个具体实施实例的截面图。
图7d是本发明的新型大功率LED封装基座的第十二个具体实施实例的截面图。
图8a是本发明的新型大功率LED的圆形封装基座的一个具体实施实例的顶视图。
图8b是本发明的新型大功率LED的方形封装基座的一个具体实施实例的顶视图。
图9a是本发明的生产新型大功率LED封装基座的单排金属支架模条。
图9b是本发明的生产新型大功率LED封装基座的双排金属支架模条。
图9c是本发明的生产新型大功率LED封装基座的单排封装基座模条。
图9d是本发明的生产新型大功率LED封装基座的双排封装基座模条。
具体实施实例和发明的详细描述
虽然本发明的具体化实施实例将会在下面被描述，但下列各项描述只是说明本发明的原理，而不是局限本发明于下列各项具体化实施实例的描述。
注意，图中展示的新型大功率LED封装基座只是示意图。虽然图中展示的反射杯的形状是线性，但反射杯的形状包括，但不限于，线性和非线性。
图1展示Lumileds公司的大功率半导体发光二极管的封装基座101。电极102和103的一端被分别封在基座101中，互相电绝缘。LED芯片106层叠在热沉108的反射杯107上，金线104和105分别将芯片106连接到电极102和103。基座101的上表面包括下凹109，下凹109是由基座101的外部边缘110和内部边缘111界定。下凹109是为了安放透镜(图中未画出)。传统的操作是：在封装基座的芯片106和反射杯107上点荧光粉/硅胶混合物，在下凹109和荧光粉/硅胶混合物上灌硅胶，在透镜中灌硅胶，然后，将封装基座和透镜合在一起。在这一过程中，空气很容易被封在下凹109的边角部位。而且操作工艺需要3次点胶过程。
由于芯片106的上表面与电极102和103的上表面的高度差大于1毫米，自动打线机的图像识别系统需要分别对芯片106的上表面与电极102和103的上表面进行聚焦和图像识别，然后打金线，因此降低了自动设备的单位时间的产量。
图2展示本发明的新型大功率LED封装基座的第一个具体实施实例。电极202和203被封在基座201中，互相电绝缘。LED芯片206层叠在热沉208的反射杯207上。电极202和203分别具有被折弯的端部209和210，端部209和210作为打线焊盘。电极的端部209和210与芯片206的上表面的高度差极小，例如，小于0.5毫米，金线204和205分别将芯片206连接到电极端部209和210上。自动打线机的图像识别系统不需要分别对芯片206的上表面与电极端部209和210的上表面进行聚焦，而是直接进行图像识别，打金线，因此提高了自动打线设备的单位时间的产量，并且降低自动打线设备的打线机头偏移。
图3展示本发明的新型大功率LED封装基座的第二个具体实施实例。电极302和303被封在塑料基座301中，互相电绝缘。LED芯片306层叠在热沉308的反射杯307上，金线304和305分别将芯片306连接到电极302和303上。热沉308的高度被降低，使得电极302和303与芯片306的上表面的高度差极小，例如，小于0.5毫米，自动打线机的图像识别系统不需要分别对芯片306的上表面与电极302和303的上表面进行聚焦，而是直接进行图像识别，打金线，因此提高了自动打线设备的单位时间的产量，并且降低自动打线设备的打线机头偏移。
图4a展示本发明的新型大功率LED封装基座的第三个具体实施实例。电极402和403被封在封装基座401中，互相电绝缘。电极402和403被分别折弯，形成打线焊盘409和410，打线焊盘409和410的端点被分别折弯并被封在封装基座401中。LED芯片406层叠在热沉408的反射杯407上，金线404和405将芯片406分别连接到电极402和403上。反射杯407有下凹部分，反射杯407的下凹部分被荧光粉/硅胶混合物添满，封装基座401的表面没有其它下凹部分，封装基座401与添满硅胶的透镜对接时，没有空气被封在封装基座401与透镜之间。设计热沉408的高度，使得电极402和403与芯片406的上表面的高度差极小，例如，小于0.5毫米，自动打线机的图像识别系统不需要分别对芯片406的上表面与电极402和403的上表面进行聚焦，而是直接进行图像识别，打金线，因此提高了自动打线设备的单位时间的产量，并且降低自动打线设备的打线机头偏移。
图4b展示本发明的新型大功率LED封装基座的第四个具体实施实例。第四个具体实施实例与第三个具体实施实例的不同之处在于封装基座421的上表面的边缘有台阶411，台阶411是在对接透镜时，为透镜定位。
图4c展示本发明的新型大功率LED封装基座的第五个具体实施实例。第五个具体实施实例与第三个具体实施实例的不同之处在于封装基座431的上表面的靠近边缘的部分412向下倾斜，这种形状更有利于在对接透镜时空气的排出。
图4d展示本发明的新型大功率LED封装基座的第六个具体实施实例。第六个具体实施实例与第五个具体实施实例的不同之处在于封装基座441的上表面的边缘有台阶413，台阶413是在对接透镜时，为透镜定位。
图5展示本发明的新型大功率LED封装基座的第七个具体实施实例。第七个具体实施实例与第一个具体实施实例的不同之处如下，第一个具体实施实例中的热沉208的顶部是反射杯207，LED芯片206层叠在反射杯207上。第七个具体实施实例中的热沉508的顶部是平台507，LED芯片506层叠在平台507上。平台507上可以层叠较大尺寸的LED芯片。
图6展示本发明的新型大功率LED封装基座的第八个具体实施实例。第八个具体实施实例与第二个具体实施实例的不同之处如下，第二个具体实施实例中的热沉308的顶部是反射杯307，LED芯片306层叠在反射杯307上。第八个具体实施实例中的热沉608的顶部是平台607，LED芯片606层叠在平台607上。
图7a展示本发明的新型大功率LED封装基座的第九个具体实施实例。第九个具体实施实例与第三个具体实施实例的不同之处如下，第三个具体实施实例中的热沉408的顶部是反射杯407，LED芯片406层叠在反射杯407上。第九个具体实施实例中的热沉708的顶部是平台707，LED芯片706层叠在平台707上。封装基座的第九个具体实施实例中，完全没有下凹部分，平台707上不但可以层叠较大尺寸的LED芯片，而且这种形状更有利于空气的排出。
图7b展示本发明的新型大功率LED封装基座的第十个具体实施实例。第十个具体实施实例与第九个具体实施实例的不同之处在于封装基座701的上表面的边缘有台阶711，台阶711是在对接透镜时，为透镜定位。
图7c展示本发明的新型大功率LED封装基座的第十一个具体实施实例。第十一个具体实施实例与第九个具体实施实例的不同之处在于封装基座721的上表面的靠近边缘的部分712向下倾斜，这种形状更有利于在对接透镜时空气的排出。
图7d展示本发明的新型大功率LED封装基座的第十二个具体实施实例。第十二个具体实施实例与第十一个具体实施实例的不同之处在于封装基座731的上表面的边缘有台阶713，台阶413是在对接透镜时，为透镜定位。
注意，虽然图7和图4展示的本发明的新型大功率LED封装基座的上表面是平面，本发明的新型大功率LED封装基座的上表面也可以包括凸起的部分。
图8a展示本发明的新型大功率LED的圆形封装基座的一个具体实施实例的顶视图。圆形外壳801把互相电绝缘的电极802和803封在其中，电极802和803分别具有暴露的打线焊盘804和805。具有反射杯807的热沉808安装在圆形内壳806中。热沉808的上表面也可以是平面(没有在图中展示)。电极802和803也可以是其它形状。打线焊盘804和805也可以是其它形状或在其它位置。
图8b展示本发明的新型大功率LED的方形封装基座。方形外壳811把互相电绝缘的电极812和813封在其中，电极812和813分别具有打线焊盘814和815，具有反射杯817的热沉818安装在圆形内壳816中。方形外壳811具有圆形内边819以便安装透镜。热沉818的上表面也可以是平面(没有在图中展示)。电极812和813也可以是其它形状。打线焊盘814和815也可以是其它形状或在其它位置。
图9a展示本发明的生产新型大功率LED封装基座的单排金属支架901。单排金属支架901包括电极902。
图9b展示本发明的生产新型大功率LED封装基座的多排金属支架911。多排金属支架911包括两个互相联结的单排金属支架913和914，每个单排金属支架913和914分别具有电极912。
注意，虽然图9b中的多排金属支架911只包括两个互相联结的单排金属支架，但是，多排金属支架911可以包括多于两个互相联结的单排金属支架。
图9c展示本发明的生产新型大功率LED封装基座的单排封装基座支架921。单排封装基座支架921包括电极922和多个封装基座923。每两个相对的电极922被封装在一个封装基座923中。
图9d展示本发明的生产新型大功率LED封装基座的多排封装基座支架931。多排封装基座支架931包括电极932和两个互相联结的单排封装基座支架934和935。每两个相对的电极932被封装在一个封装基座933中。在生产工艺流程完成后，多排封装基座支架921或931被分开为单个封装基座933并测试分类。
注意：(1)虽然图9d中的多排封装基座支架931只包括两个互相联结的单排封装基座支架，但是，多排封装基座支架931可以包括多于两个互相联结的单排封装基座支架。(2)虽然图9d中的封装基座933具有矩形，但是，封装基座933也可以具有其它形状，例如，方形，圆形，或憜圆形。
上面的具体的描述并不限制本发明的范围，而只是提供一些本发明的具体化的例证。因此本发明的涵盖范围应该由权利要求和它们的合法等同物决定，而不是由上述具体化的详细描述和实施实例决定。

Claims (12)

1.一种新型大功率半导体发光二极管(LED)封装基座，包括
基座；
两个电极；其中，所述的两个电极被封在基座中，所述的两个电极互相电绝缘；其中，所述的两个电极被封在基座中的部分分别包括打线焊盘；
热沉；其中，所述的层叠LED芯片的热沉的上表面与所述的两个电极的打线焊盘的上表面的高度接近。
2.权利要求1的新型大功率半导体发光二极管(LED)封装基座，其中，所述的层叠LED芯片的热沉的上表面具有反射杯；其中，所述的反射杯的形状包括，但不限于线性和非线性形状。
3.权利要求1的新型大功率半导体发光二极管(LED)封装基座，其中，所述的层叠LED芯片的热沉的上表面是平面。
4.权利要求1的新型大功率半导体发光二极管(LED)封装基座，其中，所述的两个电极的被封在基座中的具有打线焊盘的端部被折弯，使得被折弯的端部与芯片的上表面的高度差极小。
5.权利要求1的新型大功率半导体发光二极管(LED)封装基座，其中，所述的基座的外形是从下述形状选出：圆形，方形，憜圆形，矩形。
6.一种新型大功率半导体发光二极管(LED)封装基座，包括
基座；其中，所述的基座的上表面是平面或包括凸起的部分，没有下凹部分；
两个电极，其中，所述的两个电极被封在基座中，所述的两个电极互相电绝缘；其中，所述的两个电极被封在基座中的部分分别包括打线焊盘；
热沉；其中，所述的层叠LED芯片的热沉的上表面与所述的两个电极的打线焊盘的上表面的高度接近。
7.权利要求6的新型大功率半导体发光二极管(LED)封装基座，其中，所述的层叠LED芯片的热沉的上表面具有反射杯；其中，所述的反射杯的形状包括，但不限于线性和非线性形状。
8.权利要求6的新型大功率半导体发光二极管(LED)封装基座，其中，所述的层叠LED芯片的热沉的上表面是平面。
9.权利要求6的新型大功率半导体发光二极管(LED)封装基座，其中，所述的基座的外形是从下述形状选出：圆形，方形，憜圆形，矩形。
10.权利要求6的新型大功率半导体发光二极管(LED)封装基座，其中，所述的基座的上表面的边缘有台阶，台阶是在对接透镜时，为透镜定位。
11.权利要求6的新型大功率半导体发光二极管(LED)封装基座，其中，所述的基座的上表面的靠近边缘的部分向下倾斜，这种形状更有利于在对接透镜时空气的排出。
12.权利要求11的新型大功率半导体发光二极管(LED)封装基座，其中，所述的基座的上表面的边缘有台阶，台阶是在对接透镜时，为透镜定位。
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