CN1964084A - 发光二极管封装结构 - Google Patents
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Abstract
一种发光二极管封装结构，其包括一发光二极管晶片与一软性承载器，其中发光二极管晶片具有多个电极。软性承载器则具有一软性基板与一线路层，其中软性基板具有一承载表面与对应的一背面，而线路层是配置于承载表面上。此外，发光二极管封装结构更包括多个凸块，而发光二极管晶片的电极是经由凸块与软性承载器的线路层电性连接。
Description
技术领域
本发明是有关于一种半导体封装元件，且特别是有关于一种发光二极管的封装结构。
背景技术
由III-N族元素化合物半导体材料所构成的发光二极管(LightEmitting Diode，简称LED)是一种宽能隙(bandgap)的发光元件，其可发出的光线从红外光一直到紫外光，而涵盖所有可见光的波段。近年来，随着高亮度氮化镓(GaN)蓝/绿光发光二极管的快速发展，全彩发光二极管显示器、白光发光二极管及发光二极管交通号志等得以实用化，而其他各种发光二极管的应用也更加普及。
发光二极管元件的基本结构包含P型及N型的III-V族元素化合物磊晶层，以及其间的主动层(active layer)，也就是发光层。发光二极管元件的发光效率高低是取决于主动层的量子效率(internal quantumefficiency)，以及该元件的光取出效率(light extraction efficiency)。增加量子效率的方法主要是改善主动层的长晶品质及其磊晶层(epitaxiallayer)结构设计，而增加光取出效率的关键则在于减少主动层所发出的光在发光二极管内部反射所造成的能量损失。
习知的发光二极管封装结构包括一承载器(carrier)以及一发光二极管晶片(LED Chip)，其中承载器包括一基板与一线路层，而基板的材质为氮化铝或氮化硅，亦即承载器为硬式承载器。在习知技术中，发光二极管晶片是藉由凸块与承载器上的线路层电性连接。
值得注意的是，当多个发光二极管晶片封装于一承载器时，由于发光二极管封装结构的承载器是为硬式承载器，即承载器不具有可挠性，故习知的发光二极管封装结构的使用空间将有所限制。因此，在电子产品均要求轻薄短小的趋势下，如何使发光二极管封装结构具有可挠性质以增加其空间使用上的弹性是一重要课题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种发光二极管封装结构，其具有可挠性的软性承载器。
为达本发明的上述目的，本发明提出一种发光二极管封装结构，其包括一发光二极管晶片与一软性承载器，其中发光二极管晶片具有多个电极。软性承载器则具有一软性基板与一线路层，其中软性基板具有一承载表面与对应的一背面，而线路层是配置于承载表面上。此外，发光二极管晶片的电极是与软性承载器的线路层电性连接。
在本发明的一实施例中，软性承载器更包括一配置于线路层上的防焊层，且防焊层暴露出与电极电性连接的线路层。
在本发明的一实施例中，发光二极管封装结构更包括多个凸块，每一个电极上配置有一凸块，其中线路层是经由凸块与电极电性连接。此外，凸块例如是金凸块、铜凸块、镍凸块或是铝凸块。
在本发明的一实施例中，凸块的材料可以为导电型B阶胶材。
在本发明的一实施例中，发光二极管封装结构更包括一导电材料，其中导电材料配置于线路层与每一个凸块之间，且线路层经由导电材料与每一个凸块电性连接。此外，导电材料例如是焊料、导电型B阶胶材、异方性导电膜或异方性导电胶。
在本发明的一实施例中，软性承载器例如是软性电路板，而软性基板的材料例如是聚亚酰胺。
在本发明的一实施例中，发光二极管封装结构更包括一散热元件，散热元件是贴附于软性基板的背面。此外，软性基板具有多个填充金属材料的散热孔，且这些散热孔配置在散热元件所覆盖的区域。
在本发明的一实施例中，线路层的材料例如是铜。
基于上述，在本发明中，发光二极管封装结构是具有可挠性的软性承载器，使得发光二极管封装结构具有可挠性质，进而增加发光二极管封装结构在不同空间内的使用弹性。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明第一实施例的发光二极管封装结构的示意图。
图2是本发明第二实施例的发光二极管封装结构的示意图。
100、200：发光二极管封装结构 110：发光二极管晶片
112：电极 120：软性承载器
122：软性基板 122a：承载表面
122b：背面 124：线路层
126：防焊层 130：凸块
140：导电材料 150：散热元件
202：弯折区
具体实施方式
图1是本发明第一实施例的发光二极管封装结构的示意图。由图1可知，本实施例的发光二极管封装结构100包括发光二极管晶片110与软性承载器120，其中发光二极管晶片110具有多个电极112。此外，软性承载器120具有一软性基板122与一线路层124，软性基板122是具有一承载表面122a与对应的一背面122b，而线路层124即配置于承载表面122a上。
另一方面，发光二极管封装结构200更可包括多个凸块130，其中凸块130是配置于电极112上，而线路层124即是经由凸块130与电极112电性连接。在此，凸块130例如是金凸块、铜凸块、镍凸块或是铝凸块，而线路层124的材料例如是铜。在本实施例中，软性承载器120亦可包括一防焊层126，其中防焊层126是配置于线路层124上且暴露出与电极112电性连接的线路层124。
在此，将针对软性承载器120做详细说明。在本实施例中，软性承载器120例如是软性电路板(Flexible Printed Circuit board，简称FPC)，而软性承载器120的软性基板122的材料例如是聚亚酰胺(Polyimide，简称PI)。因此，藉由覆晶封装技术将发光二极管晶片110配置于软性承载器120上的后，即可使发光二极管封装结构100具有良好的可挠性质，进而增加发光二极管封装结构100在空间上的使用弹性。
承上所述，为使凸块130与线路层124能有良好的电性连接关系，发光二极管封装结构200例如更包括一导电材料140，其中导电材料140是配置于线路层124与凸块130之间。因此，线路层124即可经由导电材料140顺利地与凸块130电性连接，而使导电材料140与凸块130电性连接的方式可以是热压接合技术。举例来说，导电材料140可以是焊料、导电型B阶胶材(Conductive B-stage adhesive)、异方性导电膜(AnisotropicConductive Film，简称ACF)或是异方性导电胶(Anisotropic ConductivePaste，简称ACP)。
当然，凸块可直接为导电型B阶胶材。如此，线路层与电极即具有电性连接的关系。除了上述的电性连接方式外，本发明在此亦提供多种使线路层与电极电性连接且能保护凸块不受损害的方式。举例来说，可以用热压(eutectic)或者是超音波接合方式让凸块直接与电极电性连接，并应用毛细现象来使非导电性材料附着于凸块表面及部分发光二极管晶片表面，凸块与发光二极管晶片即不易受外界环境影响而损坏，其中非导电性材料可以是树酯(resin)。
另一方面，本发明亦可应用非导电性胶材来取代上述的导电胶材，并使凸块挤压非导电性胶材以与电极连接。更详细地说，凸块是与电极具有电性连接的关系，其中本发明是以热压方式或是超音波方式使凸块与电极达成电性连接。值得注意的是，非导电性胶材会受到凸块挤压而附着于凸块的部分表面上。如此，非导电性胶材亦可达到保护凸块不受损坏的功效。在此非导电性胶材例如是B阶胶材。
值得注意的是，随着半导体元件的积集度、操作功率提高，半导体元件单位面积所散发的热量也会随的提高，为解决上述的散热问题，本实施例的发光二极管封装结构100可应用一散热元件150来辅助发光二极管晶片110进行散热。散热元件150是贴附于软性基板122的背面122b，其中可以藉由一导热性粘着材料连接于背面122b与散热元件150之间，发光二极管晶片110所产生的热量即可传递至散热元件150，以降低发光二极管晶片110的内部温度。此外，为了达到较佳的散热效率，软性基板120上可以具有多个散热孔(未绘示)，散热孔例如是配置在散热元件150所覆盖的区域，其中散热孔可填充金属材料以增加发光二极管晶片110的散热效率。
图2是本发明第二实施例的发光二极管封装结构的示意图。由图2可知，本实施例的发光二极管封装结构200与第二实施例的发光二极管封装结构100类似，惟二者的主要差异在于：本实施例的发光二极管封装结构200包括二个发光二极管晶片110，且具有一弯折区202。换言之，本实施例的发光二极管封装结构200同样具有良好的可挠性质。在本实施例中，发光二极管封装结构200藉由弯折区202使得二个发光二极管晶片110在软性承载器120上的配设位置有所变化。举例来说，二个发光二极管晶片110可分别配设于弯折区202的一侧，其中弯折区202是藉由对软性承载器120进行弯折的作动以形成的。值得注意的是，当二个发光二极管晶片110分别配设于弯折区202的一侧时，二个发光二极管晶片110即分别具有不同的出光方向。
承上所述，当发光二极管封装结构200配置于电子产品(未绘示)时，发光二极管封装结构200可调整至适当形状以配合电子产品内部的空间设计，并可藉由二个发光二极管晶片110发出不同方向的光线。如此一来，发光二极管封装结构200应用于电子产品的实用性将可大幅增加。
当然，本发明在此并不限定发光二极管晶片在软性承载器上的配设位置，以及散热片在软性承载器上的配设位置与数量。此外，虽然上述实施例以具有二个发光二极管晶片与一弯折区的发光二极管封装结构为例，但本发明并不限定发光二极管晶片在发光二极管封装结构中的配设数量与软性承载器受弯折的次数。相较于习知技术，本发明的发光二极管封装结构是具有良好的可挠性质，使得发光二极管晶片藉由调整软性承载器即可改变其出光方向。换言之，本发明的发光二极管封装结构的应用范围将较为广泛。
虽然本发明已以多个实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视前述的技术方案所界定为准。
Claims (10)
1、一种发光二极管封装结构，包括：
一发光二极管晶片，具有多个电极；以及
一软性承载器，具有一软性基板与一线路层，该软性基板具有一承载表面与对应的一背面，而该线路层配置于该承载表面上，其中该发光二极管晶片的该些电极与该软性承载器的该线路层电性连接。
2、根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其中该软性承载器更包括一配置于该线路层上的防焊层，且该防焊层暴露出与该些电极电性连接的该线路层。
3、根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，更包括多个凸块，该些凸块配置于该些电极上，其中该线路层经由该些凸块与该些电极电性连接。
4、根据权利要求3所述的发光二极管封装结构，其中该些凸块包括金凸块、铜凸块、镍凸块或是铝凸块。
5、根据权利要求3所述的发光二极管封装结构，其中该些凸块的材料为导电型B阶胶材。
6、根据权利要求3所述的发光二极管封装结构，更包括一导电材料，其中该导电材料配置于该线路层与该些凸块之间，且该线路层经由该导电材料与该些凸块电性连接。
7、根据权利要求6所述的发光二极管封装结构，其中该导电材料包括焊料、导电型B阶胶材、异方性导电膜或异方性导电胶。
8、根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，其中该软性承载器包括软性电路板。
9、根据权利要求1所述的发光二极管封装结构，更包括一散热元件，贴附于该背面。
10、根据权利要求9所述的发光二极管封装结构，其中该软性基板具有多个填充金属材料的散热孔，且该些散热孔配置在该散热元件所覆盖的区域。
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