TWI464926B - 表面黏著型發光二極體封裝結構及其製造方法 - Google Patents

Description

表面黏著型發光二極體封裝結構及其製造方法

本發明乃是關於一種表面黏著型發光二極體封裝結構及其製造方法，特別是指一種具有平坦式接腳(foot pin)而可利用表面黏著技術(Surface mounted technology)焊接於電路表面的發光二極體封裝結構。

表面黏著型(Surface mounted)發光二極體已經廣泛地應用為近距離感應器(proximity sensor)，設置在行動電話、電視或攜帶式行動裝置內，以感應使用者的在場(presence)。為獲得更長的感測距離(detecting distance)，就需要有小角度、高強度的表面黏著型發光二極體。其中表面黏著型反射式發光二極體(Surface mounted reflection LED)可以符合上述需求。

請參閱圖1，現有的表面黏著型發光二極體具有絕緣本體9，其包括杯狀(cup-like shaped)的容置部92及位於容置部92外面的導墊設置區920。導墊設置區920是由容置部92內表面向外並由絕緣本體9的頂面向下凹設而成的。杯狀的容置部92是用於配合光線照明。金屬支架的一端延伸至導墊設置區920內而形成一導墊(bond pad)，另一端延伸至絕緣本體9的外圍以作為電極(未圖示)。

上述先前技術有些可以改進的地方。首先，由於導墊位於容置部92的外面，此種封裝結構需要較長的導線(bonding wire)95。其連帶地造成潛在的信賴度問題 (potential reliability issue)，例如導線95高過絕緣本體9的頂面而容易外露於空氣中；或者，容易因接觸容置部92內表面的金屬電鍍層而產生短路。此外，因導墊設置區920加大了寬度，而造成較大的封裝尺寸。

緣是，本發明人有感上述問題之可改善，乃潛心研究並配合學理之運用，而提出一種設計合理且有效改善上述問題之本發明。

本發明所要解決的技術問題，在於提供一種表面黏著型發光二極體封裝結構，在於縮短導線的長度，並降低導線的高度，以減少潛在的信賴度問題；此外減小整體的封裝尺寸。

為了解決上述技術問題，根據本發明之其中一種方案，提供一種表面黏著型發光二極體封裝結構，包括絕緣本體、第一導電部、第二導電部、發光二極體晶片及導線。絕緣本體具有一由其頂面向下凹陷的容置部、及一位於該容置部內的配墊島，該容置部形成一容置空間及一平坦的底面，該配墊島由該杯狀容置部的內表面部份地朝該容置空間突出且形成一導接平面。第一導電部具有一位於該配墊島的該導接平面的第一接觸部、及一延伸至該絕緣本體的外表面的第一接腳。第二導電部具有一位於該容置部的底面的第二接觸部、及一延伸至該絕緣本體的外表面的第二接腳；發光二極體晶片設於該第二接觸部上。導線連接該發光二極體晶片於該第一接觸部。

為了解決上述技術問題，根據本發明之其中一種方案，提供一種表面黏著型發光二極體封裝結構的製造方 法，包括至少下列步驟：提供一絕緣本體，並於該絕緣本體形成一凹陷狀的容置部及一突出於該容置部內的配墊島；形成一導電層於該絕緣本體的表面，覆蓋該容置部，並延伸至該絕緣本體的外表面而形成第一接腳及第二接腳；移除該導電層的一部份而形成一隔縫，使該隔縫穿過該配墊島、該容置部及該絕緣本體，將該導電層隔開形成第一導電部及第二導電部；設置一發光二極體晶片於該容置部的底面且位於該第二導電部上；及形成一導線，以連接該發光二極體晶片於該第一導電部。

本發明至少具有以下有益效果：容置部的配墊島，使整體結構的尺寸比先前技術小；導線只延伸至容置部內，長度變短，高度變低，減少導線成本，也降低導線短路的風險。導電層同時可作為容置部的反射面。

為了能更進一步瞭解本發明為達成既定目的所採取之技術、方法及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明、圖式，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得以深入且具體之瞭解，然而所附圖式與附件僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

請參考圖2，為本發明之表面黏著型發光二極體封裝結構的立體圖。以下配合本發明的結構，一併說明其製造方法。本發明之表面黏著型發光二極體封裝結構包括有一絕 緣本體10、一導電層20形成於絕緣本體10的表面、一發光二極體晶片(LED dice)30、及一導線32。前述導電層20延伸至該絕緣本體10的外表面(本實施例為底面)形成第一接腳218(first foot pin)及第二接腳(second foot pin)228，而供本發明可利用表面黏著技術(SMT)焊接安裝於電路板(未圖示)上。

絕緣本體10為絕緣材料製成，可以用塑膠射出的方式成型。絕緣本體10具有一由其頂面向下凹陷的容置部12、及一位於該容置部12內的配墊島(bond-pad island)14。若以塑膠射出方式成型的話，本發明在形成絕緣本體10的同時，即可形成該容置部12及該配墊島14。

本實施例的容置部12大體呈杯狀(cup-like shape)，具有一容置空間122及一平坦的底面124；容置部12形成凹狀弧面的內表面，有利於光線的聚集；平坦的底面124可供置放發光二極體晶片30。

上述配墊島14是由杯狀的容置部12的內表面部份地(partially)朝該容置空間122突出而成的，大體呈楔形(wedge-shaped)，並且形成一導接平面142於頂面。導接平面142呈扇形(part of cylinder)。本實施例中該配墊島14具有一鄰近該平坦底面124的圓筒形弧面141、及一對側邊平面(未標號)連接該圓筒形弧面141及該容置部12內表面。然而，本發明配墊島的形狀並不受限於上述例子，例如也可是部分圓柱形、方柱形…等。

本發明的導電層20乃形成於該絕緣本體10的表面，可以是藉由電鍍或別的方式形成的。導電層20覆蓋該容置部12，同時延伸至該絕緣本體10的外表面，本實施例是延 伸至絕緣本體10的兩相對的側面。不需導電層的部位可以先予以遮蓋，例如用可撥離的膠覆蓋，電鍍後再移除。依本發明絕緣本體10的外型，可以是在一長條型的絕緣材料上形成多個容置部12。電鍍完成後，以切除的方式，將每一容置部切開，切割的部份形成未電鍍的側面。

然後，形成一橫越該導電層20的隔縫(Isolation gap)201，隔縫201可以是用雷射蝕刻的方式移除，或在形成導電層20之前就予以遮蓋。本實施例中，該隔縫201橫過該配墊島14、該容置部12及該絕緣本體10，將該導電層20隔開形成第一導電部21及第二導電部22，以分別將電源導接至發光二極體晶片30的兩極。本發明的導電層20另外的優點在於，也可以作為容置部12的反射面以反射並聚集光線。

第一導電部21具有一位於導接平面142上的第一接觸部212、及一延伸至該絕緣本體10的外表面的第一接腳218。本實施例的第一導電部21還包括由第一接觸部212斜向延伸至容置部12內側面的第一傾斜部214、由第一傾斜部214延伸至絕緣本體10頂面的第一平整部216。第一平整部216朝絕緣本體10的外表面延伸而形成上述第一接腳218，本實施例的第一接腳218乃位於絕緣本體10的底面，然而第一接腳是可以依發光二極體封裝結構的設計而變更位置。

第二導電部22具有一位於該容置部12的底面的第二接觸部222、及一延伸至該絕緣本體10的外表面的第二接腳228；本實施例的第二導電部22還包括由第一接觸部222斜向延伸至容置部12內側面的第二傾斜部224、由第二傾 斜部224延伸至絕緣本體10頂面的第二平整部226。第二平整部226朝絕緣本體10的外表面延伸而形成上述第二接腳228，本實施例的第二接腳228乃位於絕緣本體10的底面，然而第二接腳是可以依發光二極體封裝結構的設計而變更位置。本實施例的第二導電部22有一部分覆蓋於配墊島14的圓筒形弧面141，使圓筒形弧面141也提供聚集光線及反射光線的功用。

發光二極體晶片(LED dice)30設於該第二接觸部222上。本實施例的發光二極體晶片30具有一位於其底面的電極，可以是陽極(anode)或陰極(cathode)，可藉由導電性樹脂(conductive epoxy)固定並電連接於第二接觸部222；發光二極體晶片30的另一電極藉由導線32連接該於第一導電部21的第一接觸部212。相較先前技術，本發明的導線32只位於容置部12內，未延伸至容置部外，長度縮短。然而本發明的發光二極體晶片並不限制於上述的型式，例如二個電極可以均為打線連接。

請參閱圖3及圖4，分別為本發明之表面黏著型發光二極體封裝結構的剖視圖及俯視圖。配墊島14的頂面，亦即導接平面142，乃低於絕緣本體10的頂面，且接近該發光二極體晶片30的頂面。配墊島14的高度大約為容置部12深度的一半。當導線32打線(bonding)完成後仍遠遠低於絕緣本體10的頂面，不會有先前技術導線外露的問題。

本實施例中該第一導電部21及該第二導電部22由鍍於該絕緣本體10表面的導電層20形成。該導電層20藉由隔縫201形成該第一導電部21及該第二導電部22，以分別電連接發光二極體晶片30的二電極。導電層20同時又提 供反射及聚集光線的作用。

本發明為達成上述結構，提供一種表面黏著型發光二極體封裝結構的製造方法，包括至少下列步驟：

首先，形成一絕緣本體10，並於該絕緣本體10形成凹陷狀的容置部12及突出於該容置部12內的配墊島14。一種實施的方式，在該容置部12形成杯狀的容置空間122及一平坦的底面124。

其次，形成一導電層20於該絕緣本體10的表面，覆蓋該容置部12，並延伸至該絕緣本體10的外表面而形成第一接腳218及第二接腳228。一種較佳的方式，是以電鍍方式形成該導電層20。更細部的步驟包括覆蓋該導電層20於該絕緣本體10的頂面及兩側面，並延伸至該絕緣本體10的底面，而形成第一接腳218及第二接腳228於該絕緣本體10底面。

接著，移除該導電層20的一部份而形成一隔縫201，使該隔縫201穿過該配墊島14、該容置部12及該絕緣本體10，將該導電層20隔開形成第一導電部21及第二導電部22。一種較佳的方式，是以雷射蝕刻方式形成該隔縫201。更仔細的說，其中包括在該第一導電21部形成第一接觸部212於該配墊島14的頂面，並在該第二導電部22形成第二接觸部222於該容置部12的底面124。

然後，設置一發光二極體晶片30於該容置部12的底面且位於該第二導電部22上。其中更細的步驟，包括設置該發光二極體晶片30於該容置部12的底面124且位於該第二接觸部222上。

末了，提供一導線32以連接該發光二極體晶片30於 該第一導電部21。更具體的說，是連接於第一導電部21的第一接觸部212。

縱上所述，本發明具有下述的特點及功能：容置部內設有配墊島，使得發光二極體封裝結構的尺寸比先前技術小；導線只延伸至容置部內，長度變短，高度變低，不僅減少導線成本，也降低導線外露於絕緣本體的可能性及短路的風險。導電層同時可作為容置部的反射面，又作為連接二電極至電源的線路。

惟以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之等效技術變化，均同理皆包含於本發明之範圍內，合予陳明。

10‧‧‧絕緣本體

12‧‧‧容置部

122‧‧‧容置空間

124‧‧‧底面

14‧‧‧配墊島

141‧‧‧圓筒形弧面

142‧‧‧導接平面

20‧‧‧導電層

201‧‧‧隔縫

21‧‧‧第一導電部

212‧‧‧第一接觸部

214‧‧‧第一傾斜部

216‧‧‧第一平整部

218‧‧‧第一接腳

22‧‧‧第二導電部

222‧‧‧第二接觸部

224‧‧‧第二傾斜部

226‧‧‧第二平整部

228‧‧‧第二接腳

30‧‧‧發光二極體晶片

32‧‧‧導線

圖1，為習知的表面黏著型發光二極體的立體圖。

圖2，為本發明表面黏著型發光二極體的立體圖。

圖3，為本發明表面黏著型發光二極體的剖視圖。

圖4，為本發明表面黏著型發光二極體的俯視圖。

10‧‧‧絕緣本體

12‧‧‧容置部

122‧‧‧容置空間

124‧‧‧底面

14‧‧‧配墊島

141‧‧‧圓筒形弧面

142‧‧‧導接平面

20‧‧‧導電層

201‧‧‧隔縫

21‧‧‧第一導電部

212‧‧‧第一接觸部

214‧‧‧第一傾斜部

216‧‧‧第一平整部

218‧‧‧第一接腳

22‧‧‧第二導電部

222‧‧‧第二接觸部

224‧‧‧第二傾斜部

226‧‧‧第二平整部

228‧‧‧第二接腳

30‧‧‧發光二極體晶片

32‧‧‧導線

Claims (11)

1. 一種表面黏著型發光二極體封裝結構，包括：絕緣本體，具有一由其頂面向下凹陷呈杯狀的容置部、及一位於該容置部內的配墊島，該容置部具有一平坦底面、及一由該平坦底面斜向向外延伸的凹狀弧面而形成一具有開口的容置空間，該配墊島由該杯狀容置部的凹狀弧面部份地朝該容置空間突出，該配墊島形成一導接平面係位於該絕緣本體的頂面與該平坦底面之間且平行於該絕緣本體的頂面與該平坦底面、一鄰近該平坦底面的圓筒形弧面、以及一對側邊平面分別連接該圓筒形弧面的兩側至該容置部的凹狀弧面；第一導電部，覆蓋於該絕緣本體頂面的第一部分、該容置部的該凹狀弧面的第一部分、以及該配墊島的該導接平面的第一部分，具有一位於該導接平面的該第一部分的第一接觸部、及一延伸至該絕緣本體外表面的第一接腳；第二導電部，覆蓋於該絕緣本體頂面的第二部分、該容置部的該凹狀弧面的第二部分、該容置部的該平坦底面、該配墊島的該導接平面的第二部分、以及該配墊島的該圓筒形弧面及該對側邊平面，具有一位於該容置部底面的第二接觸部、及一延伸至該絕緣本體的外表面的第二接腳；發光二極體晶片，設於該第二接觸部上；隔縫，形成於該第一導電部及該第二導電部之間，並經過該導接平面；及導線，連接該發光二極體晶片於該第一接觸部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之表面黏著型發光二極體封裝結構，其中該配墊島的該導接平面呈扇形且在該對側邊平面之間形成一呈楔形的夾角，該配墊島的該圓筒形弧面面向該發光二極體晶片，其中該第二導電部局部地覆蓋於該圓筒形弧面。
3. 如申請專利範圍第2項所述之表面黏著型發光二極體封裝結構，其中該配墊島的該導接平面低於該絕緣本體的頂面，且接近該發光二極體晶片的頂面。
4. 如申請專利範圍第1項所述之表面黏著型發光二極體封裝結構，其中該第一導電部及該第二導電部由一鍍於該絕緣本體表面的導電層形成。
5. 如申請專利範圍第1項所述之表面黏著型發光二極體封裝結構，其中該導電層覆蓋於該容置部以及該絕緣本體的頂面及兩側面，並延伸至該絕緣本體的底面，該第一導電部及該第二導電部位於該絕緣本體的底面。
6. 一種表面黏著型發光二極體封裝結構的製造方法，包括至少下列步驟：形成一絕緣本體，並於該絕緣本體形成一凹陷狀的容置部，並在該容置部形成一平坦底面、及一由該平坦底面斜向向外延伸的凹狀弧面，而形成一容置空間；由該容置部的該凹狀弧面局部地朝向該容置空間突出一位於該容置部內的配墊島，並在該配墊島形成一導接平面係位於該絕緣本體的頂面與該平坦底面之間且平行於該絕緣本體的頂面與該平坦底面、一鄰近該平坦底面的圓筒形弧面、以及一對側邊平面分別連接該圓筒形弧面的兩側至該容置部的凹狀弧面； 形成一導電層，覆蓋於該絕緣本體的表面且延伸至該絕緣本體的二側，並覆蓋該容置部的該凹狀弧面與該平坦底面、以及該配墊島的該導接平面、該圓筒形弧面與該對側邊平面，並延伸至該絕緣本體的外表面而形成第一接腳及第二接腳；移除該導電層的一部份而形成一隔縫，使該隔縫穿過該配墊島的該導接平面、該容置部的該凹狀弧面及該絕緣本體的頂面，將該導電層隔開形成第一導電部及第二導電部，因而使該第一導電部的一部分與該第二導電部的一部分沿著該隔縫相對地位於該配墊島的該導接平面上；在該第一導電部形成第一接觸部於該配墊島的該導接平面，並在該第二導電部形成第二接觸部於該容置部的該平坦底面；設置一發光二極體晶片於該容置部的底面且位於該第二導電部上；及提供一導線，以連接該發光二極體晶片於該第一導電部。
7. 如申請專利範圍第6項所述的表面黏著型發光二極體封裝結構的製造方法，其中包括一步驟為，覆蓋該導電層於該絕緣本體的頂面及兩側面，並延伸至該絕緣本體的底面，而形成第一接腳及第二接腳於該絕緣本體底面。
8. 如申請專利範圍第6項所述的表面黏著型發光二極體封裝結構的製造方法，其中該發光二極體晶片設置於該容置部的該平坦底面且位於該第二接觸部上。
9. 如申請專利範圍第6項所述的表面黏著型發光二極體封裝結構的製造方法，其中該導線連接該發光二極體晶片於該第一接觸部。
10. 如申請專利範圍第6項所述的表面黏著型發光二極體封裝結構的製造方法，其中包括以電鍍方式形成該導電層。
11. 如申請專利範圍第6項所述的表面黏著型發光二極體封裝結構的製造方法，其中包括以雷射蝕刻方式形成該隔縫。