TWI466346B - 覆晶式led封裝結構 - Google Patents

Description

覆晶式LED封裝結構

本發明涉及一種覆晶式LED封裝結構，尤指一種LED的覆晶式封裝結構。

LED產業係近幾年最受矚目的產業之一，發展至今，LED產品已具有節能、省電、高效率、反應時間快、壽命週期時間長、且不含汞、具有環保效益等優點，然而通常LED高功率產品輸入功率絕大部分會轉換為熱能，一般而言，LED發光時所產生的熱能若無法導出，將會使LED結面溫度過高，影響產品生命週期、發光效率及穩定性等。目前覆晶式LED封裝結構的散熱途徑，主要係藉由LED電極導線傳導至系統電路板導出。但由於電極導線的散熱體積有限使散熱效果不明顯，其熱的堆積仍然對產品生命週期、發光效率產生重大影響。

有鑒於此，有必要提供一種散熱效果良好的覆晶式LED封裝結構。

一種覆晶式LED封裝結構，其包括一基板、一封裝殼體、兩電極、一LED晶片以及一散熱元件。該封裝殼體設置在該基板週邊。該LED晶片位在該封裝殼體內。該LED晶片的底部具有反射層設置使光線向該基板方向投射。該LED晶片底部與該封裝殼體內設置 該散熱元件。該兩個電極用以將該LED晶片與外界電性連接，該基板為透明板用以使光線穿過，該透明板係高光穿透率的材料。

本發明覆晶式LED封裝結構，由於在LED晶片底部設置大體積散熱元件，使LED晶片發光所產生的熱能直接且快速被導出，由於散熱效果明顯能防止熱堆積所造成的發光效率降低與壽命縮減的缺點。

10、20、30‧‧‧覆晶式LED封裝結構

11、21、31‧‧‧基板

12、22、32‧‧‧封裝殼體

12a、32a‧‧‧容置腔

13、23、333、334‧‧‧電極

14、24、34‧‧‧LED晶片

15、25、35‧‧‧散熱元件

16、26‧‧‧螢光粉薄膜

112、312‧‧‧承載面

114、214‧‧‧基板表面

132‧‧‧絕緣層

140‧‧‧反射層

142、242、342‧‧‧封裝膠

332‧‧‧上電極

圖1係本發明覆晶式LED封裝結構的剖視圖。

圖2係本發明覆晶式LED封裝結構另一實施例的剖視圖。

圖3係本發明覆晶式LED封裝結構再一實施例的剖視圖。

下面將結合附圖對本發明作一具體介紹。

請參閱圖1，所示為本發明覆晶式LED封裝結構的剖視圖，該覆晶式LED封裝結構10包括一基板11、一封裝殼體12、兩電極13、一LED晶片14以及一散熱元件15。

該基板11為透明板用以使光線穿過。該基板11採用高透光率材料製作，例如二氧化矽(SiO2)、氮化矽(Si3N4)、類鑽石材料(Diamond-like material)、鑽石(Diamond)、藍寶石(Sapphire)、多分子材料(Polymer materials)、石英(Quartz)等。該透明基板11對於紫外光、可見光或紅外光等不同波長的光可具有高透光性，增加LED的出光效率。

該封裝殼體12設置在該基板11週邊。該封裝殼體12內部形成一容置腔12a，該基板11位於該容置腔12a的一端，從而與該封裝殼體 12共同構成一底端封閉的空腔。該封裝殼體12採用導熱性較佳的材料，例如氮化鋁(AlN)、矽(Si)、氮化硼(BN)、石墨(C)、銅(Cu)、鉬(Mo)、鎢(W)、氧化鋁(AlOx)等。

該封裝殼體12的頂面以及該封裝殼體12的容置腔12a的內側對稱的設置有兩電極13，且該兩電極13從該基板11的承載面112之兩端以相對方向沿著該容置腔12a內側壁至該容置腔12a之另一端，用以與外部電性連接。該兩電極13可採用鋁(Al)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)、氧化銦錫(ITO)等金屬或金屬氧化物導電材料。該封裝殼體12的形狀並不限於梯形、倒三梯形、長方形或方形，也可以係具有光學設計的弧線或係階梯形狀。

該LED晶片14設置在該基板11上，並位於該容置腔12a內，同時與該兩電極13分別電性連接。本發明覆晶式LED封裝結構10該LED晶片14頂面的兩極接點電性連接在該基板11上的兩電極13上，該LED晶片14的底部具有反射層140設置，使光線反射向著該基板11的方向投射。該LED晶片14的周圍設置封裝膠142用以保護該LED晶片14。該LED晶片14底部以貼合、電鍍、蒸鍍等方式設置該散熱元件15。在該散熱元件15和該電極13之間另形成一個絕緣層132用以隔離該電極13與該散熱元件15以防止短路現象。該散熱元件15填滿該容置腔12a剩下空間。該散熱元件15的散熱結構材料，可採用鑽石(Diamond)、類鑽石材料(Diamond-like material)、石墨(C)、銅(Cu)、金(Au)、鎳(Ni)、銀(Ag)、鋁(Al)、氮化鋁(AlN)、氮化棚(BN)、矽(Si)等材料。該散熱元件15的底面因直接接觸該LED晶片14底部可將該LED晶片14產生的熱量迅速帶走防止該LED晶片14過熱使效率下降。該基板11的另一 表面114上具有分層設置的螢光粉薄膜16，使不同波長螢光粉之間不會互相干擾。

請參閱圖2，所示為本發明覆晶式LED封裝結構另一實施方式的剖視圖。該覆晶式LED封裝結構20包括一基板21、一封裝殼體22、兩電極23、一LED晶片24以及一散熱元件25。該覆晶式LED封裝結構20與該覆晶式LED封裝結構10基本上相同，該基板21的另一表面214上也具有分層設置的螢光粉薄膜26，差異在於該LED晶片24與該散熱元件25的組合。本實施方式中，該散熱元件25係直接設置在該LED晶片24底部，使該LED晶片24與該散熱元件25先結合為一體，再將該結合體的LED晶片24設置在該基板21上的兩電極23間，然後在該結合體的周圍設置封裝膠242構成該覆晶式LED封裝結構20。該LED晶片24與該散熱元件25的結合體除上述水平式覆晶式LED封裝結構20外，也可使用於垂直式覆晶式LED封裝結構30內(如圖3所示)。該垂直式覆晶式LED封裝結構30的基板31、封裝殼體32、兩電極333及334、LED晶片34、散熱元件35等結構與該覆晶式LED封裝結構20相同，差異在於該LED晶片34與該散熱元件35的結合體係垂直式LED。該垂直式LED指其電極設置於LED晶片34的上、下兩面，如圖3所示，頂面的上電極332朝向下方基板31的承載面312上(因覆晶式)，而底面的下電極則在該散熱元件35上。該LED晶片34的上電極332可直接接合於該基板31上的電極333。該電極333由該基板31的承載面312之一端沿著該容置腔32a內側壁至該容置腔32a之另一端，用以與外部電性連接。該電極334設置在該散熱元件35上，直接與該LED晶片34的下電極電性連接，同樣用以與外部電性連接。該電極334係在該LED晶片34與該散熱元件35結合體以封裝膠342固定後完成。

綜上，本發明覆晶式LED封裝結構的散熱元件可快速帶走LED晶片產生的熱能，並與該電極區隔，達到電性分離的效果，使LED散熱效果好且發光效率提升。

應該指出，上述實施例僅為本發明的較佳實施方式，本領域技術人員還可在本發明精神內做其他變化。這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。

10‧‧‧覆晶式LED封裝結構

11‧‧‧基板

12‧‧‧封裝殼體

12a‧‧‧容置腔

13‧‧‧電極

14‧‧‧LED晶片

15‧‧‧散熱元件

16‧‧‧螢光粉薄膜

112‧‧‧承載面

114‧‧‧基板表面

132‧‧‧絕緣層

140‧‧‧反射層

142‧‧‧封裝膠

Claims (9)

1. 一種覆晶式LED封裝結構，其包括一基板、一封裝殼體、兩電極、一LED晶片以及一散熱元件，該封裝殼體設置在該基板週邊，該LED晶片位在該封裝殼體內，該LED晶片的底部具有反射層設置使光線向該基板方向投射，該LED晶片底部與該封裝殼體內設置該散熱元件，該兩電極用以將該LED晶片與外界電性連接，該基板為透明板用以使光線穿過，該透明板係高光穿透率的材料。
2. 如申請專利範圍第1項所述的覆晶式LED封裝結構，其中，該LED晶片為水平式，其頂面和該二電極電性連接，或垂直式LED晶片，其頂面和一電極電性連接，另一電極則位在散熱元件上。
3. 如申請專利範圍第1項所述的覆晶式LED封裝結構，其中，該封裝殼體設置在該基板週邊，該封裝殼體內部形成一容置腔，該基板位於該容置腔的一端，從而與該封裝殼體共同構成一底端封閉的空腔。
4. 如申請專利範圍第3項所述的覆晶式LED封裝結構，其中，該封裝殼體的材料為氮化鋁(AlN)、矽(Si)、氮化硼(BN)、石墨(C)銅(Cu)、鉬(Mo)、鎢(W)、氧化鋁(AlOx)散熱結構的材料。
5. 如申請專利範圍第1項所述的覆晶式LED封裝結構，其中，該兩電極表面鍍上一層絕緣層。
6. 如申請專利範圍第1項所述的覆晶式LED封裝結構，其中，該LED晶片的周圍設置封裝膠。
7. 如申請專利範圍第1項所述的覆晶式LED封裝結構，其中，該散熱元件的材料為鑽石(Diamond)、類鑽石材料(Diamond-like material)、石墨(C)、銅(Cu)、金(Au)、鎳(Ni)、銀(Ag)、鋁(Al)、氮化鋁(AlN)、氮 化棚(BN)、矽(Si)。
8. 如申請專利範圍第1項所述的覆晶式LED封裝結構，其中，該基板的另一表面上具有分層設置的螢光粉薄膜。
9. 如申請專利範圍第1項所述的覆晶式LED封裝結構，其中，該LED晶片與該散熱元件結合為一體，並在該結合體的周圍設置封裝膠。