TWI505511B - 發光二極體封裝結構 - Google Patents

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Description

發光二極體封裝結構
本發明涉及一種半導體發光元件，尤其涉及一種發光二極體封裝結構。
發光二極體憑藉其高光效、低能耗、無污染等優點，已被應用於越來越多的場合之中，大有取代傳統光源的趨勢。
在應用到具體領域中之前，發光二極體晶粒還需要進行封裝，以保護發光二極體晶粒不受擠壓或者氧化，從而使發光二極體封裝結構獲得較高的發光效率及較長的使用壽命。
發光二極體封裝結構通常包括基板、設置於基板上的發光二極體晶粒以及覆蓋發光二極體晶粒的封裝體，該基板表面上設置有供發光二極體晶粒電連接的電極，但由於電極與基板之間結合不緊密，空氣或水汽容易沿電極與基板的接合介面滲入到發光二極體封裝結構內，導致發光二極體封裝結構的內部電極被氧化，進而影響整個發光二極體封裝結構的電性接觸性能。
有鑒於此，有必要提供一種電極不易發生氧化的發光二極體封裝結構。
一種發光二極體封裝結構，包括基板、設置於基板上的發光二極 體晶粒以及覆蓋發光二極體晶粒的封裝體，所述基板上還形成有電極，所述基板包括相對設置的上表面和下表面，所述發光二極體晶粒設置於基板的上表面並與電極電連接，所述電極自基板的上表面貫穿延伸至基板的下表面，所述基板的下表面上對應電極進一步形成有絕緣層，所述絕緣層沿基板的下表面延伸至電極的底部並至少覆蓋電極與基板的接合處的一部分，其中電極包括電性隔絕的第一導電部和第二導電部，所述第一導電部和第二導電部的底部均與基板的下表面平齊，所述第一導電部和第二導電部的頂部均與基板的上表面平齊，第一導電部和第二導電部的截面均呈倒“凸”字型且該第一導電部和第二導電部均嵌入基板內。
該絕緣層對應電極設置於基板的下表面，該絕緣層延伸至電極的底部並覆蓋於電極與基板的接合處，這能防止水汽或空氣沿電極與基板的接合處進入到發光二極體封裝結構的內部而導致內部電極氧化。
10、10a、10b‧‧‧基板
20‧‧‧電極
30‧‧‧絕緣層
40‧‧‧反射杯
50‧‧‧封裝體
60‧‧‧發光二極體晶粒
100、100a、100b‧‧‧發光二極體封裝結構
101‧‧‧上表面
102、102a、102b‧‧‧下表面
201、201a、201b‧‧‧第一導電部
202、202a、202b‧‧‧第二導電部
301、301a、301b‧‧‧第一絕緣部
302、302a、302b‧‧‧第二絕緣部
401‧‧‧容置槽
圖1係本發明第一實施例的發光二極體封裝結構的剖面示意圖。
圖2係圖1中所示發光二極體封裝結構的俯視示意圖(其中發光二極體封裝結構的發光二極體晶粒與封裝體被隱藏)。
圖3係圖1中所示發光二極體封裝結構的仰視示意圖。
圖4係本發明第二實施例的發光二極體封裝結構的仰視示意圖。
圖5係本發明第三實施例的發光二極體封裝結構的仰視示意圖。
請參考圖1和圖2，本發明第一實施例的發光二極體封裝結構100 包括基板10、設置於基板10上的發光二極體晶粒60、位於基板10上並圍繞發光二極體晶粒60設置的反射杯40以及設置於基板10上並包覆發光二極體晶粒60的封裝體50。該基板10上形成有電極20。該基板10包括相對設置的上表面101和下表面102。該發光二極體晶粒60設置於基板10的上表面101上並與電極20電連接。該基板10的下表面102上形成有絕緣層30，該絕緣層30延伸至電極20的底部並覆蓋於電極20與基板10的接合處。
該基板10的材質係環氧樹脂、矽樹脂或PPA(聚鄰笨二醯胺)樹脂中的任一種。該反射杯40的材質係環氧樹脂或矽樹脂。在本實施例中，該反射杯40與該基板10藉由注塑的方式一體成型，可以理解地，在其他實施例中該反射杯40與該基板10可以分開成型。
該電極20包括電性隔絕的第一導電部201和第二導電部202。該第一導電部201和第二導電部202的頂部(未標示)均與基板10的上表面101平齊。該第一導電部201和第二導電部202的底部(未標示)均與基板10的下表面102平齊。該第一導電部201和第二導電部202的截面均呈倒“凸”字型，這能有效增加空氣或水汽進入到發光二極體封裝結構100內部的路徑長度。該第一導電部201和第二導電部202均由良好導熱以及導電性能的材質構成，比如銅、鋁。
請同時參考圖3，該絕緣層30包括沿第一導電部201與基板10的接合處延伸的第一絕緣部301以及沿第二導電部202與基板10的接合處延伸的第二絕緣部302。該絕緣層30的材質係矽樹脂或環氧樹脂，在其他實施例中該絕緣層30的材質係二氧化矽，二氧化矽(粉末)藉由沉積的方式形成於基板10的下表面102上。
在本實施例中，該第一絕緣部301係兩個且彼此間隔分佈於基板10的下表面102上，每一個該第一絕緣部301延伸至第一導電部201的底部並覆蓋第一導電部201與基板10的接合處的一部分；該第二絕緣部302係兩個且彼此間隔分佈於基板10的下表面102上，每一個該第二絕緣部302延伸至第二導電部202的底部並覆蓋第二導電部202與基板10的接合處的一部分。該第一絕緣部301與第二絕緣部302位於第一導電部201的底部和第二導電部202的底部之間的部分鄰接在一起。該第一絕緣部301和第二絕緣部302的厚度相同。
請再次參考圖1，該反射杯40具有一容納發光二極體晶粒60的容置槽401。該發光二極體晶粒60位於反射杯40的底部，該發光二極體晶粒60以覆晶的方式(flip-chip)設置於基板10的上表面101上並分別與第一導電部201和第二導電部202電連接。
該封裝體50位於反射杯40的容置槽401內並覆蓋發光二極體晶粒60。該封裝體50內還包含螢光粉(圖未示)用於轉換發光二極體晶粒60發射光線的波長。該螢光粉係石榴石基螢光粉、矽酸鹽基螢光粉、原矽酸鹽基螢光粉、硫化物基螢光粉、硫代鎵酸鹽基螢光粉或氮化物基螢光粉中一種。
請參考圖4，本發明第二實施例的發光二極體封裝結構100a與第一實施例中發光二極體封裝結構100的不同之處在於：第一實施例中第一絕緣部301與第二絕緣部302位於第一導電部201的底部和第二導電部202的底部之間的部分鄰接在一起；而本發明第二實施例的發光二極體封裝結構100a中，該第一絕緣部301a與第二絕緣部302a彼此間隔設置，互不接觸。
請參考圖5，本發明的第三實施例的發光二極體封裝結構100b與第一實施例中發光二極體封裝結構100的不同之處在於：第一實施例中第一絕緣部301覆蓋了第一導電部201與基板10的接合處的一部分，第二絕緣部302覆蓋了第二導電部202與基板10的接合處的一部分；而本發明第三實施例的發光二極體封裝結構100b中，第一絕緣部301b環繞第一導電部201b的底部設置，該第一絕緣部301b延伸至第一導電部201b的底部並對應覆蓋第一導電部201b與基板10b的接合處，第二絕緣部302b環繞第二導電部202b的底部設置，該第二絕緣部302b延伸至第二導電部202b的底部並對應覆蓋第二導電部202b與基板10b的接合處。在其他實施例中該第一絕緣部301b與第二絕緣部302b位於第一導電部201b的底部和第二導電部202b的底部之間的部分可鄰接在一起。
由於本案中基板10、10a、10b的下表面102、102a、102b上對應電極20形成有絕緣層30，該絕緣層30延伸至電極20的底部並覆蓋於電極20與基板10、10a、10b的接合處，這能防止水汽或空氣沿電極20與基板10、10a、10b的接合處進入到發光二極體封裝結構100、100a、100b的內部，避免電極20被氧化而影響到發光二極體封裝結構100、100a、100b的導電性能。
其次，本發明中第一絕緣部301、301a、301b與第二絕緣部302、302a、302b之間形成有間隙以暴露第一導電部201、201a、201b的底部和第二導電部202、202a、202b，發光二極體晶粒60工作時產生的熱量能藉由第一導電部201、201a、201b的底部和第二導電部202、202a、202b的底部迅速導出，而且當發光二極體封裝結構100、100a、100b焊接於外部電路結構(圖未示)上時， 焊料沿著在第一絕緣部301、301a、301b和第二絕緣部302、302a、302b形成的間隙內流動，從而增加焊料與第一絕緣部301、301a、301b和第二絕緣部302、302a、302b的接觸面積，焊料也更容易附著在第一導電部201、201a、201b的底部和第二導電部202、202a、202b的底部上。
10‧‧‧基板
20‧‧‧電極
30‧‧‧絕緣層
40‧‧‧反射杯
50‧‧‧封裝體
60‧‧‧發光二極體晶粒
100‧‧‧發光二極體封裝結構
101‧‧‧上表面
102‧‧‧下表面
201‧‧‧第一導電部
202‧‧‧第二導電部
301‧‧‧第一絕緣部
302‧‧‧第二絕緣部
401‧‧‧容置槽

Claims (8)

  1. 一種發光二極體封裝結構，包括基板、設置於基板上的發光二極體晶粒以及覆蓋發光二極體晶粒的封裝體，所述基板上還形成有電極，所述基板包括相對設置的上表面和下表面，所述發光二極體晶粒設置於基板的上表面並與電極電連接，其改良在於：所述電極自基板的上表面貫穿延伸至基板的下表面，所述基板的下表面上對應電極進一步形成有絕緣層，所述絕緣層沿基板的下表面延伸至電極的底部並至少覆蓋電極與基板的接合處的一部分，其中電極包括電性隔絕的第一導電部和第二導電部，所述第一導電部和第二導電部的底部均與基板的下表面平齊，所述第一導電部和第二導電部的頂部均與基板的上表面平齊，第一導電部和第二導電部的截面均呈倒“凸”字型且該第一導電部和第二導電部均嵌入基板內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構，其中絕緣層包括沿第一導電部與基板的接合處延伸的第一絕緣部以及沿第二導電部與基板的接合處延伸的第二絕緣部。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體封裝結構，其中第一絕緣部係多個且彼此間隔分佈於基板的下表面，每一個第一絕緣部延伸至第一導電部的底部並對應覆蓋第一導電部與基板的接合處的一部分，所述第二絕緣部係多個且彼此間隔分佈於基板的下表面，每一個第二絕緣部延伸至第二導電部的底部並對應覆蓋第二導電部與基板的接合處的一部分。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體封裝結構，其中第一絕緣部環繞第一導電部的底部設置，所述第一絕緣部延伸至第一導電部的底部並對應覆蓋第一導電部與基板的接合處。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體封裝結構，其中第二絕緣部環繞第二導電部的底部設置，所述第二絕緣部延伸至第二導電部的底部並對應覆蓋第二導電部與基板的接合處。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體封裝結構，其中第一絕緣部位於第一導電部的底部和第二導電部的底部之間的部分與第二絕緣部位於第一導電部的底部和第二導電部的底部之間的部分彼此鄰接。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體封裝結構，其中第一絕緣部的厚度與第二絕緣部的厚度相同。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構，其中還包括形成於基板上表面的反射杯，該反射杯具有敞口的容置槽，所述發光二極體晶粒位於反射杯的底部，發光二極體晶粒以覆晶的方式安裝於基板的上表面並分別與第一導電部和第二導電部電連接，所述封裝體位於反射杯的容置槽內並覆蓋發光二極體晶粒。
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