TWI708232B - 封裝載板及發光裝置 - Google Patents
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Abstract
一種封裝載板包括，金屬板、金屬薄膜設置於金屬板上、絕緣層設置於金屬薄膜上、至少一第一導熱結構設置於絕緣層上以及多個導電結構設置於絕緣層上。絕緣層具有至少一開口。第一導熱結構對應環繞開口。開口位於第一導熱結構於金屬板上的正投影外邊緣內。第一導熱結構於金屬板上的正投影不重疊開口。每一導電結構於金屬板上的正投影位於第一導熱結構於金屬板上的正投影的至少一側邊。一種包括封裝載板的發光裝置亦被提出。
Description
本發明是有關於一種封裝載板及發光裝置，且特別是有關於一種具有導熱結構的封裝載板及發光裝置。
隨著製造技術的精進，發光二極體(Light Emitting Diode，LED)經由不斷的研發改善，逐漸地加強其發光的效率及亮度，藉以擴大並適應於各種產品上之需求。然而，由於在提高發光二極體電功率及工作電流之下，發光二極體將會相對產生較多的熱量，使得發光二極體容易於因過熱而影響其性能之表現，甚至造成發光二極體之故障。
此外，一般的發光二極體晶粒(LED chip)可藉由表面安裝技術(Surface-mount technology；SMT)或固晶機(Die Bonder)設備來進行發光二極體晶粒轉移。因此，如何在現有的轉置設備下，以低成本的方式提升發光二極體的散熱效果且具有良好發光效率，為目前亟欲解決的課題。
本發明提供一種封裝載板及發光裝置，其可降低製造成本、提升散熱效果且具有良好的發光品質。
本發明的封裝載板，包括金屬板、金屬薄膜設置於金屬板上、絕緣層設置於金屬薄膜上，且絕緣層具有至少一開口、至少一第一導熱結構設置於絕緣層上，且第一導熱結構對應環繞開口、以及多個導電結構設置於絕緣層上。開口位於第一導熱結構於金屬板上的正投影外邊緣內。第一導熱結構於金屬板上的正投影不重疊開口。每一導電結構於金屬板上的正投影位於第一導熱結構於金屬板上的正投影的至少一側邊。
本發明的發光裝置，包括封裝載板以及至少一發光單元接合至封裝載板。封裝載板包括金屬板、金屬薄膜設置於金屬板上、絕緣層設置於金屬薄膜上，且絕緣層具有至少一開口、至少一第一導熱結構設置於絕緣層上，且第一導熱結構對應環繞開口、以及多個導電結構設置於絕緣層上。開口位於第一導熱結構於金屬板上的正投影外邊緣內。第一導熱結構於金屬板上的正投影不重疊開口。發光單元包括發光二極體、多個導電電極電性連接至發光二極體以及導熱接墊。發光二極體設置於導熱接墊上。
基於上述，本發明一實施例的封裝載板及發光裝置，由於封裝載板可先於絕緣層上形成開口，接著透過微影製程對金屬材料層進行蝕刻，再進行化學鎳金製程，以形成第一導熱結構、導電結構以及第二導熱結構於金屬板上。因此，第一導熱結構環繞開
口，第二導熱結構位於開口中，且第一導熱結構於金屬板上的正投影不重疊開口。如此，除了於製程中，可提升封裝載板與乾膜的接合力，增加製程良率，還可透過第一導熱結構進一步增加封裝載板的散熱面積。相較於習知形成大尺寸或大厚度的銅凸做為導電或導熱結構的方式，封裝載板更可簡單地形成薄厚度的第一導熱結構、導電結構以及第二導熱結構，以達成熱電分離的效果，可降低製造成本、提升散熱效果且具有良好的發光品質。因此，發光單元即使在高亮度的發光條件下，也可以有效地進行散熱而不會過熱，進而提升發光裝置的發光亮度、發光品質以及可靠性。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10A、10B:發光裝置
100、100A:封裝載板
110:金屬板
120:金屬薄膜
130:絕緣層
131、161、221、241、261:頂面
132:開口
133:開口邊緣
140:金屬材料層
142:第一導熱層
144:第一導電層
150:圖案化乾膜
150’:乾膜材料
160:圖案化油墨層
163:內側壁
182:第二導熱層
184:第二導電層
220:第一導熱結構
223:側邊
240、240A:導電結構
260:第二導熱結構
300、300B:發光單元
310、310B:發光二極體
320、320B:導熱接墊
330B:導線
340、340B:導電電極
350、350B:封裝樹脂層
362:導熱膠層
364:導電膠層
370:保護層
A-A’:剖面線
D1、D2:距離
H1:厚度
圖1是依照本發明的一實施例的一種封裝載板的上視示意圖。
圖2A至圖2G是依照本發明的一實施例的一種封裝載板的製造流程的剖面示意圖。
圖3是依照本發明的一實施例的一種發光裝置的剖面示意圖。
圖4是依照本發明的另一實施例的一種發光裝置的剖面示意圖。
圖5是依照本發明的又一實施例的一種封裝載板的上視示意圖。
參照本實施例之圖式以更全面地闡述本發明。然而，本發明亦可以各種不同的形式體現，而不應限於本文中所述之實施例。圖式中的層與區域的厚度會為了清楚起見而放大。相同或相似之參考號碼表示相同或相似之元件，以下段落將不再一一贅述。
圖1是依照本發明的一實施例的一種封裝載板的上視示意圖，圖1為了方便說明及觀察，僅示意性地繪示部分構件。圖2A至圖2G是依照本發明的一實施例的一種封裝載板的製造流程的剖面示意圖。請先參考圖1及圖2G，圖2G繪示為圖1沿剖面線A-A’的封裝載板的剖面示意圖。在本實施例中，封裝載板100包括金屬板110、金屬薄膜120設置於金屬板110上、絕緣層130設置於金屬薄膜120上，且絕緣層130具有至少一開口132、至少一第一導熱結構220設置於絕緣層130上，且第一導熱結構220對應環繞開口132、以及多個導電結構240設置於絕緣層130上。以下將以一實施例簡單說明封裝載板100的製造流程。
請參考圖2A，首先，提供金屬板110。接著，設置金屬薄膜120於金屬板110上。在本實施例中，金屬板110例如為具有散熱功能的電路基板、晶片座、散熱板、散熱鰭片或其他類型的封裝載板，本發明不以此為限。在一些實施例中，金屬板110的材質例如為金屬材料，包括鋁、銅、鋁合金、銅合金或任意具良好導電導熱率的材質，本發明不以此為限。在本實施例中，金屬板110
的厚度例如為0.05毫米至3毫米，但本發明不以此為限。
在本實施例中，設置金屬薄膜120的方法包括透過物理氣相沉積(physical vapor deposition，PVD)法或濕式電鍍的方式將金屬材料設置於金屬板110上。在本實施例中，金屬薄膜120的材質例如包括銅或其他合適材料。以下以金屬薄膜120為銅舉例說明。上述物理氣相沉積的方法包括蒸鍍法、濺鍍法、離子光束輔助蒸鍍(ion beam assisted deposition，IAD)、脈衝雷射沉積或其他合適的方法，形成銅金屬薄膜於金屬板110上，但本發明不以此為限。在一些實施例中，上述濕式電鍍的方法包括先透過對金屬板110進行化學浸鋅，以形成一層致密的沉積鋅層(未繪示)，再將銅電鍍於鋅層上。在另一實施例中，上述濕式電鍍的方法也可以包括先對金屬板110進行陽極氧化處理，以形成一層氧化膜(未繪示)，再將銅電鍍於氧化膜上，但本發明不以此為限。在本實施例中，金屬薄膜120的鍍膜厚度例如為約0.8微米至4微米，但本發明不以此為限。
接著，請參考圖2B，設置絕緣層130於金屬薄膜120上，再設置金屬材料層140於絕緣層130上。在本實施例中，於設置絕緣層130的步驟前，可先將金屬材料層140貼合至絕緣層130的一表面上，再將絕緣層130的另一表面接合至金屬薄膜120上。
詳細而言，金屬材料層140舉例可為金屬箔，包括銅箔或其他合適的材料。在本實施例中，上述銅箔可為單面粗化銅箔，但本發明不以此為限。金屬材料層140的厚度舉例為約5微米至
約35微米。以下將以銅箔(亦即金屬材料層140)設置於絕緣層130上為例進行說明。
絕緣層130舉例可為絕緣的材料，其包括單層的絕緣材料，或多層的FR-4等級的樹脂材料或高分子材料等具有黏性的複合材質。藉此，可先透過貼膜設備，將金屬材料層140全面貼合固定至絕緣層130的表面上。然後透過雷射切割、電腦數值控制繞形(computer numerical control，CNC)或沖壓模具對絕緣層130以及金屬材料層140進行開孔程序(未繪示)，以在絕緣層130上形成開口132。再將絕緣層130接合至金屬薄膜120。在上述的設置下，可以簡化開口作業、降低成本。在本實施例中，絕緣層130的厚度H1例如為5微米至50微米，以提供有效的電性隔離效果，但本發明不以此為限。
在一些實施例中，絕緣層的另一表面上還可選擇性地包括離型膜(未繪示)以承載絕緣層130。如此，在進行開孔程序時，可以進一步簡化開口作業。於絕緣層130接合至金屬薄膜120的步驟前，可先移除絕緣層130的另一表面上的離型膜，然後將絕緣層130的另一表面黏合至金屬薄膜120，但本發明不以此為限。
在本實施例中，將絕緣層130接合至金屬薄膜120的方法包括使用快壓機或傳統合壓機，將絕緣層130層壓至金屬板110上的金屬薄膜120，但本發明不以此為限。在一些實施例中，將絕緣層130層壓至金屬薄膜120後，還可選擇性進行烘烤的程序，但本發明不以此為限。上述的烘烤程序可增加絕緣層130與金屬
板110的接著力，提升製程良率。
接著，請參考圖2C，設置乾膜材料150’於金屬板110上。舉例而言，乾膜材料150’可以是整面地壓合設置於金屬板110上，覆蓋金屬材料層140。乾膜材料150’舉例為乾膜光阻(Dry Film Resist，DFR)。
值得注意的是，由於絕緣層130的厚度(H1，繪示於圖2B)可以極薄，因此當乾膜材料150’壓至金屬材料層140上時，可以填入絕緣層130的開口132中，平坦地貼覆於金屬材料層140上，而不容易產生氣泡。如此，符合目前進行乾膜製程的設備的需求，而可以現有的設備進行後續的蝕刻製程，不會增加成本。
然後，請參考圖2C及圖2D，對乾膜材料150’進行蝕刻製程(未繪示)，以形成圖案化乾膜150。上述蝕刻製程包括黃光微影蝕刻，但本發明不以此為限。圖案化乾膜150例如為圖案化的遮罩，可以暴露出部分金屬材料層140的表面，以於後續的製程中對金屬材料層140進行圖案化程序。
請參考圖2D及圖2E，接著，對金屬材料層140進行圖案化程序(未繪示)。在本實施例中，可以透過一次圖案化程序，同時完成導電線路以及導熱結構，以簡化製程工藝並節省成本。上述圖案化程序舉例為濕式蝕刻或乾式蝕刻製程。濕式蝕刻包括透過酸性或鹼性蝕刻液或其他合適材料對金屬材料層140進行蝕刻。乾式蝕刻包括反應性離子蝕刻法(reactiveion etch，RIE)，透過電漿產生對金屬材質具反應性的離子，以對金屬材料層140進行蝕
刻，但本發明不以此為限。
然後，移除圖案化乾膜150。圖案化後的金屬材料層140會形成多個第一導電層144以及第一導熱層142於絕緣層130上。第一導熱層142與第一導電層144分離。在本實施例中，第一導熱層142於金屬板110上的正投影不重疊該開口132，且第一導熱層142環繞開口132。
在此需注意的是，由於圖案化乾膜150所定義出的第一導熱層142可以增加圖案化乾膜150與封裝載板的金屬材料層140之間的接合力。因此，於上述蝕刻製程中，可以避免圖案化乾膜150脫落或翹曲，以保護金屬薄膜120不受蝕刻製程影響，更可以增加蝕刻良率。
接著，請參考圖2F，設置圖案化油墨層160於絕緣層130上。圖案化油墨層160的設置方法例如先形成一層油墨材料(未繪示)，再透過蝕刻製程將至少部分的第一導熱層142以及第一導電層144上的油墨材料去除，使圖案化油墨層160暴露出第一導熱層142的部分以及第一導電層144的部分。在本實施例中，於垂直金屬板110的方向上，該圖案化油墨層160的一內側壁163至該開口邊緣133的距離D1例如為0.05毫米至0.3毫米。開口132的寬度的距離D2例如為0.5公分至5公分，但本發明不以此為限。
在本實施例中，圖案化油墨層160的材質包括防焊油墨或感光油墨，例如顯像型防焊油墨(liquid photoimageable solder
mask，LPSM)。在其他實施例中，圖案化油墨層160的材質也可以是防焊乾膜(dry-film photoimageable solder mask，DFSM)，本發明不以此為限。
最後，請參考圖2G，對暴露出的第一導熱層142以及第一導電層144進行化學鎳金的製程。上述化學鎳金的製程包括透過無電鍍化學鎳金(electroless nickel and immersion gold，ENIG)，形成第二導熱層182於第一導熱層142上，且形成第二導電層184於第一導電層144上。第二導熱層182與第二導電層184的材料可以相同，包括錫、鎳、金或上述材料的合金或其他合適的材料，本發明不限於此。
值得注意的是，請參考圖1及圖2G，第一導熱結構220包括第一導熱層142及第二導熱層182，且導電結構240包括第一導電層144及第二導電層184。舉例而言，於垂直金屬板110的方向上，第二導熱層182垂直堆疊於第一導熱層142上，以構成第一導熱結構220。第二導電層184垂直堆疊於第一導電層144上，以構成導電結構240。其中，如圖1所示，開口132位於第一導熱結構220於金屬板110上的正投影外邊緣內，且第一導熱結構220於金屬板110上的正投影不重疊開口132。如此，可透過第一導熱結構220增加散熱的面積。相較於習知的先對鋁基板進行電鍍厚銅層(一般而言，厚銅層大約為75微米以上)再進行銅蝕刻，或對銅基板進行大表面蝕刻的方式形成銅凸做為導電或導熱結構，本實施例可透過直接圖案化薄的金屬材料層140(約為5微米至
35微米)(繪示於圖2D)以及化學鎳金製程，簡單地形成具有導熱結構以及導電結構的熱電分離(thermoelectric separation)的封裝載板100。因此，可降低製造成本、提升散熱效果且具有良好的發光品質。
此外，圖案化油墨層160可以暴露出導電結構240的部分以及第一導熱結構220的部分。如圖2G所示，圖案化油墨層160可以不覆蓋導電結構240以及第一導熱結構220，但本發明不以此為限。在一些實施例中，圖案化油墨層160也可以部分地覆蓋導電結構240以及第一導熱結構220。此外，在本實施例中，第一導熱結構220的頂面221、導電結構240的頂面241與圖案化油墨層160的頂面161可以切齊，但本發明不以此為限。在一些實施例中，圖案化油墨層160的頂面161也可以高於或低於第一導熱結構220的頂面221或導電結構240的頂面241。在上述的設置下，第一導熱結構220的頂面221與導電結構240的頂面241可被暴露出，以於後續與發光單元接合的製程中，分別提供散熱以及導電的效果。如此，本實施例的封裝載板100可不透過習知設置自金屬板凸出的銅凸結構的方式，於封裝載板100上形成導熱結構，降低製程難度及製造成本。
請參考圖2G，封裝載板100更包括至少一第二導熱結構260設置於金屬薄膜120上。第二導熱結構260於金屬板110上的正投影重疊開口132。換句話說，第二導熱結構260是形成於開口132中的金屬薄膜120上。如圖2G所示，絕緣層130的頂面131
與第二導熱結構260的頂面261可以切齊，但本發明不以此為限。在一些實施例中，第二導熱結構260的頂面261也可以高於或低於絕緣層130的頂面131。第二導熱結構260的形成方法與第二導熱層182的形成方法及材料可以相同，於此不再贅述。第二導熱結構260可與第二導熱層182於同一製程步驟中形成。從另一角度來看，第二導熱結構260與第一導熱結構220同時完成，以進一步簡化製造工藝，降低製造成本。在一些實施例中，雖然第二導熱結構260與第一導熱結構220可以同時完成，惟第二導熱結構260與第一導熱結構220仍為分開製作的兩個非一體成形的結構，但本發明不以此為限。如此，可以簡化對金屬材料的加工工藝。
在一些實施例中，還可以選擇性地設置一層有機保護膜(organic soldering preservative，OSP)於第一導熱結構220、導電結構240以及第二導熱結構260上。有機保護膜包括有機的護銅劑，以保護第一導熱結構220、導電結構240以及第二導熱結構260不受外界因子(如水氣或氧氣)影響，但本發明不以此為限。
請參考圖1及圖2G，在本實施例中，每一導電結構240於金屬板110上的正投影位於第一導熱結構220於金屬板110上的正投影的至少一側邊223。換句話說，導電結構240於金屬板110上的正投影位於第一導熱結構220於金屬板110上的正投影外邊緣之外，與第一導熱結構220隔離，以避免產生短路。舉例而言，如圖1所示，導電結構240可以分別設置於第一導熱結構220的右側或左側，但本發明不以此為限。於其他實施例中，使用者可
依需求將導電結構240設置於第一導熱結構220的上側、下側、或三側、四側或四側中的任一側邊，均為本發明所欲保護的實施態樣。
簡言之，由於封裝載板100可先於絕緣層130上形成開口132，再透過乾膜製程對金屬材料層140進行蝕刻製程及化學鎳金製程，以形成第一導熱結構220、導電結構240以及第二導熱結構260於金屬板110上。在上述的設置下，第一導熱結構220環繞開口132，第二導熱結構260位於開口132中，且第一導熱結構220於金屬板110上的正投影不重疊開口132。如此，除了於製程中，可提升封裝載板100與圖案化乾膜150的接合力，增加製程良率，還可透過第一導熱結構220進一步增加封裝載板100的散熱面積。相較於習知形成大尺寸或大厚度的銅凸做為導電或導熱結構的方式，封裝載板100更可簡單地形成薄厚度的第一導熱結構220、導電結構240以及第二導熱結構260，以達成熱電分離的效果，可降低製造成本、提升散熱效果且具有良好的發光品質。
圖3是依照本發明的一實施例的一種發光裝置的剖面示意圖。請參考圖3，本實施例的發光裝置10A包括如圖2G所示的封裝載板100以及至少一發光單元300。封裝載板100包括金屬板110、金屬薄膜120設置於金屬板110上、絕緣層130設置於金屬薄膜120上，且絕緣層130具有至少一開口132、至少一第一導熱結構220設置於絕緣層130上，且第一導熱結構220對應環繞開口132、以及多個導電結構240設置於絕緣層130上。開口132位
於第一導熱結構220於金屬板110上的正投影外邊緣內。第一導熱結構220於金屬板110上的正投影不重疊開口132。
至少一個發光單元300接合至封裝載板100上。每一個發光單元300包括發光二極體310、多個導電電極340電性連接至發光二極體310、以及導熱接墊320。在本實施例中，發光單元300包括發光二極體(light emitting diode,LED)、微型發光二極體(micro-LED)、次毫米發光二極體(mini-LED)以及量子點發光二極體(quantum dot)。多個導電電極340分別做為發光單元300的正極以及負極。基於導電性的考量，導電電極340一般是使用金屬材料，但本發明不限於此。
發光二極體310設置於導熱接墊320上。導熱接墊320與導電電極340的材質可以相同，因此不再贅述。在本實施例中，由於發光二極體310可以直接接觸導熱接墊320，發光二極體310除了可以直接將熱能散入導熱接墊320外，導熱接墊320還可以承載發光二極體310，提供結構上的可靠性。
在本實施例中，發光單元300的導電電極340電性連接至對應的導電結構240。導熱接墊320於金屬板110上的正投影重疊第一導熱結構220於金屬板110上的正投影。舉例而言，導熱接墊320對應第一導熱結構220設置，且導電電極340對應導電結構240設置。在上述的設置下，發光裝置10A可以達成熱電分離的效果，提升散熱效果且具有良好的發光品質。
在本實施例中，發光裝置10A更包括導電膠層364以及
導熱膠層362。導電膠層364設置於導電結構240與導電電極340之間。導熱膠層362設置於第一導熱結構220與導熱接墊320之間。導電膠層364與導熱膠層362的材質可以相同，包括錫膏、銀膠、銅膠或其他合適的材料，但本發明不以此為限。在一些實施例中，導電膠層364與導熱膠層362的材質還包括非金屬系導電導熱膠。上述非金屬系導電導熱膠例如為包括導電粒子的膠層。舉例而言，上述的導電粒子可為鍍銀的銅球粒子或鍍銀的塑膠粒子，本發明不以此為限。導電膠層364與導熱膠層362可以提供發光單元300與封裝基板100之間良好的接合力，以將發光單元300固定至封裝基板100上。除此之外，導電膠層364也可以提供導電電極340與導電結構240之間良好的導電性。在本實施例中，導電膠層364與導熱膠層362實質上分離，以避免短路。
值得注意的是，導熱膠層362接觸第一導熱結構220並填入開口132中，更接觸第二導熱結構260。舉例而言，導熱膠層362可以完全覆蓋第一導熱結構220或部分覆蓋第一導熱結構220，本發明不以此為限。在上述的設置下，導熱膠層362可以直接將導熱接墊320上的熱能傳遞至第一導熱結構220以及第二導熱結構260上。接著，熱能可再透過金屬薄膜120而散至金屬板110上。如此，相較於習知使用銅凸結構做為散熱結構的方式，本實施例的發光裝置10A可透過環繞開口132的第一導熱結構220提升散熱的面積，增加導熱效率。接著，透過將導熱率優良的導熱膠層362填入開口132中，以大面積的與第一導熱結構220以及第二導
熱結構260接觸，除了可以提升發光單元300與封裝載板100的接合力，更進一步提升導熱效率，以直接將熱能散入金屬板110中。藉由金屬板110的優良導熱率，大幅提升發光裝置10A的散熱效果。因此，發光單元300即使在高亮度的發光條件下，也可以有效地進行散熱而不會過熱，進而提升發光裝置10A的發光亮度、發光品質以及可靠性。
在本實施例中，發光單元300還包括封裝樹脂層350覆蓋發光二極體310並接觸封裝載板100的部分。舉例而言，封裝樹脂層350可以包封發光二極體310並接觸部分圖案化油墨層160。封裝樹脂層350例如為含有螢光粉的樹脂材料，其包括環氧樹脂、壓克力樹脂或其他合適材料。在本實施例中，發光二極體310可以是直接電性連接導電電極340且發光單元300是倒裝接合至封裝載板100上的第一導熱結構220以及導電結構240。換句話說，發光單元300可以晶圓級封裝(wafer-level package，WLP)的方式直接固定並電性連接至封裝載板100上的導電結構240。再透過封裝樹脂層350將發光單元300包封至封裝載板100上，以完成發光裝置10A的封裝。如此，發光單元300的發光面可以直接面向使用者，以大幅提升出光效率、提升發光亮度。此外，由於發光單元300與封裝載板100之間不具有其他載板，而間距可以很小，因此發光單元300的反射出光率可以進一步提升，使發光裝置10A具有良好的發光品質。
在一些實施例中，發光裝置10A還可選擇性地包括保護
層370於圖案化油墨層160上並圍繞封裝樹脂層350。如此，可以提升發光裝置10A的結構可靠性。
下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，關於省略了相同技術內容的部分說明可參考前述實施例，下述實施例中不再重複贅述。
圖4是依照本發明的另一實施例的一種發光裝置的剖面示意圖。請參考圖4及圖3，本實施例的發光裝置10B與圖3的發光裝置10A相似，主要的差異在於：發光單元300B是正裝接合至封裝載板100。舉例而言，發光單元300B包括發光二極體310B設置於載板(未標示)或支架上、以及封裝樹脂層350B覆蓋發光二極體310B。上述載板包括散熱接墊320B以及導電接墊340B。發光二極體310B設置於散熱接墊320B上，且發光二極體310B透過導線330B電性連接至導電電極340B。換句話說，發光二極體310B是透過打線接合至導電電極340B。在本實施例中，發光單元300B例如是使用表面安裝技術(surface-mount technology，SMT)的封裝，但本發明不以此為限。在一些實施例中，發光單元也可以使用晶片尺寸封裝(chip scale package，CSP)。舉例而言，先將發光二極體以倒裝的方式設置於具有導熱接墊以及導電電極的載板或支架上，使發光二極體直接電性連接導電電極並接觸導熱接墊。接著，再以封裝樹脂層覆蓋發光二極體以完成發光單元。因此，發光二極體310B、導熱接墊320B以及導電電極340B可先
透過封裝樹脂層350B完成包封，再將發光單元300B接合至封裝載板100以完成發光裝置10B。如此一來，可獲致與上述實施例類似的技術功效。
圖5是依照本發明的又一實施例的一種封裝載板的上視示意圖。請參考圖5及圖1，本實施例的封裝載板100A與圖1的封裝載板100相似，主要的差異在於：多個導電結構240A可設置於第一導熱結構220的同一側邊223。如圖5所示，多個導電結構240A可設置於第一導熱結構220的下側。然而，本發明不以此為限，於其他實施例中，使用者可依需求將多個導電結構240A設置於第一導熱結構220的右側、左側、上側、或三側、四側或四側中的任一側邊，均為本發明所欲保護的實施態樣。
綜上所述，本發明一實施例的封裝載板及發光裝置，由於封裝載板可先於絕緣層上形成開口，接著透過微影製程對金屬材料層進行蝕刻，再進行化學鎳金製程，以形成第一導熱結構、導電結構以及第二導熱結構於金屬板上。因此，第一導熱結構環繞開口，第二導熱結構位於開口中，且第一導熱結構於金屬板上的正投影不重疊開口。如此，除了於製程中，可提升封裝載板與乾膜的接合力，增加製程良率，還可透過第一導熱結構進一步增加封裝載板的散熱面積。相較於習知形成大尺寸或大厚度的銅凸做為導電或導熱結構的方式，封裝載板更可簡單地形成薄厚度的第一導熱結構、導電結構以及第二導熱結構，以達成熱電分離的效果，可降低製造成本、提升散熱效果且具有良好的發光品質。
此外，導熱接墊對應第一導熱結構設置，且導電電極對應導電結構設置。在上述的設置下，發光裝置可以達成熱電分離的效果，提升散熱效果且具有良好的發光品質。另外，由於導熱膠層可接觸第一導熱結構並填入開口中。在上述的設置下，導熱膠層可以直接將導熱接墊上的熱能傳遞至第一導熱結構以及第二導熱結構上。再透過金屬薄膜而將熱能散至金屬板上。如此，相較於習知使用銅凸結構做為散熱結構的方式，本實施例的發光裝置可透過環繞開口的第一導熱結構提升散熱的面積，增加導熱效率。再透過導熱率優良的導熱膠層以大面積地與第一導熱結構以及第二導熱結構接觸，除了可以提升接合力，更進一步提升導熱效率，以直接將熱能散入金屬板中，大幅提升發光裝置的散熱效果。因此，發光單元即使在高亮度的發光條件下，也可以有效地進行散熱而不會過熱，進而提升發光裝置的發光亮度、發光品質以及可靠性。此外，發光單元的反射出光率還可以進一步提升，使發光裝置具有良好的發光品質。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10A：發光裝置 100：封裝載板 110：金屬板 120：金屬薄膜 130：絕緣層 132：開口 142：第一導熱層 144：第一導電層 160：圖案化油墨層 182：第二導熱層 184：第二導電層 220：第一導熱結構 240：導電結構 260：第二導熱結構 300：發光單元 310：發光二極體 320：導熱接墊 340：導電電極 350：封裝樹脂層 362：導熱膠層 364：導電膠層 370：保護層
Claims (16)
- 一種封裝載板，包括：一金屬板；一金屬薄膜設置於該金屬板上；一絕緣層設置於該金屬薄膜上，該絕緣層具有至少一開口；至少一第一導熱結構設置於該絕緣層上，該第一導熱結構對應環繞該開口；多個導電結構設置於該絕緣層上；以及一圖案化油墨層設置於該絕緣層上，其中該圖案化油墨層暴露出該些導電結構的部分以及該第一導熱結構的部分，其中該開口位於該第一導熱結構於該金屬板上的正投影外邊緣內，該第一導熱結構於該金屬板上的正投影不重疊該開口，且每一該導電結構於該金屬板上的正投影位於該第一導熱結構於該金屬板上的正投影的至少一側邊。
- 如申請專利範圍第1項所述的封裝載板，更包括至少一第二導熱結構設置於該金屬薄膜上，其中該第二導熱結構於該金屬板上的正投影重疊該開口。
- 如申請專利範圍第2項所述的封裝載板，其中該絕緣層的厚度為5微米至50微米。
- 如申請專利範圍第1項所述的封裝載板，其中於垂直該金屬板的方向上，該圖案化油墨層的一內側壁至該開口邊緣的距離為0.05毫米至0.3毫米。
- 如申請專利範圍第1項所述的封裝載板，其中該第一導熱結構包括一第一導熱層及一第二導熱層，每一該導電結構包括一第一導電層及一第二導電層，且於垂直該金屬板的方向上，該第二導熱層垂直堆疊於該第一導熱層上，該第二導電層垂直堆疊於該第一導電層上。
- 如申請專利範圍第1項所述的封裝載板，其中該金屬板的材質為鋁、銅、鋁合金或銅合金。
- 一種發光裝置，包括：一封裝載板，包括：一金屬板；一金屬薄膜設置於該金屬板上；一絕緣層設置於該金屬薄膜上，該絕緣層具有至少一開口；至少一第一導熱結構設置於該絕緣層上，該第一導熱結構對應環繞該開口；多個導電結構設置於該絕緣層上；以及一圖案化油墨層設置於該絕緣層上，其中該圖案化油墨層暴露出該些導電結構的部分以及該第一導熱結構的部分，其中該開口位於該第一導熱結構於該金屬板上的正投影外邊緣內，該第一導熱結構於該金屬板上的正投影不重疊該開口；以及至少一發光單元，接合至該封裝載板，包括： 一發光二極體；多個導電電極電性連接至該發光二極體；以及一導熱接墊，該發光二極體設置於該導熱接墊上。
- 如申請專利範圍第7項所述的發光裝置，其中該發光單元的該些導電電極電性連接至該些導電結構，且該導熱接墊於該金屬板上的正投影重疊該第一導熱結構於該金屬板上的正投影。
- 如申請專利範圍第7項所述的發光裝置，更包括一導電膠層以及一導熱膠層，其中該導電膠層設置於該些導電結構與該些導電電極之間，該導熱膠層設置於該第一導熱結構與該導熱接墊之間。
- 如申請專利範圍第9項所述的發光裝置，其中該導熱膠層接觸該第一導熱結構並填入該開口中，接觸一第二導熱結構。
- 如申請專利範圍第9項所述的發光裝置，其中該導電膠層與該導熱膠層分離。
- 如申請專利範圍第9項所述的發光裝置，其中該導電膠層與該導熱膠層的材質包括錫膏、銀膠或銅膠。
- 如申請專利範圍第9項所述的發光裝置，其中該導電膠層與該導熱膠層的材質包括非金屬系導電導熱膠。
- 如申請專利範圍第7項所述的發光裝置，其中該發光單元更包括一封裝樹脂層覆蓋該發光二極體並接觸該封裝載板的部分，該發光二極體直接電性連接該些導電電極，且該發光單元倒裝接合至該封裝載板。
- 如申請專利範圍第7項所述的發光裝置，其中該發光單元更包括一封裝樹脂層覆蓋該發光二極體，該發光二極體電性連接至該些導電電極，且該發光單元正裝接合至該封裝載板。
- 如申請專利範圍第15項所述的發光裝置，其中該發光二極體打線接合至該些導電電極。
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|---|---|---|---|---|
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200736755A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-01 | Au Optronics Corp | Heat dissipation structure of backlight module |
| TWM350722U (en) * | 2008-07-11 | 2009-02-11 | Chia Chang Co Ltd | Heat-dissipating assembling apparatus of LED backlight source for liquid crystal panel |
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Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2014160470A2 (en) * | 2013-03-13 | 2014-10-02 | Albeo Technologies, Inc. | Methods of integrating led chips with heat sinks, and led-based lighting assemblies made thereby |
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2018
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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