TWM606127U

TWM606127U - 發光二極體封裝結構

Info

Publication number: TWM606127U
Application number: TW109211450U
Authority: TW
Inventors: 邢陳震崙; 謝孟庭
Original assignee: 葳天科技股份有限公司
Priority date: 2020-09-01
Filing date: 2020-09-01
Publication date: 2021-01-01

Abstract

一種發光二極體封裝結構，包含一發光二極體晶片，其底面上具有多個焊墊、一封裝膠包覆住該發光二極體晶片並裸露出該多個焊墊、以及多個金屬導體，每個該金屬導體與裸露出的一個該焊墊電性連接，且每個該些金屬導體的底面積大於每個該些焊墊的面積。

Description

發光二極體封裝結構

本創作大體上與一種發光二極體(light emitting diode, LED)封裝結構有關，更具體言之，其係關於一種具有延伸與放大腳位的發光二極體封裝結構。

隨著晶片技術的發展，發光二極體(light emitting diode, LED)的封裝技術從早期的塑料引線晶片載體封裝(Plastic Leaded Chip Carrier, PLCC)、四方扁平無引線封裝(Quad Flat No-Lead, QFN)，一路演進至晶片尺寸封裝(chip scale package, CSP)，目前CSP已成為了一種重要的半導體封裝技術，近幾年在業內備受關注。現今已有部分的LED晶片是使用CSP技術，其應用在手機閃光燈、電視背光、後裝車燈等特殊照明領域，而於一般照明領域也開始普及。CSP封裝技術的LED的優點在於高可靠性、高性價比、熱阻低、可大電流驅動、厚度薄、體積小以及高光密度等。然而，現今的CSP封裝技術的LED同時也有一些缺點，諸如不好應用、良率、基板與貼片費用/精度要求高以及亮度不夠等，特別是對於採用表面黏著技術的無支架式CSP LED覆晶晶片的表面黏著元件(surface mounting device, SMD)而言，其SMD腳位僅能與LED晶片的焊接腳位相同，故容易因為LED晶片的腳位過小而在SMD組裝過程中發生旋轉、偏移及短路等問題，難以順利完成焊接。

故此，目前業內相關技術人員仍需對現有CSP LED的結構進行開發與改良，以克服上述表面黏著期間會遇到的習知問題。

有鑑於上述晶片尺寸封裝發光二極體(CSP LED)在表面黏著容易遇到的習知問題，本創作特此提出了一種新穎的發光二極體封裝結構，其特點在於在LED晶片原有的焊墊上外接尺寸較大、向外側向延伸的金屬導體來增加LED晶片的焊接面積，以克服表面黏著組裝時易發生的旋轉、偏移及短路等問題。

本創作的目的在於提出一種發光二極體封裝結構，包含一發光二極體晶片，其底面上具有兩個焊墊、一封裝膠包覆住該發光二極體晶片並裸露出該兩個焊墊、以及多個金屬導體，每個該金屬導體與裸露出的一個該焊墊電性連接，且每個該些金屬導體的底面積大於每個該些焊墊的面積。

本創作的這類目的與其他目的在閱者讀過下文中以多種圖示與繪圖來描述的較佳實施例之細節說明後應可變得更為明瞭顯見。

現在下文將詳細說明本創作的示例性實施例，其會參照附圖示出所描述之特徵以便閱者理解並實現技術效果。閱者將可理解文中之描述僅透過例示之方式來進行，而非意欲要限制本案。本案的各種實施例和實施例中彼此不衝突的各種特徵可以以各種方式來加以組合或重新設置。在不脫離本創作的精神與範疇的情況下，對本案的修改、等同物或改進對於本領域技術人員來說是可以理解的，並且旨在包含在本案的範圍內。

閱者應能容易理解，本案中的「在…上」、「在…之上」和「在…上方」的含義應當以廣義的方式被解讀，以使得「在…上」不僅表示「直接在」某物「上」而且還包括在某物「上」且其間有居間特徵或層的含義，並且「在…之上」或「在…上方」不僅表示「在」某物「之上」或「上方」的含義，而且還可以包括其「在」某物「之上」或「上方」且其間沒有居間特徵或層（即，直接在某物上）的含義。

此外，諸如「在…之下」、「在…下方」、「下部」、「在…之上」、「上部」等空間相關術語在本文中為了描述方便可以用於描述一個元件或特徵與另一個或多個元件或特徵的關係，如在附圖中示出的。

如本文中使用的，術語「層」是指包括具有厚度的區域的材料部分。層可以在下方或上方結構的整體之上延伸，或者可以具有小於下方或上方結構範圍的範圍。此外，層可以是厚度小於連續結構的厚度的均質或非均質連續結構的區域。例如，層可以位於在連續結構的頂表面和底表面之間或在頂表面和底表面處的任何水平面對之間。層可以水準、豎直和/或沿傾斜表面延伸。

請同時參照第1圖與第2圖，其分別繪示出根據本創作較佳實施例中一發光二極體(LED)封裝結構100的截面示意圖與底視示意圖。如圖所示，本創作的發光二極體封裝結構100可為一晶片尺寸封裝發光二極體(CSP LED)封裝結構，其包含一發光二極體晶片101，例如一無支架、五面出光式的發光二極體晶片，其底面上具有兩個焊墊105，或稱為電極。焊墊105的材質可為反射率較高的銀，或是鈦、鋁、鎳、金等材質。在實施例中，發光二極體晶片101本身可包含多種層結構或部位，例如從最底層向上依序具有一藍寶石基底、n型摻雜氮化鎵(n-GaN)層、多層結構量子井(MQW)以及p型摻雜氮化鎵(p-GaN)層等。兩個焊墊105分別形成在n-GaN層與p-GaN層上。由於p-GaN層摻雜三價雜質而會含有大量帶正電的電洞，n-GaN層摻雜五價雜質而會含有大量帶負電的電子。在運作中，當在發光二極體的正負極（兩焊墊105）施予電壓，在p-GaN層與n-GaN層之間的PN接面處內部的電子與電洞會相結合，其結合的能量便以光的形式向外發出，依使用材料的能階高低決定發光的波長，因此就會發出不同顏色的光。兩者接面處的多層結構量子井可以在空間上限制電子電洞的行為，使之不易脫離量子井的拘束，進而有較高機率結合致光，提高LED發光效率。由於上述發光二極體晶片101的各層結構皆為習知技術且非本創作之重點，圖中將予以忽略不示。在實際組裝時，發光二極體晶片101係以倒裝覆晶形式貼合在組裝基板上。

復參照第1圖與第2圖。發光二極體晶片101的側面與頂面上包覆有封裝膠103。封裝膠103的材質可為石英、玻璃、矽膠、環氧樹酯、鐵氟龍或上述材料的組合，其可提供發光二極體晶片101保護效果，發光二極體晶片101的底面以及兩個焊墊105則從封裝膠103中裸露出來。在本創作實施例中，封裝膠103中可摻有螢光粉，其所摻之螢光粉種類可與其所接觸之發光二極體晶片103對應來達到吾人所欲之發光效果。例如，在藍光發光二極體的例子中，其封裝膠103中可以摻入YAG 黃色螢光粉，藍光激發 YAG 黃色螢光粉，利用藍光與黃光是互補色光的原理來混光成為高亮度的白光。

在實際組裝時，由於發光二極體晶片101的焊墊105尺寸非常的小，其在SMD組裝過程中容易發生旋轉、偏移及短路等習知問題，難以順利完成焊接。為了解決這類問題，本創作提出了在發光二極體晶片101的焊墊105上外接尺寸較大、向外延伸的金屬導體107來增加晶片的焊接面積。如圖所示，金屬導體107可為金屬片，其厚度較佳小於50微米(μm)。金屬導體107材質可與焊墊105相同，可為反射率較高的銀，或是鈦、鋁、鎳、金等材質。每個金屬導體107與裸露出的一個焊墊105電性連接，更特別的是，在本創作實施例中，每個金屬導體107的底面積都會大於焊墊105的面積。具體言之，如第2圖所示，金屬導體107會側向往四周延伸，超出發光二極體晶片101的底面範圍，最大可以達到與外圍封裝膠103的側面齊平，以達到增加晶片焊接面積的最佳功效。

須注意的是，本創作中金屬導體107的做法與一般底部具有金屬/絕緣層/金屬等三層或多層支撐載板的發光二極體晶片做法不同，其金屬導體107係單層且各自獨立之結構，直接地且只與焊墊105連接，並未與其他金屬層或非金屬層相連接，故能在增加焊接面積的同時仍能將整體晶片的厚度控制在極薄的範圍。

綜上所述，本創作提出之新穎的發光二極體封裝結構，其特點在於在發光二極體晶片原有的焊墊上外接尺寸較大、向外延伸的金屬導體來增加發光二極體晶片的焊接面積，以克服表面黏著組裝時易發生的旋轉、偏移及短路等問題。同時，單層且直接與焊墊連接的設計也維持了晶片良好的薄型設計，是為一兼具功效性與進步性之創作。

以上所述僅為本創作之較佳實施例，凡依本創作申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本創作之涵蓋範圍。

100:發光二極體封裝結構 101:發光二極體晶片 103:封裝膠 105:焊墊 107:金屬導體

本說明書含有附圖併於文中構成了本說明書之一部分，俾使閱者對本創作實施例有進一步的瞭解。該些圖示係描繪了本創作一些實施例並連同本文描述一起說明了其原理。在該些圖示中：第1圖為根據本創作較佳實施例中一發光二極體封裝結構的截面示意圖；以及第2圖為根據本創作較佳實施例中一發光二極體封裝結構的底視示意圖。須注意本說明書中的所有圖示皆為圖例性質，為了清楚與方便圖示說明之故，圖示中的各部件在尺寸與比例上可能會被誇大或縮小地呈現，一般而言，圖中相同的參考符號會用來標示修改後或不同實施例中對應或類似的元件特徵。

100:發光二極體封裝結構

101:發光二極體晶片

103:封裝膠

105:焊墊

107:金屬導體

Claims

一種發光二極體封裝結構，包含：一發光二極體晶片，該發光二極體晶片的底面上具有兩個焊墊；一封裝膠，包覆住該發光二極體晶片並裸露出該兩個焊墊；以及多個金屬導體，每個該金屬導體與裸露出的一個該焊墊電性連接，且每個該些金屬導體的底面積大於每個該些焊墊的面積。
如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該封裝膠的側面與該些金屬導體的側面齊平。
如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該些金屬導體側向延伸超出該發光二極體晶片的底面的範圍。
如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該些金屬導體各自獨立且只與該些焊墊連接，並未與其他金屬層或非金屬層連接。
如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該些金屬導體的厚度小於50微米(μm)。
如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該些金屬導體的材料為銀、鈦、鋁、鎳、金或是上述材料之組成。
如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該封裝膠的材料包含石英、玻璃、矽膠、環氧樹酯、鐵氟龍或上述材料的組合。
如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該封裝膠中摻有螢光粉。
如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結構，其中該發光二極體封裝結構為一晶片尺寸封裝發光二極體封裝結構。