專利名稱：一種支架、具有支架的芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，發(fā)光二極管(LED)被應用的領域相當廣泛，如液晶屏幕上的光 源、投射燈、交通等以及汽車的剎車燈等等，日漸取代傳統(tǒng)的燈絲燈泡。然而， 現(xiàn)有的芯片，雖然具有體積小、能耗低的特性，但就單顆芯片而言，光源能量 較小，在諸多領域的應用都受到限制。為了增加發(fā)光源的整體亮度，則需要增 加芯片的數(shù)目或密度。
為了增加芯片的數(shù)目或密度，傳統(tǒng)的芯片制造方法是將成型后的芯片成品 分別安裝于印刷電路板上，通過印刷電路板上的電路實現(xiàn)各芯片之間的電性連 接。采用這種制造方法，需要逐一地將芯片通過波焊或回焊的方式安裝于印刷 電路板上，由此以來，加工時間根據(jù)所需安裝的芯片個數(shù)的增加而增加，進而 增加芯片的加工周期，而且，芯片是非常輕薄短小的元器件，安裝精度要求很 高，需要分別與印刷電路板上的電路電性連接，這種分別安裝的制造方法大大 提高了加工的難度，需要精確對準相應的電路，這樣，也將進也步增加了加工 周期。另外，由于傳統(tǒng)的制造方法需要經(jīng)過回焊或波焊工藝，容易因受熱而影 響芯片的其自身光學特性、延伸質(zhì)量、發(fā)光效率、壽命等特性。
另外，由于發(fā)光二極管(LED)的產(chǎn)品面十分廣泛，除了應用于如燈具、 廣告牌等面狀光源以外，還有也些需彎曲或繞曲的光源設備？如裝飾燈、內(nèi)裝 燈、手扶梯、階梯燈或是路線指示燈等。然而目前也般通過單獨安裝的方式分 別將LED單體安裝于印刷電路板上，大大增加了可饒性LED模塊的成型難度及 制造工序。
因此，提供也種制造工序簡單、成本低、精度高且厚度薄的芯片封裝結(jié)構(gòu) 及其制造方法以解決上述問題實為必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種支架，所述支架包括相互平行間隔的三組導電
臂第一導電臂、第二導電臂和第三導電臂，三組導電臂上分別設有電性連接 點，其中，第一導電臂和第三導電臂上的電性連接點可與外部電源電性連接，
第二導電臂為至少一個，其上的電性連接點可與第一導電臂和第三導電臂上的 電性連接點電性連接。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種芯片封裝結(jié)構(gòu)，其包括至少一根支架和 至少一個芯片，所述支架包括相互平行間隔的三組導電臂第一導電臂、第二 導電臂和第三導電臂，三組導電臂上分別設有電性連接點，其中，第一導電臂 和第三導電臂上的電性連接點可與外部電源電性連接，第二導電臂為至少一個， 其上的電性連接點可與第一導電臂和第三導電臂上的電性連接點電性連接，所 述芯片通過各電性連接點與導電臂電性連接。
本發(fā)明封裝結(jié)構(gòu)還可進一步包括以下附加技術(shù)特征
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述芯片為復數(shù)個，各芯片相互串聯(lián)在一
起°
在本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例中，支架為復數(shù)個，所述復數(shù)個支架兩兩相 連成一直線，組成支架組。
在本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例中，支架組為復數(shù)個，該所述復數(shù)個支架組 相互平行排列。
在本發(fā)明中，支架由可饒性導電材料制成，如鐵、銅、鋁或鉑等材料。支 架上設置有復數(shù)個兩兩相連或相互間隔的封裝殼體，所述芯片分別設置于該封 裝殼體內(nèi)。封裝殼體內(nèi)形成有光反射區(qū)域，所述光反射區(qū)域由高反射材料組成。
本發(fā)明還提供了一種芯片封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其包括以下步驟
步驟l)成型至少一支架或支架組，在支架組中，所述支架兩兩相連接成一 直線，各支架包括相互平行間隔的三組導電臂，各導電臂上設有電性連接點；
步驟2)在所述支架上裝設芯片，所述芯片通過電性連接點與導電臂電性連 接，成型芯片封裝結(jié)構(gòu)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明芯片封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法具有以下優(yōu)點 (1)通過一體成型陣列式支架或支架組，替代了傳統(tǒng)的印刷電路板，作為 芯片的承載基板及傳導介質(zhì)，可同時成型多組芯片封裝結(jié)構(gòu)，無需采用波焊或
回焊的方式將芯片逐個地安裝于印刷電路板或散熱板上，簡化了生產(chǎn)工序，提 高生產(chǎn)的自動化程度，顯著提高了生產(chǎn)效率，同時也降低了芯片封裝結(jié)構(gòu)的整 體厚度。
(2) 由于支架可采用可變形材料制成，具有一定的柔韌性，且封裝結(jié)構(gòu)的 整體厚度較薄，則既可成型具可饒性的芯片模組， 一可應用于具有一定曲度的 對象的裝飾，且制造方法與直線形的芯片封裝模組相同，筒化了制造工序，并 使得本發(fā)明芯片封裝模組的應用領域更為廣泛。
(3) 由于減少了波焊或回焊的工序，避免了芯片因受熱而對其光學特性、 延伸質(zhì)量、發(fā)光效率等特性的影響，延長了芯片的工作壽命。
(4) 支架采用金屬制成，與芯片直接接觸，既可作為芯片的導線架，實現(xiàn) 芯片與外部電源的電性連接，同時， 一可以作為芯片的散熱架，通過快速散熱 提高芯片的工作效率，可不必再安裝散熱層，則減小了封裝結(jié)構(gòu)的厚度，也降 低了生產(chǎn)成本。
(5) 支架的結(jié)構(gòu)相當簡單，易于成型，由若干根導電臂組成，導電臂的個 數(shù)可根據(jù)芯片的個數(shù)設置，其中兩根導電臂與正負導電端電性連接，裝載于支 架上相互串聯(lián)的各芯片可通過直接(通過導線電性連接)或間接(通過支架電 性連接)地與正負導電端電連接，實現(xiàn)電流的導通，巧妙地利用了支架的導電 性能，并且，各導電臂之間相互間隔，避免了短路現(xiàn)象。
為使本發(fā)明更加容易理解，下面將結(jié)合附圖進一步闡述本發(fā)明不同的具體 實施例。


圖i為本發(fā)明芯片封裝結(jié)構(gòu)的立體圖2為本發(fā)明芯片封裝結(jié)構(gòu)的支架的實施例一的立體圖； 圖3為本發(fā)明芯片封裝結(jié)構(gòu)的支架與芯片的組裝圖一； 圖4為本發(fā)明芯片封裝結(jié)構(gòu)的支架的實施例二的立體圖； 圖5為本發(fā)明芯片封裝結(jié)構(gòu)的電路示意圖； 圖6為本發(fā)明芯片封裝結(jié)構(gòu)的支架的實施例三的立體圖； 圖7為本發(fā)明芯片封裝結(jié)構(gòu)的組裝圖二；
圖8為本發(fā)明芯片封裝結(jié)構(gòu)另一個實施例的立體圖；以及
圖9為圖7中C部位的放大圖。
具體實施例方式
參照圖1所示，本發(fā)明提供了一種芯片封裝結(jié)構(gòu)，其包括至少一根支架 10 、復數(shù)個設有開口的封裝殼體20以及復數(shù)個芯片30，所述復數(shù)個封裝殼體 20裝載于支架10上，所述芯片30分別設置于封裝殼體20內(nèi)，并與所述支架 10電性連接。
參照圖1所示，在本實施例中，所述復數(shù)個封裝殼體20 —體成型，兩兩相 鄰的封裝殼體2G之間經(jīng)連接臂21相連接，形成封裝殼體組200 ，連接臂21可 由封裝殼體20的任一邊臂201延伸，在本實施例中，任意相鄰連接的封裝殼體 20的連接臂21分別由其兩相對邊臂201同向延伸，在同一個封裝殼體中，設某 一支架IO上相鄰的封裝殼體為20a、20b和20c ，兩封裝殼體20a及20b的邊臂 分別為第一邊臂201a及第二邊臂201b ，第一邊臂201a與第二邊臂201b為交錯 相對設置^^裝殼體20a的第一邊臂201a沿T方向延伸湘連接至封裝殼體20b ， 而封裝殼體20b的第二邊臂201b也沿T方向延伸，相連接至下一個封裝殼體 20c ，依次類推，從而將復數(shù)個封裝殼體20相連接在一起。
可以理解，所述邊臂的形狀、個數(shù)及位置均可不受限制，只要能夠?qū)⑼?支架上的相鄰封裝殼體相連接即可?？捎幸韵聨追N連接方式(1)所述第一邊 臂201a與第二邊臂201b亦可設置與同一側(cè)，將相鄰的兩封裝殼體相互連接成 一直線；(2)所述邊臂201亦可由任一封裝殼體的兩側(cè)同向延伸出，這樣，兩 相鄰的封裝殼體可借由兩對稱分布的邊臂相連接，使得復數(shù)個封裝殼體的連接 更為穩(wěn)固，兩兩封裝殼體相互牽拉，且提高了封裝殼體組的剛性，避免發(fā)生斷 裂。所述封裝殼體組200可采用一體射出成型的方式制成，可以理解，其亦可 來用其它的連接方式將復數(shù)個封裝殼體20組合而成。
此外，為了保護芯片30及電路結(jié)構(gòu)，減少光損失，故封裝殼體20的空腔 204(如圖9所示)內(nèi)填充有膠體，成型封裝層，所述封裝層至少覆蓋芯片30 ，更 好地，所述封裝層填滿整個空腔204 '其空腔204上表面開口與封裝殼體20的 上表面相齊平，膠體優(yōu)逸光學透光率較高的膠體，如混有焚光粉的膠體，以提
高光散射效果，其中'膠體優(yōu)選為樹脂°
參照圖2所示，在本發(fā)明的支架的實施例一中，所述支架10呈長條狀，其 由導電材料制成，優(yōu)選金屬材料，具有良好散熱導電性，包括兩導電端101和 三組導電臂102 ，所述導電端101設置于導電臂102的兩端。其中，每個導電端 101包括正導電端和負導電端，通過正負導電端與外部電源電性耦接，正導電端 為101a，負導電端為101b ;所述導電臂102分別為第一導電臂102a、第二導電 臂102b和第三導電臂102c ，各導電臂相互平行間隔且電性分離，其上分別設有 電性連接點(未標示)。其中，所述第一導電臂102a的兩端分別與正導電端101a 連為一體，第三導電臂102c的兩端分別與負導電端101c連為一體，第一導電臂 102a和第三導電臂102c上的電性連接點可與外部電源電性連接；第二導電臂 102b為兩個，分別為102bl和102b2 ，分別設置于第一導電臂102a及第三導電 臂102c之間，第二導電臂102b上的電性連接點可與第一導電臂102a和第三導 電臂102c上的電性連接點電性連接，所述復數(shù)個芯片30通過各電性連接點與 導電臂102電性連接，且相互串聯(lián)在一起。
在本發(fā)明中，所迷第二導電臂102b可為至少一個，當?shù)诙щ姳?02b為 一個時，裝載于第二導電臂102b上的芯片30通過電性連接點與第一導電臂102a 和第三導電臂102c電性連接；當?shù)诙щ姳?02b為復數(shù)個時，則可裝載復數(shù) 個芯片30 ，所述復數(shù)個芯片30通過各電性連接點與導電臂102電性連接，且相 互串聯(lián)在一起。所述芯片30的個數(shù)可根據(jù)需要設置，同樣，第二導電臂102b 的數(shù)量亦可根據(jù)芯片30的個數(shù)設置，只要能夠間隔且電性分離任一芯片的兩正 負電性即可。如在同一個支架10上，若設置3個芯片30 ，則相應設置2個第二 導電臂102b ;若設置4個芯片30 ，則相應設置3個第二導電臂102b ;若設置n 個芯片30 ,則相應設置n-l個第二導電臂102b。
結(jié)合圖3所示，所述同一支架10上設置3個芯片30 ，分別為第一芯片30a 、 第二芯片30b和第三芯片30c，并采用串聯(lián)方式電性連接第一《片30a、第二芯 片30b和第三芯片30c。具體來說，第一芯片30a設置于第二導電臂102bl的一 側(cè)，第二芯片30b亦設置于第二導電臂102b2的一側(cè)，第三芯片30c設置于第 一導電臂102a的一側(cè)。在本實施例中，第一芯片30a的負電性端通過導線與第 三導電臂102c相連的負導電端101c電性耦接，而其正電性端通過導線與第二導
電臂102bl電性耦接；第二芯片30b的負電性端通過導線與第二導電臂102bl 電性耦接，而其正電性端通過導線與第二導電臂102b2電性耦接；第三芯片30c 的負電性端通過導線與第二導電臂102b2電性耦接，而其正電性端通過導線與 第三導電臂102a相連的負導電端101a電性耦接。在通電狀態(tài)下，電流由正導電 端101a導入，依序通過第三芯片30c、第二芯片30b和第一芯片30a ，由負導電 端101c導出。
在本發(fā)明中，所述正負導電端的位置及形狀可不受限制，其可設置于導電 臂的任一側(cè)邊，可與導電臂一體成型，由導電臂的任意兩端延伸，也可借由導 電體與導電臂電性耦接。
參照圖4所示，在本發(fā)明的支架的實施例二中，當支架IO為復數(shù)組時，所 述支架兩兩相連接成一直線，組成第一支架組10a ，所述第一支架組10a中的支 架組數(shù)可根據(jù)需要設置。
請參閱圖5 ，圖5為m組支架IO彼此并聯(lián)的電路架構(gòu)示意圖。如圖5所示， 假設一第一支架組10a中的支架10組數(shù)為m組，則其中在一支架IO上的第一 芯片30a、第二芯片30b和第三芯片30c相互串聯(lián)的同時，任意兩支架IO相互 并聯(lián)。再以上述支架10上的芯片相互串聯(lián)后的正負導電端分別以另一支架10 上的芯片相互串聯(lián)后的正負導電端相互并聯(lián)；最后，通過一組或多組正負導電 端與外部電源電性耦接。同理，以上述相同方式并聯(lián)m組支架10時，各組芯片 的電路即可為圖5所示。更進一步的說明，圖5中所示的并聯(lián)之電性連結(jié)方式 即相同于上述圖3中所示的第一導電臂102a和第三導電臂102c ，而圖5中所示 之正、負電性端亦分別相同于上述圖3中所示的正導電端101a與負導電端101c 。
參照圖6和圖7所示，在本發(fā)明的支架的實施例三中，為了提高芯片封裝 結(jié)構(gòu)的加工效率，亦可一體成型第二支架組10b ，所迷第二支架組10b中由多組 相互平行排列的第一支架組10a組成，以滿足同時加工更多芯片30的需要。
參照圖8所示，在本發(fā)明的另一實施例中，復數(shù)個封裝殼體20亦可相互間 隔，可通過分別射出成型的方式相互獨立地成型于支架10上。在本發(fā)明中，所 述支架10可采用可饒性導電材料制成，如銅、鉑、鋁、鐵等，可成型可饒性封 裝結(jié)構(gòu)。在可饒性封裝結(jié)構(gòu)中，各封裝殼體20之間沒有連接，隨支架的彎曲而 彎曲，可應用于具有一定曲度的對象的裝飾，其制造方法與直線形的LED封裝
模組相同，簡化了制造工序。
參照圖9所示，封裝殼體20為絕緣材料制成，如塑料、陶乾、氮化硼(BN)、 氮化鋁(A1N)、碳化硅鋁(SiCAl)等。封裝殼體20的底部開設有開口 202 ， 芯片30通過所述開口 202安裝于支架10上。封裝殼體20的內(nèi)周壁形成有環(huán)形 的光反射區(qū)域203 ，優(yōu)逸錐形，所述光反射區(qū)域203可由高反射材料形成，如焚 光粉、陶瓷、油漆、塑料或反射性金屬(銀、鋁)等，以提高芯片30所發(fā)的光 向外散射并提高LED發(fā)光源的亮度。封裝殼體20內(nèi)成型有一空腔204 ，芯片 30設置于封裝殼體20的空腔204內(nèi)，并通過電導線40與所述各導電臂102電 性耦接。在本發(fā)明中，芯片30與支架10之間的電性耦接關系不受限制，亦可 采用倒焊芯片技術(shù)(Flip-chip)通過導電端子將芯片30與支架10電性耦接。
在本發(fā)明中，亦可以省略封裝殼體20 ，則將芯片30直接封裝于所述支架 10上。芯片30優(yōu)逸LED芯片，可以理解，本發(fā)明芯片封裝結(jié)構(gòu)也可適用于其 他電子元件的封裝。
本發(fā)明還提供了一種芯片封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其包括以下步驟
步驟1)成型至少一支架或支架組，在支架組中，所述支架兩兩相連接成一 直線，各支架包括相互平行間隔的三組導電臂，各導電臂上設有電性連接點；
步驟2)在所述支架上裝設芯片，所述芯片通過電性連接點與導電臂電性連 接，成型芯片封裝結(jié)構(gòu)。
以下詳細描述本發(fā)明的制造方法。
在步驟i)中，首先，選取金屬板；然后，將金屬板放入壓模機中沖壓成型
所述至少一個支架10 (如圖2所示)或支架組10a、 10b。為了提高芯片封裝結(jié) 構(gòu)的加工效率，以同時制造更多組芯片封裝結(jié)構(gòu)，參照圖4所示，在支架組10a 中，所述支架10兩兩相連接成一直線；參照圖6所示，在支架組10b中，包括 有復數(shù)個相互平行排列的支架組10a ，在同一支架組10a中，所述支架10兩兩 相連接成一直線。
在步驟2)中，通過焊接或膠粘的方式在所述支架IO上裝設芯片，使得所 述芯片通過電性連接點與各導電臂電性連接，其中兩組導電臂可與外部電源電 性連接。
在本發(fā)明的一個優(yōu)逸實施例中，還可進一步包括步驟3):將支架或支架組
置于注塑機的模具上，在所述支架或支架組上射出成型封裝殼體20 ，使得所述 芯片30收容于所述封裝殼體20之中。
參照圖8所示，成型封裝殼體組200 ，所述封裝殼體由塑膠材料注塑而成， 在各封裝殼體20的中部開鑿一空腔204 ，空腔204的內(nèi)周壁成型為光滑的錐形 面，將復數(shù)個芯片30分別置入各封裝殼體20的空腔204中'，將其固定于支架 10上，并通過電導線40將各芯片30與支架10電性耦接；然后，通過封裝殼體 20的注塑孔(未標示)向空腔204中注入膠體，如樹脂，膠體充滿于空腔204 中，將芯片30封裝，從而成型本發(fā)明芯片封裝結(jié)構(gòu)。
其中，所述芯片的安裝與封裝殼體的成型次序可置換，亦可先成型封裝殼 體，再將芯片封裝于封裝殼體中，并與支架電連接。
在本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例中，所述步驟2)與步驟3)之間還可以進一 步包括步驟21)，在封裝殼體20的內(nèi)周壁上形成有光反射區(qū)域203 ，光反射區(qū) 域203可通過電鍍反射性金屬如銀、鋁等而形成。
在本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施例中，為了獲得若干組相互平行的芯片封裝結(jié) 構(gòu)，還可進一步包括步驟4):根據(jù)需要芯片30的個數(shù)切割所述支架組10b ，即
可成型包括有至少一組芯片封裝結(jié)構(gòu)的成品。
惟以上所述者，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，當不能以此限定本發(fā)明實 施的范圍，即大凡依本發(fā)明權(quán)利要求及發(fā)明說明書所記載的內(nèi)容所作出簡單的 等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明權(quán)利要求所涵蓋范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種支架，其特征在于所述支架包括相互平行間隔的三組導電臂第一導電臂、第二導電臂和第三導電臂，三組導電臂上分別設有電性連接點，其中，第一導電臂和第三導電臂上的電性連接點可與外部電源電性連接，至少一個第二導電臂的電性連接點可與第一導電臂和第三導電臂上的電性連接點電性連接。
2. —種芯片封裝結(jié)構(gòu)，其包括至少一根支架和至少一個芯片，其特征在于 所述支架包括相互平行間隔的三組導電臂第一導電臂、第二導電臂和第三導 電臂，三組導電臂上分別設有電性連接點，其中，第一導電臂和第三導電臂上 的電性連接點可與外部電源電性連接，至少一個第二導電臂的電性連接點可與 第一導電臂和第三導電臂上的電性連接點電性連接，所述芯片通過各電性連接 點與導電臂電性連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述芯片為復 數(shù)個，各芯片相互串聯(lián)在一起。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述支架為復 數(shù)個，所述復數(shù)個支架兩兩相連成一直線，組成支架組。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述支架組為復數(shù)個， 該所述復數(shù)個支架組相互平行排列。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述支架由可饒 性導電材料制成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述支架上設置有 復數(shù)個封裝殼體，所述芯片分別設置于該封裝殼體內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述復數(shù)個封裝殼體兩兩相連或相互間隔。
9. 一種芯片封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于包括以下步驟步驟l)成型至少一支架或支架組，在支架組中，所述支架兩兩相連接成一直線， 各支架包括相互平行間隔的三組導電臂，各導電臂上設有電性連接點； 步驟2)在所述支架上裝設芯片，所述芯片通過電性連接點與專電臂電性連接， 成型芯片封裝結(jié)構(gòu)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的芯片封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其辟征在于還可進 一步包括步驟3)在所述支架或支架組上成型封裝殼體，所述芯片收容于所述 封裝殼體之中。
全文摘要
一種芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括至少一根支架以及裝載于支架上的至少一個封裝殼體和芯片，芯片分別設置于封裝殼體內(nèi)，并與支架電性連接。本發(fā)明采用沖壓的方式一體成型支架和封裝殼體組，芯片直接安裝于支架上，簡化了生產(chǎn)工序，避免了芯片因受熱而對其光學特性、延伸質(zhì)量、發(fā)光效率等特性的影響，支架采用金屬制成，既可作為芯片的導線架，實現(xiàn)芯片與外部電源的電性連接，同時，也可以作為芯片的散熱架，通過快速散熱提高芯片的工作效率，由于不必再安裝散熱層，則減小了封裝結(jié)構(gòu)的厚度，因此除了可減少散熱層材料的成本以外，可因簡化了生產(chǎn)程序而降低了生產(chǎn)成本；由于厚度的減小，更可適用于可饒性的模塊產(chǎn)品上。
文檔編號H01L23/495GK101364585SQ20081019889
公開日2009年2月11日 申請日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月25日
發(fā)明者周孟松, 林貞秀, 黃仕沖 申請人:旭麗電子(廣州)有限公司;光寶科技股份有限公司