專利名稱：發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種封裝結(jié)構(gòu)，特別是發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，還涉及一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)封裝結(jié)構(gòu)的制作通常是先在一個(gè)樹脂或塑料的基板上形成電路結(jié)構(gòu)，然后將發(fā)光二極管芯片固定于基板上并與電路結(jié)構(gòu)電性連接，最后形成封裝層覆蓋發(fā)光二極管芯片并切割形成多個(gè)組件。由于發(fā)光二極管工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，會(huì)對(duì)發(fā)光二極管的壽命造成較大影響， 因此如何將發(fā)光二極管芯片產(chǎn)生的熱量快速有效的消散是業(yè)界一直努力解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種具有良好散熱效率的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，包括以下步驟形成基板，所用材料為類鉆石和玻璃陶瓷的混合物；在基板上形成導(dǎo)電孔、固定孔及反射杯；形成電路結(jié)構(gòu)于基板上； 將若干發(fā)光二極管芯片電性連結(jié)于電路結(jié)構(gòu)；以及形成封裝層并將發(fā)光二極管芯片封裝在反射杯內(nèi)。一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，包括基板，設(shè)置于基板上的電路結(jié)構(gòu)，裝設(shè)于基板上并與電路結(jié)構(gòu)電連接的若干發(fā)光二極管芯片，以及覆蓋發(fā)光二極管芯片的封裝層，所述基板的材料采用類鉆石和玻璃陶瓷的混合物。采用類鉆石和玻璃陶瓷混合材料作為發(fā)光二極管封裝基板，因兩種材料導(dǎo)熱性均很高，故其混合物也具有較高的導(dǎo)熱性，能夠使發(fā)光二極管芯片產(chǎn)生的熱量較為快速的傳導(dǎo)，有助于散熱。并且，由于此兩種材料膨脹系數(shù)較為接近，故可避免基板熱脹冷縮后材料之間產(chǎn)生縫隙和裂紋。下面參照附圖，結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。


圖1為本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法步驟流程示意圖。圖2為本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法步驟一得到的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。圖3為本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法步驟二得到的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。圖4為本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法步驟二得到的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。圖5為本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法步驟三得到的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。圖6為本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法步驟四得到的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。圖7為本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法步驟五得到的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。主要元件符號(hào)說明
基板10
頂面101
底面102
側(cè)面103
固定部11
第一表面111
第二表面112
固定孔12
導(dǎo)電孔14
反射杯16
反射層17
金屬墊片18
電路結(jié)構(gòu)20
發(fā)光二極1f芯片22
金線24
封裝層26
覆蓋部27
固定柱28
發(fā)光二極1f封裝結(jié)構(gòu)50
具體實(shí)施例方式如圖7所示，本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)50包括基板10，設(shè)置于基板 10上的電路結(jié)構(gòu)20，裝設(shè)于基板10上并與電路結(jié)構(gòu)20電連接的若干發(fā)光二極管芯片22， 以及覆蓋發(fā)光二極管芯片22的封裝層沈，所述基板10的材料采用類鉆石和玻璃陶瓷的混合物。在一實(shí)施例中，所述基板10還可包含一固定部11，固定部11上設(shè)固定孔12，該固定孔12為一通孔。所述封裝層沈包括覆蓋發(fā)光二極管芯片22的覆蓋部27及穿過該固定部 11并卡持在固定孔12內(nèi)的固定柱觀。在一實(shí)施例中，基板10上還可形成反射杯16，發(fā)光二極管芯片22固定在反射杯16的底部。反射杯16的表面還可形成一反射層17。以下，將結(jié)合其他附圖及實(shí)施例對(duì)本技術(shù)方案的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1為本發(fā)明一實(shí)施例發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)制造方法的步驟流程圖。請(qǐng)同時(shí)參考圖2，本發(fā)明發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法步驟一為，首先將制作基板的材料類鉆石和玻璃陶瓷混合均勻，注模于預(yù)設(shè)模具內(nèi)，采用高溫?zé)栈虻蜏責(zé)盏姆椒ń?jīng)共燒后形成。類鉆石和玻璃陶瓷均具有較高的導(dǎo)熱性，兩者的混合物也具有較高的導(dǎo)熱性；類鉆石的膨脹系數(shù)(CTE)為1. 3，玻璃陶瓷的膨脹系數(shù)(CTE)小于0. 1，兩者的膨脹系數(shù)很接近。由此，由類鉆石和玻璃陶瓷的混合物作為材料制成的基板在具有良好的導(dǎo)熱性；同時(shí)能夠避免基板熱脹冷縮后兩種材料間產(chǎn)生縫隙和裂痕，具有良好的穩(wěn)定性。該基板10具有一頂面101和底面102，該基板10的兩個(gè)側(cè)面103靠近頂面101的部位分別向外延伸形成一板狀伸出臺(tái)，即為固定部11，該固定部11具有第一表面111和第二表面112。所述第一表面111可與頂面 101共面。所述基板10的剖面形狀大致呈T形。請(qǐng)參閱圖3和圖4，接著在基板10上形成固定孔12、導(dǎo)電孔14和反射杯16。該固定孔12于左右兩固定部11上對(duì)稱開設(shè)，并上下貫穿固定部11的第一表面111和第二表面 112。個(gè)數(shù)可以為左右各一個(gè)或兩個(gè)或三個(gè)等，以該基板10的大小或?qū)嶋H需求而定，在本實(shí)施例中為左右各三個(gè)。該導(dǎo)電孔14開設(shè)于基板10兩側(cè)面103以內(nèi)，并上下貫穿基板10的頂面101和底面102。該導(dǎo)電孔14可以為多個(gè)，其形狀可以為長方形、橢圓形等，在本實(shí)施例中，為左右各一個(gè)對(duì)稱布置于該基板10內(nèi)，并且每一導(dǎo)電孔14均呈長方形。該反射杯16 自該基板10頂面101的中部向下開設(shè)，自頂面101向下直徑逐漸減小，呈一倒圓臺(tái)形。該固定孔12、導(dǎo)電孔14和反射杯16可通過機(jī)械、蝕刻或激光加工等技術(shù)在基板10上形成。 當(dāng)然在其他實(shí)施例中，也可不形成反射杯16，使基板10的頂面101為一平面。如圖5所示，本發(fā)明一實(shí)施例發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法步驟三為，形成電路結(jié)構(gòu)20于基板10。在此過程中，先將液態(tài)金屬填充至導(dǎo)電孔14內(nèi)，使其恰好貫穿該導(dǎo)電孔14到達(dá)基板10的底面102，待其接近硬化時(shí)，將預(yù)設(shè)金屬墊片18貼設(shè)在底面102上并對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)電孔14下部的金屬，然后對(duì)兩者進(jìn)行加熱共燒、冷卻，即可形成電路結(jié)構(gòu)20。該金屬墊片18的材料可以與液態(tài)金屬相同，其寬度大于導(dǎo)電孔14的寬度。當(dāng)然此過程還可以是，預(yù)先放置兩金屬墊片18于基板10的底面102，并分別對(duì)準(zhǔn)左右兩個(gè)導(dǎo)電孔14，然后再向?qū)щ娍?4內(nèi)注入液態(tài)金屬，并將液態(tài)金屬迅速冷卻，由此形成連接牢固的電路結(jié)構(gòu)20。在形成電路結(jié)構(gòu)20此步驟之前，還可以包括在反射杯16的外表面涂布反射層17的步驟，涂布反射層17的材料可以為金屬或非金屬，用以增加反射效率。如圖6所示，本發(fā)明一實(shí)施例發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法步驟四是，將若干發(fā)光二極管芯片22電性連接于電路結(jié)構(gòu)20中并設(shè)置在反射杯16內(nèi)。在本實(shí)施例中，是采用固晶打線方式將若干發(fā)光二極管芯片22通過金線M與電路結(jié)構(gòu)20相連，并與基板10 同時(shí)構(gòu)成一熱電分離的結(jié)構(gòu)。在其他實(shí)施例中可依據(jù)電路結(jié)構(gòu)的不同采用覆晶或者共晶的方式完成。圖7為本發(fā)明一實(shí)施例發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法步驟五得到的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)50的結(jié)構(gòu)示意圖。此步驟為形成封裝層26。先在基板10的頂面101點(diǎn)膠，并使封裝膠的覆蓋范圍至少到達(dá)能夠覆蓋左右固定孔12處，并使基板10頂面101的厚度至少能夠覆蓋發(fā)光二極管芯片22及其金線M。然后封裝膠在自身重力的作用下經(jīng)由固定孔 12開始向下流動(dòng)，并因其粘著力和凝固力在封裝膠貫穿固定部11的第一表面111和第二表面112后不再向下流動(dòng)，在固定孔12內(nèi)初步形成固定柱觀，此時(shí)封裝膠還未完全硬化。然后根據(jù)所需的形狀在基板10上部的覆蓋部27用模具擠壓成預(yù)設(shè)的形狀，并將固定柱觀突出第二表面112的末端向上擠壓，使其底端直徑大于固定孔12的直徑，有助于封裝層沈的固定，以免在封裝膠硬化后封裝層沈的脫落。待封裝膠硬化后得到完成的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)50。固定柱28也還可以其他方式固定在基板10的固定部11上。例如，固定部11的固定孔12內(nèi)擴(kuò)使孔徑大小不一，當(dāng)液態(tài)封裝膠進(jìn)入固定孔12內(nèi)待冷卻硬化后可直接卡持在固定孔12內(nèi)。采用類鉆石和玻璃陶瓷的混合材料作為基板，因兩者均具有良好的導(dǎo)熱性，故此基板能夠較好的傳導(dǎo)裝設(shè)于其上的反光二極管芯片產(chǎn)生的熱量。且類鉆石和玻璃陶瓷具有相接近的熱膨脹系數(shù)，故內(nèi)部材料不會(huì)因基板的熱脹冷縮產(chǎn)生材料間的縫隙和裂痕，保證了基板的質(zhì)量。同時(shí)，基板內(nèi)含有類鉆石，可提高基板的光折射率，增加發(fā)光效率。并且，制造具有固定部的封裝層能夠有效的固定封裝層，使其不易脫落，且此制造方法簡便易行。本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)已揭露如上，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員仍可能基于本發(fā)明的教示及揭示而作出種種不背離本發(fā)明精神的替換及修飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本發(fā)明的替換及修飾，并為所附的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，包括以下步驟步驟一，形成基板，所用材料為類鉆石和玻璃陶瓷的混合物；步驟二，在基板上形成導(dǎo)電孔、固定孔及反射杯；步驟三，形成電路結(jié)構(gòu)于基板上；步驟四，將若干發(fā)光二極管芯片電性連結(jié)于電路結(jié)構(gòu)；以及步驟五，形成封裝層并將發(fā)光二極管芯片封裝在反射杯內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于在將若干發(fā)光二極管芯片電性連結(jié)于電路結(jié)構(gòu)的步驟之前還包括形成反射層于反射杯表面的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于所述基板是將類鉆石和玻璃陶瓷充分混合后采用高溫?zé)栈虻蜏責(zé)盏姆椒ń?jīng)注模及共燒后形成。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于所述基板的兩側(cè)分別向外延伸形成固定部，所述固定部上形成固定孔，該固定孔用以固定封裝層。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于所述封裝層包括卡持在固定孔內(nèi)的固定柱，該固定柱的形成是將液態(tài)封裝膠注入固定孔時(shí)利用該封裝膠的粘著力及凝固力使該封裝膠貫穿該固定孔后凝固而成。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于所述固定部具有第一表面和第二表面，所述封裝層包括覆蓋部和所述固定柱，該覆蓋部覆蓋第一表面及發(fā)光二極管芯片，該固定柱穿過固定孔并卡持在第二表面。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于所述固定柱底端的直徑大于所述固定孔的直徑。
8.一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，包括基板，設(shè)置于基板上的電路結(jié)構(gòu)，裝設(shè)于基板上并與電路結(jié)構(gòu)電連接的若干發(fā)光二極管芯片，以及覆蓋發(fā)光二極管芯片的封裝層，其特征在于 所述基板的材料采用類鉆石和玻璃陶瓷的混合物。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述基板包含固定部，所述封裝層包括穿過該固定部并卡持在該固定部上的固定柱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法，其系采用類鉆石和玻璃陶瓷的混合物作為發(fā)光二極管封裝基板的材質(zhì)。如此，不但可以藉由類鉆石和玻璃陶瓷混合物的良好熱傳導(dǎo)率提高發(fā)光二極管的散熱效率，也可使基板免于熱脹冷縮而導(dǎo)致內(nèi)部材料的縫隙和裂痕。
文檔編號(hào)H01L33/48GK102412345SQ201010288450
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2010年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月23日
發(fā)明者張超雄, 胡必強(qiáng) 申請(qǐng)人:展晶科技(深圳)有限公司, 榮創(chuàng)能源科技股份有限公司