專利名稱：發(fā)光二極管芯片、封裝基板、封裝結(jié)構(gòu)及其制法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明有關于一種發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)、發(fā)光二極管封裝基板的結(jié)構(gòu)、發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)及其制法，尤指一種打線型式的發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)、發(fā)光二極管封裝基板的結(jié)構(gòu)、發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)及其制法。
背景技術：
近年來，由于發(fā)光二極管(light emitting diode,簡稱LED)具備效率高、不易破損、環(huán)保、高可靠性、使用壽命長、耗電量低、無須暖燈時間、與反應時間快速等傳統(tǒng)光源無法與的比較的優(yōu)秀性能，所以發(fā)光二極管的應用產(chǎn)品與日俱增。而隨著各種顏色的發(fā)光二極管的研發(fā)成功，更開啟發(fā)光二極管的照明應用時代。在節(jié)能省碳的趨勢持續(xù)上升的情況下，發(fā)光二極管的照明市場逐漸擴展成為未來主要趨勢，并逐漸取代傳統(tǒng)冷陰極管、鹵素燈或白熾燈泡等光源。但隨著LED的功率大幅提升，LED的工作溫度也大幅上升，該溫度主要會影響LED的發(fā)光效率與壽命。當LED的散熱效率不好時，會造成工作溫度上升，使LED的pn接面的溫度升高，Pn接面的溫度與發(fā)光亮度呈現(xiàn)反比關系，溫度愈是升高，LED亮度就愈衰減，SP發(fā)光效率減低。另外，對于LED的壽命而言，假設LED的工作溫度一直保持在50°C以下，則有將近20，000小時的壽命，而當工作溫度升高至75°C時，壽命就只剩下10，000小時，所以工作溫度對LED的壽命相當重要。綜上所述，散熱對于LED而言，是非常重要的考量因素。請參閱圖1，其為現(xiàn)有發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖，如圖所示，其通過將例如高導熱銀膠或錫膏的粘著層11全面性地涂布于金屬材質(zhì)的封裝基板10的置晶墊101上，再把發(fā)光二極管芯片12接置于該粘著層11上，此種方式因?qū)崦娣e大，故可提供較佳的導熱效果。然而，因為發(fā)光二極管芯片12與封裝基板10的熱膨脹系數(shù)(CTE)并不匹配(mismatch),使得最終發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)在經(jīng)過冷熱循環(huán)的可靠度試驗后,所產(chǎn)生的熱應力容易造成兩者的交界面處的剝離現(xiàn)象。因此，如何避免上述現(xiàn)有技術中的種種問題，以解決發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)容易因熱膨脹系數(shù)不匹配而產(chǎn)生過大熱應力的問題，進而提升整體封裝結(jié)構(gòu)的可靠性，實已成為目前亟欲解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述現(xiàn)有技術的缺失，本發(fā)明的主要目的在于提供一種發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)、發(fā)光二極管封裝基板的結(jié)構(gòu)、發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)及其制法，能有效對付熱膨脹系數(shù)不匹配所造成的應力問題。本發(fā)明的發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)包括:具有相對的主動面與非主動面的基材本體,該主動面上具有多個電極墊；形成于該基材本體的非主動面上的絕緣層，且該絕緣層具有多個貫穿該絕緣層的絕緣層開孔；以及對應形成于各該絕緣層開孔中的多個金屬導熱組件。本發(fā)明還提供一種發(fā)光二極管封裝基板的結(jié)構(gòu)，其包括:具有置晶墊的基板本體；形成于該置晶墊上的絕緣層，且該絕緣層具有多個貫穿該絕緣層的絕緣層開孔；以及對應形成于各該絕緣層開孔中的多個金屬導熱組件。本發(fā)明還提供一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其包括:封裝基板，其上具有置晶墊;第一絕緣層，其形成于該置晶墊上，且具有多個貫穿該第一絕緣層的第一絕緣層開孔；發(fā)光二極管芯片，其具有相對的主動面與非主動面，該主動面上具有多個電極墊；第二絕緣層，其形成于該發(fā)光二極管芯片的非主動面上，且具有多個貫穿該第二絕緣層的第二絕緣層開孔，該第二絕緣層接置于該置晶墊上；以及多個金屬導熱組件，其對應形成于各該第一絕緣層開孔與對應位于各該第二絕緣層開孔中。本發(fā)明還提供一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制法，其包括:提供一封裝基板，該封裝基板具有置晶墊與第一絕緣層，該第一絕緣層形成于該置晶墊上，且該第一絕緣層具有多個貫穿該第一絕緣層的第一絕緣層開孔；以及借由多個金屬導熱組件將一發(fā)光二極管芯片接置于該封裝基板上，該發(fā)光二極管芯片具有相對的主動面與非主動面，且該主動面上具有多個電極墊，該發(fā)光二極管芯片更具有第二絕緣層，其形成于該發(fā)光二極管芯片的非主動面上，且具有多個貫穿該第二絕緣層的第二絕緣層開孔，令該等金屬導熱組件對應位于各該第一絕緣層開孔與第二絕緣層開孔中。由上可知，因為本發(fā)明利用多個矩陣式排列的導熱組件將發(fā)光二極管芯片設置于發(fā)光二極管封裝基板的置晶墊上，所以可以在影響發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的散熱能力的最低程度下，有效減少因熱膨脹系數(shù)不匹配所造成的應力問題，進而提升整體可靠度。


圖1為現(xiàn)有發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖2A至圖2G為本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)及其制法的第一實施例的剖視圖，其中，圖2A-1、圖2A-2與圖2A-3為圖2A的仰視圖的不同實施例。圖3A至圖3G為本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)及其制法的第二實施例的剖視圖。主要組件符號說明10封裝基板101,31 置晶墊11粘著層12、2 發(fā)光二極管芯片20基材本體20a 主動面20b非主動面201電極墊21反射層22金屬層23第二絕緣層
230 第二絕緣層開孔
24第一金屬導熱組件3發(fā)光二極管封裝基板30基板本體32焊墊33第一絕緣層330第一絕緣層開孔34第二金屬導熱組件51焊線52螢光層53透明材料54金屬導熱組件。
具體實施例方式以下借由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點及功效。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供本領域技術人員的了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實施的限定條件，故不具技術上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發(fā)明所揭示的技術內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“外”及“一”等用語，也僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術內(nèi)容下，當也視為本發(fā)明可實施的范疇。第一實施例請參閱圖2A至圖2G，其為本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)及其制法的第一實施例的剖視圖，其中，圖2A-1、圖2A-2與圖2A-3為圖2A的仰視圖的不同實施例。首先，如圖2A所示，提供一發(fā)光二極管芯片2，其包括:基材本體20，其具有相對的主動面20a與非主動面20b，該主動面20a上具有多個電極墊201，該非主動面20b包括依序形成的反射層21與金屬層22 ;第二絕緣層23，其形成于該基材本體20的非主動面20b上，且具有多個貫穿該第二絕緣層23的第二絕緣層開孔230。如圖2A-1、圖2A-2與圖2A-3所示，各該第二絕緣層開孔230呈圓形或多邊形(例如矩形與八角形)，且該等第二絕緣層開孔230呈矩陣排列。如圖2B所示，于各該第二絕緣層開孔230中對應形成例如金屬導熱球的第一金屬導熱組件24。如圖2C所示，提供一發(fā)光二極管封裝基板3，其包括:基板本體30，其上具有置晶墊31與多個焊墊32，該焊墊32設置于該置晶墊31的外緣，該基板本體30較佳為金屬核心印刷電路板(Metal Core Printed Circuit Board,簡稱MCPCB),以增進整體散熱性能；第一絕緣層33，其形成于該置晶墊31上，且具有多個貫穿該第一絕緣層33的第一絕緣層開孔330 ;例如金屬導熱層的多個第二金屬導熱組件34，其對應形成于各該第一絕緣層開孔330中。
如圖2D所示，將該發(fā)光二極管芯片2接置于該發(fā)光二極管封裝基板3上，各該第一金屬導熱組件24對應連接各該第二金屬導熱組件34，且各該第一金屬導熱組件24與各該第二金屬導熱組件34結(jié)合而構(gòu)成金屬導熱組件54。如圖2E所示，形成多個電性連接該電極墊201與焊墊32的焊線51。如圖2F所示，形成包覆該發(fā)光二極管芯片2的螢光層52。如圖2G所示，于該螢光層52、置晶墊31、焊墊32與焊線51上覆蓋透明材料53。第二實施例請參閱圖3A至圖3G，其為本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)及其制法的第二實施例的剖視圖。首先，如圖3A所示，提供一發(fā)光二極管芯片2，其包括:基材本體20，其具有相對的主動面20a與非主動面20b，該主動面20a上具有多個電極墊201，該非主動面20b包括依序形成的反射層21與金屬層22 ;第二絕緣層23，其形成于該基材本體20的非主動面20b上，且具有多個貫穿該第二絕緣層23的第二絕緣層開孔230。如圖3B所示，于各該第二絕緣層開孔230中對應形成例如金屬導熱層的第一金屬導熱組件24。如圖3C所示，提供一發(fā)光二極管封裝基板3，其包括:基板本體30，其上具有置晶墊31與多個焊墊32，該焊墊32設置于該置晶墊31的外緣；第一絕緣層33，其形成于該置晶墊31上，且具有多個貫穿該第一絕緣層33的第一絕緣層開孔330 ;例如金屬導熱層的多個第二金屬導熱組件34，其對應形成于各該第一絕緣層開孔330中。如圖3D所示，將該發(fā)光二極管芯片2接置于該發(fā)光二極管封裝基板3上，各該第一金屬導熱組件24對應連接各該第二金屬導熱組件34，且各該第一金屬導熱組件24與各該第二金屬導熱組件34結(jié)合而構(gòu)成金屬導熱組件54。如圖3E所示，形成多個電性連接該電極墊201與焊墊32的焊線51。如圖3F所示，形成包覆該發(fā)光二極管芯片2的螢光層52。如圖3G所示，于該螢光層52、置晶墊31、焊墊32與焊線51上覆蓋透明材料53。要注意的是，實施本發(fā)明時，也可僅形成該第一金屬導熱組件24與該第二金屬導熱組件34的其中一個，且該第一金屬導熱組件24與該第二金屬導熱組件34可為金屬導熱層或金屬導熱球，但不以此為限。本發(fā)明還提供一種發(fā)光二極管芯片2的結(jié)構(gòu)，其包括:基材本體20，其具有相對的主動面20a與非主動面20b，該主動面20a上具有多個電極墊201 ;第二絕緣層23，其形成于該基材本體20的非主動面20b上，且具有多個貫穿該第二絕緣層23的第二絕緣層開孔230 ;以及多個第一金屬導熱組件24，其對應形成于各該第二絕緣層開孔230中。于前述的發(fā)光二極管芯片2的結(jié)構(gòu)中，該基材本體20的非主動面20b還包括反射層21，其連接該第二絕緣層23，且該基材本體20的非主動面20b還包括形成于該反射層21外側(cè)上的金屬層22，其設置于該第二絕緣層23與該反射層21之間，且該第一金屬導熱組件24連接至該金屬層22。于本發(fā)明的發(fā)光二極管芯片2的結(jié)構(gòu)中，該第一金屬導熱組件24為金屬導熱層或金屬導熱球，且通過該第二絕緣層開孔230連接至該基材本體20，各該第二絕緣層開孔230呈圓形或多邊形，且該等第二絕緣層開孔230呈矩陣排列。
本發(fā)明還提供一種發(fā)光二極管封裝基板3的結(jié)構(gòu)，其包括:基板本體30，其上具有置晶墊31 ;第一絕緣層33，其形成于該置晶墊31上，且具有多個貫穿該第一絕緣層33的第一絕緣層開孔330 ；以及多個第二金屬導熱組件34，其對應形成于各該第一絕緣層開孔330中。于前述的發(fā)光二極管封裝基板3的結(jié)構(gòu)中，該基板本體30上還具有多個焊墊32，其設置于該置晶墊31的外緣，且該第二金屬導熱組件34為金屬導熱層或金屬導熱球，且通過該第一絕緣層開孔330連接至該基板本體30。于本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝基板3的結(jié)構(gòu)中，各該第一絕緣層開孔330呈圓形或多邊形，且該等第一絕緣層開孔330呈矩陣排列。本發(fā)明還提供一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其包括:發(fā)光二極管封裝基板3，其包括:基板本體30，其上具有置晶墊31 ;第一絕緣層33，其形成于該置晶墊31上，且具有多個貫穿該第一絕緣層33的第一絕緣層開孔330 ;多個金屬導熱組件54，其對應形成于各該第一絕緣層開孔330中；以及發(fā)光二極管芯片2，其設置于該等金屬導熱組件54上，且包括:基材本體20，其具有相對的主動面20a與非主動面20b，該主動面20a上具有多個電極墊201 ;第二絕緣層23，其形成于該基材本體20的非主動面20b上，且具有多個貫穿該第二絕緣層23的第二絕緣層開孔230，各該金屬導熱組件54對應位于各該第二絕緣層開孔230中。于前述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)中，該基板本體30上還具有多個焊墊32，其設置于該置晶墊31的外緣，且還包括多個電性連接各該電極墊201與焊墊32的焊線51，又包括螢光層52，其包覆該發(fā)光二極管芯片2，再包括透明材料53，其覆蓋于該螢光層52、置晶墊31、焊墊32與焊線51上。于本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)中，各該第二絕緣層開孔230與第一絕緣層開孔330呈圓形或多邊形，且該等第二絕緣層開孔230與第一絕緣層開孔330呈矩陣排列，又該金屬導熱組件54為金屬導熱層或金屬導熱球。綜上所述，相比于現(xiàn)有技術，由于本發(fā)明利用類似球柵數(shù)組的方式將發(fā)光二極管芯片設置于發(fā)光二極管封裝基板的置晶墊上，因此可以在影響發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的散熱能力的最低程度下，有效減少因熱膨脹系數(shù)不匹配所造成的應力問題，進而提升整體可靠度。上述實施例用以例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何本領域技術人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修改。因此本發(fā)明的權利保護范圍，應如權利要求書所列。
權利要求
1.一種發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)，其包括: 基材本體，其具有相對的主動面與非主動面，該主動面上具有多個電極墊； 絕緣層，其形成于該基材本體的非主動面上，且具有多個貫穿該絕緣層的絕緣層開孔；以及 多個金屬導熱組件，其對應形成于各該絕緣層開孔中。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該基材本體的非主動面還包括反射層，其連接該絕緣層。
3.根據(jù)權利要求2所述的發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該基材本體的非主動面還包括金屬層，其設置于該絕緣層與該反射層之間，且該金屬導熱組件連接至該金屬層。
4.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該金屬導熱組件為金屬導熱層或金屬導熱球，且通過該絕緣層開孔連接至該基材本體。
5.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)，其特征在于，各該絕緣層開孔呈圓形或多邊形，且該等絕緣層開孔呈矩陣排列。
6.一種發(fā)光二極管封裝基板的結(jié)構(gòu)，其包括: 基板本體，其上具有置晶墊； 絕緣層，其形成于該置晶墊上，且具有多個貫穿該絕緣層的絕緣層開孔；以及 多個金屬導熱組件，其對應形成 于各該絕緣層開孔中。
7.根據(jù)權利要求6所述的發(fā)光二極管封裝基板的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該基板本體上還具有多個焊墊，其設置于該置晶墊的外緣。
8.根據(jù)權利要求6所述的發(fā)光二極管封裝基板的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該金屬導熱組件為金屬導熱層或金屬導熱球，且通過該絕緣層開孔連接至該基板本體。
9.根據(jù)權利要求6所述的發(fā)光二極管封裝基板的結(jié)構(gòu)，其特征在于，各該絕緣層開孔呈圓形或多邊形，且該等絕緣層開孔呈矩陣排列。
10.一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其包括: 封裝基板，其上具有置晶墊； 第一絕緣層，其形成于該置晶墊上，且具有多個貫穿該第一絕緣層的第一絕緣層開孔； 發(fā)光二極管芯片，其具有相對的主動面與非主動面，該主動面上具有多個電極墊； 第二絕緣層，其形成于該發(fā)光二極管芯片的非主動面上，且具有多個貫穿該第二絕緣層的第二絕緣層開孔，該第二絕緣層接置于該置晶墊上；以及 多個金屬導熱組件，其對應形成于各該第一絕緣層開孔與對應位于各該第二絕緣層開孔中。
11.根據(jù)權利要求10所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該封裝基板還具有多個焊墊，其設置于該置晶墊的外緣，且還包括多個電性連接各該電極墊與焊墊的焊線。
12.根據(jù)權利要求11所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該封裝結(jié)構(gòu)還包括螢光層，其包覆該發(fā)光二極管芯片。
13.根據(jù)權利要求12所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該封裝結(jié)構(gòu)還包括透明材料，其覆蓋于該螢光層、置晶墊、焊墊與焊線上。
14.根據(jù)權利要求10所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，各該第一絕緣層開孔與第二絕緣層開孔呈圓形或多邊形，且該等第一絕緣層開孔與第二絕緣層開孔呈矩陣排列。
15.根據(jù)權利要求10所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該金屬導熱組件為金屬導熱層或金屬導熱球。
16.一種發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制法，其包括: 提供一封裝基板，該封裝基板具有置晶墊與第一絕緣層，該第一絕緣層形成于該置晶墊上，且該第一絕緣層具有多個貫穿該第一絕緣層的第一絕緣層開孔；以及 借由多個金屬導熱組件將一發(fā)光二極管芯片接置于該封裝基板上，該發(fā)光二極管芯片具有相對的主動面與非主動面，且該主動面上具有多個電極墊，該發(fā)光二極管芯片還具有第二絕緣層，其形成于該發(fā)光二極管芯片的非主動面上，且具有多個貫穿該第二絕緣層的第二絕緣層開孔，令該等金屬導熱組件對應位于各該第一絕緣層開孔與第二絕緣層開孔中。
17.根據(jù)權利要求16所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制法，其特征在于，先于該發(fā)光二極管芯片與封裝基板上分別形成多個第一金屬導熱組件與第二金屬導熱組件，各該第一金屬導熱組件與第二金屬導熱組件再對應相接而構(gòu)成各該金屬導熱組件。
18.根據(jù)權利要求16所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制法，其特征在于，該封裝基板上還具有多個焊墊，其設置于該置晶墊的外緣，且還包括形成多個電性連接該電極墊與焊墊的焊線。
19.根據(jù)權利要求18所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制法，其特征在于，該制法還包括形成包覆該發(fā)光二極管芯片的螢 光層。
20.根據(jù)權利要求19所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制法，其特征在于，該制法還包括于該螢光層、置晶墊、焊墊與焊線上覆蓋透明材料。
21.根據(jù)權利要求16所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制法，其特征在于，各該第一絕緣層開孔與第二絕緣層開孔呈圓形或多邊形，且該等第一絕緣層開孔與第二絕緣層開孔呈矩陣排列。
22.根據(jù)權利要求16所述的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)的制法，其特征在于，該金屬導熱組件為金屬導熱層或金屬導熱球。
全文摘要
一種發(fā)光二極管芯片、封裝基板、封裝結(jié)構(gòu)及其制法。關于一種發(fā)光二極管芯片的結(jié)構(gòu)、發(fā)光二極管封裝基板的結(jié)構(gòu)、發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)及其制法，該發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)包括封裝基板，其上具有置晶墊；第一絕緣層，其形成于該置晶墊上，且具有多個貫穿該第一絕緣層的第一絕緣層開孔；發(fā)光二極管芯片，其具有相對的主動面與非主動面，該主動面上具有多個電極墊；第二絕緣層，其形成于該發(fā)光二極管芯片的非主動面上，且具有多個貫穿該第二絕緣層的第二絕緣層開孔，該第二絕緣層接置于該置晶墊上；以及多個金屬導熱組件，其對應形成于各該第一絕緣層開孔與對應位于各該第二絕緣層開孔中。本發(fā)明能有效對付熱膨脹系數(shù)不匹配所造成的應力問題。
文檔編號H01L33/48GK103199173SQ201210016569
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權日2012年1月5日
發(fā)明者王云漢, 盧勝利, 楊貫榆, 陳賢文, 王日富 申請人:矽品精密工業(yè)股份有限公司