CN102738351A - 发光二极管封装结构及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管封装结构,包括电极、发光二极管芯片以及绝缘层,所述电极包括第一电极和第二电极,该第一电极和第二电极相互间隔设置,所述发光二极管芯片与电极电性连接,所述绝缘层覆盖该电极和发光二极管芯片,所述第一电极上设有凹槽,所述发光二极管芯片容置于该凹槽中,所述第一电极和第二电极相互间隔处形成通道,该通道与该凹槽连通,所述绝缘层经由该通道填充于凹槽中。本发明还涉及一种发光二极管封装结构的制造方法。

Description

发光二极管封装结构及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体封装结构,特别涉及一种发光二极管封装结构,还涉及一种发光二极管封装结构的制造方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode,LED)封装结构的制作通常是先在一个树脂或塑料的基板上形成第一电极和第二电极,然后将发光二极管芯片固定于基板上并与第一电极和第二电极电性连接,最后形成封装层覆盖发光二极管芯片并切割形成多个组件。
然而,此种封装方法要先提供一个基板,再在基板上面形成电极,再进行固晶、封装,工序繁多。且由于需在基板上形成封装层,也不利于散热,从而导致不良品的出现,降低产品的合格率。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种制造简单、散热良好的发光二极管封装结构及其制造方法。
一种发光二极管封装结构,包括电极、发光二极管芯片以及绝缘层,所述电极包括第一电极和第二电极,该第一电极和第二电极相互间隔设置,所述发光二极管芯片与电极电性连接,所述绝缘层覆盖该电极和发光二极管芯片,所述第一电极上设有凹槽,所述发光二极管芯片容置于该凹槽中,所述第一电极和第二电极相互间隔处形成通道,该通道与该凹槽连通,所述绝缘层经由该通道填充于凹槽中。
一种发光二极管封装结构的制造方法,包括以下步骤:
提供电极,该电极包括第一电极、第二电极,该第一电极和第二电极相互间隔设置并在间隔处形成一个通道,该第一电极上设有一个凹槽,该凹槽与通道连通;
在所述凹槽中设置发光二极管芯片,并使发光二极管芯片与所述第一电极和第二电极电连接;
提供一个遮挡罩,覆盖于第一电极和第二电极之上;
采用注塑成型方式,将流体状透明绝缘材料自通道注入该凹槽中,并完全填充于第一电极和第二电极与遮挡罩之间;
固化流体状透明材料完成封装。
直接采用相互间隔设置的第一电极和第二电极,并将发光二极管芯片固定于第一电极开设的凹槽内。由于该凹槽和第一、第二电极间隔的通道相导通,可通过从通道向上注塑成型等多种方式对发光二极管封装结构进行封装。此制造方法工序少、简单易行,且直接将发光二极管芯片固定在电极上,有利于散热。
附图说明
图1为本发明第一实施方式的发光二极管封装结构的剖视示意图。
图2为图1中的发光二极管封装结构的俯视示意图。
图3为本发明第二实施方式的发光二极管封装结构的剖视示意图。
图4为本发明第三实施方式的发光二极管封装结构的剖视示意图。
图5为图4中的光发光二极管封装结构的俯视示意图。
图6为本发明实施方式提供的发光二极管封装结构的制造方法的流程图。
图7为本发明第三实施方式的发光二极管封装结构的制造过程最后一步所得到的发光二极管封装结构的剖视示意图。
主要元件符号说明
发光二极管封装结构 100、200、300
电极 10
第一电极 11
凹槽 111、111a
顶面 112
反射层 114
第二电极 12
通道 13、13a
连接电极 20
第一连接电极 21
固定端 211、221
自由端 212、222
第二连接电极 22
间隙 23
发光二极管芯片 30
焊点 31
透镜 40、62
入光面 41
出光面 42、621
凸出部 421
侧面 43
空间 44
绝缘层 50、61
覆盖层 60
罩体 63
模具 70
容置腔体 71
凹陷部 72
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1和图2,本发明第一实施方式提供的一种发光二极管封装结构100包括电极10、连接电极20、发光二极管芯片30、透镜40以及绝缘层50。
所述电极10包括第一电极11和第二电极12。所述第一电极11和第二电极12相互间隔设置,两者之间形成一个通道13。该第一电极11和第二电极12均呈矩形状,第一电极11的面积大于第二电极12的面积。该第一电极11具有一个顶面112,该顶面112上形成有一个凹槽111,所述发光二极管芯片30容置于该凹槽111中,并贴设于凹槽111底面上。所述凹槽111的底面可为平面或曲面,本实施方式中,该凹槽111的底面为平面。该凹槽111的深度可大于发光二极管芯片30的厚度,从而使发光二极管芯片30完全容置于该凹槽111中。该凹槽111的内表面上可形成一层反射层114。所述电极10的材料可选用铜,所述反射层114的材料可选用银。
所述连接电极20包括第一连接电极21和第二连接电极22。该第一连接电极21呈条状,其包括固定端211和自由端212。该固定端211固定连接于第一电极11的顶面112上,自由端212延伸至凹槽111的上方。该第二连接电极22也呈条状,其包括固定端221和自由端222。固定端221固定连接于第二电极12的一个顶面112上,自由端222延伸至凹槽111的上方,且与第一连接电极21的自由端212相距一定的距离。第一连接电极21和第二连接电极22的顶面位于同一水平面上,且第二连接电极22与第一电极11的顶面112之间具有一个间隙23,该间隙23连通通道13和凹槽111。该连接电极20与所述电极10可采用相同的材料制作,在其他实施例中,该第一电极11和第一连接电极21可以为一体成型结构,该第二电极12和第二连接电极22也可以为一体成型结构。
所述发光二极管芯片30装设于第一电极11的凹槽111内。该发光二极管芯片30贴设于该凹槽111的底面上。该发光二极管芯片30具有两电极(图未示),该两电极上分别设有一个焊点31。该两个焊点31分别连接于第一连接电极21的自由端212和第二连接电极22的自由端222,从而使得发光二极管芯片30与第一电极11和第二电极12电性连接。
所述透镜40为一透明体,包括靠近发光二极管芯片30的入光面41、远离发光二极管芯片30的出光面42,以及连接入光面41和出光面42的侧面43。该入光面41为一平面,其紧贴于第一连接电极21和第二连接电极22。由于第一连接电极21和第二连接电极22具有一定的高度,故该入光面41与第一电极11的顶面分隔开来并形成空间44。该出光面42具有至少一个凸出部421,该凸出部421朝向远离发光二极管芯片30的方向凸伸。当然在其他实施例中,该凸出部421还可以设计为多个,以满足不同的出光需要。该侧面43与第一电极11和第二电极12组成的***相平齐,从而使得透镜40完全覆盖于第一电极11和第二电极12。该透镜40可选用硅树脂、环氧树脂或氧化硅等材料制作而成。
所述绝缘层50填充于透镜40与第一电极11、第二电极12之间的通道13,并完全填充于凹槽111内的发光二极管芯片30的四周,以及透镜40与电极10之间的空间44。该绝缘层50填充于发光二极管芯片30的四周,从而能够起到一定的隔热效果。该绝缘层50可采用注塑成型等方式制作而成,且可以预先在该绝缘层50材料中均匀添加荧光粉,使得成型后的绝缘层50内均匀分布有荧光粉,从而改善该发光二极管封装结构100的出光特性。
请参阅图3,本发明第二实施例提供的发光二极管封装结构200,其与第一实施方式的不同之处在于:所述第一电极11的顶面112上形成的凹槽111a具有一个面向第二电极12的开口,所述凹槽111a通过该开口直接与通道13连通。当然,在其他实施例中,第二电极12上也可开设另一凹槽(图未视),该凹槽的开口面向相第一电极11,并与第一电极11的凹槽111a组合形成一个完整的过度平滑的凹槽。
请参阅图4和图5,本发光第三实施方式提供的发光二极管封装结构300包括电极10、连接电极20、发光二极管芯片30以及覆盖层60。
本实施方式的电极10、连接电极20以及发光二极管芯片30与第一实施方式相同。与第一实施方式不同之处在于,所述覆盖层60包括填充于发光二极管芯片30周围并覆盖于连接电极20上的绝缘层61和绝缘层61上的透镜62。该绝缘层61和透镜62为一体成型结构。该绝缘层61还填充于第一电极11和第二电极12间隔的通道13处。该透镜62包括远离发光二极管芯片30的出光面621,该出光面621上形成至少一个凸出部。该绝缘层61和出光面621的四周边缘相连接,四周的边缘朝向电极10的方向延伸形成罩体63。该罩体63环绕包覆电极10四周的侧壁,并与电极10远离发光二极管芯片30的底面相平齐。该罩体63的形成使得覆盖层60与电极10的连接更为紧固。当然该也可不用形成该罩体63,直接对齐电极10的四周形成覆盖层覆盖于电极10的上方。
请参阅图6,以第一实施方式提供的发光二极管封装结构100为例,介绍本发明实施方式提供的一种发光二极管封装结构的制造方法,该制造方法包括以下步骤:
提供电极10,该电极10包括第一电极11、第二电极12,该第一电极11和第二电极12相互间隔设置并在间隔处形成一个通道13,该第一电极11上设有一个凹槽111,该凹槽111与通道13连通;
在所述凹槽111中设置发光二极管芯片30,并使发光二极管芯片30与所述第一电极11和第二电极12电连接;
提供一个遮挡罩,覆盖于第一电极11和第二电极12之上;
采用注塑成型方式,将流体状透明绝缘材料自通道13注入该凹槽111中,并完全填充于第一电极11和第二电极12与遮挡罩之间;
固化流体状透明材料完成封装。
在上述制造方法中,该遮挡罩可直接利用第一实施方式中的透镜40。发光二极管芯片30与电极10的连接可利用连接电极20完成,该连接电极20包括第一连接电极21和第二连接电极22。该连接电极20预先粘接于透镜40的入光面41上,将电极10与透镜40相互贴合后,再将发光二极管芯片30固晶连接于第一连接电极21和第二连接电极22。在其他实施方式中,若连接电极20与电极10采用相同材料并采用一体成型方式制作而成,则需先将发光二极管芯片30与连接电极20固晶连接,再将电极10与透镜40相贴合。
在采用注塑成型时,将流体状透明绝缘材料自第一电极11和第二电极12相间隔的通道13处注入,直到流体状透明绝缘材料填满发光二极管芯片30所容置的凹槽111,以及透镜40与电极10之间的空间44,直到多余流体状透明绝缘材料从透镜40与电极10的侧边四周流出,即表示注满。之后进行固化,从而形成固态的绝缘层50。在注塑成型之前,可预先在流体状透明绝缘材料中添加荧光粉,从而使固化后的绝缘层50内均匀分布有荧光粉。
然而所述遮挡罩也可以采用如图7中所示的模具70。该模具70包括一个容置腔体71和至少一个向内凹的凹陷部72。该容置腔体71的尺寸大于第一电极11和第二电极12合围的尺寸,以将第一电极11和第二电极12扣设于容置腔体71内。然后在进行注塑成型工艺时,将流体状透明绝缘材料自第一电极11和第二电极12相间隔的通道13处注入,直至填满该模具70。模具70内的流体状透明绝缘材料即形成如第二实施方式中的覆盖层60,其中覆盖发光二极管芯片30以及电极10的为绝缘层61,绝缘层61以上。
本发明的发光二极管封装结构利用第一电极11与第二电极12间隔处的通道13与第一电极11上开设的凹槽111连通,直接将流体材料注入进行封装,制造工序少,制作方法简单。且将发光二极管芯片30容置于该凹槽111中,第一电极11即相当于承载发光二极管芯片30的基板。由于电极10采用金属材料,第一电极11既具有良好的导电性能,有具有良好的热传导性,故发光二极管芯片30产生的热量能够经由第一电极11快速散发,能够有效的提高发光二极管封装结构的散热效率,从而可以将其制作成为高功率、高亮度的产品。
可以理解的是,对于本领域的普通技术人员来说,可以根据本发明的技术构思做出其它多种相应的改变与变形,而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种发光二极管封装结构,包括电极、发光二极管芯片以及绝缘层,所述电极包括第一电极和第二电极,该第一电极和第二电极相互间隔设置,所述发光二极管芯片与电极电性连接,所述绝缘层覆盖该电极和发光二极管芯片,其特征在于:所述第一电极上设有凹槽,所述发光二极管芯片容置于该凹槽中,所述第一电极和第二电极相互间隔处形成通道,该通道与该凹槽连通,所述绝缘层经由该通道填充于凹槽中。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装结构,其特征在于:所述第一电极具有一个顶面,所述凹槽自该顶面向内凹陷形成。
3.如权利要求2所述的发光二极管封装结构,其特征在于:所述凹槽具有一个面向第二电极的开口,所述第二电极具有面向第一电极的另一个凹槽。
4.如权利要求1所述的发光二极管封装结构,其特征在于:还包括连接电极,该连接电极包括第一连接电极和第二连接电极,所述第一连接电极连接固定于第一电极,第二连接电极固定于第二电极,所述第一连接电极包括固定端和自由端,该固定端固定于第一电极的顶面,该自由端延伸至凹槽的上方,所述第二连接电极包括固定端和自由端,该固定端固定于第二电极的顶面,该自由端延伸至凹槽的上方,该两个自由端彼此间隔,发光二极管芯片与两自由端连接从而与电极电性连接。
5.如权利要求4所述的发光二极管封装结构,其特征在于:所述第二连接电极与第一电极之间形成间隙,所述通道经由该间隙与凹槽连通。
6.如权利要求4所述的发光二极管封装结构,其特征在于:还包括透镜,该透镜覆盖所述绝缘层,该透镜包括出光面,该出光面上形成至少一个凸出部。
7.如权利要求6所述的发光二极管封装结构,其特征在于:所述透镜与绝缘层为一体成型,该绝缘层还包括连接绝缘层和出光面的四周并向电极底面延伸的罩体,该绝缘层填充于第一电极与第二电极之间的通道、容置发光二极管芯片的凹槽内,以及覆盖于连接电极和发光二极管芯片上,该罩体环绕包覆电极四周的外壁。
8.一种发光二极管封装结构的制造方法,包括以下步骤:
提供电极,该电极包括第一电极、第二电极,该第一电极和第二电极相互间隔设置并在间隔处形成一个通道,该第一电极上设有一个凹槽,该凹槽与通道连通;
在所述凹槽中设置发光二极管芯片,并使发光二极管芯片与所述第一电极和第二电极电连接;
提供一个遮挡罩,覆盖于第一电极和第二电极之上;
采用注塑成型方式,将流体状透明绝缘材料自通道注入该凹槽中,并完全填充于第一电极和第二电极与遮挡罩之间;
固化流体状透明材料完成封装。
9.如权利要求8所述的发光二极管封装结构的制造方法,其特征在于:所述遮挡罩为透镜,该透镜覆盖所述电极,该透镜包括出光面和入光面,该出光面上形成至少一个凸出部,该入光面与电极之间形成空间,所述绝缘层自通道注入凹槽,直至填满该空间。
10.如权利要求8所述的发光二极管封装结构的制造方法,其特征在于:所述遮挡罩为一个模具,该模具包括容置腔体和凹陷部,该凹陷部自容置腔体向内凹陷形成,所述电极收容于该容置腔体内。
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