CN102790160B - 打线接合结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种打线接合结构,其用以电连接一电子元件以及一承载器。电子元件具有一第一电极,承载器具有一第一导电支架。打线接合结构的特征在于其包括第一透明导线。第一透明导线电连接于第一电极与第一导电支架之间。

Description

打线接合结构
技术领域
本发明涉及一种打线接合结构,且特别是涉及一种具有导电性及透光性的透明导线的打线接合结构。
背景技术
发光二极管(Light-EmittingDiode,LED)具有寿命长、体积小、发热度小以及耗电量低等优点,以往发光二极管被应用于指示灯或小型发光源上。近年来,由于发光二极管朝向多色彩以及高亮度化发展,发光二极管的应用范围已拓展至大型户外显示看板及交通号志灯等,传统光源已逐渐被发光二极管所取代,成为兼具省电和环保功能的照明灯源。
请参照图1,其绘示传统一种表面粘着型发光二极管封装结构的示意图。发光二极管封装结构100包括一发光元件101、一承载器102、一封装胶体130、一透明胶体140以及两条金线110、120。发光元件101配置于封装胶体130的一凹槽132中,并位于承载器102上。承载器102包括一芯片座103以及两个引脚104、105。发光元件101配置于芯片座103上并通过两条金线110、120与两个引脚104、105电连接。此外,两个引脚104、105分别穿过封装胶体130并延伸出凹槽132之外,并通过焊料152与基板150电连接,以接收一电流。因此,发光元件101可通过两个引脚104、105所接收的电流而电致发光。此外,透明胶体140填入于凹槽132中并覆盖显露于凹槽132中的发光元件101、两条金线110、120、芯片座103以及两个引脚104、105。
然而,利用金线来传导输入的电流,因成本及吸光性的考量,使用的金线的线径不会太大,常造成许多应用上的困扰及限制。例如:若使用二元透明胶体(固态及液态)时,其界面之间热膨胀系数(CTE)的差异,导致金线受拉扯而断裂。若使用防水性效果较好的透明胶体,通常也伴随较高的热膨胀系数,因此在进行冷热循环测试时常导致产品失效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种打线接合结构,是利用具导电特性及透光性的透明导线取代传统所使用的金线。
根据本发明的一方面,提出一种打线接合结构,用以电连接一电子元件以及一承载器。电子元件具有一第一电极,承载器具有一第一导电支架。其特征在于,打线接合结构包括第一透明导线。第一透明导线电连接于第一电极与第一导电支架之间。
根据本发明的一实施例,电子元件还具有一第二电极,承载器还具有一第二导电支架。其特征在于,打线接合结构更包括一第二透明导线,电连接于第二电极与第二导电支架之间。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下:
附图说明
图1为传统一种表面粘着型发光二极管封装结构的示意图;
图2为本发明一实施例的打线接合结构的示意图;
图3为本发明一实施例的透明导线的局部放大示意图;
图4为本发明一实施例的打线接合结构的示意图;
图5为本发明一实施例的打线接合结构的示意图。
主要元件符号说明
100:发光二极管封装结构
101:发光元件
102:承载器
103:芯片座
104、105:引脚
110、120:金线
130:封装胶体
132:凹槽
140:透明胶体
150:基板
152:焊料
200:芯片封装结构
201:电子元件
202、402:第一电极
203:承载器
204、304、404:第一导电支架
205、305、405:第二导电支架
208、408:第二电极
210、410:第一透明导线
212:透明导电层
214:导线芯材
220、420:第二透明导线
230:封装胶体
232:凹槽
240:透明胶体
301:砷化镓发光二极管
302:上电极
306:半导体材料层
307:发光外延层
308:下电极
310:透明导线
401:氮化镓发光二极管
406:第一半导体材料层
407:发光外延层
409:第二半导体材料层
A:区域
具体实施方式
本实施例的打线接合结构,是利用具导电特性的透明导线取代传统所使用的金线,可提高线材的抗张强度(Tensilestrength)。抗张强度增加可减少制作工艺过程中断线的机率,避免因线材受拉扯而断裂。此外,由于透明导线本身材质具有透光性,可以改善金线吸光而导致出光量降低的现象。
以下是提出各种实施例进行详细说明,实施例仅用以作为范例说明,并非用以限缩本发明欲保护的范围。
第一实施例
请参照图2,其绘示依照本发明一实施例的打线接合结构的示意图。以表面粘着型的芯片封装结构200为例,打线接合结构包括第一透明导线210以及第二透明导线220,用以电连接一电子元件201以及一承载器203。电子元件201例如为发光二极管或其他集成电路芯片,其具有第一电极202以及第二电极208。承载器203例如为金属基板,其具有第一导电支架204以及第二导电支架205。电子元件201的第一电极202通过第一透明导线210与第一导电支架204电连接。第二电极208通过第二透明导线220与第二导电支架205电连接。
在一实施例中,电子元件201配置于封装胶体230的凹槽232中,并位于承载器203上。此外,透明胶体240填入于凹槽232中并覆盖显露于凹槽232中的电子元件201、第一及第二透明导线210、220以及第一及第二导电支架204、205。
请参照图3,其绘示依照本发明一实施例的透明导线的局部放大示意图。以位于图2的区域A中的透明导线为例,透明导线210为表面形成一透明导电层212的导线芯材214。导线芯材214可为有机导线芯材、无机导线芯材或有机无机混合导线芯材。透明导电层212例如以磁控溅镀法(Magnetronsputtering)、脉冲激光镀法(Pulsedlaserdeposition)、电弧放电离子镀法(Arcdischargeionplating)或反应性蒸镀法(ReactiveEvaporation)形成。利用上述的真空镀膜技术,以及制作工艺参数的调整,可得到电阻率极低且高透光率的透明导电层212,例如铟锡氧化物(ITO)、锑锡氧化物(ATO)、锌铟氧化物(IZO)、氧化锌(ZnO)、纳米碳管(CNT)或导电性高分子等。
导电性高分子可包括Polyaniline(聚苯胺,PANI)、Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)(聚3,4-乙烯二氧噻吩,PEDOT)、Polypyrrole(聚吡咯,PPY)或其衍生物等。
此外,有机导线芯材214可包括环氧树酯、硅胶、压克力(PMMA)树酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethyleneterephthalate,PET)等材质。无机导线芯材214可包括氮化硅或氮氧化硅等材质。由于这些导线芯材214具有透光性,因此导线芯材214的线径可加大,且不影响透光率。再者,线径越粗,抗拉强度越强,因此可通过加大导线芯材214的线径,来提高其抗拉强度。
无论是有机导线芯材、无机导线芯材或有机无机混合导线芯材的表面,均可通过上述的真空镀膜技术形成透明导电层212,以使透明导线210具有导电性。此外,透明导线210也可加入纳米导电材料来提高其导电性,例如在高分子材料中加入纳米碳管之类的导电材料,以降低表面电阻并增加导电性。
第二实施例
请参照图4,其绘示依照本发明一实施例的打线接合结构的示意图。以砷化镓发光二极管301为例,其包括一上电极302、半导体材料层306、一发光外延层307以及一下电极308。上电极302配置于发光外延层307上方的半导体材料层306上,以形成欧姆接触。此外,上电极302通过一透明导线310与第一导电支架304电连接,以接收一电流。下电极308与第二导电支架305电连接。因此,由上电极302注入的电流可通过均匀的电流扩散而流经发光外延层307,以使发光外延层307产生光电效应而发光。
在本实施例中,上电极302及下电极308可为透明导电电极,其材质包括铟锡氧化物(ITO)、锑锡氧化物(ATO)、锌铟氧化物(IZO)、氧化锌(ZnO)或镍金合金。此外,如图3所示,透明导线310可为表面形成一透明导电层212的导线芯材214。由于上电极302、下电极308以及透明导线310具有高透光性,因此可改善出光量降低的现象。
有关透明导电层212的制作方法以及材质的选用,已具体描述于第一实施例中,在此不再赘述。值得说明的是,本实施例虽未绘示封装胶体以及透明胶体,但是将本实施例的发光二极管301配置于图2的封装胶体230的凹槽232中,并位于承载器203上,再以透明胶体240填入于凹槽232中并覆盖显露于凹槽232中的发光二极管301及透明导线310,是可想而知的。
第三实施例
请参照图5,其绘示依照本发明一实施例的打线接合结构的示意图。以氮化镓发光二极管401为例,其包括一第一电极402、一第一半导体材料层406、一发光外延层407、一第二半导体材料层409以及一第二电极408。第一电极402配置于发光外延层407上方的第一半导体材料层406上,以形成欧姆接触。第一电极402可通过第一透明导线410与第一导电支架404电连接,以接收一电流。此外,第二电极408配置于发光外延层407下方的第二半导体材料层409上,以形成欧姆接触。第二电极408可通过第二透明导线420与第二导电支架405电连接。因此,由第一电极402注入的电流可通过均匀的电流扩散而流经发光外延层407,以使发光外延层407产生光电效应而发光。
在本实施例中,第一电极402及第二电极408可为透明导电电极,其材质包括铟锡氧化物(ITO)、锑锡氧化物(ATO)、锌铟氧化物(IZO)、氧化锌(ZnO)或镍金合金。此外,如图3所示,第一及第二透明导线410、420可为表面形成一透明导电层212的导线芯材214。由于第一电极402、第二电极408以及第一及第二透明导线410、420具有高透光性,因此可改善出光量降低的现象。
有关透明导电层212的制作方法以及材质的选用,已具体描述于第一实施例中,在此不再赘述。值得说明的是,本实施例虽未绘示封装胶体以及透明胶体,但是将本实施例的发光二极管401配置于图2的封装胶体230的凹槽232中,并位于承载器203上,再以透明胶体240填入于凹槽232中并覆盖显露于凹槽232中的发光二极管401及第一、第二透明导线410、420,是可想而知的。
本发明上述实施例所揭露的打线接合结构,是利用具导电特性的透明导线取代传统所使用的金线,可提高线材的抗张强度(Tensilestrength)。抗张强度增加可减少制作工艺过程中断线的机率,避免因线材受拉扯而断裂。此外,由于透明导线本身材质具有透光性,可以改善金线吸光而导致出光量降低的现象。也由于透明导线的芯材可为有机或无机材料,其热膨胀系数较低,与透明胶体的热膨胀系数能相匹配,因此可自由选择不同的透明胶体,进而提高透明胶体的使用自由性。
综上所述,虽然结合以上较佳实施例揭露了本发明,然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中熟悉此技术者,在不脱离本发明的精神和范围内,可作各种的更动与润饰。因此,本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (8)

1.一种发光二极管封装用的打线接合结构,用以电连接一发光二极管以及一承载器,该发光二极管具有一第一电极,该承载器具有一第一导电支架,其特征在于,该打线接合结构包括:
第一透明导线,电连接于该第一电极与该第一导电支架之间,其中该第一透明导线为表面形成一透明导电层的有机导线芯材、无机导线芯材或有机无机混合导线芯材,其中该有机导线芯材的材质包括环氧树酯、硅胶、压克力(PMMA)树酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),该无机导线芯材的材质包括氮化硅或氮氧化硅。
2.如权利要求1所述的打线接合结构,其中该发光二极管为砷化镓发光二极管。
3.如权利要求1所述的打线接合结构,其中该发光二极管还具有第二电极,该承载器还具有第二导电支架,其特征在于,该打线接合结构还包括:
第二透明导线,电连接于该第二电极与该第二导电支架之间。
4.如权利要求3所述的打线接合结构,其中该发光二极管为氮化镓发光二极管。
5.如权利要求1或3所述的打线接合结构,其中该第一电极及该第二电极为透明导电电极,其材质包括铟锡氧化物(ITO)、锑锡氧化物(ATO)、锌铟氧化物(IZO)、氧化锌(ZnO)或镍金合金。
6.如权利要求3所述的打线接合结构,其中该第二透明导线为表面形成一透明导电层的有机导线芯材、无机导线芯材或有机无机混合导线芯材。
7.如权利要求1或6所述的打线接合结构,其中该透明导电层的材质包括铟锡氧化物(ITO)、锑锡氧化物(ATO)、锌铟氧化物(IZO)、氧化锌(ZnO)、纳米碳管或导电性高分子。
8.如权利要求7所述的打线接合结构,其中该导电性高分子包括聚苯胺(Polyaniline)、聚3,4-乙烯二氧噻吩(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene))或聚吡咯(Polypyrrole)。
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