CN103515520A - 发光二极管封装结构及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露了一种发光二极管封装结构，包括基板、形成于基板上的电极、与电极电性连接的发光二极管芯片、环绕发光二极管芯片的反射杯以及填充于反射杯内并覆盖发光二极管芯片于基板上的封装体，所述反射杯环绕基板和封装体的四周，并且该反射杯在与封装体的邻接处形成朝向封装体凸起的凸曲面。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及其制造方法，尤其涉及一种发光二极管封装结构及其制造方法。
背景技术
相比于传统的发光源，发光二极管（Light Emitting Diode，LED）具有重量轻、体积小、污染低、寿命长等优点，其作为一种新型的发光源，已经被越来越广泛地应用。
现有发光二极管封装结构通常包括基板、在基板上形成的电极、固定于基板上且与电极电性连接的发光二极管芯片以及覆盖发光二极管芯片的封装层。现有技术中为了改善发光二极管封装结构的出光效果通常会在发光二极管芯片周围设置一反射杯，使发光二极管芯片发出的光线经由反射杯进行反射，从而得到所需角度的光线。然而在结构尺寸较小的发光二极管封装结构中的反射杯的内壁通常是斜面或直面，因此会限制光的反射角度，从而导致整体的出光效果不佳。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够改善出光效果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，包括基板、形成于基板上的电极、与电极电性连接的发光二极管芯片、环绕发光二极管芯片的反射杯以及填充于反射杯内并覆盖发光二极管芯片于基板上的封装体，所述反射杯环绕基板和封装体的四周，并且该反射杯在与封装体的邻接处形成朝向封装体凸起的凸曲面。
一种发光二极管封装结构制造方法，包括以下步骤：
提供一基板，并在基板上形成若干间隔的电极；
将若干发光二极管芯片与电极电性连接；
在基板上形成封装体覆盖发光二极管芯片；
贴设一载板于封装体上；
在基板和封装体中形成自基板一侧向封装体延伸的若干凹陷；
在所述凹陷中形成反射杯并去除载板；及
切割反射杯形成若干个发光二极管封装结构。
本发明实施方式提供的发光二极管封装结构的反射杯具有朝向封装体凸起的凸曲面，发光二极管芯片发出的光线一部分直接从封装体出射至发光二极管封装结构以外，另一部分经反射面的反射后再从封装体出射，而由于反射面的外凸的形状使最终形成特定的光场效果。
下面参照附图，结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1为本发明提供的实施方式的发光二极管封装结构的剖面示意图。
图2为图1中的发光二极管封装结构的俯视示意图。
图3为图1中的发光二极管封装结构的仰视示意图。
图4至图14为本发明一实施方式的发光二极管封装结构的制造过程中各步骤所得的发光二极管封装结构的剖面示意图。
其中，图4为本发明的发光二极管封装结构的制造过程中整体基板的剖面示意图。
图5为图4中整体基板的俯视示意图。
图6为图4中整体基板的侧视示意图。
图7为图4中整体基板的仰视示意图。
主要元件符号说明
发光二极管封装结构 100
基板 10、10a
第一侧壁 11
第二侧壁 12
第三侧壁 13
第四侧壁 14
上表面 15
下表面 16
第一凹槽 17
第二凹槽 18
电极 20
第一电极 21
第二电极 22
发光二极管芯片 30
导线 31
反射杯 40、40a
反射面 41
结合面 42
容置空间 43
封装体 50
载板 60
凹陷 70
平坦断面 71
曲面断面 72
模具 80
凸面 81
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
请参见图1至图3，本发明第一实施方式提供的发光二极管封装结构100，其包括基板10、在基板10上间隔设置的两电极20、固定于基板10上并与电极20电性连接的发光二极管芯片30、位于基板10上并围绕发光二极管芯片30的反射杯40、覆盖发光二极管芯片30的封装体50。
所述基板10大致呈矩形平板状，其包括四个侧壁，第一侧壁11、第二侧壁12、第三侧壁13和第四侧壁14，该四个侧壁依次首尾相连，其中第一侧壁11和第三侧壁13相对，第二侧壁12和第四侧壁14相对。该四个侧壁相对的两端分别形成基板10的两个表面，即上表面15和下表面16。该上表面15用于承载发光二极管芯片30。该基板10上形成若干的凹槽，在本实施方式中该凹槽的数量为两个，分别为第一凹槽17和第二凹槽18。该第一凹槽17和第二凹槽18分别自第二侧壁12朝向第四侧壁14的方向凹陷，并贯穿基板10的上表面15和下表面16，亦即该第一凹槽17和第二凹槽18分别在与上表面15和下表面16交界处形成开口。
所述电极20包括相互间隔的第一电极21和第二电极22，第一电极21和第二电极22自基板10的上表面15分别经由第一凹槽17和第二凹槽18的内壁延伸至基板10的下表面16。该第一电极21和第二电极22覆盖第一凹槽17和第二凹槽18在上表面15处形成的开口从而为发光二极管芯片30的打线连接提供更多的空间，第一电极21和第二电极22暴露出第一凹槽17和第二凹槽18在下表面16处形成的开口。换言之，该第一凹槽17和第二凹槽18仅在基板10的下表面16处暴露出开口。当该发光二极管封装结构100用作侧向发光光源时，基板10的第二侧壁12与电路板（图未示）电性连接，该第一凹槽17和第二凹槽18面向电路板设置，锡膏等焊料可以在第一凹槽17和第二凹槽18中进行焊接固定，从而可使电路板通过焊锡和与第一凹槽17、第二凹槽18连接的电极20形成电性连接。该第一凹槽17、第二凹槽18为焊料提供了容置空间，防止焊料融化而与电路板的其他线路结构接触，进而形成短路。在其他实施方式中，该第一凹槽17和第二凹槽18也不限于形成于基板10的第二侧壁12上，以发光二极管封装结构100的摆放位置而定。当然，若该发光二极管封装结构100不是用作侧向发光光源时，该第一凹槽17和第二凹槽18可以省去，将基板10的下表面16与电路板电性连接从而将发光二极管封装结构100接入电路中。
所述发光二极管芯片30设置于基板10的上表面15，并分别与第一电极21和第二电极22位于基板10的上表面15的部分电性连接。当然，在其他实施方式中，该发光二极管芯片30还可以直接固定于电极20上。该发光二极管芯片30可采用固晶打线、覆晶等方式连接。在本实施方式中，该发光二极管芯片30固定于其中一个电极20上，并采用导线31分别与第一电极21和第二电极22连接。
所述反射杯40环绕基板10和发光二极管芯片30设置。该反射杯40的内壁包括反射面41和与反射面41相接的结合面42。该反射面41位于基板10的上方并环绕发光二极管芯片30设置，该反射面41呈凸曲面，并朝向发光二极管芯片30的方向凸出。该结合面42呈平坦状，其紧密贴合于基板10的四个侧壁。该反射杯40在基板10的上表面15处围成一收容发光二极管芯片30的容置空间43。
所述封装体50填充于反射杯40围成的容置空间43中并覆盖发光二极管芯片30于基板10之上。该封装体50内均匀分布有荧光粉。由于反射杯40将基板10的上表面15与封装体50的结合处完全包覆，因此也将两者对接处密封，能够防止水气或杂质从基板10和封装体50的对接处进入封装体50而对发光二极管芯片30造成污染。
本发明实施方式提供的发光二极管封装结构100的反射杯40具有外凸的反射面41，发光二极管芯片30发出的光线一部分直接从封装体50出射至发光二极管封装结构100以外，另一部分经反射面41的反射后再从封装体50出射。而由于反射面41的外凸的形状使最终形成特定的光场效果。此外，本实施方式中的发光二极管封装结构100的基板10的第二侧壁12上形成第一凹槽17和第二凹槽18，为锡膏等焊料提供容置空间，从而利于光源与电路板的电性连接。
本发明还提供上述发光二极管封装结构100的制造方法，以下，将结合附图对该制造方法进行详细说明。
请参阅图4至图7，提供一整体基板10a，在该整体基板10a的侧部开设若干相互间隔的第一凹槽17和第二凹槽18，并于整体基板10a的上下表面及第一凹槽17和第二凹槽18中设置若干相互间隔的电极20。这些电极20每两个为一组，各组电极20之间间隔的距离大于每组电极20中相邻两电极20之间间隔的距离。所述该整体基板10a呈平板状。该整体基板10a可采用高分子材料或复合板材等材料制成。电极20采用金属材质铺设于基板10a的上下表面和第一凹槽17、第二凹槽18的内壁面形成，该金属材质仅在第一凹槽17和第二凹槽18的内壁面铺设而并未填满整个第一凹槽17、第二凹槽18，因此第一凹槽17和第二凹槽18仍然保持其凹陷的形状。电极20在整体基板10a的上表面一侧覆盖第一凹槽17和第二凹槽18位于该整体基板上表面的开口，该第一凹槽17和第二凹槽18位于该整体基板下表面的开口未被电极20覆盖而在整体基板10a的下表面一侧贯穿电极20。
请参阅图8，将若干发光二极管芯片30与整体基板10a的电极20电性连接。在本实施方式中该发光二极管芯片30装设于整体基板10a上，且每一发光二极管芯片30通过固晶打线的方式与每组电极20中相邻的两电极20分别电连接。在其他实施方式中，该发光二极管芯片30也可以利用覆晶或共晶的方式与电极20结合。
请参阅图9，形成封装体50以覆盖发光二极管芯片30于整体基板10a上。该封装体50可采用压模成型的方式形成。该封装体50内可包含荧光粉。
请参阅图10，贴设一载板60于封装体50上。在本实施方式中，先将整体基板10a倒置，使整体基板10a的下表面朝向上方、封装体50朝向下方，将载板60从封装体50的下方贴设于封装体50上。
请参阅图11和12，在整体基板10a和封装体50中形成自整体基板10a一侧向封装体50凹陷的若干凹陷70。该步骤提供一模具80，该模具80具有一向下突出的凸面81。在本实施方式中，该模具80为圆柱体结构的滚刀，该凹陷70是通过将凸面81正对相邻两组电极20之间的整体基板10a通过钻头或滚刀自整体基板10a向封装体50转动并下移，直至模具80与载板60接触，停止移动模具80而在整体基板10a和封装体50上形成。该模具80在整体基板10a处竖直下移，因此该凹陷70在整体基板10a处形成平坦断面71；该模具80在封装体50处转动并停止下移，因此该凹陷70在封装体50处形成曲面断面72。当然，在其他实施方式中，还可以继续旋转并水平移动模具80，使凹陷70向水平方向增大，从而满足不同的要求。按以上方式在相邻两组电极20之间均形成凹陷70，使每一对电极20两边均形成有凹陷70。由于采用模具80形成凹陷70，从而使凹陷70的精度容易控制，有利于制成精度较高的凹陷70。
请参阅图13，在所述凹陷70中形成反射杯40a并去除载板60。该反射杯40a在整体基板10a的平坦断面71处形成平坦的结合面42，在封装体50的曲面断面72形成向封装体50凸起的反射面41。该反射杯40a可采用注塑成型或压模成型的方式填充凹陷70形成。在形成反射杯40a之前还可以先在凹陷70的表面涂覆一层金属材料以作为反射层（图未示），再形成反射杯40a于反射层上，以提高对光的反射效率。
请参阅图14，切割反射杯40a形成若干发光二极管封装结构100。
本发明的发光二极管封装结构100制造方法采用一具有凸面81的模具80在整体基板10a和封装体50上一体成型凹陷70，再在凹陷70内形成具有凸面的反射杯，与射出成型等反射杯制作方式相比，该种方法对形成凹面的精度容易控制，从而使该反射杯的凹面的精度较高，以利于发光二极管芯片30发出的光线能够准确的会聚，提高发光二极管封装结构100的发光效率。
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各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，包括基板、形成于基板上的电极、与电极电性连接的发光二极管芯片、环绕发光二极管芯片的反射杯以及填充于反射杯内并覆盖发光二极管芯片于基板上的封装体，其特征在于：所述反射杯环绕基板和封装体的四周，并且该反射杯在与封装体的邻接处形成朝向封装体凸起的凸曲面。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述凸曲面为反射面，所述反射面位于基板的上方并环绕发光二极管芯片设置，所述反射面朝向发光二极管芯片的方向凸出。
3.如权利要求2所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述反射杯还包括与反射面相接的结合面，所述结合面贴设于基板的侧部。
4.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述基板包括上表面和下表面以及上表面和下表面之间的若干侧壁，所述基板的其中一个侧壁向内凹陷形成有分别贯穿上表面和下表面的第一凹槽和第二凹槽。
5.如权利要求4所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述电极包括相互间隔的第一电极和第二电极，该第一电极自基板的上表面经由第一凹槽延伸至基板的下表面，该第二电极自基板的上表面经由第二凹槽延伸至基板的下表面。
6.如权利要求5所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述第一凹槽和第二凹槽贯穿基板的上表面和下表面并在上表面和下表面均形成开口，第一凹槽和第二凹槽在基板的上表面形成的开口被电极覆盖。
7.一种发光二极管封装结构制造方法，包括以下步骤：
提供一基板，并在基板上形成若干间隔的电极；
将若干发光二极管芯片与电极电性连接；
在基板上形成封装体覆盖发光二极管芯片；
贴设一载板于封装体上；
在基板和封装体中形成自基板一侧向封装体延伸的若干凹陷；
在所述凹陷中形成反射杯并去除载板；及
切割反射杯形成若干个发光二极管封装结构。
8.如权利要求7所述的发光二极管封装结构制造方法，其特征在于：所述在自基板上方在基板和封装体中形成若干凹陷的步骤是通过一具有向下突出的凸面的模具对基板和封装体进行切割或研磨制成。
9.如权利要求8所述的发光二极管封装结构制造方法，其特征在于：所述模具呈圆柱形，所述凹陷是通过沿轴向旋转圆柱形模具、使旋转中的圆柱形模具侧面自基板向封装体移动直至模具与载板接触形成。
10.如权利要求7所述的发光二极管封装结构制造方法，其特征在于：所述若干凹陷形成于相邻两电极之间，该凹陷在基板上形成平坦断面，该凹陷在封装体上形成曲面断面，所述在所述凹陷中形成反射杯的步骤是在凹陷中形成反射杯，并在平坦断面处形成反射杯的结合面，在曲面断面处形成反射杯的、朝向封装体凸起的反射面。
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