TW201642499A - Led封裝結構及其製作方法 - Google Patents
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Abstract
一種LED封裝結構的製作方法，包括：提供承載板，所述承載板包括一上表面，在所述上表面形成一個環形的凹槽，所述承載板的部分區域被所述凹槽環繞，形成一島塊；在所述凹槽的表面、以及所述凹槽的邊緣的上表面形成一反射層；在與所述島塊對應的所述上表面形成導電圖案；在所述導電圖案間隙及所述凹槽內填充絕緣層；去除所述承載板，所述絕緣層與所述島塊對應的位置形成一收容槽；以及在所述收容槽內收容LED晶片，且其引腳焊接於所述導電圖案，從而形成LED封裝結構。本發明還涉及上述製作方法得到的LED封裝結構。
Description
本發明涉及電路板製作領域，尤其涉及一種LED封裝結構及其製作方法。
LED封裝結構即將LED晶片固設於基板上形成的LED器件，現有的LED封裝結構光利用效率即發光效能較低，限制了LED的推廣應用。
因此，有必要提供一種具有較高發光效能的LED封裝結構及其製作方法。
一種LED封裝結構的製作方法，包括步驟：提供承載板，所述承載板包括相對的上表面及下表面，在所述上表面形成一個環形的凹槽，所述承載板的部分區域被所述凹槽環繞形成单独的島塊；在所述凹槽的表面、以及所述島塊靠近所述凹槽的邊緣部形成一反射層；在所述島塊的上表面形成導電圖案；在所述導電圖案线路之间的間隙及所述凹槽內填充絕緣層；去除所述承載板，所述絕緣層與所述島塊對應的位置形成一收容槽；以及在所述收容槽內收容LED晶片，且使所述LED晶片引脚焊接於所述導電圖案。
一種LED封裝結構，包括：一絕緣層，其包括相對的第一表面及第二表面，所述第一表面側形成有一環狀凸起，所述環狀凸起合圍形成一收容槽，所述收容槽槽底形成有多個自槽底貫通至第二表面的通孔；一反射層，形成於所述環狀凸起的表面及延伸至所述收容槽底面的邊緣，所述收容槽底面的反射層遠離所述收容槽底面的表面與所述第一表面齊平；導電圖案，形成於所述絕緣層的所述通孔內；及LED晶片，收容於所述收容槽且其引腳焊接於所述導電圖案。
相較於先前技術，本發明實施例的LED封裝結構及製作方法中，在絕緣層上形成收容槽，並在收容槽槽壁及槽底部分區域形成反射層，反射角大，反光性能好，從而使LED發光效能較高；並且本案收容槽內的反射層與絕緣層相齊平，能有效降低LED封裝結構的厚度。
圖1是本發明實施例提供的LED封裝結構的仰視圖。
圖2是本發明實施例提供的LED封裝結構的剖視圖。
圖3是本發明實施例提供承載板的剖視圖。
圖4是在圖3中的承載板上形成第一及第二抗蝕刻層後的剖視圖。
圖5是在圖4的承載板上形成凹槽後的剖視圖。
圖6是將圖5的第一及第二抗蝕刻層去除後的剖視圖。
圖7是在圖6中的承載板上形成第一及第二防鍍膜層後的剖視圖。
圖8是在圖7中的承載板上形成反射層後的剖視圖。
圖9是將圖8的第一及第二防鍍膜層去除後的剖視圖。
圖10是在圖9中的承載板上形成第三及第四防鍍膜層後的剖視圖。
圖11是在圖10中的承載板上形成導電圖案後的俯視圖。
圖12是在圖10中的承載板上形成導電圖案後的剖視圖。
圖13是將圖12的第三及第四防鍍膜層去除後的剖視圖。
圖14是在圖13中的承載板上形成絕緣層後的剖視圖。
圖15是在圖14中的承載板上形成第三抗蝕刻層後的剖視圖。
圖16是將圖15中的承載板及第三抗蝕刻層去除後的剖視圖。
下面將結合附圖對本發明作進一步之詳細說明。
請參閱圖1至圖2，本發明第一實施例提供一種LED封裝結構100，包括：一絕緣層12、一反射層10、導電圖案11、LED晶片13及封裝膠體14。
所述絕緣層12包括相對的第一表面121及第二表面122，所述第一表面121側形成有一環狀凸起123，所述環狀凸起123合圍形成一收容槽124。所述環狀凸起123及所述收容槽124的截面均為梯形。所述絕緣層12的材質為環氧樹脂、矽膠、矽樹脂或聚鄰苯二甲醯胺。本實施例中，所述絕緣層12的材質為環氧塑封料（epoxy molding compound，EMC）。所述收容槽124槽底形成有貫穿至第二表面122的通孔（未標示）。
所述反射層10形成於所述環狀凸起123的外表面，包括其頂面、內斜側面及外斜側面，反射層10還自內斜側面延伸形成於所述收容槽124底面的邊緣。較佳的，所述收容槽124底面邊緣的反射層10與所述第一表面121齊平。所述反射層10的材質可為金屬材料，例如金屬鎳、鎳金復合層或鎳鉻復合層等。
所述導電圖案11形成於所述絕緣層12的所述通孔内。所述導電圖案11遠離所述收容槽124的表面與所述第二表面122齊平。所述導電圖案11包括多個第一導電塊111、多個第二導電塊112及多個散熱導電塊113。所述多個第一導電塊111、多個第二導電塊112及多個散熱導電塊113互相間隔，較佳的，所述第一導電塊111的尺寸大於所述第二導電塊112的尺寸。所述第一導電塊111及散熱導電塊113靠近所述收容槽124的表面被形成於所述收容槽124底面邊緣的反射層10所覆蓋。所述第二導電塊112的靠近所述收容槽124的表面凹設於所述第一表面121。所述多個散熱導電塊113形成多條散熱通道。優選地，所述導電圖案11的材質為銅。
所述LED晶片13藉由錫球焊接於所述第二導電塊112靠近所述絕緣層12的第一表面121側的表面，所述LED晶片13底部及周圍封裝有封裝膠體14。所述封裝膠體14優選採用混有螢光粉的環氧樹脂形成。所述LED晶片13的數量優選為多個，且優選呈陣列排布。
本實施例中，所述第二導電塊112的靠近所述絕緣層12的第二表面122側的表面還設置有驅動組件15及靜電保護組件16，在所述第一導電塊111的靠近所述絕緣層12的第二表面122側的表面還形成錫球17。
在其他實施例中，所述多個散熱導電塊113也可以相連形成一條相通的散熱通道。
請一併參閱圖3-16，本發明第二實施例提供一種上述LED封裝結構100的製作方法，包括如下步驟：
第一步，請參閱圖3，提供一承載板20，所述承載板20由金屬材料製成。
所述承載板20包括相對的上表面21及下表面22。
本實施例中，所述承載板20的材質為銅。
第二步，請一併參閱圖4-6，在所述承載板20上形成一個凹槽23，所述凹槽23自所述上表面21向所述承載板20內部凹陷。
本實施例中，所述凹槽23為環形，因此所述承載板20的部分區域被所述凹槽23環繞，形成一島塊24。所述島塊24相對於凹槽23凸起的表面呈方形或矩形。
更具體地，所述凹槽23的形成方式包括：
首先，請參閱圖4，在所述承載板20的上表面21及下表面22上分別形成第一抗蝕刻層31及第二抗蝕刻層32，所述第一抗蝕刻層31形成有環狀的第一抗蝕刻層開口33，使得所述承載板20的部分上表面21暴露於所述第一抗蝕刻層開口33中。本實施例中，所述第一及第二抗蝕刻層31、32均為乾膜；通過曝光及顯影等工藝去除部分所述第一抗蝕刻層31，從而得到所述第一抗蝕刻層開口33。
請參閱圖5，通過銅蝕刻液化學蝕刻所述承載板20，從而在所述承載板20上未被所述第一及第二抗蝕刻層31、32覆蓋的表面，也即對應所述第一抗蝕刻層開口33的位置形成所述凹槽23。本實施例中，自所述上表面21向所述承載板20內部，所述凹槽23的尺寸逐漸減小，也即其截面大致為梯形，且因側蝕的影響，所述凹槽23在所述上表面21的開口尺寸大於所述第一抗蝕刻層開口33的尺寸。
然後，請參閱圖6，去除所述第一及第二抗蝕刻層31、32。
在其他實施例中，也可以通過鐳射燒蝕等方式形成所述多個凹槽23。
第三步，請參閱圖7-9，在所述凹槽23的底面、側面及所述島塊24靠近所述凹槽23的上表面21形成一反射層10。
所述反射層10的形成方式包括：
首先，請參閱圖7，在所述承載板20的上表面21及下表面22上分別形成第一防鍍膜層34及第二防鍍膜層35，所述第一防鍍膜層34形成有環狀的第一防鍍膜層開口36，所述凹槽23以及所述島塊24靠近所述凹槽23的上表面21暴露於所述第一防鍍膜層開口36中。本實施例中，所述第一及第二防鍍膜層34、35均為乾膜；通過曝光及顯影等工藝去除部分所述第一防鍍膜層34，從而得到所述第一防鍍膜層開口36。
之後，請參閱圖8，在暴露於所述第一防鍍膜層開口36中的上表面21及所述凹槽23的底面與側面鍍上一層反射層10，其中，可以通過電鍍、濺鍍、化學鍍等方式形成所述反射層10。本實施例中，所述反射層10具有一亮光表面，可以將光進行反射。
然後，請參閱圖9，去除所述第一防鍍膜層34及第二防鍍膜層35。
第四步，請參閱圖10-13，在所述島塊24上形成導電圖案11，所述導電圖案11包括多個第一導電塊111、多個第二導電塊112及多個散熱導電塊113。
所述多個第一導電塊111及所述散熱導電塊113形成在所述反射層10遠離所述島塊24的部分表面，所述第二導電塊112形成在所述島塊24的上表面21且未被所述反射層10覆蓋的部分區域。所述導電圖案11的形成方式包括：
首先，請參閱圖10，在所述承載板20的上表面21側及下表面22側分別形成第三防鍍膜層37及第四防鍍膜層38，所述第三防鍍膜層37覆蓋部分所述上表面21並填充所述凹槽23，所述第三防鍍膜層37形成有多個第二防鍍膜層開口39，所述島塊24部分暴露於所述第二防鍍膜層開口39內，所述多個第二防鍍膜層開口39與要形成的導電圖案11對應。本實施例中，所述第三及第四防鍍膜層37、38均為乾膜；通過曝光及顯影等工藝去除部分所述第三防鍍膜層37，從而得到所述第二防鍍膜層開口39。其中，所述第三防鍍膜層37的厚度遠大於所述第四防鍍膜層38的厚度。
之後，請參閱圖11-12，在暴露於所述第二防鍍膜層開口39中的上表面21及反射層10表面鍍覆形成所述導電圖案11，其中，可以通過電鍍、濺鍍、化學鍍等方式形成所述導電圖案11。
然後，請參閱圖13，去除所述第三防鍍膜層37及第四防鍍膜層38。
在其他實施例中，也可以不形成所述第三防鍍膜層37及第四防鍍膜層38，而直接通過圖案化的網板在所述島塊24上通過印刷導電膏並固化所述導電膏形成所述導電圖案11。
第五步，請參閱圖14，在所述承載板20的上表面21側形成絕緣層12，其中，所述絕緣層12填充所述凹槽23及填充所述導電圖案11的間隙。
所述絕緣層12包括相對的第一表面121及第二表面122，所述第一表面121與所述上表面21相貼，所述第二表面122與所述導電圖案11遠離所述承載板20的表面相齊平。本實施例中，所述絕緣層12的形成方式包括：
首先，提供一模具（圖未示），將形成有導電圖案11的承載板20置於所述模具中，向所述模具的模腔內注塑環氧塑封料，使所述環氧塑封料覆蓋所述承載板20的下表面，並填充所述凹槽23及填充填充所述導電圖案11的間隙，固化所述環氧塑封料從而形成所述絕緣層12。
之後，研磨所述絕緣層12遠離所述承載板20的表面，使所述絕緣層遠離所述承載板20的表面，即第二表面122，與所述導電圖案11遠離所述承載板20的表面相齊平，從而使所述第一導電塊111及第二導電塊112暴露於所述絕緣層12中。
第六步，請參閱圖15-16，去除所述承載板20，從而將所述反射層10及未被反射層10覆蓋的導電圖案11暴露出來。
其中，與所述凹槽23對應的所述絕緣層12即形成一環狀凸起123，所述環狀凸起123合圍即形成所述收容槽124。所述環狀凸起123及所述收容槽124的截面均為梯形。所述反射層10即形成於所述環狀凸起123的頂面及側面，以及形成於收容槽124底面的邊緣。
本實施例中，通過蝕刻去除所述承載板20，去除所述承載板20的方式包括：
首先，請參閱圖15，在所述絕緣層12的第二表面122側貼合一第三抗蝕刻層40。
之後，請參閱圖16，用銅蝕刻藥水蝕刻所述承載板20從而將所述承載板20去除，其中，因所述絕緣層12及所述反射層10的材質與所述承載板20不同，故，所述絕緣層12、反射層10及被反射層10覆蓋的導電圖案11不會被蝕刻，而未被反射層10覆蓋的導電圖案11厚度方向上部分被蝕刻。然後，去除所述第三抗蝕刻層40。
第七步，請一併參閱圖1及圖2，在所述第二導電塊112暴露於所述收容槽124的表面通過錫球焊接LED晶片13，所述LED晶片13收容於所述收容槽124內；並在LED晶片13底部及周圍形成封裝膠體14；還在所述第二導電塊112的遠離所述收容槽124的表面焊接驅動組件15及靜電保護組件16，並在所述第一導電塊111的遠離所述收容槽124表面形成錫球17，從而得到所述LED封裝結構100。
相對於現有技術，本發明實施例的LED封裝結構100及製作方法中，通過在承載板20上增層之後再去除承載板20制得LED封裝結構100，工藝簡單穩定，且使收容槽內的反射層與絕緣層相齊平，能有效降低LED封裝結構的厚度。進一步地，在絕緣層12上形成收容槽，並在收容槽槽壁及槽底部分區域形成反射層，反射角大，反光性能好，從而使LED發光效能較高；再進一步地，收容槽為截面為梯形，更增大了反射面積，進一步提高LED的發光效能。
據統計，LED封裝結構溫度每升高１℃，LED的發光強度度會相應的減少１％左右。本案在導電圖案11中形成由散熱導電塊113組成的散熱通道，能夠有效散熱從而提高LED的發光效能；另外，該散熱通道實為導電圖案11的一部分，無需附加額外的散熱結構，不僅節約製作及材料成本，也能降低LED封裝結構100的厚度；進一步，本案採用EMC材料替代傳統的陶瓷材料及雙馬來醯亞胺-三嗪樹脂（簡稱BT樹脂）材料作為絕緣層，還能降低材料成本。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100‧‧‧LED封裝結構
12‧‧‧絕緣層
10‧‧‧反射層
11‧‧‧導電圖案
13‧‧‧LED晶片
14‧‧‧封裝膠體
121‧‧‧第一表面
122‧‧‧第二表面
123‧‧‧環狀凸起
124‧‧‧收容槽
111‧‧‧第一導電塊
112‧‧‧第二導電塊
113‧‧‧散熱導電塊
15‧‧‧驅動組件
16‧‧‧靜電保護組件
17‧‧‧錫球
20‧‧‧承載板
21‧‧‧上表面
22‧‧‧下表面
23‧‧‧凹槽
24‧‧‧島塊
31‧‧‧第一抗蝕刻層
32‧‧‧第二抗蝕刻層
33‧‧‧第一抗蝕刻層開口
34‧‧‧第一防鍍膜層
35‧‧‧第二防鍍膜層
36‧‧‧第一防鍍膜層開口
37‧‧‧第三防鍍膜層
38‧‧‧第四防鍍膜層
39‧‧‧第二防鍍膜層開口
40‧‧‧第三抗蝕刻層
無
100‧‧‧LED封裝結構
12‧‧‧絕緣層
10‧‧‧反射層
11‧‧‧導電圖案
13‧‧‧LED晶片
14‧‧‧封裝膠體
121‧‧‧第一表面
122‧‧‧第二表面
123‧‧‧環狀凸起
124‧‧‧收容槽
111‧‧‧第一導電塊
112‧‧‧第二導電塊
15‧‧‧驅動組件
16‧‧‧靜電保護組件
17‧‧‧錫球
Claims (20)
- 一種LED封裝結構的製作方法，包括步驟：
提供承載板，所述承載板包括相對的上表面及下表面，在所述上表面形成一個環形的凹槽，所述承載板的部分區域被所述凹槽環繞形成单独的島塊；
在所述凹槽的表面、以及所述島塊靠近所述凹槽的邊緣部形成一反射層；
在所述島塊的上表面形成導電圖案；
在所述導電圖案线路之间的間隙及所述凹槽內填充絕緣層；
去除所述承載板，所述絕緣層與所述島塊對應的位置形成一收容槽；以及
在所述收容槽內收容LED晶片，且使所述LED晶片引脚焊接於所述導電圖案。 - 如請求項1所述的LED封裝結構的製作方法，其中，所述凹槽的形成方式包括步驟：
在所述承載板的上表面及下表面上分別形成第一抗蝕刻層及第二抗蝕刻層，所述第一抗蝕刻層形成有環狀的第一抗蝕刻層開口，所述承載板的部分上表面暴露於所述第一抗蝕刻層開口中；
之後，通過蝕刻液蝕刻所述承載板，從而在所述承載板上未被所述第一及第二抗蝕刻層覆蓋的表面，也即對應所述第一抗蝕刻層開口的位置形成所述凹槽，其中，所述凹槽的截面為梯形，且自所述凹槽開口向槽底方向，所述凹槽的尺寸逐漸減小，所述凹槽在所述上表面的開口尺寸大於所述第一抗蝕刻層開口的尺寸；以及
然後，去除所述第一及第二抗蝕刻層。 - 如請求項1所述的LED封裝結構的製作方法，其中，通過鐳射燒蝕形成所述凹槽，其中，所述凹槽的截面為梯形，且自所述凹槽開口向槽底方向，所述凹槽的尺寸逐漸減小。
- 如請求項1所述的LED封裝結構的製作方法，其中，所述反射層的材質為鎳、鎳金復合層或鎳鉻復合層，所述反射層的形成方式包括步驟：
在所述承載板的上表面及下表面上分別形成第一防鍍膜層及第二防鍍膜層，所述第一防鍍膜層形成有環狀的第一防鍍膜層開口，所述凹槽以及所述島塊靠近所述凹槽的上表面暴露於所述第一防鍍膜層開口中；
之後，在暴露於所述第一防鍍膜層開口中的上表面及所述凹槽的底面與側面鍍覆形成所述反射層，其中，通過電鍍、濺鍍或化學鍍的方式鍍覆形成所述反射層；
然後，去除所述第一防鍍膜層及第二防鍍膜層。 - 如請求項1所述的LED封裝結構的製作方法，其中，所述導電圖案包括多個第一導電塊及多個第二導電塊；所述多個第一導電塊形成在所述反射層遠離所述島塊的部分表面，所述第二導電塊形成在所述上表面與所述島塊對應且未被所述反射層覆蓋的區域。
- 如請求項5所述的LED封裝結構的製作方法，其中，所述LED焊接於所述第二導電塊，在焊接所述LED之後，還包括步驟：在所述第二導電塊的遠離所述收容槽的表面焊接驅動組件及靜電保護組件，並在所述第一導電塊的遠離所述收容槽表面形成錫球。
- 如請求項5所述的LED封裝結構的製作方法，其中，所述導電圖案還包括多個散熱導電塊；所述多個散熱導電塊形成在所述反射層遠離所述島塊的部分表面，所述多個散熱導電塊形成多條散熱通道。
- 如請求項1所述的LED封裝結構的製作方法，其中，所述導電圖案的形成方式包括步驟：
在所述承載板的上表面側及下表面側分別形成第三防鍍膜層及第四防鍍膜層，所述第三防鍍膜層覆蓋部分所述上表面並填充所述凹槽，所述第三防鍍膜層形成有多個第二防鍍膜層開口，所述島塊部分暴露於所述第二防鍍膜層開口內，所述多個第二防鍍膜層開口與要形成的導電圖案對應；
之後，在暴露於所述第二防鍍膜層開口中的所述上表面及所述反射層的表面鍍覆形成所述導電圖案，其中，通過電鍍、濺鍍或化學鍍的方式鍍覆形成所述導電圖案；
然後，去除所述第三防鍍膜層及第四防鍍膜層。 - 如請求項1所述的LED封裝結構的製作方法，其中，所述絕緣層的材質為環氧塑封料，所述絕緣層的形成方式包括步驟：
提供一模具，將形成有所述導電圖案的所述承載板置於所述模具中，向所述模具的模腔內注塑環氧塑封料，使所述環氧塑封料覆蓋所述承載板的下表面，並填充所述凹槽及填充填充所述導電圖案的間隙；
之後，固化所述環氧塑封料；
然後，研磨所述環氧塑封料遠離所述承載板的表面，得到所述絕緣層，其中，使所述絕緣層遠離所述承載板的表面與所述導電圖案遠離所述承載板的表面相齊平，使所述導電圖案暴露於所述絕緣層中。 - 如請求項1所述的LED封裝結構的製作方法，其中，去除所述承載板的方式包括步驟：
在所述絕緣層遠離所述承載板的表面貼合一第三抗蝕刻層；
之後，蝕刻所述承載板從而將所述承載板去除，其中，所述絕緣層、反射層及被反射層覆蓋的導電圖案不被蝕刻去除，未被反射層覆蓋的導電圖案厚度方向上部分被蝕刻；
然後，去除所述第三抗蝕刻層。 - 如請求項1所述的LED封裝結構的製作方法，其中，在所述收容槽內收容LED，且使所述LED焊接於所述導電圖案之後還包括步驟，在LED底部及周圍形成封裝膠體，所述封裝膠體含螢光粉。
- 一種LED封裝結構，包括：
一絕緣層，其包括相對的第一表面及第二表面，所述第一表面側形成有一環狀凸起，所述環狀凸起合圍形成一收容槽，所述收容槽槽底形成有多個自槽底貫通至第二表面的通孔；
一反射層，形成於所述環狀凸起的表面及延伸至所述收容槽底面的邊緣，所述收容槽底面的反射層遠離所述收容槽底面的表面與所述第一表面齊平；
導電圖案，形成於所述絕緣層的所述通孔內；及
LED晶片，收容於所述收容槽且其引腳焊接於所述導電圖案。 - 如請求項12所述的LED封裝結構，其中，所述環狀凸起及所述收容槽的截面均為梯形。
- 如請求項12所述的LED封裝結構，其中，所述導電圖案遠離所述收容槽的表面與所述第二表面齊平，所述導電圖案的靠近所述收容槽的表面凹設於所述第一表面且部分暴露於所述絕緣層。
- 如請求項14所述的LED封裝結構，其中，所述導電圖案包括多個第一導電塊及多個第二導電塊；所述多個第一導電塊的靠近所述收容槽的表面被所述反射層覆蓋，所述第二導電塊的靠近所述收容槽的表面暴露於所述絕緣層。
- 如請求項15所述的LED封裝結構，其中，所述LED焊接於所述第二導電塊，所述第二導電塊的遠離所述收容槽的表面焊接有驅動組件及靜電保護組件，所述第一導電塊的遠離所述收容槽表面形成有錫球。
- 如請求項15所述的LED封裝結構，其中，所述導電圖案還包括多個散熱導電塊；所述多個散熱導電塊的靠近所述收容槽的表面被所述反射層覆蓋，所述多個散熱導電塊形成多條散熱通道。
- 如請求項12所述的LED封裝結構，其中，所述絕緣層的材質環氧塑封料。
- 如請求項12所述的LED封裝結構，其中，所述反射層的材質為金屬鎳、鎳金復合層或鎳鉻復合層。
- 如請求項12所述的LED封裝結構，其中，所述LED底部及周圍封裝有封裝膠體，所述封裝膠體含有螢光粉。
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