TWI381549B - 發光二極體封裝 - Google Patents

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    • H01L2924/18301—Connection portion, e.g. seal being an anchoring portion, i.e. mechanical interlocking between the encapsulation resin and another package part

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Description

發光二極體封裝
本發明是有關於一種發光二極體封裝(light－emitting diode package)，且特別是有關於一種具有高發光效率的發光二極體封裝。
發光二極體屬於半導體元件，其發光晶片之材料主要為III－V族化學元素，如：磷化錄(GaP)、砷化鎵(GaAs)等化合物半導體，其發光原理係將電能轉換為光，也就是對化合物半導體施加電流，透過電子與電洞的結合，將能量以光的形式釋出，進而達成發光的效果。由於發光二極體的發光現象不是藉由加熱發光或放電發光，因此發光二極體的壽命長達十萬小時以上，且無須暖燈時間(idling time)。此外，發光二極體更具有反應速度快(約為10－9 秒)、體積小、用電省、污染低、高可靠度、適合量產等優點，所以發光二極體所能應用的領域十分廣泛，如大型看板、交通號誌燈、手機、掃描器、傳真機之光源以及照明裝置等。由於發光二極體的發光亮度與發光效率持續地提昇，同時白光的發光二極體也被成功地量產，所以逐漸有發光二極體被應用在顯示器、照明裝置等產品中。
圖1為習知發光二極體封裝之剖面示意圖。請參照圖1，習知的發光二極體封裝100包括一導線架110、一發光二極體晶片120以及一封裝膠體130。其中，導線架110的表面110a為鏡面(specular surface)用以反射發光二極體晶片120所發出 的光線。發光二極體晶片120配置於導線架110上，並與導線架110電性連接。此外，封裝膠體130包覆發光二極體晶片120以及部分導線架110，以使部分導線架110暴露於封裝膠體130外，以作為外部電極E。
如圖1所示，封裝膠體130係由一外殼132以及一第一透光部134所構成。外殼132具有一凹陷132a，發光二極體晶片120位於該凹陷132a內，且凹陷132a具有傾斜程度固定的側壁S。透光部134則配置於凹陷132a中並與外殼132連接，透光部134包覆發光二極體晶片120以及未被外殼132包覆之導線架110的部分區域。
由圖1可清楚得知，雖然表面為鏡面的導線架110對於光線的反射效果十分良好，但被透光部134包覆的部分導線架110會將發光二極體晶片120所發出的光線反射，且被導線架110反射後的光線極有可能因為全反射現象而被侷限於封裝膠體130的透光部134內部，進而造成發光二極體封裝100的整體發光效率不彰。
本發明提供一種發光二極體封裝，其具有良好的發光效率。
本發明提出一種發光二極體封裝，其包括一導線架、至少一發光二極體晶片以及一封裝膠體。其中，導線架具有一粗糙表面，發光二極體晶片配置於導線架上，並與導線架電性連接，粗糙表面適於使發光二極體晶片所發出的光線散射。此外，封裝膠體包覆發光二極體晶片以及部分導線架， 以使部分導線架暴露於封裝膠體外。
在本發明之一實施例中，上述之導線架包括多個引腳，各個引腳具有一內引腳以及一外引腳，內引腳被封裝膠體包覆並與發光二極體晶片電性連接，而外引腳暴露於封裝膠體外。
在本發明之一實施例中，上述之各個內引腳具有前述之粗糙表面。
在本發明之一實施例中，上述之各個內引腳與各個外引腳具有前述之粗糙表面。
在本發明之一實施例中，上述之各個外引腳從封裝膠體的側壁延伸至封裝膠體的底部。
在本發明之一實施例中，上述之封裝膠體包括一外殼以及一透光部。其中，外殼具有一凹陷，且發光二極體晶片位於凹陷內。透光部配置於凹陷中並與外殼連接，且透光部包覆發光二極體晶片以及未被外殼包覆之內引腳的部分區域。
在本發明之一實施例中，上述之被透光部包覆之內引腳的部分區域具有前述之粗糙表面。
在本發明之一實施例中，上述之被外殼包覆之內引腳的部分區域具有前述之粗糙表面。
在本發明之一實施例中，上述之粗糙表面的粗糙度介於0.05微米至500微米之間。
由於本發明採用具有散射表面的導線架作為晶片承載器(chip carrier)，因此，本發明之發光二極體封裝具有良好的發光效率。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
 【第一實施例】
圖2與圖3為本發明第一實施例之發光二極體封裝之剖面示意圖。請參照圖2與圖3，本實施例之發光二極體封裝200包括一導線架210、至少一個發光二極體晶片220以及一封裝膠體230。其中，導線架210具有一粗糙表面210a，發光二極體晶片220配置於導線架210上，並與導線架210電性連接。在本實施例中，發光二極體晶片220例如是透過焊線(bonding wire)240與導線架210電性連接，當然，發光二極體晶片220亦可以透過覆晶技術(flip－chip technology)或是其他晶粒接合製程(die－bonding processes)達成電性連接之目的。封裝膠體230包覆發光二極體晶片220以及部分導線架210，以使部分導線架210暴露於封裝膠體230外。此外，粗糙表面210a適於使發光二極體晶片220所發出的光線散射，而在本實施例中，粗糙表面的粗糙度例如是介於0.05微米至500微米之間。
如圖2與圖3所示，導線架210包括多個引腳L，各個引腳L具有一內引腳IL以及一外引腳OL，內引腳IL被封裝膠體230包覆並與發光二極體晶片220電性連接，而外引腳OL暴露於封裝膠體230外，且各個外引腳OL例如是從封裝膠體230的側壁延伸至封裝膠體230的底部。在本實施例中，導線 架210例如是銅導線架、鋁導線架等金屬材質之導線架，當然本實施例亦可根據實際需求在導線架230上鍍上一金屬鍍層(metal coatings)。此外，本發明所採用的導線架210不限定於圖2與圖3中所繪示出的型態，換言之，導線架210可根據實際設計需求而採用上置(up－set)設計或下沈設計(down set)，意即，被封裝膠體230所包覆的內引腳IL與外引腳OL可分別位在不同平面上。
值得注意的是，製造者可在導線架210上的不同部位形成粗糙表面210a，而在導線架210的不同部位上形成粗糙表面210a，將可帶來不同的功效(將詳述於後)。舉例而言，製造者可以在各個內引腳IL上形成粗糙表面210a(如圖2所繪示)，當然，製造者亦可在內引腳IL以及外引腳OL上同時形成粗糙表面210a(如圖3所繪示)。
當製造者在導線架210的外引腳OL上形成粗糙表面210a時，此粗糙表面210a將有助於發光二極體封裝200與其他承載器(如電路板)之間的連接。當製造者在導線架210的內引腳IL上形成粗糙表面210a時，此粗糙表面210a將有助於導線架210本身與封裝膠體230之間的接合強度，使導線架210與封裝膠體230之間不容易有脫層的現象(de－lamination)發生。
承上述，圖2與圖3雖僅繪示出導線架210的單一表面為粗糙表面210a的情況，但本發明並不排除導線架210的二相對表面皆為粗糙表面210a之可能性。
在本發明之一較佳實施例中，封裝膠體230包括一外殼 232以及一透光部234。其中，外殼232具有一凹陷232a，且發光二極體晶片220位於凹陷232a內。透光部234配置於凹陷232a中並與外殼232連接，且透光部234包覆發光二極體晶片220以及未被外殼232包覆之內引腳IL的部分區域。
在內引腳IL的不同部位上形成粗糙表面210a同樣會帶來不同的功效，將詳述如下。當製造者在內引腳IL的A區域上形成粗糙表面210a時，此粗糙表面210a將有助於導線架210與發光二極體晶片220之間的接合強度；當製造者在內引腳IL的B區域上形成粗糙表面210a時，此粗糙表面210a將有助於導線架210與透光部234之間的接合強度；當製造者在內引腳IL的C區域上形成粗糙表面210a時，此粗糙表面210a將有助於導線架210與外殼232之間的接合強度。
值得注意的是，製造者可選擇性地在A區域、B區域或C區域上形成粗糙表面210a，當然，製造者亦可在A區域、B區域與C區域中的至少兩個區域上形成粗糙表面210a。
【第二實施例】
圖4為本發明第二實施例之發光二極體封裝之剖面示意圖。請參照圖4，本實施例之發光二極體封裝200’包括一導線架210、至少一個發光二極體晶片220以及一封裝膠體230。其中，發光二極體晶片220配置於導線架210上並與導線架210電性連接。在本實施例中，發光二極體晶片220例如是透過焊線(bonding wire)240與導線架210電性連接，當然，發光二極體晶片220亦可以透過覆晶技術(flip－chip technology)或是其他晶粒接合製程(die－bonding processes)達成電性連接之 目的。封裝膠體230包覆發光二極體晶片220以及部分導線架230，以使部分導線架210暴露於封裝膠體230外。此外，封裝膠體230包括一外殼232以及一第一透光部234。外殼具有一第一凹陷232a，而發光二極體晶片220位於第一凹陷232a內，且第一凹陷232a具有多段傾斜程度不同的側壁S1、S2。第一透光部234配置於第一凹陷232a中並與外殼232連接，而第一透光部234包覆發光二極體晶片220以及未被外殼232包覆之導線架210的部分區域。
如圖4所示，導線架210包括多個引腳L，各個引腳L具有一內引腳IL以及一外引腳OL，內引腳IL被封裝膠體230包覆並與發光二極體晶片220電性連接，而外引腳OL暴露於封裝膠體230外，且各個外引腳OL例如是從封裝膠體230的側壁延伸至封裝膠體230的底部。在本實施例中，導線架210例如是銅導線架、鋁導線架等金屬材質之導線架，當然本實施例亦可根據實際需求在導線架230上鍍上一金屬鍍層(metal coatings)。此外，本發明所採用的導線架210不限定於圖4中所繪示出的型態，換言之，導線架210可根據實際設計需求而採用上置(up－set)設計或下沈設計(down set)，意即，被封裝膠體230所包覆的內引腳IL與外引腳OL可分別位在不同平面上。
值得注意的是，製造者可在導線架210選擇性地形成一粗糙表面210a，此粗糙表面210a適於使發光二極體晶片220所發出的光線散射，而粗糙表面的粗糙度例如是介於0.05微米至500微米之間。在本實施例中，製造者可在導線架210 上的不同部位形成粗糙表面210a，而在導線架210的不同部位上形成粗糙表面210a，將可帶來不同的功效(將詳述於後)。舉例而言，製造者可以僅在各個內引腳IL上形成粗糙表面210a，當然，製造者亦可在內引腳IL以及外引腳OL上同時形成粗糙表面210a(如圖4所繪示)。
當製造者在導線架210的外引腳OL上形成粗糙表面210a時，此粗糙表面210a將有助於發光二極體封裝200’與其他承載器(如電路板)之間的連接。當製造者在導線架210的內引腳IL上形成粗糙表面210a時，此粗糙表面210a將有助於導線架210本身與封裝膠體230之間的接合強度，使導線架210與封裝膠體230之間不容易有脫層的現象(de－larnination)發生。
承上述，圖4雖僅繪示出導線架210的單一表面為粗糙表面210a的情況，但本發明並不排除導線架210的二相對表面皆為粗糙表面210a之可能性。
在內引腳IL的不同部位上形成粗糙表面210a同樣會帶來不同的功效，將詳述如下。當製造者在內引腳IL的A區域上形成粗糙表面210a時，此粗糙表面210a將有助於導線架210與發光二極體晶片220之間的接合強度；當製造者在內引腳IL的B區域上形成粗糙表面210a時，此粗糙表面210a將有助於導線架210與透光部234之間的接合強度；當製造者在內引腳IL的C區域上形成粗糙表面210a時，此粗糙表面210a將有助於導線架210與外殼232之間的接合強度。
值得注意的是，製造者可選擇性地在A區域、B區域或 C區域上形成粗糙表面210a，當然，製造者亦可在A區域、B區域與C區域中的至少兩個區域上形成粗糙表面210a。
【第三實施例】
圖5為本發明第三實施例之發光二極體封裝之剖面示意圖，而圖6A至圖6D為第三實施例中外殼與導線架的立體示意圖。請參照圖5，本實施例之發光二極體封裝300與第二實施例之發光二極體封裝200’相似，惟二者主要差異之處在於：本實施例之發光二極體封裝300可進一步包括一第二透光部236，而外殼232更具有一第二凹陷232b以容納一電子元件250以及第二透光部236(如圖6A至圖6D所繪示)，第二透光部236配置於第二凹陷232b中並與外殼232連接，而第二透光部2326包覆電子元件250以及未被外殼232包覆之導線架210的部分區域。由圖5可清楚得知，第一透光部234與第二透光部236分別位於導線架210的兩對側。此外，第一凹陷232a的尺寸例如是大於第二凹陷232b的尺寸。值得注意的是，電子元件250例如是一發光二極體晶片、一靜電防護晶片、一控制晶片或是其他型態的晶片。
綜上所述，本發明至少具有下列優點：1.由於本發明採用具有散射表面的導線架作為晶片承載器，因此，設計者可以在不大幅增加製造成本的前提下製造出發光效率較高的發光二極體封裝。
2.由於本發明之外殼具有第一凹陷，且第一凹陷具有多段傾斜程度不同的側壁，因此，本發明之發光二極體封裝具有良好的發光效率。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧發光二極體封裝
110‧‧‧導線架
110a‧‧‧鏡面表面
120‧‧‧發光二極體晶片
130‧‧‧封裝膠體
132‧‧‧外殼
132a‧‧‧凹陷
134‧‧‧透光部
E‧‧‧外部電極
S‧‧‧側壁
200、200’、300‧‧‧發光二極體封裝
210‧‧‧導線架
210a‧‧‧粗糙表面
220‧‧‧發光二極體晶片
230‧‧‧封裝膠體
232‧‧‧外殼
232a‧‧‧第一凹陷
232b‧‧‧第二凹陷
234‧‧‧第一透光部
236‧‧‧第二透光部
240‧‧‧焊線
250‧‧‧電子元件
A、B、C‧‧‧區域
L‧‧‧引腳
IL‧‧‧內引腳
OL‧‧‧外引腳
S1、S2‧‧‧側壁
圖1為習知發光二極體封裝之剖面示意圖。
圖2與圖3為本發明第一實施例之發光二極體封裝之剖面示意圖。
圖4為本發明第二實施例之發光二極體封裝之剖面示意圖。
圖5為本發明第三實施例之發光二極體封裝之剖面示意圖。
圖6A至圖6D為第三實施例中外殼與導線架的立體示意圖。
200‧‧‧發光二極體封裝
210‧‧‧導線架
210a‧‧‧粗糙表面
220‧‧‧發光二極體晶片
230‧‧‧封裝膠體
232‧‧‧外殼
232a‧‧‧凹陷
234‧‧‧透光部
240‧‧‧焊線
A、B、C‧‧‧區域
L‧‧‧引腳
IL‧‧‧內引腳
OL‧‧‧外引腳

Claims (7)

  1. 一種發光二極體封裝，包括：一導線架，包括：兩個第一支架，具有一水平頂表面於一基板上方；兩個第三支架，位於該基板下方且具有數個相反於接近該基板之側的水平底表面；及兩個第二支架，具有相反於接近該基板之側的垂直表面，其中該兩個第二支架連接該些第一、第三支架；至少一發光二極體晶片，配置於該導線架的該些第一支架之上並與該導線架電性連接；以及一封裝膠體，包覆該發光二極體晶片以及該導線架的一第一部份，其中該導線架的一第二部份暴露於該封裝膠體外，其中該封裝膠體包括一包覆該些第一支架的第一部份區域的外殼，且其中存在有一粗糙表面於該些第二支架的該些垂直表面、該些第三支架的該些水平底表面、及該外殼及該發光二極體晶片之間的該水平頂表面的部份上，且該粗糙表面適於使該發光二極體晶片所發出的光線散射。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝，其中該些第一支架被該封裝膠體包覆並與該發光二極體晶片電性連接，而該些第二支架及該些第三支架暴露於該封裝膠體外。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體封裝，其 中各該些第二支架從該封裝膠體的側壁延伸至該基板的底部。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體封裝，其中該外殼具有一凹陷，其中該發光二極體晶片位於該凹陷內，其中該封裝膠體更包括一透光部，配置於該凹陷中並與該外殼連接，其中該透光部包覆該發光二極體晶片以及未被該外殼包覆之該些第一支架的第二部分區域。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之發光二極體封裝，其中被該透光部包覆之該些第一支架的第二部分區域具有該粗糙表面。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之發光二極體封裝，其中被該外殼包覆之該些第一支架的第一部分區域具有該粗糙表面。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝，其中該粗糙表面的粗糙度介於0.05微米至500微米之間。
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TW200522390A (en) * 2004-05-20 2005-07-01 Lighthouse Technology Co Ltd Light emitting diode package
US20060097366A1 (en) * 2003-07-19 2006-05-11 Ns Electronics Bangkok (1993) Ltd. Semiconductor package including leadframe roughened with chemical etchant to prevent separation between leadframe and molding compound

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