TWI412163B - 發光二極體封裝結構及其製造方法 - Google Patents

Description

發光二極體封裝結構及其製造方法

本發明涉及一種封裝結構，特別是發光二極體封裝結構，還涉及一種發光二極體封裝結構的製造方法。

相比於傳統的發光源，發光二極體(Light Emitting Diode，LED)具有重量輕、體積小、污染低、壽命長等優點，其作為一種新型的發光源，已經被越來越多地應用到各領域當中，如路燈、交通燈、信號燈、射燈及裝飾燈等等。

習知技術中為增加發光二極體的發光效率，通常在發光二極體封裝結構的製作過程中會在發光二極體晶片周圍形成反射層，而當使用金屬作為反射層時反射效率比用非金屬作為反射層高很多。然而使用金屬作為反射層容易在晶片電性連接的過程中產生電性問題而導致製作過程複雜。

有鑒於此，本發明旨在提供一種具有良好反射效率的發光二極體封裝結構及其製造方法。

一種發光二極體封裝結構的製造方法，包括以下步驟：形成基板 及在基板上形成電路結構；形成反射結構，該反射結構包括絕緣層、金屬層和透明層，金屬層位於絕緣層和透明層之間，反射結構內設有貫穿絕緣層、金屬層和透明層的穿孔；將反射結構裝設於基板上，其中絕緣層與基板相接；將發光二極體晶片固定於反射結構的穿孔內並電性連結於電路結構；形成封裝層覆蓋發光二極體晶片；以及切割基板形成多個發光二極體封裝結構。

一種發光二極體封裝結構，包括基板，設置於基板上的電路結構，裝設於基板上的反射結構，裝設於基板上並與電路結構電連接的複數個發光二極體晶片，以及覆蓋發光二極體晶片的封裝層，所述反射結構包括絕緣層、金屬層和透明層，金屬層位於絕緣層和透明層之間，絕緣層與基板相接，所述反射結構具有貫穿絕緣層、金屬層和透明層的穿孔，所述發光二極體晶片裝設於該穿孔內。

採用依次為絕緣層、金屬層和透明層構成的反射結構，能夠利用具有高反射率的金屬作為反射層起到增加反射效果的作用，還因為具有絕緣層，能夠有效的避免發光二極體晶片連入電路時產生的不良電性問題，使製作過程簡便。

下面參照附圖，結合具體實施例對本發明作進一步的描述。

10‧‧‧基板

12‧‧‧電路結構

14‧‧‧反射杯

16‧‧‧凹陷

20、70‧‧‧反射結構

21、71‧‧‧絕緣層

22、72‧‧‧金屬層

23、73‧‧‧透明層

24‧‧‧穿孔

25‧‧‧小孔

26‧‧‧外表面

27‧‧‧容置區

30‧‧‧發光二極體晶片

32‧‧‧導線

40、80‧‧‧封裝層

42‧‧‧螢光轉換材料

50、60‧‧‧發光二極體封裝結構

圖1為本發明的發光二極體封裝結構的製造方法步驟流程示意圖。

圖2為本發明的發光二極體封裝結構的製造方法步驟一得到的發 光二極體封裝結構的剖面示意圖。

圖3為本發明的發光二極體封裝結構的製造方法步驟二得到的發光二極體封裝結構的剖面示意圖。

圖4為本發明的發光二極體封裝結構的製造方法步驟二得到的發光二極體封裝結構的俯視示意圖。

圖5為本發明的發光二極體封裝結構的製造方法步驟三得到的發光二極體封裝結構的剖面示意圖。

圖6為本發明的發光二極體封裝結構的製造方法步驟四得到的發光二極體封裝結構的剖面示意圖。

圖7為本發明的發光二極體封裝結構的製造方法步驟五得到的發光二極體封裝結構的剖面示意圖。

圖8為本發明的發光二極體封裝結構的製造方法步驟六得到的發光二極體封裝結構的剖面示意圖。

圖9為本發明另一實施例的發光二極體封裝結構的剖面示意圖。

如圖8所示，本發明一實施例的發光二極體封裝結構50包括基板10，設置於基板10上的電路結構12及反射杯14，與基板10上表面和反射杯14內壁相貼和的反射結構20，裝設於基板10上並置於反射杯14內、同時與電路結構12電連接的發光二極體晶片30，以及覆蓋發光二極體晶片30於反射杯14內的封裝層40。所述反射結構20自下至上依次包括絕緣層21、金屬層22和透明層23，該反射結 構20底部形成穿孔24，所述發光二極體晶片30容置於該穿孔24內。所述封裝層40內懸浮有螢光轉換材料42。

如圖9所示，本發明另一實施例的發光二極體封裝結構60包括基板10，設置於基板10上的電路結構12，與基板10上表面貼合的反射結構70，裝設於基板10上並與電路結構12電連接的發光二極體晶片30，以及覆蓋發光二極體晶片30的封裝層80。與前述實施例不同之處在於該基板10上無反射杯，該反射結構70為平鋪於基板10上的平板，絕緣層71、金屬層72和透明層73自下至上鋪設。該封裝層80覆蓋於該基板10上包覆發光二極體晶片30。

以下，將結合其他附圖及實施例對本技術方案的發光二極體封裝結構的製造方法進行詳細說明。

圖1為本發明一實施例發光二極體封裝結構製造方法的步驟流程圖。請同時參考圖2，首先提供基板10，並同時在基板10上裝設電路結構12。該基板10為陶瓷板，該電路結構12可通過機械、蝕刻或鐳射加工技術在基板10上形成孔洞後，再利用濺鍍、電鍍、電鑄或蒸鍍的方式形成。該電路結構12也可以是熱電分離的結構，即熱能與電能的傳遞路徑彼此不同。該基板10上還可以形成複數個反射杯14，該複數個反射杯14可以與基板10一體成型，也可以分開成型。該複數個反射杯14與基板10一起形成複數個凹陷16，該複數個凹陷16剖面形狀呈倒梯形，其俯視形狀可以為圓形或矩形等，依反射杯14內壁環繞的形狀而定。在本實施例中，反射杯14環繞成矩形凹陷16。

請同時參閱圖3和圖4，接著形成反射結構20，該反射結構20自下至上依次包括絕緣層21、金屬層22和透明層23。該絕緣層21可以與基板10為同一種材料，例如陶瓷等。該金屬層22由具有高反射率的金屬製成，如銀等。透明層23可以為玻璃或其他透明材料。此三層材料可通過注塑或模壓工藝一體成型，當然也可採用分開成型後共燒或粘貼的方式形成。該反射結構20的外表面26(也即絕緣層21的外部輪廓)與前述基板10的凹陷16相匹配，內部形成倒梯形容置區27。該反射結構20的底部開設有穿孔24，該穿孔24用於容置發光二極體晶片30，故該穿孔24的形狀需根據發光二極體晶片30的外形及尺寸而定，以恰好能夠置入一個發光二極體晶片30為佳。該穿孔24的數量以所需裝入的發光二極體晶片30的數量而定。該反射結構20的底部還可開設複數個小孔25，用於將發光二極體晶片30電性連接入電路結構12時導線可經由該複數個小孔25穿過。在本實施例中，該反射結構20底部開設有一個矩形穿孔24，在該穿孔24兩邊各開設一個較小的矩形小孔25。當然，在其他實施例中，若不採用固晶打線方式電連接發光二極體晶片30，則在該反射結構20的底部只需開設容置發光二極體晶片的穿孔24。

如圖5所示，將反射結構20裝設於基板10上。將反射結構20的外表面26緊貼反射杯14內壁，底部緊貼基板10，頂部與反射杯14上沿相平齊。然後利用燒結的技術將反射結構20固定在基板10上、反射杯14內。此時，絕緣層21的外側面、底面分別與反射杯14內壁、基板10相結合。

如圖6所示，將發光二極體晶片30電性連接於電路結構12中並設置在反射杯14內。將發光二極體晶片30置於基板10上，並裝設於反射結構20底部的穿孔24內，在本實施例中，採用固晶打線方式通過導線32將發光二極體晶片30與電路結構12相連。在其他實施例中可依據電路結構的不同採用覆晶或者共晶的方式完成。

圖7為形成封裝層40覆蓋發光二極體晶片30的示意圖。在反射結構20的容置區27內注入封裝膠，覆蓋發光二極體晶片30及導線32，待封裝膠還未完全硬化，採用壓模工藝使封裝膠與反射杯14和反射結構20的上沿平齊。封裝膠完全硬化後形成封裝層40。在注入封裝膠步驟之前，可先在封裝膠內加入螢光轉換材料42，使封裝膠注入反射結構20內後使螢光轉換材料42懸浮於封裝層40中。當然在其他實施例中，螢光轉換材料也可以在注入封裝膠後待其硬化後均勻塗布於該封裝層40上表面(圖未示)，同樣起到到改變光學特性的作用。其中螢光轉換材料42可以為石榴石基螢光粉、矽酸鹽基螢光粉、原矽酸鹽基螢光粉、硫化物基螢光粉、硫代鎵酸鹽基螢光粉和氮化物基螢光粉。

最後將完成封裝步驟的發光二極體封裝結構進行切割，得到多個分離的發光二極體封裝結構50，如圖8所示。

所述反射結構20採用絕緣層21、金屬層22和透明層23三層構成，由於絕緣層21能夠使金屬層22與底部連接的電路結構12保持絕緣，避免了封裝過程中產生不良的電性問題。中間的金屬層22比其他非金屬材料具有更高的反射率，能夠有效的提高發光二極體封裝結構的出光效率。金屬層22上面的透明層23能夠使光線透過透 明層23射向金屬層22，從而達到反射效果，同時將金屬層22與封裝膠隔離開，使金屬層22具有很好的穩定性，保證發光二極體封裝結構的良率。

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。

Claims (10)

1. 一種發光二極體封裝結構的製造方法，包括以下步驟：形成基板及在基板上形成電路結構；形成反射結構，該反射結構包括絕緣層、金屬層和透明層，金屬層位於絕緣層和透明層之間，反射結構內設有貫穿絕緣層、金屬層和透明層的穿孔；將反射結構裝設於基板上，其中絕緣層與基板相接；將發光二極體晶片固定於反射結構的穿孔內並電性連結於電路結構；形成封裝層覆蓋發光二極體晶片；以及切割基板形成多個發光二極體封裝結構。
2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中所述基板具有複數個反射杯，反射杯與基板為一體成型或分開成型結構。
3. 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中所述反射結構的形狀與反射杯的形狀相對應，該反射結構與反射杯及基板燒結固定連接。
4. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中所述反射結構還具有至少一小孔，利用固晶打線技術將發光二極體晶片電連接於電路結構，導線經由該至少一小孔與電路結構相連。
5. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構的製造方法， 其中所述發光二極體晶片利用覆晶或共晶技術與電路結構電連接。
6. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中所述封裝層包含螢光轉換材料。
7. 一種發光二極體封裝結構，包括：基板；設置於基板上的電路結構；裝設於基板上的反射結構，該反射結構包括絕緣層、金屬層和透明層，金屬層位於絕緣層和透明層之間，反射結構內設有貫穿絕緣層、金屬層和透明層的穿孔；裝設於基板上並與電路結構電連接的發光二極體晶片，該發光二極體晶片裝設於反射結構的穿孔內；以及覆蓋發光二極體晶片的封裝層。
8. 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體封裝結構，其中所述反射結構利用燒結技術與基板相連接。
9. 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體封裝結構，其中還包括設於基板上的反射杯，所述反射結構置於反射杯內，發光二極體晶片置於反射杯底部。
10. 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體封裝結構，其中所述反射結構還具有至少一小孔，所述發光二極體晶片通過打線方式與電路結構電連接，所述導線通過所述至少一小孔電連接發光二極體晶片及電路結構。