TWI425676B - 半導體封裝結構 - Google Patents

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TWI425676B TW100124133A TW100124133A TWI425676B TW I425676 B TWI425676 B TW I425676B TW 100124133 A TW100124133 A TW 100124133A TW 100124133 A TW100124133 A TW 100124133A TW I425676 B TWI425676 B TW I425676B
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Description

半導體封裝結構
本發明涉及一種半導體封裝結構，尤其涉及一種具有較佳密合性的半導體封裝結構。
半導體封裝的LED產業是近幾年最受矚目的產業之一，其發展至今，LED產品已具有節能、省電、高效率、反應時間快、壽命週期時間長、且不含汞、具有環保效益等優點。然而由於LED的半導體封裝結構為了增加發光效率，具有一反射層設置。該反射層主要環繞著該半導體晶粒(即LED晶片)，以對該半導體晶粒發出的光線進行反射，產生集中光線增加發光亮度的效果。但是，該反射層設置的位置會與該半導體晶粒電性連接的電極接觸，該電極是為金屬材質，而該反射層是為塑膠材質，這兩種材質之間的附著性不佳，因此在兩者之間的介面常會有水氣滲入，從而導致該半導體晶粒的功能喪失。所以如何避免水氣滲入，提高該半導體封裝結構的密合度，是目前半導體封裝產業努力的課題。
有鑒於此，有必要提供一種密合度良好的半導體封裝結構。
一種半導體封裝結構，包括一基板、至少一半導體晶粒、一導電膠層以及一螢光層。該基板包括有一第一電極、一第二電極及一反射層，該反射層設置於該第一、二電極上。該導電膠層設置在 該反射層內部，並覆蓋該第一、二電極。該半導體晶粒通過該導電膠層固定於該第一、二電極上並形成電性連接。該螢光層設置於該導電膠層上並覆蓋該半導體晶粒。
一種半導體封裝結構製造方法，其包括以下的步驟，提供一基板，在該基板上設置一第一電極以及一第二電極，並在該第一、二電極上設置一反射層；形成一導電膠層，在該反射層內部，並覆蓋該第一、二電極；設置至少一半導體晶粒，在該導電膠層上，並使該半導體晶粒具有的兩電極接點對應該第一、二電極；提供一熱壓模具，對該半導體晶粒以及該導電膠層進行熱壓合，使該半導體晶粒與該第一、二電極電性連接；及形成一螢光層，在該導電膠層上，並覆蓋該半導體晶粒。
上述的半導體封裝結構中，由於該半導體晶粒以及該導電膠層的熱壓合與該兩電極直接黏貼固定並達成電性連接，該導電膠層的密合度高，可以有效避免水氣滲入該半導體晶粒與該兩電極的電性連接處，從而有效提高該半導體封裝結構的氣密性與防水性。尤其是該半導體晶粒與該兩電極的電性連接不需要打線，具有降低該半導體封裝結構高度的作用，有利於產品的小型化設計。
10、20‧‧‧封裝結構
12、22‧‧‧基板
122、222‧‧‧第一電極
1222、1242‧‧‧頂面
124、224‧‧‧第二電極
126、226‧‧‧反射層
14、24‧‧‧半導體晶粒
142‧‧‧電極接點
16、26‧‧‧導電膠層
18、28‧‧‧螢光層
228‧‧‧阻欄層
3‧‧‧熱壓模具
32‧‧‧底模
34‧‧‧內模
342‧‧‧模穴
344‧‧‧凹穴
圖1是本發明半導體封裝結構第一實施例的剖視圖。
圖2是本發明半導體封裝結構第二實施例的剖視圖。
圖3是本發明半導體封裝結的製造方法的步驟流程圖。
圖4是對應圖3設置至少一半導體晶粒步驟的剖視圖。
圖5是對應圖3提供一熱壓模具步驟的第一實施例剖視圖。
圖6是對應圖3提供一熱壓模具步驟的第二實施例剖視圖。
下面將結合附圖對本發明作一具體介紹。
請參閱圖1，所示為本發明半導體封裝結構第一實施例的剖視圖，該封裝結構10，包括一基板12、至少一半導體晶粒14、一導電膠層16以及一螢光層18。該基板12包括一第一電極122、一第二電極124以及一反射層126。該第一電極122與該第二電極124左右對稱設置，並分別具有一頂面1222、1242，該反射層126設置於該第一、二電極122、124的頂面1222、1242上。該反射層126的材料可以為反射材料或是高分子的材料，例如，PPA(Polyphthalamide)塑膠或是環氧樹脂材料。該反射層126內部設置該導電膠層16，該導電膠層16覆蓋在該第一、二電極122、124上。該導電膠層16為異方性導電膠(ACAs,Anisotropic Conductive Adhesives)，為可在一個方向(如垂直的Z方向)上導電，而在其他方向(如水平的X、Y方向)上不導電。該半導體晶粒14設置在該導電膠層16上，該半導體晶粒14具有不同極性的兩電極接點(pad)142，該兩電極接點142位於該導電膠層16的導電方向上，並分別對應該第一、二電極122、124，從而使該半導體晶粒14通過該導電膠層16固定其位置，並分別與該第一電極122及該第二電極124電性連接。該導電膠層16的材料中由於包含有環氧樹脂(epoxy)或矽利康(silicon)成份，在與金屬材料的該第一、二電極122、124密合度高，從而可以防止水氣滲入該半導 體晶粒14的電性連接處，提高該封裝結構10的氣密性與防水性，維護其良好的使用效能。該半導體晶粒14為發光二極體(LED,Light Emitting Diode)。該螢光層18設置於該導電膠層16上，並覆蓋該半導體晶粒14。該螢光層18可以包含至少一種螢光粉，該螢光層18的材料為環氧樹脂(epoxy)或矽利康(silicon)。
請再參閱圖2，所示為本發明半導體封裝結構第二實施例的剖視圖，該封裝結構20，包括一基板22、至少一半導體晶粒24、一導電膠層26以及一螢光層28。該基板22包括一第一電極222、一第二電極224以及一反射層226。該封裝結構20基本構造與該封裝結構10相同，因此不再贅述。不同在於，該反射層226內部設置該導電膠層26，該導電膠層26在該反射層226與該第一電極222以及第二電極224的銜接處，形成具有至少一阻欄層228。該阻欄層228可以確實阻欄該第一電極222以及第二電極224與該反射層226之間水氣的滲入。該封裝結構20具有該阻欄層228的設置，形成密合度極高的封裝結構，能有效延長該封裝結構20的使用壽命。
請再參閱圖3，所示為本發明半導體封裝結構製造方法的步驟流程圖，其包括以下的步驟：S11提供一基板，在該基板上設置一第一電極以及一第二電極，並在該第一、二電極上設置一反射層；S12形成一導電膠層，在該反射層內部，並覆蓋該第一、二電極；S13設置至少一半導體晶粒，在該導電膠層上，並使該半導體晶粒具有的兩電極接點對應該第一、二電極； S14提供一熱壓模具，對該半導體晶粒以及該導電膠層進行熱壓合，使該半導體晶粒與該第一、二電極電性連接；及S15形成一螢光層，在該導電膠層上，並覆蓋該半導體晶粒。
該步驟S11提供一基板12，在該基板12上設置一第一電極122以及一第二電極124，並在該第一、二電極122、124上設置一反射層126，如圖4所示，該反射層126以模造成型(Molding)方式成型，該反射層126的材料可與該基板12使用的材料相同，使該反射層126可與該基板12一體成型。
然後進行該步驟S12形成一導電膠層16，在該反射層126內部，並覆蓋該第一、二電極122、124，該導電膠層16以液態或是膠帶型態填滿該反射層126內部的底面。該導電膠層16為異方性導電膠，在垂直該第一電極122以及第二電極124表面的方向具有導電性。
接著進行該步驟S13設置至少一半導體晶粒14，在該導電膠層16上，並使該半導體晶粒14具有的兩電極接點142對應該第一、二電極122、124，該兩電極接點142具有不同的極性，分別對應在該第一電極122以及第二電極124表面的垂直方向。
再進行該步驟S14提供一熱壓模具3，對該半導體晶粒14以及該導電膠層16進行熱壓合，並使該半導體晶粒14與該第一、二電極122、124電性連接，如圖5所示，該熱壓模具3包括一底模32以及一內模34，該底模32設置於該基板12的底部，該內模34對應該反射層126內部的空間，使該熱壓模具3可以對該半導體晶粒14以及該導電膠層16進行熱壓合。該內模34的內表面上具有一模穴342 ，該模穴342對應該半導體晶粒14的外型，在該熱壓模具3進行熱壓合時，該模穴342驅使該半導體晶粒14與該第一、二電極122、124貼合。該半導體晶粒14與該第一、二電極122、124貼合時，該兩電極接點142分別與該第一、二電極122、124的表面接觸。該熱壓模具3加熱進行熱壓合，該導電膠層16將固化，從而使該半導體晶粒14與該第一、二電極122、124的接觸穩固，該兩電極接點142也因為垂直地接觸該第一、二電極122、124的表面，而達成電性連接。該熱壓模具3熱壓合完成後，可直接移除該熱壓模具3，使該反射層126內部的該導電膠層16上部留有容置空間。
該步驟S14提供一熱壓模具3，該熱壓模具3的該內模34，進一步在該內模34的外周緣具有一凹穴344，該凹穴344在該熱壓模具3進行熱壓合時，使該導電膠層26在該反射層226與該第一電極222以及第二電極224的銜接處，形成具有至少一阻欄層228(如圖6所示)。
最後，該步驟S15形成一螢光層18，在該導電膠層16、26上，並覆蓋該半導體晶粒14、24。該螢光層18以射出成型(Injection Molding)方式成型。
綜上，本發明半導體封裝結構，在該半導體晶粒通過該導電膠層直接結合該第一電極以及第二電極並達成電性連接，不但可以有效地防止水氣滲入該封裝結構，增加該封裝結構的密合度，同時可以降低該封裝結構的高度，以利於小型化設計。
應該指出，上述實施例僅為本發明的較佳實施方式，本領域技術人員還可在本發明精神內做其他變化。這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。
10‧‧‧封裝結構
12‧‧‧基板
122‧‧‧第一電極
1222、1242‧‧‧頂面
124‧‧‧第二電極
126‧‧‧反射層
14‧‧‧半導體晶粒
142‧‧‧電極接點
16‧‧‧導電膠層
18‧‧‧螢光層

Claims (16)

  1. 一種半導體封裝結構，包括一基板、至少一半導體晶粒、一導電膠層以及一螢光層，該基板包括有一第一電極、一第二電極及一反射層，其特徵在於：該反射層設置於該第一、二電極上，該導電膠層設置在該反射層內部，該導電膠層填滿反射層內部的底面並覆蓋該第一、二電極，該半導體晶粒通過該導電膠層固定於該第一、二電極上並形成電性連接，該螢光層設置於該導電膠層上並覆蓋該半導體晶粒。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的半導體封裝結構，其中，該第一電極與該第二電極左右對稱設置，並分別具有一頂面，該頂面設置該反射層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的半導體封裝結構，其中，該反射層的材料為反射材料或是高分子的材料，例如，PPA(Polyphthalamide)塑膠。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的半導體封裝結構，其中，該導電膠層為異方性導電膠層。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的半導體封裝結構，其中，該半導體晶粒具有不同極性的兩電極接點，該兩電極接點位於該導電膠層的導電方向上，並分別對應該第一、二電極，該半導體晶粒通過該導電膠層與該第一、二電極電性連接。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的半導體封裝結構，其中，該半導體晶粒為發光二極體。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的半導體封裝結構，其中，該導電膠層在該反射層與該第一電極以及第二電極的銜接處，形成具有至少一阻欄層。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的半導體封裝結構，其中，該螢光層包含至少一種螢光粉，該螢光層的材料為環氧樹脂(epoxy)或矽利康(silicon)。
  9. 一種半導體封裝結構製造方法，其包括以下的步驟：提供一基板，在該基板上設置一第一電極以及一第二電極，並在該第一、二電極上設置一反射層；形成一導電膠層，該導電膠層填滿該反射層內部的底面，並覆蓋該第一、二電極；設置至少一半導體晶粒，在該導電膠層上，並使該半導體晶粒具有的兩電極接點對應該第一、二電極；提供一熱壓模具，對該半導體晶粒以及該導電膠層進行熱壓合，使該半導體晶粒與該第一、二電極電性連接；及形成一螢光層，在該導電膠層上，並覆蓋該半導體晶粒。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的半導體封裝結構製造方法，其中，該提供一基板步驟中，該反射層是以模造成型方式成型，或與該基板一體成型。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的半導體封裝結構製造方法，其中，該形成一導電膠層步驟，該導電膠層以液態或是膠帶型態填滿該反射層內部的底面，並在垂直該第一電極以及第二電極表面的方向具有導電性。
  12. 如申請專利範圍第9項所述的半導體封裝結構製造方法，其中，該設置至少一半導體晶粒步驟，該兩電極接點具有不同的極性，分別對應在該第一電極以及第二電極表面的垂直方向。
  13. 如申請專利範圍第9項所述的半導體封裝結構製造方法，其中，該提供一熱壓模具步驟，該熱壓模具包括一底模以及一內模，該底模設置於該基板的底部，該內模對應該反射層內部的空間。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的半導體封裝結構製造方法，其中，該內模的內表面上具有一模穴，該模穴對應該半導體晶粒的外型。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的半導體封裝結構製造方法，其中，該內模的外周緣具有一凹穴。
  16. 如申請專利範圍第9項所述的半導體封裝結構製造方法，其中，該形成一螢光層步驟，該螢光層以射出成型方式成型。
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