大功率发光二极管芯片的一种封装结构与制造方法技术

本发明专利技术提供一种可表面安装的大功率发光二极管芯片之封装结构与制造 方法。其主要特征是承载发光二极管芯片、导线，及透光性封装体的封装框 架为金属材料与绝缘材料一体成型所构成之结构。该金属材料分别构成散热 载体和复数个位于散热载体周边的电极，此散热载体之上表平面用于黏固发 光二极管芯片，下表平面连结外部散热器；此复数个电极之上表平面分别用 导线连接至发光二极管芯片的电极，其下表平面为该发光二极管的外部电极。 该绝缘材料充满在散热载体与复数个电极之间，并在其上方同时形成中空的 反射板框架。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光半导体器件，尤其是涉及大功率发光二极管芯片的 一种封装结构与制造方法。
技术介绍
第1图所示是一种习知的发光二极管芯片封装结构的侧视剖面图。如第1图所示该封装结构是由支架(lead frame)、发光二极管芯片140、导线150、 以及透光性树脂160所组成。该支架(lead frame)由反射板框架130与电极 120构成。发光二极管芯片140是黏固在支架(leadframe)上的平面芯片载体 上，其发光二极管芯片的正负电极是透过导线150与支架(leadframe)上的外 部电极120与电源衔接。发光二极管芯片140的周围环设有反射板框架130， 最后再以透光性树脂将发光二极管芯片140以及导线150封固起来。该封装 结构的缺点是发光二极管芯片140周边除电极120以外的反射板框架130与 透光性树脂160均不是良好的导热材料，所以发光二极管芯片140所发出的 热主要透过依赖较薄的电极120向外部发散，这种封装方式并不适用于大功 率的发光二极管芯片的封装。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述发光二极管芯片封装结构存在的不足，提 出了一种散热优良，适合大功率发光二极管芯片的封装结构与制造方法。该 封装结构至少包含金属材料与绝缘材料一体成型所构成之封装框架、发光二 极管芯片、连接至发光二极管芯片正负电极之复数条导线以及透光性封装体。 该封装框架之金属材料分别构成散热载体和复数个位于散热载体周边的电极; 该绝缘材料充满在散热载体与复数个电极之间，并在其上方同时形成中空的 反射板框架。4该结构上的封装框架之金属材料所构成的散热载体之上表平面用于黏周 发光二极管芯片，其下表平面连结至外部散热器。发光二极管芯片的正负电 极则以该复数条导线分别连接封封装框架之金属材料所构成复数个位于散热 载体周边的电极之上表平面。反射板框架为具有一光反射性绝缘材料，位在 散热载体与复数个电极上方呈现出中空之形状，可以暴露出散热载体中足够 用于固晶的上表平面之部分面积，与每个电极中足够用于连线的上表平面之 部分面积，并可使发光二极管芯片所发出的光线同对得以向上与向外射出。 该中空之形状内填充透光性填充物藉以保护发光二极管芯片与导线。该结构之制作可採用一体成型诉方式，因此适合大量的生产制造。本发 明所提出的生产方法，是以一金属板同时制作复数个的封装结构单元的散热 载体与电极。该金属板是以蚀刻的方式形成这些封装结构单元散热载体与电 极之图案。然后透过压注成形方式在散热载体与电极间充入该绝缘材料的同 时并在其上方形成反射板框架。完成封装框架后在散热载体之上表平面固晶、 用导线将芯片正负电极连接到对应的封装框架中正负电极之上表平面、在反 射板框架之中空形状内填充透光性填充物，最后再将各个封装结构单元切割 分离开来。兹配合所附衝示、实施例的详细说明及申请专利范围，将上述及本专利技术 之其他目的与优点详述于后。然而，当可了解所附图示纯是为解说本专利技术之 精神而设，不当视为本专利技术范畴之定义。有关本专利技术范畴之定义，请参照所 附之申请专利范围。附图说萌第1图所示是一种习知的发光二极管芯片封装结构的侧视剖面图。第2a樹所示是本专利技术的封装结构一第一实施例的側视剖面图。 第2b图所示是本专利技术的封装结构一第一实施例的结构分解图。 第2c图所示是本专利技术的封装结构一第二实施例的立体图。 第2d图所示是本专利技术的封装结构一第三实施例的侧视剖面图。 第3a图所示是本专利技术实施于双芯封装的一实施钶的立体图。 第3b图所示是本专利技术实施于三芯封装的一实施例的立体图。第4a 4f图所示是本专利技术第一实施树的制作方法与各个步骤。120电极130反射板框架140发光二极管芯片t50导线160透光性树脂200封装框架210散热载体220电极230反射板框架231反射板底面232反射面240发光二极管芯片250导线260透光性填充物270萤光体280光学镜头290凹槽300金属板310边框320反射板框架集合330封装结构单元具体实施例方式第2a、 2b图所示是本专利技术一第一实施例的侧视剖面图与结构分解图。 如留所示，本实施树的一种可表面安装之大功率发光二极管芯片的封装结椅， 至少包含金属材料与绝缘材料一体成型所构成之封装框架200、发光二极管 芯片240、连接至发光二极管芯片的正负电极之复数条导线250以及透， 填充物260。该封装框架200之金属材料分别构成散热载体210和复数个位 于散热载体局边的电极220 ;该绝缘材料充满在散热载体与复数个电极之伺， 并在其上方同时形成中空的反射板框架230。散热载体210是位于封装框架200之底部中心，其上表平面由反射板底 面231向上透出，下表平面分别向下与向外透出，如图2a、 2b所示之散热 载体形状仅属树示。电极220姆位于散热载体210西周适当位置，其上表平 面部份由封装框架200之反射板底面231向上透出，下表平面分别向下与向 外透出，如厨2a、 2b所示之电极形状仅属例示。封装框架200其余部分由 反射板框架230组成，其包含散热载体210与复数个电极220之间的绝缘黏 合部分，与在其上方形成的断面为西状，包含反射面232的反射板。反射板框架230可由树酯或陶瓷类等绝缘材料构成，其反射面232为白6涂装、或涂佈有高反射率的薄膜(树如镀铝)。该反射板框架230成形后其反 射板底面231可以暴露出散热载体210的上表平面用于固晶部分与每个电极 220的上表平面用于连线部分面积。发光二极管芯片240是黏固于散热载体210之上表平面，发光二极管芯 片2船的正负电极则以导线250分别连接封电极220上表平面，gfJ可完全分 离电气通道和散热通道来达到良好的散热效果。反射板的凹孔内填充有由树 脂或类似的透明材料所枸成的透光性填充物260，以封固、保护发光二极管 芯片240、导线250等封装结构内的元件。第2c、 2cT图所示是本专利技术的第二、三实施树。如第2c图所示的第二实 施例，在第一实施例封装结构上加光学镜头280用来调整发光角度与改善发 光亮度。如第2tt衝所示的第三实施例，散热载体210的上表^^形成一个可 用于固晶与涂佈萤光体270之用凹槽290。该实施例主要是针对以激发萤光 体的方式产生复合光的应用。在这个实施树里，蓝光的发光二极管芯片240 是包覆在黄光萤光体270内，萤光体270被激发后产生的黄光与用于激发的 蓝光互补而产生二波长的白光。有关萤光体270激发的技术已经有许多相关 的专利技术与研究，而非仅限于前述的作法。第3a、 3b留所示是本发辨实施于双芯与三芯封装的实施树的封装框架 200与封装完成的立体图。如图所示，本专利技术所提出的封装结构可以用于封 装更多数目的发光二极管芯片2奶，难一的差别主要仅在于在封装框架200 形成适当数目与适当位置的电极220。如图所示的多芯封装非常适合用来达 成各种色光銜组合，以第3b图所示的三芯封装为例，这三个发光二极管芯片 240可以分别是红、绿、蓝光的发光二极管芯片240,而这三种色光的混合 可形成了白光。综合前述的实施例，可以很清楚的看出本发萌所提出的封装 结构，可以适用于各种色光的发光二极管芯片240、不设限发光二极管芯片 240的颗数、并能达成各种单光与全彩的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管芯片的封装结构，至少包含：　至少一发光二极管芯片；　一封装框架，是由一散热载体、复数个电极与一绝缘材料之反射板框架所一体成型构成。该散热载体与该复数个电极是由一金属材料所构成，绝缘材料充满在散热载体与复数个电极之间 ，使该散热载体与任一该电极、以及任二该电极之间是电气绝缘的，并在其上方同时形成中空的反射板框架，可以暴露出散热载体之上表平面以及该复数个电极之上表平面的至少部分面积，该发光二极管芯片是黏固于该散热载体之上表平面；　复数条导线，是连接该 发光二极管芯片的电极与该复数个电极；以及　一填充物，是由一透光性材料构成，填充于中空的反射板框架内以封固该发光二极管芯片与该复数个导线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张秀梅，龚家胤，
申请(专利权)人：张秀梅，龚家胤，
类型：发明
国别省市：86