发光二极管封装的基板结构及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种发光二极管封装的基板结构及其制造方法。所述发光二极管封装的基板结构包括：第一基板，其具有芯片金属垫，所述第一基板的顶面上设有第一接线电路，第一基板的底面上设有第二接线电路；第二基板，其具有芯片容纳开口，所述第二基板的顶面上设有第三接线电路，及第二基板的底面上设有第四接线电路；粘着剂层，其位于第一基板的顶面和第二基板的底面之间；填孔金属层，其覆盖于第二基板的芯片容纳开口的壁上，及覆盖于芯片容纳开口之中的第一基板的芯片金属垫的顶面上。本发明专利技术所提供的发光二极管封装的基板结构可以迅速散热，并提高发光效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，以有效散热并提高光转换效率和发光二极管寿命。
技术介绍
越来越多的应用领域需要发光二极管，例如，照明、显示器、指示灯等。发光二极管是一种半导体装置，它的电能直接转换成在很窄波长范围之内的光能。发光二极管的光输出正比于正向电流，而正向电流是所施加的正向电压的函数。在操作中，只有约20%施加于发光二极管的电能转换为可见光，其余的能量， 约80%转换为热能。由于热量无法立即消散，半导体装置的接合点温度(junction temperature)将增加，较高的接合温度会导致较低的发光效率和较短的发光二极管寿命。 理论上，当接合点温度降低10摄氏度时，发光二极管的寿命会增加1.9倍。此外，温度上升也会改变发光二极管的发射光波长，而这也是发光二极管应用中所不希望发生的问题。因此，发光二极管的封装设计是产生更好的个别元件设计的关键，可以有效地施行各种操作和施行于各种环境条件下，而具有更佳的性能和更高的亮度。关键是要将发光二极管产生的热量转移到高导热性路径。大多数传统封装已不能满足现有和未来的发光二极管应用。传统发光二极管封装结构包括发光二极管芯片、芯片粘接材料、基板、散热片、 安装材料和金属芯板。而在热传导路径上的全部元件都会增加总热阻。发光二极管的工业发展确定了封装技术改进的三个领域。这三个领域是(1)材料，其提高从发光二极管芯片获得光的效率；( 光学，其改善从最终封装所获得的光；(3) 发光二极管芯片和照明系统的热管理。大多数目前的发光二极管封装使用陶瓷基板，如，A1203、A1N，而由于陶瓷的导热性差，需要消耗功率较高的散热器。为了提高发光二极管封装的发光效率，业界开始普遍采用金属反射镜。反射镜的主要目的是收集光线到引导到光学系统的另一个位置。因此，需要一种具有改进设计的金属镜面的发光二极管封装，不仅可提高发光效率，同时可降低所产生的热量。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种发光二极管封装的基板结构。为达到上述目的，本专利技术提供一种发光二极管封装的基板结构，所述发光二极管封装的基板结构包括一第一基板，其具有一芯片金属垫，所述第一基板的顶面上设有一第一接线电路， 第一基板的底面上有一第二接线电路；一第二基板，其具有一芯片容纳开口，所述第二基板的顶面上设有一第三接线电路，第二基板的底面上有一第四接线电路；一粘着剂层，其位于第一基板的顶面和第二基板的底面之间，除了芯片容纳开口4之外的位置；以及一填孔金属层，其覆盖于第二基板的芯片容纳开口的墙壁上，及覆盖于芯片容纳开口之中的第一基板的芯片金属垫的顶面上。作为上述一种发光二极管封装的基板结构的优选方案，其中所述发光二极管封装的基板结构还包括设于芯片金属垫之下的多数个通孔，其中多数个通孔填设有铜。作为上述一种发光二极管封装的基板结构的优选方案，其中所述发光二极管封装的基板结构还包括多数个穿孔，其设于第一基板和第二基板的接线电路间；及一导电金属层，其形成于穿孔的内壁。作为上述一种发光二极管封装的基板结构的优选方案，其中所述导电金属层选自由下列所组成的群组构成铜/镍/金、铜/镍/银、铜/镍/铝及其组合。作为上述一种发光二极管封装的基板结构的优选方案，其中所述发光二极管封装的基板结构还包括一光学芯片，其容置于芯片容纳开口中，并粘接填孔金属层和第一基板的芯片金属垫。作为上述一种发光二极管封装的基板结构的优选方案，其中所述发光二极管封装的基板结构还包括一芯片粘接材料，其填充于芯片容纳开口中，并介于光学芯片的底部和第一基板的芯片金属垫和填孔金属层的顶部之间，及介于光学芯片的侧壁和芯片容纳开口的墙壁之间。作为上述一种发光二极管封装的基板结构的优选方案，其中所述芯片粘接材料的厚度为10微米 30微米。作为上述一种发光二极管封装的基板结构的优选方案，其中所述发光二极管封装的基板结构还包括一焊线或一重分布层，其连接于芯片及第二基板的第三接线电路之间。作为上述一种发光二极管封装的基板结构的优选方案，其中所述发光二极管封装的基板结构还包括一镜片，其位于芯片容纳开口之上。作为上述一种发光二极管封装的基板结构的优选方案，其中所述第一基板和第二基板上的接线电路的材料包括铜、铝或其组合。作为上述一种发光二极管封装的基板结构的优选方案，其中所述第一基板上的芯片金属垫的材料包括铜、铝或其组合。作为上述一种发光二极管封装的基板结构的优选方案，其中所述填孔金属层的材料包括银、金、铝或其组合。作为上述一种发光二极管封装的基板结构的优选方案，其中所述第一和第二基板的材料包括NEMA FR-4等级材料、NEMA FR-5等级材料、双马来亚醯胺-三氮六环树脂、聚醯亚胺树脂、印刷电路板、硅、玻璃、合金42、石英或陶瓷。此外，本专利技术还提供一种发光二极管封装的基板结构的制造方法，所述发光二极管封装的基板结构的制造方法包括下列步骤准备一第一基板，在所述第一基板的顶部和底部分别设置一第一接线电路和一第二接线电路，并在所述第一基板的顶部设置一芯片金属垫，及在所述芯片金属垫之下设置多数个通孔；准备一第二基板，在所述第二基板的顶部和底部分别设置一第三接线电路和一第四接线电路；通过一打孔器或一激光切割所述第二基板，以在所述第二基板上形成一芯片容纳开口 ；涂布一粘着剂于所述第一基板和第二基板之间；在真空状况下，以所述粘着剂粘合第一基板和第二基板；移除在所述芯片金属垫上的粘着剂层；钻探所述第一基板和第二基板，以在第一基板和第二基板之间形成一穿孔清洗后涂覆一种子金属层于所述基板结构的表面；使用一光阻，以界定一电镀区域；通过电镀形成一填孔金属层或导电金属层于穿孔的内壁上；剥除所述光阻，并蚀刻所述种子金属层。作为上述一种发光二极管封装的基板结构的制造方法的优选方案，其中所述粘着剂包括液体型和干膜型；涂覆所述种子金属层的方法包括溅射、蒸发或化学气相沉积；及所述导电金属包括铜/镍/金、铜/镍/银、或铜/镍/铝。本专利技术具有以下有益效果本专利技术所提供的发光二极管封装的基板结构，其具有多数个铜填充的通孔及作为反射器的填孔金属层，可进行有效散热并提高发光效率；结构简单，散热能力优良，可增加能量转换至光的效率和发光二极管寿命；可提高发光二极管封装的发光效率。附图说明图IA绘示根据本专利技术，基板结构的截面图；图IB绘示根据本专利技术，具有倾斜开口侧壁的基板结构的截面图；图IC绘示根据本专利技术，具有导电金属层的中空通孔的基板结构的截面图；图2A绘示根据本专利技术，搭载发光二极管并以封装有镜片的基板结构的截面图；图2B绘示根据本专利技术，搭载发光二极管并通过重分布层电性连接至接线电路的基板结构的截面图；图2C绘示根据本专利技术，搭载发光二极管并封装有镜片的另一类型基板结构的截面图；图3绘示本专利技术基板结构的拆解图；图4绘示根据本专利技术，粘合的基板结构截面图；图5绘示根据本专利技术，粘胶层被剥除的粘合的基板结构截面图；图6绘示根据本专利技术，具有钻孔的粘合的基板结构截面图；图7绘示根据本专利技术，具有填孔金属层的粘合的基板结构截面图；图8绘示根据本专利技术，发光二极管芯片被粘接至粘合的基板结构的示意图；图9A绘示根据本专利技术，通过焊线，连接发光二极管芯片至接线电路的示意图；图9B绘示根据本专利技术，通过重分布层连接发光二极管芯片至接线电路的示意图；图10绘示依据本专利技术，粘接镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种发光二极管封装的基板结构，其特征在于，所述发光二极管封装的基板结构包括：一第一基板，其具有一芯片金属垫，所述第一基板的顶面上设有一第一接线电路，第一基板的底面上设有一第二接线电路；一第二基板，其具有一芯片容纳开口，所述第二基板的顶面上设有一第三接线电路，第二基板的底面上设有一第四接线电路；一粘着剂层，其位于第一基板的顶面和第二基板的底面之间，除了芯片容纳开口之外的位置；以及一填孔金属层，其覆盖于第二基板的芯片容纳开口的壁上，及覆盖于芯片容纳开口之中的第一基板的芯片金属垫的顶面上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨文焜，
申请(专利权)人：金龙国际公司，
类型：发明
国别省市：VG