CN104576904B - 发光二极管封装结构及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种发光二极管封装结构，其包括相互间隔的两导电架、环绕该两导电架的反射杯、夹设于该两导电架之间的绝缘层、收容于该反射杯内的发光二极管芯片及覆盖该发光二极管芯片的封装层，还包括相互间隔的两电极，每一电极对应设置于一导电架上，所述两电极之间的间距小于该两导电架之间的间距，所述发光二极管芯片与两电极电连接。与现有技术相比，该发光二极管封装结构包括间隔的两导电架及采用金属镀层技术对应设置在该两导电架上间隔的两电极，两电极之间的间距小于两导电架之间的间距，两电极之间的间距比传统电极的间距更小，使得该两电极适用于高精度的发光二极管封装结构。本发明还提供一种该发光二极管封装结构的制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体发光元件及其制造方法，尤其涉及一种发光二极管封装结构及其制造方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种可将电流转换成特定波长范围的光电半导体元件。发光二极管以其亮度高、工作电压低、功耗小、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长等优点，从而可作为光源而广泛应用于照明领域。
现有的发光二极管封装结构一般包括相互间隔的两电极，以及设置于电极上的发光二极管芯片。两电极一般通过蚀刻或者金属印刷的方法制成，这种方法制成的两电极之间的间距最小仅能限定至0.24mm。而一些高精度的发光二极管封装结构，其发光二极管芯片尺寸更小，具有这种间距的电极无法覆晶安装更小尺寸的发光二极管芯片。故，需进一步改进。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种具有更高精度的发光二极管封装结构，或具有更小尺寸的发光二极管芯片的发光二极管封装结构及上述发光二极管封装结构的制造方法。
一种发光二极管封装结构，其包括相互间隔的两导电架、环绕该两导电架的反射杯、夹设于该两导电架之间的绝缘层、收容于该反射杯内的发光二极管芯片及覆盖该发光二极管芯片的封装层，还包括相互间隔的两电极，每一电极对应设置于一导电架上，所述两电极之间的间距小于该两导电架之间的间距，所述发光二极管芯片与两电极电连接。
一种发光二极管封装结构的制造方法，包括步骤：形成相互间隔的两导电架；成型一反射杯环绕所述两导电架，并形成一绝缘层夹设于该两导电架之间；在所述绝缘层上设置一遮挡层，该遮挡层的宽度小于该绝缘层的宽度；在所述两导电架及绝缘层未被遮挡层覆盖的区域镀上金属，以形成相互间隔的两电极，每一电极对应设置于一导电架上，使得该两电极之间的间距小于该两导电架之间的间距；在所述两电极上设置一发光二极管芯片与所述两电极形成电性连接，所述发光二极管芯片收容于该反射杯内；设置一封装层覆盖该发光二极管芯片。
与现有技术相比，本发明提供的发光二极管封装结构包括相互间隔的两导电架及对应设置在该两导电架上相互间隔的两电极，所述两电极之间的间距小于该两导电架之间的间距，两电极之间的间距比现有技术制成的电极的间距更小，使得所述两电极适用于高精度的发光二极管封装结构。
附图说明
图1为本发明一实施方式提供的发光二极管封装结构的剖面示意图。
图2至图6为图1所示发光二极管封装结构的制造步骤示意图。
主要元件符号说明
| 发光二极管封装结构 | 100 |
| 导电架 | 10 |
| 绝缘层 | 20 |
| 反射杯 | 30 |
| 电极 | 40 |
| 发光二极管芯片 | 50 |
| 封装层 | 60 |
| 上表面 | 11 |
| 下表面 | 12 |
| 本体部 | 13 |
| 凸伸部 | 14 |
| 第一间隙 | 15 |
| 第二间隙 | 16 |
| 顶面 | 31 |
| 底面 | 32 |
| 凹陷 | 33 |
| 第三间隙 | 41 |
| 导电胶 | 70 |
| 出光面 | 61 |
| 导电片 | 10a |
| 遮挡层 | 80 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，为本发明发光二极管封装结构100的一较佳实施例，该发光二极管封装结构100包括相互间隔的两导电架10、夹设于两导电架10之间的绝缘层20、环绕该导电架10的反射杯30、设置在该两导电架10上的两电极40、收容在所述反射杯30内的发光二极管芯片50及覆盖该发光二极管芯片50的封装层60。
具体的，所述两导电架10由一平整的导电片分割而成。该导电架10为金属材质。本实施例中，该导电架10由铜（Cu）制成。每一导电架10具有一上表面11和与该上表面11相对的下表面12。每一导电架10包括一本体部13及自本体部13朝向另一导电架10凸伸的凸伸部14。本实施例中，该凸伸部14厚度等于该本体部13厚度的一半。该凸伸部14位于靠近该上表面11的一侧并与该本体部13的上表面11齐平。该两导电架10的两凸伸部14相对设置形成第一间隙15，该两导电架10靠近下表面12的两本体部13之间形成第二间隙16。该第一间隙15的宽度小于该第二间隙16的宽度。本实施例中，该第一间隙15和第二间隙16的剖面呈“凸”状。可以理解的，其他实施例中，所述凸伸部14也可以位于其对应本体部13的中部或者靠近下表面12的一侧并朝向另一导电架。可以理解的，所述两凸伸部14也可交错设置。每一凸伸部14的厚度也可大于或小于本体部13厚度的一半，即该凸伸部14的厚度小于该本体部13厚度即可。可以理解的，所述导电架10也可为其他的导电金属材质。
所述绝缘层20位于该第一间隙15和第二间隙16中。该绝缘层20的上下表面与每一导电架10的上表面11、下表面12对应齐平。该绝缘层20与该第一间隙15和第二间隙16的组合形状相匹配以填满第一间隙15和第二间隙16，即本实施例中该绝缘层20呈“凸”状。由于该绝缘层20与每一导电架10的抵接面呈现为曲折延伸，使得该绝缘层20与导电架之间的密合度大大增强，同时也增强该发光二极管封装结构100的气密性。所述绝缘层20由热性环氧树脂（Epoxy Molding Compound, EMC）或者塑胶材料制成。
所述反射杯30环绕所述导电架10并覆盖每一导电架10的部分上表面11。该反射杯30与绝缘层20一体成型，其由热性环氧树脂（EMC）或者塑胶材料（SMC）制成。该反射杯30包括一顶面31及与该顶面31相对的底面32。该反射杯30的底面32与该导电架10的下表面12及绝缘层20的下表面齐平。该反射杯30与该导电架10未被覆盖的上表面11及绝缘层20的上表面共同围设成一凹陷33。所述凹陷33的顶部尺寸大于其底部尺寸。可以理解的，该反射杯30位于导电架10上方的内侧面可形成有高反射材料。可以理解的，所述反射杯30也可与该绝缘层20单独形成。
所述两电极40分别对应设置在所述两导电架10的上表面11上，也即每一电极40设置在相应的一导电架10上。每一电极40均覆盖部分绝缘层20。该两电极40收容于所述反射杯30的凹陷33内。该两电极40相互间隔形成一第三间隙41。图1中所示的实施例中，该第三间隙41位于该绝缘层20正上方。该第三间隙41的宽度小于该第一间隙15的宽度，即该两电极40之间的间隙宽度小于所述两导电架10之间的间隙宽度。本实施例中，该第三间隙41的宽度小于0.1mm。所述两电极40由具有光反射特性的导电金属制成。本实施例中，该两电极由银（Ag）制成。也即，该电极40与所述导电架10的由不同金属材料制成。
所述发光二极管芯片50设置于该两电极40上并位于相互靠近的端部。该发光二极管芯片50通过导电胶70与该两电极40形成电性连接，亦即发光二极管芯片50通过覆晶（flip-chip）的方式与电极40形成连接。可以理解的，其他实施例中，该发光二极管芯片50也可设置在其中一电极40上，并通过打线的方式与所述两电极40形成电性连接。
该封装层60覆盖在该发光二极管芯片50上并填设于该凹陷33中。该封装层60远离发光二极管芯片50一侧的表面形成一出光面61，该出光面61与该反射杯30的顶面31齐平。该封装层60由透明胶体制成。可以理解的，该封装层60中可掺杂有荧光粉，该荧光粉可为石榴石基荧光粉、硅酸盐基荧光粉、原硅酸盐基荧光粉、硫化物基荧光粉、硫代镓酸盐基荧光粉、氮氧化物基荧光粉和氮化物基荧光粉中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明提供的发光二极管封装结构100包括相互间隔的两导电架10及对应设置在该两导电架10上相互间隔的两电极40，所述两电极40之间的间距小于该两导电架10之间的间距，并通过金属镀层技术（具体制造方法下文中将有详细说明）可以做到间距小于0.1毫米，使得所述两电极40适用于高精度的发光二极管封装结构100，同时减小发光二极管封装结构100的体积，此外也可使具有更小尺寸的发光二极管芯片50直接采用覆晶的方式与两电极40相连接。
下面以上述实施例的发光二极管为例，结合图2至图6说明该发光二极管封装结构100的制造过程。
第一步骤：请参阅图2，提供一导电片10a，该导电片10a具有平整的上表面11和与该上表面11相对的下表面12。该导电片10a由导电金属材料制成。本实施例中，该导电片10a由铜制成。
第二步骤：请参阅图3，分割该导电片10a形成相互间隔的两导电架10。具体的，利用蚀刻的方式分割该导电片10a，使得每一导电架10包括该本体部13及自本体部13朝向另一导电架10方向凸伸的凸伸部14。该两导电架10的凸伸部14相对设置形成该第一间隙15，该两导电架10的两本体部13相互间隔形该第二间隙16。该第一间隙15的宽度小于该第二间隙16的宽度。本实施例中，该第一间隙15和第二间隙16的剖面成”“凸”状。
第三步骤：请参阅图4，成型该绝缘层20夹设于所述两导电架10之间的第一间隙15和第二间隙16中，并一体成型该反射杯30环绕所述两导电架10。具体的，利用模具一体成型该绝缘层20和反射杯30。该绝缘层20的形状与该第一间隙15和第二间隙16的组合形状相匹配。该绝缘层20的上表面和所述两导电架10的上表面11齐平。该反射杯30的底面32与所述导电架10的下表面12及绝缘层20的下表面齐平。所述反射杯30覆盖所述两导电架10的部分上表面11。该反射杯30与所述导电架10未被覆盖的上表面11及绝缘层20的上表面共同围设成该凹陷33。
第四步骤：请参阅图4，设置一遮挡层80于该绝缘层20的上表面并位于该凹陷33中。该遮挡层80的宽度小于该绝缘层20的最小宽度，也即该遮挡层80的宽度小于该两导电架10之间间隙的最小宽度。该遮挡层80的宽度小于0.1mm。该遮挡层80由绝缘材料制成。优选的，本实施例中，该遮挡层80为一光阻层。
第五步骤：请参阅图5，在所述两导电架10及绝缘层20的上表面未被反射杯30和遮挡层80覆盖的区域形成该两电极40。该两电极40被该遮挡层80间隔。具体的，通过金属镀层技术形成所述两电极40。该两电极40由具有反射特性的导电金属制成。本实施例中，该两电极40的材质为银。该两电极40和所述两导电架10由不同材质的金属制成。
第六步骤：请参阅图6，移除该遮挡层80，使得所述两电极40之间形成该第三间隙41。该第三间隙41的宽度即为该遮挡层80的宽度。该第三间隙41的宽度小于该第一间隙15的宽度，也即所述两电极40之间的间距小于所述两导电架10之间的最小宽度。本实施例中，所述遮挡层80被移除以减少该遮挡层80对发光二极管封装结构100产生的光型造成影响。可以理解的，当所述遮挡层80由高反射性材料制成时，该遮挡层80也可不必移除而位于所述两电极40之间以增强发光二极管封装结构100的出光率。
第七步骤：请参阅图1，在所述两电极40上设置该发光二极管芯片50，并在所述凹陷33中填充该封装层60覆盖该发光二极管芯片50。具体的，在所述两电极40相互靠近的端部设置该发光二极管芯片50并通过导电胶70与该两电极40形成电性连接。可以理解的，其他实施例中，该发光二极管芯片50也可设置在其中一电极40上并通过打线的方式与该两电极形成电性连接。
该封装层60填充于该凹陷33中，且该封装层60的出光面61与该反射杯30的顶面31齐平。可以理解的，该封装层60还可包含有荧光粉。该荧光粉包含石榴石基荧光粉、硅酸盐基荧光粉、原硅酸盐基荧光粉、硫化物基荧光粉、硫代镓酸盐基荧光粉、氮氧化物基荧光粉和氮化物基荧光粉中的一种或多种。
可以理解的，在形成所述两相互间隔的导电架10的步骤中，所述导电架10也可采用金属印刷技术直接形成在基材上，也即所述导电架10无需经过蚀刻技术形成，然后移除基材，进而利用模具一体成型该绝缘层20和反射杯30。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种发光二极管封装结构，其包括相互间隔的两导电架、环绕该两导电架的反射杯、夹设于该两导电架之间的绝缘层、收容于该反射杯内的发光二极管芯片及覆盖该发光二极管芯片的封装层，该发光二极管封装结构还包括相互间隔的两电极，每一电极对应设置于一导电架上表面上，并分别与该反射杯及该绝缘层相接触，所述两电极之间的间距小于该两导电架之间的间距，所述发光二极管芯片与两电极电连接。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述反射杯的底面与所述两导电架的底面齐平，每一导电架及其对应的电极为不同的金属材质。
3.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：每一导电架包括一本体部及自本体部朝另一导电架方向凸伸的凸伸部，所述凸伸部的厚度小于该本体部的厚度。
4.如权利要求3所述的发光二极管封装结构，其特征在于：每一凸伸部位于该导电架顶面的一侧，所述两导电架的凸伸部相对设置形成一第一间隙，所述两导电架的本体部相互间隔形成一第二间隙，所述第一间隙的宽度小于该第二间隙的宽度。
5.如权利要求4所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述两电极间隔形成一第三间隙，所述第三间隙位于该绝缘层上，所述第三间隙的宽度小于该第一间隙的宽度。
6.如权利要求1-5项中任意一项所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述两电极之间的间距小于0.1毫米。
7.一种发光二极管封装结构的制造方法，包括步骤：
形成相互间隔的两导电架；
成型一反射杯环绕所述两导电架，并形成一绝缘层夹设于该两导电架之间；
在所述绝缘层上设置一遮挡层，该遮挡层的宽度小于该绝缘层的宽度；
在所述两导电架上及绝缘层未被遮挡层覆盖的区域镀上金属以形成相互间隔的两电极，每一电极对应设置于一导电架上，使得该两电极之间的间距小于该两导电架之间的间距；
在所述两电极上设置一发光二极管芯片与所述两电极形成电性连接，所述发光二极管芯片收容于该反射杯内；以及
设置一封装层覆盖该发光二极管芯片。
8.如权利要求7所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述反射杯及绝缘层一体成型，所述反射杯的底面与所述两导电架的底面齐平，每一导电架及其上对应的电极由不同的金属材料制成，在形成相互间隔的两电极之后且在设置该发光二极管芯片之前还包括移除该遮挡层的步骤。
9.如权利要求8所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述两导电架通过蚀刻和金属印刷技术其中之一方法形成，每一导电架包括一本体部及自本体部朝另一导电架方向凸伸的凸伸部，所述凸伸部的厚度小于该本体部的厚度，每一凸伸部位于该导电架顶面的一侧，所述两导电架的凸伸部相对设置形成一第一间隙，所述两导电架的本体部相互间隔形成一第二间隙，所述第一间隙的宽度小于该第二间隙的宽度。
10.如权利要求9所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述两电极通过金属镀层的方法对应形成在该两导电架上，所述两电极间隔形成一第三间隙，所述第三间隙位于该绝缘层上，所述第三间隙的宽度小于该第一间隙的宽度。
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