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TWI338956B - Light emitting diode package - Google Patents

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Publication number
TWI338956B
TWI338956B TW096108135A TW96108135A TWI338956B TW I338956 B TWI338956 B TW I338956B TW 096108135 A TW096108135 A TW 096108135A TW 96108135 A TW96108135 A TW 96108135A TW I338956 B TWI338956 B TW I338956B
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TW
Taiwan
Prior art keywords
light
emitting diode
substrate
package
electrodes
Prior art date
Application number
TW096108135A
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English (en)
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TW200742135A (en
Inventor
Young Ki Lee
Seon Goo Lee
Seog Moon Choi
Sang Hyun Shin
Original Assignee
Samsung Led Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Led Co Ltd filed Critical Samsung Led Co Ltd
Publication of TW200742135A publication Critical patent/TW200742135A/zh
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Description

九、發明說明： (優先權之主張） 所提年3月14曰向韓國智慧財產局 所k出申请之私國專利申請案第2006_2351 9號之優先 核’該案揭示之内容併入本案作為參考。 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於發光二極體封裝件，詳言之，該發光二 極體封裝件具有優越的熱輕射特性並可 x 【先前技術】 瓜而發光一極體⑴ght emitting diode ; LED) 於各種場合為點發光作為容易配合環境之光源，其不會有 造成污染。最近，LED已擴展至各種場合之應用，壁如室 内和室外照明、車輛頭燈、顯示裝置之背光單元_咖 umt，BLU)。因此’要求LED要有高性能和優越的熱輻射 性能°主要藉由改進其材料和結構’而可獲得高性能⑽。 此外’必須提升LED封褒件的結構和材料的品質。 此種led產生高溫熱量。於是’ led封裝件應有效地 _生自LED之高溫熱量’否則’ LED會增加其溫度並 因此降低其性能，因此會縮短LED之使用壽命。為此，有 效地散發產生自LED之熱量的努力已持續的展開。欲加強 LED封裝件的輪射性能，ρα申請案第卯測2/剛⑽號揭 不-種技術，用來利用金屬基板作為LED封裝件基板，該 金屬基板具有電極接腳（elecir〇de ριη)穿透穿孔並由絕 緣體所環繞’以與該穿孔分離。同時，曰本公開專利申請 93888 5 弟2〇〇5-2l〇〇57缺去々- 數個分離的全屬種技術，用來整合絕緣樹脂與複 卜 屬構件’以作為LED封裝件基板。 ^ = 1圖為顯示傳統發光二極體封震件之剖面示意圖。 二：1,圖’統發光二極體封裝# 1〇包括複數個金屬構 —上形成在該等金屬構件lb之間之樹脂1a、和用來固 乂等金屬構件j b之樹月旨i c，該等金屬構件1匕、樹脂&
樹脂1C全都整合一起而成為基板1。LED裝置5传舒 在基板丨上。咖裝置5透過導電黏結材料 3金屬構件lb。各具有反射面2b之反射構件2係形成 土板1上。發光二極體封裝件〗〇具有形成於其上之透明 構件3，以從LED裝置5向上發出光。或者，發光二極體 、 了在其中包含鱗光體（phosphor)以改變從發光 一極體5所發出的光之波長。
LED裝置5同時輻射光和熱。此處，熱係經由基板1 之金屬構件lb輻射出。欲輻射熱，金屬構件lb應是導熱 1 ’並有適度的尺寸。·然而，基板1之金屬構件lb透過樹 脂la和1c而固定，因此透過不含有樹脂“和卜部分之 面積來輪射熱。再者，金屬構件lb透過樹脂h和lc 整合於基板1中’而反射構件2應形成在基板i上。此種 方式使得發光二極體封裝件很難製造。 【發明内容】 本⑤月已解决上述先前技術之問題，因此本發明之態 樣係提供具有優越純射特性和容㈣造之發光二極體封 裝件。 93S88 6 1338956 依照本發明之態樣’發光二極體封裝件包括在其上形 成有反射杯（reflective cup)之鋁（A1)基板；至少一個設 置在該反射杯之底面上的發光二極體晶片；以及延伸穿過 該鋁基板而將該反射杯之底面劃分成複數個基板電極之鋁 陽極化膜（A1 anodized film)，其中，該等基板電極中之 至少一者係由該鋁陽極化膜所環繞，以及其中，該等基板 電極係分別連接至發光二極體晶片。
該發光二極體封裝件復包括複數個形成在該鋁基板下 方之後電極（rear electrode)，以分別電連接至該等基板 電極β 該鋁陽極化膜係延伸至該鋁基板之邊緣。 該發光二極體封裝件復包括至少—個設置在該反射杯 之該底面上之齊納二極體（zener di〇de)。
»玄發光—極體封裝件復包括形成在該反射杯上之透鏡 (ns)而且，該發光二極體封裝件復包括形成在該反射 杯之頂部上之固定部’以固定該透鏡。 依照本發明之實施例，該發光二極體晶片包括一個發 t 片錢射杯之該底面係由延伸穿透該銘基板 陽㈣心劃分成第—和第二基板電極，其中，該 弟一和弟二基板電極中之 發光二極體晶片 該發光二極體=裝件復包括設置在該反射杯之該底5 其中，該發光二極體晶片係設置在該_ 繞，以及其中=广者&由該㈣極化膜所環 發Hu “ ϋ第一基板電極係分別電連接至該 上之齊納二極體
93SSS 7 一基板電極上，以月甘士 基板電極上。 〃中’ 納二極體係設置在該第二 依照本發明之另—實施例，該發光二極體晶片包括複 數個發光二極體晶片。該三個 晶片、發藍光晶片和發紅光晶；體…括發綠光 化膜===::伸穿_呂基板之該㈣極 」攻弟至苐六基板電極，其中，談黛一5楚 i 中之至少五個由該鋁陽極化獏所環繞以及二 ^—至4六基板電極係分別f連接至該等發光二極 η 。 該發光二極體封裝件復包括形成 分別電連接至該第—至m μ 土极卜万將以 至弟，、基板電極之第一至第六後電 極。 該發，二極體封裝件復包括設置在該反射杯之該底面 …個齊納二極體’其中，該三個發光 係 別設置在該第-、第二和第三基板電極上，以及其中：； 納二極體係分別設置在該第四、第五和第六基板電 ^之一個上。或者’該發光二極體封裝件$包括設置在 言乂反射杯之該底面上之三個齊納二極體，其中，該三個發 先一極體晶片係分別設置在該第一、第二和第三基板電極 士’以及其中，該三個齊納二極體係分別設置在該第四、 苐五和第六基板電極上。 【實施方式】 現將蒼照所附圖式詳細說明本發明之範例實施例。然 93888 8 而，本發明可用許多不同的形式具體實施，並且不應解釋 為對此處提出實施例之限制。確切地說，提供這些實施例 以使得此揭示將完全和完整，並對熟悉此項技術者而言將 完全表達了本發明之範圍。於圖式中，為了清楚顯示的目 '的，其形狀和尺寸可能會予以誇大，而相同的元件符號於 整份圖中用來表示相同或相似之組件。 第2圖為顯示依照本發明之實施例之發光二極體封裝 #件之平面圖。第3圖為沿著第2圖之a_a，切割之剖面圖^ 爹照第2和3圖，本發明之發光二極體封裝件丨〇〇包 括在鋁（A1)基板110,鋁基板110上形成有反射杯113。鋁 •基板110由鋁陽極化膜112(112a、112b、112c)劃分成第 一基板電極111a和第二基板電極mb。並且，第一和第 二基板電極11 la、11 lb由鋁陽極化膜112圍繞。也就是說， 鋁基板11 0由延伸穿過基板u 〇之鋁陽極化膜〗丨2而劃分 _ 成複數個基板電極111 a和111 b。 發光二極體晶片120設置在第一基板電極1113上。又 或者，齊納二極體130可設置在第二基板電極1115上，以 保濩發光二極體晶片12〇免受到從發光二極體封裝件周圍 所可此引起的靜電影響，又或者免受到施加到發光二極體 b曰片1 20之電壓突然改變的影響。發光二極體晶片！ 2〇經 由導線分別電連接到第一和第二基板電極1Ua和Ult^ 或者，發光二極體晶片12〇可以晶片黏結到將分別被電連 接之第一和第二基板電極111a和Hlb。 形成在鋁基板110上的反射杯113可藉由蝕刻鋁基板 93S88 9 〇上付疋的部分而形成。如所示’反射杯η 3整合入鋁 .土板11" ’此則消除了將分離的反射板㈣於基板上的 需要。因此有助於發光二極體封裝件之製造過程。 . 在㈣板^上應劃分開的預設區域上，藉由選擇性的 極化而形成延伸穿透链基才反11〇之陽極化膜欲形 成！呂陽極化膜112’可透過曲折線跡（加）而直接陽極化基 板110。或者，可用所希望之圖案來遮罩紹基板,1〇，以對 鲁銘基板以露出來的部分予以陽極化。於完成陽“處理 後，可使用電拋光（electropQlishlng)以調整紹基板之陽 極化和非陽極化表面部分的亮度（luminance)。 同時，鋁基板11 〇是用來作為一種副底座 (submount)，以安裝發光二極體晶片120或用於輻射產生 自發光二極體晶片120之熱量的散熱器。而且，銘陽極化 ^ii2用作為-二種絕緣體，其係用來劃分反射杯11：3之底 面成為第一和第二基板電極1 Π a、1丨丨b。而且，鋁陽極化 I膜112疋在方；將發光一極體晶片120的熱量予以向外散 發。由於大約25W/mK之高熱傳係數，鋁陽極化膜112能有 效地散發熱量。 如上所述’本發明之發光二極體封裝件1 〇〇使用主要 由I呂組成之基板’因此有優越的熱輕射。再者，用來劃分 基板之鋁陽極化膜呈現相當高的熱傳導特性，因此可有效 地散發熱量。而且’反射杯、基板和電極係形成為一體， 由此免除如先前技術中所需要之結合或組合基板和反射 杯。如此方式減少發光二極體之製造成本，並加速了其製 10 93888 I33S955 造過程。 麥照第3圖’第—和第二後電極14Ga和14Gb是形成 在結基板110之下方，以分別電連接至第一和第二基板電 :極Ilia、111b。基板電極llla#0 lm具有來自外界，並 …經由後電極140a和l40b所傳來的電壓，由此供應驅動電 壓至可配置在反射杯之底面之發光二極體晶片12〇或裳置 (齊納二極體）。 • 如上所述，鋁基板110藉由鋁陽極化膜112而劃分成 第一基板電極lUa和第二基板電極mb。尤其是，第— -和第二基板電極111&、111]3是由叙陽極化膜112所環繞。 .然而，不論是第一基板電極nla或第二基板電極Ulb均 -可由延伸穿透基板以將基板110劃分成為複數個電極之鋁 陽極化膜112所缳繞。例如，僅該第一基板電極1Ua是由 | 链陽極化膜112所缳繞。 I # 第一基板電極llla電連接至第一後電極140a。同樣 j 9地，第二基板電極mb電連接至第二後電極140b。第— !' 和第二後電極140a和140b能電連接至安裝有發光二極體 | · 封裝件100之副底座（例如，PCB)的電極（未顯示 > 這些後 | . 電極W〇a和140b是由選擇自濺鍍（sputtering)、電解電 鍍（electrolytic plating)、無電鍍覆和網版印刷（screen printing)組成之群組中其中一者而形成。 鋁陽極化膜11 2a和112c延伸至鋁基板11 〇之邊緣。 如此可防止反射杯113之底面經由後電極！ 4〇a和} 4〇b電 連接至弟一和弟二基板電極1丨la和111b。 93888 133^955 透鏡150可配置在反射杯113上。此透鏡15〇聚集發 自發光二極體晶片120之光，或於其中含有磷光體以改變 從發光二極體晶片發出光之波長。⑽15〇能由譬如是石夕 、-樹脂（silicone)和環氧樹脂之樹脂、和塑膠和玻璃製成。 透鏡150能固定於形成在反射杯之頂部的透鏡固定部114。 第4圖為顯示依照本發明之另一實施例發光二極體封 裝件之平面圖。第5圖為沿著第4圖之b_b，、線切割之剖 •面圖。第6圖為第4圖之後視圖。 蒼第4和5圖，本發明之發光二極體封裝件2〇〇包 | 括鋁基板210，鋁基板210上具有反射杯213。反射杯213 ' 具有底面，其藉由延伸穿過基板210之鋁陽極化膜212， 而劃分成複數個基板電極21 ia、21 lb、21 lc、21 Id、21 le、 和211 f。爹照第5圖，為了方便起見，鋁陽極化膜2丨2劃 分成四個部分212a' 212b、212c、和212d。該等基板電極 φ中之至少五個由鋁陽極化膜212所環繞。例如，反射杯213 之底面藉由鋁陽極化膜212劃分成第一至第六基板電極 211a至211f。第一至第六基板電極211a至2Uf可分別藉 - 由銘陽極化膜212所環繞。 ' 複數個發光二極體晶片安裝在第一至第六基板電極 211a至211f上。例如，三個發綠光、發藍光和發紅光二 極體晶片分別安裝在第一基板電極211a、第二基板電極 211b和第三基板電極〖He上。 二個發光二極體晶片22〇a、220b和220c可經由導線 電連接至基板電極。例如，發綠光二極體晶片22〇a分別電 93888
Ι33^95ϋ 連接至第-至第四基板電極2山至2nd。發藍光二極體 bb片220b電連接至第二至第五基板電極2iib和發 紅光二極體晶片220c分別連接至第三至第六基板電極 -211 c 和 211 f。 或者，至少二個齊納二極體230a和230b可以配置在 反射杯213之底面，以保護晶片。齊納二極體23〇a和23肋 用來保護發光二極體晶片不受靜電或突然的電壓改變。例 籲如，其中一個齊納二極體23〇a可配置在第四基板電極以^ 上，以保護發綠光二極體晶片22 〇a不受靜電干擾。而且， 另一齊納二極體230b可配置在第五基板電極211e上，以 保s蔓發藍光_一極體晶片220b不受靜電干擾。 發綠光和發藍光二極體晶片22〇3和22〇b由氮化鎵 (gallium nitride; GaN)製成，故而對靜電和施加電壓之 犬然改變易受到傷害。基於此緣故，發光二極體晶片22〇& 和220b主要是由齊納二極體230a和230b所保護。 發紅光一極體晶片220 c主要由石申化鎵（ga 1 u ujn aisenide; GaAs)或碟化錄（gallium phosphide; GaP)製 成’因此對周圍靜電或施加電壓之突然改變可有強的抵抗 力。然而，齊納二極體（未顯示）可配置在第六基板電極 211 f上’以保護晶片不受靜電干擾。 本發明之發光二極體封裝件2 0 0可包括發綠光、發藍 光和發紅光二極體晶片220a至220c’可用作為白光光源。 再者’複數個發出具有相同波長光的發光二極體晶片能配 置以生產高亮度之發光二極體封裝件。 938S8 13 '芩知、第4至6圖，第一至第六基板電極2iia至211f 分別電連接至複數個後電極240a、240b、240c、240d、 240e和240f。舉例而言，第一至第六後電極24〇a至24〇f 、形=在鋁基板210之下方，以分別電連接至第一至第六基 •極211a至211f。基板電極2113至2iif供應驅動電 壓至發光二極體晶片或設置在反射杯的底面之其他裝置 (例如，背納二極體）。如第5、6圖中所示，在鋁基板210 •的下方形成陽極化圖案26〇，以防止不同的後電極有不適 當的電連接。 ; 依、各Λ &例（參照第3至6圖），反射杯113和213 之内側表面（反射表面）由鋁製成。因此，反射杯113和213 呈現了高的反射率，進一步增加了發光二極體封裝件之發 j 光效率。
I I 第1 2 3 4 5 6 7圖為顯示依照本發明之複數個發光二極體封裝件 | φ 】之平面圖。參知、第7圖，發光二極體封裝件2 〇 〇在|g | 日日圓300上排成行和列之陣列，並藉由鑽石磨輪 14 93888 1
Wheel )、切割模具（cutting mold)或雷射而將其分離成個 2 | 別單元。或者，封裝件間之邊界係以陽極化處理，以變成 3 :、 氧化鋁（Ah〇3)。然後，邊界被切割或蝕刻分離成個別的封 4 ：. 裝件單元。 5 如上提出之說明’依照本發明之範例實施例，鋁基板 6 用作為輻射熱之機構，因而顯著地提高了發光二極體封裝 7 件之熱輻射性能。而且，反射杯、基板和電極係整體形成， 口而免除了對基板和反射杯結合或組合的需要。因此減少 發光二極體封裝件之製造成本，並加速了製造過程。此外， 反射杯具有用鋁製成高反射率之之反射表面 。此結果改善 了整體之發光效率。 雖然本發明已結合較佳實施例而作了說明，但應了解 到對於熟習此技藝者而言，可作許多之修飾和改變而不會 偏離由所附巾請專利範圍所界定之本發明之精神和範圍。 【圖式簡單說明】 由以上之洋細說明，配合所附圖式，本發明之上述和 其他：的、特徵和其他優點將變得更清楚了解，其中： 第1圖為顯示傳統發光二極體封裝件之剖面圖； 第2圖為顯示依照本發明之實施例發光二極體封裝件 苐3圖為沿菩繁, ^ 弟2圖之a-a 線切割之剖面圖； 弟4圖為顯示依昭去欢n #…、本毛明之另一貫施例發光二極體封 及件之平面圖； 第5圖為沿著第4岡 ^ ,爷乐4圖之b-b線切割之剖面圖； 弟6圖為顯示發本_托邮# ^ 、 先—極肢封裝件之後視圖；以及 第7圖為顯示如第4冃由_ 裝件陣列之平面圖。圖中所不之複數個發光二極體封 【主1lb2b 5 要元件符號說明】 基板
金屬構件 反射面 LED裝置（發光二 1 c 樹脂 反射構件 透明構件 極體） 93888
6、7 導電黏結材料 10 發光二極體封裝件 100 發光二極體封裝件 110 銘（A1)基板 111a 第一基板電極 111b 第二 基板電極 112、 112a、112b、112c 鋁陽極化膜 113 反射杯 114 透鏡固定部 120 發光二極體晶片 130 齊納 二極體 140a 第一後電極 140b 第二 後電極 150 透鏡 200 發光二極體封裝件 210 鋁基板 211a 、211b、211c、211d 、211e 、211f 基板電極 212 鋁陽極化膜 212a 、212b、212c、212d 部分 213 反射杯 220a 、220b、220c 發光二極體晶片 230a 、230b 齊納二極體 240a 、240b 、 240c 、 240d 、240e 、240f 後電極 260 陽極化圖案 300 紹晶圓 93888 16

Claims (1)

  1. 2. 3. 4. 5. 、申請專利範圍： 種發光二極體封裝件，包括： 鋁（A1)基板，其上形成有反射杯； ^個&光一極體晶片，其係設置在該反射杯之 底面上；以及 ▲链陽極化膜’其係延伸穿過軸基板而將該反射杯 之s玄底面劃分成複數個基板電極， :中’該等基板電極甲之至少—者由該鋁陽極化膜 所裱繞，以及 其中’該等基板電極分別連接至發光二極體晶片。 金凊專利範圍第1項之發光二極體封裝件，復包括複 丈個形成在該㈣板下方以分別電連接至該等基板電 極的後電極（rear electr〇de)。 如申凊專利範圍第1項之發光二極體封裝件’其中，該 鋁陽極化膜延伸至該鋁基板之邊緣。 如申請專利範圍第！項之發光二極體繼，復包括至 少一個設置在該反射杯之該底面上之齊納二極體 (zener diode)。 如申請專利範圍第i項之發光二極體封裝件，復包括形 成在該反射杯上之透鏡。 如申請專利範圍第5項之發光二極體封裝件，復包括形 成在該反射杯之頂部上之固定部，用以固定該透鏡。 如申請專利範圍第！項之發光二極體封裝件，其中，該 毛光一極體晶片包括一個發光二極體晶片。 938S8 17 6. 項之發光二極體封裝件，其中，該 延伸穿透該！S基板之該_極化" 一基板電極， 8.如申請專利範圍第7 反射杯之該底面係由 膜而劃分成第一和第 一者由該鋁 連接至該發 其中，該第-和第二基板電極中之至少 陽極化膜所環繞，以及 …其中’邊第一和第二基板電極係分別電 光二極體晶片。 圍第8項之發光二極體封裝件，其卜該 ιη…： 係分別由該銘陽極化膜所環燒。 10.如申睛專利範圍第 衣見 成在…… #之毛光-極體封裝件，復包括形 〇 ‘土板下方以分別電連接至該苐 電極之第-和第二後電極。 ¥-基板 丨ι.=專利範圍第8項之發光二極體封裝件，復包括设 1在忒反射杯之該底面上之齊納二極體， ’該發光二極體晶片係設置在該第一基板電極上， 其中’該齊納二極體係設置在該第二基板電極上。 申請專利範圍第i項之發光：極體封裝件其中，該 舍光一極體晶片包括複數個發光二極體S Μ。 U·如2請專利範圍第〗2項之發光二極體封30裝件，其中， °亥專杳光—極體晶片包括三個發光二極體晶片。 14·如申請專利範圍第13項之發光二極體封裝件，其令該 三個發光二極體晶片包括發綠光、發藍光和發紅光晶 片0 IS 93888 15.如申請專利範㈣13項之發光二極體封裝件，宜中， 該底面由延伸穿過該紹基板之該紹陽極化 胰直J刀成弟一至第六基板電極， 陽』基板電極中…五個_ 其中，該第一至第六基板電極係分別電連接至該等 發光二極體晶片。 ， 16. 如申請專利範圍第15項之發光二極體封裳件，復包括 形成在該鋁基板下方之第一至第六後電極，以分別電連 接至該第一至第六基板電極。 17. 如申請專利範圍第15項之發光二極體封裝件，復包括 設置在該反射杯之該底面上之二個齊納二極體， 其中，該三個發光二極體晶片係分別設置在該第 一、第二和第三基板電極上，以及 其中，該二個齊納二極體係分別設置在該第四 '第 五和第六基板電極中之二個上。 18.如申請專利範圍第15項之發光二極體封裝件，復包括 設置在該反射杯之該底面上之三個齊納二極體， 其中’該三個發光二極體晶片係分別設置在該第 一、第二和第三基板電極上，以及 其中’該三個齊納二極體係分別設置在該第四 '第 五和第六基板電極上。 19 938S8
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