发光二极管封装体

摘要

一种发光二极管封装体包括：一个发光二极管芯片，其具有一个电极侧表面和至少两个安装于所述电极侧表面上的电极；一个电极侧绝缘层，其形成于所述发光二极管芯片的电极侧表面上且形成有多个对应于所述多个电极的通孔；形成于所述电极侧绝缘层的每个通孔内的高传热散热层；以及形成于每个高效散热层上的高传热金属层。

权利要求

1.一种发光二极管封装体，其特征在于包括：

一个发光二极管芯片，其具有一个电极侧表面和至少两个安装于所述电极侧表面上的电极；

一个电极侧绝缘层，其形成于所述发光二极管芯片的电极侧表面上且形成有多个对应于所述多个电极的通孔；

形成于所述电极侧绝缘层的每个通孔内的高传热散热层；以及形成于每个高传热散热层上的高传热金属层。

2.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其特征在于所述高效散热层由具有400W/(m·K)至700W/(m·K)的热传导系数的热/烈解石墨形成，或者由具有900W/(m·K)至

1200W/(m·K)的热传导系数的钻石墨形成。

3.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其特征在于每个金属层可以由任意的金属层或者合金层形成。

4.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其特征在于每个金属层可以由镍层与金层形成。

5.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其特征在于每个金属层可以由铝层和铜层形成。

6.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其特征在于每个金属层可以由铜层形成。

7.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其特征在于还包括形成于每个金属层上的锡球。

8.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其特征在于所述发光二极管芯片还具有一个与所述电极侧表面相对的主要发光表面，所述发光二极管封装体还包括：一个形成于所述主要发光表面上的发光表面绝缘层，所述发光表面绝缘层形成有一个到达所述主要发光表面的通孔；以及一个形成于所述通孔内的荧光粉层。

9.如权利要求1所述的发光二极管封装体，其特征在于所述发光二极管芯片还具有一个与所述电极侧表面相对的主要发光表面，所述发光二极管封装体还包括：一个形成于所述主要发光表面上的荧光粉层。

10.如权利要求9所述的发光二极管封装体，其特征在于所述荧光粉层延伸至所述发光二极管芯片的侧表面上。

说明书

发光二极管封装体

技术领域

[0001] 本发明涉及一种发光二极管封装体，更特别地，涉及一种散热性能良好且生产成本降低的发光二极管封装体。

背景技术

[0002] 图19所示为一种现有发光二极管封装体的示意侧视图。图20所示为显示相同波长与相同亮度的发光二极管芯片在封装后的规格分布的示意图。

[0003] 参阅图19所示，所述现有发光二极管封装体包括一个放置于导线架90上的发光二极管芯片91，及一个形成于所述导线架90上并可覆盖所述发光二极管芯片91的透镜92。

[0004] 所述发光二极管芯片91的电极(图中未示出)是经由导线93来与所述导线架90的对应的电极接脚900电连接。

[0005] 应注意的是，在所述发光二极管芯片91的电极侧表面上形成有荧光粉层94。所述荧光粉层94的形成包括如下步骤：将液态荧光粉层材料涂布于所述发光二极管芯片91的电极侧表面上；及以烘烤工艺使所述液态荧光粉层材料硬化以形成所述荧光粉层94。然而，目前所述荧光粉层94的形成具有如下缺点：

[0006] 1、厚度不均匀-液态荧光粉层材料在烘烤硬化之前将向四面八方流动，因此，形成在每个发光二极管芯片91上的荧光粉层94在厚度上有所不同。

[0007] 2、面积不相同-与第1点同理，形成在每个发光二极管芯片91上的荧光粉层94在面积上也会因此而有所不同。

[0008] 3、形状不相同-与第1点同理，形成在每个发光二极管芯片91上的荧光粉层94在形状上也会因此而有所不同。

[0009] 4、相对位置偏移-与第1点同理，形成在每个发光二极管芯片91上的荧光粉层94与对应的发光二极管芯片91的相对位置会因此而有所不同。

[0010] 由于以上缺点，将会导致原本相同波长且相同亮度的发光二极管芯片在封装之后变成多种色温不同、亮度不同和波长不同的发光二极管封装体，即，所谓的不良品(side bins)。参阅图20所示，因上述问题而产生的规格分布如图所示。应注意的是，原本属于同一规格(bin)的发光二极管芯片在封装之后会分成128个规格，然而，一般将被使用的范围仅在中间的大约60％，因此，在封装之后相当于40％的发光二极管封装体会变成不良品，因此导致生产成本增加。

[0011] 另一方面，由于导线93的截面积太小，因此由所述发光二极管芯片91产生的热难以经由导线架90的电极接脚900传导出来，进而影响发光二极管封装体的效能。

发明内容

[0012] 本发明的目的在于提供一种发光二极管封装体。

[0013] 根据本发明的一特征，提供了一种发光二极管封装体，其包括：一个发光二极管芯片，其具有一个电极侧表面和至少两个安装于所述电极侧表面上的电极；一个电极侧绝缘层，其形成于所述发光二极管芯片的电极侧表面上且形成有多个对应于所述电极的通孔；形成于所述电极侧绝缘层的每个通孔内的高传热散热层；以及形成于每个高传热散热层上的高传热金属层。

附图说明

[0014] 图1所示为本发明第一优选实施例的发光二极管封装体的示意剖视图；

[0015] 图2至图3所示为用于制造在图1中所示的发光二极管封装体的方法的示意剖视图；

[0016] 图4所示为本发明第二优选实施例的发光二极管封装体的示意剖视图；

[0017] 图5至7所示为用于制造在图4中所示的发光二极管封装体的方法的示意剖视图；

[0018] 图8和9所示为每个介层孔暴露两个或者更多个LED芯片的主要发光表面的状态的示意图；

[0019] 图10所示为本发明的第二优选实施例的发光二极管封装体的变化的示意剖视图；

[0020] 图11所示为本发明第二优选实施例的发光二极管封装体的变化的示意剖视图；

[0021] 图12(A)和12(B)所示为本发明第三优选实施例的发光二极管封装体的示意图；

[0022] 图13(A)和13(B)所示为本发明第三优选实施例的发光二极管封装体的变化的示意图；

[0023] 图14至16所示为使用本发明的发光二极管封装体的背光模块的示意图；

[0024] 图17所示为本发明第二优选实施例的发光二极管封装体的变化的示意剖视图；

[0025] 图18所示为在图17中所示的发光二极管封装体的背光模块的示意图；

[0026] 图19所示为现有发光二极管封装体的示意图；

[0027] 图20所示为相同波长与相同亮度的发光二极管芯片在封装后的规格分布的示意图；

[0028] 图21所示为本发明第四优选实施例的发光二极管封装体的示意图；以及[0029] 图22所示为本发明的第二优选实施例的变化的示意剖视图。

具体实施方式

[0030] 在以下本发明优选实施例的详细说明中，相同或类似的组件由相同的标号标示，而且它们的详细描述将被省略。此外，为了清楚揭示本发明的特征，附图中的组件并非按实际比例描绘。

[0031] 图1所示为本发明第一优选实施例的发光二极管封装体的示意剖视图，而图2至3所示为以流程图方式示出制造在图1中所示的发光二极管封装体的方法的示意剖视图。

[0032] 如在图1至3中所示，在一个具有多个发光二极管芯片1的发光二极管晶片W的电极侧表面W10上形成有一个电极侧绝缘层2。所述电极侧绝缘层2形成有暴露所述发光二极管晶片W的对应的发光二极管芯片1的电极11的通孔20。在每个通孔20内依次形成有一个形成于所述电极侧表面10上的高传热散热层30和一个形成于所述高传热散热层30上的高传热金属层31。

[0033] 在本实施例中，所述高传热散热层30由诸如热解石墨与烈解石墨的具有400W/(m·K)至700W/(m·K)的热传导系数的材料形成，或者由诸如钻石墨的具有900W/(m·K)至1200W/(m·K)的热传导系数的材料形成。另一方面，所述高传热金属层31可以由镍层和金层或者铝层和铜层形成，如在图11中所示。或者，所述金属层31可以由铜层形成。或者，所述金属层31可以由任何适合的金属层或合金层形成，诸如Al、AlN3、Cu、BN3等。

[0034] 接着，多个各沿着对应的切割线CL延伸的凹槽13形成在发光二极管晶片W的与所述电极侧表面W10相对的主要发光表面W12上。

[0035] 然后，如在图3中所示，荧光粉层41和保护层42依次形成在所述发光二极管晶片W的表面W12上。

[0036] 接着，如在图1所示，在经历切割制程之后，得到本发明第一实施例的发光二极管封装体。由于所述发光二极管芯片1的侧表面也大部分地由荧光粉层41覆盖，所述本实施例的优点在于可更有效地降低由所述发光二极管封装体所发出的光线的颜色因侧光的影响而起变化。

[0037] 图4所示为本发明第二优选实施例的发光二极管封装体的示意剖视图，而图5至图7所示为以流程图方式示出制造在图4中所示的发光二极管封装体的方法的示意剖视图。

[0038] 要注意的是，由于在发光二极管晶片W的电极侧表面W10上的电极侧绝缘层2、高传热散热层30与高传热金属层31的形成与第一实施例相同，它们的详细说明将会省略。

[0039] 参阅图4至图7所示，在所述发光二极管晶片W的主要发光表面W12上形成有一个发光表面侧绝缘层4。所述发光表面侧绝缘层4形成有多个通到对应的发光二极管芯片1的主要发光表面12(W12)的穿孔40。每个穿孔40内形成有一个荧光粉层41。

[0040] 然后，一个透明保护层42形成在所述绝缘层4与荧光粉层41的表面上。接着，如在图4所示，在经历切割制程之后，得到本发明第二实施例的发光二极管封装体。

[0041] 在以上的说明中，虽然每个通孔40曝露一个芯片的主要发光表面12。然而，每个通孔40也可暴露两个或以上的芯片1。即，每个通孔40也可根据需要暴露2x2个、3x3个、4x4个、5x5个、...等等芯片1，如在图8和图9中所示。

[0042] 通过本发明的方法制成的发光二极管封装体由于每个发光二极管芯片的荧光粉层41具有相等的面积A1，A2，A3，....，An(见图5)和相等的厚度D1，D2，D3，.....，Dn见(图7)，因此，荧光粉在LED蓝光激发后，取得相同色温及相同亮度，不会因点荧光粉造成LED封装后有40％以上的不良品(side bins)。而且，形成于每个发光二极管芯片1的发光表面
12上的荧光粉层41与对应的发光二极管芯片1的相对位置不会偏移，形状也不会不同，所以能够有效消除现有发光二极管封装体的缺点。

[0043] 此外，本发明的荧光粉层41的高度由绝缘层4的高度来控制，因此与实际所需的高度的误差范围能够适当地控制。

[0044] 参阅图10所示，在每个金属层31上还可选择地形成锡球32。

[0045] 如是，由于所述高传热散热层30以及所述高传热金属层31的高热传导系数，由所述发光二极管芯片1产生的热能够迅速有效地传导离开。

[0046] 图12(A)和图12(B)所示为本发明另一实施例的发光二极管封装体的示意侧视图。

[0047] 参阅图12(A)和图12(B)所示，所述发光二极管封装体包括一对电极接脚51，52、由所述一对电极接脚51，52支撑的发光二极管芯片1、包覆所述发光二极管芯片1的荧光粉层6、反射罩7、以及透镜8。

[0048] 所述发光二极管芯片1具有第一电极侧表面13和第二电极侧表面14。在所述第一电极侧表面13上设有第一电极130。在所述第二电极侧表面14上设有第二电极140。所述第一电极和所述第二电极具有不同的导电性类型。所述发光二极管芯片1在其第一和第二电极侧表面13和14的电极130和140与对应的电极接脚51，52的接点电接触的情况下由所述一对电极接脚51，52支撑。所述发光二极管芯片1的电极侧表面13，14涂布有钻石薄膜15。因此，热能够经由所述钻石薄膜有效地从电极接脚51，52传导离开所述透镜8内部。

[0049] 参阅图13(A)和图13(B)所示，其示出图12(A)的发光二极管封装体的变型。这一变型与图12(A)中所示的发光二极管封装体不同之处在于在本变型中，在钻石薄膜15上还涂布有一层荧光粉层16，使得在图12(A)中所示的荧光粉层6可省略。

[0050] 图14所示为发光模块的示意部分分解图，而图15所示为图14的发光模块的示意组合图。

[0051] 参阅图14所示，所述发光模块包括一个发光组件和一个导光组件。所述发光组件包括长形的印刷电路板100。在所述印刷电路板100上，以覆晶方式安装有多个发光二极管封装体200。在每个发光二极管封装体200的主要发光表面上涂布有荧光粉层201。在所述印刷电路板100中形成有多个在所述印刷电路板100的纵向上以相等间隔分隔的倒T形贯孔101。

[0052] 所述导光组件包括扩散板300。在所述扩散板300的面向所述印刷电路板100的表面上形成有多个适于容置安装在所述印刷电路板100上的对应的发光二极管封装体200的容置凹陷部301及多个适于延伸至所述印刷电路板100的对应的贯孔101的卡勾302。

[0053] 如在图15中所示，当所述扩散板300的卡勾302卡合在所述印刷电路板100的对应的贯孔101内时，安装在所述印刷电路板100上的发光二极管封装体200容置在所述扩散板300的对应的凹陷部301内，而由这些发光二极管封装体200发射的光线由所述扩散板300扩散出去。

[0054] 需要注意的是，在每个凹陷部301的内表面上可涂布荧光粉层303(见图16)。由此，可省略发光二极管封装体200上的荧光粉层。或者，荧光粉层303与发光二极管封装体200上的荧光粉层可同时存在，由此可改进发光二极管封装体200侧光无激发荧光粉的缺点。

[0055] 现在参阅图17所示，与第二实施例不同，本实施例的发光二极管封装体在发光二极管芯片1的主要发光表面12上没有形成发光表面侧绝缘层，所述荧光粉层41直接形成在所述发光二极管芯片1的主要发光表面12上。

[0056] 图18所示为使用在图17中所示的发光二极管封装体的背光模块的示意立体图。

[0057] 如在图18中所示，所述背光模块包括印刷电路板100、多个发光二极管封装体200、及多个掺杂有荧光粉的盖体400。这些如在图17中所示的发光二极管封装体200电气地安装在所述印刷电路板100上。每个盖体400形成有一个喇叭状贯孔401，并且安装在所述印刷电路板100上，使得每个发光二极管封装体200位于对应的盖体400的贯孔401内靠近所述贯孔401的具较小孔径的孔口。由此，任何从所述封装体200侧面发出的蓝色光线在与盖体400的荧光粉激发后会变成白光，因此蓝色侧光问题能进一步解决。

[0058] 参阅图21所示，一个LED芯片1电气地安装于基体S上。所述LED芯片1具有一个形成有第一电极12的第一表面10，和一个形成有第二电极(图中未示出)的第二表面11。所述LED芯片1经由一个导体层3安装在所述基体S的安装表面20上，使得所述LED芯片1的第二电极电气连接到在所述基体S的安装表面20上的对应的电气接点(图中未示出)。

[0059] 所述导体层3包括一个形成于所述基体S的安装表面20上的铜层32、一个在所述铜层32上的金层31、和一个在所述金层31上的焊接层30。

[0060] 所述铜层32通过激光焊接法(Laser Welding Method)或者超声波法(Ultrasonic Method)来连接到所述基体S的安装表面20。

[0061] 所述金层31通过激光焊接法来连接到所述铜层32。

[0062] 所述焊料层30通过回焊法来连接到所述金层31。

[0063] 所述LED芯片1的第一电极12电连接到在所述基体S的安装表面20上的导电接点21。每个导电接点21包括一个形成在所述基体S的安装表面20上的铜层212、一个在所述铜层212上的金层211、和一个在所述金层211上的焊料层210。

[0064] 参阅图22所示，与本发明的第一实施例不同，所述高度导热金属层31包括一个形成于由热分解石墨形成的高度散热层30上的铜层310。所述高度散热层30与所述铜层310可以通过溅镀法来形成。需要注意的是，所述高度散热层30与所述高度导热金属层31的部分的去除可以通过CMP(化学机械研磨)制程来达成。

[0065] 所述金属层31还包括一个在所述铜层310上的Au层311和一个在所述Au层311上的焊料层312。