CN102769088B - 表面黏着型发光二极管封装结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种表面黏着型发光二极管封装结构及其制造方法，该封装结构包括绝缘本体、第一导电部、第二导电部、发光二极管晶片及导线。绝缘本体具有一容置部及一位于该容置部内的配垫岛，容置部形成一容置空间及一平坦底面，配垫岛形成一导接平面。第一导电部具有一位于导接平面的第一接触部、及一延伸至绝缘本体的外表面的第一接脚。第二导电部具有一位于容置部底面的第二接触部、及一延伸至绝缘本体的外表面的第二接脚；发光二极管晶片设于第二接触部上。导线连接发光二极管晶片于第一接触部。本发明发光二极管封装结构的尺寸减小；导线长度减少，不仅减少导线成本，也降低导线外露于绝缘本体的可能性及短路的风险。

Description

表面黏着型发光二极管封装结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种表面黏着型发光二极管封装结构及其制造方法，特别涉及一种具有平坦式接脚(foot pin)而可利用表面黏着技术(Surface mountedtechnology)焊接于电路表面的发光二极管封装结构。

背景技术

表面黏着型(Surface mounted)发光二极管已经广泛地应用为近距离传感器(proximity sensor)，设置在移动电话、电视或携带式移动装置内，以感应使用者的在场(presence)。为获得更长的感测距离(detecting distance)，就需要有小角度、高强度的表面黏着型发光二极管。其中表面黏着型反射式发光二极管(Surface mounted reflection LED)可以符合上述需求。

请参阅图1，现有的表面黏着型发光二极管具有绝缘本体9，其包括杯状(cup-like shaped)的容置部92及位于容置部92外面的导垫设置区920。导垫设置区920是由容置部92内表面向外并由绝缘本体9的顶面向下凹设而成的。杯状的容置部92是用于配合光线照明。金属支架的一端延伸至导垫设置区920内而形成一导垫(bond pad)，另一端延伸至绝缘本体9的外围以作为电极(未图示)。

上述现有技术有些可以改进的地方。首先，由于导垫位于容置部92的外面，此种封装结构需要较长的导线(bonding wire)95。其连带地造成潜在的信赖度问题(potential reliability issue)，例如导线95高过绝缘本体9的顶面而容易外露于空气中；或者，容易因接触容置部92内表面的金属电镀层而产生短路。此外，因导垫设置区920加大了宽度，而造成较大的封装尺寸。

由此，本发明提出一种设计合理且有效改善上述问题的表面黏着型发光二极管封装结构及其制造方法。

发明内容

本发明的目的是解决上述技术问题，提供一种表面黏着型发光二极管封装结构，并缩短导线的长度，并降低导线的高度，以减少潜在的信赖度问题；此外减小整体的封装尺寸。

为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，提供一种表面黏着型发光二极管封装结构，包括绝缘本体、第一导电部、第二导电部、发光二极管晶片及导线。绝缘本体具有一由其顶面向下凹陷的容置部、及一位于该容置部内的配垫岛，该容置部形成一容置空间及一平坦底面，该配垫岛由该容置部的内表面部分地朝该容置空间突出且形成一导接平面。第一导电部具有一位于该配垫岛的该导接平面的第一接触部、及一延伸至该绝缘本体的外表面的第一接脚。第二导电部具有一位于该容置部的底面的第二接触部、及一延伸至该绝缘本体的外表面的第二接脚；发光二极管晶片设于该第二接触部上。导线连接该发光二极管晶片于该第一接触部。

为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，提供一种表面黏着型发光二极管封装结构的制造方法，包括至少下列步骤：

提供一绝缘本体，并于该绝缘本体形成一凹陷状的容置部及一突出于该容置部内的配垫岛；

在该绝缘本体的表面形成一导电层，覆盖该容置部，并延伸至该绝缘本体的外表面而形成第一接脚及第二接脚；

去除该导电层的一部分而形成一隔缝，使该隔缝穿过该配垫岛、该容置部及该绝缘本体，将该导电层隔开形成第一导电部及第二导电部；

设置一发光二极管晶片于该容置部的底面且位于该第二导电部上；及

提供一导线，以使该发光二极管晶片连接于该第一导电部。

本发明至少具有以下有益效果：容置部的配垫岛，使整体结构的尺寸比现有技术小；导线只延伸至容置部内，长度变短，高度变低，减少导线成本，也降低导线短路的风险。导电层同时可作为容置部的反射面。

为了能更进一步了解本发明为达成既定目的所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明、附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体的了解，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为现有的表面黏着型发光二极管的立体图。

图2为本发明表面黏着型发光二极管的立体图。

图3为本发明表面黏着型发光二极管的剖视图。

图4为本发明表面黏着型发光二极管的俯视图。

其中，附图标记说明如下：

绝缘本体10

容置部12

容置空间122

底面124

配垫岛14

圆筒形弧面141

导接平面142

导电层20

隔缝201

第一导电部21

第一接触部212

第一倾斜部214

第一平整部216

第一接脚218

第二导电部22

第二接触部222

第二倾斜部224

第二平整部226

第二接脚228

发光二极管晶片30

导线32

具体实施方式

请参考图2，其为本发明的表面黏着型发光二极管封装结构的立体图。以下配合本发明的结构，一并说明其制造方法。本发明的表面黏着型发光二极管封装结构包括有一绝缘本体10、一形成于绝缘本体10的表面的导电层20、一发光二极管晶片(LED dice)30、及一导线32。前述导电层20延伸至该绝缘本体10的外表面(本实施例为底面)形成第一接脚218(first foot pin)及第二接脚(second foot pin)228，而供本发明可利用表面黏着技术(SMT)焊接安装于电路板(未图示)上。

绝缘本体10为绝缘材料制成，可以用塑胶射出的方式成型。绝缘本体10具有一由其顶面向下凹陷的容置部12、及一位于该容置部12内的配垫岛(bond-pad island)14。若以塑胶射出方式成型的话，本发明在形成绝缘本体10的同时，即可形成该容置部12及该配垫岛14。

本实施例的容置部12大体呈杯状(cup-like shape)，具有一容置空间122及一平坦底面124；容置部12形成凹状弧面的内表面，有利于光线的聚集；平坦底面124可供置放发光二极管晶片30。

上述配垫岛14是由杯状的容置部12的内表面部分地(partially)朝该容置空间122突出而成的，大体呈楔形(wedge-shaped)，并且形成一导接平面142于顶面。导接平面142呈扇形(par of cylinder)。本实施例中该配垫岛14具有一邻近该平坦底面124的圆筒形弧面141、及一对侧边平面(未标号)连接该圆筒形弧面141及该容置部12内表面。然而，本发明配垫岛的形状并不受限于上述例子，例如也可是部分圆柱形、方柱形等。

本发明的导电层20形成于该绝缘本体10的表面，可以是借由电镀或别的方式形成的。导电层20覆盖该容置部12，同时延伸至该绝缘本体10的外表面，本实施例是延伸至绝缘本体10的两相对的侧面。不需导电层的部位可以先予以遮盖，例如用可拨离的胶覆盖，电镀后再去除。依本发明绝缘本体10的外型，可以是在一长条型的绝缘材料上形成多个容置部12。电镀完成后，以切除的方式，将每一容置部切开，切割的部分形成未电镀的侧面。

然后，形成一横越该导电层20的隔缝(Isolation gap)201，隔缝201可以是用激光蚀刻的方式去除，或在形成导电层20之前就予以遮盖。本实施例中，该隔缝201横穿过该配垫岛14、该容置部12及该绝缘本体10，将该导电层20隔开形成第一导电部21及第二导电部22，以分别将电源导接至发光二极管晶片30的两极。本发明的导电层20另外的优点在于，也可以作为容置部12的反射面以反射并聚集光线。

第一导电部21具有一位于导接平面142上的第一接触部212、及一延伸至该绝缘本体10的外表面的第一接脚218。本实施例的第一导电部21还包括由第一接触部212斜向延伸至容置部12内侧面的第一倾斜部214、由第一倾斜部214延伸至绝缘本体10顶面的第一平整部216。第一平整部216朝绝缘本体10的外表面延伸而形成上述第一接脚218，本实施例的第一接脚218位于绝缘本体10的底面，然而第一接脚是可以依发光二极管封装结构的设计而变更位置。

第二导电部22具有一位于该容置部12的底面的第二接触部222、及一延伸至该绝缘本体10的外表面的第二接脚228；本实施例的第二导电部22还包括由第一接触部222斜向延伸至容置部12内侧面的第二倾斜部224、由第二倾斜部224延伸至绝缘本体10顶面的第二平整部226。第二平整部226朝绝缘本体10的外表面延伸而形成上述第二接脚228，本实施例的第二接脚228位于绝缘本体10的底面，然而第二接脚是可以依发光二极管封装结构的设计而变更位置。本实施例的第二导电部22有一部分覆盖于配垫岛14的圆筒形弧面141，使圆筒形弧面141也提供聚集光线及反射光线的功用。

发光二极管晶片(LED dice)30设于该第二接触部222上。本实施例的发光二极管晶片30具有一位于其底面的电极，可以是阳极(anode)或阴极(cathode)，可借由导电性树脂(conductive epoxy)固定并电连接于第二接触部222；发光二极管晶片30的另一电极借由导线32连接于该第一导电部21的第一接触部212。相较现有技术，本发明的导线32只位于容置部12内，未延伸至容置部外，长度缩短。然而本发明的发光二极管晶片并不限制于上述的型式，例如二个电极可以均为打线连接。

请参阅图3及图4，分别为本发明的表面黏着型发光二极管封装结构的剖视图及俯视图。配垫岛14的顶面，亦即导接平面142，低于绝缘本体10的顶面，且接近该发光二极管晶片30的顶面。配垫岛142的高度大约为容置部12深度的一半。当导线32打线(bonding)完成后仍远远低于绝缘本体10的顶面，不会有现有技术导线外露的问题。

本实施例中该第一导电部21及该第二导电部22由镀于该绝缘本体10表面的导电层20形成。该导电层20借由隔缝201形成该第一导电部21及该第二导电部22，以分别电连接发光二极管晶片30的二电极。导电层20同时又提供反射及聚集光线的作用。

本发明为达成上述结构，提供一种表面黏着型发光二极管封装结构的制造方法，包括至少下列步骤：

首先，形成一绝缘本体10，并于该绝缘本体10形成凹陷状的容置部12及突出于该容置部12内的配垫岛14。一种实施的方式，在该容置部12形成杯状的容置空间122及一平坦底面124。

其次，形成一导电层20于该绝缘本体10的表面，覆盖该容置部12，并延伸至该绝缘本体10的外表面而形成第一接脚218及第二接脚228。一种较佳的方式，是以电镀方式形成该导电层20。更细部的步骤包括覆盖该导电层20于该绝缘本体10的顶面及两侧面，并延伸至该绝缘本体10的底面，而形成第一接脚218及第二接脚228于该绝缘本体10底面。

接着，去除该导电层20的一部分而形成一隔缝201，使该隔缝201穿过该配垫岛14、该容置部12及该绝缘本体10，将该导电层20隔开形成第一导电部21及第二导电部22。一种较佳的方式，是以激光蚀刻方式形成该隔缝201。更仔细的说，其中在该配垫岛14的顶面，该第一导电部21形成有第一接触部212，并在该容置部12的底面124，该第二导电部22形成有第二接触部222。

然后，设置一发光二极管晶片30于该容置部12的底面且位于该第二导电部22上。其中更细的步骤，包括设置该发光二极管晶片30于该容置部12的底面124且位于该第二接触部222上。

之后，提供一导线32以连接该发光二极管晶片30于该第一导电部21。更具体的说，是连接于第一导电部21的第一接触部212。

纵上所述，本发明具有下述的特点及功能：容置部内设有配垫岛，使得发光二极管封装结构的尺寸比现有技术小；导线只延伸至容置部内，长度变短，高度变低，不仅减少导线成本，也降低导线外露于绝缘本体的可能性及短路的风险。导电层同时可作为容置部的反射面，又作为连接二电极至电源的线路。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此即局限本发明的权利要求范围，故举凡运用本发明说明书及附图内容所为的等效技术变化，均同理皆包含于本发明的范围内。

Claims (11)

1.一种表面黏着型发光二极管封装结构，其特征在于，包括：

绝缘本体，具有一由该绝缘本体顶面向下凹陷呈杯状的容置部、及一位于该容置部内的配垫岛，该容置部具有一平坦底面、及一由该平坦底面斜向向外延伸的凹状弧面而形成一具有开口的容置空间，该配垫岛由该容置部的凹状弧面部分地朝该容置空间突出，该配垫岛形成一导接平面，该导接平面平行于该绝缘本体的顶面；

第一导电部，覆盖于该绝缘本体顶面的第一部分、该容置部的该凹状弧面的第一部分、以及该配垫岛的该导接平面的第一部分，具有一位于该导接平面的该第一部分的第一接触部、及一延伸至该绝缘本体外表面的第一接脚；

第二导电部，覆盖于该绝缘本体顶面的第二部分、该容置部的该凹状弧面的第二部分、该容置部的该平坦底面、及该配垫岛的该导接平面的第二部分，具有一位于该容置部底面的第二接触部、及一延伸至该绝缘本体的外表面的第二接脚；

发光二极管晶片，设于该第二接触部上；

隔缝，形成于该第一导电部及该第二导电部之间，并经过该导接平面；及

导线，连接该发光二极管晶片于该第一接触部。

2.如权利要求1所述的表面黏着型发光二极管封装结构，其特征在于，该配垫岛的该导接平面呈扇形，该配垫岛具有一邻近该平坦底面的圆筒形弧面面向该发光二极管，其中该第二导电部局部地覆盖于该圆筒形弧面。

3.如权利要求1所述的表面黏着型发光二极管封装结构，其特征在于，该配垫岛的该导接平面低于该绝缘本体的顶面，且接近该发光二极管晶片的顶面。

4.如权利要求1所述的表面黏着型发光二极管封装结构，其特征在于，该第一导电部及该第二导电部由一镀于该绝缘本体表面的导电层形成。

5.如权利要求1所述的表面黏着型发光二极管封装结构，其特征在于，该导电层覆盖于该容置部以及该绝缘本体的顶面及两侧面，并延伸至该绝缘本体的底面，该第一导电部及该第二导电部位于该绝缘本体的底面。

6.一种表面黏着型发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于，包括至少下列步骤：

形成一绝缘本体，并于该绝缘本体形成一凹陷状的容置部，并在该容置部形成一平坦底面、及一由该平坦底面斜向向外延伸的凹状弧面，而形成一容置空间；

由该容置部的该凹状弧面局部地朝向该容置空间突出一位于该容置部内的配垫岛，并在该配垫岛形成一导接平面，该导接平面平行于该绝缘本体的顶面；

形成一导电层，覆盖于该绝缘本体的表面且延伸至该绝缘本体的二侧，并覆盖该容置部的该凹状弧面与该平坦底面、以及该配垫岛的该导接平面，并延伸至该绝缘本体的外表面而形成第一接脚及第二接脚；

移除该导电层的一部分而形成一隔缝，使该隔缝穿过该配垫岛的该导接平面、该容置部的该凹状弧面及该绝缘本体的顶面，将该导电层隔开形成第一导电部及第二导电部，因而使该第一导电部的一部分与该第二导电部的一部分被该隔缝隔开形成于该配垫岛的该导接平面上；

在该第一导电部形成第一接触部于该配垫岛的该导接平面，并在该第二导电部形成第二接触部于该容置部的该平坦底面；

设置一发光二极管晶片于该容置部的底面且位于该第二导电部上；及

提供一导线，以使该发光二极管晶片连接于该第一导电部。

7.如权利要求6所述的表面黏着型发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于，还包括一步骤为，使该导电层覆盖于该绝缘本体的顶面及两侧面，并延伸至该绝缘本体的底面，而在该绝缘本体底面形成第一接脚及第二接脚。

8.如权利要求6所述的表面黏着型发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于，该发光二极管晶片设置于该容置部的底面且位于该第二接触部上。

9.如权利要求6所述的表面黏着型发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于，该导线使该发光二极管晶片连接于该第一接触部。

10.如权利要求6所述的表面黏着型发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于，该导电层是以电镀方式形成。

11.如权利要求6所述的表面黏着型发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于，该隔缝是以激光蚀刻方式形成。