CN104064662A - 发光二极管封装结构 - Google Patents
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Abstract
一种发光二极管封装结构包括封装基板和发光二极管晶粒，封装基板上形成电性隔绝的第一、第二导电部，发光二极管晶粒形成有与其正、负电极的至少其中之一电连接的凸块，第一、第二导电部包括相对设置的上下表面，第一、第二导电部的至少其中之一的上表面对应凸块形成凹槽，凹槽内设置防氧化金属层，所述发光二极管上的凸块对应收容于凹槽内并通过防氧化金属层与第一导电部/第二导电部电连接。本发明中通过在第一、第二导电部的表面上设置凹槽来增加凸块与第一导电部/第二导电部的接触面积，提升发光二极管封装结构的导电性能，同时在凹槽中设置防氧化金属层防止第一、第二导电部与凸块接触的位置被氧化。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体发光元件，尤其涉及一种发光二极管封装结构。
背景技术
发光二极管凭借其高光效、低能耗、无污染等优点，已被应用于越来越多的场合之中，大有取代传统光源的趋势。
在应用到具体领域中之前，发光二极管晶粒还需要进行封装，以保护发光二极管晶粒不受挤压或者氧化，从而使发光二极管封装结构获得较高的发光效率及较长的使用寿命。
硅树脂模塑化合物（Silicon Molding Compound，SMC）以及环氧模塑料（Epoxy Molding Compound, EMC）常作为封装材料应用于发光二极管封装结构中。特别地，该硅树脂模塑化合物较环氧模塑料更耐高温，故在发光二极管封装结构中得到广泛应用。但由于该硅树脂模塑化合物或环氧模塑料与金属电极的密合度差，二者接合处会有空气或水气的渗入，容易导致内部电极氧化而使得发光二极管封装元件的电性接触不良。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种电极不易发生氧化的发光二极管封装结构。
一种发光二极管封装结构，包括封装基板以及设置于封装基板上的发光二极管晶粒，所述封装基板上还形成电性隔绝的第一导电部和第二导电部，所述发光二极管晶粒具有与第一导电部和第二导电部分别电连接的正电极和负电极，所述发光二极管晶粒上还形成有与正、负电极的至少其中之一电连接的凸块，所述第一导电部和第二导电部均包括相对设置的上表面和下表面，所述第一导电部和第二导电部的至少其中之一的上表面上对应发光二极管晶粒的凸块形成一凹槽，所述凹槽内形成防氧化金属层，所述发光二极管晶粒的凸块收容于凹槽内并通过防氧化金属层与对应的第一导电部/第二导电部电连接。
本发明中第一导电部和第二导电部的表面上对应发光二极管晶粒的凸块形成有凹槽，这能增加凸块与第一导电部/第二导电部的接触面积，提升了发光二极管封装结构的导电性能，同时在凹槽中设置防氧化金属层防止第一导电部、第二导电部与凸块接触的位置被氧化。
下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1为本发明第一实施例的发光二极管封装结构的剖面示意图。
图2为图1中所示发光二极管封装结构的俯视示意图（其中发光二极管封装结构的发光二极管晶粒与封装层被隐藏）。
图3为本发明第二实施例的发光二极管封装结构的剖面示意图。
图4为本发明第三实施例的发光二极管封装结构的剖面示意图。
主要元件符号说明
| 发光二极管封装结构 | 100、100a、100b |
| 封装基板 | 10、10a、10b |
| 顶面 | 101、101b |
| 底面 | 102 |
| 第一导电部 | 20、20a、20b |
| 上表面 | 201、211 |
| 第一凹槽 | 2011、2011a、2011b |
| 下表面 | 202、212 |
| 第二凹槽 | 2111、2111b |
| 第二导电部 | 21、21a、21b |
| 反射杯 | 30、30a、30b |
| 容置槽 | 301、301a、301b |
| 防氧化金属层 | 40、40a、40b |
| 封装层 | 50、50a、50b |
| 发光二极管晶粒 | 60、60a、60b |
| 第一凸块 | 601、601a、601b |
| 第二凸块 | 602、602b |
| 导线 | 70 |
| 承载部 | 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
请同时参考图1和图2所示，本发明第一实施例的发光二极管封装结构100包括封装基板10、设置于封装基板10上的发光二极管晶粒60、位于封装基板10上并围绕发光二极管晶粒60设置的反射杯30和设置于封装基板10上并包覆发光二极管晶粒60的封装层50。
该封装基板10可由硅树脂模塑化合物或环氧模塑料中任意一种与玻璃纤维压合制成。而反射杯30以及封装层50的材质均采用硅树脂模塑化合物或环氧模塑料。在本实施例中，该反射杯30与该封装基板10通过注塑的方式一体形成。
该封装基板10上设置有电性隔绝的第一导电部20和第二导电部21。该第一导电部20和第二导电部21均为纵长的块体。该第一导电部20和第二导电部21的剖面呈倒置的“凸”字形。该封装基板10包括相对设置的顶面101和底面102。该第一导电部20包括相对设置的上表面201和下表面202，该第二导电部21包括相对设置的上表面211和下表面212。该第一导电部20和第二导电部21贯穿该封装基板10的顶面101和底面102。该第一导电部20的下表面202和第二导电部21的下表面212均外露于封装基板10的底面102。该第一导电部20和第二导电部21由具有良好导热以及导电性能的材质构成，比如铜、铝。
该发光二极管晶粒60的正电极（N型电极）和负电极（P型电极）上分别形成有第一凸块601和第二凸块602。该第一导电部20的上表面201对应第一凸块601形成第一凹槽2011，该第二导电部21的上表面211对应该第二凸块602形成第二凹槽2111。该第一凹槽2011和第二凹槽2111内设置防氧化金属层40。该发光二极管晶粒60的第一凸块601收容于第一凹槽2011内并通过防氧化金属层40与第一导电部20电连接，该发光二极管晶粒60的第二凸块602对应收容于第二凹槽2111内并通过防氧化金属层40与第二导电部21电连接。该第一凹槽2011邻近该第一导电部20与封装基板10的接合处设置。该第二凹槽2111邻近该第二导电部21与封装基板10的接合处设置。
该第一凸块601和第二凸块602的材料为金或焊锡。该第一凸块601和第二凸块602通过共晶焊接方式结合于对应的防氧化金属层40上。
该防氧化金属层40的材质可为金、镍或防氧化的合金中任意一种。该防氧化金属层40位于该第一凹槽2011和第二凹槽2111的底部。该第一凸块601和第二凸块602分别对应收容于第一凹槽2011内和第二凹槽2111内。该第一凸块601的远离第一导电部20的顶部凸出于第一导电部20的上表面201，该第二凸块602的远离第二导电部21的顶部凸出于第二导电部21的上表面211。
在本实施例中，该第一凹槽2011和第二凹槽2111的形状近似呈柱状，该第一凹槽2011的尺寸与第一凸块601的尺寸相当，该第二凹槽2111的尺寸与第二凸块602的尺寸相当。该第一凸块601收容于该第一凹槽2011内，该第二凸块602收容于该第二凹槽2111内。该第一凸块601通过共晶结合技术与第一导电部20紧密结合在一起，该防氧化金属层40填充于第一凸块601与第一凹槽2011形成的间隙内并包覆住第一凸块601的表面的大部分。该第二凸块602通过共晶结合技术与第二导电部21紧密结合在一起，该防氧化金属层40填充于第二凸块602与第二凹槽2111形成的间隙内并包覆住第二凸块602的表面的大部分。可以理解地，在其他实施例中该第一凹槽2011和第二凹槽2111的形状并不限于柱状，而可以根据第一凸块601和第二凸块602的具体形状作调整以将第一凸块601和第二凸块602收容其内。
可以理解地，在其他实施例中，该防氧化金属层40可直接通过电镀或蒸镀方式分别形成于第一凹槽2011和第二凹槽2111的底部。
该反射杯30具有一容纳发光二极管晶粒60的容置槽301。发光二极管晶粒60位于该容置槽301内并通过倒装（Flip chip）的方式安装于封装基板10上并与第一导电部20和第二导电部21分别电连接。
该封装层50内包含荧光粉（图未示）用于转换发光二极管晶粒60发射的光线。该荧光粉可以是石榴石基荧光粉、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或氮化物基荧光粉中至少一种。
请参考图3，本发明的第二实施例的发光二极管封装结构100a与第一实施例中发光二极管封装结构100的不同之处在于：第一实施例中所述的发光二极管封装结构100的发光二极管晶粒60的正电极（N型电极）和负电极（P型电极）位于发光二极管晶粒60的同一侧，而本发明第二实施例的发光二极管封装结构100a中，该发光二极管晶粒60a的正电极（N型电极）和负电极（P型电极）分别位于发光二极管晶粒60a的相对两侧。该发光二极管晶粒60a的正电极和负电极的其中之一上形成第一凸块601a，该第一凸块601a收容于该第一凹槽2011a内，该第一凸块601a通过共晶结合技术与第一导电部20a紧密结合在一起，防氧化金属层40a位于该第一凸块601a与第一凹槽2011a形成的间隙内。该发光二极管晶粒60a的正电极和负电极的其中之另一通过导线70与第二导电部21a电连接。
请参考图4，本发明的第三实施例的发光二极管封装结构100b与第一实施例中发光二极管封装结构100的不同之处在于：在本发明的第一实施例中所述发光二极管封装结构100的封装基板10顶面101与第一导电部20的上表面201以及第二导电部21的上表面211相互平齐，而在本发明的第三实施例中所述发光二极管封装结构100b的封装基板10b的顶面101b中央向上凸出延伸形成一承载发光二极管晶粒60b的承载部80。该承载部80位于第一导电部20b和第二导电部21b之间。该承载部80用于定位该发光二极管晶粒60b与第一导电部20b和第二导电部21b之间的距离以防止发光二极管晶粒60b与第一导电部20b和第二导电部21b接触。
由于本案中第一导电部20、20a、20b和第二导电部21、21a、21b对应发光二极管晶粒60、60a、60b的第一凸块601、601a、601b和第二凸块602、602b分别形成第一凹槽2011、2011a、2011b和第二凹槽2111、2111b，且第一凹槽2011、2011a、2011b和第二凹槽2111、2111b内设置防氧化金属层40、40a、40b，第一凸块601、601a、601b和第二凸块602、602b分别收容于第一凹槽2011、2011a、2011b和第二凹槽2111、2111b并通过共晶结合技术与第一导电部20、20a、20b和第二导电部21、21a、21b牢固结合在一起，该防氧化金属层40、40a、40b填充于第一凸块601、601a、601b与第一凹槽2011、第二凸块602、602b与第二凹槽2111、2111b形成的间隙内，防止第一导电部20、20a、20b和第一凸块601、601a、601b以及第二导电部21、21a、21b和第二凸块602、602b接触的位置被氧化，这样的结合方式能增加第一凸块601、601a、601b和第一导电部20、20a、20b以及第二凸块602、602b和第二导电部21、21a、21b之间的接触面积，提升发光二极管封装结构100、100a、100b的导电性能。
其次，本发明中第一凸块601、601a、601b和第二凸块602、602b分别收容于第一凹槽2011、2011a、2011b和第二凹槽2111、2111b内并通过共晶结合技术与第一导电部20、20a、20b和第二导电部21、21a、21b分别结合，这能防止焊接过程中发光二极管晶粒60、60a、60b在水平面上发生漂移，影响发光二极管封装结构100、100a、100b的导电性能。
另外，本发明中防氧化金属层40、40a、40b收容于第一凹槽2011、2011a、2011b和第二凹槽2111、2111b内，当第一凸块601、601a、601b和第二凸块602、602b通过共晶结合技术与第一导电部20、20a、20b和第二导电部21、21a、21b结合时，能防止防氧化金属层40、40a、40b从第一凹槽2011、2011a、2011b和第二凹槽2111、2111b中溢出，焊接后防氧化金属层40、40a、40b均匀填充于第一凸块601、601a、601b和第一凹槽2011、2011a、2011b以及第二凸块602、602b和第二凹槽2111、2111b形成的间隙内，从而使得第一凸块601、601a、601b和第一导电部20、20a、20b以及第二凸块602、602b和第二导电部21、21a、21b牢固结合在一起。
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，包括封装基板以及设置于封装基板上的发光二极管晶粒，所述封装基板上形成有电性隔绝的第一导电部和第二导电部，所述发光二极管晶粒具有与第一导电部和第二导电部分别电连接的正电极和负电极，其特征在于：所述发光二极管晶粒上还形成有与正、负电极的至少其中之一电连接的凸块，所述第一导电部和第二导电部均包括相对设置的上表面和下表面，所述第一导电部和第二导电部的至少其中之一的上表面上对应发光二极管晶粒的凸块形成一凹槽，所述凹槽内形成防氧化金属层，所述发光二极管晶粒的凸块收容于凹槽内并通过防氧化金属层与对应的第一导电部/第二导电部电连接。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述发光二极管晶粒的正电极和负电极的其中之一上形成所述凸块，所述凸块收容于凹槽内并与对应的第一导电部/第二导电部电连接，所述发光二极管晶粒的正电极和负电极的其中之另一通过导线与第一导电部/第二导电部的其中之另一电连接。
3.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述发光二极管晶粒的正电极和负电极上分别形成所述凸块，所述凸块收容于对应的凹槽内并与对应的第一导电部和第二导电部分别电连接。
4.如权利要求3所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述封装基板包括相对设置的顶面和底面，所述封装基板的顶面中部向上凸伸形成一承载发光二极管晶粒的承载部，该承载部位于第一导电部和第二导电部之间。
5.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述封装基板包括相对设置的顶面和底面，所述第一导电部和第二导电部均贯穿封装基板的顶面和底面，所述第一导电部和第二导电部的下表面均外露于封装基板的底部。
6.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述凸块通过共晶结合方式与对应第一导电部/第二导电部相结合，所述防氧化金属层填充于凸块与凹槽形成的间隙内。
7.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述防氧化金属层的材料为金或镍。
8.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述凹槽邻近第一导电部/第二导电部与封装基板结合处设置。
9.如权利要求8所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述凸块收容于该凹槽内且凸块的顶部凸出于对应的第一导电块/第二导电块的上表面。
10.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：还包括设置于封装基板上并覆盖发光二极管晶粒的封装层，所述封装层内包含有荧光粉用于转换发光二极管晶粒发出的光线。
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