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CN201708151U - 晶片式发光二极管封装结构 - Google Patents

晶片式发光二极管封装结构 Download PDF

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CN201708151U CN2010201141466U CN201020114146U CN201708151U CN 201708151 U CN201708151 U CN 201708151U CN 2010201141466 U CN2010201141466 U CN 2010201141466U CN 201020114146 U CN201020114146 U CN 201020114146U CN 201708151 U CN201708151 U CN 201708151U
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chip
negative pole
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应宗康
余重宪
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Silitek Electronic Guangzhou Co Ltd
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Abstract

本实用新型是有关于一种晶片式发光二极管封装结构，包含：一基板、两个二极管及一透光胶层。基板包括一绝缘层、一导电底层、一第一凹槽及一第二凹槽。导电底层设于绝缘层下，绝缘层向下凹陷以与导电底层共同界定出第一凹槽及第二凹槽，且导电底层的最外边界相对于绝缘层下侧的最外边界内缩一定距离。所述二极管分别设于各凹槽内。透光胶层密封所述二极管。借由双凹槽结构可以同时设置发光二极管及齐纳二极管，而能提高抗静电能力，且导电底层的最外边界内缩一定距离，可防止毛边产生以避免吃锡不良。

Description

晶片式发光二极管封装结构
技术领域
本实用新型涉及一种发光二极管封装结构，特别是涉及一种晶片式发光二极管封装结构。
背景技术
参阅图1，一般表面黏着型的晶片式发光二极管(SMD CHIP-LED)封装结构9，大多是将发光二极管晶片91置于印刷电路板92(PCB)表面，再将透光胶体93覆盖发光二极管晶片91并以模造(Molding)方式固化，而将发光二极管晶片91密封。
现有的晶片式发光二极管封装结构9具有以下缺点：
1、当透光胶体93含有荧光材质或为有色胶体时，无法直接辨识封装结构9的极性，造成安装封装结构9于欲结合的电子装置时的麻烦。
2、发光二极管晶片91置放于印刷电路板92表面，而透光胶体93的厚度必须大于发光二极管晶片91的厚度，才能将发光二极管晶片91密封，使得整体封装结构9的厚度受到印刷电路板92及透光胶体93的厚度所限制，无法满足薄型化发展的需求。
3、印刷电路板92的中间通常为绝缘层921，其导热效果不佳，因此发光二极管晶片91所发出的热需由印刷电路板92表层的金属层922传导，如图1中的箭头路径所示，热传导先由印刷电路板92的上表面往外扩散，再由侧边传递至印刷电路板92的下表面散热，使得热传递路径较长，无法迅速散热。而热能累积则会影响发光二极管晶片91的发光效能及使用寿命。
此外，现有晶片式发光二极管封装结构9大多仅适于封装一个发光二极管晶片91，使得应用范围较受局限。因此，现有晶片式发光二极管封装结构9仍有改进的空间。
由此可见，上述现有的发光二极管封装结构在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的晶片式发光二极管封装结构，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
有鉴于上述现有的发光二极管封装结构存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的晶片式发光二极管封装结构，能够改进一般现有的发光二极管封装结构，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本实用新型的主要目的在于，克服现有的发光二极管封装结构存在的缺陷，而提供一种新型的晶片式发光二极管封装结构，所要解决的技术问题是使其提供一种具有双凹槽以供设置两个二极管，且可以降低整体厚度并能提高散热速度的晶片式发光二极管封装结构，非常适于实用。
本实用新型的另一目的在于，提供一种新型的晶片式发光二极管封装结构，所要解决的技术问题是使其导电底层的最外边界相对于绝缘层下侧的最外边界内缩一定距离，可防止毛边产生以避免吃锡不良，从而更加适于实用。
本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种晶片式发光二极管封装结构，其包括：一基板；其特征在于：该基板包括一绝缘层、一导电底层、一第一凹槽及一第二凹槽，该导电底层设置于该绝缘层下，该绝缘层向下凹陷以与该导电底层共同界定出该第一凹槽及该第二凹槽，且该导电底层的最外边界与该绝缘层的最外边界间隔一定距离；该封装结构还包含：分别设于该第一凹槽及该第二凹槽内的该导电底层上的两个二极管，及覆盖于该基板上，并密封所述二极管的一透光胶层。
本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的晶片式发光二极管封装结构，其中所述的导电底层具有互相不导通的一第一正极区及一第一负极区，该第一正极区与该第一负极区相间隔并与该绝缘层共同界定出一第一断开区，且该第一正极区涵盖该第一凹槽的范围，该第二负极区涵盖该第二凹槽的范围。
前述的晶片式发光二极管封装结构，其中所述的基板还包含一防焊层，该防焊层覆盖该导电底层的部分第一正极区及部分第一负极区的表面，并覆盖该第一正极区与该第一负极区之间的该第一断开区。
前述的晶片式发光二极管封装结构，其中所述的防焊层位于该第一负极区的一侧边的中间部分往外延伸，且防焊层横跨第一正极区与第一负极区的宽度距离为不小于0.4mm。
前述的晶片式发光二极管封装结构，其中所述的基板还包括一设于该绝缘层上的导电层，该导电层通过该第一凹槽的侧壁及该第二凹槽的侧壁与该导电底层电连接，且该导电层具有互相不导通且分别与该导电底层的该第一正极区和该第一负极区相对应的一第二正极区及一第二负极区。
前述的晶片式发光二极管封装结构，其中所述的透光胶层对应该第一负极区的一端具有一缺角。
前述的晶片式发光二极管封装结构，其中露出的该导电底层面积占该封装结构面积的45至80％。
前述的晶片式发光二极管封装结构，其中所述的二极管其中之一为发光二极管，且其中另一为发光二极管或齐纳二极管。
前述的晶片式发光二极管封装结构，其中所述的导电底层的最外边界相对于该绝缘层的最外边界为内缩。
前述的晶片式发光二极管封装结构，其中所述的导电底层的最外边界相对于该绝缘层的最外边界内缩距离介于0.025至0.1mm。
本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。经由以上可知，为了达到上述目的，本实用新型提供了一种晶片式发光二极管封装结构，包含：一基板、两个二极管及一透光胶层。该基板包括一绝缘层、一导电底层、一第一凹槽及一第二凹槽。该导电底层设置于该绝缘层下，该绝缘层向下凹陷以与该导电底层共同界定出该第一凹槽及该第二凹槽，且该导电底层的最外边界与该绝缘层下侧的最外边界间隔一定距离。所述二极管分别设于该第一凹槽及该第二凹槽内的该导电底层上。该透光胶层覆盖于该基板上，并密封所述二极管。
借由上述技术方案，本实用新型晶片式发光二极管封装结构至少具有下列优点及有益效果：借由双凹槽结构除了可以同时设置两个发光二极管之外，也可以是设置一个发光二极管及一个齐纳二极管，而能提高抗静电能力，而且，导电底层的最外边界与绝缘层下侧的最外边界间隔一定距离，可防止毛边产生以避免吃锡不良。进一步地，基板还包括一防焊层，具有防焊及极性辨识功能。此外，凹槽使发光二极管可以直接与导电底层接触，缩短热传递路径，以加快散热速度，而且发光二极管位于凹槽中，可减少透光胶体在基板表面的厚度，使整体封装结构的厚度较薄，符合薄型化的需求。
综上所述，本实用新型是有关于一种晶片式发光二极管封装结构，包含：一基板、两个二极管及一透光胶层。基板包括一绝缘层、一导电底层、一第一凹槽及一第二凹槽。导电底层设于绝缘层下，绝缘层向下凹陷以与导电底层共同界定出第一凹槽及第二凹槽，且导电底层的最外边界相对于绝缘层下侧的最外边界内缩一定距离。所述二极管分别设于各凹槽内。透光胶层密封所述二极管。借由双凹槽结构可以同时设置发光二极管及齐纳二极管，而能提高抗静电能力，且导电底层的最外边界内缩一定距离，可防止毛边产生以避免吃锡不良。本实用新型在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是现有的一晶片式发光二极管封装结构的示意图。
图2是本实用新型晶片式发光二极管封装结构的第一较佳实施例的示意图。
图3是该第一较佳实施例的一基板顶侧的俯视图。
图4是该第一较佳实施例的该基板底侧的仰视图。
图5是第一较佳实施例的立体图示意图。
图6是本实用新型晶片式发光二极管封装结构的第二较佳实施例的立体图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的晶片式发光二极管封装结构其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。为了方便说明，在以下的实施例中，类似的组件是以相同的编号来表示。
下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明：
参阅图2、图3与图4，为本实用新型晶片式发光二极管封装结构1的第一较佳实施例，其中图2为剖视图、图3为俯视图以及图4为仰视图，本实用新型可以利用于表面黏着技术而安装于一电子装置的电路板上。
晶片式发光二极管封装结构1包含一基板2、一齐纳二极管3、一发光二极管4及一透光胶层5。
基板2包括一绝缘层21、一导电底层22、一导电层23、一防焊层24、一第一凹槽25及一第二凹槽26。绝缘层21具有一顶面211及一底面212，且导电底层22设置于绝缘层21下(即底面212处)。此外，绝缘层21的顶面211向下往底面212凹陷而与导电底层22共同界定出第一凹槽25及第二凹槽26，且第一凹槽25及第二凹槽26分别用以容置齐纳二极管3及发光二极管4。
导电底层22具有互相不导通的一第一正极区221及一第一负极区222，第一正极区221与第一负极区222相间隔并与绝缘层21共同界定出一第一断开区224，且第一正极区221涵盖第一凹槽25的范围，第一负极区222涵盖第二凹槽26的范围。防焊层24覆盖导电底层22的部分第一正极区221及部分第一负极区222的表面，并覆盖第一正极区221与第一负极区222之间的第一断开区224，可避免焊接后造成第一正极区221与第一负极区222导通，防焊层24的宽度(横跨第一正极区221与第一负极区222的距离)以不小于0.4mm较佳，以便可有效避免焊接后易造成第一正极区221与第一负极区222导通的问题。而且，因为焊锡不会附着于防焊层24，而能借由防焊层24，在未覆盖防焊层24的区域产生焊垫图形(solderpad pattern)。此外，防焊层24位于第一负极区222的一侧边241的中间部分往外侧延伸，用以作为极性辨识，以提升作业人员或自动机台的辨识率。
另外，导电底层22的最外边界223与绝缘层21下侧(即底面212)的最外边界213间隔一定距离I，也就是说，导电底层22整体的最外边界223相对于绝缘层21的最外边界213为往内缩一定距离I，内缩距离I以介于0.025至0.1mm较佳。由于导电底层22若为具有较佳延展性的金属，例如铜。于是导电底层22的最外边界223容易产生毛边，导致焊接时吃锡不良，借由导电底层22的最外边界223相对于绝缘层21底面212的最外边界213往内缩，可降低导电底层22的最外边界223被外物触碰的机会以避免产生毛边。在本实施例中，封装结构1的平面尺寸为1.6mm×0.8mm，即为绝缘层21的最外边界213尺寸，而封装结构1的面积为1.28mm2(1.6mm×0.8mm)，导电底层22相对于绝缘层21单侧内缩距离I为0.05mm，第一正极区221与第一负极区222的间隔(即第一断开区224宽度)为0.07mm，导电底层22的面积约为1mm2，因而导电底层22的面积约占封装结构1面积的78.2％，且覆盖防焊层24后仍可露出约占封装结构1面积的53.9％。
此外，根据前面描述，由于内缩距离I较佳为0.025至0.1mm，因此若封装结构1的尺寸为1.6mm×0.8mm时，导电底层22可以约占封装结构1面积的60-90％，即使后续覆盖有防焊层24，其露出的导电底层22面积仍可约占封装结构1面积的45-70％。
再者，若是封装结构1的尺寸扩大为3.2mm×1.6mm，内缩距离I仍可保持为0.025至0.1mm，于是导电底层22则可以约占封装结构1面积的80-95％，即使后续覆盖有防焊层24，其露出的导电底层22面积仍可约占封装结构1面积的70-80％，因而提供了非常大范围的导电面绩，有效提升散热效率。
导电层23设于绝缘层21，并通过第一凹槽25及第二凹槽26的侧壁214、215与导电底层22电连接，且导电层23环绕于第一凹槽25及第二凹槽26且具有互相不导通且与导电底层22相对应的一第二正极区232及一第二负极区233。也就是说，导电层23在第一凹槽25与第二凹槽26之间有一第二断开区231，以使第二正极区232与第二负极区233互相不导通，且导电层23的第二正极区232通过第一凹槽25的侧壁214与导电底层22的第一正极区221电连接，而导电层23的第二负极区233通过第二凹槽26的侧壁215与导电底层22的第一负极区222电连接。
导电底层22与导电层23可为单一金属或多层金属堆栈所制成，单一金属可例如铜，多层金属可例如W/Ni/Au或Ag，且导电底层22与导电层23可为相同材质或不同材质。
齐纳二极管3及发光二极管4分别设于第一凹槽25及第二凹槽26内的导电底层22上，其中齐纳二极管3的正极直接与导电底层22的第一正极区221电连接，其负极则以打线方式与导电层23的第二负极区233电连接，并借由导电层23与导电底层22的第一负极区222电连接。发光二极管4以打线方式分别与导电层23的第二正极区232及第二负极区233电连接，并借由导电层23分别与导电底层22的第一正极区221及第一负极区222电连接。在本实施例中，第一凹槽25内是设置齐纳二极管3，以加强抗静电能力，但是在其它实施中也可以改换设置另一发光二极管。
参阅图2与图5，透光胶层5覆盖于基板2上，并密封齐纳二极管3与发光二极管4。透光胶层5可配合发光二极管4掺混有荧光粉以产生白光，若发光二极管4以单色光使用，则透光胶层5不需掺混荧光粉。
参阅图6，为本实用新型晶片式发光二极管封装结构1’的第二较佳实施例，其与第一较佳实施例大致相同，惟，在此第二较佳实施例中，透光胶层5’对应导电底层22的第一负极区222(第二较佳实施例的导电底层与第一较佳实施例相同，所以参阅图4说明，不另外图示)的一端具有一缺角51’，用以作为极性辨识。透光胶层5’与防焊层24分别位于上、下两侧，可达到双重极性辨识的功能。
在前述较佳实施例中，基板2的制作方式，是将预先制成的双面金属中间夹绝缘层的板体，先移除部分上层金属并移除绝缘层21形成第一凹槽25及第二凹槽26，再对侧壁214、215进行镀通孔(Plated Through Hole，PTH或称为化铜)作业以使绝缘的侧壁214、215进行金属化(metalization)，便于后续制程进行。接着沉积或电镀金属层，以使侧壁214、215覆有金属层而使导电层23与导电底层22电性连接。另去除部分导电底层22，以使其最外边界223与绝缘层21底面212的最外边界213间隔一定距离I，并形成第一断开区224及第一正极区221与第一负极区222，以及去除部分导电层23，以形成第二断开区221及第二正极区232与第二负极区233。再于导电底层22的预定区域形成防焊层24(绿漆)，例如以油墨印刷方式涂布，待防焊层24固化后即完成基板2的制作。齐纳二极管3及发光二极管4以一般固晶方式设置，打线后再覆盖透光胶体5、5’，将齐纳二极管3及发光二极管4密封。
综上所述，本实用新型晶片式发光二极管封装结构1、1’，其第一凹槽25及第二凹槽26除了可以同时设置一个发光二极管4及一个齐纳二极管3，而能提高抗静电能力，也可以设置两个发光二极管。进一步地，导电底层22的最外边界223相对于绝缘层21往内缩一定距离，可防止毛边产生以避免吃锡不良，且防焊层24具有防焊及极性辨识功能，再加上透光胶体5’可达到双重极性辨识的功效。此外，发光二极管4位于第二凹槽26中，可以直接与导电底层22接触，缩短热传递路径，以加快散热速度，而且可减少透光胶体5、5’在基板2表面的厚度，使整体封装结构1、1’的厚度较薄，符合薄型化的需求，所以确实能达成本实用新型的目的。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种晶片式发光二极管封装结构，其特征在于其包括：
一基板；其特征在于：该基板包括一绝缘层、一导电底层、一第一凹槽及一第二凹槽，该导电底层设置于该绝缘层下，该绝缘层向下凹陷以与该导电底层共同界定出该第一凹槽及该第二凹槽，且该导电底层的最外边界与该绝缘层的最外边界间隔一定距离；该封装结构还包含：分别设于该第一凹槽及该第二凹槽内的该导电底层上的两个二极管，及覆盖于该基板上，并密封所述二极管的一透光胶层。
2.根据权利要求1所述的晶片式发光二极管封装结构，其特征在于其中所述的导电底层具有互相不导通的一第一正极区及一第一负极区，该第一正极区与该第一负极区相间隔并与该绝缘层共同界定出一第一断开区，且该第一正极区涵盖该第一凹槽的范围，该第二负极区涵盖该第二凹槽的范围。
3.根据权利要求2所述的晶片式发光二极管封装结构，其特征在于其中所述的基板还包含一防焊层，该防焊层覆盖该导电底层的部分第一正极区及部分第一负极区的表面，并覆盖该第一正极区与该第一负极区之间的该第一断开区。
4.根据权利要求3所述的晶片式发光二极管封装结构，其特征在于其中所述的防焊层位于该第一负极区的一侧边的中间部分往外延伸，且防焊层横跨第一正极区与第一负极区的宽度距离为不小于0.4mm。
5.根据权利要求4所述的晶片式发光二极管封装结构，其特征在于其中所述的基板还包括一设于该绝缘层上的导电层，该导电层通过该第一凹槽的侧壁及该第二凹槽的侧壁与该导电底层电连接，且该导电层具有互相不导通且分别与该导电底层的该第一正极区和该第一负极区相对应的一第二正极区及一第二负极区。
6.根据权利要求5所述的晶片式发光二极管封装结构，其特征在于其中所述的透光胶层对应该第一负极区的一端具有一缺角。
7.根据权利要求3所述的晶片式发光二极管封装结构，其特征在于其中露出的该导电底层面积占该封装结构面积的45至80％。
8.根据权利要求1所述的晶片式发光二极管封装结构，其特征在于其中所述的二极管其中之一为发光二极管，且其中另一为发光二极管或齐纳二极管。
9.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的晶片式发光二极管封装结构，其特征在于其中所述的导电底层的最外边界相对于该绝缘层的最外边界为内缩。
10.根据权利要求9所述的晶片式发光二极管封装结构，其特征在于其中所述的导电底层的最外边界相对于该绝缘层的最外边界内缩距离介于0.025至0.1mm。
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