TW201340406A - 發光二極體封裝結構及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種發光二極體封裝結構，包括基板、設於基板上的發光二極體晶片、以及密封體。所述發光二極體晶片為密封狀。所述發光二極體封裝結構還包括液態導熱層，所述液態導熱層環繞並包覆所述密封狀的發光二極體晶片。所述密封體將液態導熱層封閉其中。本發明還涉及一種發光二極體封裝結構的製造方法。

Description

發光二極體封裝結構及其製造方法

本發明涉及半導體結構，尤其涉及一種發光二極體封裝結構及其製造方法。

發光二極體做為第三代光源，具有體積小、節能環保、發光效率高等優點，得到越來越廣泛的應用。而發光二極體的散熱效率問題一直是人們努力改善和提高的熱點問題。近年來，除了在磊晶結構部分不斷改善內部量子發光效率的研究之外，在晶粒制程方面也進行了較多的研究，通過嘗試不同的物理結構以增強散熱效率。但是發光二極體的散熱效率仍有進一步提高的空間，因此為了節能環保及提高發光二極體封裝結構的壽命的需要，有必要進一步提高發光二極體的散熱效率。

有鑒於此，有必要提供一種散熱效率更高的發光二極體封裝結構及其製造方法。

一種發光二極體封裝結構，包括基板、設於基板上的發光二極體晶片、以及密封體。所述發光二極體晶片為密封狀。所述發光二極體封裝結構還包括液態導熱層，所述液態導熱層環繞並包覆所述密封狀的發光二極體晶片。所述密封體將液態導熱層封閉其中。

一種發光二極體封裝結構的製造方法，包括以下步驟：

提供一基板，將發光二極體晶片設於該基板上，並密封發光二極體晶片；

在所述密封的發光二極體晶片周圍形成一液態導熱層，該液態導熱層環繞並包覆所述發光二極體晶片，並與所述發光二極體晶片熱連接；

用一密封體將液態導熱層封閉其中。

上述發光二極體封裝結構中，所述液態導熱層環繞並包覆所述發光二極體晶片，並與所述發光二極體晶片熱連接。由於液態導熱層具有流動性，能夠產生熱對流，從而具有較高的導熱係數，因此該發光二極體晶片的熱量不僅能夠通過底部傳導出去，還能通過發光二極體晶片上方傳導出去，能夠有效的提高該發光二極體封裝結構的散熱效率。

請參閱圖1，本發明的一實施方式提供一種發光二極體封裝結構10，其包括基板11、發光二極體晶片12、側邊導熱層13、螢光粉層14、液態導熱層15和密封體16。

基板11為一矩形平板，用以承載所述發光二極體晶片12、側邊導熱層13、螢光粉層14、液態導熱層15和密封體16於其表面上。本實施例中，所述基板11材料為PPA（Polyphthalamide，聚醋酸乙烯酯）等。沿靠近基板11邊緣的位置處形成有一環形的擋塊111。在該基板11上位於該擋塊111環繞部份形成一第一金屬層112（如圖2所示）。所述擋塊111可以與基板11採用相同的材料製成，如PPA等材料，也可以為其他材料，如金屬等。該基板11上具有電路結構（圖未示）。可以理解的，所述基板11各邊的長度可以相同或不同，進一步的，所述基板11的形狀並不限於矩形，其形狀還可以為圓形等，所述基板11上也可以不形成所述擋塊111。

發光二極體晶片12設於所述基板11上，並收容於所述擋塊111內。在所述發光二極體晶片12與所述基板11連接一側對應所述第一金屬層112形成一第二金屬層121，所述第一金屬層112與所述第二金屬層121共晶結合形成一連接層122，所述發光二極體晶片12通過該連接層122固定於所述基板11上。通過共晶結合的方式形成的該連接層122具有較高的熱傳導係數，能夠增加該發光二極體晶片12與所述基板11之間的熱傳導速度，形成底部散熱通道。所述發光二極體晶片12通過共晶結合的方式與基板11上的電路結構形成電連接，從而電連接至該發光二極體封裝結構10的外部。所述發光二極體晶片12遠離所述基板一側為一出光面123。

側邊導熱層13設於所述發光二極體晶片12和所述擋塊111之間，環繞所述發光二極體晶片12側邊，並與所述發光二極體晶片12側邊熱接觸。該側邊導熱層13由具有較高的熱傳導係數的材料製成。本實施例中該側邊導熱層13為採用電鍍的方式形成的一層銅薄層。

螢光粉層14形成於所述發光二極體晶片12的出光面123上，該螢光粉層14的材料可以為石榴石基螢光粉、矽酸鹽基螢光粉、原矽酸鹽基螢光粉、硫化物基螢光粉、硫代鎵酸鹽基螢光粉和氮化物基螢光粉。可以理解的，根據所選發光二極體晶片12不同，也可以不設置該螢光粉層14。

螢光粉層14、側邊導熱層13及基板11共同將所述發光二極體晶片12密封於其內，使發光二極體晶片12形成密封狀，以防止液態導熱層15進入而燒壞發光二極體晶片12。當然，也可採用其他現有的密封方式使發光二極體晶片12形成密封狀，如在發光二極體晶片12上設置防水膜、密封膠等等。

液態導熱層15包覆於所述發光二極體晶片12、側邊導熱層13和螢光粉層14的週邊，並通過所述側邊導熱層13和螢光粉層14的熱傳遞，與發光二極體晶片12熱連接。由於液態導熱層15具有流動性，能夠產生熱對流，具有較高的導熱係數，從而能夠將該發光二極體晶片12產生的熱量快速的散發出去。

所述密封體16為一透明罩，周緣與所述擋塊111緊密結合，將液態導熱層15封閉其中。本實施例中，所述密封體16為一玻璃罩，不僅提高該發光二極體封裝結構10的機械強度，而且能夠解決一般封裝體容易產生黃化的問題。

請參閱圖2至圖5，本發明實施方式提供的一種發光二極體封裝結構10的製造方法包括以下步驟。

請參閱圖2，提供一基板11，該基板11上，沿靠近基板11邊緣的位置處形成有一環形的擋塊111，在該基板11上位於該擋塊111環繞部份通過表面處理技術形成一第一金屬層112。該基板11上具有電路結構（圖未示）。將底面形成有一第二金屬層121的發光二極體晶片12設置於該基板11形成第一金屬層112的位置處，所述發光二極體晶片12與所述基板11之間通過共晶結合的方法進行固定，從而使得該發光二極體晶片12與所述基板11之間具有良好的熱傳導性能，在該發光二極體晶片12與所述基板11之間形成散熱通道。所述發光二極體晶片12通過共晶結合的方式與基板11上的電路結構形成電連接，從而電連接至該發光二極體封裝結構10的外部。

請參閱圖3，在所述發光二極體晶片12側邊形成與該發光二極體晶片12熱連接的側邊導熱層13。該側邊導熱層13通過電鍍的方式形成。在電鍍之前先將不需要電鍍的部分用光致抗蝕劑進行封閉保護，電鍍之後，再將光致抗蝕劑去除。本實施例中，該側邊導熱層13為一銅薄層。該側邊導熱層13既能夠將該發光二極體晶片12產生的熱量通過側邊快速傳導，又能起到一定的保護該發光二極體晶片12的作用。

請參閱圖4，在所述發光二極體晶片12的出光面123上形成一層螢光粉層14。該螢光粉層14可通過點膠的方式塗布於該出光面123之後再進行固化後得到。通過將螢光粉層14、側邊導熱層13及基板11之間密封連接以共同將所述發光二極體晶片12密封於其內，使發光二極體晶片12形成密封狀。當然，也可採用其他現有的密封方式使發光二極體晶片12形成密封狀，如在發光二極體晶片12上設置防水膜、密封膠等等。可以理解的，根據所選發光二極體晶片12不同，也可以省略該設置螢光粉層14的步驟。

請參閱圖5，在所述發光二極體晶片12和側邊導熱層13周圍形成一液態導熱層15，該液態導熱層15環繞並包覆所述發光二極體晶片12和側邊導熱層13，並與所述發光二極體晶片12和側邊導熱層13熱連接。該液態導熱層15可通過點膠的方式填充在所述擋塊111內部，發光二極體晶片12的四周和上方的部分，點膠後該液態導熱層15不會固化，仍保持液體狀態。這樣就在該發光二極體晶片12得上方和側邊都形成了散熱通道，能夠進一步提高該發光二極體封裝結構10的散熱效率。

最後，請參閱圖1，用一密封體16將該液態導熱層15封閉其中。所述密封體16為一透明罩，通過鐳射焊接技術將該密封體16的周緣與所述擋塊111緊密結合。本實施例中，所述密封體16為一玻璃罩，不僅提高該發光二極體封裝結構10的機械強度，對該發光二極體晶片12提供保護，而且能夠解決一般封裝體容易產生黃化的問題。

可以理解的，在發光二極體封裝結構10的製造方法的步驟中，也可以首先形成該密封體16，然後通過在該密封體16中注入的方式形成所述液態導熱層15。

本發明實施方式提供的發光二極體封裝結構10中，所述液態導熱層15環繞並包覆所述發光二極體晶片12和側邊導熱層13，並與所述發光二極體晶片12和側邊導熱層13熱連接。由於液態導熱層15具有流動性，能夠產生熱對流，從而具有較高的導熱係數，因此該發光二極體晶片12的熱量不僅能夠通過底部傳導出去，還能通過發光二極體晶片12上方和側方的液態導熱層15傳導出去，能夠有效的提高該發光二極體封裝結構10的散熱效率。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

10．．．發光二極體封裝結構

11．．．基板

111．．．擋塊

112．．．第一金屬層

12．．．發光二極體晶片

121．．．第二金屬層

122．．．連接層

123．．．出光面

13．．．側邊導熱層

14．．．螢光粉層

15．．．液態導熱層

16．．．密封體

圖1是本發明實施方式提供的一種發光二極體封裝結構示意圖。

圖2至圖5是本發明實施方式提供的發光二極體封裝結構的製造方法示意圖。

10．．．發光二極體封裝結構

11．．．基板

111．．．擋塊

12．．．發光二極體晶片

122．．．連接層

123．．．出光面

13．．．側邊導熱層

14．．．螢光粉層

15．．．液態導熱層

16．．．密封體

Claims (11)

1. 一種發光二極體封裝結構，包括基板、設於基板上的發光二極體晶片、以及密封體，其改進在於：所述發光二極體晶片為密封狀，所述發光二極體封裝結構還包括液態導熱層，所述液態導熱層環繞並包覆所述密封狀的發光二極體晶片，所述密封體將液態導熱層封閉其中。
2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構，其中：所述發光二極體晶片上還設置有一螢光粉層。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項任一項所述的發光二極體封裝結構，其中：所述發光二極體晶片的側邊還設置有側邊導熱層，所述液態導熱層同時包覆所述發光二極體晶片和側邊導熱層。
4. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構，其中：沿靠近基板邊緣的位置處設置有一環形的擋塊，所述密封體與擋塊結合。
5. 一種發光二極體封裝結構的製造方法，包括以下步驟：
   提供一基板，將發光二極體晶片設於該基板上，並密封發光二極體晶片；
   在所述密封的發光二極體晶片周圍形成一液態導熱層，該液態導熱層環繞並包覆所述發光二極體晶片，並與所述發光二極體晶片熱連接；
   用一密封體將液態導熱層封閉其中。
6. 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中：在設置該發光二極體晶片於基板上步驟後，還包括一個在所述發光二極體晶片側邊形成與該發光二極體晶片熱連接的側邊導熱層。
7. 如申請專利範圍第5項或第6項任一項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中：在設置該發光二極體晶片於基板上步驟後，還包括一個在所述發光二極體晶片的出光面上形成一層螢光粉層的步驟。
8. 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中：先形成所述密封體，然後在該密封體內注入所述液態導熱層。
9. 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中：所述發光二極體晶片通過共晶結合的方法固定在所述基板上。
10. 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中：該側邊導熱層通過電鍍的方式形成，在電鍍之前先將不需要電鍍的部分用光致抗蝕劑進行封閉保護，電鍍之後，再將光致抗蝕劑去除。
11. 如申請專利範圍第5項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中：沿靠近基板邊緣的位置處設置有一環形的擋塊，並通過鐳射焊接技術將該密封體的周緣與所述擋塊緊密結合。