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TWI509834B - 發光二極體封裝結構及其製造方法 - Google Patents

發光二極體封裝結構及其製造方法 Download PDF

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TWI509834B
TWI509834B TW102112273A TW102112273A TWI509834B TW I509834 B TWI509834 B TW I509834B TW 102112273 A TW102112273 A TW 102112273A TW 102112273 A TW102112273 A TW 102112273A TW I509834 B TWI509834 B TW I509834B
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TW201432944A (zh
Inventor
Hou Te Lin
Pin Chuan Chen
Lung Hsin Chen
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Advanced Optoelectronic Tech
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Description

發光二極體封裝結構及其製造方法
本發明涉及一種半導體發光元件，特別涉及一種發光二極體封裝結構及其製造方法。
發光二極體(light emitting diode，LED)作為一種高效的發光源，具有環保、省電、壽命長等諸多特點已經被廣泛的運用於各種領域。
在應用到具體領域中之前，發光二極體還需要進行封裝，以保護發光二極體晶片，從而獲得較高的發光效率及較長的使用壽命。
一般的發光二極體封裝結構通常先成型反射杯，在反射杯成型後再將電極彎折貼設於反射杯的底面及側面上。然而，這種方法製成的發光二極體封裝結構的密合度不佳，封裝結構中的電極與反射杯之間結合不緊密，電極在使用過程中容易鬆動或脫落。
有鑒於此，有必要提供一種有效提升發光二極體封裝結構密合度的製造方法及由該製造方法製造的發光二極體封裝結構。
一種發光二極體封裝結構的製造方法，包括以下步驟：提供裝設有多列第一電極和第二電極的引線架，所述第一電極、第二電極交錯排列於引線架上，同列中的各第一電極藉由第一連接條縱向 串接，同列中的各第二電極藉由第二連接條縱向串接，第一電極鄰近第一連接條的至少一頂角形成一第一缺口，第二電極鄰近第二連接條的至少一頂角形成一第二缺口，所述第一缺口由第一電極的相鄰兩側面同時朝向第一電極的內部凹陷形成，第一連接條自第一電極相對的兩側分別朝向相鄰的第一電極延伸而出，所述第二缺口由第二電極的相鄰兩側面同時朝向第二電極的內部凹陷形成，第二連接條自第二電極相對的兩側分別朝向相鄰的第二電極延伸而出，所述第一連接條與第一缺口鄰接設置，所述第二連接條與第二缺口鄰接設置，所述第一連接條對應第一缺口形成有一第三缺口，該第三缺口與第一缺口鄰接並共同圍設出一第一收容槽，所述第二連接條對應第二缺口形成有一第四缺口，該第四缺口與第二缺口鄰接並共同圍設出一第二收容槽；在引線架上相鄰第一連接條和第二連接條之間形成圍繞第一電極和第二電極的反射杯，所述反射杯具有容納發光二極體晶片的容置槽，所述第一電極對應第一缺口的一端和第二電極對應第二缺口的一端分別自反射杯的相對兩側凸出於反射杯之外；在容置槽內設置發光二極體晶片並電連接所述第一電極和第二電極；在容置槽內形成覆蓋發光二極體晶片的封裝層；以及橫向切割反射杯以及連接條形成多個獨立的發光二極體封裝結構。
一種發光二極體封裝結構，該發光二極體封裝結構由以下的製造方法製成，該發光二極體封裝結構的製造方法包括以下步驟：提供裝設有多列第一電極和第二電極的引線架，所述第一電極、第二電極交錯排列於引線架上，同列中的各第一電極藉由第一連接條縱向串接，同列中的各第二電極藉由第二連接條縱向串接，第一電極鄰近第一連接條的至少一頂角形成一第一缺口，第二電極 鄰近第二連接條的至少一頂角形成一第二缺口，所述第一缺口由第一電極的相鄰兩側面同時朝向第一電極的內部凹陷形成，第一連接條自第一電極相對的兩側分別朝向相鄰的第一電極延伸而出，所述第二缺口由第二電極的相鄰兩側面同時朝向第二電極的內部凹陷形成，第二連接條自第二電極相對的兩側分別朝向相鄰的第二電極延伸而出，所述第一連接條與第一缺口鄰接設置，所述第二連接條與第二缺口鄰接設置，所述第一連接條對應第一缺口形成有一第三缺口，該第三缺口與第一缺口鄰接並共同圍設出一第一收容槽，所述第二連接條對應第二缺口形成有一第四缺口，該第四缺口與第二缺口鄰接並共同圍設出一第二收容槽；在引線架上相鄰第一連接條和第二連接條之間形成圍繞第一電極和第二電極的反射杯，所述反射杯具有容納發光二極體晶片的容置槽，所述第一電極對應第一缺口的一端和第二電極對應第二缺口的一端分別自反射杯的相對兩側凸出於反射杯之外；在容置槽內設置發光二極體晶片並電連接所述第一電極和第二電極；在容置槽內形成覆蓋發光二極體晶片的封裝層；以及橫向切割反射杯以及連接條形成多個獨立的發光二極體封裝結構。
與習知技藝相比，本發明的發光二極體封裝結構的第一電極和第二電極嵌置於反射杯內，而第一電極對應第一缺口的端部和第二電極對應第二缺口的端部均外露於反射杯的相對兩側，這樣能夠有效地提升發光二極體封裝結構的密合度。
10‧‧‧第一電極
11‧‧‧第一缺口
20‧‧‧第二電極
21‧‧‧第二缺口
30‧‧‧第一連接條
31‧‧‧第二連接條
40‧‧‧第一收容槽
41‧‧‧第二收容槽
42‧‧‧溝槽
50‧‧‧引線架
60‧‧‧模具
61‧‧‧上模具
62‧‧‧下模具
70‧‧‧反射杯
71‧‧‧容置槽
80‧‧‧發光二極體晶片
81、82‧‧‧導線
90‧‧‧封裝層
100‧‧‧發光二極體封裝結構
101、201、302、312‧‧‧上表面
102、202、303、313‧‧‧下表面
103、203‧‧‧導孔
105、205‧‧‧通槽
301‧‧‧第三缺口
311‧‧‧第四缺口
611‧‧‧流道
621‧‧‧阻擋件
1022‧‧‧第一增厚部
2022‧‧‧第二增厚部
圖1係本發明一實施例的發光二極體封裝結構的製造方法流程圖。
圖2係圖1中所示發光二極體封裝結構的製造方法步驟S101所得的引線架的俯視示意圖。
圖3係圖2中所示引線架中第一電極和第二電極的俯視示意圖。
圖4係圖3中所示第一電極和第二電極沿IV-IV線的剖面示意圖。
圖5係圖3中所示第一電極和第二電極沿V-V線的剖面示意圖。
圖6係圖3中所示第一電極和第二電極的仰視示意圖。
圖7係圖1中引線架放置於模具內的剖面示意圖。
圖8係圖1中引線架放置於模具內的仰視示意圖，其中下模具的底部被隱藏。
圖9係圖1中所示發光二極體封裝結構的製造方法步驟S102所得的封裝元件的俯視示意圖。
圖10係圖9所示封裝元件中第一電極和第二電極的放大示意圖。
圖11係圖10所示第一電極和第二電極沿XI-XI線的剖面示意圖。
圖12係圖10所示第一電極和第二電極的仰視示意圖。
圖13係圖1中所示發光二極體封裝結構的製造方法步驟S105所得的發光二極體封裝結構的俯視示意圖。
圖14係圖13中所示發光二極體封裝結構沿XIV-XIV線的剖面示意圖。
圖15係圖13中所示發光二極體封裝結構的仰視示意圖。
圖1係本發明一實施例的發光二極體封裝結構100的製造方法流程圖，該發光二極體封裝結構100的製造方法包括如下步驟：
步驟S101，請同時參閱圖2和圖3，提供一裝設有多列第一電極10和第二電極20的引線架50，所述第一電極10、第二電極20交錯排列於引線架50上，同列中的各第一電極10藉由第一連接條30縱向串接，同列中的各第二電極20藉由第二連接條31縱向串接，第一電極10鄰近第一連接條30的至少一頂角形成一第一缺口11，第二電極20鄰近第二連接條31的至少一頂角形成一第二缺口21。
該引線架50上還設有延展性能較好的複數金屬細線(未標示)，該金屬細線用於將所述第一電極10和第二電極20分別固定於引線架50上並為該第一電極10和第二電極20提供必要的支撐力。
該第一缺口11由第一電極10的相鄰兩側面同時朝向第一電極10的內部凹陷形成。該第二缺口21由第二電極20的相鄰兩側面同時朝向第二電極20的內部凹陷形成。該第一連接條30與第一缺口11鄰接設置。該第一連接條30自第一電極10相對的兩側分別朝向相鄰的第一電極10延伸而出。該第二連接條31與第二缺口21鄰接設置。該第二連接條31自第二電極20相對的兩側分別朝向相鄰的第二電極20延伸而出。
在本實施例中，該第一電極10鄰近第一連接條30的兩相鄰頂角形成一對第一缺口11。該對第一缺口11位於第一連接條30的同側。該第二電極20鄰近第二連接條31的兩相鄰頂角形成一對第二缺口21。該對第二缺口21位於第二連接條31的同側。
該第一連接條30對應第一缺口11形成有一第三缺口301。該第三 缺口301與第一缺口11鄰接並圍設出一第一收容槽40。該第二連接條31對應第二缺口21形成有一第四缺口311，該第四缺口311與第二缺口21鄰接並圍設出一第二收容槽41。
請一併參閱圖4至圖6，該第一電極10和第二電極20均呈縱長的條狀。該第一電極10包括相對設置的上表面101和下表面102。該第一電極10上開設有貫穿其上表面101和下表面102的至少一導孔103。該第二電極20包括相對設置的上表面201和下表面202。該第二電極20上開設有貫穿其上表面201和下表面202的至少一導孔203。
該第一電極10對應第一缺口11的端部自第一電極10的下表面102向下凸出延伸形成一第一接引電極12。該第二電極20對應第二缺口21的端部自第二電極20的下表面202向下凸出延伸形成一第二接引電極22。
該第一電極10的下表面102和第二電極20的下表面202還分別向下凸出延伸形成第一增厚部1022和第二增厚部2022。該第一增厚部1022和第二增厚部2022分別自第一電極10和第二電極20內側相對的兩端垂直向下延伸而出。該第一增厚部1022、第二增厚部2022的寬度(沿第一連接條30、第二連接條31的延伸方向上的寬度，即縱向的寬度)分別小於其對應的第一電極10、第二電極20的寬度。
該第一增厚部1022遠離第一電極10的底面與第一接引電極12的底面(未標示)平齊。該第二增厚部2022遠離第二電極20的底面與第二接引電極22的底面(未標示)平齊。
該第一連接條30包括相對設置的上表面302和下表面303。該第一連接條30的上表面302與第一電極10的上表面101平齊。該第一連接條30的下表面303遠離第一電極10並與第一接引電極12和第一增厚部1022的底面平齊。該第二連接條31包括相對設置的上表面312和下表面313。該第二連接條31的上表面312與第二電極20的上表面201平齊。該第二連接條31的下表面313遠離第二電極20並與第二接引電極22和第二增厚部2022的底面平齊。
相鄰的第一電極10和第二電極20之間形成一溝槽42以絕緣性阻斷該第一電極10和第二電極20。該第一電極10的第一增厚部1022與第一連接條30和第一接引電極12共同圍設形成一通槽105。該第二電極20的第二增厚部2022與第二連接條31和第二接引電極22共同圍設形成一通槽205。該通槽105、205的頂端分別與導孔103、203連通。該溝槽42分別與通槽105、205橫向(沿第一電極10、第二電極20的縱長方向)連通。
步驟S102，請同時參閱圖9至圖10，在引線架50上相鄰第一連接條30和第二連接條31之間形成圍繞第一電極10和第二電極20的反射杯70。該反射杯70具有容納發光二極體晶片80(請參閱圖15)的容置槽71。第一連接條30、第二連接條31之間形成圍繞第一電極10、第二電極20設置的反射杯70。該反射杯70具有容納發光二極體晶片80的容置槽71。該第一電極10對應第一缺口11的端部(未標示)和第二電極20對應第二缺口21的端部(未標示)分別自反射杯70的相對兩側凸出於反射杯70之外。
請一併參閱圖11和圖12，該容置槽71自第一電極10上表面101和第二電極20的上表面201同時向上貫穿該反射杯70。該第一電極 10的上表面101和該第二電極20上表面201部分外露於該容置槽71的底部。所述第一增厚部1022和第二增厚部2022與該容置槽71正對設置。該第一增厚部1022遠離第一電極10的底面(未標示)和第二增厚部2022遠離第二電極20的底面(未標示)均外露於反射杯70的底部。
請同時參考圖7至圖8，在本發明中該反射杯70成型於一模具60之中，該模具60包括相對設置的上模具61和下模具62。該上模具61和下模具62共同圍設出一收容該引線架50的密閉空間(未標示)。
該模具60還分別對應第一缺口11和第二缺口21設置多個阻擋件621。該多個阻擋件621收容於對應的第一收容槽40、第二收容槽41中並對應與第一缺口11和第二缺口21相卡持以防止反射杯70成型時與第一接引電極12和第二接引電極22發生干涉。
該反射杯70的材質係環氧樹脂、矽樹脂、PPA(聚鄰苯二醯胺樹脂)等高分子化合物中的任一種，並藉由注塑的方式一體成型於模具60內。
用於成型該反射杯70的高分子化合物經過高溫加熱後變成熔融的模料(圖未示)。該模料經流道611被注入模具60內。該模料經導孔103和導孔203流入通槽105和通槽205以及溝槽42中。該模料被第一接引電極12、第二接引電極22以及多個阻擋件621阻擋而在第一連接條30和第二連接條31之間流動以形成預設的反射杯70形狀。在反射杯70成型後第一接引電極12和第二接引電極22均外露於反射杯70的相對兩側。
步驟S103，請參閱圖14，在容置槽71內設置發光二極體晶片80並電連接所述第一電極10和第二電極20。
步驟S104，請再次參閱圖14，在容置槽71內形成覆蓋發光二極體晶片80的封裝層90。
步驟S105，請同時參考圖13至圖15，橫向切割反射杯70以及第一連接條30和第二連接條31以形成多個獨立的發光二極體封裝結構100。第一電極10、第二電極20嵌置於反射杯70內。該第一接引電極12和第二接引電極22均外露於反射杯70的相對兩側。
在本實施例中，該發光二極體晶片80位於容置槽71的底部。具體地，該發光二極體晶片80設置於第一電極10的上表面101上並藉由導線81、82分別與第一電極10和第二電極20電連接。可以理解地，在其他實施例中，該發光二極體晶片80還可以藉由覆晶(Flip-Chip)的方式直接與第一電極10和第二電極20電連接。
該封裝層90係矽膠、環氧樹脂或其他高分子材質中的一種。較佳地，該封裝層90還包含有螢光粉或光學擴散粉，以用於轉換或漫射該發光二極體晶片80發出的光線。
在本發明中，由發光二極體封裝結構的製造方法製成的發光二極體封裝結構100既可以作為側面發光型發光二極體封裝結構也可以作為頂部發光型發光二極體封裝結構使用。當該發光二極體封裝結構100作為側面發光型發光二極體封裝結構使用並安裝於電路板(圖未示)上時，該發光二極體封裝結構100藉由第一接引電極12和第二接引電極22與外部電路連接；當發光二極體封裝結構100作為頂部發光型發光二極體封裝結構使用時，該發光二極 體封裝結構100藉由其第一增厚部1022和第二增厚部2022的底面與外部電路結構電連接。
在本發明中，該反射杯70係藉由注塑的方式一體成型並圍繞第一電極10和第二電極20設置。與習知技藝相比，本方法製成的發光二極體封裝結構100的第一電極10和第二電極20嵌置於反射杯70內，而第一電極10對應第一缺口11的端部和第二電極20對應第二缺口21的端部外露於反射杯70的相對兩側，這有效提升了發光二極體封裝結構100的密合度，同時這種製造方法適合批量製作發光二極體封裝結構100，能有效提高生產效率。
其次，該第一增厚部1022、第二增厚部2022能增加該反射杯70與第一電極10、第二電極20的結合強度，該導孔103、203內卡榫有形成反射杯70的高分子化合物，亦能增加該反射杯70與第一電極10、第二電極20的結合強度。
再次，該第一缺口11和第二缺口21在成型反射杯70前已經形成，這能避免在反射杯70成型後再對第一電極10和第二電極20的頂角切割形成第一接引電極12和第二接引電極22時容易產生毛邊和切割的過程中容易與反射杯70發生干涉的現象，提升封裝結構的良率。
另，在本發明中成型反射杯70時，該第一增厚部1022和第二增厚部2022的底面分別外露於反射杯70的底部，發光二極體晶片80工作時產生的熱量能藉由第一增厚部1022的底面和第二增厚部2022的底面散發到空氣之中，從而有效提升該發光二極體封裝結構100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。

Claims (9)

  1. 一種發光二極體封裝結構的製造方法，包括以下步驟：提供裝設有多列第一電極和第二電極的引線架，所述第一電極、第二電極交錯排列於引線架上，同列中的各第一電極藉由第一連接條縱向串接，同列中的各第二電極藉由第二連接條縱向串接，第一電極鄰近第一連接條的至少一頂角處形成一第一缺口，第二電極鄰近第二連接條的至少一頂角處形成一第二缺口，所述第一缺口由第一電極的相鄰兩側面同時朝向第一電極的內部凹陷形成，第一連接條自第一電極相對的兩側分別朝向相鄰的第一電極延伸而出，所述第二缺口由第二電極的相鄰兩側面同時朝向第二電極的內部凹陷形成，第二連接條自第二電極相對的兩側分別朝向相鄰的第二電極延伸而出，所述第一連接條與第一缺口鄰接設置，所述第二連接條與第二缺口鄰接設置，所述第一連接條對應第一缺口形成有一第三缺口，該第三缺口與第一缺口鄰接並共同圍設出一第一收容槽，所述第二連接條對應第二缺口形成有一第四缺口，該第四缺口與第二缺口鄰接並共同圍設出一第二收容槽；在引線架上相鄰第一連接條和第二連接條之間形成圍繞第一電極和第二電極的反射杯，所述反射杯具有容納發光二極體晶片的容置槽，所述第一電極對應第一缺口的一端和第二電極對應第二缺口的一端分別自反射杯的相對兩側凸伸出反射杯之外；在容置槽內設置發光二極體晶片並電連接所述第一電極和第二電極；在容置槽內形成覆蓋發光二極體晶片的封裝層；以及橫向切割反射杯以及連接條形成複數獨立的發光二極體封裝結構。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中所述 第一電極鄰近第一連接條的相鄰頂角形成一對第一缺口，該對第一缺口位於第一連接條的同側，所述第二電極鄰近第二連接條的相鄰頂角形成一對第二缺口，該對第二缺口位於第二連接條的同側。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中所述第一電極和第二電極均包括相對設置的上表面和下表面，所述第一電極對應第一缺口的端部自第一電極的下表面向下凸出延伸形成一第一接引電極，所述第二電極對應第二缺口的端部自第二電極的下表面向下凸出延伸形成一第二接引電極，在反射杯成型後第一接引電極和第二接引電極均外露於反射杯的相對兩側。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中所述容置槽自第一電極的上表面和第二電極的上表面同時向上延伸貫穿所述反射杯，第一電極和第二電極的部分上表面外露於容置槽的底部。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中所述第一電極和第二電極的下表面分別向下凸出延伸形成第一增厚部和第二增厚部，所述第一增厚部和第二增厚部與容置槽正對設置，在反射杯成型後第一增厚部遠離第一電極的外表面和第二增厚部遠離第二電極的外表面均外露於反射杯外。
  6. 如申請專利範圍第3項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中所述第一連接條和第二連接條均包括相對設置的上表面和下表面，所述第一連接條的上表面與第一電極的上表面平齊，所述連接條的下表面遠離第一電極並與第一接引電極的底面平齊。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中所述反射杯成型於一模具之中，該模具包括相對設置的上模具和下模具，該上模具和下模具共同圍設出收容引線架的密閉空間，所述反射杯藉由注塑的方式一體成型於模具內。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中所述模具還分別對應第一缺口和第二缺口設置多個阻擋件，所述阻擋件與對應的第一缺口和第二缺口相互卡持以防止反射杯成型時與第一接引電極和第二接引電極發生干涉。
  9. 一種發光二極體封裝結構，其中所述發光二極體封裝結構由申請專利範圍第1-8項中任一項所述的製造方法所製造。
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