TW201427110A - 發光二極體封裝結構的製造方法及發光二極體封裝結構 - Google Patents

發光二極體封裝結構的製造方法及發光二極體封裝結構 Download PDF

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Abstract

一種發光二極體封裝結構的製造方法，包括提供裝設多列第一電極和第二電極的引線架，第一電極、第二電極交錯排列於引線架上，同列的第一電極和同列的第二電極分別藉由不同連接條縱向串接；在兩相鄰連接條間形成具有容置槽的反射杯；切割反射杯兩側的連接條形成複數連接段，該連接段的寬度小於與其連接的電極的寬度；在容置槽內設置發光二極體封裝結構晶片並電連接第一、第二電極；在容置槽內形成覆蓋發光二極體封裝結構晶片的封裝層；切割反射杯形成多個。本發明還提供一種由該製造方法製造的發光二極體封裝結構。

Description

發光二極體封裝結構的製造方法及發光二極體封裝結構
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的製造方法及發光二極體封裝結構。
發光二極體封裝結構（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，發光二極體封裝結構還需要進行封裝，以保護發光二極體封裝結構晶片，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，這種方法製造的發光二極體封裝結構的密合度不佳，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。
有鑑於此，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，該第一電極、第二電極交錯排列於引線架上，同一列中的各第一電極藉由位於其端部的一連接條縱向串接，同一列中的各第二電極藉由位於其端部的另一連接條縱向串接；在引線架上兩列相鄰連接條之間形成圍繞第一電極、第二電極設置的反射杯，該反射杯具有容納發光二極體封裝結構晶片的容置槽；切割外露於反射杯相對兩側的連接條，使得連接條分隔成複數相對獨立的連接段，每一連接段對應第一電極/第二電極設置，該連接段的寬度小於與其連接的第一電極/第二電極的寬度；在容置槽內設置發光二極體封裝結構晶片並電連接該第一電極、第二電極；在容置槽內形成覆蓋發光二極體封裝結構晶片的封裝層；以及橫向切割反射杯以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，包括一對間隔設置的第一電極和第二電極、分別與第一電極和第二電極電連接的發光二極體封裝結構晶片以及圍繞發光二極體封裝結構晶片設置的反射杯，反射杯具有一容納發光二極體封裝結構晶片的容置槽，該發光二極體封裝結構還包括從該第一電極遠離第二電極的一端向外繼而向下一體延伸的連接段和第二電極遠離第一電極的一端向外繼而向下一體延伸的連接段，該第一電極上的連接段的寬度小於第一電極的寬度，該第二電極上的連接段的寬度小於第二電極的寬度，該第一電極和第二電極嵌置於反射杯內，該第一電極的連接段及第二電極的連接段分別外露於反射杯的相對兩側。
與習知技藝相比，本方法係在反射杯成型後再對外露其兩側連接條進行切割以形成多個連接段，而第一電極、第二電極嵌置於反射杯內，這能有效提升發光二極體封裝結構的密合度。
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，請同時參閱圖1至圖21，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至圖5，提供一裝設有多列第一電極10、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，同一列中的各第一電極10藉由位於其一端的連接條30縱向串接，同一列中的各第二電極20藉由位於其一端的連接條31縱向串接。
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。
同一列中的各第一電極10位於該連接條30的同一側，同一列中的各第二電極20位於該連接條31的同一側。該連接條30、31的厚度（即沿垂直於第一電極10和第二電極20的上下表面方向上的厚度）大於第一電極10、第二電極20的厚度。該連接條30、31均包括相對設置的上下表面（未標示）。該連接條30的上表面與同一列中的各第一電極10的上表面101平齊，該連接條31的上表面與同一列中的各第二電極20的上表面201平齊。該連接條30的下表面遠離同一列中的各第一電極10的下表面102設置，該連接條31的下表面遠離同一列中的各第二電極20的下表面202設置。
該第一電極10的下表面102、第二電極20的下表面202還進一步分別向下凸出延伸形成第一增厚部1022、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（沿連接條30、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的遠離對應第一電極10的底面（未標示）與該連接條30的下表面平齊。該第二增厚部2022的遠離對應第二電極20的底面（未標示）與該連接條31的下表面平齊。
相鄰的第一電極10和第二電極20之間形成一溝槽40用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與連接條30共同圍設形成一通槽105，該第二電極20的第二增厚部2022與連接條31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40分別與通槽105、205橫向（沿第一電極10、第二電極20的延伸方向）連通。
步驟S102，請一併參閱圖8至圖11，在引線架50上兩列相鄰連接條30、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封裝結構晶片80的容置槽71。
該容置槽71形成於該第一電極10的上表面101和第二電極20的上表面201上並向上貫穿該反射杯70。該第一電極10的上表面101的一部分和該第二電極20上表面201的一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分別位於該第一電極10和第二電極20的相對兩側，且該第一增厚部1022和第二增厚部2022與該容置槽71正對設置。
該反射杯70成型之後，該第一增厚部1022遠離第一電極10的底面、第二增厚部2022的遠離第二電極20的底面分別外露於反射杯70的底部。
請同時參考圖6至圖7，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。該連接條30、31的上下表面均被上模具61和下模具62遮蓋。
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。
該高分子化合物經過高溫加熱後變成熔融的流體。該流體經流道611流入模具內並沿第一增厚部1022、第二增厚部2022、導孔103、導孔203流動（請參看圖7），同時該流體被連接條30、31阻擋而在兩列相鄰連接條30、31之間流動以形成預設的反射杯70形狀。
步驟S103，請同時參閱圖12至圖14，切割外露於反射杯70相對兩側的連接條30、31，使得連接條30分隔成複數相對獨立的連接段301，每一連接段301對應第一電極10設置，該連接段301的寬度（即沿連接條30、31的延伸方向上的寬度，即縱向的寬度）小於與其連接的第一電極10的寬度；連接條31分隔成複數相對獨立的連接段311，每一連接段311對應第二電極20設置，該連接段311的寬度（沿連接條30、31的延伸方向上的寬度，即縱向的寬度）小於與其連接的第二電極20的寬度。
在本實施例中利用切刀對連接條30、31進行切割以將該連接條30、31分割成複數相對獨立的連接段301、311。在其他實施例中還可以利用鐳射雕刻的方式對連接條30、31進行切割。
另，在本發明中在切割連接條30、31步驟之後，還可在外露於容置槽71的底部的第一電極10和第二電極20以及外露於反射杯70兩側的連接段301、302的表面上製作一金屬層以防止外露的第一電極10、第二電極20和連接段301、311氧化。較佳地，該金屬層的材質係銀，並藉由電鍍的方式形成於外露的第一電極10、第二電極20和連接段301、302的表面上。
步驟S104，在容置槽71內設置發光二極體封裝結構晶片80並電連接所述第一電極10、第二電極20。
在該容置槽71內設置發光二極體封裝結構晶片80並藉由導線81、82分別連接至第一電極10和第二電極20。在本實施例中，該發光二極體封裝結構晶片80位於容置槽71的底部。具體地，該發光二極體封裝結構晶片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，該發光二極體封裝結構晶片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。
步驟S105，在容置槽71內形成覆蓋發光二極體封裝結構晶片80的封裝層90。 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封裝結構晶片80發出的光線。
步驟S106，請參考圖15，橫向切割反射杯70以形成多個獨立的發光二極體封裝結構100。該發光二極體封裝結構100的第一電極10、第二電極20嵌置於反射杯70內，該連接段301、311分別外露於反射杯70的相對兩側。
可以理解地，在步驟S102中成型反射杯70a時，該連接條30a、31a的上表面部分被上模具61遮蓋同時還有一部分上表面暴露於上模具61和下模具62圍設的空間內。請同時參考圖16至圖18，當反射杯70a成型後，該連接條30a、31a未被上模具61遮蓋的部分被反射杯70a覆蓋。請參考圖19至圖21，在接下來的步驟S03中切割連接條30a、31a時，切刀沿著反射杯70a的端部邊緣對連接條30a、31a進行切割，該連接條30a、31a上表面被反射杯70a覆蓋的部分未被切割，切割之後該連接條30a、31a被分割成複數相對獨立的連接段301a、311a。每一連接段301a、311a的寬度小於與其對應連接的第一電極10a或第二電極20a的寬度。每一連接段301a、311a的下表面外露出反射杯70a底部的部分呈“凸”字形（請參考圖21）。
在本發明中，由發光二極體封裝結構的製造方法所得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藉由連接段301、301a和連接段311、311a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，本方法在成型反射杯70時連接條30、連接條31被上模具61遮蓋，反射杯70成型後再對位於其兩側的連接條30、31分別進行切割以形成複數相對獨立的連接段301、311，而第一電極10、第二電極20嵌置於反射杯70內這能有效提升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。
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，發光二極體封裝結構晶片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，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100．．．發光二極體封裝結構
10、10a．．．第一電極
101、201．．．上表面
102、202．．．下表面
103、203．．．導孔
1022、1022a．．．第一增厚部
105、205．．．通槽
20、20a．．．第二電極
2022、2022a．．．第二增厚部
30、31、30a、31a．．．連接條
301、311、301a、311a．．．連接段
40．．．溝槽
50．．．引線架
60．．．模具
61．．．上模具
611．．．流道
62．．．下模具
70、70a．．．反射杯
71、71a．．．容置槽
80．．．發光二極體封裝結構晶片
81、82．．．導線
90．．．封裝層
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所示引線架中第一電極、第二電極的俯視示意圖。
圖4係圖3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所示第一電極和第二電極的仰視示意圖。
圖6係圖1中引線架放置於模具內的剖面示意圖。
圖7係圖1中引線架放置於模具內的仰視示意圖（下模具的底部被隱藏）。
圖8係圖1中所示發光二極體封裝結構的製造方法步驟S102所得的引線架上形成反射杯後的俯視示意圖。
圖9係圖8所示引線架上形成反射杯後第一電極和第二電極的俯視示意圖。
圖10係圖9所示第一電極和第二電極沿X-X線的剖面示意圖。
圖11係圖9所示第一電極和第二電極的仰視示意圖。
圖12係圖1中所示發光二極體封裝結構的製造方法步驟S103所得的切割連接條形成連接段之後的第一電極、第二電極的俯視示意圖。
圖13係圖12所示第一電極和第二電極沿XIII-XIII線的剖面示意圖。
圖14係圖12所示第一電極和第二電極的仰視示意圖。
圖15係圖1中所示發光二極體封裝結構的製造方法步驟S106所得的獨立發光二極體封裝結構的剖面示意圖。
圖16係圖1中所示發光二極體封裝結構的製造方法步驟S102的另一實施例中在引線架上形成反射杯後第一電極和第二電極的俯視示意圖。
圖17係圖16中第一電極和第二電極沿XVII-XVII線的剖面示意圖。
圖18係圖16所示第一電極和第二電極的仰視示意圖。
圖19係圖1中所示發光二極體封裝結構的製造方法步驟S103的另一實施例中在切割連接條形成連接段之後第一電極和第二電極的俯視示意圖。
圖20係圖19中第一電極和第二電極沿XX-XX線的剖面示意圖。
圖21係圖19所示第一電極和第二電極的仰視示意圖。

Claims (11)

  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，該第一電極、第二電極交錯排列於引線架上，同一列中的各第一電極藉由位於其端部的一連接條縱向串接，同一列中的各第二電極藉由位於其端部的另一連接條縱向串接；
    在引線架上兩列相鄰連接條之間形成圍繞第一電極、第二電極設置的反射杯，該反射杯具有容納發光二極體封裝結構晶片的容置槽；
    切割外露於反射杯相對兩側的連接條，使得連接條分隔成複數相對獨立的連接段，每一連接段對應第一電極/第二電極設置，該連接段的寬度小於與其連接的第一電極/第二電極的寬度；
    在容置槽內設置發光二極體封裝結構晶片並電連接該第一電極、第二電極；
    在容置槽內形成覆蓋發光二極體封裝結構晶片的封裝層；以及
    橫向切割反射杯以形成多個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，其中該相鄰的第一電極和第二電極之間形成溝槽以絕緣性阻斷該第一電極和第二電極，該第一電極以及與第一電極對應的連接條、該第二電極以及與第二電極對應的連接條分別圍設出一通槽，該第一電極、第二電極之間的溝槽分別與該通槽橫向連通。
  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，其中在設置發光二極體封裝結構晶片之前該製造方法還包括對外露於容置槽底部的第一電極和第二電極以及外露於反射杯兩側的連接段的表面上製作一金屬層的步驟，以防止外露的第一電極、第二電極和連接段氧化。
  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，其中該金屬層的材料係銀，該金屬層藉由電鍍的方式形成於外露的第一電極、第二電極和連接段的外表面。
  5. 如申請專利範圍第1-4項中任意一項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中該第一電極和第二電極均包括相對設置的上表面和下表面，該第一電極的下表面和第二電極的下表面分別向下凸出延伸形成增厚部，在反射杯成型後該第一電極上的增厚部遠離第一電極的外表面外露於反射杯外，該第二電極上的增厚部遠離第二電極的外表面外露於反射杯外。
  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，其中第一電極的上表面和第二電極的上表面暴露於該反射杯的容置槽內，該第一電極的增厚部形成於第一電極的下表面上，第二電極的增厚部形成於第二電極的下表面上。
  7. 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，其中該第一電極上開設貫穿第一電極上下表面的至少一導孔，第二電極上開設貫穿第二電極上下表面的至少一導孔。
  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，其中該反射杯的材質係高分子化合物，並藉由注塑成型方式一體製造。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中該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，該高分子化合物經過加熱後變成熔融的流體，該流體被注入模具內引線架上的兩列相鄰連接條之間並沿第一電極和第二電極的增厚部流動以形成該反射杯。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中該連接條包括相對設置的上表面和下表面，該連接條的下表面被下模具遮蓋，該連接條的上表面部分被上模具遮蓋，在反射杯成型之後該連接條上表面未被上模具遮蓋的部分被反射杯覆蓋。
  11. 一種發光二極體封裝結構，包括一對間隔設置的第一電極和第二電極、分別與第一電極和第二電極電連接的發光二極體封裝結構晶片以及圍繞發光二極體封裝結構晶片設置的反射杯，反射杯具有一容納發光二極體封裝結構晶片的容置槽，其改良在於：該發光二極體封裝結構還包括從該第一電極遠離第二電極的一端向外繼而向下一體延伸的連接段和第二電極遠離第一電極的一端向外繼而向下一體延伸的連接段，該第一電極上的連接段的寬度小於第一電極的寬度，該第二電極上的連接段的寬度小於第二電極的寬度，該第一電極和第二電極嵌置於反射杯內，該第一電極的連接段及第二電極的連接段分別外露於反射杯的相對兩側。
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