专利名称：反射盖形成方法及其结构以及利用该反射盖的承载装置的制作方法
技术领域：
本发明有关于发光二极管反射盖形成方法及其结构，以 及利用该反射盖的发光二极管承栽装置，尤指一种发光二极 管的陶瓷反射盖的塑形方法，并可选择发光二极管承载装置 的承载角度。
背景技术：
由于，发光二极管具备有体积小、低耗电、低热度以及 寿命长等特性，如圣诞灯饰、手电筒、车辆信号灯、交通标 志等商品，已逐渐利用发光二极管所替代功能相近的传统鵠丝灯泡；又， 一般发光二极管的基本构造，是在一透明封装 体的内部设有不同极性的导电端以及一承载部，其承载部处 设有一芯片，另设有金线构成芯片的电极层与导电端的连 接，而各导电端并延伸出透明封装体外部成为电源接点。而发光二极管发光光语或亮度特性，主要是由构成发光 二极管芯片的化合物半导体所决定，发光亮度或视野角度等 光的特性则受发光二极管芯片的封装基板影响很大。而习知的发光二极管封装结构中，可釆取反射盖来反射 发光二极管芯片所发出的光， 一般而言，反射盖的制作方式 有钻孔加工的方式、沖压法与压合的方式，但上述各加工方 式的成本高、斜面粗糙而不利于光反射的模式、反射盖的孔 形受到限制、无法制作积层线路，因此无法降低发光二极管 的封装成本且无法增加发光二极管的取光效率。再者，发光二极管的构装结构与发光二极管的效能有密 切的关系，而决定发光二极管的效能的一因素是否能快速地
将芯片操作时所产生的热源释放至外界或散热机制上，其中 已以具备高热传导系数的金属混合物上直接承栽芯片为构 装的发展主流之一， 一般而言，若采用陶资金属构装结构时， 必须采用金属陶瓷共烧制程，金属混合物在烧结过程中不收 缩，为配合金属，因此必须使用价格相当昂贵的不收缩陶资 材料。其次，若干设计将电极限制设计于基板上端，所以必 须以手焊方式进行組装发光二极管模块，加工性则有待加 强。发明内容有鉴于此，本发明的主要目的是以厚膜印刷方式于生胚 结构上形成有金属层，尤其是印刷反射银层，取代习之的镀 膜技术并可提升发光二极管的取光效率，且利用热压的压合 方式应用于以陶资生胚为主的反射盖上，可制作发光二极管 光形设计所需反射盖孔形与角度，解决陶瓷反射盖塑形不易 的问题。为达上述目的，本发明的发光二极管成型方式是提供第 一、二生胚结构该第一、二生胚结构并分别设有第一、二开 孔图案，其第二开孔图案的开孔率小于第一开孔图案的开孔 率，并将第二生胚结构设置于第一生胚结构上，使第一、二 开孔图案呈上下重叠的位置关系，而第二生胚结构涂布有一 金属层，最后再使第二生胚结构得以沿第一生胚结构的开孔 图案而塑形并覆盖于第一生胚结构上。本发明的另一目的，该反射盖及陶瓷底座的电极连接线 路相连接作为主要结构，金属混合物以硬焊、高分子接着剂 或玻璃封止的方式固定于陶瓷底座上，选用热膨胀系数相近 的金属混合物与陶瓷材料结合时可降低热应力。
图1为本发明中发光二极管成型方式的流程步骤图； 图2为本发明中的一实施例反射盖材料结构的剖面示意图；图3为本发明中发光二极管的成型结构剖面示意图； 图4为本发明中塑形结构的剖面示意图； 图5为本发明中堆栈反射盖材料结构与塑形结构的剖面 示意图；图6为本发明中反射盖的剖面示意图；图7为A、 B、 C为本发明中反射盖侧壁为一固定斜率 的剖面示意图；图8为A、 B、 C为本发明中反射盖侧壁为一曲面的剖 面示意图；图9为本发明中堆栈反射盖材料结构与塑形结构的另一 剖面示意图；图IO为本发明中承载装置的剖面示意图；图11为本发明中承载装置的使用状态示意图。图号i兌明10第一生胚结构10'第一陶瓷结构11第一开孔图案11,第一开孔图案20第二生胚结构20，第二陶瓷结构21第二开孔图案22，7|义栽凹面30金属层30'金属层40塑形结构40，塑形结构41第一离型膜411第四开孔图案42第二离型膜43平板层431第五开孔图案44緩冲层50堆栈结构51側壁52反射盖面53夹角54弧角55防胶溢流圏60 陶瓷底座62 第二陶覺层64 第三开孔71 导电连接垫73 内埋线路81 焊线91 焊料61 第一陶瓷层63 电才及结构70 电极连接线路72 导电孔80 发光芯片90 金属混合物具体实施方式
为能使贵审查员清楚本发明的组成，以及实施方式，兹 配合图式说明如下本发明发光二极管反射盖形成方法及其结构，以及利用 该反射盖的发光二极管承载装置，其发光二极管形成方法， 可如图l所示，其步骤一先提供至少一第一生胚结构，其 中该第一生胚结构具有一第一开孔图案；步骤二提供一第 二生胚结构，第二生胚结构具有一第二开孔图案，其第二开 孔图案的开孔率小于第一开孔图案的开孔率，并设置于该第 一生胚结构上，使第一、二开孔图案呈上下重叠的位置关系； 步骤三设置一金属层于该第二生胚结构上；步骤四使第 二生胚结构得以沿第 一 生胚结构的开孔图案而塑形并覆盖 于第一生胚结构上，其具体实施时，首先，该反射盖材料结 构包含第一、二生胚结构10、 20,该第一、二生胚结构10、 20可包含陶瓷生胚结构堆积而成，请同时参阅图2所示，该 第一、二生胚结构IO分别设有第一、二开孔图案11、 21, 其第二开孔图案21的开孔率小于第一开孔图案11的开孔 率，并将第二生胚结构20设置于第一生胚结构10上，并使 第一、二开孔图案11、 21呈上下重叠的位置关系，而第二 生胚结构20相对应于第一开孔图案11处设置有金属层30, 最后再利用热塑形方式或压合方式将第一、二生胚结构10、 20相互密合，4吏该金属层30形成第 一开孔图案11的侧壁及 底部，如图3的实施例所示，其第一、二生胚结构10、 20 相互密合后，其第二生胚结构20依照笫一生胚结构10的形 状覆盖设置于第一生胚结构10上，且其沿着第一开孔图案 11处并塑形形成承载凹面22，而该金属层30设置相对应于 承载凹面22的侧壁及底部，并藉以作为一反射侧壁。而第二生胚结构20的一表面上利用涂布方式形成一金 属层30,本实施例中，利用厚膜印刷将一银层涂布于部分表 面上，或者于第一、二生胚结构共烧后形成导电或反射层， 进一步利用电镀方式于第二生胚结构表面金属层上形成镀 层以增加光反射效率。其中，该热塑形方式或压合方式，如本实施例中，可利 用一塑形结构热压于第二生胚结构上，如图4所示，该塑形 结构40至少包含有一设于第一、二离型膜41、 42间的平板 层43以及设于第二离型膜42上的緩冲层44，其第一、二离 型膜41、 42可以为聚酯胶膜，而第一离型膜41接触金属层 30与第二生胚结构20，并具有第四开孔图案411以作为塑 形后离型之用，其开孔率可与第一开孔图案的开孔率相同或 相异，且第四开孔图案411与第一生胚结构10的第一开孔 图案11重叠，而平板层43可以为一硬质板材，其具有硬度、 强度或刚性较第一离型膜41或第二离型膜42高，藉以于塑 形时使反射盖的反射面与底部平整，并且压整反射盖材料结 构，且该平板层43亦具有第五开孔图案431,其开孔率可与 第一开孔图案的开孔率相同或相异，再者，第二离型膜42 其为一无开孔图案的膜层，厚度或材质可异于第一离型膜 41,藉以作为塑形之用，緩沖层44可以为一树脂层，则可 用以承受压力。整体实施时，如图5的实施例所示，反射盖材料结构的 第一、二生胚结构10、 20置于塑形结构40、 40，间，堆栈的
方式，先将塑形结构40，的各层，例如緩冲层与平板层依序 固定于固定脚或脚位上，之后叠上第一、二生胚结构并固定 于固定脚或脚位上，其中金属层亦已形成，之后再将另一塑 形结构的各层放置于第二生胚结构上并固定后，整个堆栈结 构50以真空袋(图中未标示)包覆后即进行热均压的步骤。于 热均压的过程中，该第二生胚结构与金属层可以逐渐向塑形 结构的方向倾陷，成为反射盖所需的孔形与角度，且反射盖 侧壁与孔缘之间的形状亦可同时成形，以形成一反射盖的结 构，如图6所示，其底形层为第一陶壳结构10，，其中该第一陶瓷结构io，具有一第一开孔图案ir,而形成层为第二陶瓷结构20，，该第二陶瓷结构20，具有一第二开孔图案21，， 其第二开孔图案21，的开孔率小于第一开孔图案的开孔率ir，其设置于该第一陶瓷结构io，上并沿着第一开孔图案ir而成形，其第二陶瓷结构20，上则设有金属层30，。再者，亦可藉由塑形结构中第一离型膜与平板层的第 四、五开孔图案的开孔率大小以及与第一开孔图案的开孔率 相同或相异，所形成反射盖侧壁与孔缘之间的形状亦有所不 同，如图7A至图8C所示，为本发明的另一实施例的反射盖 几何形状的剖面示意图，其中图9A、 B、 C所示的反射盖侧 壁51为一固定斜率的反射金属层，或者如图8A、 B、 C所 示其反射盖的侧壁51为一曲面的金属反射盖，而与反射盖 面52的交接处孔缘可以为如图7A及图8A所示的一般夹角 53、图7B及图8B所示的弧角54与图7C及图8C所示的防 胶溢流圏55,其防胶溢流圈55形成的方式，请同时参阅图 9所示，利用第四、五开孔图案411、 431的开孔率大于第一 开孔图案11的开孔率，于.热均压的过程中则会形成防胶溢 流圈55的结构，其防胶溢流圈55可防止该发光二极管于灌 胶时，该胶体会往外溢出的缺点。另外，亦可发光二极管的承载装置，如图10所示，其具有一第一陶瓷结构IO，与第二陶瓷结构20，，该第一、二陶 瓷结构10，、 20，分别设有第一、二开孔图案11，、 21，，其第二开孔图案21，的开孔率小于第一开孔图案ir的开孔率，其 第二开孔图案21，依照第一开孔图案ir形状覆盖设置于第一陶瓷结构10，上而形成一^ c载凹面22，，其岸义载凹面22，内 侧则设置有一金属层30，，而该第一陶瓷结构IO，底部设置一 陶瓷底座60，其包含有上下叠置的第一、二陶瓷层61、 62， 其第二陶瓷层62的表面并具有一电极结构63，另有一电极 连接线路70可作为金属层30'与电极63间的电性连接，该 电极连接线路70位于该第一、二陶瓷结构10，、 20，与陶瓷 底座60的至少任一处，其电极连接线路可包含导电连接垫、 内埋线路、导电孔或上述三者，如图所示，二导电连接垫71 分别分布于第一陶瓷结构IO，的顶部并与金属层30，接触，以 及分布于第二陶瓷结构20，的底部，且上下导电连接垫71并 利用一导电孔72相互连接，其导电孔72可以如图所示贯穿 于第一、二陶瓷结构10，、 20，间，亦可设置于第一、二陶瓷 结构的外侧表面，另外一内埋线路73设于第一、二陶瓷层 61、 62, —端与电极结构61相连接，另端则利用一导电孔 72与第二陶瓷结构20，的导电连接垫71电性相通。当发光芯片80置放于该承载装置中后，如图ll所示， 其发光芯片的焊线81焊接于金属层30，上，依序经由导电连 接垫71、导电孔72以及导电连接垫71连接至陶瓷底座60 的顶部，再依序经由导电连接垫71以及导电孔72与电极结 构63形成电性连接，使整体承载装置可藉由该电极结构便 于固设于基板上，并同时形成电性连接。再者，该陶瓷底座60设有一第三开孔64,如图10所示， 其第三开孔64与承载凹面22，呈上下重叠的位置关系，而第 三开孔64中并设置有一金属混合物90,并利用焊接材料以 硬焊、高分子接着剂或玻璃封止的技术将金属混合物90与陶瓷底座60黏着，则金属混合物90的一侧暴露于7fc载凹面 22，中，而另側则暴露于第二陶瓷层62中。于此实施例中， 金属混合物90由高传导热材料形成的固体结构，可以选择 热膨胀系数与陶瓷底座60的材料近似的金属材料，例如铜 钨、铜钼、铝碳、金属包层或铁镍钴合金，可减少与陶乾底 座60结合时所产生的热应力，而第三开孔64中暴露出的第 一陶瓷层61表面上或金属混合物90表面上形成一焊料91, 于一实施例中，焊料91为一金属焊料，其可以选用操作温 度500'C至800。C的银系焊料，亦可选用270。C至50(TC的金 系焊料，或可选用200'C至350。C的锡膏，或是300。C至600 匸的玻璃焊料、高分子接着剂或操作温度更高的焊料。焊接 时，将陶瓷结构与金属混合物放置制具加压固定，于真空炉 烧结炉或氮气混合气体烧结炉或大气烧结炉中焊接，藉由该 金属层可快速传导发光二极管芯片操作时所产生的热源。如上所述，本发明提供发光二极管一较佳可行的成型方 式及其成型结构，于是依法提呈发明专利的申请；然而，以 上的实施说明及图式所示，是本发明较佳实施例，并非以此 局限本发明，是以，举凡与本发明的构造、装置、特征等近 似、雷同的，均应属本发明的创设目的及申请专利范围之内。
权利要求
1、一种发光二极管的反射盖的形成方法，包含一第一生胚结构，其中该第一生胚结构具有一第一开孔图案；一第二生胚结构，该第二生胚结构具有一第二开孔图案，其第二开孔图案的开孔率小于第一开孔图案的开孔率，并设置于该第一生胚结构上，使第一、二开孔图案呈上下重叠的位置关系；一金属层于该第二生胚结构上；以使第二生胚结构得以沿第一生胚结构的开孔图案而塑形并覆盖于第一生胚结构上。
2、 如权利要求1所述发光二极管的反射盖的形成方法， 其中该第一、二生胚结构可包含陶资生胚结构堆积而成。
3、 如权利要求1所述发光二极管的反射盖的形成方法， 其中可由热塑形方式或压合方式使第二生胚结构沿第一生胚 结构的开孔图案而塑形。
4、 如权利要求3所述发光二极管的反射盖的形成方法， 其中该热塑形方式或压合方式可利用一塑形结构热压于第二 生胚结构上，其塑形结构至少包含有一设于第一、二离型膜 间的平板层以及设于第二离型膜上的緩冲层，并利用该第一 离型膜接触金属层与第二生胚结构。
5、 如权利要求4所述发光二极管的反射盖的形成方法， 其中该第一离型膜与平板层分别设有第四、五开孔图案，该 第四、五开孔图案与第一开孔图案的开孔率相同或相异，所 形成反射盖侧壁与孔缘之间的形状亦有所不同。
6、 如权利要求5所述发光二极管的反射盖的形成方法， 该笫二、三开孔图案的开孔率大于第一开孔图案的开孔率， 于塑形的过程中则会形成防胶溢流圈的结构。
7、 如权利要求1所述发光二极管的反射盖的形成方法， 其中该金属层利用涂布方式或厚膜印刷形成一4艮层设置于第 二生胚结构上。
8、 如权利要求1所述发光二极管的反射盖的形成方法， 其中该第一、二生胚结构中设有一电极连接线路，其电极连 接线路一侧并与金属层相连接。
9、 如权利要求1所述发光二极管的反射盖的形成方法， 其中可于第一生胚结构一侧进一步设置一基座。
10、 如权利要求9所述发光二极管的反射盖的形成方法， 其中该基座可为一陶瓷底座。
11、 如权利要求9所述发光二极管的反射盖的形成方法， 其中该基座的表面具有一电极结构，其电极结构并藉由一电 极连接线路与金属层相连接。
12、 如权利要求8或11所述发光二极管的反射盖的形成 方法，其中该电极连接线路包含一内埋线路、 一导电孔或上 述两者位于该第一、二生胚结构与陶瓷底座中。
13、 如权利要求8或11所述发光二极管的反射盖的形成 方法，其中该电极连接线路更包含一导电连接垫位于该第一、 二生胚结构与陶瓷底座的至少任一的表面。
14、 如权利要求9所述发光二极管的反射盖的形成方法， 其中该基座设有一第三开孔，其第三开孔与第一开孔呈上下 重叠的位置关系，而第三开孔中并设置有一金属混合物。
15、 一种发光二极管的反射盖，至少包含 一底形层为第一陶瓷结构，其中该第一陶瓷结构具有一第一开孔图案；一形成层为第二陶瓷结构，该第二陶瓷结构具有一第二 开孔图案，其第二开孔图案的开孔率小于第一开孔图案的开 孔率，其设置于该第一陶瓷结构上，且第一、二开孔图案呈 上下重叠的位置关系，使第二开孔图案并沿着第一开孔图案 而成形； 一金属层于该第二陶瓷结构上且形成第一开孔图案的底 部及侧壁。
16、 如权利要求15所迷发光二极管的反射盖，其中该笫 一、二陶瓷结构可包含复数陶瓷层堆积而成。
17、 如权利要求15所迷发光二极管的反射盖，其中金属 层于该第二陶瓷结构上进一步形成第一开孔图案的側壁。
18、 如权利要求15所述发光二极管的反射盖，其中金属 层利用涂布或厚膜印刷方式印刷或电镀形成一银层设置于第 二陶瓷结构上。
19、 一种发光二极管的承载装置，其至少包含有 一第一陶瓷结构，该第一陶瓷结构并设有第一开孔图案； 一第二陶瓷结构，该第二陶瓷结构具有一第二开孔图案，其第二开孔图案的开孔率小于第一开孔图案的开孔率，其 第二开孔图案依照第 一开孔图案形状覆盖设置于第 一 陶瓷 结构上而形成 一 承载凹面；一金属层，设置于第二陶瓷结构上相对于承载凹面内侧； 一陶瓷底座，设置于第一陶瓷结构底部，其具有一电极 结构位于该陶瓷底座的表面；一电极连接线路，位于该第一、二陶瓷结构与陶瓷底座 的至少任一，可作为金属层与电极间的电性连接。
20、 如权利要求19所述发光二极管的承载装置，其中该 电极连接线路包含一内埋线路、 一导电孔或上述两者位于该 第一、二陶瓷结构与陶瓷底座中。
21、 如权利要求20所述发光二极管的承载装置，其中该 电极连接线路更包含一导电连接垫位于该第一、二陶瓷结构 与陶瓷底座的至少任一的表面。
22、 如权利要求19所述发光二极管的承载装置，其中该 陶瓷底座设有一第三开孔，其第三开孔与承载凹面呈上下重 叠的位置关系，而第三开孔中并设置有一金属混合物。
全文摘要
本发明的发光二极管反射盖形成方法及其结构提供第一、二生坯结构该第一、二生坯结构并分别设有第一、二开孔图案，其第二开孔图案的开孔率小于第一开孔图案的开孔率，并将第二生坯结构设置于第一生坯结构上，使第一、二开孔图案呈上下重叠的位置关系，而第二生坯结构涂布有一金属层，最后再使第二生坯结构得以沿第一生坯结构的开孔图案而塑形并覆盖于第一生坯结构上，使金属层即为反射盖孔的孔壁。
文档编号H01L33/00GK101154698SQ20061014106
公开日2008年4月2日 申请日期2006年9月29日 优先权日2006年9月29日
发明者张正兴, 李敏丽, 谢荣修, 陈国湖 申请人:鋐鑫电光科技股份有限公司