专利名称：发光二极管封装构造及其承载件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光二极管封装构造及其承载件，特别是涉及一种可降低导线架发生表面氧化的发光二极管封装构造及其承载件。
背景技术：
发光二极管(light emitting diode,LED)是以半导体材料制成的固态发光组件，大多数使用III族化学元素与V族化学元素组成，以外加顺向电压将电子与电洞结合后，使能量以光的形式释放；由于不同材料中其两极体内电子、电洞所占的能阶不同，两者间能阶的差距称为能隙(gap)，影响结合后光子的能量而发出不同波长的光，包含可见光及不可见 光。发光二极管最大的特点在于绿色环保、耗电量小、发光效率高、使用寿命长、维护成本低、安全可靠、反应速度快以及色彩丰富，其照明光源已逐步取代高耗损的传统灯源，成为新世代照明主流，目前已广泛应用于消费性电子产品、交通号志与车用照明、各种情境灯具以及特殊功能如植物生长领域等。发光二极管主要由芯片、导线架、绝缘胶体及封装胶材等部分组成。其中导线架具有两大功能一是连接各元件并且支撑发光二极体封装结构，二是当元件操作时可以有效地传输热能，因此，可说是发光二极管封装中极为关键的部件。随着集成电路的迅速发展，其高集成化、多功能化以及封装的多样化，导线架正朝着轻、薄、短、小的方向发展，对于导线架的要求也愈来愈高。然而，当发光二极管封装结构暴露在氧气或水气中，水气会由导线架的结构外侧缘或是由下表面等处沿其与封装胶材之间的接合介面向上渗入，造成封装结构的内部容置空间的底部裸露的导线架表面发生氧化，尤其是绝缘胶体的容置空间对应于导线架的电极打线部位所形成的凹口处(耳部)最易受水气入侵，而使电极打线部位产生氧化变黑现象，这类氧化变黑表面会吸收反射光，而使得发光二极管由容置空间向外射出的亮度下降、造成光线颜色不均匀或影响导线的打线可靠度，进而增加了发光二极管封装结构在操作上的不稳定性，造成产品的良率降低。故，有必要提供一种改良的发光二极管封装构造及其承载件，以解决现有技术所存在的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的即在于提供一种发光二极管封装结构及其承载件，其可改善现有封装结构技术所存在的导线架表面氧化等技术问题。本发明一实施例提供一种发光二极管封装构造，其包含一承载件、一发光二极管芯片以及至少一导线。所述承载件包括一导线架及一绝缘胶体。所述导线架具有一芯片承座以及至少一电极，所述芯片承座与电极之间通过一间隙形成电性绝缘，所述电极各具有一打线部位及一凹陷结构，所述打线部位相对靠近所述芯片承座。所述绝缘胶体，其顶部具有一开口，具有一倾斜壁面，以形成一开口及一容置空间，所述容置空间内具有至少一凹口，及所述凹陷结构对应位于所述凹口处，所述导线架位于所述容置空间的底部，且所述绝缘胶体底部的绝缘材料包覆部分所述导线架，并且填充至所述间隙及凹陷结构中。所述发光二极管芯片位于所述芯片承座上。所述导线电性连接所述发光二极管芯片以及所述电极的打线部位，其中所述凹口对应于所述导线与电极电性连接的部位。再者，本发明另一实施例提供一种发光二极体封装结构的承载件，其包含一芯片承座、二电极以及一绝缘胶体。所述芯片承座具有一芯片承载区域。所述二个电极位于所述芯片承座的两侧，并分别通过一间隙与所述芯片承座电性绝缘，所述电极各具有一打线部位及一凹陷结构，所述打线部位相对靠近所述芯片承座。所述绝缘胶体具有一倾斜壁面，以形成一开口及一容置空间，所述容置空间内具有至少一凹口，所述凹陷结构对应位于所述凹口处，及所述芯片承座及电极位于所述容置空间的底部，且所述绝缘胶体底部的绝缘材料包覆部分所述芯片承座以及部分所述电极，并且填充至所述间隙及凹陷结构中。另外，本发明又一实施例提供一种发光二极体封装结构的承载件，其包含一芯片 承座、二电极以及一绝缘胶体。所述芯片承座具有一芯片承载区域及两沟槽，所述两沟槽位于所述芯片承载区域的两端部。所述二电极位于所述芯片承座的两侧并分别通过一间隙与所述芯片承座电性绝缘，所述间隙连通于所述沟槽，所述电极各具有一打线部位及一凹陷结构，所述打线部位相对靠近所述芯片承座。所述绝缘胶体底部的绝缘材料包覆部分所述芯片承座以及部分所述电极，并且填充至所述沟槽、间隙及凹陷结构中，其中所述绝缘胶体底部的绝缘材料覆盖所述芯片承座上表面除了一芯片预定设置区域之外的区域。为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下
图I是本发明一实施例的发光二极管封装构造的立体结构图。图2是图I的发光二极管封装构造沿A-A线方向的侧剖视图。图3是图I的发光二极管封装构造中导线架的立体结构图。图4是本发明另一实施例的发光二极管封装构造的立体结构5是图4发光二极管封装构造中导线架的立体结构图。
具体实施例方式为使本发明上述目的、特征及优点更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合附图，做详细说明如下。再者，本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「后」、「内」、「外」、「侧面」等，仅为参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。本发明将于下文利用图I至2逐一详细说明本发明一实施例上述各元件的细部构造、组装关系及其运作原理。参照图I所示，其揭示本发明一实施例的发光二极管封装构造10，其主要包含一承载件101、一发光二极管芯片102、至少一导线103以及一透光盖体104。所述承载件101包含一导线架(lead frame) 105以及一绝缘胶体106,所述绝缘胶体106的顶部具有一开口，且形成一容置空间；所述发光二极管芯片102位于所述导线架105上，所述导线103电性连接所述发光二极管芯片102以及所述导线架105，所述透光盖体104覆盖在所述承载件101的开口处。所述承载件101的开口向内凹陷形成一容置空间，其底部内径稍小于开口的孔径。如图2所示，揭示图I的发光二极管封装构造沿A-A线方向的侧剖视图。请参考图2，所述导线架105包括一芯片承座107及设于所述芯片承座107的左右两侧的两个电极
108。所述绝缘胶体106的绝缘材料填充所述芯片承座107与电极108之间的间隙109形成电性绝缘。所述间隙109在横截面上可完全区隔所述芯片承座107与电极108。所述导线架105的制造方式主要包含以化学蚀刻或机械冲压方式处理金属片的单面或双面，以定义出所述芯片承座107、电极108与间隙109。所述导线架105的材料可使用铜、铜合金、铁镍合金或铝金属等，但并不局限于此。此外，可在导线架105表面镀上一金属镀层(metal coating)例如镀银或镀金，以增加导电性。如图I及2所示，所述绝缘胶体106具有一倾斜壁面110，以形成所述开口及容置空间，所述倾斜壁面110围绕所述发光二极管芯片102，并与所述发光二极管芯片102保持一段距离。所述导线架105位于所述容置空间的底部。所述容置空间具有至少一凹口 111，所述凹口 111对应位于所述电极108的一打线部位。所述绝缘胶体106的材质可为不透光的封装胶材或陶瓷材料，例如包含环氧树脂(epoxy)及填充颗粒,所述填充颗粒可以是玻璃或氧化铝颗粒，但并不局限于此。所述发光二极管芯片102固设在所述芯片承座107上。举例而言，发光二极体晶片102可经由金属焊接固定于所述芯片承座107。所述导线103电分别性连接所述发光二极管芯片102之电性接垫(例如，正极与负极接垫)至所述导线架105的电极108的一打线部位。在另一实施例中，所述负极接垫并非如前述实施例所示设置于发光二极管芯片102的上表面，而是设置于发光二极管芯片102的下表面。所述负极接垫可以一导电材电性连接至所述芯片承座107，而可只设置一个电极108。如图I及2所示，在本实施例中，所述透光盖体104覆盖在所述承载件101的开口处，以封闭所述承载件101的容置空间，所述透光盖体104的材质可为透光的封装材料，例如透光树脂或玻璃，其中透光树脂可选自环氧树脂(epoxy)系或娃氧烧树脂(silicone)系等透光树脂材料。所述发光二极管芯片102朝上的发光表面可以另外涂布有含萤光粉的透光胶体(未绘不)。所述发光二极管芯片102射出的光线,例如蓝光，可以被萤光粉转换为不同颜色的光线，例如绿光、黄光或红光，其不同颜色的光线再混合以产生白光。在本发明的其他实施例中，亦可将萤光粉掺入透光盖体104来取代含萤光粉的透光胶体。图3揭示图I的发光二极管封装构造中导线架的立体结构图。如图3所示，所述电极108除具有一打线部位(未标示)外，另具有一凹陷结构114，所述打线位置相对靠近所述芯片承座107，而所述凹陷结构114相对靠近所述绝缘胶体106的外侧边。所述凹陷结构114可在蚀刻或冲压形成所述芯片承座107及电极108的同时一并制作，例如使用湿式半蚀刻(half etching)法,并以氯化铜作为铜蚀刻液,配合蚀刻罩幕定义所述凹陷结构114的图形。此外，所述绝缘胶体106底部的绝缘材料填充部分所述凹陷结构114。由于所述电极108的凹陷结构114填充有绝缘材料，并对应于所述凹口 111 (参见图2)处，使得原本水气沿着所述电极108下表面(或侧表面)与绝缘胶体106之间隙渗入凹口 111的路径长度变长，因此能有效的减少因水气渗入进而发生所述电极108的打线部位的表面氧化的机率。如图3所示，所述芯片承座107的两端部112a、112b上各具有一沟槽113a、113b，所述两端部112a、112b是指所述芯片承座107的另两侧的唇缘，所述沟槽113a、113b可在蚀刻或冲压形成所述芯片承座107及电极108的同时一起制作。所述沟槽113a、113b是两个凹槽，其横向穿过所述芯片承座107，并且所述沟槽113a、113b的两端与所述间隙109相连通。所述两沟槽113a、113b以及所述两间隙109之间定义为所述芯片承座107的一芯片承载区域。所述绝缘胶体106底部的绝缘材料包覆部分导线架105，并且亦填充至所述沟槽113a、113b 内。如图4及5所示，其揭示本发明另一实施例的发光二极管封装构造相似于图I实施例并大致沿用图I实施例的元件名称及图号，其中图4的发光二极管封装构造10同样包含一承载件101、一发光二极管芯片102、至少一导线103以及一透光盖体104，所述承载件101包含一导线架105以及一绝缘胶体106，所述导线架105具有一芯片承座107及二电极108，所述芯片承座107与各电极108之间分别具有一间隙109，所述绝缘胶体106具有一倾 斜壁面110，以形成所述承载件101顶部的开口及容置空间。所述容置空间具有至少一凹口 111，所述凹口 111对应位于所述电极108的一打线部位。所述芯片承座107的两端部112a、112b上分别形成一沟槽113c、113d。所述电极108各具有一打线部位及一凹陷结构114。本实施例所述芯片承座107的沟槽113c、113d延伸跨越于所述绝缘胶体106的容置空间的底部边缘106a(参见图5)，并且使得所述芯片承座107于所述绝缘胶体106的容置空间内的暴露表面最小化(亦即所述绝缘胶体106底部的绝缘材料覆盖所述芯片承座107上表面除了一芯片预定设置区域(芯片承载区域)之外的区域)。所述绝缘胶体106底部的绝缘材料大量的填充于所述沟槽113c、113d内，使得原本水气沿着所述芯片承座107的两端部112a、112b下表面(或侧表面)与所述绝缘胶体106之间隙渗入的路径长度变长，并且亦可相对减少暴露的金属表面，因此能有效的减少因水气渗入进而发生所述芯片承座107的表面氧化的机会。另外，由于所述电极108的凹陷结构114填充有绝缘材料，并对应于所述凹口 111处，使得原本水气沿着所述电极108下表面(或侧表面)渗入的路径长度变长，因此同样也能有效的减少因水气渗入进而发生所述电极108的打线部位的表面氧化的机率。本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。
权利要求
1.一种发光二极管封装构造，其特征在于所述发光二极管封装构造包含 一承载件，所述承载件包括 一导线架，具有一芯片承座以及至少一电极，所述芯片承座与电极之间通过一间隙形成电性绝缘，所述电极具有一打线部位及一凹陷结构，所述打线部位相对靠近所述芯片承座；及 一绝缘胶体，具有一倾斜壁面，以形成一开口及一容置空间，所述容置空间内具有至少一凹口，及所述凹陷结构对应位于所述凹口处，所述绝缘胶体包覆部分所述导线架，并且填充至所述间隙及凹陷结构中； 一发光二极管芯片，位于所述芯片承座上；以及 至少一导线，其电性连接所述发光二极管芯片以及所述电极的打线部位，其中所述凹口对应于所述导线与电极电性连接的部位。
2.如权利要求I所述的发光二极管封装构造，其特征在于所述芯片承座具有两沟槽，延伸跨越于所述绝缘胶体的容置空间的底部边缘。
3.如权利要求I所述的发光二极管封装构造，其特征在于所述发光二极管封装构造还包含一透光盖体，覆盖在所述承载件的开口处。
4.一种发光二极管封装构造的承载件，其特征在于所述发光二极管封装构造的承载件包含 一芯片承座，具有一芯片承载区域； 二电极，位于所述芯片承座的两侧，并分别通过一间隙与所述芯片承座电性绝缘，所述电极各具有一打线部位及一凹陷结构，所述打线部位相对靠近所述芯片承座；以及 一绝缘胶体，具有一倾斜壁面，以形成一开口及一容置空间，所述容置空间内具有至少一凹口，所述凹陷结构对应位于所述凹口处，及所述芯片承座及电极分别有一部分裸露于所述容置空间，且所述绝缘胶体包覆部分所述芯片承座以及部分所述电极，并且填充至所述间隙及凹陷结构中。
5.如权利要求4所述的发光二极管封装构造，其特征在于所述芯片承座具有两沟槽，延伸跨越于所述绝缘胶体的容置空间的底部边缘。
6.一种发光二极管封装构造的承载件，其特征在于所述发光二极管封装构造的承载件包含 一芯片承座，具有一芯片承载区域及两沟槽，所述两沟槽位于所述芯片承载区域的两端部； 二电极，位于所述芯片承座的两侧，并分别通过一间隙与所述芯片承座电性绝缘，所述间隙连通于所述沟槽，所述电极各具有一打线部位及一凹陷结构，所述打线部位相对靠近所述芯片承座；以及 一绝缘胶体，其顶部具有一开口且形成一容置空间，且所述绝缘胶体包覆部分所述芯片承座以及部分所述电极，并且填充至所述沟槽、间隙及凹陷结构中，其中所述绝缘胶体覆盖所述芯片承座上表面除了所述芯片承载区域以外的区域。
7.如权利要求6所述的发光二极管封装构造，其特征在于所述芯片承座的两沟槽延伸跨越于所述绝缘胶体的容置空间的底部边缘。
8.如权利要求6所述的发光二极管封装构造，其特征在于所述绝缘胶体的材质为不透光的封装胶材。
9.如权利要求6所述的发光二极管封装构造，其特征在于所述发光二极管封装构造还包含一透光盖体，覆盖在所述承载件的开口处。
10.如权利要求9所述的发光二极管封装构造，其特征在于所述透光盖体的材质为透光树脂。
全文摘要
本发明公开一种发光二极管封装构造及其承载件，所述发光二极管封装构造包含一承载件、一发光二极管芯片以及至少一导线。所述承载件包括一导线架及一绝缘胶体，所述导线架具有一芯片承座以及至少一电极，所述芯片承座与电极之间通过一间隙形成电性绝缘；所述电极具有至少一凹陷结构，所述绝缘胶体底部的绝缘材料包覆部分所述导线架，并且填充至所述间隙及凹陷结构中，所述凹陷结构内的绝缘材料可延长外部水气渗入到所述承载件内的路径，因而减少所述芯片承座及电极的表面氧化现象。
文档编号H01L33/62GK102751425SQ20121017375
公开日2012年10月24日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者詹勋伟 申请人:日月光半导体制造股份有限公司