发光器件封装件的制作方法

文档序号:7259004阅读:124来源:国知局
发光器件封装件的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种发光器件封装件,该发光器件封装件包括:包括芯片安装区域的反射基板;设置在反射基板上的电路基板,所述电路基板包括限定芯片安装区域的内侧边缘和设置在与内侧边缘间隔开的位置处的至少一个对准孔;以及设置在芯片安装区域中的至少一个发光二极管芯片,所述至少一个发光二极管芯片通过导线连接至电路基板。
【专利说明】发光器件封装件
【技术领域】
[0001 ] 本发明的实施方案涉及发光器件封装件。
【背景技术】
[0002]发光器件可以是发光二极管(LED)芯片。发光二极管是将电能转换为光的半导体器件。相比于传统光源如白炽灯或突光灯,发光二极管具有如低功耗、半永久性寿命、快速响应速度、安全性和生态环境友好的优点。对用发光二极管来替代传统光源已经做了大量的研究。使用发光二极管作为发光装置(如各种灯、液晶装置、电子记分板和街灯)的光源正在逐渐增加。
[0003]同时,发光器件封装件包括安装在印刷电路板(PCB)上的发光二极管芯片。当多个发光二极管芯片安装在传统发光器件封装件中的一个PCB上时,发光二极管芯片需要与导线的位置精确对准。

【发明内容】

[0004]实施方案提供了将发光二极管芯片和导线两者精确对准的发光器件封装件。
[0005]在一个实施方案中,发光器件封装件包括:包括芯片安装区域的反射基板;设置在反射基板上的电路基板,所述电路基板包括限定芯片安装区域的内侧边缘和设置在与内侧边缘间隔开的位置处的至少一个对准孔;以及设置在芯片安装区域中的至少一个发光二极管芯片,所述至少一个发光二极管芯片通过导线连接至电路基板。
[0006]例如,电路基板的内侧边缘可以具有圆形形状。
[0007]电路基板包括彼此面对的第一电路基板和第二电路基板,所述芯片安装区域介于所述第一电路基板与所述第二电路基板之间,所述第一电路基板具有限定芯片安装区域的一部分的第一内侧边缘,所述第二电路基板具有限定芯片安装区域的另一部分的第二内侧边缘,并且所述第一电路基板和所述第二电路基板中的每一个均具有至少一个对准孔。
[0008]例如,对准孔的直径或一侧的长度可以为0.4mm。
[0009]电路基板可以包括:布线层;设置在布线层和反射基板之间的第一绝缘层;以及具有设置在布线层上的连接部的金属层,所述连接部将连接至发光二极管芯片的导线电连接至布线层。
[0010]发光器件封装件还可以包括设置在发光二极管芯片和反射基板之间的第二绝缘层。
[0011]例如,金属层可以包括选自金(Au)、镍(Ni)、银(Ag)、铜(Cu)和钯(Pd)中的至少一种金属、或者它们的合金。
[0012]电路基板还可以包括设置在金属层上的阻焊层,使得阻焊层不与连接部交叠。
[0013]所述至少一个对准孔可以穿过阻焊层并露出金属层。在这种情况下,金属层的反射率可以与反射基板的反射率相同或不同。
[0014]可替代地,所述至少一个对准孔可以穿过电路基板并露出反射基板。[0015]可替代地,所述至少一个对准孔可以穿过金属层和布线层并露出第一绝缘层。[0016]所述至少一个对准孔可以设置在连接部中,或者可以设置在与连接部间隔开的位置处。另外,所述至少一个对准孔可以包括设置在连接部中的第一对准孔和设置在与连接部间隔开的位置处的第二对准孔。[0017]例如,从第一对准孔到内侧边缘的距离可以是0.45mm,从第二对准孔到内侧边缘的距离可以是1.176mm。从第二对准孔到阻焊层的端部的距离可以是1.28mm。[0018]对准孔可以具有圆形平面形状或多边形平面形状。[0019]发光器件封装件还可以包括设置在电路基板上的阻挡层,使得阻挡层包埋所述至少一个对准孔。[0020]阻挡层可以设置在阻焊层上,可以设置在连接部上或者从阻焊层延伸至连接部。[0021]例如,阻挡层可以包括聚硅氧烷树脂或者白色环氧树脂。[0022]发光器件封装件还可以包括对在芯片安装区域上的所述至少一个发光二极管芯片和导线进行密封的模制部。模制部可以包括磷光体。【专利附图】

【附图说明】[0023]可以参照下面的附图详细描述布置和实施方案,其中相同的附图标记指代相同的要素,在附图中:[0024]图1是示出根据一个实施方案的发光器件封装件的俯视图;[0025]图2A至图2C是示出沿图1示出的I1-1I'线的发光器件封装件的实施方案的截面图;[0026]图3是示出根据另一实施方案的发光器件封装件的俯视图;[0027]图4A和图4B是示出沿图3示出的IV-1V'线的发光器件封装件的实施方案的截面图;[0028]图5是示出根据另一实施方案的发光器件封装件的截面图;[0029]图6A至图6D是示出用于制造图2A示出的发光器件封装件的方法的视图;[0030]图7A至图7D是示出用于制造图4A示出的发光器件封装件的方法的视图;[0031]图8是示出使用根据一个实施方案的发光器件封装件的前灯。 【具体实施方式】[0032]现在将详细地参照实施方案,为了更好地理解,在附图中描述其实例。然而,本公开内容可以体现为许多不同的形式,并且不应该被解释为限于文中所阐述的实施方案。相反,提供这些实施方案的目的是使得本公开内容将是透彻和完整的,并且将本公开内容的范围充分地传达给本领域技术人员。[0033]图1是示出根据一个实施方案的发光器件封装件100A的俯视图。[0034]图2A至图2C是沿图1示出的ΙΙ-ΙI‘线的发光器件封装件100Α的实施方案的截面图。[0035]图1至图2C示出的发光器件封装件100Α包括反射基板110、电路基板120Α和 120Β以及发光二极管芯片170。[0036]反射基板110用于支承发光器件封装件100Α的电路基板120Α和120Β,并且包括对应于反射基板110的由电路基板120A和120B限定和露出的部分的芯片安装区域。例如, 芯片安装区域是指其上安装有发光二极管芯片170的反射基板110的上表面110A。[0037]反射基板110包括具有光反射特性和光辐射特性两者的材料。例如,反射基板110 具有95%的反射率并且由选自铝(Al)、银(Ag)、钼(Pt)、铑(Rh)、镭(Rd)以及钯(Pd)的金 属、或者它们的合金形成,但是本实施方案不限于此。[0038]在这种情况下,当只用反射基板110不能获得所期望的反射率水平时,还可以在 反射基板110的上部中设置提高反射基板110的反射率的反射涂层(未示出)。反射涂层 可以由与构成反射基板110的材料相同或不同的材料形成。[0039]另外,当不在反射基板110的上部中设置反射涂层时,还可以在反射基板110的上 部中设置防止反射基板110腐蚀的抗腐蚀层(未示出)。[0040]另外,当在反射基板110的上部中设置反射涂层时,可以在反射涂层的上部中设 置防止反射涂层腐蚀的抗腐蚀层(未示出)。[0041]抗腐蚀层可以包括透光性树脂。[0042]电路基板120A和120B设置在反射基板110上并且包括第一和第二内侧边缘152A 和152B以及至少一个对准孔102A、102B和102C。第一和第二内侧边缘152A和152B限定 芯片安装区域110A,并且对准孔102A、102B和102C与第一和第二内侧边缘152A和152B间隔开。[0043]在此处,当从垂直于图1所示的X和Y轴的顶部观察时,电路基板120A和120B的 第一和第二内侧边缘152A和152B可以具有圆形形状。例如,第一和第二内侧边缘152A和 152B可以具有圆形边缘的圆环形形状、椭圆形形状或多边形形状,如图1所示。可替代地, 当从垂直于图1示出的X和Y轴的顶部观察时,第一和第二内侧边缘152A和152B可以具 有多边形形状。[0044]电路基板可以包括彼此面对的第一和第二电路基板120A和120B,芯片安装区域 IlOA介于第一和第二电路基板120A和120B之间。第一电路基板120A具有限定芯片安装 区域IlOA的一部分的第一内侧边缘152A,第二电路基板120B具有限定芯片安装区域IlOA 的另一部分的第二内侧边缘152B。第一和第二电路基板120A和120B中的每一个均可以具 有至少一个对准孔102A、102B和102C。[0045]参照图2A至图2C,电路基板120A和120B可以包括第一绝缘层122、布线层124 以及金属层125A和125B。[0046]布线层124具有电路图案并且用铜(Cu)等来实现。[0047]第一绝缘层122设置在布线层124与反射基板110之间以使布线层124与反射基 板Iio绝缘。例如,第一绝缘层122可以包括环氧树脂或聚酰胺树脂、或氧化物或氮化物。[0048]金属层125A和125B具有连接部Tl I,该连接部Tll设置在布线层124上以将连接 至发光二极管芯片170的导线150A和150B电连接至布线层125A和125B。[0049]例如,金属层125A和125B包括彼此电隔离的第一和第二电极层125A和125B。第 一和第二电极层125A和125B可以彼此对称,如图1所示的,但可以具有各种形状,而不限 于此。第一电极层125A连接至第一电极焊垫180,第二电极层125B连接至第二电极焊垫 182。因此,电流可以经由第一和第二电极层125A和125B以及导线150A和150B从第一和 第二电极焊垫180和182提供至发光二极管芯片170。即,第一和第二电极焊垫180和182分别连接至第一和第二电极层125A和125B,并且第一和第二电极层125A和125B分别经由 导线150A和150B连接至相应的发光二极管芯片170。[0050]金属层125A和125B可以由例如选自金(Au)、镍(Ni)、银(Ag)、铜(Cu)以及钯 (Pd)的金属、或它们的合金形成,但是本实施方案不限于此。[0051]同时,电路基板120A和120B还可以包括第一和第二粘合层121和123。第一粘 合层121用于将第一绝缘层122粘附至反射基板110,第二粘合层123用于将第一绝缘层 122粘附至布线层124。第一和第二粘合层121和123可以具有导电粘附性或绝缘透明粘 附性。具有导电粘附性的第一和第二粘合层121和123可以由例如选自铅(Pb)、金(Au)、 锡(Sn)、铟(In)、银(Ag)、镍(Ni)、银(Nb)、铜(Cu)的金属、或它们的合金形成。另外,具 有绝缘透明粘附性的第一和第二粘合层121和123可以由选自聚酰亚胺(PI)、苯并环丁烯 (BCB)、PFCB (全氟环丁烷)的材料、或它们的合金形成。[0052]电路基板120A和120B还可以包括阻焊层126,该阻焊层126设置在金属层125A和 125B上使得它不与连接部Tll交叠。阻焊层126限定金属层125A和125B的连接部T11。 在这种情况下,还可以在金属层125A和125B的露出的边缘处设置阻焊层126A,或者可以省 略阻焊层126A,本实施方案不限于此。在下文中,虽然在连接部Tll中示出了阻焊层126A, 但是连接部Tll是作为考虑省略阻焊层126A的情况而示出的。[0053]另外,发光器件封装件100A还可以包括阻挡层140A。阻挡层140A可以通过对准 孔102A、102B以及102C引导而包埋对准孔102A、102B以及102C中,覆盖金属层125A和 125B的至少一部分,并且作为填充和限制稍后描述的模制部160的坝状物(dam)。[0054]图3是示出根据另一实施方案的发光器件封装件100B的俯视图。[0055]图4A和图4B是沿图3示出的IV-1V'线的发光器件封装件100B的实施方案的截 面图。[0056]图5是示出根据另一实施方案的发光器件封装件100C的截面图。[0057]图1、图2A至图2C以及图5示出的发光器件封装件100A和100C的阻挡层140A 和140C可以只覆盖金属层125A和125B的一部分。S卩,图1、图2A至图2C示出的发光器件 封装件100A的阻挡层140A经由阻焊层126只覆盖金属层125A和125B的一部分。如图1 和图2A至图2C所示,阻挡层140A可以设置在阻焊层126的上部并且可以不设置在连接部 Tll的上部中。[0058]可替代地,如图5所示,在发光器件封装件100C中的阻挡层140C可以被设置为从 阻焊层126延伸至连接部Tl I。[0059]可替代地,如图3、图4A和图4B所示,发光器件封装件100B的阻挡层140B可以覆 盖金属层125A和125B以使得不露出金属层125A和125B的连接部Tll。[0060]在下文中,图1至图5示出的发光器件封装件100A、100B以及100C中的相同的部 件由相同的附图标记来表示,并且不重复说明。[0061]如上所述,在图1、图2A至图2C以及图5示出的发光器件封装件100A和100C中, 由于金属层125A和125B的上表面部分地露出,没有被阻挡层140A和140C覆盖,所以从发 光二极管芯片170发出的光被金属层125A和125B的露出的上表面散射,因而可能使光速 降低。然而,不同于图1、图2A至图2C以及图5示出的发光器件封装件100A和100C,由于 图3、图4A和图4B示出的发光器件封装件100B中的金属层125A和125B的上表面被阻挡层140B完全覆盖而不被露出,所以从发光二极管芯片170发出的光的散射被最小化,因而获得优异的光提取效率。[0062]同时,限定电路基板120A和120B中的芯片安装区域IlOA的第一和第二内侧边缘 152A和152B之间的宽度Wl与由阻挡层140A、140B以及140C限定的第三和第四内侧边缘 154A和154B之间的宽度W2可以相同,如图4A和图4B所示,并且可以不同,如图2A至图 2C以及图5图所示。例如,如图2A至图2C或图5所示,宽度W2可以大于宽度W1。第一和第二内侧边缘152A和152B之间的宽度Wl对应于芯片安装区域IlOA的宽度。[0063]阻挡层140A和140B可以具有环形形状,如图1和图3所示,但是本实施方案不限于此。另外,图1至图5示出的阻挡层140A、140B以及140C可以包括聚硅氧烷树脂或白色环氧树脂,但是本实施方案不限于此。[0064]同时,参照图2A至图2C,发光器件封装件100A还可以包括第二绝缘层190。第二绝缘层190设置在发光二极管芯片170与反射基板110的芯片安装区域IlOA之间以将发光二极管芯片170与反射基板110隔离。当设置第二绝缘层190时,发光二极管芯片170 的散热性可能被劣化。为此,第二绝缘层190包括散热材料以确保散热性能。可替代地,如图4A、图4B以及图5所示,可以在发光器件封装件100B和100C中省略第二绝缘层190。[0065] 在这种情况下,第二绝缘层190也可以用作上述抗腐蚀层(未示出)以防止对反射基板110的腐蚀。[0066]第二绝缘层190可以包括与第一绝缘层122的材料相同或不同的材料。例如,第二绝缘层190可以包括具有高热导率的环氧树脂或聚酰胺树脂、或氧化物或氮化物。[0067]图1至图5示出的至少一个发光二极管芯片170设置在反射基板110的芯片安装区域IlOA上,并且分别通过导线150A和150B连接至电路基板120A和120B的金属层125A 和125B的连接部T11。如图1至图5所示,可以设置多个发光二极管芯片170,但是本实施方案不限于此。即,可以只设置一个发光二极管芯片170。[0068]当发光二极管芯片170包括两个或更多个发光二极管芯片170时,发光二极管芯片170中的一些可以通过并联和串联方法中的至少一种而彼此连接,其余的发光二极管芯片170可以通过引线接合连接至金属层125A和125B。[0069]根据电极位置,上述发光二极管芯片170可以分为水平型或垂直型发光二极管芯片。发光二极管芯片170的发光二极管可以包括发光结构,该发光结构包括:顺序层叠的η 型半导体层、有源层和P型半导体层;以及分别将电子和空穴提供给η型半导体层和P型半导体层的η型电极和P型电极。η型半导体层和P型半导体层可以由半导体化合物形成,例如包括具有式InxAlyGanyN(O≤χ≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的半导体材料。[0070]关于图1和图3示出的发光器件封装件100A和100B,12个发光二极管芯片170 串联地连接在连接至第一电极层125A的第一导线150A与连接至第二电极层125B的第二导线150B之间,但可以并联或串联连接不同数目的发光二极管芯片,但是本实施方案不限于此。[0071]连接至金属层125A和125B的导线150A和150B被完全地露出而没有被包埋在阻挡层140A中,如图2A至图2C所示,或完全地包埋在阻挡层140B中,如图4A和图4B所示, 或部分地包埋在阻挡层140C中,如图5所示。[0072]同时,如图2A、图4A以及图5所示,对准孔102A和102D可以穿过电路基板120A和120B而露出反射基板110。例如,对准孔102A可以与连接部Tll间隔开,如图2A所示, 或者对准孔102D可以设置在连接部Tll中,如图4A所示。可替代地,如图5所示,第一和 第二对准孔102A和102D可以以多个的形式设置在第一和第二电路基板120A和120B中的 每个中。S卩,如图5所示,第一对准孔102D设置在连接部Tll中,第二对准孔102A与连接 部Tll间隔开。[0073]可替代地,如图2B所示,对准孔102B可以穿过阻焊层126并且只露出金属层125A 和125B。金属层125A和125B的反射率可以与反射基板110的反射率相同或不同。另外, 如图2B所示,未示出只露出金属层125A和125B的对准孔102B,但该对准孔102B还设置在 连接部Tll中或只设置在连接部Tll中。[0074]可替代地,如图2C和图4B所示,对准孔102C和102E可以穿过电路基板120A和 120B的金属层125A和125B、布线层124以及第二粘合层123并且露出第一绝缘层122。露 出第一绝缘层122的对准孔102C和102E与连接部Tll间隔开,如图2C所示,或者设置在连 接部Tll中,如图4B所示,或者它们中的一个设置在连接部Tll中,而另一个与连接部Tll 间隔开(但是未示出)。[0075]关于图2A至图2C、图4A和图4B以及图5中示出的发光器件封装件的横截面形 状,对准孔102A至102E的各种形状中的至少一个可以被设置在连接部Tll中提供的位置 和与连接部Tll间隔开的位置中的至少一个位置中。然而,具有各种形状的对准孔102A至 102C中的至少一个可以设置在连接部Tll中提供的位置和与连接部Tll间隔开的位置中的 至少一个位置中。[0076]常规地,基于如图2A至图2C所示露出的连接部Tll而不是基于对准孔102A至 102E来识别相机图像的亮与暗,基于识别结果来布置安装发光二极管芯片170的位置以及 导线150A和150B接合的位置。在这种情况下,由于反射基板110的镜面反射率过高,不能 清楚地区分露出的连接部Tll和阻焊层126的亮与暗,所以不能进行预期的布置。[0077]然而,在本实施方案中,如上所述,在电路基板120A和120B中设置一个或更多个 对准孔102A至102E。因此,虽然在管芯接合或引线接合期间反射基板110的镜面反射率 较高,但是可以基于对准孔102A至102E来识别相机图像的亮与暗并且使用识别结果来进 行亮与暗之间的清楚识别。例如,如图2A、图2B、图4A以及图5所示,当设置对准孔102A、 102B以及102D时,对准孔102AU02B以及102D的底表面的反射率高于其相邻部分的反射 率,因而更清楚地识别相机图像的亮与暗。可替代地,如图2C和图4B所示,当设置对准孔 102C和102E时,对准孔102C和102E的底表面的反射率低于其相邻部分的反射率,因而更 清楚地识别相机图像的亮与暗。因此,当使用上述对准孔102A至102E时,精确地识别或布 置安装发光二极管芯片170的安装区域IlOA的位置以及导线150A和150B接合至金属层 125A和125B的位置。[0078]此外,如上所述,对准孔102A至102E也用于引导被包埋的阻挡层140A、140B以及 140C的位置。[0079]此外,对准孔102A至102E提高阻挡层140A、140B以及140C和反射基板110之间的气密性。[0080]同时,发光器件封装件100A、100B以及100C可以具有多边形或圆形形状。例如, 如图1和图3所示,发光器件封装件100A和100B可以具有矩形平面形状。[0081]相比于如图1、图2A至图2C以及图5所示阻挡层140A和140C部分地露出金属层 125A和125B的上表面的情况,当阻挡层140B完全地覆盖金属层125A和125B的上表面而不露出金属层125A和125B的上表面时,如图3、图4A以及4B所示,可以进一步增加芯片安装区域IlOA的宽度W1。这样,当芯片安装区域IlOA的宽度Wl增加时,更多个发光二极管芯片170安装在具有恒定尺寸的发光器件封装件中的芯片安装区域IlOA上,从而提高了发光效能。[0082]例如,当发光器件封装件100A和100B具有矩形平面形状时,如图1和图3所示,可以通过第一方向X的长度LI和第二方向y的长度L2来确定发光器件封装件100A和100B 的平面尺寸。[0083]在这种情况下,通过长度LI和L2中较短的长度、金属层125A和125B中连接部的宽度Tl 1、阻挡层140A和140B的宽度T12以及从阻挡层140A和140B的外周到发光器件封装件100A和100B的侧端101的距离T13中的至少一个,来确定图1和图3示出的芯片安装区域IlOA的面积。即,通过从发光器件封装件100A和100B的侧端101到芯片安装区域 IlOA的距离Tl来确定其中设置发光二极管芯片170的芯片安装区域IlOA的面积。[0084]为了更好地理解,假设芯片安装区域IlOA的平面具有圆环形形状(circular shape),并且LI是LI和L2中较短的,则图1和图3所示的发光器件封装件100A和100B 中的芯片安装区域IlOA的面积(LEDA)可以通过下面的等式I来确定。[0085]等式I
【权利要求】
1.一种发光器件封装件,包括: 包括芯片安装区域的反射基板; 设置在所述反射基板上的电路基板,所述电路基板包括限定所述芯片安装区域的内侧边缘和设置在与所述内侧边缘间隔开的位置处的至少一个对准孔;和 设置在所述芯片安装区域中的至少一个发光二极管芯片,所述至少一个发光二极管芯片通过导线连接至所述电路基板。
2.根据权利要求1所述的发光器件封装件,其中所述电路基板包括彼此面对的第一电路基板和第二电路基板,所述芯片安装区域介于所述第一电路基板与所述第二电路基板之间, 所述第一电路基板具有限定所述芯片安装区域的一部分的第一内侧边缘, 所述第二电路基板具有限定所述芯片安装区域的另一部分的第二内侧边缘,以及 所述第一电路基板和所述第二电路基板中的每一个均具有所述至少一个对准孔。
3.根据权利要求1所述的发光器件封装件,其中所述电路基板包括: 布线层; 设置在所述布线层与所述反射基板之间的第一绝缘层;以及 设置在所述布线层上的具有连接部的金属层,所述连接部将连接至所述发光二极管芯片的所述导线电连接至所述布线层。
4.根据权利要求1所述的发光器件封装件,还包括设置在所述发光二极管芯片与所述反射基板之间的第二绝缘层。
5.根据权利要求3所述的发光器件封装件,其中所述电路基板还包括设置在所述金属层上的阻焊层,使得所述阻焊层不与所述连接部交叠。
6.根据权利要求5所述的发光器件封装件,其中所述至少一个对准孔穿过所述阻焊层并露出所述金属层,或者穿过所述电路基板并露出所述反射基板,或者穿过所述金属层和所述布线层并露出所述第一绝缘层。
7.根据权利要求3所述的发光器件封装件,其中所述至少一个对准孔设置在所述连接部中,或者设置在与所述连接部间隔开的位置处。
8.根据权利要求3所述的发光器件封装件,其中所述至少一个对准孔包括: 设置在所述连接部中的第一对准孔;和 设置在与所述连接部间隔开的位置处的第二对准孔。
9.根据权利要求5所述的发光器件封装件,还包括设置在所述电路基板上的阻挡层,使得所述阻挡层包埋所述至少一个对准孔。
10.根据权利要求9所述的发光器件封装件,其中所述阻挡层设置在所述连接部上或者从所述阻焊层延伸至所述连接部。
【文档编号】H01L25/075GK103531584SQ201310216888
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年6月3日 优先权日:2012年7月6日
【发明者】赵贤硕 申请人:Lg伊诺特有限公司
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