半导体引线框架封装及发光二极管封装的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体封装(semiconductor package),且更明确地说,涉及半导体引线框架封装及发光二极管(LED)封装。
【背景技术】
[0002]对于许多照明应用，发光二极管(light-emitting d1de, LED)元件由于其所提供的优点(例如，低成本、低能量消耗及相关环境益处)而受到青睐。传统的LED元件包含含有LED芯片的至少一个LED封装。LED元件效率不仅取决于LED芯片量子效率，而且取决于封装设计。
[0003]LED元件在使用期间产生必须耗散的热。热不仅造成效率差，而且影响LED元件的长期可靠性。因此，LED元件通常包含用于优选热耗散的金属散热片。
[0004]一些LED封装包含预模制引线框架(Pre-molded Lead Frame)(而非常规的陶瓷衬底)用以携载LED芯片。预模制引线框架包含预模制绝缘体以封装具有多个电极及热垫(Thermal Pad)的引线框架。电极及热垫暴露于LED封装的底部上。
[0005]然而，常规的LED封装不能直接地表面黏着到金属散热片的导电表面，因为散热片将使LED封装的已暴露电极短路。通常，印刷电路板在常规的LED封装与散热片之间提供电绝缘缓冲器以克服此问题，但此解决方案显著地增加制造成本。
[0006]另外，为了减少LED封装与散热片之间的热阻抗，电路板常常具备贯穿电路板的热通路(Thermal Via)或金属嵌件(Metal Insert)。这些特征反而会进一步增加制造成本。
[0007]另一 LED封装设计(被称为板面芯片(Chip-On-Board，COB)封装)包含安装于金属芯印刷电路板(Metal-Core Printed Circuit Board, MCPCB)上的 LED 芯片。MCPCB 通常包含铝板，铝板具有涂布于其前表面上的绝缘层及在绝缘层上的铜图案，铜图案提供电布线及连接。
[0008]板面芯片(COB)LED封装可直接地表面黏着到金属散热片的导电表面。然而，从LED芯片到散热片的热传输显著地受到铜图案与铝芯之间的绝缘层阻碍，此情形导致低热耗散效率。
【发明内容】
[0009]根据一个实施例，一种半导体引线框架封装包含:芯片垫；引线；芯片，其设置于所述芯片垫的顶面上且电连接到所述引线的主要部分，所述主要部分设置于所述芯片垫上方。绝缘主体部分地封装所述芯片垫及所述引线，所述引线的电极部分折叠到所述绝缘主体的顶面上，所述电极部分平行于所述主要部分，其中所述芯片垫的底面从所述绝缘主体的底面暴露。
[0010]在一个实施例中，所述芯片垫的所述暴露底面直接接触散热片。即，所述芯片垫的所述底面热附接(Thermally Attached)到所述散热片。因此，由所述芯片产生的热可通过所述芯片垫及所述散热片而快速地耗散到空气，此情形导致高热耗散效率。
[0011]在一个实施例中，所述引线包含所述主要部分、从所述主要部分折叠的连接部分，及从所述连接部分折叠到所述绝缘主体的所述顶面上的所述电极部分。所述引线的所述连接部分折叠到所述绝缘主体的凹口中，使得所述连接部分从所述绝缘主体的侧表面凹入。通过使所述连接部分从所述绝缘主体的所述侧表面凹入，有效地减少在所述引线与所述散热片之间发生短路的机会。
【附图说明】
[0012]图1说明根据一个实施例的安装到散热片的半导体引线框架封装的立体示意图；
[0013]图2说明沿着图1的线2-2的剖面图；
[0014]图3说明沿着图1的线3-3的剖面图；
[0015]图4说明沿着图1的线4-4的剖面图；
[0016]图4A说明图4的半导体引线框架封装的剖面图，所述半导体引线框架封装通过电线而连接到外部电力供应电路系统；
[0017]图5说明根据另一实施例的半导体引线框架封装的立体示意图；
[0018]图6说明图5的半导体引线框架封装的俯视图，所述半导体引线框架封装经由连接器而安装到外部散热片；
[0019]图7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18说明根据一个实施例的用于制造半导体引线框架封装的过程；以及
[0020]图19到20说明根据另一实施例的用于制造半导体引线框架封装的过程。
【具体实施方式】
[0021]参看图1，说明根据一个实施例的半导体引线框架封装1。半导体引线框架封装1包含芯片垫12、至少一个引线14 (例如，两个引线14)、至少一个肋状物16 (例如，四个肋状物16)、至少一个固定元件18 (例如，两个固定元件18)、绝缘主体22、至少一个导线30 (例如，三个导线30)、至少一个芯片28 (例如，两个芯片28)、至少一个光转换层281 (例如，两个光转换层281)，及封装物32。
[0022]芯片垫12用于携载芯片28。在此实施例中，芯片28为发光二极管(LED)芯片，且黏附到芯片垫12。因此，半导体引线框架封装1为LED封装。芯片垫12的材料为例如铜等金属。
[0023]虽然诸图中说明两个芯片28，但在另一实施例中，半导体引线框架封装1包含仅单个芯片28。在又一实施例中，半导体引线框架封装1包含两个以上芯片28。
[0024]绝缘主体22 (也被称作外壳)部分地封装芯片垫12及引线14，借此形成预模制引线框架，且绝缘主体22具有顶面221、底面222、至少一个凹口 223 (例如，两个凹口 223)，及中心开口 23。凹口 223设置于绝缘主体22的边缘上。更明确地说，绝缘主体22的侧表面224垂直地延伸于绝缘主体22的顶面221与底面222之间，且凹口 223形成于侧表面224内。
[0025]绝缘主体22的上部内侧壁25界定绝缘主体22中的上部中心开口 24。绝缘主体22的下部内侧壁27界定绝缘主体22的下部中心开口 26。中心开口 23包含下部中心开口26及上部中心开口 24。
[0026]上部中心开口 24与下部中心开口 26连通，且上部中心开口 24的尺寸大于下部中心开口 26的尺寸。下部中心开口 26暴露芯片垫12的部分，芯片28设置于暴露的芯片垫12的部分，且上部中心开口 24暴露引线14的部分，导线30接合到暴露引线14的部分。绝缘主体22的材料可为封胶材料，例如，透明或半透明聚合物、软凝胶(Soft Gel)、弹性体(Elastomer)、树脂、环氧树脂Gipoxy Resin)、聚娃氧(Silicone)，或环氧树脂-聚娃氧混合式树月旨(Epoxy-Silicone Hybrid Resin)。
[0027]两个引线14与芯片垫12电隔离，且每一所述引线14具有主要部分141、连接部分142及电极部分143(例如，作为正电极及负电极)。主要部分141嵌入于绝缘主体22中，且主要部分141的一部分从绝缘主体22的上部中心开口 24暴露，且经由导线30而电连接到芯片28。连接部分142连接主要部分141及电极部分143，且设置于凹口 223中。
[0028]在此实施例中，连接部分142延伸出绝缘主体22之外，且设置于凹口 223的侧壁225上(参见图4)。连接部分142经折叠成使得连接部分142实质上垂直于主要部分141。虽然可将各种特征描述为垂直、平行或具有其它关系，但按照本发明，所属领域的技术人员应理解，所述特征可不精确地垂直或平行，而是仅在可接受的制造容许度内实质上垂直或平行。
[0029]电极部分143设置于绝缘主体22的顶面221上，且用于外部电连接。电极部分143经折叠成使得电极部分143实质上垂直于连接部分142，且电极部分143实质上平行于主要部分141。在此实施例中，引线14(主要部分141、连接部分142及电极部分143)的材料为例如铜等金属。引线14及芯片垫12可称作引线框架。
[0030]封装物32设置于中心开口 23 (S卩，下部中心开口 26及上部中心开口 24)中，以封装芯片28及导线30。封装物32可由透明聚合物或半透明聚合物(例如，软凝胶、弹性体、树脂、环氧树脂、聚硅氧，或环氧树脂-聚硅氧混合式树脂)制成。
[0031]为了改进从芯片28的发光的均一性，可使光随着其被发射而散射。因此，可将散射粒子添加到封装物32中以使光通过封装物32时随机地折射。
[0032]在此实施例中，封装物32的顶面33与绝缘主体22的顶面221共平面；然而，在其它实施例中，封装物32的顶面33可凸出以形成凸透镜结构。
[0033]光转换层281设置于封装物32与芯片28之间。光转换层281实质上覆盖芯片28的顶面，且还可覆盖每一导线30的部分。
[0034]光转换层281包含光转换物质的粒子，例如，萤光粒子。从芯片28发射