专利名称：半导体发光器件封装结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种半导体发光器件封装结构(Semiconductorlight-emitting device package structure)，并且特别地，本实用新型涉及一种针对半导体发光管芯的多芯片模块单一封装结构(Multi-chip module singlepackage structure)。
背景技术：
由于半导体发光器件(Semiconductor light-emitting device，LED)具有省电、使用寿命长、反应快以及适合量产等许多优点。因此，目前以半导体发光器件做为光源的照明产品，已渐成趋势。
然而，现有的高功率的半导体发光器件在持续发亮一段时间后，会有温度过高的问题。目前的半导体发光器件封装结构即普遍具有热阻过高的问题，进而影响发光功率、效率。因此，仅仅安置散热装置的传统半导体发光器件封装结构，并无法有效率地降低半导体发光器件的温度。因此，提供一种能够良好散热的封装结构确有其必要性，以解决封装结构与散热模块两者间界面所具有的热阻过高的问题。有鉴于此，申请人开发了本实用新型。
此外，传统的半导体发光器件封装结构，皆为针对单一半导体发光器件模块进行单一封装。为符合新型照明产品的发展，因此，本实用新型的范畴即在提供一种针对半导体发光管芯的多芯片模块单一封装结构。
发明内容
因此，本实用新型的主要范畴即在于提供一种针对半导体发光管芯的多芯片模块单一封装结构。
根据本实用新型的一优选具体实施例的半导体发光器件封装结构，其包含一基板、N个下底座以及N个半导体发光管芯模块。所述基板上定义一顶表面和一底表面，所述基板的顶表面上形成N个第一凹陷部，所述基板的底表面上形成N个第二凹陷部。每一个第二凹陷部与一个第一凹陷部位置相对，并且与所述个第一凹陷部相通。所述顶表面的上设有多个外部电极。并且，N为一大于或等于2的正整数。
此外，所述N个下底座中的每一个下底座对应一个第二凹陷部。每一个下底座上定义一个第一表面以及一个第二表面。每一个下底座嵌入于所述对应的第二凹陷部，致使所述个下底座的第一表面的一部分暴露于所述第一凹陷部的内部。
进一步，所述N个半导体发光管芯模块中的每一个半导体发光管芯模块对应一个下底座，并且固定于所述下底座的第一表面暴露于所述对应的第一凹陷部内部的部分上。每一个半导体发光管芯模块本身的内电极还电连接至所述外部电极。
本实用新型提供了一种具有高散热效率的封装结构，该封装结构用以封装至少一半导体发光器件，亦可配合导热装置进一步有效排除高功率半导体发光器件所产生的大量热量，以解决传统封装结构与散热模块两者间界面所具有的热阻过高的问题。
关于本实用新型的优点与精神可以通过以下的实施方式及附图得到进一步的了解。
图1A绘示根据本实用新型的一优选具体实施例的半导体发光器件封装结构1的顶视图。
图1B是沿图1A中半导体发光器件封装结构1的K-K线的剖面视图。
图2绘示图1A中半导体发光器件封装结构1的另一变体。
图3A绘示根据本实用新型的另一优选具体实施例的半导体发光器件封装结构3的透视图。
图3B是沿图3A中半导体发光器件封装结构3的O-O线的局部剖面视图。
图3C是沿图3A中半导体发光器件封装结构3的P-P线的局部剖面视图，以显示导体发光器件封装结构3的另一变体。
图4绘示图3A中半导体发光器件封装结构3的另一变体。
附图标记说明1、3半导体发光器件封装结构 12、32基板
122顶表面 124底表面126第一凹陷部 128第二凹陷部14下底座142第一表面144第二表面 16、34半导体发光管芯模块36载台 38导热装置40散热鳍片 42固定装置具体实施方式
本实用新型提供一种半导体发光器件封装结构，并且特别地，是针对半导体发光管芯的多芯片模块单一封装结构。以下将详述本实用新型的优选具体实施例以及实际应用实例，由此充分说明本实用新型的特征、精神及优点。
请参阅图1A以及图1B。图1A绘示根据本实用新型的一优选具体实施例的半导体发光器件封装结构1的顶视图。图1B是图1A中半导体发光器件封装结构1沿着K-K线的剖面视图。如图1A所示，半导体发光器件封装结构1包含基板(Substrate)12、N个下底座(Sub-mount)14以及N个半导体发光管芯模块(Semiconductor light-emitting die module)16，其中，N为一大于或等于2的正整数。图1A及图1B中半导体发光器件封装结构1具有三个半导体发光管芯模块，作为说明例。
如图1B所示，基板12上定义一顶表面122以及一底表面124。基板12的顶表面122上形成N个第一凹陷部126。基板12的底表面124上形成N个第二凹陷部128。每一个第二凹陷部128与一个第一凹陷部126位置相对，并且与该个第一凹陷部126相通。此外，顶表面122上设有多个外部电极(Outer electrode)(未绘示于图中)。
此外，N个下底座14中的每一个下底座14对应一个第二凹陷部128，每一个下底座14上定义一个第一表面142以及一个第二表面144。每一个下底座14嵌入于该对应的第二凹陷部128，致使该个下底座14的第一表面142的一部分暴露于该个第一凹陷部126的内部。在实际应用中，该N个下底座14可由半导体材料、陶瓷材料或金属材料制成。
进一步，N个半导体发光管芯模块16中的每一个半导体发光管芯模块16对应一个下底座14，并且固定于该个下底座14的第一表面142暴露于对应的第一凹陷部126内部的部分上，每一个半导体发光管芯模块16本身的内电极(Inter electrode)(未绘示于图中)还电连接至所述外部电极。在实际应用中，该基板的形状不限，例如，图1A中基板12的顶视外观为长方形。此外，例如，图2中所绘示的基板12的顶视外观为圆形。在图2中具有与图1A相同附图标记的单元，其同样执行图1A中相对应单元所具有的功能，在此不多做赘述。
在一具体实施例中，根据本实用新型的半导体发光器件封装结构1进一步包含一封装材料(Package material)(未绘示于图中)。该封装材料分别填充每一个第一凹陷部126，以分别覆盖每一个半导体发光管芯模块16。
在另一具体实施例中，根据本实用新型的半导体发光器件封装结构1进一步包含一封装材料(未绘示于图中)。该封装材料整体性地填充所述第一凹陷部126，以整体性地覆盖N个半导体发光管芯模块16。
在另一具体实施例中，根据本实用新型的半导体发光器件封装结构1进一步包含一透明的包覆壳体(未绘示于图中)。该包覆壳体装设于顶表面122上，并且整体性地包覆N个半导体发光管芯模块16。
在另一具体实施例中，根据本实用新型的半导体发光器件封装结构1进一步包含N个透明的包覆壳体(未绘示于图中)。所述包覆壳体装设于顶表面122上，并且每一个包覆壳体包覆N个半导体发光管芯模块16中的一个半导体发光管芯模块16。
请参阅图3A以及图3B。图3A绘示根据本实用新型的另一优选具体实施例的半导体发光器件封装结构3的透视图。图3B是图3A中半导体发光器件封装结构3沿着O-O线的局部剖面视图。与图1A中半导体发光器件封装结构1类似，半导体发光器件封装结构3同样包含基板32、N个下底座(未绘示于图中)以及N个半导体发光管芯模块34，其中，N为一大于或等于2的正整数。图3A绘示出三个半导体发光管芯模块。
此外，半导体发光器件封装结构3进一步包含一载台(Carrier)36以及N个大体上成柱状的导热装置(Heat-conducting device)38。N个导热装置38中的每一个导热装置38具有一个平坦部。此外，基板32以本身的底表面固定于载台36上。载台36具有分别相对于一个下底座的位置的N个通孔，并且每一个通孔配合一个导热装置38的插入，致使导热装置38的平坦部与对应的下底座紧密接合。
在一具体实施例中，N个导热装置38中的每一个导热装置38分别为一热导管(Heat pipe)或一热导柱(Heat column)。
在一具体实施例中，N个导热装置38分别由铜、铝或一种具有高导热率的材料制成。
同样如图3A以及图3B所示，半导体发光器件封装结构3进一步包含至少一散热鳍片(Heat-dissipating fin)40。至少一散热鳍片40固定于所述导热装置38的周围上。
同样如图3A以及图3B所示，半导体发光器件封装结构3进一步包含固定装置42。N个导热装置38的尾端固定于固定装置42上。
请参阅图3C，图3C是图3A中半导体发光器件封装结构3沿着P-P线的局部剖面视图，以显示半导体发光器件封装结构3。图3C中具有与图3B相同附图标记的单元，其同样执行图3B中相对应单元所具有的功能，在此不多做赘述。与图3B中的半体发光器件封装结构3的不同之处在于，对于图3C中的半体发光器件封装结构3，其每一个导热装置38的前端成弯曲状，并且每一个导热装置38的平坦部形成于其前端的周围上。
请参阅图4，半体发光器件封装结构3的另一变体绘示于图中。图4中具有与图3A或图3B相同附图标记的单元，其同样执行图3A及图3B中相对应单元所具有的功能，在此不多做赘述。与图3A及图3B中的半体发光器件封装结构3不同之处在于，对于图4中的半体发光器件封装结构3，其固定装置42是一环状结构件。
另一不同之处在于，对于图4中的半体发光器件封装结构3，其也包含N组散热鳍片40。每一组散热鳍片40固定于所示导热装置38的中的一个导热装置38的周围上。
在一具体实施例中，上述优选具体实施例所公开的半导体发光器件封装结构进一步包含一罩体，该罩体具有一配合该基板的孔，该基板插入该罩体的孔致使该N个半导体发光管芯模块置于该罩体内。装设罩体的目的为了将所述半导体发光管芯模块所发射的光线引导朝特定方向前进。
在一具体实施例中，上述优选具体实施例所公开的半导体发光器件封装结构进一步包含一光学模块。该光学模块固定于该基板的顶表面上，并且覆盖该N个半导体发光管芯模块，以使该N个半导体发光管芯模块所发出的光线聚焦。
在另一具体实施例中，上述优选具体实施例所公开的半导体发光器件封装结构进一步包含N个光学模块，每一个光学模块固定于该基板的顶表面上并且覆盖一个半导体发光管芯模块，以使该个半导体发光管芯模块所发出的光线聚焦。
在一具体实施例中，上述优选具体实施例所公开的半导体发光器件封装结构进一步包含多根导线，该多根导线分别电连接至所述外部电极并且延伸至所述导热装置的尾端。
在一具体实施例中，上述优选具体实施例所公开的半导体发光器件封装结构中的每一个半导体发光管芯模块包含至少一白光二极管。在另一具体实施例中，该N个半导体发光管芯模块中的一个半导体发光管芯模块可包含至少一蓝光二极管，也可包含至少一绿光二极管，或至少一红光二极管。在另一具体实施例中，该N个半导体发光管芯模块中的一个半导体发光管芯模块包含至少一蓝光二极管、至少一绿光二极管以及至少一红光二极管。
显而易见地，本实用新型提供了一种具有高散热效率的封装结构，该封装结构用以封装至少一半导体发光器件，亦可配合导热装置进一步有效排除高功率半导体发光器件所产生的大量热量，以解决传统封装结构与散热模块两者间界面所具有的热阻过高的问题。
通过以上优选具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本实用新型的特征与精神，而并非以上述所公开的优选具体实施例来对本实用新型的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具等同性的安排于本实用新型的权利要求的范畴内。
权利要求1.一种半导体发光器件封装结构，其特征在于包含一基板，所述基板上定义一顶表面和一底表面，所述基板的所述顶表面上形成N个第一凹陷部，所述基板的所述底表面上形成N个第二凹陷部，每一个第二凹陷部与一个第一凹陷部位置相对并且与所述个第一凹陷部相通，所述顶表面的上设有多个外部电极，N为一大于或等于2的正整数；N个下底座，每一个下底座对应一个第二凹陷部，每一个下底座上定义一个第一表面以及一个第二表面，每一个下底座嵌入于所述对应的第二凹陷部致使所述个下底座的所述第一表面的一部分暴露于所述个第一凹陷部的内部；以及N个半导体发光管芯模块，每一个半导体发光管芯模块对应一个下底座，并且固定于所述个下底座的第一表面暴露于所述对应的第一凹陷部内部的部分上，每一个半导体发光管芯模块本身的内电极并且电连接至所述外部电极。
2.如权利要求1所述的半导体发光器件封装结构，其特征在于进一步包含一封装材料，所述封装材料分别填充每一个第一凹陷部，以分别覆盖每一个半导体发光管芯模块。
3.如权利要求1所述的半导体发光器件封装结构，其特征在于进一步包含一封装材料，所述封装材料整体性地填充所述第一凹陷部，以整体性地覆盖所述N个半导体发光管芯模块。
4.如权利要求1所述的半导体发光器件封装结构，其特征在于进一步包含一透明的包覆壳体，所述包覆壳体装设于所述顶表面上，并且整体性地包覆所述N个半导体发光管芯模块。
5.如权利要求1所述的半导体发光器件封装结构，其特征在于进一步包含N个透明的包覆壳体，所述包覆壳体装设于所述顶表面上，并且每一个包覆壳体包覆所述N个半导体发光管芯模块中的一个半导体发光管芯模块。
6.如权利要求1所述的半导体发光器件封装结构，其特征在于进一步包含N个导热装置，每一个导热装置具有一个平坦部；以及一载台，所述基板以所述底表面固定于所述载台上，所述载台具有分别相对于一个下底座的位置的N个通孔，每一个通孔配合一个导热装置的插入致使所述个导热装置的平坦部与所述对应的下底座紧密接合。
7.如权利要求6所述的半导体发光器件封装结构，其特征在于进一步包含至少一散热鳍片，所述至少一散热鳍片固定于所述导热装置的周围上。
8.如权利要求6所述的半导体发光器件封装结构，其特征在于进一步包含N组散热鳍片，每一组散热鳍片固定于所述导热装置的中的一个导热装置的周围上。
9.如权利要求6所述的半导体发光器件封装结构，其特征在于每一个导热装置分别为一热导管或一热导柱。
10.如权利要求6所述的半导体发光器件封装结构，其特征在于每一个导热装置分别由铜、铝或一种具有高导热率的材料制成。
11.如权利要求1所述的半导体发光器件封装结构，其特征在于进一步包含一光学模块，所述光学模块固定于所述基板的顶表面上并且覆盖所述N个半导体发光管芯模块，以使所述N个半导体发光管芯模块所发出的光线聚焦。
12.如权利要求1所述的半导体发光器件封装结构，其特征在于进一步包含N个光学模块，每一个光学模块固定于所述基板的顶表面上并且覆盖一个半导体发光管芯模块，以使所述半导体发光管芯模块所发出的光线聚焦。
13.如权利要求1所述的半导体发光器件封装结构，其中每一个下底座由半导体材料、陶瓷材料或金属材料制成。
14.如权利要求1所述的半导体发光器件封装结构，其特征在于进一步包含一固定装置，所述N个导热装置的尾端固定于所述固定装置上。
15.如权利要求1所述的半导体发光器件封装结构，其特征在于进一步包含多根导线，所述多根导线分别电连接至所述外部电极并且延伸至所述导热装置的尾端。
16.如权利要求1所述的半导体发光器件封装结构，进一步包含一罩体，所述罩体具有一配合所述基板的孔，所述基板插入所述罩体的孔致使所述N个半导体发光管芯模块置于所述罩体内。
17.如权利要求1所述的半导体发光器件封装结构，其特征在于每一个半导体发光管芯模块包含至少一白光二极管。
18.如权利要求1所述的半导体发光器件封装结构，其特征在于所述N个半导体发光管芯模块中的一个半导体发光管芯模块包含至少一蓝光二极管。
19.如权利要求1所述的半导体发光器件封装结构，其特征在于所述N个半导体发光管芯模块中的一个半导体发光管芯模块包含至少一绿光二极管。
20.如权利要求1所述的半导体发光器件封装结构，其特征在于所述N个半导体发光管芯模块中的一个半导体发光管芯模块包含至少一红光二极管。
21.如权利要求1所述的半导体发光器件封装结构，其特征在于所述N个半导体发光管芯模块中的一个半导体发光管芯模块包含至少一蓝光二极管、至少一绿光二极管以及至少一红光二极管。
专利摘要本实用新型提供一种半导体发光器件封装结构，其包含一基板、N个下底座以及N个半导体发光管芯模块，N为一大于或等于2的正整数。每一个下底座镶嵌于该基板上并且部分外露。每一个半导体发光管芯模块固定于一个下底座的外露表面上。
文档编号H01L25/075GK2881958SQ20052012238
公开日2007年3月21日 申请日期2005年11月28日 优先权日2005年11月28日
发明者陈振贤 申请人:陈振贤