专利名称：以陶瓷为基板的穿孔式发光二极管芯片封装结构的制作方法
技术领域：
本实用新型有关于一种发光二极管芯片封装结构，尤指一种以陶瓷 为基板的穿孔式发光二极管芯片封装结构。
背景技术：
请参阅图1所示，为习知直立式发光二极管芯片封装结构的剖面示 意图。由图中可知，习知的直立式发光二极管芯片封装结构包括 一绝缘基底la、 一导电架2a、 一发光二极管芯片3a及一荧光胶体4a。其中，该导电架2a具有二个分别延该绝缘基底la的两相反侧边弯 折二次的导电接脚20a、 21a，以使得所述导电接脚20a、 21a的下端面可 与一电路板5a产生电性接触，并且该导电接脚20a、 21a分别具有一正电 极区域200a及一负电极区域210a。再者，该发光二极管芯片3a具有一正电极端300a及一负电极端 310a，并且该发光二极管芯片3a直接设置在该导电接脚20a上，以使得 该正电极端300a直接与该导电接脚20a的正电极区域200a产生电性接 触，而该发光二极管芯片3a的负电极端310a透过一导线6a与该导电接 脚21a的负电极区域210a产生电性连接。最后，该荧光胶体4a覆盖在该发光二极管芯片3a上，以保护该发 光二极管芯片3a。藉此，习知的直立式发光二极管芯片封装结构可产生 向上投光(如箭头所示)的发光效果。请参阅图2及图3所示，其分别为习知侧式发光二极管芯片封装结构的立体示意图及图2的3-3剖面图。由图中可知，习知的侧式发光二极管芯片封装结构包括 一绝缘基底lb、 一导电架2b、 一发光二极管芯片3b及一荧光胶体4b。其中，该导电架2b具有二个分别沿该绝缘基底lb的一侧边弯折二 次的导电接脚20b、 21b，以使得所述导电接脚20b、 21b的侧端面可与一 电路板5b产生电性接触，并且该导电接脚20b、 21b分别具有一正电极 区域200b及一负电极区域210b。再者，该发光二极管芯片3b具有一正电极端300b及一负电极端 310b，并且该发光二极管芯片3b直接设置在该导电接脚20b上，以使得 该正电极端300b直接与该导电接脚20b的正电极区域200b产生电性接 触，而该发光二极管芯片3b的负电极端310b透过一导线6b与该导电接 脚21b的负电极区域210b产生电性连接。最后，该荧光胶体4b覆盖在该发光二极管芯片3b上，以保护该发 光二极管芯片3b。藉此，习知的侧式发光二极管芯片封装结构可产生侧 向投光(如图3的箭头所示)的发光效果。然而，上述直立式及侧式发光二极管芯片封装结构的所述导电接脚 20a、 21a、 20b、 21b必须经过弯折才能与电路板5a、 5b产生接触，因此 增加制程的复杂度。所以，由上可知，目前习知的发光二极管封装结构，显然具有不便 与缺失存在，而待加以改善。因此，本创作人有感上述缺失的可改善，且依据多年来从事此方面 的相关经验，悉心观察且研究，并配合学理的运用，而提出一种设计合 理且有效改善上述缺失的本实用新型。实用新型内容本实用新型所要解决的技术何题，在于提供一种以陶瓷为基板的穿 孔式发光二极管芯片封装结构，其优点在于可藉由任何成形的方式，将导电层成形于陶瓷基板上，然后再透过陶瓷共烧技术(Low-Temperatoe Cofired Ceramics, LTCC)，将中空陶瓷壳体固定于该陶瓷基板上，因此 本实用新型不像习知一样需要使用导电架并且还要经过弯折才能与电路 板产生电性连接。为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种以陶瓷为基板的穿孔 式发光二极管芯片封装结构，其包括 一陶瓷基板、 一导电单元、 一中 空陶瓷壳体、复数个发光二极管芯片、及一封装胶体。其中，该陶瓷基 板具有一本体、复数个彼此分开且分别从该本体的顶面延伸出的凸块、 复数个分别贯穿所述相对应凸块的贯穿孔、及复数个分别形成于该本体 侧面及每两个凸块之间的半穿孔。该导电单元具有复数个分别成形于所述凸块表面的第一导电层、复 数个分别成形于所述半穿孔的内表面及该本体的底面的第二导电层、及 复数个分别填充满所述贯穿孔的第三导电层，其中该第三导电层电性连 接于该第一导电层与该第二导电层之间。该中空陶瓷壳体固定于该陶瓷基板的本体的顶面上以形成一容置空 间，并且该容置空间曝露出所述第一导电层的顶面。所述发光二极管芯 片分别设置于该容置空间内，并且每一个发光二极管芯片的正、负电极 端分别电性连接于不同的第一导电层。该封装胶体填充于该容置空间内， 以覆盖所述发光二极管芯片。因此，本实用新型是透过所述贯穿孔及所述导电层(该第一导电层、 第二导电层、及第三导电层)的相互配合，以使得本实用新型不需透过弯折导电架，即可与电路板产生电性连接。亦即，本实用新型透过填充 该第三导电层于该贯穿孔内，以作为该第一导电层及该第二导电层之间 (或该发光二极管芯片与电路板之间)的导电桥梁。所以，本实用新型 具有简化制程及降低制作成本的优点。为了能更进一步了解本实用新型为达成预定目的所采取的技术、手 段及功效，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，相信本实用 新型的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附 图式仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
图1为习知直立式发光二极管芯片封装结构的剖面示意图； 图2为习知侧式发光二极管芯片封装结构的立体示意图；图3为图2的3-3剖面图；图4为本实用新型以陶瓷为基板的穿孔式发光二极管芯片封装结构 的制作方法的第一实施例的流程图；图5A至图5C为本实用新型以陶瓷为基板的穿孔式发光二极管芯片 封装结构的制作方法的第一实施例的制作流程示意图；图6为本实用新型以陶瓷为基板的穿孔式发光二极管芯片封装结构 的第一实施例的前视示意图；图7为本实用新型第一实施例的发光二极管芯片的第一种设置方式 的侧视示意图；图8为本实用新型第一实施例的发光二极管芯片的第二种设置方式 的侧视示意图；图9为本实用新型第一实施例的发光二极管芯片的第三种设置方式 的侧视示意图；以及
图10为本实用新型发光二极管芯片的第四种设置方式的侧视示意图。
主要组件符号说明
一、习知
导电架
荧光胶体 电路板
导电架
荧光胶体 电路板
la 2a
发光二极管芯片3a
4a 5a
lb 2b
发光二极管芯片3b
4b 5b 6b
导电接脚 20a、 21a 正电极区域 200a 负电极区域 210a
正电极端 300a 负电极端 310a
导电接脚 20b、 21b 正电极区域200b 负电极区域 210b
正电极端 300b 负电极端 310b基板第一导电层第一导电层第一导电层第二导电层 第三导电层 中空陶瓷壳体 发光二极管芯片发光二极管芯片发光二极管芯片导线 锡球封装胶体 发光二极管芯片1 本体 10凸块 11贯穿孔 12 半穿孔 132 正极导电部20负极导电部21 2' 正极导电部20'负极导电部21' 2" 正极导电部20"负极导电部21"3 底面接脚 3045 容置空间 506 正电极端 60负电极端 61 6' 正电极端 60'负电极端 61'6" 正电极端 60"负电极端 61"7、 7'89 正电极端 90负电极端 91导线 93 正极导电部94 负极导电部9具体实施方式
请参阅图4至图6所示，图4为第一实施例的流程图；图5A至图 5C为第一实施例的制作流程示意图；图6为第一实施例的前视示意图。 由图4的流程图中可知，本实用新型提供一种以陶瓷为基板的穿孔式发 光二极管芯片封装结构，其制作方法包括首先，配合图5A及图6所示， 提供一陶瓷基板1，其具有一本体10、复数个彼此分开且分别从该本体 10的顶面延伸出的凸块11、复数个分别贯穿所述相对应凸块11的贯穿 孔12、及复数个分别形成于该本体10侧面及每两个凸块之间的半穿孔 13 (SIOO)。其中，每一个贯穿孔12由每一个相对应的凸块11倾斜至每 一个相对应的半穿孔13。亦即，每一个贯穿孔12形成一倾斜通道，以连 通于每一个相对应的凸块11及每一个相对应的半穿孔13之间。
接下来，分别成形复数个第一导电层2于所述凸块11的表面，并且 分别成形复数个第二导电层3于所述半穿孔13的内表面及该本体10的 底面(S102)，以形成复数个底面接脚30;然后，分别填充满复数个第三 导电层4于所述贯穿孔12内，以电性连接于该第一导电层2及该第二导 电层3之间(S104)。
接着，配合图5B及图6所示，固定一中空陶瓷壳体5于该陶瓷基板 1的本体10的顶面上以形成一容置空间50，并且该容置空间50曝露出 所述第一导电层2的顶面(S106)，其中该陶瓷基板1的本体10与该中空陶瓷壳体5为两个相互配合的长方体，并且该中空陶瓷壳体5是利用
陶瓷共烧技术(Low-Temperature Cofired Ceramics, LTCC)，以固定于该 陶瓷基板1的本体10的顶面上。
接下来，配合图5C及图6所示，分别设置复数个发光二极管芯片6 于该容置空间50内，并且每一个发光二极管芯片6的正、负电极端分别 电性连接于不同的第一导电层2 (S108)，其中每一个发光二极管芯片6 的正、负电极端可透过两个导线7，以分别电性连接于不同的第一导电层 2;最后，填充一封装胶体8于该容置空间50内，以覆盖所述发光二极 管芯片6 (S110)。藉此，透过该容置空间50朝上的方式，让所述第二导 电层3的底面接脚31接触于一电路板(图未示)，以使得本实用新型的 发光二极管芯片封装结构能以直立的方式向上投光(如图6的箭头所示)。
请参阅图7所示，为本实用新型第一实施例的发光二极管芯片的第 一种设置方式的侧视示意图。由图中可知，所述第一导电层2分成复数 个正极导电部20及负极导电部21，并且该发光二极管芯片6的正、负电 极端60、 61分别设置于每一个发光二极管芯片6的上表面；藉此，透过 打线(wire-bmmding)的方式，以使得每一个发光二极管芯片6的正、 负电极端60、 61分别透过两导线7而电性连接于相邻的正极导电部20 及负极导电部21。
请参阅图8所示，为本实用新型第一实施例的发光二极管芯片的第 二种设置方式的侧视示意图。由图中可知，所述第一导电层2'分成复数 个正极导电部20'及负极导电部21'，并且该发光二极管芯片6'的正、负 电极端60'、 61'分别设置于每一个发光二极管芯片6'的下表面与上表面； 藉此，透过打线(wire-bounding)的方式，以使得每一个发光二极管芯 片6'的正电极端60'直接电性连接于相对应的正极导电部20'，并且每一个发光二极管芯片6'的负电极端61'则透过一导线7'而电性连接于相对应 的负极导电部21'。 -请参阅图9所示，为本实用新型第一实施例的发光二极管芯片的第 三种设置方式的侧视示意图。由图中可知，所述第一导电层2〃分成复数 个正极导电部20〃及负极导电部21〃 ，并且该发光二极管芯片6〃的正、 负电极端60" 、 61"分别设置于每一个发光二极管芯片6〃的下表面； 藉此，透过覆晶(flip-chip)的方式，以使得每一个发光二极管芯片6〃 的正、负电极端60〃 、 61〃分别透过复数个相对应的锡球7〃而电性连 接于相邻的正极导电部20〃及负极导电部21〃 。请参阅图IO所示，为本实用新型发光二极管芯片的第四种设置方式 的侧视示意图。由图中可知，该发光二极管芯片9的正、负电极端90、 91分别设置于每一个发光二极管芯片9的上表面，并且每一个发光二极 管芯片9分别设置于每二个凸块92之间；藉此，透过打线(wire-boimding) 的方式，以使得每一个发光二极管芯片9的正、负电极端90、 91分别透 过两导线93而电性连接于相邻的正极导电部94及负极导电部95。综上所述，本实用新型的优点在于可藉由任何成形的方式，将所 述第一、第二及第三导电层2、 3、 4成形于该陶瓷基板1上；然后再透 过陶瓷共烧技术(Low-Temperature Cofired Ceramics, LTCC)，将中空陶 瓷壳体5固定于该陶瓷基板1上，因此本实用新型不像习知一样需要使 用导电架并且还要经过弯折才能与电路板产生电性连接。因此，本实用新型是透过所述贯穿孔12及所述导电层(该第一导电 层2、第二导电层3、及第三导电层4)的相互配合，以使得本实用新型 不需透过弯折导电架，即可与电路板产生电性连接。亦即，本实用新型 透过填充该第三导电层4于该贯穿孔12内，以作为该第一导电层2及该第二导电层3之间(或该发光二极管芯片6与电路板之间)的导电桥梁。 所以，本实用新型具有简化制程及降低制作成本的优点。但，以上所述，仅为本实用新型最佳的具体实施例的详细说明与图 式，而本实用新型的特征并不局限于此，并非用以限制本实用新型，本 实用新型的所有范围应以申请专利范围为准，凡合于本实用新型申请专 利范围的精神与其类似变化的实施例，皆应包含于本实用新型的范畴中， 任何熟悉该项技艺者在本实用新型的领域内，可轻易思及的变化或修饰 皆可涵盖在本实用新型的专利范围。
权利要求1. 一种以陶瓷为基板的穿孔式发光二极管芯片封装结构，其特征在于，包括一陶瓷基板，其具有一本体、复数个彼此分开且分别从该本体的顶面延伸出的凸块、复数个分别贯穿所述相对应凸块的贯穿孔、及复数个分别形成于该本体侧面及每两个凸块之间的半穿孔；一导电单元，其具有复数个分别成形于所述凸块表面的第一导电层、复数个分别成形于所述半穿孔的内表面及该本体的底面的第二导电层、及复数个分别填充满所述贯穿孔的第三导电层，其中该第三导电层电性连接于该第一导电层与该第二导电层之间；一中空陶瓷壳体，其固定于该陶瓷基板的本体的顶面上以形成一容置空间，并且该容置空间曝露出所述第一导电层的顶面；复数个发光二极管芯片，其分别设置于该容置空间内，并且每一个发光二极管芯片的正、负电极端分别电性连接于不同的第一导电层；以及一封装胶体，其填充于该容置空间内，以覆盖所述发光二极管芯片。
2、 如权利要求1所述的以陶瓷为基板的穿孔式发光二极管芯片封装 结构，其特征在于每一个贯穿孔是由每一个相对应的第一导电层倾斜 至每一个相对应的第二导电层。
3、 如权利要求1所述的以陶瓷为基板的穿孔式发光二极管芯片封装 结构，其特征在于该本体与该中空陶瓷壳体为两个相互配合的长方体。
4、 如权利要求1所述的以陶瓷为基板的穿孔式发光二极管芯片封装 结构，其特征在于该第一导电层、该第二导电层、及该第三导电层皆 为银膏层。
5、 如权利要求1所述的以陶瓷为基板的穿孔式发光二极管芯片封装 结构，其特征在于该容置空间朝向上方，以使得该本体底面-的第二导 电层接触于一电路板。
6、 如权利要求1所述的以陶瓷为基板的穿孔式发光二极管芯片封装 结构，其特征在于所述第一导电层分成复数个正极导电部及负极导电 部。
7、 如权利要求6所述的以陶瓷为基板的穿孔式发光二极管芯片封装结构，其特征在于该发光二极管芯片的正、负电极端分别设置于每一 个发光二极管芯片的上表面；藉此，透过打线的方式，以使得每一个发 光二极管芯片的正、负电极端分别透过两导线而电性连接于相邻的正极 导电部及负极导电部。
8、 如权利要求6所述的以陶瓷为基板的穿孔式发光二极管芯片封装 结构，其特征在于该发光二极管芯片的正、负电极端分别设置于每一 个发光二极管芯片的下表面与上表面；藉此，透过打线的方式，以使得 每一个发光二极管芯片的正电极端直接电性连接于相对应的正极导电 部，并且每一个发光二极管芯片的负电极端则透过一导线而电性连接于 相对应的负极导电部。
9、 如权利要求6所述的以陶瓷为基板的穿孔式发光二极管芯片封装 结构，其特征在于该发光二极管芯片的正、负电极端分别设置于每一 个发光二极管芯片的下表面；藉此，透过覆晶的方式，以使得每一个发 光二极管芯片的正、负电极端分别透过复数个相对应的锡球而电性连接 于相邻的正极导电部及负极导电部。
10、 如权利要求6所述的以陶瓷为基板的穿孔式发光二极管芯片封装结构，其特征在于该发光二极管芯片的正、负电极端分别设置于每一个发光二极管芯片的上表面，并且每一个发光二极管芯片分别设置于 每二个凸块之间；藉此，透过打线的方式，以使得每一个发光二极管芯 片的正、负电极端分别透过两导线而电性连接于相邻的正极导电部及负 极导电部。
专利摘要一种以陶瓷为基板的穿孔式发光二极管芯片封装结构，其包括陶瓷基板、导电单元、中空陶瓷壳体、复数个发光二极管芯片及封装胶体。该陶瓷基板具有一本体、复数个凸块、复数个贯穿所述凸块的贯穿孔及复数个分别形成于该本体侧面及每两个凸块之间的半穿孔；该导电单元具有复数个分别成形于所述凸块表面的第一导电层、复数个分别成形于所述半穿孔的内表面及该本体的底面的第二导电层及复数个分别填充满所述贯穿孔的第三导电层；该中空陶瓷壳体固定于该本体的顶面上以形成一容置空间；所述发光二极管芯片分别设置于该容置空间内；该封装胶体填充于该容置空间内。
文档编号H01L23/02GK201112386SQ20072012533
公开日2008年9月10日 申请日期2007年8月2日 优先权日2007年8月2日
发明者庄峰辉, 汪秉龙, 陈家宏 申请人:宏齐科技股份有限公司