专利名称：发光二极管的无打线封装结构的制作方法
技术领域：
本实用新型有关一种半导体封装结构，特别是指一种可提高散热效能 的发光二极管的无打线封装结构。
背景技术：
发光二极管不同于传统的白炽灯泡以大电流使灯丝热到发光，利用半 导体材料中的电子电洞结合时以发光的方式来显示其释放出的能量，使得 发光二极管仅须一极小的电流即可激发出相当的光亮。发光二极管具体积 小、寿命长、驱动电压低、耗电量低、反应速率快、耐震性特佳及单色性 佳等优点，因此在照明及显示器背光源等应用上逐渐受到重视。
然而，目前发光二极管的最大技术问题点在于散热问题。发光二极管 在操作时通常会伴随着热量的累积，尤其是就高亮度或数组化发光二极管 而言，温度升高会对于发光二极管的发光效率跟质量产生不良影响，故散 热优良与否也决定了发光二极管的工作效能。
发光二极管的封装对于散热的影响颇大，为了解决散热问题，前案譬
如中国台湾专利公告第200635073号与第1272731号皆揭露了发光二极管 无打线的封装结构，启参阅图1，将发光二极管芯片100以倒置芯片 (flip-chip)方式焊接(die bonding)在硅晶辅助框架110内的U型腔室内， 形成迭置封装模块，再将此模块以倒置芯片表面封装于具有散热效果的铝 制电路板120上，因此获得十分良好的热传导，可忍受较大电流而增强发 光二极管的发光强度。
实用新型内容
鉴于以上的问题，本实用新型的主要目的在于提供一种发光二极管的 无打线封装结构，用以大体上解决背景技术存在的缺点，不仅可以克服打 线所衍生的各种问题，且制程上更加容易达成，且通过导电凸块的方式来 取代打线，散热面积更大、进一步提高散热效果。
因此，为达上述目的，本实用新型所揭露的发光二极管的无打线封装结构，包含导热板、发光二极管芯片、以及导线框架，发光二极管芯片设 置于导热板上方，并具有主动表面以及位于主动表面上的至少一个或多个 导电凸块，而导线框架设置于导热板上方并围绕于发光二极管芯片形成一 个腔体结构，且具有至少一接合部延伸至发光二极管芯片上方，以供发光 二极管芯片由导电凸块来接合。
其中，该导热板为铜板、铝板或是表面镀镍、镀锡或下方设有散热器
(heat sink)的基板。
其中，该导线框架上方设有一反射槽，该反射槽表面镀有一金属反射 层，且该导线框架内侧以及该导热板上表面具有一反射面。
其中，该金属反射层与该反射面的材质为锡、银或铝。
其中，该反射槽上方以封装树脂接合一透镜。
其中，该导线框架经过镀锡、镀银、镀钯、镀合金或镀镍/金处理。 其中，所述导电凸块的材质选自铜/镍/金、铜/锡、铜/抗氧化保护膜 (0SP; Oxidation protection layer)或镍/金、钯、金等金属或合金或 导电体。
其中，该发光二极管芯片通过焊锡膏、锡球、银胶、锡或导电胶与该 导热板结合，且该发光二极管芯片通过热压法或热压法结合超音波接合法 接合于该导热板上。
其中，该导线框架的上表面的导线连接到边缘而与下表面的导线接合。
其中，该导线框架还包含至少一导电贯穿孔，以连接该导线框架上、 下表面的多条导线。
本实用新型的有益效果通过导线框架的接合部的设计，配合发光二 极管芯片上方的导电凸块来配合加以接合，而能取代现有技术的打线的方 式，使得制程步骤更加简化、且易于达成，同时，因为导电凸块的面积远 大于打线，故散热面积更大，进一步提高散热效果。
图1为现有技术发光二极管的采用覆晶方式的封装结构；
图2为本实用新型的第一实施例所提供的发光二极管的无打线封装结
构；
图3为本实用新型的第二实施例所提供的发光二极管的无打线封装结构；以及
图4为本实用新型的第三实施例所提供的发光二极管的无打线封装乡J l[图号说明
100发光二极管芯片
110硅晶辅助框架
120铝制电路板
200 发光二极管芯片
201导电凸块
210导热板
220导线框架
221接合部
222反射面
250反射槽
251透镜
261金属反射层
270导线
280导电贯穿孔
具体实施方式
为使对本实用新型的目的、构造特征及其功能有进一步的了解，兹配
合图式详细说明如下
如图2所示，为本实用新型的第一实施例所提供的发光二极管的无打
线封装结构。此发光二极管的无打线封装结构主要包含导热板210、发光 二极管芯片200、以及导线框架220;发光二极管芯片200设置于导热板 210上方，导热板210可为散热效能良好的铜板、铝板或是表面镀镍、镀 锡或下方设有散热器(heat sink)的基板，而可将发光二极管芯片200发 光时所产生的热能，有效地加以散热；其中，当发光二极管芯片200的底 面是一个电极设计时，导热板210亦可同时成为一个供电电极。而发光二 极管芯片200具有主动表面，并以主动表面的背面贴合于散热板210，换 句话说，会以相对于贴合在散热板210的另一侧表面来加以发光，而非为 覆晶的方式来结合。发光二极管芯片200的主动表面上 具有至少一个导电凸块201，其材 质选自铜/镍/金、铜/锡、铜/抗氧化保护膜(0SP; Oxidation protection layer)或镍/金、钯等金属或合金或导电体，并且发光二极管芯片200通 过焊锡膏、锡球、银胶、锡或导电胶与导热板210结合上，当然，发光二 极管芯片200也可以过热压法或热压法结合超音波接合法接合于导热板 210上。
导线框架220设置于导热板210上方并围绕于发光二极管芯片200， 其经过镀锡、镀银、镀钯、镀合金或镀镍/金处理，而且具有至少一个接 合部221延伸至发光二极管芯片200上方，尤其接合部221镀锡、镀铝或 镀银后，可以加强光的反射，而如图中所绘示为两个接合部221，但并不 限定为两个。同时，配合发光二极管芯片200的主动表面上设置有多个导 电凸块201，而可以供发光二极管芯片200由导电凸块201来与接合部221 加以连接。因此，由导线框架220的接合部221的设计，配合发光二极管 芯片200上方的导电凸块201来配合加以接合，而能取代现有技术打线的 方式，使得制程步骤更加简化、且易于达成，同时，因为导电凸块201的 面积远大于打线，故散热面积更大，进一步提高散热效果。
另一方面，若是导线框架220以介电材料所构成，则需要另外设计布 线的结构，请参阅图3及图4，导线框架220的上、下表面布设有多条导 线270，导线框架220上方设有反射槽250，反射槽250表面镀有金属反 射层261，金属反射层261的材质为锡、银或铝、或是其它具有高反光系 数的材质，另一方面，亦可于导线框架220内侧表面以及导热板210上表 面镀上一层反射面222，其亦为锡、银或铝等材质所构成，来更进一步增 加反射的效果。且反射槽250上方以封装树脂来接合一片透镜251;封装 树脂内分布有荧光粉层或者是直接将荧光粉层涂布于发光二极管芯片200 上方的主动表面上，因而可通过荧光粉的选择，来使发光二极管芯片200 所发射的光线来激发荧光粉，而发出各种可见光，同时，通过上方透镜251 的设置，可使发光二极管芯片200所发出的光线更加集中。
另一方面，除了上述的配线方式外，也就是说，如图3中所绘示，导 线框架220上表面的导线270连接到边缘而与下表面的导线270来加以连 接外，本实用新型还提出另外一种布线方式。请参阅图4，为本实用新型 的第三实施例所提供的发光二极管的无打线封装结构，导线框架220还包 含至少一导电贯穿孔280，其乃由贯穿导线框架220上下表面的通孔所构成，并于通孔内填充有导电材料，譬如为铜等各种金属，来连接导线框架
220上、下表面的多条导线270。
综上所述，根据本实用新型所提供的发光二极管的无打线封装结构，
由导线框架220延伸至发光二极管芯片200上的接合部221与发光二极管 芯片200的主动表面上的导电凸块201来直接连接，省去现有技术打线的 连接方式，不仅可以克服打线所衍生的各种问题，且制程上更加容易达成， 且通过导电凸块201的方式来取代打线，散热面积更大、进一步提高散热 效果。
虽然本实用新型以前述的实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用 新型。在不脱离本实用新型的精神和范围内，所为之更动与润饰，均属本 实用新型的专利保护范围。关于本实用新型所界定的保护范围请参考所附 的权利要求书范围。
权利要求1、一种发光二极管的无打线封装结构，其特征在于，包含一导热板；一发光二极管芯片，设置于该导热板上方，并具有一主动表面以及位于该主动表面上的至少一个导电凸块；及一导线框架，设置于该导热板上方并围绕于该发光二极管芯片，且具有至少一接合部延伸至该发光二极管芯片上方，以供该发光二极管芯片通过所述导电凸块接合。
2、 如权利要求l所述的发光二极管的无打线封装结构，其特征在于， 该导热板为铜板、铝板或是表面镀镍、镀锡或下方设有散热器的基板。
3、 如权利要求l所述的发光二极管的无打线封装结构，其特征在于， 该导线框架上方设有一反射槽，该反射槽表面镀有一金属反射层，且该导 线框架内侧以及该导热板上表面具有一反射面。
4、 如权利要求3所述的发光二极管的无打线封装结构，其特征在于，该金属反射层与该反射面的材质为锡、银或铝。
5、 如权利要求3所述的发光二极管的无打线封装结构，其特征在于， 该反射槽上方以封装树脂接合一透镜。
6、 如权利要求l所述的发光二极管的无打线封装结构，其特征在于， 该导线框架经过镀锡、镀银、镀钯、镀合金或镀镍/金处理。
7、 如权利要求l所述的发光二极管的无打线封装结构，其特征在于， 所述导电凸块的材质选自铜/镍/金、铜/锡、铜/抗氧化保护膜或镍/金、 钯、金等金属或合金或导电体。
8、 如权利要求l所述的发光二极管的无打线封装结构，其特征在于， 该发光二极管芯片通过焊锡膏、锡球、银胶、锡或导电胶与该导热板结合， 且该发光二极管芯片通过热压法或热压法结合超音波接合法接合于该导 热板上。
9、 如权利要求l所述的发光二极管的无打线封装结构，其特征在于， 该导线框架的上表面的导线连接到边缘而与下表面的导线接合。
10、 如权利要求1所述的发光二极管的无打线封装结构，其特征在于, 该导线框架还包含至少一导电贯穿孔，以连接该导线框架上、下表面的多 条导线。
专利摘要本实用新型涉及一种发光二极管的无打线封装结构，发光二极管芯片设置于该导热板上方，并具有一主动表面以及位于该主动表面上的至少一个导电凸块；导线框架设置于该导热板上方并围绕于该发光二极管芯片，且具有至少一接合部延伸至该发光二极管芯片上方，以供该发光二极管芯片由所述导电凸块接合。利用导电凸块将发光二极管芯片直接黏着于延伸出来的导线框架，且发光二极管芯片下方接合于导热板，由此可提高发光二极管芯片的散热效率，以及增加发光二极管芯片的整体发光效能，因为无打线的向上及向外延伸的限制，因此可以减小封装结构的体积与厚度，同时结构体中有一腔体来容纳发光二极管芯片，因此可以构成轻薄短小的散热封装结构。
文档编号H01L23/34GK201243024SQ20082012489
公开日2009年5月20日 申请日期2008年7月7日 优先权日2008年7月7日
发明者何昆耀 申请人:何昆耀