专利名称：发光二极管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光二极管，尤其涉及一种具有多块散热凸块的发光二极管。
背景技术：
发光二极管具省能环保、体积小、反应快、寿命长、不易衰减、外表坚固、耐震动、量 产容易等优势，可以预见，发光二极管将成为替代传统光源的新一代光源。近年来发光二极 管的亮度、功率都积极提升，并开始用于背光与电子照明等应用后，发光二极管的封装散热 问题日趋严重。为了改善上述散热问题，设置于公知发光二极管的陶瓷基板上的散热金属 凸块通常设计为大面积的单一散热块。然而，当使用焊锡将发光二极管的散热金属凸块与 发光二极管底部的电路基板焊接接合时，会因为陶瓷基板的本身平整度不够，使位于散热 金属凸块上的焊锡的内聚力不均勻，因而在公知大面积的散热金属凸块与电路基板的接合 界面处会发生大气孔残留或裂缝，让界面处的接合效果不良。由于公知发光二极管的散热 金属凸块的面积过大，上述大气孔残留或裂缝容易在发光二极管操作时因为热应力因素， 造成裂缝于气孔周围持续成长，而让发光二极管与电路基板的整个接合界面剥离，进而影 响发光二极管的电性。也会让发光二极管的散热接触面减少，而影响发光二极管的散热能 力和可靠度。有鉴于此，在此技术领域中，需要一种具有较佳散热能力和可靠度的发光二极管， 以改善上述缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发光二极管，通过多个散热金属凸块，让焊锡顺利的 贴附到每一个散热金属凸块，降低气孔的发生机率。当其中的一个散热金属凸块因接合不 良产生裂缝时，并不会成长至相邻的散热金属凸块。因此，当其中的一个散热金属凸块与电 路基板的界面剥离时，并不会影响相邻的散热金属凸块与电路基板的接合效果，不至于使 发光二极管整体电性或可靠度失效，且可维持发光二极管的散热能力。为达上述目的，本发明揭示一种发光二极管，包括一陶瓷基板，其具有一第一表面 和上述第一表面相反的一第二表面；一第一导线金属层及一第二导线金属层，分别设置在 上述陶瓷基板的上述第一表面上；至少一发光二极管芯片，设置于上述陶瓷基板的上述第 一表面上，上述发光二极管芯片分别与上述第一导线金属层及上述第二导线金属层电性连 接；多个散热金属凸块，设置于上述陶瓷基板的上述第二表面上，其中上述散热金属凸块与 上述发光二极管芯片电性绝缘。本发明实施例的发光二极管具有以下优点(1)使发光二极管可靠度上升。(2)当 其中的一个散热金属凸块与电路基板的界面剥离时，并不会影响相邻的散热金属凸块与电 路基板的接合效果，不至于使发光二极管整体电性或可靠度失效，且可维持发光二极管的 散热能力。
图Ia为本发明实施例的发光二极管的俯视图。图Ib和图Ic为本发明其他实施例的发光二极管的俯视图，其显示发光二极管芯 片的不同电性连接方式。图Id为本发明实施例的发光二极管的仰视图。图Ie为沿图Ia的A-A'切线的剖面图，并显示本发明实施例的发光二极管与一电 路基板的连接示意图。上述附图中的附图标记说明如下200 陶瓷基板；202 第一表面；204 第二表面；206 发光二极管芯片；208a 第一部分导线金属层；208b 第二部分导线金属层；208c 第三部分导线金属层；208d 第四部分导线金属层；208e 第五部分导线金属层；209 导线；212 封装胶；214a、214b 导通孔；216 散热金属凸块；222 电路基板；224a,224b,226 接合垫；228a,228b,228c 焊锡；500 发光二极管；d 间距。
具体实施例方式以下以各实施例详细说明并伴随着
的范例，作为本发明的参考依据。在 附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的标记。且在附图中，实施例的形状或 是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各元件的部分将以分别描述说明，值 得注意的是，图中未示出或描述的元件，为本领域普通技术人员所知的形式，另外，特定的 实施例仅为揭示本发明使用的特定方式，其并非用以限定本发明。图Ia为本发明实施例的发光二极管500的俯视图，为了方便显示发光二极管500 的多发光二极管芯片206和导线结构的位置，如图Ie所示的发光二极管500的封装胶212 在此不做显示。图Ib和图Ic为本发明其他实施例的发光二极管500a和500b的俯视图， 其显示发光二极管芯片206a的不同电性连接方式。图Id为本发明实施例的发光二极管 500的仰视图，也可视为发光二极管500a和500b仰视图。图Ie为沿图Ia的A-A'切线的 剖面图，并显示本发明实施例的发光二极管500与一电路基板222的连接示意图。如图Ia至图Id所示，本发明实施例的发光二极管500的主要元件可包括陶瓷基板200、发光二极管 芯片206、导线结构和散热金属凸块216。在本发明实施例中，陶瓷基板200具有一第一表 面202和与第一表面202相反的一第二表面204。在本发明实施例中，陶瓷基板200的材 料可包括氮化铝(AlN)或氧化铝(Al2O3)。多个发光二极管芯片206，设置于陶瓷基板200 的第一表面202上。在图Ia所示的实施例中，发光二极管芯片206的ρ型电极和η型电极 (图未显示)分别位于发光二极管芯片206的上表面和下表面，须说明的是，在其他实施例 中，依发光二极管芯片206的设计特性，其ρ型电极和η型电极于上表面和下表面位置可替 换。如图la、图Id和图Ie所示，导线结构可包括直接设置于陶瓷基板200的第一表面202 上的第一部分导线金属层208a和第二部分导线金属层208b、设置于陶瓷基板200和发光二 极管芯片206之间且电性连接发光二极管芯片206的第三部分导线金属层208c、用以电性 连接发光二极管芯片206和第二部分导线金属层208b或第三部分导线金属层208c之间的 导线209、设置于陶瓷基板200的第二表面204上的第四部分导线金属层208d和第五部分 导线金属层208e。在本发明实施例中，导线结构可作为上述发光二极管芯片206输入/输 出信号(I/O)、接地信号(ground)或电源信号(power)等电性连接路径。另外，如图Id所 示，在本发明实施例中，导线结构的第一部分导线金属层208a可通过穿过陶瓷基板200的 导通孔214a与设置于陶瓷基板200的第二表面204上的第四部分导线金属层208d电性连 接。类似地，导线结构的第二部分导线金属层208b可通过穿过陶瓷基板200的导通孔214b 与设置于陶瓷基板200的第二表面204上的第五部分导线金属层208e电性连接。如此，如 图Ie所示，导线结构可延伸至陶瓷基板200的第二表面204上，以便于与陶瓷基板200的 第二表面204接触的电路基板222电性连接。在本发明实施例中，导线结构的材料可包括 银、铜、镍、锡、铝或其组合。如图Ie所示，本发明实施例的发光二极管500还包括一封装胶 212，包覆陶瓷基板200的第一表面202、发光二极管芯片206、第一部分导线金属层208a、第 二部分导线金属层208b、第三部分导线金属层208c和导线209。上述封装胶212可保护发 光二极管芯片206不受损伤，并能使发光二极管芯片206发射的光线输出。在本发明实施 例中，封装胶212的材料可包括硅胶(silicon)、环氧树脂(印oxy)、荧光胶或其组合。图Ib和图Ic为本发明其他实施例的发光二极管500a和500b的俯视图，其显示发 光二极管芯片206a的不同电性连接方式。如图Ib所示，发光二极管芯片206a的ρ型电极 和η型电极(图未显示)都位于发光二极管芯片206a的上表面，且分别经由导线209电性 连接至第一部分导线金属层208a和第二部分导线金属层208b，形成发光二极管芯片206a 串联电性连接方式，需说明的是，在其他实施例中，如图Ic所示发光二极管芯片206a经由 导线209电性连接至第一部分导线金属层208a和第二部分导线金属层208b连接方式，形 成发光二极管芯片206a并联电性连接方式。如图lb、图lc、图Id和图Ie所示，发光二极 管500a和500b的导线结构可包括直接设置于陶瓷基板200的第一表面202上的第一部分 导线金属层208a和第二部分导线金属层208b、用以电性连接发光二极管芯片206a和第一 部分导线金属层208a或第二部分导线金属层208b之间的导线209、设置于陶瓷基板200的 第二表面204上的第四部分导线金属层208d和第五部分导线金属层208e。如图Id和图Ie所示，本发明实施例的发光二极管500还包括多个散热金属凸块 216，设置于陶瓷基板200的第二表面204上。上述散热金属凸块216可使发光二极管芯 片206的热加速散发至外界。在本发明实施例中，上述远离陶瓷基板200的散热金属凸块
5216、第四部分导线金属层208d和第五部分导线金属层208e的表面为共平面，以确保第四 部分导线金属层208d、第五部分导线金属层208e、散热金属凸块216与陶瓷基板200的第 二表面204接触的电路基板222达到良好的电性连接。多个散热金属凸块216彼此电性绝 缘，且彼此之间可具有一间距d。另外，散热金属凸块216与上述发光二极管芯片206电性 绝缘，且与第四部分导线金属层208d、第五部分导线金属层208e电性绝缘。如图Ie所示，本发明实施例的发光二极管500的设置于陶瓷基板200的第二表面 204上的第四部分导线金属层208d和第五部分导线金属层208e以及散热金属凸块216通 过表面点上焊锡方式分别与电路基板222的接合垫接合。举例来说，第四部分导线金属层 208d可通过焊锡228a与电路基板222的接合垫224a连接，第五部分导线金属层208e可通 过焊锡228b与电路基板222的接合垫224b连接，上述接合垫224a和224b用以传递发光 二极管芯片206输入/输出信号(I/O)、接地信号(ground)或电源信号(power)。另外，散 热金属凸块216可通过焊锡228c与电路基板222的多个接合垫226连接，上述接合垫226 将发光二极管芯片206的热经由电路基板222传递至外界。在本发明实施例中，与多个散 热金属凸块216连接的接合垫226与上述散热金属凸块216可具有相同的尺寸及数目。在 其他实施例中，多个散热金属凸块216也可同时接合至具有较大面积的单一块接合垫(图 未显不)ο在本发明实施例中，本发明实施例的发光二极管500的多个彼此隔开的散热金属 凸块216具有以下优点(1)由于本发明实施例的设置于陶瓷基板200的散热金属凸块216 为具有较小的接合面积的多块散热金属凸块，当陶瓷基板200的平整度不佳时，仍然可以 让焊锡顺利的贴附到每一个散热金属凸块216，降低气孔的发生机率。当其中的一个散热金 属凸块216与电路基板222的界面因接合不良产生气孔时，也可经散热金属凸块216彼此 之间的间距d快速排至外界而不至残留于界面中，而使发光二极管可靠度上升。(2)当其中 的一个散热金属凸块216因接合不良产生裂缝时，裂缝仅会局限于上述散热金属凸块216， 并不会成长至相邻的散热金属凸块。散热金属凸块216彼此之间的间距d具有阻隔功能， 可以控制散热金属凸块216与电路基板222的界面剥离的影响范围。因此，当其中的一个 散热金属凸块216与电路基板222的界面剥离时，并不会影响相邻的散热金属凸块与电路 基板222的接合效果，不至于使发光二极管500整体电性或可靠度失效，且可维持发光二极 管500的散热能力。虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技 术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范 围当视所附的权利要求所界定为准。
权利要求
1.一种发光二极管，包括一陶瓷基板，其具有一第一表面和该第一表面相反的一第二表面；一第一导线金属层及一第二导线金属层，分别设置在该陶瓷基板的该第一表面上；至少一发光二极管芯片，设置于该陶瓷基板的该第一表面上，该发光二极管芯片分别 与该第一导线金属层及该第二导线金属层电性连接；以及多个散热金属凸块，设置于该陶瓷基板的该第二表面上，其中所述多个散热金属凸块 与该发光二极管芯片电性绝缘。
2.如权利要求1所述的发光二极管，还包括设置于该陶瓷基板的该第一表面上的一第 三导线金属层，该发光二极管芯片设置在该第三导线金属层上并借该第三导线金属层与该 第一导线金属层电性连接，该发光二极管芯片与该第二导线金属层电性连接。
3.如权利要求1所述的发光二极管，还包括一导线，该导线用以电性连接该发光二极 管芯片及该第二导线金属层。
4.如权利要求2所述的发光二极管，还包括一导线，该导线用以电性连接该发光二极 管芯片及该第二导线金属层。
5.如权利要求2所述的发光二极管，还包括一导线，该导线用以电性连接该第三导线 金属层及该第一导线金属层。
6.如权利要求1所述的发光二极管，其中远离该陶瓷基板的所述多个散热金属凸块的 表面为共平面。
7.如权利要求1所述的发光二极管，其中所述多个散热金属凸块彼此电性绝缘。
8.如权利要求1所述的发光二极管，还包括设置于该陶瓷基板的第二表面上的一第四 导电金属层及一第五导电金属层，其中该第一导电金属层及该第二导电金属层通过该陶瓷 基板中多个穿孔分别与该第四导电金属层及该第五导电金属层电性连接。
9.如权利要求1所述的发光二极管，还包括一封装胶，该封装胶包覆该陶瓷基板的该 第一表面和该发光二极管芯片。
10.如权利要求1所述的发光二极管，其中该陶瓷基板的材料包括氮化铝或氧化铝。
11.如权利要求1所述的发光二极管，其中该散热金属凸块的材料包括银、铜、镍、锡、 铝或其组合。
12.如权利要求1项所述的发光二极管，其中该导线金属层的材料包括银、铜、镍、锡、 铝或其组合。
13.如权利要求9所述的发光二极管，其中该封装胶的材料包括硅胶、环氧树脂、荧光 胶或其组合。
14.如权利要求1所述的发光二极管，其中所述多个散热金属凸块分别与设置于一电 路基板上的多个接合垫连接。
15.如权利要求1所述的发光二极管，其中所述多个散热金属凸块都与设置于一电路基板上的一单一接合垫连接。
全文摘要
本发明提供一种发光二极管，上述发光二极管包括一陶瓷基板，其具有一第一表面和上述第一表面相反的一第二表面；一第一导线金属层及一第二导线金属层，分别设置在上述陶瓷基板的上述第一表面上；至少一发光二极管芯片，设置于上述陶瓷基板的上述第一表面上，上述发光二极管芯片分别与上述第一导线金属层及上述第二导线金属层电性连接；多个散热金属凸块，设置于上述陶瓷基板的上述第二表面上，其中上述散热金属凸块与上述发光二极管芯片电性绝缘。本发明具有以下优点使发光二极管可靠度上升；以及当其中的一个散热金属凸块与电路基板的界面剥离时，不会使发光二极管整体电性或可靠度失效，且可维持发光二极管的散热能力。
文档编号H01L25/075GK101997064SQ200910166068
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月11日 优先权日2009年8月11日
发明者裴建昌 申请人:亿光电子工业股份有限公司