发光二极管封装以及承载板的制作方法
【专利说明】发光二极管封装以及承载板
[0001]本发明是中国发明专利申请(申请号:201210260681.6，申请日:2012年7月25日，发明名称:发光二极管封装以及承载板)的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种封装结构，且特别是涉及一种发光二极管的封装结构。
【背景技术】
[0003]发光二极管装置已有许多不同的应用，例如扫描器灯源、投影装置的灯源、液晶显示器的背光源或前光源，汽车仪表板上的照明灯源，交通号志的灯源以及一般照明装置的灯源等等。相比较于传统灯管，例如白炽灯，发光二极管装置具有例如体积较小、使用寿命较长、驱动电压/电流较低、结构强度较高、不含汞(减少废弃时造成的污染)以及高发光效率以节省能源等显著优势。
[0004]发光二极管装置通常包括至少一表面粘着型的发光二极管封装，其内具有一发光二极管芯片。近年来，具有预封型导线架以承载发光二极管芯片的发光二极管封装已被提出，取代传统的陶制基板。预封型导线架包括一绝缘封装胶材包覆一导线架且封装胶材暴露出导线架的正电极与负电极。
[0005]然而，导线架与封装胶材间的结合力通常较弱，且导线架与封装胶材的热膨胀系数也有极大的差异。由于导线架与封装胶材的热膨胀系数不同，当传统的封装结构经历温度循环时，其导线架与封装胶材的界面即会诱发应力的产生。例如当发光二极管封装是以表面粘着方式至一印刷线路板时，其于回流焊接制作工艺期间应力会造成导线架与封装胶材之间的脱层现象。还可能使发光二极管封装经脱层处暴露于空气或湿气中，进而造成发光二极管封装的损坏。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种发光二极管封装，其可减少材料上的浪费及简化发光二极管封装的制作工艺。
[0007]为达上述目的，本发明的一实施例提出一种发光二极管封装，包括一壳体。壳体具有一开口，开口具有一开放式顶部、一封闭式底部及多个侧壁，侧壁连接封闭式底部及开放式顶部，壳体包括一导线架。导线架具有一芯片座及至少一电极。至少一电极经由至少一间隙而与芯片座隔离。芯片座包括一第一沟槽与一第二沟槽，第一沟槽及第二沟槽位于壳体的开口内，各沟槽的一端连接至少一间隙。壳体还包括一第一绝缘材。第一绝缘材部分地包覆导线架，且暴露一部分芯片座的一上表面及一部分至少一电极，部分第一绝缘材填入至少一间隙及第一及第二沟槽。发光二极管封装还包括一发光二极管芯片。发光二极管芯片配置于暴露的芯片座的上表面上，且位于第一沟槽及第二沟槽之间。发光二极管封装还包括一导线，导线连接发光二极管芯片至电极的暴露部分。发光二极管封装还包括一第二绝缘材。第二绝缘材包覆发光二极管芯片及导线。
[0008]本发明的另一实施例提出一种承载板，用于一发光二极管封装，承载板包括一导线架。导线架包括一芯片座。芯片座具有一上表面、一下表面、一第一沟槽及一第二沟槽。第一沟槽及第二沟槽完全地横贯上表面。导线架还包括一第一电极以及一第二电极。第一电极以及第二电极分别位于芯片座的相对两侧，第一电极以及第二电极与芯片座隔离。芯片座与第一电极通过一第一间隙分离，且第一间隙连通第一沟槽的一第一端以及第二沟槽的一第二端，而芯片座与第二电极通过一第二间隙分离，且第二间隙连通第一沟槽的一第二端以及第二沟槽的一第二端。芯片座的上表面具有以第一间隙、第二间隙、第一沟槽以及第二沟槽为边界的一芯片承载区。导线架还包括一绝缘材。绝缘材包覆部分的导线架。绝缘材至少暴露出芯片座的芯片承载区、一部分的第一电极以及一部分的第二电极，且一部分的绝缘材填入第一间隙、第二间隙、第一沟槽以及第二沟槽。
[0009]本发明的另一实施例提出一种发光二极管封装，发光二极管封装包括一导线架。导线架包括一芯片座。芯片座具有一第一沟槽与一第二沟槽，第一沟槽与第二沟槽横跨芯片座的一上表面。导线架还包括一第一电极以及一第二电极。第一电极以及第二电极分别位于芯片座的相对两侧，第一电极及第二电极通过连通第一沟槽及第二沟槽的第一间隙及第二间隙与芯片座间隔。第一间隙、第二间隙、第一沟槽及第二沟槽于芯片座上定义出的一芯片承载区。发光二极管封装还包括一第一绝缘材。第一绝缘材至少部分地填入第一间隙、第二间隙、第一沟槽以及第二沟槽且形成围绕芯片承载区的一阻隔部。发光二极管封装还包括一发光二极管芯片。发光二极管芯片位于芯片承载区内。发光二极管封装还包括多条导线。导线连接发光二极管芯片至第一电极与第二电极。发光二极管封装还包括一第二绝缘材，第二绝缘材包覆发光二极管芯片及导线。
[0010]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
【附图说明】
[0011]图1为根据本发明一实施例的发光二极管封装的立体示意图；
[0012]图2为图1的发光二极管封装沿2-2线的剖面示意图；
[0013]图3为图1的发光二极管封装的导线架的立体示意图；
[0014]图4为图3的导线架的仰视示意图；
[0015]图5为图1的发光二极管封装的俯视示意图；
[0016]图6为本发明另一实施例的发光二极管封装的俯视示意图；
[0017]图7为图2的发光二极管封装的部分剖面示意图；
[0018]图8A为本发明另一实施例的发光二极管封装的部分剖面示意图；
[0019]图8B为图8A的发光二极管封装的立体示意图；
[0020]图9为本发明另一实施例的发光二极管封装的部分剖面示意图；
[0021]图10为本发明另一实施例的发光二极管封装的部分剖面示意图；
[0022]图11为本发明另一实施例的用于发光二极管封装的导线架的立体示意图；
[0023]图12为本发明另一实施例的发光二极管封装的俯视示意图；
[0024]图13为图12的发光二极管封装的立体示意图；
[0025]图14至图16为本发明的三个不同实施例的发光二极管封装的侧视示意图。
[0026]主要元件符号说明
[0027]100:发光二极管封装
[0028]102:壳体
[0029]110、110a:导线架
[0030]112:芯片座
[0031]112a:上表面
[0032]112b:芯片承载区
[0033]113:下表面
[0034]113a、115:凹部
[0035]114:第一电极
[0036]114a:第一打线接合区
[0037]116:第二电极
[0038]116a:第二打线接合区
[0039]117a:第一沟槽
[0040]117b:第二沟槽
[0041]120:第一绝缘材
[0042]122、622、722、822:阻隔部
[0043]122a、622a、722a、822a:阻隔部上表面
[0044]122b:斜面
[0045]124:周缘部
[0046]124a:垂直外壁
[0047]130:发光二极管芯片
[0048]丨32:保护元件
[0049]140:导线
[0050]142:第二导线
[0051]150:第二绝缘材
[0052]160:光转变层
[0053]170:第一间隙
[0054]180:第二间隙
[0055]190:侧壁
[0056]192:第一让位缺口
[0057]194:第二让位缺口
【具体实施方式】
[0058]请参考图1，本发明一实施例的发光二极管封装100包括一壳体102、一发光二极管芯片130以及一第二绝缘材或透镜150。壳体102包括一包覆于第一绝缘材120内的导线架110。发光二极管芯片130设置于壳体102所定义的一开口内。
[0059]图2为图1的发光二极管封装沿2-2线的剖面示意图。请参考图2，导线架110包括一芯片座112、一第一电极114及一第二电极116。导线架110的材质通常为金属，例如:铜、铝等，也可在导线架110表面镀上一金属镀层(metal coating)例如镀银或镀金，以增加导电性。
[0060]第一电极114及第二电极116分别位于芯片座112的相对两侧。芯片座112、第一电极114及第二电极116相互分离，其中芯片座112与第一电极114之间相隔一第一间隙170，芯片座112与第二电极116之间相隔一第二间隙180。图3为导线架110的立体示意图。请参考图3，芯片座112包括两个沟槽117a、117b，且沟槽117a、117b横贯芯片座112的一上表面112a。在另一实施例中，两沟槽可如图6中的沟槽118a、118b所示，仅部分横跨上表面112a，而不横贯上表面112a。此部分将于之后做详述。
[0061]请参考图2及图3，第一间隙170分离芯片座112与第一电极114，而第二间隙180分离芯片座112与第二电极116。因此，在芯片座112的上表面112a上，以第一间隙170、第二间隙180、第一沟槽117a及第二沟槽117b为边界共同定义出一芯片承载区112b。部分的第一绝缘材120填入沟槽117a、117b中。由于沟槽117a、117b位于壳体102的开口内，第一绝缘材120填入沟槽117a、117b提供额外的机械互锁，以加强芯片座112与第一绝缘材120之间的接合，使芯片座112与第一绝缘材120之间不容易有脱层的现象发生。图4为导线架110的仰视示意图。请参考图4，导线架110可具有至少一凹部115于第一电极114或第二电极116上。
[0062]请参考图2，第一绝缘材120包覆部分导线架110，以将芯片座112电性绝缘于第一电极114及第二电极116。第一绝缘材120还可形成一周缘部124，以定义发光二极管封装100的区域，周缘部124由一垂直外壁124a所定义。周缘部124及导线架110共同定义出一壳体，壳体具有一开口，开口具有一开放式顶部、一封闭式底部及多个侧壁190，侧壁190连接开放式顶部及封