發光二極管封裝用基板的制作方法
【專利摘要】本實用新型是有關一種發光二極管封裝用基板，該封裝用基板為一陶瓷基底且具有一上表面，上表面包含一固晶區及環繞于固晶區外圍一杯體預定成型區，于杯體預定成型區的上表面形成有一復合接著層，復合接著層的斷面結構具有至少一凹部，至少二電極層設于該固晶區的該上表面；以及一反射杯成形于該杯體預定成型區且包覆該復合接著層且延伸至該凹部內。藉此，增加反射杯及基板之間的接合力，以解決反射杯自基板表面發生剝離而造成水氣侵入的問題。
【專利說明】
發光二極管封裝用基板
技術領域
[0001]本實用新型是有關一種發光二極管封裝用基板，尤指一種強化反射杯及基板之間接合力的封裝用基板。
【背景技術】
[0002]習知發光二極管封裝結構通常包含一反射杯且成型于散熱基板的表面，例如金屬基底、陶瓷基底等等，而LED裸晶(die)則裝設于反射杯中且與接合于封裝基板，而于陶瓷基板的應用上多采用陶瓷共燒或者是點膠方式以于陶瓷基板上成型反射杯，然而陶瓷共燒方式成本過高且制程復雜，以點膠方式則造成反射杯無法提供有效的反射面;產業應用上尚有以射出成型方式于陶瓷基板上成型塑料反射杯，但因塑料與陶瓷基板表面的結合性不佳，使得陶瓷基板表面與反射杯之間容易形成縫隙甚至剝離，造成水氣或灰塵容易沿縫隙進入封裝結構中從而影響內部元件的壽命，進一步導致發光二極管失效的風險。
[0003]承上所述，為解決前述的問題，發展出于陶瓷基板相對于反射杯成型的位置執行預先激光打孔，使其于射出成形過程中的部分塑料注入于該些孔洞內，于固化成型后能強化反射杯與陶瓷基板間的接合性且同時避免前述該些問題，但是，以激光打孔方式具有過高的制造成本以及生產效率不佳的問題，因此，有鑒于高信賴度發光二極管封裝結構的需求，提供解決上述問題的技術方案即為本實用新型所欲解決的問題。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型主要目的在于提供一種發光二極管封裝用基板，以提供增加反射杯及基板之間的接合力，以解決反射杯自基板表面發生剝離而造成水氣侵入的問題。
[0005]為了達成上述的目的，本實用新型提供一種發光二極管封裝用基板，包括一陶瓷基底且具有一上表面，上表面包含一固晶區及環繞于固晶區外圍一杯體預定成型區，于杯體預定成型區的上表面形成有一復合接著層，復合接著層的側表面具有至少一凹部。
[0006]為了達成上述的目的，本實用新型另提供一種發光二極管封裝用基板，包括一陶瓷基底，具有一上表面，上表面包含一固晶區及環繞于固晶區外圍一杯體預定成型區，于杯體預定成型區的上表面形成有一復合接著層，復合接著層的側表面具有至少一凹部；至少二電極層設于上表面的固晶區；一反射杯成形于杯體預定成型區且包覆復合接著層，并延伸至凹部內。
[0007]于一實施例所述，復合接著層包含一第一接著層與設于第一接著層上的一第二接著層，其中第一接著層與第二接著層分別具有一最大斷面寬度，第二接著層的最大斷面寬度大于或等于第一接著層的最大斷面寬度。
[0008]于一實施例所述，第二接著層為一防焊油墨層(SolderMask)。
[0009]于一實施例所述，復合接著層沿杯體預定成型區形成連續環狀。
[0010]于一實施例所述，復合接著層沿杯體預定成型區形成間斷環狀。
[0011]于一實施例所述，其中于第一接著層與第二接著層之間形成一T字形、一傘狀或一倒L形的斷面結構。
[0012]于一實施例所述，第二接著層形成一T字形、一傘狀或一倒L形的斷面結構。
[0013]于一實施例所述，電極層與第一接著層分離。
[0014]于一實施例所述，其中電極層與第一接著層為相同材料組成。
[0015]本實用新型所述的功效在于:經由復合接著層與各元件接著力差異特性、結構型態以及形成位置，能有效防止反射杯于陶瓷基底剝離的問題，以防止外界水氣及灰塵微粒侵入封裝內部，有助于提升發光二極管的壽命與效能，且以更簡化的制程工序，同時解決反射杯自基底表面發生剝離而造成水氣侵入以及偏高成本與耗時的問題。
[0016]以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型發光二極管封裝結構一實施例的剖視圖。
[0018]圖2是本實用新型發光二極管封裝結構一實施例的俯視圖。
[0019]圖3是本實用新型復合接著層另一實施例的俯視圖。
[0020]圖4是本實用新型發光二極管封裝結構一實施例的局部剖視圖。
[0021]圖5是本實用新型發光二極管封裝結構另一實施例的局部剖視圖。
[0022]圖6是本實用新型發光二極管封裝結構再另一實施例的局部剖視圖。
[0023]圖7是本實用新型不同發光二極管封裝形態的剖視圖。
[0024]其中，附圖標記
[0025]10…基板
[0026]10a...上表面
[0027]1b…下表面
[0028]11…貫孔
[0029]20，20’，20"…復合接著層
[0030]200,200，，200"...凹部
[0031]21，21，，21"…第一接著層
[0032]22,22，，22"…第二接著層
[0033]23,23，，23"...接觸面
[0034]30...電極層
[0035]40."LED 晶粒
[0036]41…導線
[0037]42...焊墊
[0038]50…反射杯
[0039]51…底緣
[0040]52...頂緣
[0041]53…反射面
[0042]60…封裝層
[0043]Zl...固晶區
[0044]Z2…杯體預定成型區
【具體實施方式】
[0045]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型技術方案進行詳細的描述，以更進一步了解本實用新型的目的、方案及功效，但并非作為本實用新型所附權利要求保護范圍的限制。
[0046]請參閱圖1與7所示，本實用新型提供一種發光二極管封裝用基板，而應用該封裝用基板所形成的封裝結構包含一基板10、至少二電極層30、至少一 LED晶粒40、一反射杯50以及一封裝層60，而封裝方式可采用直接封裝制程(Chip On Board)、有引線覆晶封裝制程或者無引線覆晶封裝制程，在此不限定，依實際產品需求做改變。
[0047]基板10為一陶瓷基底，該陶瓷基底選自一氮化鋁(ALN)、氧化鋁(A1203)、碳化硅(SiC)、氧化鈹(BeO)中任一者，而基板10的形狀不限于矩形，亦可為圓形等其他形式，其中該基板10具有一上表面1a與一下表面10b，該上表面1a定義有一固晶區Zl與一杯體預定成型區Z2，于固晶區Zl的上表面1a開設至少二貫孔11以貫通上表面1a及下表面10b，該貫孔11以機械加工方式或者以激光打孔方式形成，而該貫孔11可為具有相同孔徑一直狀孔洞、一擴徑孔洞、一縮徑孔洞或者一階梯狀孔洞，在此不限定，依實際情況做調整，杯體預定成型區Z2環繞于該固晶區Zl外圍配置，以提供反射杯50射出成型于該區位置且藉以裸露該固晶區Zl。
[0048]電極層30可經由真空濺鍍、離子鍍膜、電鍍以及金屬厚化制成等制程形成于固晶區Zl的上表面10a、下表面1b且以前述方式填鍍于貫孔11以使上表面的電極層30與下表面1b的電極層30導通，而該電極層所用材料可選自一含金、鋁、銀、銅、鎳、鉑、鈦、鎂或者錫金屬材料或前述任一者合金材料，至少一 LED晶粒40可經由一焊墊42與其中一電極層30連接，且透過一導線41電性連接至另一電極層30，進一步說明，視不同封裝型式，例如⑶B封裝方式或者覆晶封裝方式，以及LED晶粒結構的態樣而形成LED晶粒40與電極層30連接的型式不同，本實用新型圖1僅表示LED晶粒40的正極與負極配置于不同側的一實施態樣，而本實用新型圖7僅表示為LED晶粒40的正極與負極配置于相同側的另一實施態樣，不以此圖式作為限制，而形成于下表面1b的電極層30電性連接一印刷電路板(圖未示)以提供LED晶粒40致光的電力來源;亦或是LED晶粒40可采用覆晶封裝方式(Filp Chip)與電極層30電性連接。
[0049]請參閱圖1至3所示，本實用新型所述的封裝用基板于該杯體預定成型區Z2形成有一復合接著層20，該復合接著層20的側表面具有至少一凹部200，該凹部200可為復合接著層20表面的一凹槽結構，或者是復合接著層20與基板10的上表面1a共構成該凹槽結構，雖圖1中表示為復合接著層20與基板10的上表面1a共構成該凹槽結構，但不依此為限，較佳地，該凹部200的開口朝向沿著平行上表面1a的方向，前述的平行該上表面1a僅是一近似平行概念，而非拘限于物理定義上的平行，而復合接著層20可為沿杯體預定成型區Z2形成一連續環狀型態，如圖2，或者為沿杯體預定成型區Z2形成不連續環狀型態，如圖3，而圖3僅表示復合接著層20的一實施態樣，不限制其不連續環狀的斷開間距或者斷開的數量和位置，而圖1雖表示前述該凹部200分別位于復合接著層20的二側而非頂側，其僅表示本實用新型的一較佳實施態樣，不依此圖式作為限制。
[0050]請參閱圖1、4至6所示，本實用新型所述該復合接著層20包含一第一接著層21與設于該第一接著層21上的一第二接著層22，該第一接著層21與上述電極層30于相同制程方式形成于基板10的上表面10a，以精簡制程工序，而第一接著層21與電極層30相同為一金屬層，如一含金、鋁、銀、銅、鎳、鉑、鈦、鎂或者錫金屬材料或前述任一者合金材料，而再經涂覆光阻、顯影、曝光、剝膜以及蝕刻制程步驟形成電極層30以及與電極層30分離且不相連接的第一接著層21結構，而第二接著層22可經由網刷方式于第一接著層21上形成的一防焊油墨層(solder mask)，其經過銅面處理、印墨、預烤、曝光、顯影及后烤的網印制程形成該防焊油墨層，其中防焊油墨層可選自一環氧樹脂、IR烘烤型、UV硬化型、液態感光型(LPISM)、干膜型(Dry Film)中任一者型式的油墨材料。
[0051]承上所述，在此說明本實用新型的復合接著層20的該凹部200—實施例，如圖4，第一接著層21與第二接著層22之間形成有一接觸面23，以該接觸面23為基準定義第一接著層21的一最大斷面寬度，以及第二接著層22的一最大斷面寬度，而第二接著層22的該最大斷面寬度大于第一接著層21的該最大斷面寬度，以形成所述的該凹部200與該上表面1a共構成的凹槽結構，意即該第一接著層21與該第二接著層22之間形成一 T字形或倒L形的斷面結構，該最大斷面寬度定義為自該接觸面23水平延伸的一軸向距離。
[0052]承上所述，在此說明本實用新型的復合接著層的另一實施例，如圖5，本實施例中，復合接著層20’表面具有至少一凹部20(^且包含一第一接著層21’及成形于第一接著層21’上的一第二接著層22’，而與前一實施例主要差異在于第二接著層22’的防焊油墨考量可能選用不同的油墨材料或者前述網印制程的不同制程參數設定，于烘烤過程中其二側因未有第一接著層21支撐而朝基板10方向垂軟，意即第一接著層21’與第二接著層22’之間形成一傘狀的斷面結構，而第一接著層21，與第二接著層22 ’之間形成有一接觸面23，，以該接觸面23 ’為基準定義第一接著層21 ’的一最大斷面寬度，以及第二接著層22 ’的一最大斷面寬度，而第二接著層22，的該最大斷面寬度大于第一接著層21，的該最大斷面寬度，該最大斷面寬度定義為自該接觸面23 ’水平延伸的一軸向距離。
[0053]承上所述，在此說明本實用新型的復合接著層的再另一實施例，如圖6，本實施例中，復合接著層20"表面具有一凹部200"且包含一第一接著層21"及成形于第一接著層21"上的一第二接著層22"，其于前述實施例主要差異在于該第二接著層22"可于第一接著層21"上經由分段二道網刷制程依序形成的防焊油墨層，以直接于該防焊油墨層制作并形成一T字形、傘狀或倒L形的斷面結構，而第一接著層21"與第二接著層22"之間形成有一接觸面23"，以該接觸面23丨丨為基準定義第一接著層23丨丨的一最大斷面寬度，以及第二接著層22丨丨的一最大斷面寬度，而第二接著層22"的該最大斷面寬度近似于第一接著層21"的該最大斷面寬度，該最大斷面寬度定義為自該接觸面23"水平延伸的一軸向距離。
[0054]反射杯50射出成型方式以成形于該杯體預定成型區Z2的上表面1a且具有一頂緣52、一底緣51及一反射面53，該頂緣52與該底緣51環設于固晶區ZI以裸露出該固晶區ZI，而反射面53用以LED晶粒40產生的光經由該反射面50導至特定的方向，而反射杯50成型后包覆于第一接著層21與第二接著層22，其中反射杯50的材質主要為環氧樹脂或PPA等復合塑料，而分別成形的第一接著層21透過金屬對陶瓷的附著力大于該反射杯50對陶瓷的附著力，該第二接著層22對金屬的附著力大于該反射杯50對金屬的附著力，故復合接著層20相對于反射杯50具有更好的陶瓷接著性，而反射杯50對于第一接著層21以及第二接著層22以使反射杯50藉由蓋覆該復合接著層20形成卡摯且藉由該凹部200與該反射杯50的接觸形成一卡扣接合型態，再者，成形后的反射杯50與環設于反射杯50的底緣51的復合接著層20可形成對外界水氣以及灰塵微粒的阻擋，以形成有效隔絕，進一步說明；較佳地，包覆于第二接著層(22,22' ,22")的反射杯50具有與該第二接著層(22，22 ’，22")的一接觸表面積，該接觸表面積大于反射杯50與第一接著層(21，21’ 21")的接觸表面積。
[0055]承上所述，封裝層60成形于于反射杯50內且覆蓋該LED晶粒40以及于固晶區Zl中的其他元件以阻絕外界水氣與灰塵微粒影響，而該封裝層60的材料可選自環氧樹脂、硅膠、玻璃或前述任一者的組合的透光材料，再者，該封裝層可預先混合有波長轉換物質，例如螢光轉換材料，藉以轉換LED晶粒40產生的光波長以形成不同可視顏色，而封裝層60可為一平面或一半球形輪廓，在此不限定。
[0056]本實用新型的發光二極管封裝用基板，其于基板10上表面1a的杯體預定成形區Z2形成有復合接著層20，藉由復合接著層20的接著力差異特性、結構型態以及形成位置，能有效防止反射杯50于陶瓷基底剝離的問題以防止外界水氣及灰塵微粒侵入封裝內部，有助于提升發光二極管的壽命與效能，再者，同時于形成電極層的過程一并制作第一接著層(21，21’，21")，本實用新型亦達到簡化制程工序且提供同時解決反射杯50于陶瓷基底剝離的技術方案。
[0057]當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本實用新型作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本實用新型所附的權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種發光二極管封裝用基板，其特征在于，包括: 一陶瓷基底，具有一上表面，該上表面包含: 一固晶區；以及 一杯體預定成型區，環繞于該固晶區外圍，于該杯體預定成型區內的該上表面形成有一復合接著層，該復合接著層的側表面具有至少一凹部。2.一種發光二極管封裝用基板，其特征在于，包含: 一陶瓷基底，具有一上表面，該上表面包含: 一固晶區； 一杯體預定成型區，環繞于該固晶區外圍，于該杯體預定成型區內的該上表面形成有一復合接著層，該復合接著層的側表面具有至少一凹部； 至少二電極層，設于該固晶區的該上表面；以及 一反射杯，成形于該杯體預定成型區且包覆該復合接著層且延伸至該凹部內。3.如權利要求1或2所述的發光二極管封裝用基板，其特征在于，該復合接著層包含一第一接著層與設于該第一接著層上的一第二接著層，該第一接著層與該第二接著層分別具有一最大斷面寬度，該第二接著層的該最大斷面寬度大于或等于該第一接著層的該最大斷面寬度。4.如權利要求3所述的發光二極管封裝用基板，其特征在于，該第二接著層為一防焊油墨層。5.如權利要求1或2所述的發光二極管封裝用基板，其特征在于，該復合接著層沿該杯體預定成型區形成連續環狀。6.如權利要求1或2所述的發光二極管封裝用基板，其特征在于，該復合接著層沿該杯體預定成型區形成間斷環狀。7.如權利要求3所述的發光二極管封裝用基板，其特征在于，該第一接著層與該第二接著層之間呈一 T字形、一傘狀或一倒L形的斷面結構。8.如權利要求3所述的發光二極管封裝用基板，其特征在于，該第二接著層形成一T字形、一傘狀或一倒L形的斷面結構。9.如權利要求2所述的發光二極管封裝用基板，其特征在于，該復合接著層包含一第一接著層與設于該第一接著層上的一第二接著層，各該電極層與該第一接著層分離。10.如權利要求2所述的發光二極管封裝用基板，其特征在于，該復合接著層包含一第一接著層與設于該第一接著層上的一第二接著層，各該電極層與該第一接著層為相同材料。
【文檔編號】H01L33/48GK205621766SQ201620333652
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年4月20日
【發明人】林祐任
【申請人】立誠光電股份有限公司