專利名稱：以陶瓷為基板的穿孔式發(fā)光二極管芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型有關(guān)于一種發(fā)光二極管芯片封裝結(jié)構(gòu)，尤指一種以陶瓷 為基板的穿孔式發(fā)光二極管芯片封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
請參閱圖1所示，為習知直立式發(fā)光二極管芯片封裝結(jié)構(gòu)的剖面示 意圖。由圖中可知，習知的直立式發(fā)光二極管芯片封裝結(jié)構(gòu)包括 一絕緣基底la、 一導(dǎo)電架2a、 一發(fā)光二極管芯片3a及一熒光膠體4a。其中，該導(dǎo)電架2a具有二個分別延該絕緣基底la的兩相反側(cè)邊彎 折二次的導(dǎo)電接腳20a、 21a，以使得所述導(dǎo)電接腳20a、 21a的下端面可 與一電路板5a產(chǎn)生電性接觸，并且該導(dǎo)電接腳20a、 21a分別具有一正電 極區(qū)域200a及一負電極區(qū)域210a。再者，該發(fā)光二極管芯片3a具有一正電極端300a及一負電極端 310a，并且該發(fā)光二極管芯片3a直接設(shè)置在該導(dǎo)電接腳20a上，以使得 該正電極端300a直接與該導(dǎo)電接腳20a的正電極區(qū)域200a產(chǎn)生電性接 觸，而該發(fā)光二極管芯片3a的負電極端310a透過一導(dǎo)線6a與該導(dǎo)電接 腳21a的負電極區(qū)域210a產(chǎn)生電性連接。最后，該熒光膠體4a覆蓋在該發(fā)光二極管芯片3a上，以保護該發(fā) 光二極管芯片3a。藉此，習知的直立式發(fā)光二極管芯片封裝結(jié)構(gòu)可產(chǎn)生 向上投光(如箭頭所示)的發(fā)光效果。請參閱圖2及圖3所示，其分別為習知側(cè)式發(fā)光二極管芯片封裝結(jié)構(gòu)的立體示意圖及圖2的3-3剖面圖。由圖中可知，習知的側(cè)式發(fā)光二極管芯片封裝結(jié)構(gòu)包括 一絕緣基底lb、 一導(dǎo)電架2b、 一發(fā)光二極管芯片3b及一熒光膠體4b。其中，該導(dǎo)電架2b具有二個分別沿該絕緣基底lb的一側(cè)邊彎折二 次的導(dǎo)電接腳20b、 21b，以使得所述導(dǎo)電接腳20b、 21b的側(cè)端面可與一 電路板5b產(chǎn)生電性接觸，并且該導(dǎo)電接腳20b、 21b分別具有一正電極 區(qū)域200b及一負電極區(qū)域210b。再者，該發(fā)光二極管芯片3b具有一正電極端300b及一負電極端 310b，并且該發(fā)光二極管芯片3b直接設(shè)置在該導(dǎo)電接腳20b上，以使得 該正電極端300b直接與該導(dǎo)電接腳20b的正電極區(qū)域200b產(chǎn)生電性接 觸，而該發(fā)光二極管芯片3b的負電極端310b透過一導(dǎo)線6b與該導(dǎo)電接 腳21b的負電極區(qū)域210b產(chǎn)生電性連接。最后，該熒光膠體4b覆蓋在該發(fā)光二極管芯片3b上，以保護該發(fā) 光二極管芯片3b。藉此，習知的側(cè)式發(fā)光二極管芯片封裝結(jié)構(gòu)可產(chǎn)生側(cè) 向投光(如圖3的箭頭所示)的發(fā)光效果。然而，上述直立式及側(cè)式發(fā)光二極管芯片封裝結(jié)構(gòu)的所述導(dǎo)電接腳 20a、 21a、 20b、 21b必須經(jīng)過彎折才能與電路板5a、 5b產(chǎn)生接觸，因此 增加制程的復(fù)雜度。所以，由上可知，目前習知的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)，顯然具有不便 與缺失存在，而待加以改善。因此，本創(chuàng)作人有感上述缺失的可改善，且依據(jù)多年來從事此方面 的相關(guān)經(jīng)驗，悉心觀察且研究，并配合學理的運用，而提出一種設(shè)計合 理且有效改善上述缺失的本實用新型。實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)何題，在于提供一種以陶瓷為基板的穿 孔式發(fā)光二極管芯片封裝結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點在于可藉由任何成形的方式，將導(dǎo)電層成形于陶瓷基板上，然后再透過陶瓷共燒技術(shù)(Low-Temperatoe Cofired Ceramics, LTCC)，將中空陶瓷殼體固定于該陶瓷基板上，因此 本實用新型不像習知一樣需要使用導(dǎo)電架并且還要經(jīng)過彎折才能與電路 板產(chǎn)生電性連接。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種以陶瓷為基板的穿孔 式發(fā)光二極管芯片封裝結(jié)構(gòu)，其包括 一陶瓷基板、 一導(dǎo)電單元、 一中 空陶瓷殼體、復(fù)數(shù)個發(fā)光二極管芯片、及一封裝膠體。其中，該陶瓷基 板具有一本體、復(fù)數(shù)個彼此分開且分別從該本體的頂面延伸出的凸塊、 復(fù)數(shù)個分別貫穿所述相對應(yīng)凸塊的貫穿孔、及復(fù)數(shù)個分別形成于該本體 側(cè)面及每兩個凸塊之間的半穿孔。該導(dǎo)電單元具有復(fù)數(shù)個分別成形于所述凸塊表面的第一導(dǎo)電層、復(fù) 數(shù)個分別成形于所述半穿孔的內(nèi)表面及該本體的底面的第二導(dǎo)電層、及 復(fù)數(shù)個分別填充滿所述貫穿孔的第三導(dǎo)電層，其中該第三導(dǎo)電層電性連 接于該第一導(dǎo)電層與該第二導(dǎo)電層之間。該中空陶瓷殼體固定于該陶瓷基板的本體的頂面上以形成一容置空 間，并且該容置空間曝露出所述第一導(dǎo)電層的頂面。所述發(fā)光二極管芯 片分別設(shè)置于該容置空間內(nèi)，并且每一個發(fā)光二極管芯片的正、負電極 端分別電性連接于不同的第一導(dǎo)電層。該封裝膠體填充于該容置空間內(nèi)， 以覆蓋所述發(fā)光二極管芯片。因此，本實用新型是透過所述貫穿孔及所述導(dǎo)電層(該第一導(dǎo)電層、 第二導(dǎo)電層、及第三導(dǎo)電層)的相互配合，以使得本實用新型不需透過彎折導(dǎo)電架，即可與電路板產(chǎn)生電性連接。亦即，本實用新型透過填充 該第三導(dǎo)電層于該貫穿孔內(nèi)，以作為該第一導(dǎo)電層及該第二導(dǎo)電層之間 (或該發(fā)光二極管芯片與電路板之間)的導(dǎo)電橋梁。所以，本實用新型 具有簡化制程及降低制作成本的優(yōu)點。為了能更進一步了解本實用新型為達成預(yù)定目的所采取的技術(shù)、手 段及功效，請參閱以下有關(guān)本實用新型的詳細說明與附圖，相信本實用 新型的目的、特征與特點，當可由此得一深入且具體的了解，然而所附 圖式僅提供參考與說明用，并非用來對本實用新型加以限制。


圖1為習知直立式發(fā)光二極管芯片封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖； 圖2為習知側(cè)式發(fā)光二極管芯片封裝結(jié)構(gòu)的立體示意圖；圖3為圖2的3-3剖面圖；圖4為本實用新型以陶瓷為基板的穿孔式發(fā)光二極管芯片封裝結(jié)構(gòu) 的制作方法的第一實施例的流程圖；圖5A至圖5C為本實用新型以陶瓷為基板的穿孔式發(fā)光二極管芯片 封裝結(jié)構(gòu)的制作方法的第一實施例的制作流程示意圖；圖6為本實用新型以陶瓷為基板的穿孔式發(fā)光二極管芯片封裝結(jié)構(gòu) 的第一實施例的前視示意圖；圖7為本實用新型第一實施例的發(fā)光二極管芯片的第一種設(shè)置方式 的側(cè)視示意圖；圖8為本實用新型第一實施例的發(fā)光二極管芯片的第二種設(shè)置方式 的側(cè)視示意圖；圖9為本實用新型第一實施例的發(fā)光二極管芯片的第三種設(shè)置方式 的側(cè)視示意圖；以及
圖10為本實用新型發(fā)光二極管芯片的第四種設(shè)置方式的側(cè)視示意圖。
主要組件符號說明
一、習知
導(dǎo)電架
熒光膠體 電路板
導(dǎo)電架
熒光膠體 電路板
la 2a
發(fā)光二極管芯片3a
4a 5a
lb 2b
發(fā)光二極管芯片3b
4b 5b 6b
導(dǎo)電接腳 20a、 21a 正電極區(qū)域 200a 負電極區(qū)域 210a
正電極端 300a 負電極端 310a
導(dǎo)電接腳 20b、 21b 正電極區(qū)域200b 負電極區(qū)域 210b
正電極端 300b 負電極端 310b基板第一導(dǎo)電層第一導(dǎo)電層第一導(dǎo)電層第二導(dǎo)電層 第三導(dǎo)電層 中空陶瓷殼體 發(fā)光二極管芯片發(fā)光二極管芯片發(fā)光二極管芯片導(dǎo)線 錫球封裝膠體 發(fā)光二極管芯片1 本體 10凸塊 11貫穿孔 12 半穿孔 132 正極導(dǎo)電部20負極導(dǎo)電部21 2' 正極導(dǎo)電部20'負極導(dǎo)電部21' 2" 正極導(dǎo)電部20"負極導(dǎo)電部21"3 底面接腳 3045 容置空間 506 正電極端 60負電極端 61 6' 正電極端 60'負電極端 61'6" 正電極端 60"負電極端 61"7、 7'89 正電極端 90負電極端 91導(dǎo)線 93 正極導(dǎo)電部94 負極導(dǎo)電部9具體實施方式
請參閱圖4至圖6所示，圖4為第一實施例的流程圖；圖5A至圖 5C為第一實施例的制作流程示意圖；圖6為第一實施例的前視示意圖。 由圖4的流程圖中可知，本實用新型提供一種以陶瓷為基板的穿孔式發(fā) 光二極管芯片封裝結(jié)構(gòu)，其制作方法包括首先，配合圖5A及圖6所示， 提供一陶瓷基板1，其具有一本體10、復(fù)數(shù)個彼此分開且分別從該本體 10的頂面延伸出的凸塊11、復(fù)數(shù)個分別貫穿所述相對應(yīng)凸塊11的貫穿 孔12、及復(fù)數(shù)個分別形成于該本體10側(cè)面及每兩個凸塊之間的半穿孔 13 (SIOO)。其中，每一個貫穿孔12由每一個相對應(yīng)的凸塊11傾斜至每 一個相對應(yīng)的半穿孔13。亦即，每一個貫穿孔12形成一傾斜通道，以連 通于每一個相對應(yīng)的凸塊11及每一個相對應(yīng)的半穿孔13之間。
接下來，分別成形復(fù)數(shù)個第一導(dǎo)電層2于所述凸塊11的表面，并且 分別成形復(fù)數(shù)個第二導(dǎo)電層3于所述半穿孔13的內(nèi)表面及該本體10的 底面(S102)，以形成復(fù)數(shù)個底面接腳30;然后，分別填充滿復(fù)數(shù)個第三 導(dǎo)電層4于所述貫穿孔12內(nèi)，以電性連接于該第一導(dǎo)電層2及該第二導(dǎo) 電層3之間(S104)。
接著，配合圖5B及圖6所示，固定一中空陶瓷殼體5于該陶瓷基板 1的本體10的頂面上以形成一容置空間50，并且該容置空間50曝露出 所述第一導(dǎo)電層2的頂面(S106)，其中該陶瓷基板1的本體10與該中空陶瓷殼體5為兩個相互配合的長方體，并且該中空陶瓷殼體5是利用
陶瓷共燒技術(shù)(Low-Temperature Cofired Ceramics, LTCC)，以固定于該 陶瓷基板1的本體10的頂面上。
接下來，配合圖5C及圖6所示，分別設(shè)置復(fù)數(shù)個發(fā)光二極管芯片6 于該容置空間50內(nèi)，并且每一個發(fā)光二極管芯片6的正、負電極端分別 電性連接于不同的第一導(dǎo)電層2 (S108)，其中每一個發(fā)光二極管芯片6 的正、負電極端可透過兩個導(dǎo)線7，以分別電性連接于不同的第一導(dǎo)電層 2;最后，填充一封裝膠體8于該容置空間50內(nèi)，以覆蓋所述發(fā)光二極 管芯片6 (S110)。藉此，透過該容置空間50朝上的方式，讓所述第二導(dǎo) 電層3的底面接腳31接觸于一電路板(圖未示)，以使得本實用新型的 發(fā)光二極管芯片封裝結(jié)構(gòu)能以直立的方式向上投光(如圖6的箭頭所示)。
請參閱圖7所示，為本實用新型第一實施例的發(fā)光二極管芯片的第 一種設(shè)置方式的側(cè)視示意圖。由圖中可知，所述第一導(dǎo)電層2分成復(fù)數(shù) 個正極導(dǎo)電部20及負極導(dǎo)電部21，并且該發(fā)光二極管芯片6的正、負電 極端60、 61分別設(shè)置于每一個發(fā)光二極管芯片6的上表面；藉此，透過 打線(wire-bmmding)的方式，以使得每一個發(fā)光二極管芯片6的正、 負電極端60、 61分別透過兩導(dǎo)線7而電性連接于相鄰的正極導(dǎo)電部20 及負極導(dǎo)電部21。
請參閱圖8所示，為本實用新型第一實施例的發(fā)光二極管芯片的第 二種設(shè)置方式的側(cè)視示意圖。由圖中可知，所述第一導(dǎo)電層2'分成復(fù)數(shù) 個正極導(dǎo)電部20'及負極導(dǎo)電部21'，并且該發(fā)光二極管芯片6'的正、負 電極端60'、 61'分別設(shè)置于每一個發(fā)光二極管芯片6'的下表面與上表面； 藉此，透過打線(wire-bounding)的方式，以使得每一個發(fā)光二極管芯 片6'的正電極端60'直接電性連接于相對應(yīng)的正極導(dǎo)電部20'，并且每一個發(fā)光二極管芯片6'的負電極端61'則透過一導(dǎo)線7'而電性連接于相對應(yīng) 的負極導(dǎo)電部21'。 -請參閱圖9所示，為本實用新型第一實施例的發(fā)光二極管芯片的第 三種設(shè)置方式的側(cè)視示意圖。由圖中可知，所述第一導(dǎo)電層2〃分成復(fù)數(shù) 個正極導(dǎo)電部20〃及負極導(dǎo)電部21〃 ，并且該發(fā)光二極管芯片6〃的正、 負電極端60" 、 61"分別設(shè)置于每一個發(fā)光二極管芯片6〃的下表面； 藉此，透過覆晶(flip-chip)的方式，以使得每一個發(fā)光二極管芯片6〃 的正、負電極端60〃 、 61〃分別透過復(fù)數(shù)個相對應(yīng)的錫球7〃而電性連 接于相鄰的正極導(dǎo)電部20〃及負極導(dǎo)電部21〃 。請參閱圖IO所示，為本實用新型發(fā)光二極管芯片的第四種設(shè)置方式 的側(cè)視示意圖。由圖中可知，該發(fā)光二極管芯片9的正、負電極端90、 91分別設(shè)置于每一個發(fā)光二極管芯片9的上表面，并且每一個發(fā)光二極 管芯片9分別設(shè)置于每二個凸塊92之間；藉此，透過打線(wire-boimding) 的方式，以使得每一個發(fā)光二極管芯片9的正、負電極端90、 91分別透 過兩導(dǎo)線93而電性連接于相鄰的正極導(dǎo)電部94及負極導(dǎo)電部95。綜上所述，本實用新型的優(yōu)點在于可藉由任何成形的方式，將所 述第一、第二及第三導(dǎo)電層2、 3、 4成形于該陶瓷基板1上；然后再透 過陶瓷共燒技術(shù)(Low-Temperature Cofired Ceramics, LTCC)，將中空陶 瓷殼體5固定于該陶瓷基板1上，因此本實用新型不像習知一樣需要使 用導(dǎo)電架并且還要經(jīng)過彎折才能與電路板產(chǎn)生電性連接。因此，本實用新型是透過所述貫穿孔12及所述導(dǎo)電層(該第一導(dǎo)電 層2、第二導(dǎo)電層3、及第三導(dǎo)電層4)的相互配合，以使得本實用新型 不需透過彎折導(dǎo)電架，即可與電路板產(chǎn)生電性連接。亦即，本實用新型 透過填充該第三導(dǎo)電層4于該貫穿孔12內(nèi)，以作為該第一導(dǎo)電層2及該第二導(dǎo)電層3之間(或該發(fā)光二極管芯片6與電路板之間)的導(dǎo)電橋梁。 所以，本實用新型具有簡化制程及降低制作成本的優(yōu)點。但，以上所述，僅為本實用新型最佳的具體實施例的詳細說明與圖 式，而本實用新型的特征并不局限于此，并非用以限制本實用新型，本 實用新型的所有范圍應(yīng)以申請專利范圍為準，凡合于本實用新型申請專 利范圍的精神與其類似變化的實施例，皆應(yīng)包含于本實用新型的范疇中， 任何熟悉該項技藝者在本實用新型的領(lǐng)域內(nèi)，可輕易思及的變化或修飾 皆可涵蓋在本實用新型的專利范圍。
權(quán)利要求1. 一種以陶瓷為基板的穿孔式發(fā)光二極管芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括一陶瓷基板，其具有一本體、復(fù)數(shù)個彼此分開且分別從該本體的頂面延伸出的凸塊、復(fù)數(shù)個分別貫穿所述相對應(yīng)凸塊的貫穿孔、及復(fù)數(shù)個分別形成于該本體側(cè)面及每兩個凸塊之間的半穿孔；一導(dǎo)電單元，其具有復(fù)數(shù)個分別成形于所述凸塊表面的第一導(dǎo)電層、復(fù)數(shù)個分別成形于所述半穿孔的內(nèi)表面及該本體的底面的第二導(dǎo)電層、及復(fù)數(shù)個分別填充滿所述貫穿孔的第三導(dǎo)電層，其中該第三導(dǎo)電層電性連接于該第一導(dǎo)電層與該第二導(dǎo)電層之間；一中空陶瓷殼體，其固定于該陶瓷基板的本體的頂面上以形成一容置空間，并且該容置空間曝露出所述第一導(dǎo)電層的頂面；復(fù)數(shù)個發(fā)光二極管芯片，其分別設(shè)置于該容置空間內(nèi)，并且每一個發(fā)光二極管芯片的正、負電極端分別電性連接于不同的第一導(dǎo)電層；以及一封裝膠體，其填充于該容置空間內(nèi)，以覆蓋所述發(fā)光二極管芯片。
2、 如權(quán)利要求1所述的以陶瓷為基板的穿孔式發(fā)光二極管芯片封裝 結(jié)構(gòu)，其特征在于每一個貫穿孔是由每一個相對應(yīng)的第一導(dǎo)電層傾斜 至每一個相對應(yīng)的第二導(dǎo)電層。
3、 如權(quán)利要求1所述的以陶瓷為基板的穿孔式發(fā)光二極管芯片封裝 結(jié)構(gòu)，其特征在于該本體與該中空陶瓷殼體為兩個相互配合的長方體。
4、 如權(quán)利要求1所述的以陶瓷為基板的穿孔式發(fā)光二極管芯片封裝 結(jié)構(gòu)，其特征在于該第一導(dǎo)電層、該第二導(dǎo)電層、及該第三導(dǎo)電層皆 為銀膏層。
5、 如權(quán)利要求1所述的以陶瓷為基板的穿孔式發(fā)光二極管芯片封裝 結(jié)構(gòu)，其特征在于該容置空間朝向上方，以使得該本體底面-的第二導(dǎo) 電層接觸于一電路板。
6、 如權(quán)利要求1所述的以陶瓷為基板的穿孔式發(fā)光二極管芯片封裝 結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第一導(dǎo)電層分成復(fù)數(shù)個正極導(dǎo)電部及負極導(dǎo)電 部。
7、 如權(quán)利要求6所述的以陶瓷為基板的穿孔式發(fā)光二極管芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于該發(fā)光二極管芯片的正、負電極端分別設(shè)置于每一 個發(fā)光二極管芯片的上表面；藉此，透過打線的方式，以使得每一個發(fā) 光二極管芯片的正、負電極端分別透過兩導(dǎo)線而電性連接于相鄰的正極 導(dǎo)電部及負極導(dǎo)電部。
8、 如權(quán)利要求6所述的以陶瓷為基板的穿孔式發(fā)光二極管芯片封裝 結(jié)構(gòu)，其特征在于該發(fā)光二極管芯片的正、負電極端分別設(shè)置于每一 個發(fā)光二極管芯片的下表面與上表面；藉此，透過打線的方式，以使得 每一個發(fā)光二極管芯片的正電極端直接電性連接于相對應(yīng)的正極導(dǎo)電 部，并且每一個發(fā)光二極管芯片的負電極端則透過一導(dǎo)線而電性連接于 相對應(yīng)的負極導(dǎo)電部。
9、 如權(quán)利要求6所述的以陶瓷為基板的穿孔式發(fā)光二極管芯片封裝 結(jié)構(gòu)，其特征在于該發(fā)光二極管芯片的正、負電極端分別設(shè)置于每一 個發(fā)光二極管芯片的下表面；藉此，透過覆晶的方式，以使得每一個發(fā) 光二極管芯片的正、負電極端分別透過復(fù)數(shù)個相對應(yīng)的錫球而電性連接 于相鄰的正極導(dǎo)電部及負極導(dǎo)電部。
10、 如權(quán)利要求6所述的以陶瓷為基板的穿孔式發(fā)光二極管芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于該發(fā)光二極管芯片的正、負電極端分別設(shè)置于每一個發(fā)光二極管芯片的上表面，并且每一個發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于 每二個凸塊之間；藉此，透過打線的方式，以使得每一個發(fā)光二極管芯 片的正、負電極端分別透過兩導(dǎo)線而電性連接于相鄰的正極導(dǎo)電部及負 極導(dǎo)電部。
專利摘要一種以陶瓷為基板的穿孔式發(fā)光二極管芯片封裝結(jié)構(gòu)，其包括陶瓷基板、導(dǎo)電單元、中空陶瓷殼體、復(fù)數(shù)個發(fā)光二極管芯片及封裝膠體。該陶瓷基板具有一本體、復(fù)數(shù)個凸塊、復(fù)數(shù)個貫穿所述凸塊的貫穿孔及復(fù)數(shù)個分別形成于該本體側(cè)面及每兩個凸塊之間的半穿孔；該導(dǎo)電單元具有復(fù)數(shù)個分別成形于所述凸塊表面的第一導(dǎo)電層、復(fù)數(shù)個分別成形于所述半穿孔的內(nèi)表面及該本體的底面的第二導(dǎo)電層及復(fù)數(shù)個分別填充滿所述貫穿孔的第三導(dǎo)電層；該中空陶瓷殼體固定于該本體的頂面上以形成一容置空間；所述發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置于該容置空間內(nèi)；該封裝膠體填充于該容置空間內(nèi)。
文檔編號H01L23/02GK201112386SQ20072012533
公開日2008年9月10日 申請日期2007年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月2日
發(fā)明者莊峰輝, 汪秉龍, 陳家宏 申請人:宏齊科技股份有限公司