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CN104600176A - 倒装led基板结构 - Google Patents

倒装led基板结构 Download PDF

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CN104600176A
CN104600176A CN201410804433.2A CN201410804433A CN104600176A CN 104600176 A CN104600176 A CN 104600176A CN 201410804433 A CN201410804433 A CN 201410804433A CN 104600176 A CN104600176 A CN 104600176A
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CN
China
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groove
led
flip
chip
substrate structure
Prior art date
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Pending
Application number
CN201410804433.2A
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English (en)
Inventor
张建华
殷录桥
白杨
南婷婷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/857—Interconnections, e.g. lead-frames, bond wires or solder balls

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  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

本发明的倒装LED基板结构，包括：在所述基板开设收容LED芯片的凹槽；在所述凹槽设置导电金属层并延伸至所述基板的表面，所述导电金属层为两部分，分别与所述LED芯片的两电极连接；覆盖所述LED芯片的透光层。上述倒装LED基板结构，巧妙的利用了透光层覆盖且下压在LED芯片上，并使得LED芯片与金属层电连接，不需要经过丝网印刷工序涂抹焊料，可直接把LED芯片放置在凹槽内；而且还减少金线键合的工序，可以提高LED封装的工序效率，同时还节省了大量金线，降低了成本。

Description

倒装LED基板结构
技术领域
本发明涉及LED封装技术领域，特别是涉及一种倒装LED基板结构。
背景技术
LED(Light Emitting Diode)，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件。LED最终能够应用在日常生活中，需要对LED进行封装。
LED芯片的封装，包括封装料，导线，基板等，同时还需要多种工序方可实现封装。例如，焊接的时候需要大量的焊料，金线焊接的时候需要耗费大量的贵金属等。减少焊料、贵金属的使用，减低成本是本技术领域重要的技术难题。
发明内容
基于此，有提供一种减少焊料、贵金属使用的倒装LED基板结构。
一种倒装LED基板结构，包括：在所述基板开设收容LED芯片的凹槽；在所述凹槽设置导电金属层并延伸至所述基板的表面，所述导电金属层为两部分，分别与所述LED芯片的两电极连接；覆盖所述LED芯片的透光层。
在其中一个实施例中，在所述凹槽的底部，且在所述金属层的两部分之间开设沟槽。
在其中一个实施例中，所述凹槽为圆弧形，所述LED芯片设置在圆心处。
在其中一个实施例中，所述凹槽的外侧开设子凹槽，所述导线设置在子凹槽处，所述LED芯片的电极把所述导线压在子凹槽内。
在其中一个实施例中，所述金属层的末端设置突起。
在其中一个实施例中，所述透光层向外凸起，所述透光层的焦距与所述LED芯片的位置重合。
在其中一个实施例中，所述凹槽的上边缘开设内沟槽。
在其中一个实施例中，所述透光层为环氧树脂层。
在其中一个实施例中，所述金属层为银金属层。
上述倒装LED基板结构，巧妙的利用了透光层覆盖且下压在LED芯片上，并使得LED芯片与金属层电连接，不需要经过丝网印刷工序涂抹焊料，可直接把LED芯片放置在凹槽内；而且还减少金线键合的工序，可以提高LED封装的工序效率，同时还节省了大量金线，降低了成本。
附图说明
图1为一实施方式的倒装LED基板结构的示意图；
图2为一实施方式的倒装LED基板结构开设子凹槽的示意图；
图3为一实施方式的倒装LED基板结构的导电金属层的俯视图；
图4为一实施方式的倒装LED基板结构的导电金属层的侧视图；
图5为另一实施方式的倒装LED基板结构的示意图；
图6为一实施方式的倒装LED基板结构开设内沟槽的示意图；
图7为一实施方式的倒装LED基板结构开设沟槽的示意图。
具体实施方式
下面结合实施方式及附图，对倒装LED基板结构作进一步的详细说明。
结合附图1，一实施方式的倒装LED基板结构，在基板开设凹槽，该凹槽可收容LED芯片。在凹槽设置导电金属层并延伸至所述基板的表面，另外，导电金属层为两部分，且分别与LED芯片的两电极连接。在LED芯片的顶部覆盖透光层，该透光层可以是环氧树脂、聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲脂、玻璃、有机硅材料等高透明材料。采用本方案的倒装LED基板结构，巧妙的利用了透光层覆盖且下压在LED芯片上，并使得LED芯片与金属层电连接，不需要经过丝网印刷工序涂抹焊料，可直接把LED芯片放置在凹槽内；而且还减少金线键合的工序，可以提高LED封装的工序效率，同时还节省了大量金线，降低了成本。同时，在整个方案的结构设计过程中，没有采用任何胶水粘合而实现密封，实现无胶水密封，既经济又环保。
进一步地，在凹槽设置导电金属层，可以通过表面蒸镀的方法实现。由于透过层覆盖LED芯片上，在基板上的导电金属层并没有完全覆盖，预留与外界连接的连接端。由于采用的是导电金属层，包裹在凹槽内的LED芯片，其相邻的三个面都是导电金属层。因此，LED芯片所发出的热量可以高效的通过导电金属层传导至外部，进而延长LED芯片的寿命。可以理解，根据散热的要求，导电金属层在基板表面的面积可以适当的扩大，只要保证导电金属层两部分相互不电导通即可，更大的导电金属层面积，有利于进一步的提高散热效率。
在其它实施例中，该导电金属层采用的是银金属层，银金属层此时又可以作为反射层，由LED向内发出的光照射在银金属层上并向外反射，进而提高了LED的出光效率。
在一实施例中，结合附图2，凹槽的外侧开设子凹槽，LED芯片的电极放置在子凹槽内，倒装LED芯片的电极对应设置的位置处是子凹槽，由于子凹槽的表面也蒸镀导电金属层，即可以与LED芯片的电极实现电连接。设置子凹槽，能够有效的对LED芯片进行定位。
当然，为了更好的定位，也可以进一步的结合胶水实现连接。在凹槽底部或者是子凹槽的底部涂抹透明绝缘导热胶，进而提高电极与导线的连接效率。另外，结合附图3和4，导电金属导线的端部设置突起，当子凹槽或凹槽的底部涂抹透明绝缘导热胶，在LED芯片电极把下压在导电金属层的端部，突起可以挤出导热胶里面的气泡，减少空洞，降低热阻，提高基板的散热性能，进而延长LED芯片的使用寿命。具体地，该突起最佳为圆球状，突起不能够设计过于“尖锐”，不利于电子的移动，导致电流不稳定。
在一实施例中，结合附图5，透光层向外凸起，与凸透镜的结构类似，LED芯片设置在凸透镜的焦距上，LED芯片发出的光透过透光层发射的是平行光。具体地，为了保证透光层的曲率符合特定的要求，可以设置特定要求的治具，注入的透光层，例如环氧树脂，利用其加热时为融通的液态，冷却后为固态的特点，实现特定曲率的透光层凸起。另外，凹槽为圆弧形，LED芯片设置在圆心处，且该圆心和焦距的位置相同，此时LED芯片朝底部发出的光经过导电金属层，尤其是经过银金属层的反射形成平行光。此时，LED芯片向外发射的光与经过导电金属层反射的光叠加，出光效率更高。本方案的倒装LED基板结构巧妙的设计，就可以实现大功率的远距离平行光定位照射，而不需要传统的通过加大发光功率来实现，既节省能源，又制造简单便捷。
在一实施例中，结合附图6和7，凹槽边缘开设内沟槽，当在LED芯片上增加透光层，以环氧树脂为例，开设阶段环氧树脂是熔融状态，具有流动性，环氧树脂流入内沟槽中，当环氧树脂冷却后形成的环氧树脂层与基板实现卡合，结构更为牢固，不易脱落。
在其它实施例中，在凹槽的底部，且在金属层的两部分之间开设沟槽。可以在凹槽表面蒸镀导电金属层后，通过激光切割的方法开设沟槽。设置该沟槽，可以增加凹槽内的气流流动，促进降温；另外，当涂抹的透明绝缘导热胶过量时，沟槽可以收容，防止溢胶。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种倒装LED基板结构，其特征在于，包括：在所述基板开设收容LED芯片的凹槽；在所述凹槽设置导电金属层并延伸至所述基板的表面，所述导电金属层为两部分，分别与所述LED芯片的两电极连接；覆盖所述LED芯片的透光层。
2.根据权利要求1所述的倒装LED基板结构，其特征在于，在所述凹槽的底部，且在所述金属层的两部分之间开设沟槽。
3.根据权利要求1所述的倒装LED基板结构，其特征在于，所述凹槽为圆弧形，所述LED芯片设置在圆心处。
4.根据权利要求1所述的倒装LED基板结构，其特征在于，所述凹槽的外侧开设子凹槽，所述子凹槽表面设置有导电金属层。
5.根据权利要求1所述的倒装LED基板结构，其特征在于，所述导电金属层的末端设置突起。
6.根据权利要求1所述的倒装LED基板结构，其特征在于，所述透光层向外凸起，所述透光层的焦距与所述LED芯片的位置重合。
7.根据权利要求1所述的倒装LED基板结构，其特征在于，所述凹槽的上边缘开设内沟槽。
8.根据权利要求1至8任意一项所述的倒装LED基板结构，其特征在于，所述透光层为环氧树脂层。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的倒装LED基板结构，其特征在于，所述金属层为银金属层。
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