TW200822384A - LED package structure - Google Patents

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21210twf.doc/006 200822384 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種封裝結構(package structure)，| 特別是有關於一種發光二極體封裝結構。 【先前技術】 請參照圖1，習知發光二極體封裝結構100包括一金

屬塊(slug)120、一導線架(leadframe)130、一發光二極體晶 片（light emitting diode，LED chip) 140 以及一透麵 (lens)150。發光二極體晶片MO是藉由導電膠170而黏著 於金屬塊120上，且發光二極體晶片14〇是透過導電膠 Π0、金屬塊120以及銲線(bonding wire)180a而電性連接 至導線架130的一第一導腳132,並透過銲線18〇b而電性 連接至導線架130的一第二導腳134。透鏡15〇是覆蓋發 光二極體晶片140。而在實際應用狀況下，此封裝結構1〇〇 需搭配電路板110使用，電路板110具有一線路層112， 而金屬塊120是透過一導熱膏16〇而貼附於線路層 上，同時導線架130焊接於線路層112上。 發光二極體晶片14〇所產生的熱主要是透過導電膠 17^、金屬塊12〇、導熱膏16〇而傳遞至電路板，以藉 由电路板110將熱傳至外界。然而，由於散熱途徑過長， =，件之_密合度不佳，所讀熱效錄差。若以導 =來提升各元件之_密合度，狀會額外增加熱阻。 栌1採用成本較低的FR4印刷電路板作為電路板ιι〇 寸、本身的熱阻大’無法献散熱需求，因此為了提高 21210twf.doc/006 200822384 散熱效率，需採用金屬芯印刷電路板(metal c〇re printed circuit board，MCPCB)。但是，金屬芯印刷電路板的成本較 高，所以會增加生產成本。此外，雖然金屬芯印刷電路板 是採用銘料熱金屬製成，但在在呂層與金屬塊12()之間還 有銅層（導電層)與介電層(dielectric layer)。由於介電層的熱 傳導係數很小，故會產生不少的熱阻，因而影響散熱效率。 一而發光二極體封裝結構100用於一光源模組時，通常 會將多個且具有不同顏色之發光二極體封裝結構焊接於條 狀之電路板上，再於電路板之背面貼上一導熱片（thermal pad) ’後再將導熱片與散熱片或散熱板結合，藉以達到降 低發光二極體封農結構溫度的目的。 請參照圖2，習知另一發光二極體封裝結構2〇()包括 一電路板210、一發光二極體晶片22〇以及一透鏡23〇。電 路板210具有一線路層212，而發光二極體晶片220是藉 ，導電膠240而黏著於線路層212上。發光二極體晶片220 是透過導電膠240而電性連接至線路層212的正極電路， 並透過銲線250而電性連接至線路層212的負極電路。透 鏡230是覆蓋發光二極體晶片22〇。 發光二極體晶片220所產生的熱是透過導電膠240而 傳遞至電路板21〇，以藉由電路板210將熱傳至外界。然 而’由於發光二極體晶片220是直接黏著於線路層212上， 並未透過如圖1之金屬塊120將熱源擴散，導致散熱效率 不佳。此外，採用成本較低的FR4印刷電路板作為電路板 210時’其本身的熱阻大，無法滿足散熱需求，因此為了 6 200822384 χ λ 17/u 21210twf.doc/006 = 需採用金屬芯印刷電路板。但是，全屬- P刷電路㈣成本較高，_會增加㈣ =

成本。同獅，將發光二鋪㈣ Ί I 組時，亦需使用導埶Η盥冉每μ 4 用於一光源模 丁力禮用¥熱片與散熱片或散熱板結 發光二極體封裝結構溫度。 運幻降低 【發明内容】 二極體封裝結構，以提 本發明之目的是提供一種發光 升散熱效率。 為達上述或是其他目的，本發明提出 封裝結構，包括-導線架、—發光二極體 體 導腳與一第二導腳，而發光二 疋配置於弟一導腳上’且電性連接至第一導腳盥第二^ ，路板是配置於導線架上，且電性連接至第 弟二導腳。此外，電路板與發光二極體晶片是位= 之同一側。 守綠永 上述之電路板具有面向導線架的一線路層。 上述之封裝結構更包括一銲線及一導電黏著層，銲 之兩端分別連接發光二極體晶片與第二導腳，導電黏著芦 設置於發光二極體晶片與第一導腳之間。 * ^ 上述之電路板具有一開口，且發光二極體晶片是位於 開口内。 、 上述之第一導腳之表面積大於第二導腳之表面積。 上述之電路板具有一開口，而第一導腳與第二導腳是 200822384 a iv/vr 21210twf.d〇c/〇〇6 從電路板的-侧經由開口朝電路板的另一側延伸 極體晶片是配置於第—導腳位在電路板之另_側^部= 上j之封裝結構更包括一膠體，膠體填滿電路板之開 α以及第-導腳與第二導腳間之間隙，並覆蓋發光二極ς 晶片。 上述之膠體位於發光二極體晶片上方之外表面形成 一透鏡表面。 參 上述之封裝結構t包括配置於膠體上之一透鏡。 上述之封裝結構更包括一銲料層，設置於導 帝 路板之間。 、木/、私 上述之封裝結構更包括一導電黏著層，設置於發光二 極體晶片與第一導腳之間。 上述之封裝結構更包括一散熱器及一導熱片，散熱器 设置於導線架其異於設置發光二極體晶片之一表面上，導 熱片設置於散熱器與導線架之間。 ' ⑩ 本發明是將發光二極體晶片配置於第一導腳上，以藉 由第一導腳將發光二極體晶片所產生的熱散至外界，由^ 政熱途位間早，可大幅降低熱阻，因此本發明之封穿纟士構 具有高散熱效率。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下。 【實施方式】 8 1210twf.doc/006 200822384 清參照圖3A與圖3B，本實施例之發光二極體封裝結 構300包括一導線架310、一發光二極體晶片 320與一電 路板330。導線架310包括一第一導腳312與一第二導腳 314 ’第一導腳312之表面積大於第二導腳314之表面積。 而發光二極體晶片320是配置於第一導腳312上，且電性 連接至第一導腳312與第二導腳314。發光二極體晶片32〇 與第一導腳312間設置一導電黏著層35〇使發光二極體晶 片320與第一導腳312電性連接，導電黏著層35〇例如為 導電膠。一銲線360之兩端分別連接發光二極體晶片32〇 與第二導腳314，使發光二極體晶片32〇與第二導腳314 電性連接，銲線例如為金線。 電路板330是配置於導線架31〇上，且電性連接至第 一導腳312與第二導腳314。電路板33〇與發光二極體晶 片320是位於導線架310之同一侧。電路板330與導線架 310間設置一銲料層340使電路板330與導線架31〇連接。 此外，電路板330具有面向導線架31〇的一線路層332， 線路層332包含正極電路及負極電路。 而發光二極體晶片320透過導電黏著層350、第一導 腳312以及位在第一導腳312與電路板330之間的銲料層 340而電性連接至線路層332的正極電路，並透過銲線 360、第二導腳314以及位在第二導腳314與電路板330 之間的銲料層340而電性連接至線路層332的負極電路。 電路板330具有一開口 334，而發光二極體晶片320 是位於開口 334内。此外，發光二極體封裝結構3〇〇更包 9 200822384 x av，v 2121 Otwf.doc/006 括一膠體370，膠體370填滿電路板330之開口以及第一 導腳312與第二導腳314間之間隙，並覆蓋發光二極體晶 片320,藉以可保護發光二極體晶片320,膠體370例如是 透明膠體，以使發光二極體晶片320所發出的光線穿透。 另外，在本實施例中，可在膠體370位於發光二極體晶片 320上方之外表面形成一透鏡表面，或於膠體37〇上配置 一透鏡380，以調整發光二極體封裝結構3〇〇的發光光形 並提南出光效率。

在本實施例中，由於發光二極體晶片320是直接透過 導電黏著層350而固著於第一導腳312上，且第一導腳312 是直接與外界接觸，故發光二極體晶片32〇所產生的熱在 經由導電黏著層350傳遞至第一導腳312後，可直接=由 第一導腳312將熱傳遞至外界。換言之，發光二極體封裝 結構300的散熱途徑短，故散熱效率佳。此外，在發光二 極體封裝結構300中的第一導腳312可將發光二極體晶片 320所產生的熱擴散，不需金屬塊12〇(如圖J所示），所以 能節省生產成本，且發光二極體封裝結構300的厚度可以 更薄。另外，在本實施例中不需要使用導熱膏來降低各元 件之間的密合度，進而降低各元件之間的熱阻，因此可省 去塗佈導熱貧的時間成本與材料成本。而且，由於散熱途 徑不會經過電路板330，故電路板330可選用由低導熱性 材質製成的印刷電路板(如FR4印刷電路板），如此可降低 生產成本，且不會影響發光二極體封裝結構3〇〇的散埶效 _ 〇 ”、、 X V / vr 21210twf.doc/006 200822384 而由於發光二極體封裝結構300並無習知金屬塊i2〇 之設計，故電路板330之開口 334尺寸，不需隨金屬塊12〇 之大小改變，開口 334尺寸僅需使發光二極體晶片32〇發 出之光不受遮蔽即可。 值得一提的是，有別於習知長條狀的導線架，本實施 例之發光二極體封裝結構300的導線架其形狀可因應各式 需求而設計。舉例來說，在導線架310a中(如圖4所示）， 具有散熱功能的第一導腳312a可設計成具有大散熱面積 的片狀，且第一導腳312a具有一缺口 313，而不具散熱功 能的第二導腳314a則可設計成條狀，且第二導腳314a是 位於缺口 313中。由於第一導腳312a具有較大的散熱面 積，故有助於提升整個封裝結構的散熱效率。 另外，導線架310其異於設置發光二極體晶片320之 一表面可設置一散熱器（圖未示），散熱器與導線架31〇 之間設置一導熱片（thermal pad)，以將發光二極體晶片 320的熱量透過導熱片及散熱器而導出發光二極體封裝結 構 300 〇 請參照圖5,為了避免發光極體發光二極體晶片32〇 之光線被開口 334的侧壁所遮擋而無法出光，可使導線架 310b的第一導腳312b與第二導腳314b從電路板330的一 侧經由開口 334朝電路板330的另一側延伸，而發光二極 體晶片320則是配置於第一導腳3121>位在電路板330之另 一側的部分上。在本實施例中，由於發光二極體晶片3\20 是位於開口 334上方，因此發光二極體晶片320所發出的 11 2〇〇8223842ι〇_/〇〇6 光線不會被開口 334的側壁所阻擒。 為了避免水氣直接從第一導腳鱼第二 ，入封裝結構而影響封裝結構的可靠度在圖 導線架31財，第二物314。是延伸至部分第—導腳3仏 上方。如此，當水氣自第一導腳312c與第二 間的間隙進人縣結構時，會先被第二物314e延伸至^ 二導腳仙上方的部分所阻擋’因此能提升封裝結構的可 罪度。 值得注意的是，雖然上文中所舉的封裝結構皆為單顆 發先-極體⑼職結構，但是本购之封裝結構亦可為 多顆發光二極體晶片封裝結構。其中，多顆發光二極體晶 片封裝結構可視為由多虹述之單職光二歸晶片 結構所組成，但各發光二鋪晶#是電性賴至同一電^ 板。此外’電路板的形狀可視需求而調整。舉例來說，電 路板可為矩形電路板(如W 7Α之發光二極體封裝結構細， 的電路板330’）’而在發光二極體封裝結構綱，中，發 二極體晶片320是呈陣列排列。此外，電路板亦可為^狀 電路板(如® 7B之發光二極朗裝結構通，，的電路板 330’’）’而在發光二極體封裝結構3〇〇”中，發光二極體晶片 320是沿著電路板330”的延伸方向排列。另外，在圖7a 與圖7B中，各發光二極體晶片32()的發光顏色可全部相 同、部分相同或全部不同，而當各發光二極體晶片32〇發 光顏色不同時，各導線架312需彼此分離。 綜上所述，本發明之封裝結構至少具有下列優點： 12 200822384 χ 2121 Otwf.doc/006 1·在本發明中，發光二極體晶片所產生的熱可直接經 由第-導腳轉遞至外界，所以具有健效雜。且第一 導腳的大小，不會$限於電路板之開孔的大小，可以隨著 發光二極體晶片的發熱量作調整。 2·本發明不需習知技術中的金屬塊，所以能節省生產 成本，且封裝結構的厚度可以更薄。 3、·由於散熱途徑不會經過電路板，故即使選用成本較 低的電路板，亦不會影響封裝結構的散熱效率。 —雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 P艮定本發明，任何所屬技術躺巾具有通常知識者，在不 脫離本發明之精神和範_，#可作些許之更動與潤飾， 因此本發明之賴範圍當視制之㈣專觀_界定者 為準。 【圖式簡單說明】 圖1是習知一種發光二極體封裝結構的示意圖。 圖2疋驾知一種發光二極體封裝結構的示意圖。 、圖是本發明一實施例之發光二極體封裝結構的上 視圖。 圖3B是沿圖3八之14，線的剖面示意圖。 圖4是本發明一實施例之導線架的上視圖。 圖5是本發明另一實施例之發光二極體封裝結構的示 意圖。 μ 圖6是本發明又一實施例之發光二極體封裝結構的示 意圖。 13 2〇〇822384i2i〇tw£d〇c/006 圖7A與圖7B是本發明另二實施例之發光二極體封裝 結構的上視圖。 【主要元件符號說明】 100、200、300、300’、300” ：發光二極體封裝結構 110、210、330、330’、330” ：電路板 112、212、332 :線路層 120 :金屬塊

130、310、310a、310b、310c :導線架 132、312、312a、312b、312c :第一導腳 134、314、314a、314b、314c :第二導腳 140、220、320 ··發光二極體晶片 150、230、380 :透鏡 160 :導熱膏 170、240 :導電膠 180a、180b、250、360 ··銲線 313 缺口 334 開口 340 銲料層 350 導電黏著層 370 膠體

Claims (1)

1. 200822384 λ …一1210twf.doc/006 申請專利範圍： 1·一種發光二極體封裝結構，包括： 一導線架，包 包括一第一導腳與一第二導腳； 一發光二極體晶片，配置於該第—導腳上 接至該第一導腳與該第二導腳；以及 連 y電路板’配置⑽導_上，且電

   導腳與該第二導聊，其中該電路板與該發光二= 於該導線架之同一側。 蚀镫日日片位 2·如申請專利範圍第i項所述之發光二極體封裝結 構，其中該電路板具有面向該導線架的一線路層。 3·如申請專利範圍第〗項所述之發光二極體封裝結 構，更包括一銲線及一導電黏著層，該銲線之兩端分別連 接該發光二極體晶片與該第二導腳，該導電黏著層設置於 該發光二極體晶片與該第一導腳之間。 4·如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結 構，其中該電路板具有一開口，而該第一導腳與該第二導 腳是從該電路板的一側經由該開口朝該電路板的另一侧延 伸，且該發光二極體晶片是配置於該第一導腳位在該電路 板之另一侧的部分上。 5·如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結 構，其中該第一導腳之表面積大於該第二導腳之表面積。 6·如申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結 構，其中該電路板具有一開口，且該發光二極體晶片是位 於該開口内。 15 21210twf.doc/006 200822384 7·如申請專利範圍第6頊所述之發光二極體封裝結 構，更包括一膠體，該膠體填滿該電路板之該開口以及該 第一導腳與第二導腳間之間隙，旅覆蓋該發光二極體晶片。 8·如申請專利範圍第7項所述之發光二極體封裝結 • 構，其中該膠體位於該發光二極體晶片上方之外表面形成 一透鏡表面。 9·如申請專利範圍第7項所述之發光二極體封裝結 構，更包括一透鏡，配置於該膠體上。 • 10.申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結 構，更包括一銲料層，設置於該導線架與該電路板之間。 1L申請專利範圍第1項所述之發光二極體封裝結 構，更包括一散熱器及一導熱片，該散熱器設置於該導線 架其異於設置該發光二極體晶片之一表面上，該導熱片設 置於該散熱器與該導線架之間。

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