TWI281266B - Power package member and method of manufacturing the same - Google Patents

Description

1281266 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 一種功率型封裝件結構及其製法，尤指一種具有發光 晶片之功率型封裝件及其製法。 【先前技術】 LED產業超過30年，LED操作功率不斷提升，傳統燈 泡型LED、SMD LED等封裝型式已無法滿足散熱要求，各 •式各樣高功率LED封裝結構紛紛出現，以LumUeds公司 之 LUXeon、Nichia 公司之 Jupiter、〇sram 公司之 G〇iden Dragon最為經典，其他如Cree、T〇y〇ta及各大小l肋封 裝廠也紛紛提出高功率LED封裝結構，用以封裝與生產其 LED相關產品。綜觀這些高功率LE])封裝結構，為達成高 散熱目的，一類採用塑料包覆薄料導電結構再加散熱座$ 計方式，如Lrnni i eds公司之Luxe〇n，另一類則採用塑料 包覆厚薄料支架方式，如Nichia公司之：叩加。採用 >塑料包覆薄料導電結構再加散熱座方式封裝咖元件，立 加工程序較傳統燈泡型LED複雜，生產成本高，且盆多重 材料組合也易產生可靠度的問題。而前述採用塑料包覆尸 :料支架方式，具有散熱上的優勢，但是厚薄料通常是: ::厚金屬材的部份區域先加工成薄金屬材 溥料，因屬於同一塊金屬材料， 月与 時萄何才十在後績圖案與外延腳加工 ^ 5又5十自由度與尺寸比例都受到限制。 料金屬材結合封裝體的⑽封裝 *公司的刪66和美國Gentex公司的 18814(修正本） 5 1281266 B2，其實施例如第！、2圖所示。TW558066是將一片厚金 屬材2的部分區域先加工成薄金屬材形成所謂厚薄料，再 進行後續碗杯與外延腳21加工，設計自由度與尺寸都受 到限制無法小型化，也無法於支架局部區域依功能需求分 開鍍膜。美國專利號US6828no B2亦是採用厚薄料作為 支架，其技術主要仍是先將導電結構3加I成厚薄料再進 行後續碗杯與外延胳p 31加王，但說明其厚薄料加工方式 •不限於將一片厚金屬材的部分區域先加工成薄金屬材形 t所謂厚薄料’村利料接祕接方式將厚料與薄料接 口成一厚薄料再進行後續碗杯與外延腳Μ加工。 座方：二上I，知採用塑料包覆薄料導電結構再加散熱 雜，^產wD疋件’其加工程序較傳統燈泡型LED複 題 2本南’且其多重材料組合也易產生可靠度的問 勢，厂木Λ塑^包覆厚薄料支架方式，具有散熱上的優 祕薄Γ/材片厚金屬材的部份區域先加工 後續圖案與因屬於同一塊金屬材料，在 限制。 h °又计自由度與尺寸比例都受到 時，二此自知厚薄料在後續圖案與外延腳加工 與造成生產成本過高，=的限制以及加工程序過於複雜 題。 確為相關領域上所需迫切面對之問 【發明内容] 鑑於前述習知 付之缺失，本發明之主要目的，係在 18814(修正本） .1281266 =:功:導型=其製法’其導電結構係採分別加 處理'“獨與表*鍵媒 加散熱突出物設計、如將厚料與薄料重= 等。小、·、。構尺寸、如分開鑛膜處理以符合不同功能要求 梦法本=另一目的係在提供一種功率型封裝件及其 ，片、導電結構及生產’祇包含咖晶 LED，I夕壬 ’材料組合類似傳統燈泡型 …、夕重材料接合所衍生的可靠度問題。 穿法本2一目的係在提供-種功率型封裝件及其 V電、“冓保有厚薄料之導熱優點。 本發明之次一目的传在接极 製法，其導電結構係由二===予 厂=成為達其::及::r故可降低生產成本。 封裝件之製造方法，1牛4J^明所&出之功率型 係由一且至小—丄/、'驟係包括··提供一導電結構，其 、-夕—光反射部之厚金屬件盥至少一賓入厘I 組接而成；提供至少—發光 :7 >專孟屬件 上至少一夹75 加 日日 /、叹置於該厚金屬件之 供至少-封褒體:Γ用且電性連接於該薄金屬件；以及提 該厚金屬件ΐ:/金屬， 薄金屬如===之靖^ 方式成型再組合而成，其加工方式 7 18814(修正本） 1281266 -可為沖壓或钱刻’其加工容易、易於製造生產且 料接合所衍生的可靠度問題。 …、夕重材 ' μ &在提供-導電結構之步驟巾，形成至少一亦及 .射部及承載體於該厚金屬件， t y一先反 面、凹面或凸面所形成者，且开ΓΛ 部可為平 金屬件，其中，該厚全屬件/面^ ^一導電引腳於該薄 =光反射率，其亮銀處理可採電鍍或表面塗伴 有厚薄料之導熱優點。該薄金 a方法，且保 •LED電性接線之良率， ：木霧銀處理’增加 法。 〃矛务銀處理可採電鍍或表面喷塗方 如前述在提供-導電結構之步驟 該薄金屬件以貼合方式予以接合，其貼人方=至屬件與 式黏著或用模具沖_合或用柳 Y用膠合方 接合，其導電結構係採分別加工再组合用父直流點焊 案設計、外型設計與表面鑛膜處理皆;:獨=電結構其圖 #得許=計自由度與功能上的好處。獨立進行，因此可 如前述在提供至少一發光晶片 光晶片設置於該厚金屬件之上至少_二：’將至少-發 連接於該薄金屬件之導電引腳。 夂射部内，且電性 如前述在提供至少m之 將發光晶片、金屬導電引線與導電結構包中=用封裝技術 分導電結構裸露於封農體外部，成 2來，且使部 過程相當簡單故可降低生產成本。-成封裳，其製作 藉由前述製造方法所製得之功率型封巢件，其係包 18814(修正本) 8 1281266 .括：-導電結構，其係由—具至少一光 盘至小一锋入m 之厚孟屬件 ” 溥孟屬件組接而成；至少一發光曰g # 該厚金屬件之上至少一朵…仏曰片，其設置於 屬侏m } 先反射部内，且電性連接於該薄全 萝邱i / 一封裝體’其用以封裝該發光晶片，且包 復4为之該厚金屬件及該薄 樹脂、玻璃或透明塑膠。…、中’該封農體可為 屬件：二 =件係包含至少一光反射部及承載體，該厚全 部分側邊裸露於該封裝體之外部以增加 熱途控，其中，令氺 m 放 之光源4m 以反射該發光晶片所產生 ::'、，該承载體係用以承载固定該封裝體。 5亥薄金屬件係包含至少二導電引腳。 該導電結構係由一厚金屬件與至少 屬件與該至少一薄金屬件可由相同或二 可於表面鍍上相同或不相同反光或導電材料。 的厚===厚金屬材加工成一薄金屬材形成所謂 ，的H抖’其在後續圖案與外延腳加工時，設計自由戶與 尺寸比例皆受到限制以及加工程序過於複雜與造成生 成=過高’且採用㈣包覆薄料導電結構再加散熱座方式 封裝^兀件，其加工程序較傳統燈泡型LED複雜，生產 成本Γ7且其夕重材料組合也易產生可靠度的問題。 因此’藉由本發明此一 |電結構，其係採分別加工再 組合而成’該導電結構其圖案設計、外型設計與表面鑛膜 處理皆可獨立進行，因此可解決習知厚薄料，其在後續圖 案與外延腳加工時，設計自由度與尺寸比例皆受到限制以 18814(修正本) 9 1281266 及加工程序過於複雜與造成生產成 其組成簡單僅由一導電結構所組成，故可：：二 合所產生可靠度的問題。 ’、夕重材料組 【實施方式】 以下係藉由特定的具體實例說明本發 式’熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之内= 瞭解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由^ 的具體實例加以施行或應用，本說 ‘：； •基於不同觀點與應用，在不恃離 上 ==可 修飾與變更。 entT進行各種 、以了實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但並 以任何觀點限制本發明之範疇。 、’ 括請=6圖，係本發明之功率型封褒件圖，其係包 + 2 ，係由預先形成有至少一光反射部之至 二二屬件η與用以供功率型封裝件與外部電性連接 •二：,複數接腳之薄金屬件12所組接而成；至少-二甜3(麥考圖5)，設置於該厚金屬件η上之至少 射部112内，且電性連接於該薄金屬件12 ;以及 該至+ _ ^粗15用以封裝該發光晶片13，且包覆部分 ‘該ί金::m及該至少一薄金屬件12 ’其特徵在 方式一 a、牛及5亥溥金屬件12於組接之前係先以加工 并二戶二成形至少一光反射部丨丨2以及複數接腳，俾可提 产屬件11及該薄金屬件12於組接前之設計自由 八中°亥封叙體15可為樹脂、玻璃或透明塑膠。 18814(修正本) 10 J281266 請參閱第3圖’係本發明之功率型封裝件之厚金屬件 11與薄金屬件12分離示意圖，該厚金屬件u係包含至 少-光反射部112及承載體⑴，其中，該光反射部μ 可為平面、凹面或凸面所形成者，且該薄金屬件12係包 含至少二導電引腳m。請參閱第6圖，該厚金屬件u 之底部與部分側邊裸露於該封裂體15之外部以增加散孰 途徑。請參閱第5圖，其中，該光反射部112係用以反射 該發光晶片13所產生之光源線’其中，該承載體⑴係 用以承載固定該封裝體15(如第6圖所示）。 請參閱f 4圖，係本發明之功率型封裂件之導電於構 1立體示意圖，其中，該導電結構i係由一厚金屬件、： 與至少-薄金屬件12所組成，該厚金屬件u與該至少一 薄金屬件12可由相同或不同材料所組成，且可於表面鐘 上相同或不相同反光或導電材料。 又 請參閱f 3圖至第6圖，係本發明功率型封裝件第一 ^^施例之製造方法示意圖。本發明之功率型龍件之製造 方法，其係包括下列步驟：將預先形成有至少一光反二部 112之厚金屬件U與用以供功率型封裳件與外部電性連 接之至少-具複數接腳之薄金屬件12進行組接，以形 -導電結構1;將至少—發光晶片13設置於該厚金料 Η上之至少-光反射部112内，且電性連接於該薄金屬 件12，·以及形成—封褒體15，藉以封襄該發光晶片⑴ 並且，覆料之料電結構丨，其频在於該厚金屬件^ 及該薄金屬件12於組接之前係先以加工方式—次成形至 18814(修正本) 11 1281266 ‘少-光反射部H2以及複數接聊，俾可提升 11及該薄金屬件12於組接前之設計自由度。μ予孟屬件 :青參閱第3圖，係本發明之功率型封“ 衣這方法立體示意圖。其中，該厚金屬养η 口構 屬件12係以加工方式成型 及該薄金 刻，其加工容易、易於製造生產且42:沖壓或餘 的可靠度問題。 …、夕重材料接合所衍生 ，請參閲第3圖，係本發明之功率 U與薄金屬件12製造方法， ^之厚金屬件 及承载體m於該厚金屬件u'該厚金屬:光二 1? 銀處理，增加LED出光反 表面知売 面塗μ方生0 、、，，、売銀處理可採電鍍或表 層方法，且可保有厚薄料之導熱優點。 件〗2:該至少二導電引腳121於該薄金屬 線之良率採霧銀處理，增加LED電性接 蟲咬，、務銀處理可採電錄或表面噴塗方法。 12與厚全屬件n 力㈣封裝件之薄金屬件 —貼合部、'且"立體圖’將該薄金屬件12之至少 11之至少一連接^孔123(如第3圖所示）對準該厚金屬件 以接合，其貼合方^113與固定孔114之後以貼合方式予 或用鉚釘鉚合或模具沖壓鉚合 別加工再纟且人，#、、 2坏接合，其導電結構1係採分 面鑛膜處理;可^電結構1其圖案設計、外型設計與表 功能上的好^獨立進行’因此可獲得許多設計自由度與 18814(修正本) 12 1281266 料閱第6圖，係本發明 導電結構1之立體示音m。枯田A I對衣件兀成封裴該 金屬導電引線14與導^構i3、 、:構1稞露於封装體15外部，其製作 ;:：電 降低生產成本。 τ不目田間早故可 請參閱第7圖，係本發明之功 封裝之完成圖。料月之功率型封裝件之成品完成 ，之第:Γ係本發明之功率型封裝件第二實施例 = 圖，其與第7圖本發明功率型封 ! 於其可在原有一薄金屬件12上疊力" ，，·巴緣層或亦可為一層導電層 曰 16,也就是該絕緣層或㈣以力層之溥金屬件 一薄全屬株Μ 位於該薄金屬件U及另 :!二此層層相疊可增加導電引腳之數目。 圖’係本發明之功率型封裝 之裂造方法不意圖，J：盥篦7 貝犯列 、止方φ呈思―^ …、弟7圖本發明功率型封裝件之製 φ^方法差”在於其可在原封襄體15内農設至少—组 光反射件17，該光反射件之带 、、、α式 狀，類似於汽車之燈罩，可改變：圓：狀或橢圓殼 且可提升光亮度之效果。先订進之路線，亦有聚光 法，：二可二本广月所揭示之功率型封裝件及其製 產，且益多曹㈣垃入…、有籌富簡單及易於製造生 ί进衍生的可靠度問題，因而可降低 二 該導電結構1其圖案設計、外型 相表面鍵膜處理皆可獨立進行，因此可獲得許多設計 18814(修正本) 13 .1281266 之導熱效 自由度與功能上的好處，且復可提升導電結構2 果0 上述實例僅為例示性說明本發明之原理及其 非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可’五 背本發明之精神及範訂，對上述實施例進行修飾盘變延 化。因此，本發明之權利保護範圍，應如 範圍所列。 响專利 【圖式簡單說明】 第1圖係為習知LED厚料加工成薄料， 材之立體封裝圖； 月烊4 第2圖係為習知LED導電結構之立體圖· 件分為本發明之導電結構之厚金屬件舆薄金屬 第4圖係為本發明之薄金屬件與厚金屬件接合之立 體圖； σ 第5圖係為本發明之發光晶片藉鋅線 電結構之立體圖； 逆接至¥ 八本發明使㈣隸術將封⑼封袭於部 刀該‘電'、、〇構之立體示意圖； .第7圖係為本發明第一實施例成品完成封I之立體 圖， - 第8圖係為本發明第二實施例之製造方 薄金屬件上疊加另-層薄金屬件之示意圖；以及有该 第9圖係為本發明第三實施例之製造方法於該封裝 14 18814(修正本） 1281266 體内設置一光反射部示意圖。 【主要元件符號說明】 1 導電結構 11 厚金屬件 111 承載體 112 光反射部 113 連接部 114 固定孑L 12 薄金屬件 121 導電引腳 122 貼合部 123 開孔 13 發光晶片 14 導電引線 15 封裝體 丨16 薄金屬件 17 光反射件 2 厚金屬材 21 外延腳 3 導電結構 31 外延腳 15 18814(修正本)

Claims (1)

1281266 十、申請專利範圍： 1· 一種功率型封裝件，其係包括： 一導電結構，係由預先形成有至少—光反射部之 至少-厚金屬件與用以供功率型封裝件與外部電性 連接之至少-具複數接腳之薄金屬件所組接而成； 、产至）一發光晶片，設置於該厚金屬件上之至少一 光反射部内’且電性連接於該薄金屬件；以及 籲八至少一封裝體’用以封農該發光晶片，且包覆部 ^至^厚金屬件及該至少-薄金屬件，其特徵在 於該二屬件及該薄金屬件於組接之前係先以加卫 /人成开^至^ 一光反射部以及複數接腳，俾可提 “厚1屬件及該薄金屬件於組接前之設計自由度。 =申明專利範圍第1項所述之功率型封裝件，其中， “厚孟屬件係包含至少一光反射部及承載體。 •如申請專利範圍帛2項所述之功率型封裝件，其中， _該承载體係用以承載固定該封裝體。 4·如=請專利範圍帛1項所述之功率型封裝件，其卜 ，厚金屬件表面採亮銀處理，增加發光晶片出光反 率。 5· t申請專利範圍第4項所述之功率型封裝件，該亮銀 处里了採電錢及表面塗層方法之其中一者。 上申明專利範圍第1項所述之功率型封裝件，其中， “反射σ卩係為平面、凹面及凸面所組成群組中之苴 中一者。 八 18814(修正本) 16 1281266 7. 範圍第1項所述之功率型封裳件，其中， ^居孟屬件之底部 部以增加散熱途徑。 路於軸裝體之外 8. 利範圍第1項所述之功率型封裝件，其中， 9系用以反射該發光晶片所產生之光源線。 .申明專利乾圍第1項所述之功率型封# 該薄金屬件係包含至少二導電引：’件’其中， 1〇·=::利範圍第以所述之功率型 屬件表面採霧銀處理，增加發光晶片電性接線 U 範圍第1〇項所述之功率型封褒件，該霧 又免可採電鍍及表面喷塗方法之J：中一者 1 =申請專利範圍第i項所述之功率型封裝件^中， =!:!構之厚金屬件與薄金屬件可選擇由相同及 不同材料所組成。 φ13·如中專利範圍第丨項所述之功率型封|件，其中 料電結構之厚金屬件與薄金屬件可於表面選擇錢 上相同及不相同反光及導電材料。 Ή請專利範圍第u所述之功率型封裳件，其中 该封裝體可為樹脂、玻璃及透明塑膠之其中一者 15. -種功率型封裝件之f造方法，其係包括下财驟： 將預先形成有至少—光反射部之至少-厚金屬件 與用以供功率型封裴件與外部電性連接之至+ 一具 複數接腳之薄金屬件進行組接，以形成—㈣結構； 18814(修正本） 17 1281266 “將至少一發光晶片設置於該厚金屬件上之至少一 光反射相，且電性連接於該薄金屬件；以及 形成一封裝體，藉以封裝該發光晶片，並且包覆 導電結構，其特徵在於該厚金屬件及該薄金 屬件於組接之前係先以加工方式一次成形至少一光 2部以及複數接腳，俾可提升該厚金屬件及該薄金 屬件於組接前之設計自由度。 春16·如υ利範圍第15項所述之功率型封裝件之製造 方去其中，该厚金屬件及該薄金屬件係以加工方式 成型。 Π.如中請專利範圍第16項所述之功率型封裝件之製造 方法，其中，該加工方式可為沖壓及蝕刻之其中一者。 18.如中請專利範圍第15項所述之功率型封裝件之製造 Τ法’其中’該後厚金屬件形成有至少_光反射部及 承载體。 φ19·如中W專利範圍第丨5項所述之功率型封裝件之製造 方去’其中’該薄金屬件形成有至少二導電引腳。 •如申請專利範圍第15項所述之功率型封裝件之製造 方去，其中，該厚金屬件表面採亮銀處理，增加發光 晶片出光反射率。 21. 如申請專利範圍第2〇項所述之功率型封裝件之製造 方法，該亮銀處理可採電鍍及表面塗層方法之其中一 者。 22. 如申請專利範圍第15項所述之功率型封裝件之製造 18814(修正本) 18 J281266 方*〉去，tb ^ v ^ ’、 该溥金屬件表面採霧銀處理’增加發光 晶片電性接線之良率。 2 3 如丁 •申凊專利範圍第22項所述之功率型封裝件之製造 方去’该霧銀處理可採電鍵及表面喷塗方法之其中一 者。 9/1 •如申請專利範圍第15項所述之功率型封裝件之製造 方法’其中，該厚金屬件與該薄金屬件以貼合方式予 以接合。 25·如申請專利範圍第24項所述之功率型封裝件之製造 方法，其中，該貼合方式可用膠合方式黏著、用模具 沖壓鉚合、用鉚釘鉚合及用交直流點焊接合之其中一 者〇 18814(修正本) 19 1281266 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（3 )圖。 (二） 本代表圖之元件代表符號簡單說明： 1 導電結構 11 厚金屬件 12 薄金屬件 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： 無0 18814(修正本)