專利名稱：連結(jié)式表面粘著型發(fā)光二極管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及發(fā)光二極管技術，特別是連結(jié)式表面粘著型發(fā)光二極管。
本實用新型，連結(jié)式表面粘著型發(fā)光二極管，主要是突破傳統(tǒng)型SMD結(jié)構(gòu)，本創(chuàng)作人經(jīng)多年LED的經(jīng)驗，體認傳統(tǒng)電路板(PCB)型SMD結(jié)構(gòu)所導致的缺點，如散熱性差，密封性不良，發(fā)光角度大導致光亮度低，生產(chǎn)制程繁瑣，設備投資較大，及生產(chǎn)中的不穩(wěn)定因素如溢膠、偏移、等等此均是傳統(tǒng)型SMD的缺點。
射出法(Injection)制程支架(Lead Frame)彎腳型表面粘著型發(fā)光二極管(SMD LED)缺點體積較大微小化困難，且大都為單體方式封裝后須經(jīng)彎曲電極才能達成SMD表面粘著電極的結(jié)構(gòu)，其機械加工彎曲電極，易造成產(chǎn)品密封性改變，使得合格率降低，且制程較多、成本高、生產(chǎn)穩(wěn)定性低、散熱性差、成品可靠度較差。且現(xiàn)行射出方式生產(chǎn)效率與效益上較差。
饃鑄法(Molding)制程電路板型及支架型表面粘著型發(fā)光二極管(SMD LED)缺點以電路板(FR-4或BT)作基板，封裝可靠度較差，低散熱，一般以模鑄封裝法(Molding)制程進行封裝，所使用的制造設備成本偏高，且制程繁瑣，沒有光反射凹槽結(jié)構(gòu)使得LED光強度較低，若以Molding模鑄法(屬接著式接合)制造其封膠樹脂與基板接合性較差。
為達到上述目的，本實用新型的解決辦法是一種連結(jié)式表面粘著型發(fā)光二極管，以金屬為基板，基板其中一面具有凹槽及形成金屬電極和金屬基板電極并具穿透孔的結(jié)構(gòu)；以塑料填滿于金屬電極和金屬基板電極間及穿透孔和凹槽區(qū)，一體形成具有連結(jié)式碗杯的表面粘著型發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)體；再將發(fā)光二極管晶粒粘著連結(jié)式碗杯內(nèi)金屬電極，并經(jīng)焊線、封膠後切割成表面粘著型發(fā)光二極管。
依不同的切割方法可形成單體結(jié)構(gòu)成品或多連結(jié)單體結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管模組成品。
其兩個基板電極采用加長型，可形成一表面粘著型側(cè)面發(fā)光二極管。本實用新型的優(yōu)點有一、以金屬基板凹槽結(jié)構(gòu)，經(jīng)射出成型的方法，所形成的SMD LED表面粘著底座呈平面型式，原金屬基板凹槽處經(jīng)射出成型填滿，形成兩側(cè)電極之間的絕緣體，而原兩側(cè)凸處，作為SMD LED表面粘著電極，此將可免去傳統(tǒng)表面粘著SMD LED彎腳支架型須彎曲電極才能構(gòu)成SMD LED表面粘著電極的缺點。
二、射出成型凹槽斜壁結(jié)構(gòu)與金屬基板結(jié)構(gòu)以半包覆式接合提高兩結(jié)構(gòu)間接合強度。
三、經(jīng)固晶、焊線，封膠、切割即完成作業(yè)流程，縮短的制造流程及時間，并減少了設備投資以達降低成本。
四、利用切割方法進行分割作業(yè)，有別于傳統(tǒng)射出支架型產(chǎn)品，其使用機械沖模方式容易破壞基板與射出膠密封性結(jié)構(gòu)，本實用新型使用的切割方法則不會影響LED發(fā)光二極管密封性，因而提高封裝密合性確保產(chǎn)品的信賴度。
五、本實用新型的結(jié)構(gòu)，采用連結(jié)式結(jié)構(gòu)，有別于傳統(tǒng)型射出型單體結(jié)構(gòu)，有利于提高生產(chǎn)作業(yè)產(chǎn)能。
六、其中具有碗杯結(jié)構(gòu)，利用碗杯結(jié)構(gòu)將光反射向前而有較佳的光學應用，因此提高SMD產(chǎn)品光強度。
七、新型結(jié)構(gòu)中金屬電極不須使用機械加工彎曲即可達成SMD表面粘著電極，使其更平面化/輕薄化更具應用價值。
八、采用連結(jié)式結(jié)構(gòu)可依不同切割方法，同時生產(chǎn)單體元件、雙體元件或多連體元件的表面粘著SMD型LED顯示模組。
九、本實用新型的結(jié)構(gòu)，其兩側(cè)金屬電極若采用加長型，即可成一表面粘著型側(cè)面發(fā)光二極管，于側(cè)面焊接使用。
圖2、傳統(tǒng)模鑄封裝法(Molding)電路板型SMD表面粘著發(fā)光二極管立體解剖示意圖。
圖3、傳統(tǒng)模鑄封裝法(Molding)支架型SMD表面粘著發(fā)光二極管立體解剖示意圖。
圖4、本實用新型連結(jié)式表面粘著型發(fā)光二極管，金屬基板經(jīng)機械加工或化學蝕刻(Etching)后的立體解剖圖。
圖5、本實用新型連結(jié)式表面粘著型發(fā)光二極管，利用射出成型方法將塑料結(jié)合于金屬基板上的立體解剖圖。
圖6、本實用新型連結(jié)式表面粘著型發(fā)光二極管經(jīng)固晶和導線焊著制程形成的立體解剖圖。
圖7、本實用新型連結(jié)式表面粘著型發(fā)光二極管經(jīng)覆晶式(Flipchip)制程形成的立體解剖圖。
圖8、本實用新型連結(jié)式表面粘著型發(fā)光二極管經(jīng)封膠制程形成的立體解剖圖。
圖9、本實用新型連結(jié)式表面粘著型發(fā)光二極管經(jīng)切割制程形成的單體產(chǎn)品立體解剖圖。


圖10、本實用新型連結(jié)式表面粘著型發(fā)光二極管經(jīng)切割制程形成的單體產(chǎn)品立體示意圖。
圖11、本實用新型連結(jié)式表面粘著型發(fā)光二極管單體結(jié)構(gòu)成品背面電極圖。
圖12、本實用新型連結(jié)式表面粘著型發(fā)光二極管電極加長型單體結(jié)構(gòu)成品背面電極圖。
圖13、本實用新型連結(jié)式表面粘著型發(fā)光二極管，多連結(jié)單體結(jié)構(gòu)LED模組成品立體圖。
如第2圖傳統(tǒng)模鑄封裝法(Molding)電路板型表面粘著發(fā)光二極管立體解剖圖；該SMD LED元件，采模鑄封裝法(Molding)，無光反射凹槽結(jié)構(gòu)，LED光強度低，光亮度無法有效發(fā)揮。另印刷電路基板(PCB)3與封膠樹脂83接合性較差且兩者熱膨脹系數(shù)差異大，易造成兩者間剝離問題。
如第3圖所示，此系利用金屬支架并運用模鑄封裝法(Molding)的實施例，如第2圖的敘述，此例仍舊有相同的缺點，無光反射凹槽結(jié)構(gòu)，LED光強度低，光亮度無法有效發(fā)揮；支架與封膠樹脂83接合性亦較差，易造成兩者間剝離問題。
請參閱第4圖所示，本實用新型“連結(jié)式表面粘著型發(fā)光二極管“主要以金屬基板1，利用機械加工或化學蝕刻(Etching)使其中一面具有凹槽4、金屬電極21及金屬基板電極22以及穿透孔5的連結(jié)式結(jié)構(gòu)；經(jīng)射出成型(參閱第5圖所示)，使塑料84將金屬基板凹槽4填滿并與兩側(cè)金屬電極21、金屬基板電極22成一平面，經(jīng)射出成型形成連結(jié)式碗杯7，碗杯結(jié)構(gòu)將可提高LED產(chǎn)生的光亮度，同時塑料84將兩側(cè)穿透孔5填滿，利于提高金屬電極21和金屬基板電極22與塑料84間結(jié)合強度。
如第6圖所示，完成射出程序后，發(fā)光二極管晶粒81和金屬導線82經(jīng)固晶和導線焊著制程后所得的半成品。
如第7圖所示，此為覆晶式(Flip chip)制程的示意圖，此制程直接將發(fā)光二極管晶粒81上的電極和金屬電極21和金屬基板電極22以共晶焊接的方式結(jié)合。
如第8圖所示，封膠樹脂83灌入射出成型塑料84所圍出的連結(jié)式射出成型碗杯7中即完成封膠制程。
如第9、10圖所示，經(jīng)切割后形成單體圖示；第9圖為解剖圖，第10圖為實體圖。
如第11圖所示，金屬電極21和金屬基板電極22底部成為焊錫作業(yè)時，與電路板焊錫接合面。
如第12圖所示，可以采用加長型兩側(cè)金屬電極21和金屬基板電極22即可成一表面粘著型側(cè)面發(fā)光二極管于側(cè)面焊錫作業(yè)使用。
如第13圖所示，可以運用不同的切割模式，形成的雙體結(jié)構(gòu)，或雙體以上的多連結(jié)結(jié)構(gòu)。
本實用新型，連結(jié)式表面粘著型發(fā)光二極管的優(yōu)點為可以切割方式形成單體、雙體、多連體的LED元件，特別應用于LCD背光源的導光板側(cè)面發(fā)光源及汽車各種光源，如儀表板、方向燈等裝置，亦可于碗杯晶粒上加上螢光粉使光源產(chǎn)生白光或其他各光色。
本實用新型的結(jié)構(gòu)制程是以往SMD LED所沒有的方法與設計，改變了傳統(tǒng)的設計與結(jié)構(gòu)，此具有實質(zhì)量產(chǎn)的產(chǎn)品，除增強SMD LED產(chǎn)生的亮度外亦制作簡單(不須析彎角)，可靠性亦佳等等特點，實為一具有實用性與進步的設計。
權(quán)利要求1.一種連結(jié)式表面粘著型發(fā)光二極管，其特征在于，以金屬為基板，基板其中一面具有凹槽及形成金屬電極和金屬基板電極并具穿透孔的結(jié)構(gòu)；以塑料填滿于金屬電極和金屬基板電極間及穿透孔和凹槽區(qū)，一體形成具有連結(jié)式碗杯的表面粘著型發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)體；再將發(fā)光二極管晶粒粘著連結(jié)式碗杯內(nèi)金屬電極，并經(jīng)焊線、封膠後切割成表面粘著型發(fā)光二極管。
2.如利利要求1所述的連結(jié)式表面粘著型發(fā)光二極管，其特征在于，依不同的切割方法可形成單體結(jié)構(gòu)成品或多連結(jié)單體結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管模組成品。
3.如權(quán)利要求1所述的連結(jié)式表面粘著型發(fā)光二極管，其特征在于，其兩個基板電極采用加長型，可形成一表面粘著型側(cè)面發(fā)光二極管。
專利摘要本實用新型連結(jié)式表面粘著型發(fā)光二極管是一種表面粘著型發(fā)光二極管(SMD LED)的新型結(jié)構(gòu)。制作方法是以金屬支架為基板，利用機械加工或化學蝕刻方式使其中一面具有凹槽及基板電極與穿透孔的結(jié)構(gòu)，后經(jīng)射出成型方法，利用金屬基板凹槽結(jié)構(gòu)作為射出成型底座，使用射出塑料將凹槽填滿并使SMD兩側(cè)表面粘著電極成一平面，同時塑料經(jīng)射出成型形成連結(jié)型碗杯結(jié)構(gòu)，并將兩側(cè)穿透孔結(jié)構(gòu)填滿，后經(jīng)將LED固晶、焊線、封膠制程后再將連結(jié)型金屬基板結(jié)構(gòu)以不同切割方法，形成單體結(jié)構(gòu)成品或多連結(jié)單體結(jié)構(gòu)LED模組成品。
文檔編號H01L33/00GK2556791SQ0223126
公開日2003年6月18日 申請日期2002年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月30日
發(fā)明者陳興 申請人:詮興開發(fā)科技股份有限公司