半導(dǎo)體引線框架封裝及發(fā)光二極管封裝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝(semiconductor package),且更明確地說,涉及半導(dǎo)體引線框架封裝及發(fā)光二極管(LED)封裝。
【背景技術(shù)】
[0002]對于許多照明應(yīng)用，發(fā)光二極管(light-emitting d1de, LED)元件由于其所提供的優(yōu)點(例如，低成本、低能量消耗及相關(guān)環(huán)境益處)而受到青睞。傳統(tǒng)的LED元件包含含有LED芯片的至少一個LED封裝。LED元件效率不僅取決于LED芯片量子效率，而且取決于封裝設(shè)計。
[0003]LED元件在使用期間產(chǎn)生必須耗散的熱。熱不僅造成效率差，而且影響LED元件的長期可靠性。因此，LED元件通常包含用于優(yōu)選熱耗散的金屬散熱片。
[0004]一些LED封裝包含預(yù)模制引線框架(Pre-molded Lead Frame)(而非常規(guī)的陶瓷襯底)用以攜載LED芯片。預(yù)模制引線框架包含預(yù)模制絕緣體以封裝具有多個電極及熱墊(Thermal Pad)的引線框架。電極及熱墊暴露于LED封裝的底部上。
[0005]然而，常規(guī)的LED封裝不能直接地表面黏著到金屬散熱片的導(dǎo)電表面，因為散熱片將使LED封裝的已暴露電極短路。通常，印刷電路板在常規(guī)的LED封裝與散熱片之間提供電絕緣緩沖器以克服此問題，但此解決方案顯著地增加制造成本。
[0006]另外，為了減少LED封裝與散熱片之間的熱阻抗，電路板常常具備貫穿電路板的熱通路(Thermal Via)或金屬嵌件(Metal Insert)。這些特征反而會進一步增加制造成本。
[0007]另一 LED封裝設(shè)計(被稱為板面芯片(Chip-On-Board，COB)封裝)包含安裝于金屬芯印刷電路板(Metal-Core Printed Circuit Board, MCPCB)上的 LED 芯片。MCPCB 通常包含鋁板，鋁板具有涂布于其前表面上的絕緣層及在絕緣層上的銅圖案，銅圖案提供電布線及連接。
[0008]板面芯片(COB)LED封裝可直接地表面黏著到金屬散熱片的導(dǎo)電表面。然而，從LED芯片到散熱片的熱傳輸顯著地受到銅圖案與鋁芯之間的絕緣層阻礙，此情形導(dǎo)致低熱耗散效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]根據(jù)一個實施例，一種半導(dǎo)體引線框架封裝包含:芯片墊；引線；芯片，其設(shè)置于所述芯片墊的頂面上且電連接到所述引線的主要部分，所述主要部分設(shè)置于所述芯片墊上方。絕緣主體部分地封裝所述芯片墊及所述引線，所述引線的電極部分折疊到所述絕緣主體的頂面上，所述電極部分平行于所述主要部分，其中所述芯片墊的底面從所述絕緣主體的底面暴露。
[0010]在一個實施例中，所述芯片墊的所述暴露底面直接接觸散熱片。即，所述芯片墊的所述底面熱附接(Thermally Attached)到所述散熱片。因此，由所述芯片產(chǎn)生的熱可通過所述芯片墊及所述散熱片而快速地耗散到空氣，此情形導(dǎo)致高熱耗散效率。
[0011]在一個實施例中，所述引線包含所述主要部分、從所述主要部分折疊的連接部分，及從所述連接部分折疊到所述絕緣主體的所述頂面上的所述電極部分。所述引線的所述連接部分折疊到所述絕緣主體的凹口中，使得所述連接部分從所述絕緣主體的側(cè)表面凹入。通過使所述連接部分從所述絕緣主體的所述側(cè)表面凹入，有效地減少在所述引線與所述散熱片之間發(fā)生短路的機會。
【附圖說明】
[0012]圖1說明根據(jù)一個實施例的安裝到散熱片的半導(dǎo)體引線框架封裝的立體示意圖；
[0013]圖2說明沿著圖1的線2-2的剖面圖；
[0014]圖3說明沿著圖1的線3-3的剖面圖；
[0015]圖4說明沿著圖1的線4-4的剖面圖；
[0016]圖4A說明圖4的半導(dǎo)體引線框架封裝的剖面圖，所述半導(dǎo)體引線框架封裝通過電線而連接到外部電力供應(yīng)電路系統(tǒng)；
[0017]圖5說明根據(jù)另一實施例的半導(dǎo)體引線框架封裝的立體示意圖；
[0018]圖6說明圖5的半導(dǎo)體引線框架封裝的俯視圖，所述半導(dǎo)體引線框架封裝經(jīng)由連接器而安裝到外部散熱片；
[0019]圖7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18說明根據(jù)一個實施例的用于制造半導(dǎo)體引線框架封裝的過程；以及
[0020]圖19到20說明根據(jù)另一實施例的用于制造半導(dǎo)體引線框架封裝的過程。
【具體實施方式】
[0021]參看圖1，說明根據(jù)一個實施例的半導(dǎo)體引線框架封裝1。半導(dǎo)體引線框架封裝1包含芯片墊12、至少一個引線14 (例如，兩個引線14)、至少一個肋狀物16 (例如，四個肋狀物16)、至少一個固定元件18 (例如，兩個固定元件18)、絕緣主體22、至少一個導(dǎo)線30 (例如，三個導(dǎo)線30)、至少一個芯片28 (例如，兩個芯片28)、至少一個光轉(zhuǎn)換層281 (例如，兩個光轉(zhuǎn)換層281)，及封裝物32。
[0022]芯片墊12用于攜載芯片28。在此實施例中，芯片28為發(fā)光二極管(LED)芯片，且黏附到芯片墊12。因此，半導(dǎo)體引線框架封裝1為LED封裝。芯片墊12的材料為例如銅等金屬。
[0023]雖然諸圖中說明兩個芯片28，但在另一實施例中，半導(dǎo)體引線框架封裝1包含僅單個芯片28。在又一實施例中，半導(dǎo)體引線框架封裝1包含兩個以上芯片28。
[0024]絕緣主體22 (也被稱作外殼)部分地封裝芯片墊12及引線14，借此形成預(yù)模制引線框架，且絕緣主體22具有頂面221、底面222、至少一個凹口 223 (例如，兩個凹口 223)，及中心開口 23。凹口 223設(shè)置于絕緣主體22的邊緣上。更明確地說，絕緣主體22的側(cè)表面224垂直地延伸于絕緣主體22的頂面221與底面222之間，且凹口 223形成于側(cè)表面224內(nèi)。
[0025]絕緣主體22的上部內(nèi)側(cè)壁25界定絕緣主體22中的上部中心開口 24。絕緣主體22的下部內(nèi)側(cè)壁27界定絕緣主體22的下部中心開口 26。中心開口 23包含下部中心開口26及上部中心開口 24。
[0026]上部中心開口 24與下部中心開口 26連通，且上部中心開口 24的尺寸大于下部中心開口 26的尺寸。下部中心開口 26暴露芯片墊12的部分，芯片28設(shè)置于暴露的芯片墊12的部分，且上部中心開口 24暴露引線14的部分，導(dǎo)線30接合到暴露引線14的部分。絕緣主體22的材料可為封膠材料，例如，透明或半透明聚合物、軟凝膠(Soft Gel)、彈性體(Elastomer)、樹脂、環(huán)氧樹脂Gipoxy Resin)、聚娃氧(Silicone)，或環(huán)氧樹脂-聚娃氧混合式樹月旨(Epoxy-Silicone Hybrid Resin)。
[0027]兩個引線14與芯片墊12電隔離，且每一所述引線14具有主要部分141、連接部分142及電極部分143(例如，作為正電極及負(fù)電極)。主要部分141嵌入于絕緣主體22中，且主要部分141的一部分從絕緣主體22的上部中心開口 24暴露，且經(jīng)由導(dǎo)線30而電連接到芯片28。連接部分142連接主要部分141及電極部分143，且設(shè)置于凹口 223中。
[0028]在此實施例中，連接部分142延伸出絕緣主體22之外，且設(shè)置于凹口 223的側(cè)壁225上(參見圖4)。連接部分142經(jīng)折疊成使得連接部分142實質(zhì)上垂直于主要部分141。雖然可將各種特征描述為垂直、平行或具有其它關(guān)系，但按照本發(fā)明，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，所述特征可不精確地垂直或平行，而是僅在可接受的制造容許度內(nèi)實質(zhì)上垂直或平行。
[0029]電極部分143設(shè)置于絕緣主體22的頂面221上，且用于外部電連接。電極部分143經(jīng)折疊成使得電極部分143實質(zhì)上垂直于連接部分142，且電極部分143實質(zhì)上平行于主要部分141。在此實施例中，引線14(主要部分141、連接部分142及電極部分143)的材料為例如銅等金屬。引線14及芯片墊12可稱作引線框架。
[0030]封裝物32設(shè)置于中心開口 23 (S卩，下部中心開口 26及上部中心開口 24)中，以封裝芯片28及導(dǎo)線30。封裝物32可由透明聚合物或半透明聚合物(例如，軟凝膠、彈性體、樹脂、環(huán)氧樹脂、聚硅氧，或環(huán)氧樹脂-聚硅氧混合式樹脂)制成。
[0031]為了改進從芯片28的發(fā)光的均一性，可使光隨著其被發(fā)射而散射。因此，可將散射粒子添加到封裝物32中以使光通過封裝物32時隨機地折射。
[0032]在此實施例中，封裝物32的頂面33與絕緣主體22的頂面221共平面；然而，在其它實施例中，封裝物32的頂面33可凸出以形成凸透鏡結(jié)構(gòu)。
[0033]光轉(zhuǎn)換層281設(shè)置于封裝物32與芯片28之間。光轉(zhuǎn)換層281實質(zhì)上覆蓋芯片28的頂面，且還可覆蓋每一導(dǎo)線30的部分。
[0034]光轉(zhuǎn)換層281包含光轉(zhuǎn)換物質(zhì)的粒子，例如，螢光粒子。從芯片28發(fā)射