[发明专利]发光二极管封装结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管(Light-emitting Diode；LED)封装结构及其制造方法，且特别是涉及一种具有高散热效能的发光二极管封装结构及其制造方法。 

背景技术

对于高功率发光二极管元件而言，如何在其运转期间迅速散热，以解决元件温度快速上升、而影响的操作品质、甚而烧毁元件的问题，为元件运用上相当重要的课题。目前，一种改善发光二极管元件的散热问题的方式是朝提升发光二极管晶粒本身的散热能力的方向着手，在此种方式中，是利用晶片键合技术，先将原生的低导热且不透光基板取下，再以高散热且透明的基板取代。 

另一种改善发光二极管元件的散热问题的方式是朝封装架构的方向着手。其中一种常见方法是以焊锡或高导热树脂取代传统的低导热树脂，来固定发光二极管晶粒于金属基板或金属导热架上。然而，焊锡或高导热树脂的热传导系数远小于金属，而仍无法满足高功率发光二极管元件的散热需求。 

另一种方法则是直接在发光二极管晶粒下制作金属基板或金属导热架，以取代一般利用低导热树脂、焊锡或高导热树脂来粘合发光二极管晶粒与金属基板或金属导热架的技术。然而，金属基板或金属导热架与封装胶体之间无法达到稳定且可靠的接合效果，而相当容易引发封装胶体剥离的问题。 

又一种方法则是直接以金属核心印刷电路板(metal core PCB)来取代传统的玻纤环氧印刷电路板(FR4 PCB)，但金属核心印刷电路板中二金属层之间的介电层的热传导率不佳，因此对于发光二极管封装结构的散热能力的提升相当有限。 

因此，随着市场对高功率发光二极管元件的需求的日益提高，亟需一种可制作出具有高散热效能的发光二极管封装结构的技术。 

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的发光二极管封装结构存在的缺陷，而提供一种新型的发光二极管封装结构，所要解决的技术问题是使其可利用电镀技术直接在发光二极管晶粒底面形成金属基板，因此发光二极管晶粒与金属基板之间并无粘着树脂的存在，而可大幅提升发光二极管封装结构的散热性。

本发明的另一目的在于，克服现有的发光二极管封装结构的制造方法存在的缺陷，而提供一种新的发光二极管封装结构的制造方法，所要解决的技术问题是使其在金属基板的表面上设有陶瓷层，由于陶瓷层与封装胶体之间具有较大的接合力，因此可提高封装胶体的接合可靠度，进而可增进发光二极管封装结构的良率与稳定性，从而更加适于实用。 

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种发光二极管封装结构，其至少包括：一金属基板；一金属粘着层，设于该金属基板上；一陶瓷层，设于该金属粘着层上；至少一发光二极管晶粒，具有相对的一第一侧与一第二侧，其中该至少一发光二极管晶粒的该第一侧嵌设于该陶瓷层的一表面中，且该至少一发光二极管晶粒的底面直接与该陶瓷层接合；至少一电极垫，设于该陶瓷层的该表面；至少一导线，对应电性连接在该至少一发光二极管晶粒的该第二侧上的一第一电极与该至少一电极垫之间；以及一封装胶体，包覆在该至少一发光二极管晶粒、该至少一导线、该至少一电极垫的至少一部分、以及该陶瓷层的该表面的至少一部分上。 

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 

前述的发光二极管封装结构，其中所述的金属基板的材料是选自于由铜、铜合金、镍与镍合金所组成的一族群。 

前述的发光二极管封装结构，其中所述的金属粘着层包括一镍层/银层/金层结构。 

前述的发光二极管封装结构，其中所述的陶瓷层的材料是选自于由氮化铝与氧化铝所组成的一族群。 

前述的发光二极管封装结构，其中所述的至少一电极垫至少包括依序堆叠在该陶瓷层的该表面上一氧化铝层以及一金属层。 

前述的发光二极管封装结构，其中所述的至少一电极垫是嵌设在该陶瓷层的该表面中，且该金属层不与该陶瓷层接触。 

前述的发光二极管封装结构，其中所述的至少一发光二极管晶粒是一水平导通型发光二极管晶粒，且该发光二极管封装结构包括二电极垫与二导线，其中该些电极垫分别通过该些导线而对应电性连接该至少一发光二极管晶粒的该第二侧的该第一电极与一第二电极。