[发明专利]发光二极管的封装结构及封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管的封装结构及封装方法，尤其是涉及一种具非打线连结方式的发光二极管的封装结构及封装方法。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)封装的目的是为了确保LED芯片正确地做电连接，机械性地保护LED芯片减低其受到机械、热、潮湿及其他种种的外来冲击。LED现行封装形式包含多种样式，根据不同的应用场合、不同的外形尺寸、散热方案和发光效果等，而有多样化的封装形式。目前，LED按封装形式分类主要有Lamp-LED、TOP-LED、Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED、Flip Chip-LED等。

其中，SMD-LED(表面粘着LED)其将芯片先行固定到细小基板上，再进行打线的动作，接着进行胶体封装，最后再将该封装后的LED焊设于印刷电路板上，完成SMD-LED的光源结构及制作工艺。SMD-LED具有可进行回流焊制作工艺的特性，并解决了亮度、视角、平整度、可靠性、一致性等问题。

然而，在高功率操作下的LED，元件的散热问题关系到元件特性与寿命，是值得重视与加以改善的，若是封装结构无法有效地使热排出，便会不断地累积在元件内部，使LED操作时的接点温度上升，导致发光效率降低及发光波长变短，寿命也会随之减少。而解决的方法不外乎从LED芯片本身着手，提升LED芯片的发光效率，以减少热能的产生，使LED点亮时的接点温度下降。另一方面也可由封装结构的设计着手，选用高散热系数的封装材料，以降低整体结构的热阻抗，也可以有效地降低接点温度，使LED元件维持预期的高可靠度、长寿命等特性。

在SMD-LED中，一般封装体热的传导系数较低，致使未能及时将热散出，累积在元件中的热对元件的特性、寿命及可靠度都会产生不良的影响。其次，LED晶粒与封装体两者热系数不一致，致使元件稳定性与寿命受到影响。另外，封装树脂的玻璃转移温度(Tg)温度过低(约120℃)，当SMD-LED元件过高温炉时其温度达250℃～300℃，容易造成结构上缺陷。

在电性连结部分，传统封装制作工艺以打线方式(wire bonding)连结发光二极管与基板或导线架。请参阅图1，其为传统发光二极管的封装结构示意图，包含基板10、绝缘层11、金属层12、LED晶粒13及封胶15，其中LED晶粒13通过金属导线14与基板电极16电性连结。此种打线键合制作工艺是利用热压合、超音波楔合或以超音波辅助的热压合方式，把直径约25μm的金线或铝线的两端分别连结到芯片及基板或导线架上。其中以超音波辅助的热压合方式，只须升温至约摄氏150度，单一接点的接合时间也只要20毫秒，是LED封装业者最常使用的方法，但常见的失效现象为晶粒电极上打线的附着力不足以及打线断裂等问题，使得元件可靠度下降。

有鉴于此，如何发展一种发光二极管的封装结构及封装方法，以解决现有技术的缺失，实为相关技术领域者目前所迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种发光二极管的封装结构及封装方法，其利用非打线方式进行电性连结，以避免传统打线方式可能遭遇的附着力不足或打线断裂的问题，以进一步提升元件可靠度。

为达上述目的，本发明提供一种发光二极管的封装结构，其包含：一承载基板，其具有一上表面、一下表面及至少一第一贯穿结构；至少一第一电性传导结构，其形成于该第一贯穿结构中及该承载基板的部分该上表面及部分该下表面；一发光二极管，其设置于该承载基板上方；一绝缘层，其形成于该承载基板上方及该发光二极管两侧，且具有至少一第二贯穿结构，该第二贯穿结构对应该第一电性传导结构；至少一第二电性传导结构，其形成于该第二贯穿结构中及部分该绝缘层上，并连接该发光二极管的一电极，使该发光二极管及该承载基板的该上下表面通过该第一电性传导结构及该第二电性传导结构达到电性连结；以及一光穿透结构，其形成于该发光二极管及该第二电性传导结构上方。