放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造とその製作方法
【課題】本発明は放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造を提供する。
【解決手段】基板ユニットは基板本体を具え、基板本体上表面は、第一導電はんだパッド、第二導電はんだパッド及びチップ載置はんだパッドを具える。合金ユニットは、チップ載置はんだパッド上に形成されるニッケルパラジウム合金を具える。発光ユニットは、既に固化された錫ボールや錫ペーストによって合金ユニットのニッケルパラジウム合金上に位置決めされた発光ダイオードチップを具える。導電ユニットは少なくとも二本の導線を具え、発光ダイオードチップは上述の少なくとも二本の導線によって第一導電はんだパッドと第二導電はんだパッドの間に電気的に接続され、パッケージユニットは、基板本体上表面に成形することにより発光ユニット及び導電ユニットを覆う透光パッケージコロイドを具える。
【解決手段】基板ユニットは基板本体を具え、基板本体上表面は、第一導電はんだパッド、第二導電はんだパッド及びチップ載置はんだパッドを具える。合金ユニットは、チップ載置はんだパッド上に形成されるニッケルパラジウム合金を具える。発光ユニットは、既に固化された錫ボールや錫ペーストによって合金ユニットのニッケルパラジウム合金上に位置決めされた発光ダイオードチップを具える。導電ユニットは少なくとも二本の導線を具え、発光ダイオードチップは上述の少なくとも二本の導線によって第一導電はんだパッドと第二導電はんだパッドの間に電気的に接続され、パッケージユニットは、基板本体上表面に成形することにより発光ユニット及び導電ユニットを覆う透光パッケージコロイドを具える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光ダイオードのパッケージ構造とその製作方法に関し、特に放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造とその製作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の市場で使用されている照明設備、例えば蛍光灯、タングステン灯、更には現在より幅広い人々に受け入れられている省エネ電球のような照明設備は、全て既に普及し日常生活の中で使用されている。しかしながら、この種の電灯のほとんどは、光の衰えが速い、消費電力が高い、高熱を生じやすい、寿命が短い、割れやすい、回収がしづらい等の欠点がある。このような問題を解決するために、ＬＥＤ電球やＬＥＤ蛍光灯が生まれることになった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の主な目的は、放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造とその製作方法を提供することにある。本発明は、ニッケルパラジウム合金（又はニッケルパラジウム金合金）を錫ボール又は錫ペーストの底部に設置するので、錫をリフロー処理する時、錫ボール又は錫ペーストの成分が基板本体上のチップ載置はんだパッド表面と反応して脆性の金属化合物（Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、ＩＭＣ）を形成することがない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の技術問題を解決するために、本発明の一つの方案に基づいて提供する放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造は、基板ユニット、合金ユニット、発光ユニット、導電ユニット及びパッケージユニットを含む。その内、前記基板ユニットは基板本体を具え、しかも前記基板本体の上表面は少なくとも一つの第一導電はんだパッド、少なくとも一つの第二導電はんだパッド及び少なくとも一つのチップ載置はんだパッドを具える。前記合金ユニットは、上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド上に形成される少なくとも一つのニッケルパラジウム合金を具える。前記発光ユニットは、既に固化された錫ボール又は錫ペーストによって前記合金ユニットの少なくとも一つのニッケルパラジウム合金上に位置決めされた少なくとも一つの発光ダイオードチップを具える。前記導電ユニットは少なくとも二本の導線を具える。その内、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップは、上述の少なくとも二本の導線によって上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッドと上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッドの間に電気的に接続される。前記パッケージユニットは、前記基板本体上表面に成形することにより前記発光ユニット及び前記導電ユニットを覆う透光パッケージコロイドを具える。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の有益な効果は、以下の通りである。発光ダイオードチップを錫ボール又は錫ペースト上に設置して錫をリフロー処理すると、錫ボール又は錫ペーストと前記基板本体のチップ載置はんだパッド間の連結強度（溶接強度）を強化することができる。その他、上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド及び上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッドの上表面は、それぞれ別のニッケルパラジウム合金（或いはニッケルパラジウム金合金）を具え、後続のワイヤーボンディング工程が行いやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施例１の正面断面図である。
【図２】本発明の実施例２の正面断面図である。
【図３】本発明の実施例３の正面断面図である。
【図４】本発明の実施例４の正面断面図である。
【図５】本発明の製作方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明が所定の目的を達するために採用した技術、方法及び効果を一層理解できるよう、以下に本発明に関する詳細説明と添付図面を参照することで、本発明の目的、特徴がこれによって深く具体的に理解されると信じる。然しながら、添付図面は参考と説明用に供したに過ぎず、本発明に制限を課すものではない。
【０００８】
［実施例］
図１に示すように、本発明の実施例１が提供する放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造は、基板ユニット１、合金ユニット、発光ユニット２、導電ユニットＷ及びパッケージユニット４を含む。
【０００９】
その内、前記基板ユニット１は基板本体１０を具え、前記基板本体１０の上表面は少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａ、少なくとも一つの第二導電はんだパッド１１ｂ及び少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃを具える。その他、上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃは、上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａ及び上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッド１１ｂの間に設置され、しかも上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａ、上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッド１１ｂ及び上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃは、いずれも、銅箔又は各種の導電材料にすることができる。その他、前記基板本体１０は、回路基板１００、前記回路基板１００底部に設置される放熱層１０１、及び前記回路基板１００上表面に設置され上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａ、上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッド１１ｂ及び上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃを露出させることができる反射絶縁層１０２を具える。
【００１０】
次に、前記合金ユニットは、上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃ上に形成される少なくとも一つのニッケルパラジウム合金（Ｎｉ／Ｐｄ ａｌｌａｙ）Ｍを具える。その他、異なる設計需要に応じて、前記合金ユニットは、別の二つのニッケルパラジウム合金Ｍ１（又はニッケルパラジウム金合金）を具え、それぞれ上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａの上表面及び上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッド１１ｂの上表面に形成し、後続のワイヤーボンディング工程を行いやすくする（即ち、導電ユニットＷの二本の金線を、それぞれ上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａ上表面上に位置するニッケルパラジウム合金Ｍ１上及び上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッド１１ｂ上表面上に位置するニッケルパラジウム合金Ｍ１上にボンドしやすくする）。その他、異なる設計需要に応じて、前記合金ユニットは、上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍに混入する金を具え、それにより上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍはニッケルパラジウム金合金（Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ ａｌｌａｙ）を形成することができる。言い換えると、異なる設計需要に応じて、本発明は、「上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍ」の代わりに「上述のニッケルパラジウム金合金」を使用することもできる。
【００１１】
その他、前記発光ユニット２は、既に固化された錫ボール又は錫ペーストＢによって前記合金ユニットの少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍ上に位置決めされた少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０（本発明は、複数の発光ダイオードチップ２０を使用することもできる）を具え、本発明の実施例１で挙げた例で言うと、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０の上表面は、正極端Ｐ及び負極端Ｎを具える。本発明は、上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍを錫ボール又は錫ペーストの底部に設置するため、錫をリフロー処理する時、錫ボール又は錫ペーストの成分が、基板本体１０上のチップ載置はんだパッド１１ｃ表面と反応して脆性の金属化合物（Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、ＩＭＣ）を形成することがない。従って、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０を錫ボール又は錫ペースト的上に設置して、錫をリフロー処理すると、既に固化された錫ボール又は錫ペーストＢと前記基板本体１０のチップ載置はんだパッド１１ｃの間の連結強度（溶接強度）を強化することができる。
【００１２】
その他、前記導電ユニットＷは少なくとも二本の導線Ｗａを具え、その内上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０は、上述の少なくとも二本の導線Ｗａによって上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａと上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッド１１ｂの間に電気的に接続される。本発明の実施例１で挙げた例で言うと、上述の二本の導線Ｗａは、前記発光ダイオードチップ２０の正極端Ｐと上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａの間、及び前記発光ダイオードチップ２０の負極端Ｎと上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッド１１ｂの間に、それぞれ電気的に接続される。
【００１３】
その他、前記パッケージユニット４は、前記基板本体１０上表面に成形することにより前記発光ユニット２及び前記導電ユニットＷを覆う透光パッケージコロイド４０を具える。
【００１４】
本発明の実施例１で挙げた例で言うと、各発光ダイオードチップ２０は青色発光ダイオードチップにすることができ、しかも前記透光パッケージコロイド４０は蛍光コロイドにすることができる。従って、前記発光ダイオードチップ２０（前記青色発光ダイオードチップ）から投射された青色光束（図示せず）は、前記透光パッケージコロイド４０（前記蛍光コロイド）を直接貫通して射出し、蛍光灯に似た白色光束（図示せず）を生じさせることができる。
【００１５】
下記の表は、従来の発光ダイオードパッケージ構造（最小値、最大値、平均値を含む）と本発明の実施例１（ＮｉＰｄＡｕ及びＮｉＰｄを含む）に７００ミリアンペア（ｍＡ）を加えた後に生じた光源の相関測定データである：
【００１６】
【表１】
【００１７】
その内、光束（Ｌｕｍｉｎｏｕｓ Ｆｌｕｘ）の単位はルーメン（Ｌｕｍｅｎ）である。発光効率の単位はルーメン／ワット（Ｌｕｍｅｎ／Ｗ）である。ＣＩＥ ｘとＣＩＥ ｙはＣＩＥ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ、国際照明委員会）ｘｙ色度座標図（ｘｙ ｃｈｒｏｍａｔｉｃｉｔｙ ｄｉａｇｒａｍ）のｘとｙ座標である。相対色温度（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｃｏｌｏｒ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ、 ＣＣＴ）の単位はＫ（ｋｅｌｖｉｎ）である。演色性（ｃｏｌｏｒ ｒｅｎｄｅｒ ｉｎｄｅｘ）の単位はＲａ（Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ ａｖｅｒａｇｅ）である。
【００１８】
言い換えると、本発明は、ニッケルパラジウム合金（Ｎｉ／Ｐｄ ａｌｌａｙ）Ｍ又はニッケルパラジウム金合金（Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ ａｌｌａｙ）を、上述の既に固化された錫ボール又は錫ペーストＢと上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃの間のインターフェース層としているため、本発明の発光ダイオードパッケージ構造は、「上述の既に固化された錫ボール又は錫ペーストＢと前記基板本体１０のチップ載置はんだパッド１１ｃの間の連結強度（溶接強度）を強化」できるだけでなく、放熱効果も高め（上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０から生じる熱は、既に固化された錫ボール又は錫ペースト的Ｂから上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍを通り前記基板本体１０のチップ載置はんだパッド１１ｃに導かれる）、発光効率を向上させる（上記の表が取得した測定構造のように）ことができる。
【００１９】
図２に示すように、本発明の実施例２が提供する放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造は、基板ユニット１、合金ユニット、発光ユニット２、導電ユニットＷ、反射ユニット３、及びパッケージユニット４を含む。
【００２０】
実施例２の実施例１との最大の違いは、以下の通りである。実施例２においては、発光ダイオードパッケージ構造は、反射ユニット３を更に含み、前記反射ユニット３は、塗布する方法によって前記基板本体１０上表面を囲繞するように成形する環状反射コロイド３０を具える。その内、前記環状反射コロイド３０を上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０に囲繞させることで、前記基板本体１０上方に位置するコロイド位置限定スペース３００を形成させ、前記透光パッケージコロイド４０は前記コロイド位置限定スペース３００内に位置が限定される。
【００２１】
次に、前記環状反射コロイド３０の上表面は円弧形であり、前記基板本体１０上表面に対する前記環状反射コロイド３０の円弧形状の切線Ｔの角度θは４０から５０度の間であり、前記基板本体１０上表面に対する前記環状反射コロイド３０の頂面の高さＨは０．３から０．７ｍｍの間であり、前記環状反射コロイド３０底部の幅は１．５から３ｍｍの間であり、前記環状反射コロイド３０のチクソトロピー指数（ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｉｃ ｉｎｄｅｘ）は４−６の間であり、前記環状反射コロイド３０は無機添加物を混入した白色の熱硬化反射コロイドである。
【００２２】
図３に示すように、本発明の実施例３が提供する放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造は、基板ユニット１、合金ユニット、発光ユニット２、導電ユニットＷ及びパッケージユニット４を含む。
【００２３】
その内、前記基板ユニット１は基板本体１０を具え、しかも前記基板本体１０の上表面には少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａ及び少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃを具える。その他、上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃは、上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａに近接し、上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａ及び上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃは、いずれも銅箔又は各種の導電材料にすることができる。その他、前記基板本体１０は、回路基板１００、前記回路基板１００底部に設置される放熱層１０１、及び前記回路基板１００上表面に設置され上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａ及び上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃを露出させることができる反射絶縁層１０２を具える。
【００２４】
続いて、前記合金ユニットは、上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃ上に形成される少なくとも一つのニッケルパラジウム合金（Ｎｉ／Ｐｄ ａｌｌａｙ）Ｍを具える。その他、異なる設計需要に応じて、前記合金ユニットは別のニッケルパラジウム合金Ｍ１（又はニッケルパラジウム金合金）を具え、それは上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａの上表面に形成することで、後続のワイヤーボンディング工程を行いやすくする（即ち、導電ユニットＷの一本の金線を、上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａ上表面上に位置するニッケルパラジウム合金Ｍ１上にボンドしやすくする）。その他、異なる設計需要に応じて、前記合金ユニットは、上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍに混入する金を具え、それにより上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍはニッケルパラジウム金合金を形成することができる。言い換えると、異なる設計需要に応じて、本発明は、「上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍ」の代わりに「上述のニッケルパラジウム金合金」を使用することもできる。
【００２５】
その他、前記発光ユニット２は、少なくとも一つの既に固化された錫ボール又は錫ペーストＢによって前記合金ユニットの少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍ上に電気的に位置決めされた発光ダイオードチップ２０（本発明は、複数の発光ダイオードチップ２０を使用することもできる）を具え、本発明の実施例３で挙げた例で言うと、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０の上表面及び下表面は、それぞれ上電極端Ｐ（例えば正極端）及び下電極端Ｎ（例えば負極端）を具える。本発明は、上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍを錫ボール又は錫ペーストの底部に設置するため、錫をリフロー処理する時、錫ボール又は錫ペーストの成分は基板本体１０上のチップ載置はんだパッド１１ｃ表面と反応して脆性の金属化合物（Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、ＩＭＣ）を形成することがない。従って、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０を錫ボール又は錫ペーストの上に設置して錫をリフロー処理すると、既に固化された錫ボール又は錫ペーストＢと前記基板本体１０のチップ載置はんだパッド１１ｃの間の連結強度（溶接強度）を強化することができる。
【００２６】
その他、前記導電ユニットＷは少なくとも一本の導線Ｗａを具え、その内、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０は、上述の少なくとも一本の導線Ｗａによって、上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａに電気的に接続される。本発明の実施例３で挙げた実施例で言うと、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０の下電極端Ｎは、上述の既に固化された錫ボール又は錫ペーストＢ及び上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍを直接通って、上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃに電気的に接続され、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０の上電極Ｐは、上述の少なくとも一本の導線Ｗａによって、上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａに電気的に接続される。
【００２７】
その他、前記パッケージユニット４は、前記基板本体１０上表面に成形することで前記発光ユニット２及び前記導電ユニットＷを覆う透光パッケージコロイド４０を具える。
【００２８】
本発明の実施例３で挙げた例で言うと、各発光ダイオードチップ２０は、青色発光ダイオードチップにすることができ、前記透光パッケージコロイド４０は蛍光コロイドにすることができる。これにより、前記発光ダイオードチップ２０（前記青色発光ダイオードチップ）から投射された青色光束（図示せず）は、前記透光パッケージコロイド４０（前記蛍光コロイド）を直接貫通して投射され、蛍光灯に似た白色光束（図示せず）を生じさせることができる。
【００２９】
図４に示すように、本発明の実施例４が提供する放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造は、基板ユニット１、合金ユニット、発光ユニット２、導電ユニットＷ、反射ユニット３、及びパッケージユニット４を含む。
【００３０】
実施例４の実施例３との最大の違いは以下の通りである。実施例４において、発光ダイオードパッケージ構造は反射ユニット３を更に含み、前記反射ユニット３は、塗布する方法によって前記基板本体１０上表面を囲繞するように成形する環状反射コロイド３０を具える。その内、前記環状反射コロイド３０を上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０に囲繞させることで、前記基板本体１０上方に位置するコロイド位置限定スペース３００を形成し、前記透光パッケージコロイド４０は前記コロイド位置限定スペース３００内に位置が限定される。
【００３１】
続いて、前記環状反射コロイド３０の上表面は円弧形であり、前記基板本体１０上表面に対する前記環状反射コロイド３０の円弧形状の切線Ｔの角度θは、４０から５０度の間であり、前記基板本体１０上表面に対する前記環状反射コロイド３０の頂面の高さＨは０．３から０．７ｍｍの間であり、前記環状反射コロイド３０底部の幅は１．５から３ｍｍの間であり、前記環状反射コロイド３０のチクソトロピー指数（ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｉｃ ｉｎｄｅｘ）は４−６の間であり、前記環状反射コロイド３０は無機添加物を混入した白色の熱硬化反射コロイドである。
【００３２】
図５に示すように、本発明が提供する放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造の製作方法は、以下の手順を含む。まず、基板本体１０を具えしかも前記基板本体１０の上表面には少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃを具える基板ユニット１を提供する（手順Ｓ１００）。続いて、少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍを上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃ上に成形させる（手順Ｓ１０２）。その後、錫ボール又は錫ペーストによって、少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０を上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍ上に設置する（手順Ｓ１０４）。次に、錫のリフロー処理を行い、上述の錫ボール又は錫ペーストを既に固化された錫ボール又は錫ペーストＢに変え、その内、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０は、上述の既に固化された錫ボール又は錫ペーストＢによって上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍ上に位置決めされる（手順Ｓ１０６）。その後、上述の少なくとも一つの発光ダイオード２０を前記基板本体１０に電気的に接続させる（手順Ｓ１０８）。最後に、透光パッケージコロイド４０を前記基板本体１０の上表面に成形させることで前記発光ユニット３及び前記導電ユニットＷを覆わせる（手順Ｓ１１０）。
【００３３】
本発明の実施例１及び実施例３の発光ダイオードパッケージ構造は、上述の製作方法（手順Ｓ１００から手順Ｓ１１０）によって製造を行うことができる。少し異なるのは手順Ｓ１０８であり、例えば、実施例１においては、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０の二つの頂端の電極は、上述の少なくとも二本の導線Ｗａにより上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａと上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッド１１ｂの間に電気的に接続される。実施例３においては、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０の底端の電極は、既に固化された錫ボール又は錫ペーストＢによって、前記合金ユニットの少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍ上に電気的に位置決めされ、しかも、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０の頂端の電極は、上述の少なくとも一本の導線Ｗａによって上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａに電気的に接続される。
【００３４】
更に、異なる設計需要に応じて、上述の前記透光パッケージコロイド４０を前記基板本体２０上表面に成形させる手順の前に、塗布する方法によって液状ゴム材料（図示せず）を前記基板本体１０の上表面に囲繞するように形成させる手順（手順Ｓ１０９Ａ）を更に含むことができる。その内、前記液状ゴム材料は、随意に囲繞して所定の形状（例えば円形、四角形、長方形等）にすることができ、前記液状ゴム材料のチクソトロピー指数（ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｉｃ ｉｎｄｅｘ）は４−６の間であり、前記液状ゴム材料を前記基板本体１０上表面に塗布する時の圧力は３５０−４５０ｋｐａの間であり、前記液状ゴム材料を前記基板本体１０上表面に塗布する時の速度は５−１５ｍｍ／ｓの間であり、前記液状ゴム材料を前記基板本体１０上表面に囲繞するように塗布する時の始点と終点は同じ位置である。その後、更に前記液状ゴム材料を固化することで環状反射コロイド３０を形成し、前記環状反射コロイド３０を上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０に囲繞させることで、前記基板本体１０上方に位置するコロイド位置限定スペース３００を形成させる（手順Ｓ１０９Ｂ）。前記透光パッケージコロイド４０は、前記コロイド位置限定スペース３００内に位置が限定され、その内、前記液状ゴム材料はベーキングによって硬化され、ベーキングの温度は１２０−１４０度の間であり、ベーキングの時間は２０−４０分の間である。
【００３５】
上述したように、本発明は、ニッケルパラジウム合金（又はニッケルパラジウム金合金）を錫ボール又は錫ペーストの底部に設置するため、錫をリフロー処理する時、錫ボール又は錫ペーストの成分が基板本体上のチップ載置はんだパッド表面と反応して脆性の金属化合物（Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、 ＩＭＣ）を形成することがない。言い換えると、発光ダイオードチップを錫ボール又は錫ペーストの上に設置し錫をリフロー処理すると、錫ボール又は錫ペーストと前記基板本体のチップ載置はんだパッド間の連結強度（溶接強度）を強化することができる。その他、上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド及び上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッドの上表面は、それぞれ別のニッケルパラジウム合金（又はニッケルパラジウム金合金）を具えており、後続のワイヤーボンディング工程がしやすくなる。
【００３６】
本発明の全ての範囲は下記の特許請求の範囲を基準とし、本発明の特許請求の範囲の趣旨やそれに類似した変化に伴う実施例は、何れも本発明の範疇に含まれるものとし、当業者が本発明の分野において容易に思い付く変化や修飾は何れも下記の本発明の特許請求の範囲に含まれることとする。
【符号の説明】
【００３７】
１ 基板ユニット
１０ 基板本体
１００ 回路基板
１０１ 放熱層
１０２ 反射絶縁層
１１ａ 第一導電はんだパッド
１１ｂ 第二導電はんだパッド
１１ｃ チップ載置はんだパッド
２ 発光ユニット
２０ 発光ダイオードチップ
Ｐ 正極端
Ｎ 負極端
３ 反射ユニット
３０ 環状反射コロイド
３００ コロイド位置限定スペース
Ｔ 円弧形状の切線
θ 角度
Ｈ 高度
４ パッケージユニット
４０ 透光パッケージコロイド
Ｗ 導電ユニット
Ｗａ 導線
Ｍ ニッケルパラジウム合金
Ｍ１ ニッケルパラジウム合金
Ｂ 既に固化された錫ボール
Ｂ 既に固化された錫ペースト
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光ダイオードのパッケージ構造とその製作方法に関し、特に放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造とその製作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の市場で使用されている照明設備、例えば蛍光灯、タングステン灯、更には現在より幅広い人々に受け入れられている省エネ電球のような照明設備は、全て既に普及し日常生活の中で使用されている。しかしながら、この種の電灯のほとんどは、光の衰えが速い、消費電力が高い、高熱を生じやすい、寿命が短い、割れやすい、回収がしづらい等の欠点がある。このような問題を解決するために、ＬＥＤ電球やＬＥＤ蛍光灯が生まれることになった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の主な目的は、放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造とその製作方法を提供することにある。本発明は、ニッケルパラジウム合金（又はニッケルパラジウム金合金）を錫ボール又は錫ペーストの底部に設置するので、錫をリフロー処理する時、錫ボール又は錫ペーストの成分が基板本体上のチップ載置はんだパッド表面と反応して脆性の金属化合物（Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、ＩＭＣ）を形成することがない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の技術問題を解決するために、本発明の一つの方案に基づいて提供する放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造は、基板ユニット、合金ユニット、発光ユニット、導電ユニット及びパッケージユニットを含む。その内、前記基板ユニットは基板本体を具え、しかも前記基板本体の上表面は少なくとも一つの第一導電はんだパッド、少なくとも一つの第二導電はんだパッド及び少なくとも一つのチップ載置はんだパッドを具える。前記合金ユニットは、上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド上に形成される少なくとも一つのニッケルパラジウム合金を具える。前記発光ユニットは、既に固化された錫ボール又は錫ペーストによって前記合金ユニットの少なくとも一つのニッケルパラジウム合金上に位置決めされた少なくとも一つの発光ダイオードチップを具える。前記導電ユニットは少なくとも二本の導線を具える。その内、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップは、上述の少なくとも二本の導線によって上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッドと上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッドの間に電気的に接続される。前記パッケージユニットは、前記基板本体上表面に成形することにより前記発光ユニット及び前記導電ユニットを覆う透光パッケージコロイドを具える。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の有益な効果は、以下の通りである。発光ダイオードチップを錫ボール又は錫ペースト上に設置して錫をリフロー処理すると、錫ボール又は錫ペーストと前記基板本体のチップ載置はんだパッド間の連結強度（溶接強度）を強化することができる。その他、上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド及び上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッドの上表面は、それぞれ別のニッケルパラジウム合金（或いはニッケルパラジウム金合金）を具え、後続のワイヤーボンディング工程が行いやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施例１の正面断面図である。
【図２】本発明の実施例２の正面断面図である。
【図３】本発明の実施例３の正面断面図である。
【図４】本発明の実施例４の正面断面図である。
【図５】本発明の製作方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明が所定の目的を達するために採用した技術、方法及び効果を一層理解できるよう、以下に本発明に関する詳細説明と添付図面を参照することで、本発明の目的、特徴がこれによって深く具体的に理解されると信じる。然しながら、添付図面は参考と説明用に供したに過ぎず、本発明に制限を課すものではない。
【０００８】
［実施例］
図１に示すように、本発明の実施例１が提供する放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造は、基板ユニット１、合金ユニット、発光ユニット２、導電ユニットＷ及びパッケージユニット４を含む。
【０００９】
その内、前記基板ユニット１は基板本体１０を具え、前記基板本体１０の上表面は少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａ、少なくとも一つの第二導電はんだパッド１１ｂ及び少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃを具える。その他、上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃは、上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａ及び上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッド１１ｂの間に設置され、しかも上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａ、上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッド１１ｂ及び上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃは、いずれも、銅箔又は各種の導電材料にすることができる。その他、前記基板本体１０は、回路基板１００、前記回路基板１００底部に設置される放熱層１０１、及び前記回路基板１００上表面に設置され上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａ、上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッド１１ｂ及び上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃを露出させることができる反射絶縁層１０２を具える。
【００１０】
次に、前記合金ユニットは、上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃ上に形成される少なくとも一つのニッケルパラジウム合金（Ｎｉ／Ｐｄ ａｌｌａｙ）Ｍを具える。その他、異なる設計需要に応じて、前記合金ユニットは、別の二つのニッケルパラジウム合金Ｍ１（又はニッケルパラジウム金合金）を具え、それぞれ上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａの上表面及び上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッド１１ｂの上表面に形成し、後続のワイヤーボンディング工程を行いやすくする（即ち、導電ユニットＷの二本の金線を、それぞれ上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａ上表面上に位置するニッケルパラジウム合金Ｍ１上及び上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッド１１ｂ上表面上に位置するニッケルパラジウム合金Ｍ１上にボンドしやすくする）。その他、異なる設計需要に応じて、前記合金ユニットは、上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍに混入する金を具え、それにより上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍはニッケルパラジウム金合金（Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ ａｌｌａｙ）を形成することができる。言い換えると、異なる設計需要に応じて、本発明は、「上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍ」の代わりに「上述のニッケルパラジウム金合金」を使用することもできる。
【００１１】
その他、前記発光ユニット２は、既に固化された錫ボール又は錫ペーストＢによって前記合金ユニットの少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍ上に位置決めされた少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０（本発明は、複数の発光ダイオードチップ２０を使用することもできる）を具え、本発明の実施例１で挙げた例で言うと、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０の上表面は、正極端Ｐ及び負極端Ｎを具える。本発明は、上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍを錫ボール又は錫ペーストの底部に設置するため、錫をリフロー処理する時、錫ボール又は錫ペーストの成分が、基板本体１０上のチップ載置はんだパッド１１ｃ表面と反応して脆性の金属化合物（Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、ＩＭＣ）を形成することがない。従って、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０を錫ボール又は錫ペースト的上に設置して、錫をリフロー処理すると、既に固化された錫ボール又は錫ペーストＢと前記基板本体１０のチップ載置はんだパッド１１ｃの間の連結強度（溶接強度）を強化することができる。
【００１２】
その他、前記導電ユニットＷは少なくとも二本の導線Ｗａを具え、その内上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０は、上述の少なくとも二本の導線Ｗａによって上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａと上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッド１１ｂの間に電気的に接続される。本発明の実施例１で挙げた例で言うと、上述の二本の導線Ｗａは、前記発光ダイオードチップ２０の正極端Ｐと上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａの間、及び前記発光ダイオードチップ２０の負極端Ｎと上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッド１１ｂの間に、それぞれ電気的に接続される。
【００１３】
その他、前記パッケージユニット４は、前記基板本体１０上表面に成形することにより前記発光ユニット２及び前記導電ユニットＷを覆う透光パッケージコロイド４０を具える。
【００１４】
本発明の実施例１で挙げた例で言うと、各発光ダイオードチップ２０は青色発光ダイオードチップにすることができ、しかも前記透光パッケージコロイド４０は蛍光コロイドにすることができる。従って、前記発光ダイオードチップ２０（前記青色発光ダイオードチップ）から投射された青色光束（図示せず）は、前記透光パッケージコロイド４０（前記蛍光コロイド）を直接貫通して射出し、蛍光灯に似た白色光束（図示せず）を生じさせることができる。
【００１５】
下記の表は、従来の発光ダイオードパッケージ構造（最小値、最大値、平均値を含む）と本発明の実施例１（ＮｉＰｄＡｕ及びＮｉＰｄを含む）に７００ミリアンペア（ｍＡ）を加えた後に生じた光源の相関測定データである：
【００１６】
【表１】
【００１７】
その内、光束（Ｌｕｍｉｎｏｕｓ Ｆｌｕｘ）の単位はルーメン（Ｌｕｍｅｎ）である。発光効率の単位はルーメン／ワット（Ｌｕｍｅｎ／Ｗ）である。ＣＩＥ ｘとＣＩＥ ｙはＣＩＥ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ、国際照明委員会）ｘｙ色度座標図（ｘｙ ｃｈｒｏｍａｔｉｃｉｔｙ ｄｉａｇｒａｍ）のｘとｙ座標である。相対色温度（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｃｏｌｏｒ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ、 ＣＣＴ）の単位はＫ（ｋｅｌｖｉｎ）である。演色性（ｃｏｌｏｒ ｒｅｎｄｅｒ ｉｎｄｅｘ）の単位はＲａ（Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ ａｖｅｒａｇｅ）である。
【００１８】
言い換えると、本発明は、ニッケルパラジウム合金（Ｎｉ／Ｐｄ ａｌｌａｙ）Ｍ又はニッケルパラジウム金合金（Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ ａｌｌａｙ）を、上述の既に固化された錫ボール又は錫ペーストＢと上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃの間のインターフェース層としているため、本発明の発光ダイオードパッケージ構造は、「上述の既に固化された錫ボール又は錫ペーストＢと前記基板本体１０のチップ載置はんだパッド１１ｃの間の連結強度（溶接強度）を強化」できるだけでなく、放熱効果も高め（上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０から生じる熱は、既に固化された錫ボール又は錫ペースト的Ｂから上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍを通り前記基板本体１０のチップ載置はんだパッド１１ｃに導かれる）、発光効率を向上させる（上記の表が取得した測定構造のように）ことができる。
【００１９】
図２に示すように、本発明の実施例２が提供する放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造は、基板ユニット１、合金ユニット、発光ユニット２、導電ユニットＷ、反射ユニット３、及びパッケージユニット４を含む。
【００２０】
実施例２の実施例１との最大の違いは、以下の通りである。実施例２においては、発光ダイオードパッケージ構造は、反射ユニット３を更に含み、前記反射ユニット３は、塗布する方法によって前記基板本体１０上表面を囲繞するように成形する環状反射コロイド３０を具える。その内、前記環状反射コロイド３０を上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０に囲繞させることで、前記基板本体１０上方に位置するコロイド位置限定スペース３００を形成させ、前記透光パッケージコロイド４０は前記コロイド位置限定スペース３００内に位置が限定される。
【００２１】
次に、前記環状反射コロイド３０の上表面は円弧形であり、前記基板本体１０上表面に対する前記環状反射コロイド３０の円弧形状の切線Ｔの角度θは４０から５０度の間であり、前記基板本体１０上表面に対する前記環状反射コロイド３０の頂面の高さＨは０．３から０．７ｍｍの間であり、前記環状反射コロイド３０底部の幅は１．５から３ｍｍの間であり、前記環状反射コロイド３０のチクソトロピー指数（ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｉｃ ｉｎｄｅｘ）は４−６の間であり、前記環状反射コロイド３０は無機添加物を混入した白色の熱硬化反射コロイドである。
【００２２】
図３に示すように、本発明の実施例３が提供する放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造は、基板ユニット１、合金ユニット、発光ユニット２、導電ユニットＷ及びパッケージユニット４を含む。
【００２３】
その内、前記基板ユニット１は基板本体１０を具え、しかも前記基板本体１０の上表面には少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａ及び少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃを具える。その他、上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃは、上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａに近接し、上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａ及び上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃは、いずれも銅箔又は各種の導電材料にすることができる。その他、前記基板本体１０は、回路基板１００、前記回路基板１００底部に設置される放熱層１０１、及び前記回路基板１００上表面に設置され上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａ及び上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃを露出させることができる反射絶縁層１０２を具える。
【００２４】
続いて、前記合金ユニットは、上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃ上に形成される少なくとも一つのニッケルパラジウム合金（Ｎｉ／Ｐｄ ａｌｌａｙ）Ｍを具える。その他、異なる設計需要に応じて、前記合金ユニットは別のニッケルパラジウム合金Ｍ１（又はニッケルパラジウム金合金）を具え、それは上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａの上表面に形成することで、後続のワイヤーボンディング工程を行いやすくする（即ち、導電ユニットＷの一本の金線を、上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａ上表面上に位置するニッケルパラジウム合金Ｍ１上にボンドしやすくする）。その他、異なる設計需要に応じて、前記合金ユニットは、上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍに混入する金を具え、それにより上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍはニッケルパラジウム金合金を形成することができる。言い換えると、異なる設計需要に応じて、本発明は、「上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍ」の代わりに「上述のニッケルパラジウム金合金」を使用することもできる。
【００２５】
その他、前記発光ユニット２は、少なくとも一つの既に固化された錫ボール又は錫ペーストＢによって前記合金ユニットの少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍ上に電気的に位置決めされた発光ダイオードチップ２０（本発明は、複数の発光ダイオードチップ２０を使用することもできる）を具え、本発明の実施例３で挙げた例で言うと、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０の上表面及び下表面は、それぞれ上電極端Ｐ（例えば正極端）及び下電極端Ｎ（例えば負極端）を具える。本発明は、上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍを錫ボール又は錫ペーストの底部に設置するため、錫をリフロー処理する時、錫ボール又は錫ペーストの成分は基板本体１０上のチップ載置はんだパッド１１ｃ表面と反応して脆性の金属化合物（Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、ＩＭＣ）を形成することがない。従って、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０を錫ボール又は錫ペーストの上に設置して錫をリフロー処理すると、既に固化された錫ボール又は錫ペーストＢと前記基板本体１０のチップ載置はんだパッド１１ｃの間の連結強度（溶接強度）を強化することができる。
【００２６】
その他、前記導電ユニットＷは少なくとも一本の導線Ｗａを具え、その内、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０は、上述の少なくとも一本の導線Ｗａによって、上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａに電気的に接続される。本発明の実施例３で挙げた実施例で言うと、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０の下電極端Ｎは、上述の既に固化された錫ボール又は錫ペーストＢ及び上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍを直接通って、上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃに電気的に接続され、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０の上電極Ｐは、上述の少なくとも一本の導線Ｗａによって、上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａに電気的に接続される。
【００２７】
その他、前記パッケージユニット４は、前記基板本体１０上表面に成形することで前記発光ユニット２及び前記導電ユニットＷを覆う透光パッケージコロイド４０を具える。
【００２８】
本発明の実施例３で挙げた例で言うと、各発光ダイオードチップ２０は、青色発光ダイオードチップにすることができ、前記透光パッケージコロイド４０は蛍光コロイドにすることができる。これにより、前記発光ダイオードチップ２０（前記青色発光ダイオードチップ）から投射された青色光束（図示せず）は、前記透光パッケージコロイド４０（前記蛍光コロイド）を直接貫通して投射され、蛍光灯に似た白色光束（図示せず）を生じさせることができる。
【００２９】
図４に示すように、本発明の実施例４が提供する放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造は、基板ユニット１、合金ユニット、発光ユニット２、導電ユニットＷ、反射ユニット３、及びパッケージユニット４を含む。
【００３０】
実施例４の実施例３との最大の違いは以下の通りである。実施例４において、発光ダイオードパッケージ構造は反射ユニット３を更に含み、前記反射ユニット３は、塗布する方法によって前記基板本体１０上表面を囲繞するように成形する環状反射コロイド３０を具える。その内、前記環状反射コロイド３０を上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０に囲繞させることで、前記基板本体１０上方に位置するコロイド位置限定スペース３００を形成し、前記透光パッケージコロイド４０は前記コロイド位置限定スペース３００内に位置が限定される。
【００３１】
続いて、前記環状反射コロイド３０の上表面は円弧形であり、前記基板本体１０上表面に対する前記環状反射コロイド３０の円弧形状の切線Ｔの角度θは、４０から５０度の間であり、前記基板本体１０上表面に対する前記環状反射コロイド３０の頂面の高さＨは０．３から０．７ｍｍの間であり、前記環状反射コロイド３０底部の幅は１．５から３ｍｍの間であり、前記環状反射コロイド３０のチクソトロピー指数（ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｉｃ ｉｎｄｅｘ）は４−６の間であり、前記環状反射コロイド３０は無機添加物を混入した白色の熱硬化反射コロイドである。
【００３２】
図５に示すように、本発明が提供する放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造の製作方法は、以下の手順を含む。まず、基板本体１０を具えしかも前記基板本体１０の上表面には少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃを具える基板ユニット１を提供する（手順Ｓ１００）。続いて、少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍを上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド１１ｃ上に成形させる（手順Ｓ１０２）。その後、錫ボール又は錫ペーストによって、少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０を上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍ上に設置する（手順Ｓ１０４）。次に、錫のリフロー処理を行い、上述の錫ボール又は錫ペーストを既に固化された錫ボール又は錫ペーストＢに変え、その内、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０は、上述の既に固化された錫ボール又は錫ペーストＢによって上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍ上に位置決めされる（手順Ｓ１０６）。その後、上述の少なくとも一つの発光ダイオード２０を前記基板本体１０に電気的に接続させる（手順Ｓ１０８）。最後に、透光パッケージコロイド４０を前記基板本体１０の上表面に成形させることで前記発光ユニット３及び前記導電ユニットＷを覆わせる（手順Ｓ１１０）。
【００３３】
本発明の実施例１及び実施例３の発光ダイオードパッケージ構造は、上述の製作方法（手順Ｓ１００から手順Ｓ１１０）によって製造を行うことができる。少し異なるのは手順Ｓ１０８であり、例えば、実施例１においては、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０の二つの頂端の電極は、上述の少なくとも二本の導線Ｗａにより上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａと上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッド１１ｂの間に電気的に接続される。実施例３においては、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０の底端の電極は、既に固化された錫ボール又は錫ペーストＢによって、前記合金ユニットの少なくとも一つのニッケルパラジウム合金Ｍ上に電気的に位置決めされ、しかも、上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０の頂端の電極は、上述の少なくとも一本の導線Ｗａによって上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド１１ａに電気的に接続される。
【００３４】
更に、異なる設計需要に応じて、上述の前記透光パッケージコロイド４０を前記基板本体２０上表面に成形させる手順の前に、塗布する方法によって液状ゴム材料（図示せず）を前記基板本体１０の上表面に囲繞するように形成させる手順（手順Ｓ１０９Ａ）を更に含むことができる。その内、前記液状ゴム材料は、随意に囲繞して所定の形状（例えば円形、四角形、長方形等）にすることができ、前記液状ゴム材料のチクソトロピー指数（ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｉｃ ｉｎｄｅｘ）は４−６の間であり、前記液状ゴム材料を前記基板本体１０上表面に塗布する時の圧力は３５０−４５０ｋｐａの間であり、前記液状ゴム材料を前記基板本体１０上表面に塗布する時の速度は５−１５ｍｍ／ｓの間であり、前記液状ゴム材料を前記基板本体１０上表面に囲繞するように塗布する時の始点と終点は同じ位置である。その後、更に前記液状ゴム材料を固化することで環状反射コロイド３０を形成し、前記環状反射コロイド３０を上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップ２０に囲繞させることで、前記基板本体１０上方に位置するコロイド位置限定スペース３００を形成させる（手順Ｓ１０９Ｂ）。前記透光パッケージコロイド４０は、前記コロイド位置限定スペース３００内に位置が限定され、その内、前記液状ゴム材料はベーキングによって硬化され、ベーキングの温度は１２０−１４０度の間であり、ベーキングの時間は２０−４０分の間である。
【００３５】
上述したように、本発明は、ニッケルパラジウム合金（又はニッケルパラジウム金合金）を錫ボール又は錫ペーストの底部に設置するため、錫をリフロー処理する時、錫ボール又は錫ペーストの成分が基板本体上のチップ載置はんだパッド表面と反応して脆性の金属化合物（Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、 ＩＭＣ）を形成することがない。言い換えると、発光ダイオードチップを錫ボール又は錫ペーストの上に設置し錫をリフロー処理すると、錫ボール又は錫ペーストと前記基板本体のチップ載置はんだパッド間の連結強度（溶接強度）を強化することができる。その他、上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッド及び上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッドの上表面は、それぞれ別のニッケルパラジウム合金（又はニッケルパラジウム金合金）を具えており、後続のワイヤーボンディング工程がしやすくなる。
【００３６】
本発明の全ての範囲は下記の特許請求の範囲を基準とし、本発明の特許請求の範囲の趣旨やそれに類似した変化に伴う実施例は、何れも本発明の範疇に含まれるものとし、当業者が本発明の分野において容易に思い付く変化や修飾は何れも下記の本発明の特許請求の範囲に含まれることとする。
【符号の説明】
【００３７】
１ 基板ユニット
１０ 基板本体
１００ 回路基板
１０１ 放熱層
１０２ 反射絶縁層
１１ａ 第一導電はんだパッド
１１ｂ 第二導電はんだパッド
１１ｃ チップ載置はんだパッド
２ 発光ユニット
２０ 発光ダイオードチップ
Ｐ 正極端
Ｎ 負極端
３ 反射ユニット
３０ 環状反射コロイド
３００ コロイド位置限定スペース
Ｔ 円弧形状の切線
θ 角度
Ｈ 高度
４ パッケージユニット
４０ 透光パッケージコロイド
Ｗ 導電ユニット
Ｗａ 導線
Ｍ ニッケルパラジウム合金
Ｍ１ ニッケルパラジウム合金
Ｂ 既に固化された錫ボール
Ｂ 既に固化された錫ペースト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造であって、
基板本体を具え、しかも前記基板本体の上表面は少なくとも一つの第一導電はんだパッド、少なくとも一つの第二導電はんだパッド及び少なくとも一つのチップ載置はんだパッドを具える基板ユニットと、
上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド上に形成される少なくとも一つのニッケルパラジウム合金を具える合金ユニットと、
既に固化された錫ボールや錫ペーストによって前記合金ユニットの少なくとも一つのニッケルパラジウム合金上に位置決めされる少なくとも一つの発光ダイオードチップを具える発光ユニットと、
少なくとも二本の導線を具え、その内上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップは、上述の少なくとも二本の導線によって上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッドと上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッドの間に電気的に接続される導電ユニットと、
前記基板本体上表面に成形することで前記発光ユニット及び前記導電ユニットを覆う透光パッケージコロイドを具えるパッケージユニットとを含むことを特徴とする放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造。
【請求項２】
前記放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造は、塗布する方法によって前記基板本体上表面を囲繞するように成形する環状反射コロイドを具える反射ユニットを更に含み、
その内、前記環状反射コロイドを上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップに囲繞させることで、前記基板本体上方に位置するコロイド位置限定スペースを形成し、前記透光パッケージコロイドは前記コロイド位置限定スペース内に位置が限定され、前記環状反射コロイドの上表面は円弧形であり、前記基板本体上表面に対する前記環状反射コロイドの円弧形状の切線の角度は４０から５０度の間であり、前記基板本体上表面に対する前記環状反射コロイドの頂面の高さは０．３から０．７ｍｍの間であり、前記環状反射コロイド底部の幅は１．５から３ｍｍの間であり、前記環状反射コロイドのチクソトロピー指数（ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｉｃ ｉｎｄｅｘ）は４−６の間であり、前記環状反射コロイドは無機添加物を混入した白色の熱硬化反射コロイドであることを特徴とする、請求項１に記載の放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造
【請求項３】
前記合金ユニットは、別の二つのニッケルパラジウム合金又はニッケルパラジウム金合金を具え、それは上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッドの上表面及び上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッドの上表面にそれぞれ形成されることを特徴とする、請求項１に記載の放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造。
【請求項４】
前記合金ユニットは上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金に混入する金を具え、それにより上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金はニッケルパラジウム金合金を形成することができることを特徴とする、請求項１に記載の放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造。
【請求項５】
放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造であって、
基板本体を具え、しかも前記基板本体の上表面に少なくとも一つの第一導電はんだパッド及び少なくとも一つのチップ載置はんだパッドを具える基板ユニットと、
上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド上に形成される少なくとも一つのニッケルパラジウム合金を具える合金ユニットと、
既に固化された錫ボールや錫ペーストによって前記合金ユニットの少なくとも一つのニッケルパラジウム合金上に電気的に位置決めされた少なくとも一つの発光ダイオードチップを具える発光ユニットと、
少なくとも一本の導線を具え、その内上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップは上述の少なくとも一本の導線によって上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッドに電気的に接続される導電ユニットと、
前記基板本体上表面に成形することにより前記発光ユニット及び前記導電ユニットを覆う透光パッケージコロイドを具えるパッケージユニットとを含むことを特徴とする、放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造。
【請求項６】
放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造の製作方法であって、
基板本体を具えしかも前記基板本体の上表面には少なくとも一つのチップ載置はんだパッドを具える基板ユニットを提供する手順と、
少なくとも一つのニッケルパラジウム合金を上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド上に成形させる手順と、
錫ボール又は錫ペーストによって少なくとも一つの発光ダイオードチップを上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金上に設置する手順と、
錫のリフロー処理を行い、上述の錫ボール又は錫ペーストを既に固化された錫ボール又は錫ペーストに変え、その内上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップは上述の既に固化された錫ボール又は錫ペーストによって上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金上に位置決めされる手順と、
上述の少なくとも一つの発光ダイオードを前記基板本体に電気的に接続する手順と、
透光パッケージコロイドを前記基板本体の上表面に成形させることにより、前記発光ユニット及び前記導電ユニットを覆わせる手順とを含むことを特徴とする放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造の製作方法。
【請求項１】
放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造であって、
基板本体を具え、しかも前記基板本体の上表面は少なくとも一つの第一導電はんだパッド、少なくとも一つの第二導電はんだパッド及び少なくとも一つのチップ載置はんだパッドを具える基板ユニットと、
上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド上に形成される少なくとも一つのニッケルパラジウム合金を具える合金ユニットと、
既に固化された錫ボールや錫ペーストによって前記合金ユニットの少なくとも一つのニッケルパラジウム合金上に位置決めされる少なくとも一つの発光ダイオードチップを具える発光ユニットと、
少なくとも二本の導線を具え、その内上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップは、上述の少なくとも二本の導線によって上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッドと上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッドの間に電気的に接続される導電ユニットと、
前記基板本体上表面に成形することで前記発光ユニット及び前記導電ユニットを覆う透光パッケージコロイドを具えるパッケージユニットとを含むことを特徴とする放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造。
【請求項２】
前記放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造は、塗布する方法によって前記基板本体上表面を囲繞するように成形する環状反射コロイドを具える反射ユニットを更に含み、
その内、前記環状反射コロイドを上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップに囲繞させることで、前記基板本体上方に位置するコロイド位置限定スペースを形成し、前記透光パッケージコロイドは前記コロイド位置限定スペース内に位置が限定され、前記環状反射コロイドの上表面は円弧形であり、前記基板本体上表面に対する前記環状反射コロイドの円弧形状の切線の角度は４０から５０度の間であり、前記基板本体上表面に対する前記環状反射コロイドの頂面の高さは０．３から０．７ｍｍの間であり、前記環状反射コロイド底部の幅は１．５から３ｍｍの間であり、前記環状反射コロイドのチクソトロピー指数（ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｉｃ ｉｎｄｅｘ）は４−６の間であり、前記環状反射コロイドは無機添加物を混入した白色の熱硬化反射コロイドであることを特徴とする、請求項１に記載の放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造
【請求項３】
前記合金ユニットは、別の二つのニッケルパラジウム合金又はニッケルパラジウム金合金を具え、それは上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッドの上表面及び上述の少なくとも一つの第二導電はんだパッドの上表面にそれぞれ形成されることを特徴とする、請求項１に記載の放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造。
【請求項４】
前記合金ユニットは上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金に混入する金を具え、それにより上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金はニッケルパラジウム金合金を形成することができることを特徴とする、請求項１に記載の放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造。
【請求項５】
放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造であって、
基板本体を具え、しかも前記基板本体の上表面に少なくとも一つの第一導電はんだパッド及び少なくとも一つのチップ載置はんだパッドを具える基板ユニットと、
上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド上に形成される少なくとも一つのニッケルパラジウム合金を具える合金ユニットと、
既に固化された錫ボールや錫ペーストによって前記合金ユニットの少なくとも一つのニッケルパラジウム合金上に電気的に位置決めされた少なくとも一つの発光ダイオードチップを具える発光ユニットと、
少なくとも一本の導線を具え、その内上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップは上述の少なくとも一本の導線によって上述の少なくとも一つの第一導電はんだパッドに電気的に接続される導電ユニットと、
前記基板本体上表面に成形することにより前記発光ユニット及び前記導電ユニットを覆う透光パッケージコロイドを具えるパッケージユニットとを含むことを特徴とする、放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造。
【請求項６】
放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造の製作方法であって、
基板本体を具えしかも前記基板本体の上表面には少なくとも一つのチップ載置はんだパッドを具える基板ユニットを提供する手順と、
少なくとも一つのニッケルパラジウム合金を上述の少なくとも一つのチップ載置はんだパッド上に成形させる手順と、
錫ボール又は錫ペーストによって少なくとも一つの発光ダイオードチップを上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金上に設置する手順と、
錫のリフロー処理を行い、上述の錫ボール又は錫ペーストを既に固化された錫ボール又は錫ペーストに変え、その内上述の少なくとも一つの発光ダイオードチップは上述の既に固化された錫ボール又は錫ペーストによって上述の少なくとも一つのニッケルパラジウム合金上に位置決めされる手順と、
上述の少なくとも一つの発光ダイオードを前記基板本体に電気的に接続する手順と、
透光パッケージコロイドを前記基板本体の上表面に成形させることにより、前記発光ユニット及び前記導電ユニットを覆わせる手順とを含むことを特徴とする放熱効果を高め発光効率を向上させることができる発光ダイオードのパッケージ構造の製作方法。
【図５】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−６１１７０（Ｐ２０１１−６１１７０Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４７７７０（Ｐ２００９−２４７７７０）
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（５０９２９９２１５）柏友照明科技股▲フン▼有限公司 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（５０９２９９２１５）柏友照明科技股▲フン▼有限公司 (3)
【Ｆターム（参考）】
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