[发明专利]多层式封装基板及其制法、可发光半导体的封装结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种封装基板及其制法，特别是涉及一种具有高散热效能且适用于COB(Chip on Board)封装的多层式封装基板及其制法，以及利用该封装基板形成的可发光半导体晶粒的封装结构。

背景技术

发光二极管凭借其省电、环保、使用寿命长等优势，已广泛的应用于许多领域，而随着发光二极管制程技术及材料的发展，发光二极管的功率也大幅提升。由于发光二极管发光时会伴随产生大量的热，过多的热能会影响发光效率及发光寿命，尤其当发光二极管温度超过100℃时将加速劣化，因此，当发光二极管的功率越来越高，发光二极管即面临日益严苛的热管理挑战，为了满足高功率发光二极管的散热需求，发光二极管元件的散热技术必须进一步加以改善。

目前用于改善发光二极管散热效能较有效的方式，即是改良发光二极管的封装结构，现在平板型封装结构为封装高功率发光二极管的主流。一般高功率发光二极管单晶粒的封装模组的结构包括光学透镜、发光二极管晶粒、透明封装树脂、荧光、电极导线及散热片等，通常的做法是以焊料或散热膏将发光二极管晶粒粘贴在散热片上，经由散热片来降低封装模组的热阻抗，再将散热片以焊料或散热膏粘贴在散热基板上，通过散热基板把来自散热片大量的热传导出去。较厚的散热片能较有效且大量的散热，但是其搭配的散热基板必须能迅速散热且需具有足够的结构强度，才能适时将热导出。现在常见的散热基板是金属封装基板(Metal Core PCB，MCPCB)及陶瓷基板。

然而，发光二极管的功率不断提升，现有的封装结构已渐渐无法满足散热需求，所以如何降低发光二极管晶粒至封装基板的热阻抗，且能提高发光二极管晶粒的散热顺畅性，仍为高功率发光二极管封装结构需要改善的课题。

发明内容

本发明的目的是在提供一种具有高散热效能且适合COB封装的多层式封装基板。

本发明的另一目的，在提供一种多层式封装基板的制法。

本发明的又一目的，在提供一种包括多层式封装基板的可发光半导体的封装结构。

于是，依据本发明的一方面，本发明多层式封装基板，包括：一第一积层单元及一第二积层单元。该第一积层单元包括一第一陶瓷层及一第一铜层，该第一铜层被覆于该第一陶瓷层的一表面，并具有一第一图案。该第二积层单元设于该第一积层单元上，包括一第二陶瓷层及一第二铜层，该第二陶瓷层位于该第一铜层与该第二铜层之间，该第二铜层具有一第二图案，且该第二积层单元还包括至少一穿孔，通过该穿孔使部分该第一铜层由该穿孔露出。

较佳地，该第一积层单元的面积大于该第二积层单元，且该第一铜层部分露出于该第二积层单元覆盖的区域外。

较佳地，该第一积层单元还包括一被覆于该第一陶瓷层的另一表面的背面铜层。

进一步地，该多层式封装基板还包括一设于该穿孔中并与该第一铜层电连接的导电块，该导电块需具有良好的导电性及导热性，而以铜块为较佳，可与该第一铜层直接共晶接合。

本发明所述的多层式封装基板，该穿孔位于设有该第二铜层的区域中。

本发明所述的多层式封装基板，该第一积层单元与该第二积层单元由热处理直接接合。

适用于本发明的铜层的材质，以铜及具有良好传导性并能与陶瓷层共晶接合的铜合金较佳。适用于本发明的陶瓷层的材质，例如氧化铝(Al2O3)，氮化铝(AlN)，氧化钛(TiO2)，氧化硅(SiO2)，氧化锆(ZrO2)，氧化锌(ZnO)，镁橄榄石(2MgO·SiO2)，钛酸钡(BaTiO3)等，其中以氧化铝及氮化铝较佳。本发明的第一积层单元与第二积层单元可利用一般直接铜接合技术(简称DCB，Direct Copper Bonding或简称DBC，Direct BondingCopper)，在一低于金属铜熔点(约1083℃)并高于铜与氧化铜共晶温度(1063℃)的温度范围进行热处理直接接合。