Led集成封装结构及其封装方法
【专利摘要】本发明公开了一种LED集成封装结构，其包括：底座；至少一个LED芯片，其固定连接于上述底座上，该LED芯片具有正、负电极；绝缘层，其平铺于上述底座和LED芯片的表面，其中，上述LED芯片的正、负电极的表面露出该绝缘层；至少两个连接电极，其设置于上述底座和LED芯片上。另外还公开了一种LED集成封装方法。本发明的LED集成封装结构及其封装方法相比于现有技术具有集成度高、可靠性强、成本低且功能多样化的特点。
【专利说明】LED集成封装结构及其封装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种LED集成封装技术，特别涉及一种LED集成封装结构及其封装方法。
【背景技术】
[0002]随着社会对节能的推广日益加强并趋于普遍，LED产品已经被企业和家庭广泛使用，并被广泛应用照明装饰的各个领域。而为了形成优秀的LED产品，LED集成封装是其生产过程中非常重要的一步。
[0003]依托目前的LED集成封装技术，对于芯片和基板的封装，基本上还是依照传统的封装方法和结构进行。其大体上是将芯片固定到基板上，再通过接线工艺(接金线)来连接芯片和基板。目前的这种LED集成封装技术的缺点在于:仅能实现单个台面器件的封装，不能形成多个台面器件的同时封装；接线工艺的金线在使用中容易受到损坏，封装的可靠性不佳；基于接金线工艺的材料成本和工艺成本，目前的封装技术的材料成本和工艺成本都较高；基于基板、芯片和金线的结构，形成的电路比较简单，因此其所能提供的功能也较为单一。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是针对上述问题，提供一种集成度高、可靠性强、成本低且功能多样化的LED集成封装结构及其封装方法。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案:LED集成封装结构，其包括: 底座；
至少一个LED芯片，其固定连接于上述底座上，该LED芯片具有正、负电极；
绝缘层，其平铺于上述底座和LED芯片的表面，其中，上述LED芯片的正、负电极的表面露出该绝缘层；
至少两个连接电极，其设置于上述底座和LED芯片上。
[0006]优选地，沿上述底座的边缘上设置有高度限制环，上述LED芯片位于该高度限制环内。
[0007]优选地，上述的连接电极上刻有芯片图形。
[0008]LED集成封装方法，其包括以下步骤:
1)将具有正、负电极的LED芯片固定在底座上；
2)将填充剂涂布在上述LED芯片和底座的表面；
3)通过平板抛光工艺抛去上述LED芯片和底座表面上的部分上述填充剂，直至露出该LED芯片的正、负电极的表面，以及形成覆盖该LED芯片和底座表面的平面；
4)通过半导体工艺将连接电极安装到上述LED芯片和底座上。
[0009]优选地，上述的LED集成封装方法还包括在上述步骤4)之前进行的通过光刻工艺在上述连接电极上制作电极图形的步骤。[0010]优选地，上述的LED集成封装方法还包括在上述步骤I)之前进行的在上述底座的边缘上设置高度限制环的步骤，上述LED芯片位于该高度限制环内。
[0011]采用以上技术方案的有益效果在于:
(1)本发明的LED集成封装结构在LED芯片和底座的表面上平铺上一绝缘层，使得LED芯片和底座的表面形成一平面，然后通过连接电极连接底座和LED芯片；其与现有技术相t匕，具有优点:通过包括有LED芯片、底座、绝缘层和连接电极的结构，并且通过所形成的平面，不光可以实现单个台面器件的封装，还可以实现多个台面器件的集成封装，集成度高；通过连接电极代替原先的接金线，可靠性更强；设置连接电极，相比于采用金线，材料成本和工艺成本都得到了降低；形成平面和设置连接电极，为后续在其上制作电路提供条件，后续可以根据需要在其上设置控制电路等更复杂的电路设计，使得本LED集成封装结构的功能更趋于多样化；此外，平坦的连接电极的表面还可以更容易地实现双面发光结构的封装；
(2)本发明的LED集成封装方法主要通过填充剂和平板抛光工艺在LED芯片和底座的表面形成平面，然后再通过连接电极连接LED芯片和底座；其与现有技术相比，具有优点:通过设置LED芯片、底座和连接电极，并且通过涂布填充剂所形成的平面，不光可以实现单个台面器件的封装，还可以实现多个台面器件的集成封装，集成度高；通过连接电极代替原先的接金线，可靠性更强；设置连接电极，相比于采用金线，材料成本和工艺成本都得到了降低；形成平面和设置连接电极，为后续在其上制作电路提供条件，后续可以根据需要在其上设置控制电路等更复杂的电路设计，使得本LED集成封装结构的功能更趋于多样化；此夕卜，平坦的连接电极的表面还可以更容易地实现双面发光结构的封装。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明的LED集成封装结构一种实施方式下的结构示意图。
[0013]图2是本发明的LED集成封装结构另一种实施方式下的结构示意图。
[0014]图3A-3D是本发明的LED集成封装方法的实施步骤示意图。
[0015]其中，1.底座11.高度限制环2.LED芯片21.正电极22.负电极3.绝缘层
4.连接电极。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
[0017]如图1所示，在本发明的LED集成封装结构的第一种和最优实施方式中，该结构包括:底座I ;三个LED芯片2，其固定连接于底座I上，该LED芯片2具有正、负电极21、22 ；绝缘层3，其平铺于底座I和LED芯片2的表面，其中，正、负电极21、22的表面露出该绝缘层3，即绝缘层3结合底座I和LED芯片2形成一平坦的平面，但是露出正、负电极21、22，以便后续的连接电极4的安装；四个连接电极4，其设置于底座I和LED芯片2上。其中，绝缘层3可以为磷硅玻璃、环氧模塑料和透明树脂等具备绝缘、透光等特点的材料构成，通过这些材料还使得绝缘层3具备了反光、聚光的作用，从而降低光损失；连接电极4可以通过蒸发工艺、溅射工艺等半导体工艺安装在底座I和LED芯片2上。本结构通过包括有LED芯片
2、底座1、绝缘层3和连接电极4的结构，并且通过所形成的平面，不光可以实现单个台面器件的封装，还可以实现多个台面器件的集成封装，集成度高；通过连接电极4代替原先的接金线，可靠性更强；设置连接电极4，相比于采用金线，材料成本和工艺成本都得到了降低；形成平面和设置连接电极4，为后续在其上制作电路提供条件，后续可以根据需要在其上设置控制电路等更复杂的电路设计，使得本LED集成封装结构的功能更趋于多样化；此外，平坦的连接电极4的表面还可以更容易地实现双面发光结构的封装。
[0018]如图2所示，在本发明的LED集成封装结构的第二种实施方式中，该结构包括:底座I ;一个LED芯片2，其固定连接于底座I上，该LED芯片2具有正、负电极21、22 ;绝缘层3，其平铺于底座I和LED芯片2的表面，其中，正、负电极21、22的表面露出该绝缘层3，即绝缘层3结合底座I和LED芯片2形成一平坦的平面，但是露出正、负电极21、22，以便后续的连接电极4的安装；两个连接电极4，其设置于底座I和LED芯片2上。本实施方式可以替代上述的第一种方式进行实施，适用于单个台面器件封装的情况下，其所取得的优点同于第一种方式。
[0019]如图1和图2所示，在本发明的LED集成封装结构的第三种实施方式中，基于上述的第一种或者第二种实施方式，沿上述底座I的边缘上还可以设置有高度限制环11，上述LED芯片2位于该高度限制环11内。为了保证牢固性，高度限制环11 一般都可以与底座I一体成型，设置高度限制环11可以保证绝缘层3的高度和平整度。
[0020]在本发明的LED集成封装结构的第四种实施方式中，基于上述的第一种、第二种或者第三种实施方式，上述的连接电极上还可以刻有芯片图形(未示出)，其具体可以是通过光刻工艺等硅工艺进行光刻，刻有芯片图形的连接电极可以使得连接电极上可以形成实现更多功能的电路设计，电极图形可以根据需要进行绘制。
[0021 ] 如图3A-3D所示，在本发明的LED集成封装方法的第一种和最优实施方式中，该方法包括以下步骤:I)将具有正、负电极21、22的LED芯片2固定在底座I上，完成后的效果如图3A所示；2)将填充剂5涂布在LED芯片2和底座I的表面，完成后的效果如图3B所示；3)通过平板抛光工艺抛去LED芯片2和底座I表面上的部分填充剂5，直至露出正、负电极21、22的表面，以及形成覆盖LED芯片2和底座I表面的平面，完成后的效果如图3C所示；4)通过半导体工艺将连接电极4安装到LED芯片2和底座I上，完成后的效果如图3D所示。其中，底座I可以是通过金属(铜、铝等)、陶瓷或者塑料等热沉材料制成，其相比于现有的金属线路板可以获得更小的热阻性能，当然也是可以根据应用需求直接采用线路板的；而LED芯片2则可以具体通过合金工艺或者采用导热胶粘结的方式固定在底座I上，填充剂5则是可以采用磷硅玻璃、环氧模塑料和透明树脂等具备绝缘、透光和易抛光等特点的材料制成，通过这些材料还使得绝缘层3具备了反光、聚光的作用，从而降低光损失；半导体工艺则具体可以是采用蒸发工艺和溅射工艺等，半导体工艺和平板抛光工艺等都为现有技术中可以具体获知，在此不再详细赘述。
[0022]在本发明的LED集成封装方法的第二种实施方式中，基于上述的第一种实施方式，该方法还可以包括在上述步骤4)之前进行的通过光刻工艺在连接电极上制作电极图形(未示出)的步骤，其具体可以是通过光刻工艺等硅工艺进行光刻，刻有芯片图形的连接电极可以使得连接电极上可以形成实现更多功能的电路设计，电极图形可以根据需要进行绘制。
[0023]如图3A所示，在本发明的LED集成封装方法的第三种实施方式中，基于上述的第一种或者第二种实施方式，该方法还可以包括在上述步骤I)之前进行的在底座I的边缘上设置高度限制环11的步骤，LED芯片2位于该高度限制环11内。为了保证牢固性，高度限制环11 一般都可以与底座I 一体成型，设置高度限制环11可以在进行填充剂5的抛光过程中提供高度的参考，使得抛光完成的填充剂5可以获得满意的高度和平整度。
[0024]以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.LED集成封装结构，其特征在于:包括: 底座； 至少一个LED芯片，其固定连接于所述底座上，所述LED芯片具有正、负电极； 绝缘层，其平铺于所述底座和LED芯片的表面，其中，所述LED芯片的正、负电极的表面露出所述绝缘层； 至少两个连接电极，其设置于所述底座和LED芯片上。
2.根据权利要求1所述的LED集成封装结构，其特征在于:沿所述底座的边缘上设置有高度限制环，所述LED芯片位于所述高度限制环内。
3.根据权利要求1所述的LED集成封装结构，其特征在于:所述连接电极上刻有芯片图形。
4.LED集成封装方法，其特征在于:包括以下步骤: 1)将具有正、负电极的LED芯片固定在底座上； 2)将填充剂涂布在所述LED芯片和底座的表面； 3)通过平板抛光工艺抛去所述LED芯片和底座表面上的部分所述填充剂，直至露出所述LED芯片的正、负电极的表面，以及形成覆盖所述LED芯片和底座表面的平面； 4)通过半导体工艺将连接电极安装到所述LED芯片和底座上。
5.根据权利要求1所述的LED集成封装方法，其特征在于:还包括在所述步骤4)之前进行的通过光刻工艺在所述连接电极上制作电极图形的步骤。
6.根据权利要求1所述的LED集成封装方法，其特征在于:还包括在所述步骤I)之前进行的在所述底座的边缘上设置高度限制环的步骤，所述LED芯片位于所述高度限制环内。
【文档编号】H01L33/62GK103594462SQ201310546574
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月7日 优先权日:2013年11月7日
【发明者】马可军, 曹顿华, 李抒智, 梁月山 申请人:昆山开威电子有限公司