发光器件的芯片级封装方法及结构的制作方法_2

文档序号:8529445阅读:来源:国知局
件和方法步骤限定于实施方式的构 件和方法步骤。特别是,在实施方式中记载的结构部件的尺寸、材质、形状、其结构顺序和邻 接顺序以及制造方法等只要没有具体的限定,就仅作为说明例,而不是将本发明的范围限 定于此。附图中所示的结构部件的大小和位置关系是为了清楚地进行说明而放大示出。
[0043] 以下结合附图对本申请作进一步详细说明,但不作为对本申请的限定。
[0044] 实施例一:
[0045] 如图10所示,为本实施例提供的一种发光器件的芯片级封装方法,用于不需要转 换为白光的发光器件的封装,包括步骤:
[0046] 步骤101 :将至少一个倒装发光器件等距离排列在转换基膜上,所述倒装发光器 件的主出光面背离所述转换基膜,其中,所述转换基膜的表面具有一定粘度而且耐高温,用 于粘附所述倒装发光器件;本发明中的等距离是指多个倒装发光器件在X轴和y轴方向的 排列距离均相等。这里的转换基膜至少需要耐150°C高温,具体依照转换基膜的性质而定。 步骤102 :在所述转换基膜上的倒装发光器件之间和/或周围形成围坝;步骤102中设置围 坝的好处是有利于控制封装胶的厚度,在涂覆封装胶时,按照设置的围坝的高度来添加封 装胶,涂胶更均匀。本发明中的倒装发光器件是处于某一波段的发光器件。
[0047] 步骤103 :分别在所述倒装发光器件和转换基膜上涂覆封装胶,所述封装胶为光 固化封装胶、热固化封装胶或光固化与热固化结合的封装胶;
[0048] 步骤104 :待所述封装胶固化到无流动性时去除所述围坝;
[0049] 步骤105 :待所述封装胶固化,后切割所述封装胶;
[0050] 步骤106 :去除所述转换基膜,倒膜后得到芯片级结构。
[0051] 本发明中的发光器件包含发光二极管(LED)在内的具有发光有源区的半导体器 件,所述发光器件的主出光面上无需引出电极或引线。所述半导体器件发光波长不限于蓝 光,还可以包括整个可见光波段、紫外和红外波段,或者由前述波段的光组成的混合光。本 实施例以发光二极管为例说明本发明的芯片级封装方法和封装结构。
[0052] 倒装结构的LED芯片(即倒装发光器件)包含衬底10、第一半导体层11、有源区 12和第二半导体层13,第二电极14和第一电极15分别与第二半导体层13和第一半导体 层11电连接。所述第一半导体层11和第二半导体层13的导电类型相反。第一电极15和 第二电极14可以包含多层或单层,其中包含由反射率较高的导电材料层,如由Ag、Ru、Al等 高反射率金属组成的导电层,或高透射导电膜与高反射多层介质膜组成的复合光学膜,本 发明不对倒装发光器件的结构做具体限定,具体依实际情况而定。
[0053] 优选地,所述转换基膜为蓝膜、白膜或UV膜。当所述转换基膜为UV膜时,所述转 换基膜经紫外光照射后粘度在l_l〇〇gf/25mm之间,优选在20-80gf/25mm之间。
[0054] 所述封装胶,进一步为,有机硅型封装胶或树脂型封装胶,其中,
[0055] 当所述封装胶为有机硅型封装胶或树脂型封装胶时,所述转换基膜的粘度在 l-100gf/25mm之间。
[0056] 优选地,所述围坝的材料为塑料膜或光敏感型胶。本实施例中的所述围坝是网格 状或方框形的塑料贴膜。这里围坝的高度等于切割后封装胶的高度,即围坝高度等于倒装 发光器件之间的距离减去切割刀厚度后除以2,即围坝的高度在排列了倒装发光器件之后 就可以计算出来的。
[0057] 此外,还可在所述倒装发光器件的主出光面覆盖一层连接所述封装胶与主出光面 之间的介质膜,用于提高封装胶与主出光面的粘附性,所述介质膜的透射率大于等于70%。
[0058] 优选地,所述介质膜,进一步由氧化物或氮化物组成,这里所述的介质膜是与所述 封装胶粘附性比较好的氧化物或氮化物。本实施例中介质膜为氧化硅的介质膜,厚度优选 在50nm至200nm之间。
[0059] 步骤103中,所述切割所述封装胶后,所述倒装发光器件上方的封装胶厚度d= (w-r)/2,其中,w为所述倒装发光器件之间的距离,r为切割刀宽度,从图3中可以看到切割 位置,切割后封装胶的厚度约等于切割分离后四周的厚度。由于本发明中的倒装发光器件 在X轴和y轴方向上均是等距离排列,所以在X轴和y轴方向上w均一致。切割后,在芯片 级封装结构周围的封装胶厚度一致,以使得LED芯片发出的光与经荧光粉转化后的光在各 个方向上混光均匀,保证其色温均匀性。
[0060] 本发明还提供一种应用上述任一的发光器件的芯片级封装方法制成的芯片级封 装结构,图4中为根据上述方法后得到的芯片级封装结构剖视图,转换基膜30被从LED芯 片表面分离后,暴露第一电极15和第二电极14的表面。图5为将图4中的芯片级封装结 构倒装在支撑基板上的结构剖视图。将芯片级封装结构安装在电路板或支架70内,所述芯 片级封装结构的第一电极15和第二电极14通过焊接、粘接等方式与电路板或支架70上对 应的电极焊盘71和72固定并电连接。
[0061] 实施例二:
[0062] 在实施例一的基础上,结合图1至图5以及图10对本发明进行详细说明:
[0063] 倒装结构的LED芯片包含衬底10、第一半导体层11、有源区12和第二半导体层 13,第二电极14和第一电极15分别与第二半导体层13和第一半导体层11电连接。所述 第一半导体层11和第二半导体层13的导电类型相反。第一电极15和第二电极14可以包 含多层或单层,其中包含由反射率较高的导电材料层,如由Ag、Ru、Al等高反射率金属组成 的导电层,或高透射导电膜与高反射多层介质膜组成的复合光学膜。
[0064] 多个倒装LED结构LED芯片1、2、3以一定的间隔20排列在起着过渡作用的转换 基膜30上,图1中仅示出了三个倒装结构LED芯片,事实上可以是任意个,例如为了提高产 率和降低成本,LED芯片1、2、3可以排满整个转换基膜30。所述转换基膜30可以是表面有 粘性塑料膜,即用于进行芯片倒膜的蓝膜、白膜,或者UV膜;所述转换基膜30具有如下特 性:粘度适中,抗高温,在180度下数分钟不起皱;厚度为几十微米或大于100微米的膜厚; 所述转换基膜30易实现芯片的倒膜,即芯片容易被翻转到另一粘度更高的蓝膜或白膜上; 所述转换基膜30在其有粘性的一面涂覆上混有荧光粉的封装胶(简称荧光胶)后,荧光胶 可以固化。当然这里的转换基膜30也可以是一种具有上述特性的经过紫外光照射后粘度 适度的高温紫外膜,本发明不做具体限定。
[0065] 如图2A和2B所示,在转换基膜30和LED芯片1、2、3上涂覆封装胶50,或涂覆 混合有某波段光的转换材料55的封装胶50。封装胶可以是光固化或热固化的高光学性 能及物理性能胶,可以是有机硅型或树脂型。当采用有机硅型封装胶时,上述转换基膜 30的粘度在l_100gf/25mm之间;若转换基膜30采用UV膜,则该膜经UV照射后粘度在 l-100gf/25mm之间,优选在20-80gf/25mm之间。当采用树脂型封装胶时,转换基膜30的粘 度也在l-100gf/25mm之间。有机硅型封装胶的固化性能会受到转换基膜30上的粘附层的 影响,即被所述粘附层"毒化"后难于固化。因此,对转换基膜30有上述要求。总之,本发 明中所述转换基膜的组分和粘性材料的量不会导致封装胶无法固化。
[0066] 本发明采用塑料膜作为支撑和排列芯片的转换基膜,直接对芯片进行封装,大大 简化芯片的封装工艺步骤,同时节省了将芯片转移到其他支撑基板所需材料成本,对于降 低芯片封装成本具有重要意义。
[0067] 待固化后沿着图3所示的箭头方向切割切割。封装胶50在LED芯片1、2、3上方 的厚度D与切割分离后其四周的厚度(约(w-r)/2)大致相当,以使得LED芯片1-3发出的 光与经荧光粉55转化后的光在各个方向上混光均匀,保证其色温均匀性,w为LED芯片1至 3在转换基膜30上沿着X和
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