Led封装结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种LED封装结构。一种LED封装结构包括：基板；设置在基板上的至少两个LED芯片；至少两个荧光胶部，由荧光胶分别覆盖每个LED芯片形成，所述荧光胶部使得至少一个LED芯片与其他LED芯片最终射出的光束具有不同的色温；贯穿基板设置的管脚，所述管脚与所述LED芯片数量相对应，每个所述LED芯片与相应的管脚电连接；以及包覆在所述基板周围的、除了所述荧光胶部以及管脚之外的区域的钝化层。本实用新型可根据用户需求调整LED芯片的间距，制定不同间距的封装一体化的可调色温LED器件。
【专利说明】
LED封装结构
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种LED封装结构。
【背景技术】
[0002]LED(Light Emitting D1de)即发光二极管，以其良好的性能被广泛地应用在不同的照明领域。然而随着照明技术的发展，单一色温和亮度的LED芯片已经不能满足不同场合的照明需求。因此可调色温LED出现在市场上。
[0003]目前，可调色温的LED，例如根据客户需求定制相应色温的双色温LED广泛应用于照明和手持设备的闪光灯中，尤其是应用于智能手机的闪光灯领域。作为拍摄装置的闪光灯，双色温LED相比单个LED，其会使得拍摄装置所拍摄出来的照片色彩更加鲜艳，拍摄效果更加逼真。而目前用于闪光灯的双色温LED大多采用一只暖白色和一只高亮度冷白色的LED配合使用，以达到双色温LED的效果。但是对于这种采用两只LED配合使用的情形，当将其用于拍摄装置的闪光灯时，由于两只LED之间的间距会对拍摄出来的照片的拍摄效果产生很大影响，因此需要对两个单独的LED的间距进行调整，这样就对电路的布局布线(layout)造成一定困难。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型基于现有技术存在的缺陷，提出一种基于CSP的LED封装结构。
[0005]本实用新型提供一种LED封装结构，包括:
[0006]基板；
[0007]设置在基板上的至少两个LED芯片；
[0008]至少两个荧光胶部，由荧光胶分别覆盖每个LED芯片形成，所述荧光胶部使得至少一个LED芯片与其他LED芯片最终射出的光束具有不同的色温；
[0009]贯穿基板设置的管脚，所述管脚与所述LED芯片数量相对应，每个所述LED芯片与相应的管脚电连接;以及
[0010]包覆在所述基板周围的、除了所述荧光胶部以及管脚之外的区域的钝化层。
[0011]进一步地，所述荧光胶部中，至少一个荧光胶部的荧光粉的含量或种类不同于其他荧光胶部。
[0012]进一步地，所述至少两个LED芯片包括第一LED芯片和第二LED芯片，所述第一LED芯片和第二 LED芯片均为蓝光LED芯片。
[0013]进一步地，利用导线或导电层实现LED芯片与管脚的电连接。
[0014]进一步地，利用光敏聚酰亚胺形成所述钝化层。
[0015]本实用新型优选实施例的所述LED封装结构，通过将至少两个LED芯片设置在基板上，采用荧光胶分别覆盖每个LED芯片表面形成荧光胶部，所述荧光胶部使得至少两个LED中的至少一个LED芯片与其他LED芯片最终射出的光束具有不同的色温;贯穿基板设置有管脚，每个所述LED芯片分别与相应的管脚电连接，钝化层包覆在所述基板周围的除了荧光胶以及管脚之外的区域，形成一个CSP封装的色温可调的一体化芯片。优选地，通过采用含有荧光粉含量或种类不同的荧光胶构成色温可调的封装结构。并且，在封装结构的封装过程中，可以根据需要设定至少两个LED芯片之间的间距，从而满足不同的照明需求。同时，实现所述封装结构的封装方法既兼容常规的LED封装方法又充分利用了半导体芯片加工工艺，使二者工艺相结合。而且，可调色温LED封装结构易于分离。
[0016]优选地，本实用新型优选实施例的所述可调色温的LED封装结构，所述LED芯片为两个，通过采用两种不同荧光粉含量或数量的荧光胶，制作得到双色温LED封装结构。优选地，双色温LED是指暖白色LED和冷白色LED，暖白色LED色温低。通常暖白色LED色温是3000K，冷白色LED色温大于7000K。
[0017]以下结合附图及【具体实施方式】对本实用新型的技术方案做进一步详细的描述，本实用新型的有益效果将进一步明确。
【附图说明】
[0018]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
[0019]图1(a)、l(b)示意性地示出了根据本实用新型一优选实施例的双色温LED封装结构的剖面图及俯视图。
[0020]图2示意性地示出了根据本实用新型另一优选实施例的双色温LED封装结构的剖面图。
[0021 ]图3示出了根据本实用新型所述封装方法的流程图。
[0022]图4(a)、4(b)为根据本实用新型封装方法中的管脚形成步骤的示意图。
[0023]图5(a)、5(b)为根据本实用新型封装方法中的芯片固定步骤的示意图。
[0024]图6为根据本实用新型封装方法中的荧光胶部形成步骤的示意图。
[0025]图7(a)_(c)为根据本实用新型封装方法中的钝化层形成步骤的示意图。
[0026]图8为根据本实用新型的封装方法中的管脚优化步骤的示意图。
【具体实施方式】
[0027]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0028]芯片尺寸封装(CSP，ChipScale Package)作为一种芯片封装形式或标准，其封装尺寸和芯片核心尺寸基本相同，例如芯片内核面积与封装面积的比例约为1: 1.1，故称为CSP。本实用新型所述的LED封装结构及其封装方法即为基于CSP，使得封装后所述可调色温的LED封装结构的尺寸与芯片核心尺寸基本相同。根据本实用新型的所述LED封装结构，其包括:基板;设置在基板上的至少两个LED芯片;至少两个荧光胶部，由荧光胶分别覆盖每个LED芯片形成，所述荧光胶部使得至少一个LED芯片与其他LED芯片最终射出的光束具有不同的色温;贯穿基板设置的管脚，所述管脚与所述LED芯片数量相对应，每个所述LED芯片与相应的管脚电连接；以及包覆在所述基板周围的、除了所述荧光胶部以及管脚之外的区域的钝化层。
[0029]需要说明的是，荧光胶分别覆盖每个LED芯片形成荧光胶部，并不限定荧光胶仅只覆盖LED芯片部分，还涵盖了荧光胶可以覆盖LED芯片的相连部分，比如，荧光胶可以覆盖与LED芯片电连接的引线或导电层的部分、还可以一并覆盖引线以及与引线电连接的管脚在基板具有LED芯片那一面上的露出部分。
[0030]以下结合附图对本实用新型所述可调色温的LED封装结构及其封装方法进行说明。需要说明的是，为方便起见，本实用新型以下以双色温LED封装结构为例对本实用新型的实施方式进行说明，然而所属领域的技术人员能够了解的是，本实用新型所述方法及结构显然能够应用于多色温LED。
[0031]图1(a)、l(b)示意性地示出了根据本实用新型一优选实施例的双色温LED封装结构的剖面图及俯视图。如图l(a)、l(b)所示，所述双色温LED封装结构包括基板I，设置在基板I上的第一 LED芯片和第二 LED芯片72，覆盖在第一 LED芯片7工的第一荧光胶部5和覆盖在第二 LED芯片72的第二荧光胶部6，贯穿基板I的上下表面而设置的第一管脚如和第二管脚42，所述第一LED芯片与第一管脚屯电连接，第二LED芯片72与第二管脚42电连接；以及包覆在基板I周围除第一荧光胶部5和第二荧光胶部6以及各管脚之外的区域的钝化层2。
[0032]所述基板I优选硅晶片，例如晶圆。设置在所述基板I上的所述第一LED芯片7:和第二 LED芯片72优选蓝光LED，也可根据需要选取其他颜色的光源，其通过，例如导热胶粘贴在基板I上。所述第一荧光胶部5和第二荧光胶部6中荧光粉的含量或种类不同，从而使得两LED芯片最终射出的光束具有不同的色温，例如分别为色温大约3000K的暖白色光源和色温大于7000K的冷白色光源。所述第一、二荧光胶部可通过荧光粉与环氧树脂混合而成，当然，此处仅是示例性说明，只要能形成具有所需色温的荧光粉和荧光胶即可。
[0033]所述第一管脚屯和第二管脚42由贯穿所述基板I的上下表面的金属，例如铜、铝等形成。如图1(b)所示，一对第一管脚如形成在第一 LED芯片的两侧，两管脚的位于基板I的上表面的一端与第一 LED芯片7ι形成电连接。一对第二管脚42形成在第二 LED芯片72两侧，两管脚的位于基板I的上表面的一端与第二 LED芯片72电连接。在一个优选实施例中，利用导线，例如利用金线8，采用金线键合的方式实现所述电连接。所述钝化层2用于形成保护层，优选光敏聚酰亚胺制成，也可采用其他光敏材料。
[0034]图2示意性地示出了根据本实用新型另一优选实施例的双色温LED封装结构的剖面图。如图2所示，其与图1(a)、l(b)所示实施例区别在于LED芯片与管脚的电连接方式不同，具体地，采用导电层9实现所述光源与其各管脚之间的电连接，其余结构与第一优选实施例相同，在此不再赘述。对于导电层9的形成，下文将进一步描述。
[0035]下面说明根据本实用新型所述的可调色温的LED封装方法，该方法包括:管脚形成步骤，在基板上形成贯通孔，并在所述贯通孔中填充金属以形成管脚;芯片固定步骤，将至少两个LED芯片固定在基板上，并使所述LED芯片分别与其各自的管脚电连接;荧光胶部形成步骤，分别在每个所述LED芯片上涂覆荧光胶，以形成至少两个荧光胶部，其中，所述荧光胶部使得至少一个LED芯片与其他LED芯片最终射出的光束具有不同的色温;钝化层形成部，在基板上除了荧光胶部和管脚之外的位置形成钝化层；以及分离步骤，切割基板，形成分离的可调色温的LED封装结构。以下结合图3、4(a)-4(b)、5(a)-5(b)、6、7(a)-7(c)以及图8以获得上述双色温LED封装结构的封装方法为例，描述根据本实用新型的获得上述可调色温的LED封装结构的封装方法。与上述双色温封装结构类似的，本实用新型显然不局限于双色温LED的封装方法。
[0036]图3示出了根据本实用新型所述封装方法的流程图。如图3所示，所述封装方法包括:管脚形成步骤，在基板I上形成贯通孔，并在孔中填充金属以形成管脚;芯片固定步骤，将所述第一 LED芯片和第二 LED芯片72固定在基板I上，并使第一、第二 LED芯片与其各自的管脚形成电连接;荧光胶部形成步骤，在对置的第一、第二LED芯片上分别涂覆荧光胶以分别形成第一荧光胶部5和第二荧光胶部6;钝化层形成步骤，在基板上除了第一、第二荧光胶部和管脚的位置形成所述钝化层2;以及分离步骤，切割基板，形成各所述可调色温的LED封装结构。以下对各步骤进行详细描述。
[0037]步骤S1:管脚形成步骤，即在基板I上形成贯通孔，并在孔中填充金属以形成各管脚，如图4(a)、4(b)所示。
[0038]具体地，选取硅晶片作为基板I，并在其上形成多个贯通孔H，如图4(a)所示。为提高打孔精度，优选利用激光打孔。该多个贯通孔根据LED芯片的尺寸及其在基板I上的排布成列设置，本实用新型中，以形成双色温LED芯片为例，所述LED芯片互相对置，管脚形成在两对置的LED芯片内的外侧。然而本实用新型并不限于此，关于管脚孔的排布，包括每对管脚孔之间的距离和两对管脚孔之间的距离等，可以根据LED芯片的尺寸、数量及其在基板上的排布方式来确定。更进一步地，对于双色温的LED封装结构来说，可以根据需要设置两LED芯片之间的距离，如此则在形成管脚孔时参考该距离设置管脚孔的排布方式。
[0039]接下来，在所述孔中填充金属3，例如铜、铝等，用以形成各管脚，即各第一管脚如和第二管脚42，如图4(b)所示。填充金属3，例如可以利用填充装置将液态金属填充到孔中，并使所述金属固化。
[0040]进一步地，通过电镀金属，例如铜、锡、镍或金等，并优选机械抛光的方式生成所述管脚(如图8所示)。需要说明的是，该步骤也可在形成钝化层之后进行，如下文所述。
[0041]步骤S2:芯片固定步骤，即将所述第一 LED芯片和第二 LED芯片72固定在基板I上，并使第一 LED芯片、第二 LED芯片72与其各自的所述管脚形成电连接。
[0042]具体地，首先，将所述第一LED芯片7:和第二 LED芯片72对置地放置并固定在基板I上的两对管脚之间，如图5(a)所示。所述第一LED芯片和第二LED芯片72优选蓝光LED，当然根据需要，也可选用其他颜色的LED。如上文所述，可以利用导热胶将所述LED芯片粘贴到所述基板I上，当然也可以利用其它粘贴或其他固定方式，使得所述LED芯片在所述基板I上固定。此处，如上文所述，第一 LED芯片7:和第二 LED芯片72之间的距离可以预先根据需要设置，从而满足对可调色温光源的不同需求，例如尺寸等。
[0043]接下来，使第一LED芯片和第二 LED芯片72与其各自的管脚进行电连接，如图5(b)所述。
[0044]在本实用新型的一个实施例中(对应于图l(a)、l(b)所示的结构)，利用导线，例如采用金线键合的方式，将两LED芯片的电极与其各自的管脚连接起来，实现两者的电连接。具体地，如图5(b)所示，对于第一LED芯片7:，采用，例如金线键合的方式分别将其电极与其两侧的一对第一管脚如电连接。同样的，对于第二LED芯片72分别将其电极与其两侧的一对第二管脚42电连接。
[0045]在本实用新型的另一个实施例中(对应于图2所示的结构)，利用电镀导电层的方式实现两LED芯片的电极与其各自的管脚的电连接。具体地，首先在基板I的上表面旋涂光敏聚酰亚胺，旋涂厚度同所述LED芯片厚度。之后进行光刻，露出所述LED芯片以及所述管脚部分。接下来在LED芯片电极与所述管脚之间电镀导电层，并优选利用机械抛光去除其他无用金属，以实现LED芯片的电极与其各自的管脚的电连接。当然，也可以首先电镀金属层，再旋涂上述光敏聚酰亚胺，之后通过腐蚀去除无用的电镀金属层。
[0046]步骤S3:荧光胶部形成步骤，分别在第一 LED芯片和第二 LED芯片72上涂覆并固化荧光胶以分别形成第一荧光胶部5和第二荧光胶部6，使得第一 LED芯片和第二 LED芯片72最终射出的光具有不同色温。
[0047]如图6所示，利用，例如点胶机，将两种不同的荧光胶分别涂覆在第一LED芯片74口第二 LED芯片72上。如上文所述，两种不同的荧光胶中荧光粉的含量或种类不同的荧光胶，从而经形成的所述第一荧光胶部5和第二荧光胶部6中射出的光束具有不同的色温，例如分别为色温大约3000K的暖白色光源和色温大于7000K的冷白色光源。接下来，对涂覆后的荧光胶进行加热以使之固化，从而形成第一荧光胶部5和第二荧光胶部6。具体地，例如高温使所述荧光胶固化。
[0048]步骤S4:钝化层形成步骤，在基板I的除了第一荧光胶部5、第二荧光胶部6和管脚的位置形成所述钝化层2。
[0049]图7(a)_7(c)示出了本实用新型一优选实施方式的形成钝化层的步骤。首先，如图7(a)、7(b)所示，利用，例如涂覆机在基板I的上下表面旋涂形成钝化层的材料。形成钝化层的材料优选光敏材料，例如光敏聚酰亚胺，或其他光敏材料。之后可优选对涂覆层进行加热使之尽快固化。
[0050]然后，利用例如光刻机对涂覆了钝化层的基板I的上下表面分别进行光刻，使得基板I上表面的第一荧光胶部5、第二荧光胶部6(如图7(a)中所示的各圆形区域)以及位于基板I下表面的管脚部位露出。
[0051]接下来，在对其上下表面形成了钝化层的基板的上表面各列LED芯片对之间的位置沿纵横两个方向刻槽，并在槽中填充光敏聚酰亚胺，如图7(c)所示。通过在所述槽中填充光敏聚酰亚胺，实现在基板I的周向形成所述钝化层2。
[0052]进一步，还可以在钝化层形成步骤之后，优选地包括管脚优化步骤，利用例如光刻机对涂覆了钝化层的基板I的上表面进行光刻，使得基板I上表面的第一荧光胶部5、第二荧光胶部6(如图7(a)中所示的各圆形区域)露出；利用例如光刻机对涂覆了钝化层的基板I的下表面进行光刻，使得位于基板I下表面的管脚孔(如图7(b)中所示的各方形区域)露出，之后，在基板I的下表面的管脚孔露出的部位进一步生成优化的管脚。具体地，通过电镀铜、锡、镍或金等金属并优选机械抛光的方式进一步生成如图8所示的优化的管脚。该通过电镀上述金属优化管脚的步骤如上文对步骤SI的描述可知也可包含在管脚形成步骤SI中。
[0053]步骤S5:分离步骤，即切割基板，形成各所述可调色温的LED封装结构。
[0054]为生成最终的各分离的可调色温的LED封装结构，需要对所述基板进行切割。切割优选使用DISCO划片机或者激光切片。以利用DISCO划片机为例，优选将切割线设定在所述其中填充了光敏聚酰亚胺的横纵方向的各槽的中间位置，从而使最终获得的各可调色温的LED封装结构的结构均匀、相同。
[0055]以上结合附图对本实用新型的可调色温的LED封装结构及封装方法进行了说明。根据本实用新型的方案，采用硅晶片将多只LED芯片封装到一起，并利用荧光粉含量或种类不同的荧光胶涂覆LED芯片表面以形成可调色温的LED封装结构。根据本实用新型的所述可调色温的LED封装结构由于将多个LED芯片封装到一起构成色温可调的封装结构，在封装结构的封装过程中，可以根据需要设定两LED芯片之间的间距，从而满足不同的照明需求。同时，实现所述封装结构的封装方法既兼容常规的LED封装方法又充分利用了半导体芯片加工工艺。
[0056]综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
[0057]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种LED封装结构，其特征在于，包括: 基板； 设置在基板上的至少两个LED芯片； 至少两个荧光胶部，由荧光胶分别覆盖每个LED芯片形成，所述荧光胶部使得至少一个LED芯片与其他LED芯片最终射出的光束具有不同的色温； 贯穿基板设置的管脚，所述管脚与所述LED芯片数量相对应，每个所述LED芯片与相应的管脚电连接;以及 包覆在所述基板周围的、除了所述荧光胶部以及管脚之外的区域的钝化层。2.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，其中， 所述荧光胶部中，至少一个荧光胶部的荧光粉的种类不同于其他荧光胶部。3.如权利要求1或2所述的封装结构，其特征在于，其中， 所述至少两个LED芯片包括第一 LED芯片和第二 LED芯片，所述第一 LED芯片和第二 LED芯片均为蓝光LED芯片。4.如权利要求1或2所述的封装结构，其特征在于，其中， 利用导线或导电层实现LED芯片与管脚的电连接。5.如权利要求1或2所述的封装结构，其特征在于，其中， 利用光敏聚酰亚胺形成所述钝化层。
【文档编号】H01L33/48GK205508860SQ201620040876
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年1月15日
【发明人】徐彭飞, 唐晓晖, 刘臻, 杨萍, 徐伟成
【申请人】珠海格力电器股份有限公司