专利名称：发光二极管封装结构及其形成方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体封装结构，特别是关于一种双面发光的发光二极管封装结构及其形成方法。
背景技术：
随着半导体发光元件的技术日益进步，越来越多产品的发光源均采用发光二极管。半导体发光元件相较于传统灯泡其特点是具有较长的寿命、较低的能量消耗、较低的热能产生、较少的红外光光谱产生以及组件尺寸较小。现今半导体发光元件封装结构一般包括一基板，在该基板的一个表面上封装发光二极管，但是这样的结构往往只是能实现单方向发光，无法实现双面发光。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可双面发光的发光二极管封装结构及其形成方法。一种发光二极管封装结构，其包括至少两个半导体结构以及一连接层。所述每个半导体结构包括基板、设置在所述基板上的电路结构以及至少一发光元件。所述基板包括一第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面。所述发光元件设置在所述基板第一表面并电性连接所述电路结构。所述两个基板的第二表面分别贴附在所述连接层的两个相对的表面上，并且所述连接层与所述电路结构电性连接。一种发光二极管封装结构的形成方法，其包括以下几个步骤提供一基板，所述基板包括一第一表面及与所述第一表面相对的一第二表面；在所述基板上设置至少一个电路结构；将至少一个发光元件设置在所述基板的第一表面上，并分别电性连接所述至少一个电路结构；提供一连接层，并将所述设有发光元件及电路结构的两个基板的第二表面分别贴设并电性连接在所述连接层的两个相对的表面上。相较于现有技术，本发明的发光二极管封装结构采用两个半导体结构分别贴设并电性连接在一连接层的两个相对的表面上，使所述两个半导体结构背对背设置，从而使两个半导体结构中的发光元件可朝向两个相反的方向发光。
图1为本发明实施方式中的发光二极管封装结构的俯视图。图2为图1中的发光二极管封装结构沿II-II方向的剖视图。图3为本发明实施方式中的发光二极管封装结构形成方法的示意图。主要元件符号说明发光二极管封装结构10半导体结构100
连接层基板电路结构发光元件封装层第一表面第二表面第一孔洞第二孔洞第一电路结构第二电路结构承载层接触层连接部荧光粉
具体实施例方式下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。请参阅图1以及图2，本发明实施方式提供的发光二极管封装结构10包括两个结构相同的半导体结构100以及连接所述两个半导体结构100的连接层200。所述半导体结构100包括基板110、电路结构120、发光元件130以及封装层140。在本发明实施方式中，所述基板110为硅基板，其包括第一表面111以及与所述第一表面111相对的第二表面112。所述第一表面111以及第二表面112为平面。所述基板 110的第一表面111远离另一半导体结构100，而所述第二表面112面向该另一半导体结构 100。所述基板110上贯穿所述第一表面111和第二表面112分别开设有第一孔洞113及第二孔洞114。所述电路结构120包括彼此电性分离的第一电路结构121和第二电路结构122。所述第一电路结构121包括承载层121a、接触层121b以及电性连接所述承载层 121a、接触层121b的连接部121c。所述承载层121a设置在所述基板110的第一表面111 上，所述接触层121b对应设置在所述基板110的第二表面112上，所述连接部121c设置在所述基板110的第一孔洞113内壁上，并电性连接所述承载层121a和接触层121b。所述第二电路结构122的结构与所述第一电路结构121的结构相同，其包括承载层122a、接触层122b以及电性连接所述承载层12 和接触层122b的连接部122c。所述承载层12 设置在所述基板110的第一表面111上，所述接触层122b对应设置在所述基板110的第二表面112上，所述连接部122c设置在所述基板110的第二孔洞114的内壁上， 并电性连接所述承载层12 和接触层122b。本实施方式中，所述发光元件130设置在所述基板110的第一表面111上，并采用覆晶方式与所述承载层121a和承载层12 电性连接。可以理解，所述发光元件130也可利用打线接合(wire bonding)或共晶的方式与所述承载层121a和承载层12 电性连接。
200 110 120 130 140 111 112
113
114 121 122
121a,122a 121b,122b 121c,122c 141所述发光元件130可为III-V族化合物半导体芯片或II-VI族化合物半导体芯片，其出射光可为可见光或不可见光，例如紫外(UV)光、蓝光、绿光或多波长的半导体发光元件等。 然而，发光元件130并不只局限于发光二极管，也可以为激光二极管(laser diode)等其它半导体发光元件。所述半导体结构100中的发光元件130的数量并不限于一个，每个半导体结构100中的发光元件130的数量也可为多个。所述封装层140形成于所述半导体结构100的第一表面111上并且包覆所述发光元件130以及所述第一电路结构121的承载层121a和第二电路结构122的承载层122a。 所述封装层140用于保护所述发光元件130免于遭受破坏，以及避免灰尘、水汽等影响。所述封装层140为一透明结构，其材质可为硅、玻璃、环氧树脂(印oxy)等。为了使所述发光二极管封装结构10能够发出多个波长的光，所述封装层140中可掺入荧光粉141。在本实施方式中，所述荧光粉141材质可选自石榴石(garnet)、硅酸盐、氮化物、氮氧化物、磷化物、 硫化物中之一或几种组合的化合物。所述两个半导体结构100通过所述连接层200连接，所述两个半导体结构100的基板110的第二表面112分别贴合在所述连接层200的两个相对的表面上，从而使所述两个半导体结构100上的发光元件可分别朝向两个相反的方向发光。所述基板110的第二表面112与所述连接层200接触时，其上的接触层121b和接触层122b与所述连接层200电性连接，同时使得第一电路结构121与第二电路结构122电性分离。所述连接层200同时还用以将所述第一电路结构121和第二电路结构122电性连接至外部电路。在本实施方式中，所述连接层200为一金属电路层。在其他实施方式中，所述半导体结构100的基板110的第一表面111上具有一凹槽结构(图未示)，使得发光组件130收容于所述凹槽结构中，所述凹槽结构用于固定所述半导体结构100的光场以及增加其出光效率。请参阅图3，其为本发明实施方式提供的发光二极管封装结构的形成方法的示意图。所述发光二极管封装结构的形成方法包括以下几个步骤步骤一，提供一基板110，所述基板110包括一第一表面111以及与所述第一表面 111相对的第二表面112。所述基板110上开设多个贯穿所述基板110的第一表面111和第二表面112的第一孔洞113及第二孔洞114。在本实施方式中，所述基板110为硅基板。步骤二，在所述基板110上设置多个彼此电性分离的电路结构120。请结合图2，所述电路结构120包括第一电路结构121以及第二电路结构122，所述第一电路结构121包括形成在所述基板110的第一表面111的承载层121a，形成在所述基板110的第二表面112 的接触层121b以及设置在所述基板110的第一孔洞113中并电性连接所述承载层121a和接触层121b的连接部121c。所述第二电路结构122包括形成在所述基板110的第一表面 111的承载层122a、形成在所述基板110的第二表面112的接触层122b以及分别设置在所述基板110的第二孔洞114中并电性连接所述承载层12 和接触层122b的连接部122c。步骤三，将多个发光元件130设置在所述基板110的第一表面111上，并分别电性连接所述电路结构120。所述发光元件130采用覆晶方式分别与所述第一电路结构121的承载层121a及所述第二电路结构122的承载层12 电性连接。可以理解，所述发光元件 130也可利用打线接合或共晶的方式与所述电路结构120电性连接。所述发光元件130可为III-V族化合物半导体芯片或II-VI族化合物半导体芯片，其出射光可为可见光或不可见光，例如紫外(UV)光、蓝光、绿光或多波长的半导体发光元件等。然而，发光元件130并不只局限于发光二极管，也可以为激光二极管(laser diode)等其它半导体发光元件。步骤四，在所述基板110的第一表面111上包覆一封装层140。所述封装层140为一透明结构，并且其材质分别为硅(silicon)、玻璃(glass)、环氧树脂(印oxy)、其它任一可透光之材料或其组合。所述封装层140中还掺入有荧光粉141。在本实施方式中，所述荧光粉141为石榴石(garnet)、硅酸盐、氮化物、氮氧化物、磷化物、硫化物或者其组合的化合物。步骤五，提供一连接层200，将两个基板110的第二表面112分别贴设并电性连接在所述连接层200的两个相对的表面上，使所述两个基板110上的发光元件130可分别朝向两个相反的方向发光。所述连接层200与所述第一电路结构121的接触层121b和第二电路结构122的接触层122b电性连接。所述连接层200还用以连接外部电路。在本实施方式中，所述连接层200为一金属导电层。步骤六，切割形成多个双面发光的发光二极管封装结构10。相较于现有技术，本发明的发光二极管封装结构采用两个半导体结构分别贴设并电性连接在一连接层的两个相对的表面上，使所述两个半导体结构背对背设置，从而使两个半导体结构中的发光元件可朝向两个相反的方向发光。可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种像应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种发光二极管封装结构，其特征在于，所述发光二极管封装结构包括至少两个半导体结构以及一连接层，所述每个半导体结构包括基板、设置在所述基板上的电路结构以及至少一发光元件，所述基板包括一第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，所述发光元件设置在所述基板第一表面并电性连接所述电路结构，所述两个基板的第二表面分别贴附在所述连接层的两个相对的表面上，并且所述连接层与所述电路结构电性连接。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于所述电路结构包括彼此电性分离的一第一电路结构和一第二电路结构，所述第一电路结构以及第二电路结构分别包括设置在所述基板第一表面上的一承载层、设置在所述基板第二表面上的一接触层及电性连接所述承载层、接触层的一连接部，所述发光元件分别与所述第一电路结构的承载层及所述第二电路结构的承载层电性连接，所述第一电路结构及第二电路结构的连接层分别与所述第一电路结构及第二电路结构的接触层电性连接。
3.如权利要求2所述的发光二极管封装结构，其特征在于所述基板上设有贯穿所述第一表面和第二表面的至少一第一孔洞以及至少一第二孔洞，所述第一电路结构的连接部设置在所述第一孔洞内壁上，并电性连接所述第一电路结构的承载层和接触层，所述第二电路结构的连接部设置在所述第二孔洞内壁上，并电性连接所述第二电路结构的承载层和接触层。
4.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于所述连接层用以连接所述至少两个半导体结构以及用以电连接外部电路，其为一金属电路层。
5.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于所述半导体结构还包括一封装层，所述封装层形成于所述半导体结构的基板的第一表面上。
6.一种发光二极管封装结构的形成方法，其包括以下几个步骤提供一基板，所述基板包括一第一表面及与所述第一表面相对的一第二表面；在所述基板上设置至少一个电路结构；将至少一个发光元件设置在所述基板的第一表面上，并分别电性连接所述至少一个电路结构；提供一连接层，并将所述设有发光元件及电路结构的两个基板的第二表面分别贴设并电性连接在所述连接层的两个相对的表面上。
7.如权利要求6所述的发光二极管封装结构的形成方法，其特征在于所述基板上设置有多个电路结构且多个发光元件设置在所述多个电路结构上，所述发光二极管封装结构的形成方法还包括步骤切割形成多个发光二极管封装结构。
8.如权利要求6所述的发光二极管封装结构的形成方法，其特征在于所述基板上开设多个贯穿所述基板的第一表面和第二表面的第一孔洞和第二孔洞。
9.如权利要求8所述的发光二极管封装结构的形成方法，其特征在于所述电路结构包括多个第一电路结构及多个第二电路结构，所述多个第一电路结构以及多个第二电路结构分别包括形成在所述基板第一表面的一承载层，形成在所述基板第二表面的一接触层及设置在所述基板的第一孔洞中并电性连接所述承载层和接触层的一连接部，所述发光元件分别与所述第一电路结构的承载层及所述第二电路结构的承载层电性连接。
10.如权利要求6所述的发光二极管封装结构的形成方法，其特征在于在将至少一个发光元件设置在所述基板的第一表面上，并分别电性连接所述至少一个电路结构的步骤之后还包括在所述基板的第一表面上包覆一封装层的步骤。
全文摘要
一种发光二极管封装结构，其包括至少两个半导体结构以及一连接层。所述每个半导体结构包括基板、设置在所述基板上的电路结构以及至少一发光元件。所述基板包括一第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面。所述发光元件设置在所述基板第一表面并电性连接所述电路结构。所述两个基板的第二表面分别贴附在所述连接层的两个相对的表面上，并且所述连接层与所述电路结构电性连接。本发明还提供一种发光二极管封装结构的形成方法。
文档编号H01L25/075GK102339819SQ20101023902
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月28日 优先权日2010年7月28日
发明者叶进连, 廖启维, 曾文良, 林志勇, 谢明村, 陈隆欣 申请人:展晶科技(深圳)有限公司, 荣创能源科技股份有限公司