专利名称：一种led封装结构及其封装方法
技术领域：
本发明属于光电器件的制造领域，涉及一种LED的封装结构及其制造方法。
背景技术：
发光二极管(LED)光源具有高效率、长寿命、不含Hg等有害物质的优点。随着LED 技术的迅猛发展，LED的亮度、寿命等性能都得到了极大的提升，使得LED的应用领域越来 越广泛，从路灯等室外照明到装饰灯等室内照明，均纷纷使用或更换成LED作为光源。在LED的封装结构中，为了提升LED的亮度并达到更好的可靠性效果，通常会在 LED表面使用硅胶或环氧树脂等做成半球形或其他形状的透镜以提高LED的出光率。目前， 主要通过两种封装工艺来形成LED表面的透镜。一种是通过模具在LED表面形成透镜，另 一种是首先将透镜注塑成型，然后再将透镜通过涂胶或灌胶的方式粘贴在LED表面。如公开号为CN101162750的中国专利申请公开了一种底部注胶透镜成型的功率 LED及其制造方法，包括步骤在基板上设置注胶孔和排气孔，在基板上安装LED芯片并完 成电气连接后，将用于透镜成型的模具压在基板上，从基板底部注胶孔注入封装胶体，待注 胶完成胶体固化后取下模具，完成LED芯片的封装透镜的成型。但是，这种制造方法需要使 用透镜成型的模具，且生产工艺比较复杂。如果用自动机台进行模造，则对于机台的投入将 非常高，但产能却较低；如果采用简单的治具来进行模造，又难以控制透镜的质量和LED封 装的过程质量。又如公开号为CN101404317的中国专利申请公开了一种大功率白光LED封装方 法，包括步骤一提供两片电极片及安装两片电极片的基座；步骤二 将LED晶片固定在 上述基座内，并进行烘烤；步骤三焊线，使LED晶片的正负极分别与所述两片电极片电连 接；步骤四将以透镜封盖住所述基座，并使该透镜与基座粘合；步骤五烘烤使上述部件 固定成型。但是这种将注塑成型的透镜粘贴在LED晶片表面的封装方法会产生透镜与封装 材料之间的界面，所述界面将会造成出光率的一定损失；并且相异材料的界面在长期使用 的过程中也会由于热失配等问题引起光衰减等问题；同时这种封装方法在生产过程中也存 在着对封装质量难以管控且难以实现自动化生产的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种低成本、品质可控的 无模具直接成型的LED封装结构。同时，本发明还提供了所述LED封装结构的封装方法。一种LED封装结构，其包括基板、LED芯片、一个或者多个凸壁，以及由凸壁限制成 型的胶体透镜。所述凸壁设置在基板上，至少一个LED芯片设置在凸壁包围的区域内的基 板上，该凸壁包围的区域内设置有包裹LED芯片的胶体透镜。所述胶体透镜是通过将液态 胶体放置在凸壁限制的区域内，利用液体的表面张力形成所需的胶体形状，并固化成型。一种LED封装方法，其特征在于包括如下步骤
Sl 在基板上形成凸壁；S2 将至少一个LED芯片固设于凸壁形成的限制区域内的基板上；S3:在凸壁形成的限制区域的上方进行点胶，形成胶体透镜将LED芯片与外界隔罔。相对于现有技术，本发明的LED封装结构简单合理，易于生产及提高产率。相对于现有技术，本发明的LED封装方法可直接在LED芯片上方进行点胶工艺，同 时利用凸壁的结构防止封胶流体的向外扩展，形成形状规则的封胶透镜，工艺简单，品质可 控，同时适合晶圆级封装，封装效率高且生产成本低。为了能更清晰的理解本发明，以下将结合
阐述本发明的具体实施方式
。
图1是本发明LED封装结构第一实施例的剖面示意图。图2是图1所示LED封装结构的俯视图。图3a，3b和3c是本发明LED封装结构第一实施例的封装流程中各步骤的封装结 构剖面示意图。图4是本发明LED封装结构的在圆片上的俯视图。图5是本发明LED封装结构第二实施例的剖面示意图。图6是图5所示LED封装结构的俯视图。图7是本发明LED封装结构第三实施例的剖面示意图。图8是图7所示LED封装结构的俯视图。
具体实施例方式实施例1请同时参阅图1和图2，其中，图1是本发明LED封装结构的第一实施例的剖面示 意图，图2是图1所示LED封装结构的俯视图。该LED封装结构包括基板10、LED芯片20、 凸壁30以及胶体透镜40。该凸壁30设置在该基板10上形成一个限制区域，至少一个LED 芯片20设置在凸壁30的限制区域内并固定在基板10上。该胶体透镜40设置在所述LED 芯片20表面，并将LED芯片20包裹在内。具体的，所述基板10可以是硅片、陶瓷片、印刷电路板(PCB)、金属基印刷电路板 (MCPCB)或者玻璃片。所述凸壁30的宽度为IOum 5000um，高度为5um 5000um。所述凸壁30可以是
圆弧环形，或多边形环形，或由圆弧与多边形组合围成的环形，或者是断续型的围闭结构。 所述凸壁的材料为硅胶，环氧树脂，金属、氧化物、氮化物、聚酰亚胺或者是固化后永久使用 的光刻胶，或者是这些材料的混合物。所述胶体透镜的材料为环氧树脂、硅胶、环氧或硅胶的改性材料，或者是上述几种 材料与荧光粉的混合物。请参阅图3a，3b和3c，其是本发明LED封装结构的封装流程中各步骤的封装结构 剖面示意图。本发明的LED封装结构可以通过以下步骤形成Sl 在基板10上形成凸壁30。该凸壁30可以通过光刻成型的工艺形成，亦可以首先通过预成型形成凸壁30，然后再将凸壁30粘合在基板10上的工艺形成。S2 将至少一个LED芯片20固设于基板10，并位于凸壁30形成的限制区域内。S3 在基板10上形成胶体透镜40。具体的，在凸壁30形成的限制区域的上方进行 点胶工艺，胶水滴至限制区域内的基板10上将LED芯片20包裹在内。同时，由于胶体为流 体，则凸壁30此时限制胶体向外扩展，并且由于胶体的表面张力作用，胶体固化后在.LED 芯片20上方形成球体状的胶体透镜40。在此封装步骤中，可以根据胶水特性并通过控制点 胶量来形成各种表面球体形状以及不同尺寸规格的胶体透镜40，从而达到各种不同的出光 效果。请参阅图4，其是本发明LED封装结构的在圆片上的俯视图。在本发明的封装工艺 中，可以在一个晶圆片上同时形成多个LED封装结构，晶圆的尺寸为2英寸到12英寸都可 以实现。该LED封装结构也可以在陶瓷基板、金属基PCB基板上形成。陶瓷基板或者金属 基PCB基板的尺寸没有限制。在相同的晶圆或者同一块基板上，用相同的工艺过程，LED封 装结构的尺寸可以根据设计需求调整，之后再进行分割工艺，从而提高生产效率。实施例2请参阅图5和图6，图5是本发明LED封装结构的第二实施例的剖面示意图，图6 是图5所示LED封装结构的俯视图。第二实施例的LED封装结构与第一实施例的LED封装 结构大致相同，其区别仅在于在基板10上设置内凸壁32和外凸壁34，外凸壁34的半径 大于内凸壁32的半径。一个LED芯片20设置在内凸壁32的限制区域内并固定在基板10 上。其中，内凸壁32用于荧光粉和硅胶的混合物形成的荧光粉层50的涂覆，外凸壁34用 于胶体透镜40的成型封装。该荧光粉层50和胶体透镜40都是利用液态边缘被凸壁局限 后由表面张力自然成型的原理。凸壁环的数目可以不受限制，视工艺需要而定，原理都是液 滴在环状凸壁局限的情况下在表面张力的作用下自然成型。实施例3请参阅图7和图8，图7是本发明LED封装结构的第三实施例的剖面示意图，图8 是图7所示LED封装结构的俯视图。第三实施例的LED封装结构与第二实施例的LED封装 结构大致相同，其区别仅在于多个LED芯片20设置在内凸壁32的限制区域内并固定在基 板10上。所述多个LED芯片20的尺寸可以是相同，也可以是不同尺寸的芯片组合。多个 LED芯片20的种类也可以不同，由发出不同光的芯片组成多芯片的模组。相对于现有技术，本发明可以直接在LED芯片上进行点胶工艺形成封胶透镜，同 时利用凸壁的结构防止封胶流体的向外扩展，形成形状规则的封胶透镜，工艺简单，品质可 控，同时适合晶圆级封装，封装效率高且生产成本低。本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明 的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发 明也意图包含这些改动和变形。
权利要求
一种LED封装结构，其特征在于包括基板、至少一个LED芯片、一个或者多个凸壁，以及由凸壁限制成型的胶体透镜，所述凸壁设置在基板上，LED芯片设置在凸壁包围的区域内的基板上，该凸壁包围的区域内设置有包裹LED芯片的胶体透镜；所述胶体透镜是通过将液态胶体放置在凸壁限制的区域内，利用液体的表面张力形成所需的胶体形状，并固化成型。
2.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于所述凸壁为圆弧环形，或多边形 环形，或由圆弧与多边形组合围成的环形。
3.根据权利要求2所述的LED封装结构，其特征在于所述凸壁为连续环闭结构或断 续环闭结构。
4.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于所述凸壁的高度为5um 5000um。
5.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于所述凸壁的材料为硅胶，环氧树 脂，金属、氧化物、氮化物、聚酰亚胺或者是固化后永久使用的光刻胶，或者是上述材料的混 合物。
6.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于所述胶体透镜的材料为环氧树 脂、硅胶、环氧或硅胶的改性材料，或者是环氧树脂或硅胶与荧光粉的混合物。
7.根据权利要求1所述的LED封装结构，其特征在于所述基板为硅片、陶瓷片、印刷 电路板、金属基印刷电路板或者玻璃片。
8.—种LED封装方法，其特征在于包括如下步骤51在基板上形成凸壁；52将至少一个LED芯片固设于凸壁形成的限制区域内的基板上；53在凸壁形成的限制区域的上方进行点胶，形成胶体透镜将LED芯片与外界隔离。
9.根据权利要求8所述的封装方法，其特征在于通过光刻工艺在基板上形成所述凸壁。
10.根据权利要求8所述的封装方法，其特征在于首先通过预成型形成所述凸壁，然 后再将凸壁粘合在基板。
11.根据权利要求8所述的封装方法，其特征在于所述凸壁的材料为金属、氧化物、氮 化物、聚酰亚胺或者是固化后永久使用的光刻胶。
12.根据权利要求8所述的封装方法，其特征在于所述胶体透镜的材料为环氧树脂、 硅胶、环氧或硅胶的改性材料，或者是环氧树脂或硅胶与荧光粉的混合物。
全文摘要
本发明涉及一种LED封装结构及其封装方法。所述封装结构包括基板、LED芯片、一个或者多个凸壁，以及由凸壁限制成型的胶体透镜。所述凸壁设置在基板上，至少一个LED芯片设置在凸壁包围的区域内的基板上，该凸壁包围的区域内设置有包裹LED芯片的胶体透镜。所述胶体透镜是通过将液态胶体放置在凸壁限制的区域内，利用液体的表面张力形成所需的胶体形状，并固化成型。相对于现有技术，本发明的LED封装结构简单合理，生产工艺简单且成本较低。
文档编号H01L33/52GK101937962SQ201010243390
公开日2011年1月5日 申请日期2010年7月30日 优先权日2010年7月30日
发明者曾照明, 肖国伟, 阮承海, 陈海英 申请人:晶科电子(广州)有限公司