一种led晶片级封装方法
【专利摘要】本发明适用于LED封装【技术领域】，提供了一种LED晶片级封装方法，所述方法包括以下步骤：获取具有凹穴的透明基材，并使所述凹穴开口朝上，所述凹穴底面设有两个电隔离的导电层，所述导电层经凹穴侧面延至透明基材的底面；将具有正、负极导电体的LED晶片置于所述凹穴，并使所述正、负极导电体固接于相应导电层。如此封装而成的LED可直接焊接于应用端基板上，减去了常规封装所需支架层的热阻，利于晶片PN结散热，增强LED产品可靠性。
【专利说明】一种LED晶片级封装方法
【技术领域】
[0001]本发明属于LED封装【技术领域】，尤其涉及一种LED晶片级封装方法。
【背景技术】
[0002]目前，白光LED产品的封装方式是将LED晶片通过固晶胶粘接或共晶焊接的方式固定在支架上，采用金线将晶片的正极连接于支架的正极，晶片的负极连接于支架的负极，再填充符合目标色区的荧光粉。由于支架，晶片胶体的热膨胀系数不同，在支架，固晶胶，金线，胶体等方面容易出现可靠性问题。且LED支架种类繁多，粘接支架正负极的材质为P PA，P C T，E M C材质，在耐高温性，气密性均有较大缺陷，而影响LED产品可靠性；陶瓷支架具有较好的耐高温性和较好的气密性，但支架成本接近晶片成本，且陶瓷支架封装LED制费昂贵，设备投入大，产能小。总之，支架封装结构的LED照明产品在可靠性，使用寿命方面给LED照明产品替代传统照明带来较大阻碍。
【发明内容】
[0003]本发明实施例的目的在于提供一种LED晶片级封装方法，经该方法封装而成的LED可直接焊接于应用端基板上，减去了常规封装所需支架层的热阻，利于晶片PN结散热，增强LED产品可靠性。
[0004]本发明实施例是这样实现的，一种LED晶片级封装方法，包括以下步骤:
[0005]获取具有凹穴的透明基材，并使所述凹穴开口朝上，所述凹穴底面设有两个电隔离的导电层，所述导电层经凹穴侧面延至透明基材的底面；
[0006]将具有正、负极导电体的LED晶片置于所述凹穴,并使所述正、负极导电体固接于相应导电层。
[0007]本发明实施例先获取具有凹穴的透明基材，并使所述凹穴开口朝上，所述凹穴底面设有两个电隔离的导电层，所述导电层经凹穴侧面延至透明基材的底面；然后将具有正、负极导电体的LED晶片置于所述凹穴，并使所述正、负极导电体固接于相应导电层。如此封装而成的LED可直接焊接于应用端基板上，减去了常规封装所需支架层的热阻，利于晶片PN结散热，增强LED产品可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本发明实施例提供的LED晶片级封装方法的实现流程图；
[0009]图2是本发明实施例提供的透明基材的结构示意图(上表面为平面)；
[0010]图3是本发明实施例提供的透明基材的结构示意图(上表面为弧面)；
[0011]图4是本发明实施例提供的透明基材的结构示意图(表面经粗化处理)；
[0012]图5是本发明实施例提供的LED晶片级封装过程示意图(未填充透明硅胶或荧光胶)；
[0013]图6是经本发明实施例提供的LED晶片级封装方法所制得LED的结构示意图(未填充透明硅胶或荧光胶，LED上表面为平面)；
[0014]图7是本发明实施例提供的LED晶片级封装过程示意图(填充透明硅胶或荧光胶后);
[0015]图8是经本发明实施例提供的LED晶片级封装方法所制得LED的结构示意图(填充透明硅胶或荧光胶，LED上表面为平面)；
[0016]图9是经本发明实施例提供的LED晶片级封装方法所制得LED的结构示意图(填充透明硅胶或荧光胶，LED上表面为弧面)；
[0017]图10是经本发明实施例提供的LED晶片级封装方法所制得LED的结构示意图(填充透明硅胶或荧光胶，LED上表面经粗化处理)。
【具体实施方式】
[0018]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0019]本发明实施例先获取具有凹穴的透明基材，并使所述凹穴开口朝上，所述凹穴底面设有两个电隔离的导电层，所述导电层经凹穴侧面延至透明基材的底面；然后将具有正、负极导电体的LED晶片置于所述凹穴，并使所述正、负极导电体固接于相应导电层。如此封装而成的LED可直接焊接于应用端基板上，减去了常规封装所需支架层的热阻，利于晶片PN结散热，增强LED产品可靠性。
[0020]图1示出了本发明实施例提供的LED晶片级封装方法的实现流程，详述如下。
[0021]在步骤SlOl中，获取具有凹穴的透明基材，并使所述凹穴开口朝上，所述凹穴的底面设有两个电隔离的导电层，所述导电层经凹穴的侧面延至透明基材的底面。
[0022]本发明实施例先获取具有凹穴I的透明基材2，并使所述凹穴I开口朝上，所述凹穴I底面设有两个相互电隔离的导电层3，所述导电层经凹穴I侧面延至透明基材2的底面。其中，所述透明基材2为固态可植球焊接的高透光性材质，优选为具有多个尺寸较LED晶片4大的凹穴I的透明玻璃、陶瓷、蓝宝石或碳化硅，于所述透明玻璃、陶瓷、蓝宝石或碳化硅适当位置镀上导电层3，或者先在整个透明基材底部镀上导电层，然后移除不需要的导电层。所述LED晶片4封装好后对透明玻璃、陶瓷、蓝宝石或碳化硅进行分割，从而得到单个LED产品，如图2?4所示。应当说明的是，所述凹穴I 一般由物理或化学的方法(如蚀刻)所形成。再者，所述透明基材2的上表面可成型为利于提升光取出和减小出光角度的弧面，如图3所示。此外，还可预先对所述透明基材2的上表面及其凹穴I的底面中部进行粗化处理，以提升封装而成的LED的出光效率及均匀度，如图4所示。
[0023]在步骤S102中，将具有正、负极导电体的LED晶片置于所述凹穴，并使所述正、负极导电体固接于相应导电层。
[0024]本发明实施例将具有正、负极导电体6、7的LED晶片4置于透明基材各凹穴1，并使所述正、负极导电体6、7固接于相应导电层3。其中,所述具有正、负极导电体6、7的LED晶片4由金球焊接于LED晶片4的正、负电极8、9形成；所述LED晶片4经金球热压于凹穴I内，各金球固定于相应导电层3并形成电连接，如图5、6所示。此处用金球焊接取代金线焊接，大大提升了水平正装晶片电极与封装体正、负极连接的可靠性。其中，所述LED晶片4优选为需要焊线的水平结构正装晶片或垂直结构正装晶片。这样得到的LED12不含荧光胶或透明硅胶，其发光颜色即为LED晶片发光颜色，所制LED12重量轻，适于便携电子产品的背光或/和照明。
[0025]如此实现了 LED晶片4 (尤其是水平结构正装晶片)的无支架集成封装，通过大量集成生产，降低LED产品的成本。其中，LED晶片4与透明基材2可直接焊接于应用端基板上，减去了常规封装中支架层的热阻，大大缩短了晶片PN结的热导出，提升LED产品的热可靠性，有效控制晶片PN结的结温，极大地提升LED器件的效率和使用寿命。换言之，于应用端焊接本LED封装产品，LED晶片4底部直接焊接于热沉，缩短导热途径，减小热阻，基材两端引出的导电层焊接于线路板对应电极，封装器件热电分离，提升产品的热和电的可靠性。
[0026]作为本发明另一个实施例，所述将具有正、负极导电体6、7的LED晶片4置于所述凹穴1，并使所述正、负极导电体6、7固接于相应导电层3的步骤之后还包括:于所述凹穴I内填充透明硅胶或荧光胶11，直至所述荧光胶11与LED晶片4的底面平齐，而后固化所述透明硅胶或荧光胶11，如图7?10所示。因LED晶片3与基材凹穴I之间的空隙为可控的均匀厚度空间，在此空间内填充所述透明硅胶或荧光胶11，即可得厚度均匀的荧光胶层，通过晶片蓝光激发，进而得到均匀的白光，最大限度地利用晶片发出的蓝光，不存在蓝光不均匀激发导致的光通量低的现象，最终获得最大的光通量。
[0027]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种LED晶片级封装方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 获取具有凹穴的透明基材，并使所述凹穴开口朝上，所述凹穴底面设有两个电隔离的导电层，所述导电层经凹穴侧面延至透明基材的底面； 将具有正、负极导电体的LED晶片置于所述凹穴，并使所述正、负极导电体固接于相应导电层。
2.如权利要求1所述的LED晶片级封装方法，其特征在于，所述将具有正、负极导电体的LED晶片置于所述凹穴，并使所述正、负极导电体固接于相应导电层的步骤之后还包括: 于所述凹穴内填充透明硅胶或荧光胶，直至所述荧光胶与LED晶片的底面平齐，而后固化所述透明硅胶或荧光胶。
3.如权利要求1或2所述的LED晶片级封装方法，其特征在于，所述透明基材为具有多个尺寸较LED晶片大的凹穴的透明玻璃、陶瓷、蓝宝石或碳化硅，所述导电层镀于透明玻璃、陶瓷、蓝宝石或碳化硅；所述LED晶片封装好后对透明玻璃、陶瓷、蓝宝石或碳化硅进行分割，从而得到单个LED。
4.如权利要求3所述的LED晶片级封装方法，其特征在于，所述具有正、负极导电体的LED晶片由金球焊接于LED晶片的正、负电极形成；所述LED晶片经金球热压于凹穴内，所述金球固定于相应导电层并形成电连接。
5.如权利要求4所述的LED晶片级封装方法，其特征在于，所述LED晶片为水平结构或垂直结构正装晶片。
6.如权利要求5所述的LED晶片级封装方法，其特征在于，预先对所述透明基材的上表面及其凹穴的底面中部进行粗化处理。
【文档编号】H01L33/48GK103855280SQ201410038441
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年1月26日 优先权日:2014年1月26日
【发明者】裴小明, 曹宇星 申请人:上海瑞丰光电子有限公司