发光二极管、封装基板结构及封装方法
【专利摘要】本发明提出了一种发光二极管、封装基板结构及封装方法，将发光二极管的P型电极和N型电极的连接端设置在同一端，同时在封装基板结构中设有插槽，插槽内设有连接金属，在进行封装时，将发光二极管设有连接端的一端插装至封装基板结构中的插槽中，避免了打线工艺，同时能够实现发光二极管全角度360°的发光，无需使用DBR结构，减少了工艺复杂度。
【专利说明】发光二极管、封装基板结构及封装方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及发光二极管制造领域，尤其涉及一种发光二极管、封装基板结构及封 装方法。
【背景技术】
[0002] 基于GaN(氮化镓）材料的LED (Light-Emitting Diode,发光二极管）器件目前已 广泛应用于生产和生活中，其主要用于发出蓝光和绿光。基于GaN材料的LED器件通常采 用包含N型掺杂GaN、InGaN (氮化铟镓）量子阱和P型掺杂GaN，在两端加偏压后，P型掺杂 GaN提供空穴载流子，N型掺杂GaN提供电子载流子，电子和空穴反向流动，在InGaN量子阱 中发生复合，从而发出一定波长的光。在影响器件发光效率的诸多因素中，用于加电压的两 端金属电极与P型和N型掺杂GaN应形成良好的欧姆接触，减小接触电阻造成的能量损耗。
[0003] 具体的，请参考图1和图2,图1为现有技术中发光二极管的俯视图，图2为现有 技术中发光二极管的结构剖面图；所述发光二极1包括依次形成的衬底1〇、Ν型掺杂20,量 子阱30和P型掺杂40,其中，所述量子阱30和P型掺杂40暴露出部分所述N型掺杂20， 在暴露出的N型掺杂20处形成N型电极21，在所述P型掺杂40上形成P型电极41，所述 N型电极21和P型电极41用于后续的连线。
[0004] 现有技术中，为了后续打线的方便，通常所述N型电极21和P型电极41与后续连 线的区域（如图1中N型电极21和P型电极41虚线框所示的一端）分别位于发光二极1 的两端。请参考图3,图3为对发光二极管封装后的结构示意图；其中，发光二极管1的N型 电极21和P型电极41通过金线2分别与外引脚4相连，在所述发光二极管1上形成透光 保护层3。
[0005] 为了提高发光强度，通常在衬底（通常为蓝宝石材质）背面镀上DBR(布拉格反射 层）结构使背面的光经过其反射后从正面发出来，增加出光效率。然而，这会增加发光二极 管1的制备工艺成本和难度。在光二极管1封装过程中，一般光二极管1通过硅胶粘贴在 支架上，发光二极管1发出的光经过透光保护层3 (通常为透镜）发射出来，由于支架不透 光，封装后单面出光使发光二极管1的发光角度限制在110°左右，无法进行全角度360° 照明。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种发光二极管、封装基板结构及封装方法，能够进行全 角度360°照明，并且工艺简单。
[0007] 为了实现上述目的，本发明提出了一种发光二极管，包括：发光器件和形成于所述 发光器件上的电极，所述电极为N型电极和P型电极，所述N型电极和P型电极均设有连接 端，且所述N型电极和P型电极的连接端均设在所述发光二极管的同一端。
[0008] 进一步的，在所述的发光二极管中，所述发光器件包括依次形成的衬底、N型掺杂， 量子阱和P型掺杂，其中，所述量子阱和P型掺杂暴露出部分所述N型掺杂，在暴露出的N 型掺杂处形成所述N型电极，在所述P型掺杂上形成P型电极。
[0009] 进一步的，在所述的发光二极管中，所述P型掺杂上形成有电流扩展层-氧化铟 锡，所述P型电极形成在所述电流扩展层-氧化铟锡上。
[0010] 进一步的，在所述的发光二极管中，所述N型电极和P型电极下均设有电流阻挡 层。
[0011] 进一步的，在所述的发光二极管中，所述电流阻挡层为二氧化硅。
[0012] 进一步的，在所述的发光二极管中，所述发光二极管厚度范围是ΙΟΟμπι? 300 μ m〇
[0013] 进一步的，在所述的发光二极管中，所述发光二极管的长宽比在1?3之间。
[0014] 进一步的，本发明还提出一种封装基板结构，用于对上文所述的发光二极管进行 封装，所述结构包括：
[0015] 基板主体，所述基板主体设有一插槽；
[0016] 连接金属，所述连接金属一部分设于所述插槽内，一部分设于所述基板主体的表 面。
[0017] 进一步的，在所述的封装基板结构中，所述插槽的尺寸与所述发光二极管的尺寸 相匹配。
[0018] 进一步的，在所述的封装基板结构中，设于所述插槽内的连接金属翘起且具有弹 性形变能力。
[0019] 进一步的，在所述的封装基板结构中，所述基板主体材质为陶瓷或者PCB板。
[0020] 进一步的，在所述的封装基板结构中，所述连接金属为2个，其位置分别与所述N 型电极、P型电极对应。
[0021] 进一步的，本发明还提出一种封装方法，将上文所述的发光二极管封装至如上文 所述的封装基板结构中，所述方法包括步骤：
[0022] 将所述发光二极管插装在所述封装基板结构的插槽中，使所述电极与所述连接金 属相连；
[0023] 在所述封装基板结构上形成透光保护层，所述透光保护层包围所述发光二极管。
[0024] 与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：将发光二极管的P型电极和N型 电极的连接端设置在同一端，同时在封装基板结构中设有插槽，插槽内设有连接金属，在进 行封装时，将发光二极管设有连接端的一端插装至封装基板结构中的插槽中，避免了打线 工艺，同时能够实现发光二极管全角度360°的发光，无需使用DBR结构，减少了工艺复杂 度。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1为现有技术中发光二极管的俯视图；
[0026] 图2为现有技术中发光二极管的结构剖面图；
[0027] 图3为现有技术中对发光二极管封装后的结构示意图；
[0028] 图4为本发明一实施例中发光二极管的俯视图；
[0029] 图5为本发明一实施例中封装基板结构的俯视图；
[0030] 图6为本发明一实施例中封装基板结构沿图5中A-A'的剖面示意图；
[0031] 图7为本发明一实施例中发光二极管插装在封装基板结构中的主示图；
[0032] 图8为本发明一实施例中发光二极管插装在封装基板结构中的侧示图；
[0033] 图9为本发明一实施例中对发光二极管封装后的结构示意图。
【具体实施方式】
[0034] 下面将结合示意图对本发明的发光二极管、封装基板结构及封装方法进行更详细 的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的 本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员 的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
[0035] 为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能 和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开 发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的 限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费 时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
[0036] 在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要 求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非 精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0037] 请参考图4,在本实施例中，提出了一种发光二极管，包括：发光器件和形成于所 述发光器件上的电极，所述电极为P型电极210和N型电极110,所述N型电极110和P型 电极210均设有连接端，且所述N型电极110和P型电极210的连接端均设在所述发光二 极管的同一端。
[0038] 所述发光器件包括依次形成的衬底、N型掺杂100,量子阱和P型掺杂200,其中， 所述量子阱和P型掺杂200暴露出部分所述N型掺杂100,在暴露出的N型掺杂100处形成 所述N型电极110,在所述P型掺杂200上形成P型电极210。
[0039] 具体的，所述衬底可以为蓝宝石衬底、硅衬底等等，所述N型掺杂100为N型的 GaN，所述P型掺杂200为P型的GaN ;所述P型掺杂200上形成有电流扩展层-氧化铟锡 (ΙΤ0)，所述P型电极210形成在所述电流扩展层-氧化铟锡上，所述P型电极210和N型 电极110下均设有电流阻挡层，例如是二氧化硅或者其他绝缘层，用于阻挡部分电流。
[0040] 在本实施例中，所述发光二极管厚度范围是100 μ m?300 μ m，例如是200 μ m，所 述发光二极管的长宽比在1?3之间，例如长宽比为2 :1。
[0041] 本实施例中提出的发光二极管主要改进是将N型电极110和P型电极210的连接 端均形成在发光二极管的同一端，以方便后续进行封装。
[0042] 在本实施例的另一面，还提出了一种封装基板结构，请参考图5和图6,所述结构 包括：基板主体300,所述基板主体300设有一插槽330 ;连接金属，所述连接金属一部分设 于所述插槽330内，一部分设于所述基板主体300的表面。在本实施例中，所述连接金属与 所述发光二极管的N型电极110和P型电极210位置相对应，个数也相对应，因此所述连接 金属的个数为2个，分别是第一连接金属310,用于与所述N型电极110相连；第二连接金 属320,用于与所述P型电极210相连。
[0043] 由于封装时，需要将所述发光二极管的一端插装至所述插槽330内，因此所述插 槽330的尺寸与所述发光二极管的尺寸相匹配，例如宽度一致，厚度也一致，在特殊需求 中，所述插槽330的尺寸可以略大于所述发光二极管的尺寸。
[0044] 设于所述插槽330内的连接金属翘起且具有弹性形变能力，如图6所示，采用此种 结构，在发光二极管插装至插槽330内时，提高所述连接金属与所述电极之间的连接，确保 两者连接良好。其中，所述连接金属为导电金属材质即可，例如金或者铝等，用作与外接相 连的导线。
[0045] 所述基板主体300的材质为陶瓷或者PCB板（印刷电路板），能够保证所述发光二 极管稳固的固定在所述基板主体300上。
[0046] 在本实施例中的另外一面，还提出了一种封装方法，能够将上文所述的发光二极 管封装在所述封装基板结构中，所述包括步骤：
[0047] S100 :将所述发光二极管插装在所述封装基板结构的插槽330中，使所述电极与 所述连接金属相连，如图7和图8所示；
[0048] S200 :在所述封装基板结构上形成透光保护层400,所述透光保护层400包围所述 发光二极管，如图9所示。
[0049] 其中，所述透光保护层400可以为透镜，一方面增加透光，另外一方面起着保护作 用。
[0050] 可见，在本实施例中提出的发光二极管、封装基板结构及封装方法中，无需进行打 线工艺，也无需形成DBR结构，并且能够实现全角度360°的发光。
[0051] 综上，在本发明实施例提供的发光二极管、封装基板结构及封装方法中，将发光二 极管的P型电极和N型电极的设置在同一端，同时在封装基板结构中设有插槽，插槽内设有 连接金属，在进行封装时，将发光二极管设有连接电极的一端插装至封装基板结构中的插 槽中，避免了打线工艺，同时能够实现发光二极管全角度360°的发光，无需使用DBR结构， 减少了工艺复杂度。
[0052] 上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属 【技术领域】的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和 技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍 属于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种发光二极管，包括：发光器件和形成于所述发光器件上的电极，所述电极为N型 电极和P型电极，所述N型电极和P型电极均设有连接端，且所述N型电极和P型电极的连 接端均设在所述发光二极管的同一端。
2. 如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述发光器件包括依次形成的衬底、 N型掺杂，量子阱和P型掺杂，其中，所述量子阱和P型掺杂暴露出部分所述N型掺杂，在暴 露出的N型掺杂处形成所述N型电极，在所述P型掺杂上形成P型电极。
3. 如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述P型掺杂上形成有电流扩展 层-氧化铟锡，所述P型电极形成在所述电流扩展层-氧化铟锡上。
4. 如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述N型电极和P型电极下均设有电 流阻挡层。
5. 如权利要求4所述的发光二极管，其特征在于，所述电流阻挡层为二氧化硅。
6. 如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管厚度范围是 100 μ m ?300 μ m〇
7. 如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管的长宽比在1?3之 间。
8. -种封装基板结构，用于对如权利要求1至7中任意一种所述的发光二极管进行封 装，所述结构包括： 基板主体，所述基板主体设有一插槽； 连接金属，所述连接金属一部分设于所述插槽内，一部分设于所述基板主体的表面。
9. 如权利要求8所述的封装基板结构，其特征在于，所述插槽的尺寸与所述发光二极 管的尺寸相匹配。
10. 如权利要求8所述的封装基板结构，其特征在于，设于所述插槽内的连接金属翘起 且具有弹性形变能力。
11. 如权利要求8所述的封装基板结构，其特征在于，所述基板主体材质为陶瓷或者 PCB 板。
12. 如权利要求8所述的封装基板结构，其特征在于，所述连接金属为2个，其位置分别 与所述N型电极、P型电极对应。
13. -种封装方法，将如权利要求1至7中任意一种所述的发光二极管封装至如权利要 求8至12中任意一种所述的封装基板结构中，所述方法包括步骤： 将所述发光二极管插装在所述封装基板结构的插槽中，使所述电极与所述连接金属相 连； 在所述封装基板结构上形成透光保护层，所述透光保护层包围所述发光二极管。
【文档编号】H01L33/62GK104064653SQ201410318643
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】张宇 申请人:映瑞光电科技(上海)有限公司