本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種LED封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法。

背景技術(shù)：

LED(英文全稱是Light Emitting Diode，譯為發(fā)光二級(jí)管)是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，通過載流子發(fā)生復(fù)合放出能量而引起光子發(fā)射，直接把電能轉(zhuǎn)化為光能。LED具有亮度高、體積小、效率高和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在交通指示、戶外全色顯示等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

倒裝LED芯片以其低電壓、大電流下的承受能力、高亮度、高可靠性、高飽和電流密度等特點(diǎn)，已成為被LED產(chǎn)業(yè)界普遍認(rèn)可的新一代產(chǎn)品。如圖1所示，1為n-GaN層，2為p-GaN層，3為MQWs層，4為藍(lán)寶石層，5為p電極，6為p電極凸點(diǎn)，7為n電極，8為n電極凸點(diǎn)。其中，藍(lán)寶石層4為倒裝LED芯片的出光面，出光方向如圖1中的箭頭所示。

中國(guó)專利文獻(xiàn)CN 105895785A公開了一種倒裝LED芯片集成封裝的光源組件結(jié)構(gòu)及其制作方法，該方法首先將倒裝LED芯片排列在柔性過渡基膜上，且倒裝LED芯片的P、N電極面粘貼在柔性過渡基膜的帶膠面一側(cè)，形成倒裝LED芯片陣列；然后在柔性過渡基膜上涂覆一定厚度的均勻的封裝膠，對(duì)封裝膠進(jìn)行固化；再去除柔性過渡基膜，在固化后的封裝膠上完成倒裝LED芯片間電極的電性互連集成，形成電性互連集成的載體基片，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上印刷導(dǎo)熱絕緣膠并分割，得到光源組件。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于上述封裝方式將倒裝LED芯片粘貼在柔性過渡基膜上時(shí)，使得P、N電極面貼近柔性過渡基膜的帶膠面一側(cè)，因此導(dǎo)致在封裝膠固化后必須拆除柔性過渡基膜，才能夠在原先貼附柔性過渡基膜的表面實(shí)現(xiàn)倒裝LED芯片間電極的電性互連集成。上述拆除柔性過渡基膜的步驟，增加了封裝工藝的復(fù)雜性，還造成了柔性過渡基膜材料的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種LED封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法，以解決現(xiàn)有封裝工藝較復(fù)雜以及浪費(fèi)材料的問題。

根據(jù)第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種LED芯片的封裝方法，包括以下步驟：將多個(gè)LED芯片貼附在基板上，其中所述LED芯片的出光面靠近所述基板設(shè)置；在所述基板上形成封裝膠層，所述封裝膠至少覆蓋所述LED芯片的電極凸點(diǎn)的根部并露出所述電極凸點(diǎn)；在所述基板設(shè)置所述LED芯片的一側(cè)形成金屬層；對(duì)所述金屬層進(jìn)行圖案化，分別形成對(duì)應(yīng)每個(gè)所述LED芯片電極凸點(diǎn)的金屬焊盤；對(duì)所述基板進(jìn)行裁切。

可選地，所述金屬層進(jìn)行圖案化步驟，還包括形成所述LED芯片上的散熱焊盤，所述散熱焊盤與同一LED芯片上的所述金屬焊盤分離設(shè)置。

可選地，還包括在所述基板表面涂覆熒光粉層的步驟。

可選地，所述熒光粉層包括若干熒光粉單元，每個(gè)所述單元與所述LED芯片的出光面對(duì)應(yīng)設(shè)置。

可選地，形成所述熒光粉層的步驟包括：將熒光粉摻雜在粘合劑中，形成混合物；通過絲網(wǎng)印刷工藝將所述混合物印制在所述基板上。

可選地，所述金屬層進(jìn)行圖案化步驟包括：在所述金屬層表面貼附干膜；通過曝光顯影工藝對(duì)所述干膜圖案化；以所述干膜為掩膜對(duì)所述金屬層進(jìn)行圖案化。

可選地，所述在所述基板上形成封裝膠層步驟還包括：對(duì)所述封裝膠層進(jìn)行打磨處理，露出所述電極凸點(diǎn)。

可選地，所述封裝膠中摻有高導(dǎo)熱材料和/或光阻材料。

根據(jù)第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種根據(jù)第一方面或第一方面任意一種可選實(shí)施方式所述的LED芯片的封裝方法所制備的LED封裝結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的LED芯片的封裝方法，先將多個(gè)LED芯片貼附在基板上，其中LED芯片的出光面靠近基板設(shè)置，然后在基板上形成封裝膠層，封裝膠至少覆蓋LED芯片的電極凸點(diǎn)的根部并露出電極凸點(diǎn)，再在基板上設(shè)置LED芯片的一側(cè)形成金屬層，對(duì)金屬層進(jìn)行圖案化，分別形成對(duì)應(yīng)每個(gè)LED芯片電極凸點(diǎn)的金屬焊盤，最后對(duì)基板進(jìn)行裁切，從而得到QFN封裝的LED封裝結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明所述的LED芯片的封裝方法制備LED封裝結(jié)構(gòu)可一次性獲得整板的LED封裝結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)效率高；并且無需拆除基板，封裝工藝較簡(jiǎn)單、難度??；所得LED封裝結(jié)構(gòu)的基板層可作為L(zhǎng)ED芯片的保護(hù)層，防止LED芯片被磨損。

附圖說明

通過參考附圖會(huì)更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行任何限制，在附圖中：

圖1示出了倒裝LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種LED芯片的封裝方法的流程圖；

圖3示出了基板的俯視圖及多個(gè)LED芯片的排布方式；

圖4至圖13示出了執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施例的一種LED芯片的封裝方法各個(gè)步驟所得的產(chǎn)品側(cè)面剖視圖；

圖14示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種LED芯片的封裝方法所制備的LED封裝結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖15示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的LED芯片的封裝方法的流程圖；

附圖標(biāo)記表示為：10-基板、20-硅膠、30-熒光粉層、40-LED芯片、50-封裝膠、60-金屬層、70-干膜、80-干膜圖案化、90-LED芯片電極凸點(diǎn)的金屬焊盤、100-散熱焊盤、110-LED芯片電極凸點(diǎn)的金屬焊盤。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一

圖13示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所制備的LED封裝結(jié)構(gòu)的側(cè)面剖視圖，圖14示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所制備的LED封裝結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。該LED封裝結(jié)構(gòu)為QFN(Quad Flat No-lead Package，方形扁平無引腳封裝)封裝。該封裝配置有電極觸點(diǎn)，沒有長(zhǎng)引腳，貼裝占有面積比QFP(Plastic Quad Flat Package，方型扁平式封裝技術(shù))小，高度比QFP低。

如圖13所示，本發(fā)明實(shí)施例所制備的LED封裝結(jié)構(gòu)包括LED芯片40，該LED芯片40下方為透明基板10，該LED芯片40的四周被封裝膠包覆(圖中50所示)，該LED芯片40的上方為電極凸點(diǎn)的金屬焊盤90和110，該LED芯片的上方還包括散熱焊盤100。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種LED芯片的封裝方法的流程圖，用于封裝出光面與電極凸點(diǎn)位于芯片相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面的LED芯片，例如圖1所示的倒裝LED芯片，得到如圖13所示的QFN封裝的LED封裝結(jié)構(gòu)。

需要說明的是，隨著技術(shù)的進(jìn)步，出光面與電極凸點(diǎn)位于芯片相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面的LED芯片不限于倒裝LED芯片，本發(fā)明所提供的方法也可以用于這些LED芯片。

如圖2所示，該LED芯片的封裝方法包括以下步驟：

S110：將多個(gè)LED芯片貼附在基板上，其中LED芯片的出光面靠近基板設(shè)置。

圖3示出了基板10的俯視圖及多個(gè)LED芯片40的排布方式，其中，圖中虛線框表示LED芯片40的放置位置。圖6示出了基板10上貼附LED芯片40后的側(cè)面剖視圖。基板10為透明可透光材質(zhì)，選自但不限于透明玻璃等。

S120：在基板上形成封裝膠層，封裝膠至少覆蓋LED芯片的電極凸點(diǎn)的根部并露出電極凸點(diǎn)。

如圖8所示，在S110所示的基板上涂覆封裝膠，形成如50所示的封裝膠層，LED芯片40被封裝膠50所包覆，封裝膠50的厚度至少覆蓋LED芯片40的電極凸點(diǎn)的根部并露出電極凸點(diǎn)。圖8中電極凸點(diǎn)位于封裝膠層50的上表面，且電極凸點(diǎn)的側(cè)面被封裝膠50所包覆，僅電極凸點(diǎn)上表面露出。

S130：在基板上設(shè)置LED芯片的一側(cè)形成金屬層。

如圖9所示，60為金屬層?？蛇x地，可通過沉銅的工藝形成銅層。

S140：對(duì)金屬層進(jìn)行圖案化，分別形成對(duì)應(yīng)每個(gè)LED芯片電極凸點(diǎn)的金屬焊盤。

如圖12所示，90、100、110所示為金屬層圖案化后所存留的金屬層60部分的側(cè)視圖，該存留的部分中的任意兩者(如90和110)與膠裝層表面所露出的LED芯片40電極凸點(diǎn)的相連，形成LED芯片40電極凸點(diǎn)的金屬焊盤。

S150：對(duì)基板進(jìn)行裁切。

如圖12和圖13所示，可以以單個(gè)LED芯片為單位，對(duì)基板進(jìn)行裁切，得到單個(gè)封裝的LED封裝結(jié)構(gòu)。

或者，在步驟S140中對(duì)金屬層進(jìn)行圖案化時(shí)，還使相鄰LED芯片的電極凸點(diǎn)相連接，即圖12中的110和90相連接，從而在步驟150中可以以任意數(shù)量的LED芯片為單位，對(duì)基板進(jìn)行裁切。例如，圖3中黑點(diǎn)表示LED芯片的電極凸點(diǎn)，以圖3中所示的電極凸點(diǎn)連接關(guān)系，沿圖中所示實(shí)線裁切基板，可以得到左上方部分以三個(gè)LED芯片為單位的LED封裝結(jié)構(gòu)組件，以及右下方部分以四個(gè)LED芯片為單位的LED封裝結(jié)構(gòu)。

上述LED芯片的封裝方法，先將多個(gè)LED芯片貼附在基板上，其中LED芯片的出光面靠近基板設(shè)置，然后在基板上形成封裝膠層，封裝膠至少覆蓋LED芯片的電極凸點(diǎn)的根部并露出電極凸點(diǎn)，再在基板上設(shè)置LED芯片的一側(cè)形成金屬層，對(duì)金屬層進(jìn)行圖案化，分別形成對(duì)應(yīng)每個(gè)LED芯片電極凸點(diǎn)的金屬焊盤，最后對(duì)基板進(jìn)行裁切，從而得到QFN封裝的LED封裝結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明所述的LED芯片的封裝方法制備LED封裝結(jié)構(gòu)可一次性獲得整板的LED封裝結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)效率高；并且無需拆除基板，封裝工藝較簡(jiǎn)單、難度?。凰肔ED封裝結(jié)構(gòu)的基板層可作為L(zhǎng)ED芯片的保護(hù)層，防止LED芯片被磨損。

作為本實(shí)施例的一種可選實(shí)施方式，在步驟S140中對(duì)金屬層進(jìn)行圖案化時(shí)，還形成LED芯片上的散熱焊盤，散熱焊盤與同一LED芯片上的金屬焊盤分離設(shè)置。如圖12和圖14，當(dāng)90和110所示為L(zhǎng)ED芯片電極凸點(diǎn)的金屬焊盤時(shí)，100所示為散熱焊盤；當(dāng)然也可以是90或者110為散熱焊盤，另外兩者為L(zhǎng)ED芯片電極凸點(diǎn)的金屬焊盤。本申請(qǐng)?jiān)诖瞬蛔鱿薅ā?/p>

作為本實(shí)施例的一種可選實(shí)施方式，步驟S140可以是先在金屬層表面以壓附或其他形式貼附干膜，再通過曝光顯影工藝對(duì)干膜圖案化，然后以干膜為掩膜對(duì)金屬層進(jìn)行刻蝕，從而使金屬層圖案化。需要補(bǔ)充說明的是，對(duì)干膜圖案化的方法包括但不限于曝光顯影工藝，也可以為光刻等其他工藝，與其他工藝相比，曝光顯影工藝用于LED芯片的整板封裝使得生產(chǎn)效率更高。

可選地，步驟S120中所涂覆的封裝膠中摻有石墨烯等高導(dǎo)熱材料，增加封裝膠的導(dǎo)熱率，以使LED芯片的熱量快速散發(fā)出去；或者，摻有光阻材料(包括微粒)，以加強(qiáng)對(duì)LED芯片的側(cè)面雜散光的吸收，優(yōu)化LED封裝結(jié)構(gòu)的顯示效果，使顯示更加清晰。當(dāng)然也可以同時(shí)摻有高導(dǎo)熱材料和光阻材料。

實(shí)施例二

圖15示出了實(shí)施例一所示的LED芯片的封裝方法的一個(gè)實(shí)施方式流程圖。根據(jù)圖15，該實(shí)施方式包括如下步驟：

S210：在基板表面上涂覆一層硅膠。如圖4所示，其中10為透明基板，20為硅膠。

S220：在硅膠層上涂覆熒光粉層。如圖5所示，其中30為熒光粉層。

在步驟S220中，可以對(duì)整個(gè)基板表面涂覆熒光粉層。作為整板涂覆熒光粉層的可變換實(shí)施例，在涂覆熒光粉層時(shí)，該熒光粉層包括若干熒光粉單元，每個(gè)單元與LED芯片的出光面對(duì)應(yīng)設(shè)置，如圖3所示，其中，虛線框表示LED芯片，也即對(duì)應(yīng)熒光粉單元。與整板涂覆熒光粉層的方式相比，以單元形式涂覆熒光粉可以節(jié)省熒光粉。

作為本實(shí)施例的一種可選實(shí)施方式，涂覆熒光粉層的步驟包括：將熒光粉摻雜在粘合劑(例如透明硅膠)中，形成混合物；然后通過絲網(wǎng)印刷工藝將該混合物印制在基板上。

作為本發(fā)明的可變換實(shí)施例，除了通過絲網(wǎng)印刷工藝外，也可以采用點(diǎn)涂的方式。相比點(diǎn)涂的方式，絲網(wǎng)印刷工藝的效率高、成本低。

目前LED芯片的出光面為藍(lán)寶石層，LED芯片所發(fā)出的光為帶有藍(lán)色的光，在LED芯片的出光面一側(cè)設(shè)置熒光粉層，可以使LED封裝結(jié)構(gòu)所發(fā)光為白色的光。

可選地，若不要求LED封裝結(jié)構(gòu)所發(fā)光必須為白光，或者LED芯片自身所發(fā)光為白光時(shí)，則上述步驟S220可以省略，只需執(zhí)行上述步驟S210，用于粘附LED芯片即可，而無需涂覆熒光粉層?；蛘?，上述步驟S210可以省略，直接在基板表面涂覆摻雜有熒光粉的透明硅膠。

S230：將多個(gè)LED芯片貼附在基板表面上的熒光粉層。如圖6所示，其中40為L(zhǎng)ED芯片。

作為本步驟的一種變形方式，當(dāng)只執(zhí)行上述步驟S210而不執(zhí)行上述步驟S220時(shí)，則將多個(gè)LED芯片貼附在基板表面的硅膠層上。

S240：在基板上涂覆封裝膠，形成封裝膠層，封裝膠至少覆蓋LED芯片的電極凸點(diǎn)的根部。如圖7所示，其中50所示為封裝膠層。

S250：對(duì)封裝膠層進(jìn)行打磨處理，露出電極凸點(diǎn)。如圖7和圖8所示，封裝膠層表面被打磨后露出LED芯片上方的電極凸點(diǎn)。

需要補(bǔ)充說明的是，在制作工藝足夠精準(zhǔn)的情況下，可以采用模具涂覆封裝膠時(shí)可以剛好露出LED芯片的電極凸點(diǎn)，從而無需執(zhí)行步驟S250。

S260：在封裝膠層表面沉銅，形成銅層。如圖9所示，其中60為銅層。

需要補(bǔ)充說明的是，步驟S260所采用的金屬銅也可以為其他可導(dǎo)電金屬。

S270：在銅層表面壓覆干膜。如圖10所示，其中70為干膜。

S280：將產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖案作影像轉(zhuǎn)移到干膜上，并通過曝光顯影工藝使干膜圖案化。如圖11所示，80為通過曝光顯影使得圖案化后的干膜。

S290：以干膜為掩膜對(duì)銅層進(jìn)行刻蝕并清洗，使銅層圖案化，分別形成對(duì)應(yīng)每個(gè)LED芯片電極凸點(diǎn)的金屬焊盤。如圖11、圖12和圖14所示，圖中90、100和110為銅層刻蝕后所存留的部分，對(duì)該部分的詳細(xì)描述請(qǐng)參閱實(shí)施例一。

S2100：對(duì)基板進(jìn)行裁切。如圖13所示，即為以單個(gè)LED芯片為單位所裁切得到的封裝后的LED芯片。對(duì)該步驟的詳細(xì)描述請(qǐng)參閱實(shí)施例一的步驟S150。

作為本實(shí)施例的一種可選實(shí)施方式，在步驟S280和步驟S290中對(duì)銅層進(jìn)行圖案化時(shí)，還形成LED芯片上的散熱焊盤，散熱焊盤與同一LED芯片上的金屬焊盤分離設(shè)置。詳細(xì)描述請(qǐng)參閱實(shí)施例一。

可選地，步驟S240中所涂覆的封裝膠中摻有高導(dǎo)熱材料，或光阻材料。詳細(xì)描述請(qǐng)參閱實(shí)施例一。

雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下作出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權(quán)利要求所限定的范圍之內(nèi)。