一种LED封装结构及其封装方法

摘要

本发明公开了一种LED封装结构及其封装方法，其中所述方法包括：将多个LED芯片贴附在基板上，其中所述LED芯片的出光面靠近所述基板设置；在所述基板上形成封装胶层，所述封装胶至少覆盖所述LED芯片的电极凸点的根部并露出所述电极凸点；在所述基板上设置所述LED芯片的一侧形成金属层；对所述金属层进行图案化，分别形成对应每个所述LED芯片电极凸点的金属焊盘；对所述基板进行裁切。根据本发明所述的LED芯片的封装方法制备LED封装结构可一次性获得整板的LED封装结构，生产效率高；并且无需拆除基板，封装工艺较简单、难度小；所得LED封装结构的基板层可作为LED芯片的保护层，防止LED芯片被磨损。

权利要求

1.一种LED芯片的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：将多个LED芯片贴附在基板上，其中所述LED芯片的出光面靠近所述基板设置；

在所述基板上形成封装胶层，所述封装胶至少覆盖所述LED芯片的电极凸点的根部并露出所述电极凸点；

在所述基板上设置所述LED芯片的一侧形成金属层；

对所述金属层进行图案化，分别形成对应每个所述LED芯片电极凸点的金属焊盘；

对所述基板进行裁切。

2.根据权利要求1所述的LED芯片的封装方法，其特征在于，所述金属层进行图案化步骤，还包括形成所述LED芯片上的散热焊盘，所述散热焊盘与同一LED芯片上的所述金属焊盘分离设置。

3.根据权利要求1或2所述的LED芯片的封装方法，其特征在于，还包括在所述基板表面涂覆荧光粉层的步骤。

4.根据权利要求3所述的LED芯片的封装方法，其特征在于，所述荧光粉层包括若干荧光粉单元，每个所述单元与所述LED芯片的出光面对应设置。

5.根据权利要求3所述的LED芯片的封装方法，其特征在于，形成所述荧光粉层的步骤包括：将荧光粉掺杂在粘合剂中，形成混合物；

通过丝网印刷工艺将所述混合物印制在所述基板上。

6.根据权利要求1或2所述的LED芯片的封装方法，其特征在于，所述金属层进行图案化步骤包括：在所述金属层表面贴附干膜；

通过曝光显影工艺对所述干膜图案化；

以所述干膜为掩膜对所述金属层进行图案化。

7.根据权利要求1或2所述的LED芯片的封装方法，其特征在于，所述在所述基板上形成封装胶层步骤还包括：对所述封装胶层进行打磨处理，露出所述电极凸点。

8.根据权利要求1或2所述的LED芯片的封装方法，其特征在于，所述封装胶中掺有高导热材料和/或光阻材料。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的LED芯片的封装方法所制备的LED封装结构。

说明书

一种LED封装结构及其封装方法

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种LED封装结构及其封装方法。

背景技术

[0002] LED(英文全称是Light Emitting Diode，译为发光二级管)是一种固态的半导体器件，它利用固体半导体芯片作为发光材料，通过载流子发生复合放出能量而引起光子发射，直接把电能转化为光能。LED具有亮度高、体积小、效率高和寿命长等优点，在交通指示、户外全色显示等领域有广泛的应用。

[0003] 倒装LED芯片以其低电压、大电流下的承受能力、高亮度、高可靠性、高饱和电流密度等特点，已成为被LED产业界普遍认可的新一代产品。如图1所示，1为n-GaN层，2为p-GaN层，3为MQWs层，4为蓝宝石层，5为p电极，6为p电极凸点，7为n电极，8为n电极凸点。其中，蓝宝石层4为倒装LED芯片的出光面，出光方向如图1中的箭头所示。

[0004] 中国专利文献CN 105895785A公开了一种倒装LED芯片集成封装的光源组件结构及其制作方法，该方法首先将倒装LED芯片排列在柔性过渡基膜上，且倒装LED芯片的P、N电极面粘贴在柔性过渡基膜的带胶面一侧，形成倒装LED芯片阵列；然后在柔性过渡基膜上涂覆一定厚度的均匀的封装胶，对封装胶进行固化；再去除柔性过渡基膜，在固化后的封装胶上完成倒装LED芯片间电极的电性互连集成，形成电性互连集成的载体基片，进而在此基础上印刷导热绝缘胶并分割，得到光源组件。

[0005] 发明人发现，由于上述封装方式将倒装LED芯片粘贴在柔性过渡基膜上时，使得P、N电极面贴近柔性过渡基膜的带胶面一侧，因此导致在封装胶固化后必须拆除柔性过渡基膜，才能够在原先贴附柔性过渡基膜的表面实现倒装LED芯片间电极的电性互连集成。上述拆除柔性过渡基膜的步骤，增加了封装工艺的复杂性，还造成了柔性过渡基膜材料的浪费。

发明内容

[0006] 有鉴于此，本发明实施例提供了一种LED封装结构及其封装方法，以解决现有封装工艺较复杂以及浪费材料的问题。

[0007] 根据第一方面，本发明实施例提供了一种LED芯片的封装方法，包括以下步骤：将多个LED芯片贴附在基板上，其中所述LED芯片的出光面靠近所述基板设置；在所述基板上形成封装胶层，所述封装胶至少覆盖所述LED芯片的电极凸点的根部并露出所述电极凸点；在所述基板设置所述LED芯片的一侧形成金属层；对所述金属层进行图案化，分别形成对应每个所述LED芯片电极凸点的金属焊盘；对所述基板进行裁切。

[0008] 可选地，所述金属层进行图案化步骤，还包括形成所述LED芯片上的散热焊盘，所述散热焊盘与同一LED芯片上的所述金属焊盘分离设置。

[0009] 可选地，还包括在所述基板表面涂覆荧光粉层的步骤。

[0010] 可选地，所述荧光粉层包括若干荧光粉单元，每个所述单元与所述LED芯片的出光面对应设置。

[0011] 可选地，形成所述荧光粉层的步骤包括：将荧光粉掺杂在粘合剂中，形成混合物；通过丝网印刷工艺将所述混合物印制在所述基板上。

[0012] 可选地，所述金属层进行图案化步骤包括：在所述金属层表面贴附干膜；通过曝光显影工艺对所述干膜图案化；以所述干膜为掩膜对所述金属层进行图案化。

[0013] 可选地，所述在所述基板上形成封装胶层步骤还包括：对所述封装胶层进行打磨处理，露出所述电极凸点。

[0014] 可选地，所述封装胶中掺有高导热材料和/或光阻材料。

[0015] 根据第二方面，本发明实施例提供了一种根据第一方面或第一方面任意一种可选实施方式所述的LED芯片的封装方法所制备的LED封装结构。

[0016] 本发明实施例所提供的LED芯片的封装方法，先将多个LED芯片贴附在基板上，其中LED芯片的出光面靠近基板设置，然后在基板上形成封装胶层，封装胶至少覆盖LED芯片的电极凸点的根部并露出电极凸点，再在基板上设置LED芯片的一侧形成金属层，对金属层进行图案化，分别形成对应每个LED芯片电极凸点的金属焊盘，最后对基板进行裁切，从而得到QFN封装的LED封装结构。根据本发明所述的LED芯片的封装方法制备LED封装结构可一次性获得整板的LED封装结构，生产效率高；并且无需拆除基板，封装工艺较简单、难度小；所得LED封装结构的基板层可作为LED芯片的保护层，防止LED芯片被磨损。

附图说明

[0017] 通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

[0018] 图1示出了倒装LED芯片的结构示意图；

[0019] 图2示出了根据本发明实施例的一种LED芯片的封装方法的流程图；

[0020] 图3示出了基板的俯视图及多个LED芯片的排布方式；

[0021] 图4至图13示出了执行本发明实施例的一种LED芯片的封装方法各个步骤所得的产品侧面剖视图；

[0022] 图14示出了根据本发明实施例的一种LED芯片的封装方法所制备的LED封装结构的立体结构示意图；

[0023] 图15示出了根据本发明另一实施例的LED芯片的封装方法的流程图；

[0024] 附图标记表示为：10-基板、20-硅胶、30-荧光粉层、40-LED芯片、50-封装胶、60-金属层、70-干膜、80-干膜图案化、90-LED芯片电极凸点的金属焊盘、100-散热焊盘、110-LED芯片电极凸点的金属焊盘。

具体实施方式

[0025] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0026] 实施例一

[0027] 图13示出了根据本发明实施例所制备的LED封装结构的侧面剖视图，图14示出了根据本发明实施例所制备的LED封装结构的立体结构示意图。该LED封装结构为QFN(Quad Flat No-lead Package，方形扁平无引脚封装)封装。该封装配置有电极触点，没有长引脚，贴装占有面积比QFP(Plastic Quad Flat Package，方型扁平式封装技术)小，高度比QFP低。

[0028] 如图13所示，本发明实施例所制备的LED封装结构包括LED芯片40，该LED芯片40下方为透明基板10，该LED芯片40的四周被封装胶包覆(图中50所示)，该LED芯片40的上方为电极凸点的金属焊盘90和110，该LED芯片的上方还包括散热焊盘100。

[0029] 图2示出了根据本发明实施例的一种LED芯片的封装方法的流程图，用于封装出光面与电极凸点位于芯片相对的两个侧面的LED芯片，例如图1所示的倒装LED芯片，得到如图13所示的QFN封装的LED封装结构。

[0030] 需要说明的是，随着技术的进步，出光面与电极凸点位于芯片相对的两个侧面的LED芯片不限于倒装LED芯片，本发明所提供的方法也可以用于这些LED芯片。

[0031] 如图2所示，该LED芯片的封装方法包括以下步骤：

[0032] S110：将多个LED芯片贴附在基板上，其中LED芯片的出光面靠近基板设置。

[0033] 图3示出了基板10的俯视图及多个LED芯片40的排布方式，其中，图中虚线框表示LED芯片40的放置位置。图6示出了基板10上贴附LED芯片40后的侧面剖视图。基板10为透明可透光材质，选自但不限于透明玻璃等。

[0034] S120：在基板上形成封装胶层，封装胶至少覆盖LED芯片的电极凸点的根部并露出电极凸点。

[0035] 如图8所示，在S110所示的基板上涂覆封装胶，形成如50所示的封装胶层，LED芯片40被封装胶50所包覆，封装胶50的厚度至少覆盖LED芯片40的电极凸点的根部并露出电极凸点。图8中电极凸点位于封装胶层50的上表面，且电极凸点的侧面被封装胶50所包覆，仅电极凸点上表面露出。

[0036] S130：在基板上设置LED芯片的一侧形成金属层。

[0037] 如图9所示，60为金属层。可选地，可通过沉铜的工艺形成铜层。

[0038] S140：对金属层进行图案化，分别形成对应每个LED芯片电极凸点的金属焊盘。

[0039] 如图12所示，90、100、110所示为金属层图案化后所存留的金属层60部分的侧视图，该存留的部分中的任意两者(如90和110)与胶装层表面所露出的LED芯片40电极凸点的相连，形成LED芯片40电极凸点的金属焊盘。

[0040] S150：对基板进行裁切。

[0041] 如图12和图13所示，可以以单个LED芯片为单位，对基板进行裁切，得到单个封装的LED封装结构。

[0042] 或者，在步骤S140中对金属层进行图案化时，还使相邻LED芯片的电极凸点相连接，即图12中的110和90相连接，从而在步骤150中可以以任意数量的LED芯片为单位，对基板进行裁切。例如，图3中黑点表示LED芯片的电极凸点，以图3中所示的电极凸点连接关系，沿图中所示实线裁切基板，可以得到左上方部分以三个LED芯片为单位的LED封装结构组件，以及右下方部分以四个LED芯片为单位的LED封装结构。

[0043] 上述LED芯片的封装方法，先将多个LED芯片贴附在基板上，其中LED芯片的出光面靠近基板设置，然后在基板上形成封装胶层，封装胶至少覆盖LED芯片的电极凸点的根部并露出电极凸点，再在基板上设置LED芯片的一侧形成金属层，对金属层进行图案化，分别形成对应每个LED芯片电极凸点的金属焊盘，最后对基板进行裁切，从而得到QFN封装的LED封装结构。根据本发明所述的LED芯片的封装方法制备LED封装结构可一次性获得整板的LED封装结构，生产效率高；并且无需拆除基板，封装工艺较简单、难度小；所得LED封装结构的基板层可作为LED芯片的保护层，防止LED芯片被磨损。

[0044] 作为本实施例的一种可选实施方式，在步骤S140中对金属层进行图案化时，还形成LED芯片上的散热焊盘，散热焊盘与同一LED芯片上的金属焊盘分离设置。如图12和图14，当90和110所示为LED芯片电极凸点的金属焊盘时，100所示为散热焊盘；当然也可以是90或者110为散热焊盘，另外两者为LED芯片电极凸点的金属焊盘。本申请在此不做限定。

[0045] 作为本实施例的一种可选实施方式，步骤S140可以是先在金属层表面以压附或其他形式贴附干膜，再通过曝光显影工艺对干膜图案化，然后以干膜为掩膜对金属层进行刻蚀，从而使金属层图案化。需要补充说明的是，对干膜图案化的方法包括但不限于曝光显影工艺，也可以为光刻等其他工艺，与其他工艺相比，曝光显影工艺用于LED芯片的整板封装使得生产效率更高。

[0046] 可选地，步骤S120中所涂覆的封装胶中掺有石墨烯等高导热材料，增加封装胶的导热率，以使LED芯片的热量快速散发出去；或者，掺有光阻材料(包括微粒)，以加强对LED芯片的侧面杂散光的吸收，优化LED封装结构的显示效果，使显示更加清晰。当然也可以同时掺有高导热材料和光阻材料。

[0047] 实施例二

[0048] 图15示出了实施例一所示的LED芯片的封装方法的一个实施方式流程图。根据图15，该实施方式包括如下步骤：

[0049] S210：在基板表面上涂覆一层硅胶。如图4所示，其中10为透明基板，20为硅胶。

[0050] S220：在硅胶层上涂覆荧光粉层。如图5所示，其中30为荧光粉层。

[0051] 在步骤S220中，可以对整个基板表面涂覆荧光粉层。作为整板涂覆荧光粉层的可变换实施例，在涂覆荧光粉层时，该荧光粉层包括若干荧光粉单元，每个单元与LED芯片的出光面对应设置，如图3所示，其中，虚线框表示LED芯片，也即对应荧光粉单元。与整板涂覆荧光粉层的方式相比，以单元形式涂覆荧光粉可以节省荧光粉。

[0052] 作为本实施例的一种可选实施方式，涂覆荧光粉层的步骤包括：将荧光粉掺杂在粘合剂(例如透明硅胶)中，形成混合物；然后通过丝网印刷工艺将该混合物印制在基板上。

[0053] 作为本发明的可变换实施例，除了通过丝网印刷工艺外，也可以采用点涂的方式。相比点涂的方式，丝网印刷工艺的效率高、成本低。

[0054] 目前LED芯片的出光面为蓝宝石层，LED芯片所发出的光为带有蓝色的光，在LED芯片的出光面一侧设置荧光粉层，可以使LED封装结构所发光为白色的光。

[0055] 可选地，若不要求LED封装结构所发光必须为白光，或者LED芯片自身所发光为白光时，则上述步骤S220可以省略，只需执行上述步骤S210，用于粘附LED芯片即可，而无需涂覆荧光粉层。或者，上述步骤S210可以省略，直接在基板表面涂覆掺杂有荧光粉的透明硅胶。

[0056] S230：将多个LED芯片贴附在基板表面上的荧光粉层。如图6所示，其中40为LED芯片。

[0057] 作为本步骤的一种变形方式，当只执行上述步骤S210而不执行上述步骤S220时，则将多个LED芯片贴附在基板表面的硅胶层上。

[0058] S240：在基板上涂覆封装胶，形成封装胶层，封装胶至少覆盖LED芯片的电极凸点的根部。如图7所示，其中50所示为封装胶层。

[0059] S250：对封装胶层进行打磨处理，露出电极凸点。如图7和图8所示，封装胶层表面被打磨后露出LED芯片上方的电极凸点。

[0060] 需要补充说明的是，在制作工艺足够精准的情况下，可以采用模具涂覆封装胶时可以刚好露出LED芯片的电极凸点，从而无需执行步骤S250。

[0061] S260：在封装胶层表面沉铜，形成铜层。如图9所示，其中60为铜层。

[0062] 需要补充说明的是，步骤S260所采用的金属铜也可以为其他可导电金属。

[0063] S270：在铜层表面压覆干膜。如图10所示，其中70为干膜。

[0064] S280：将产品设计图案作影像转移到干膜上，并通过曝光显影工艺使干膜图案化。如图11所示，80为通过曝光显影使得图案化后的干膜。

[0065] S290：以干膜为掩膜对铜层进行刻蚀并清洗，使铜层图案化，分别形成对应每个LED芯片电极凸点的金属焊盘。如图11、图12和图14所示，图中90、100和110为铜层刻蚀后所存留的部分，对该部分的详细描述请参阅实施例一。

[0066] S2100：对基板进行裁切。如图13所示，即为以单个LED芯片为单位所裁切得到的封装后的LED芯片。对该步骤的详细描述请参阅实施例一的步骤S150。

[0067] 作为本实施例的一种可选实施方式，在步骤S280和步骤S290中对铜层进行图案化时，还形成LED芯片上的散热焊盘，散热焊盘与同一LED芯片上的金属焊盘分离设置。详细描述请参阅实施例一。

[0068] 可选地，步骤S240中所涂覆的封装胶中掺有高导热材料，或光阻材料。详细描述请参阅实施例一。

[0069] 虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。