專利名稱：Led封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種LED封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法。
背景技術(shù)：
目前，市場(chǎng)上的LED封裝有支架型與基板型兩種。支架型技術(shù)比較成熟的系列有Lumield公司的Luxeo系列，Osram公司的Dragont系列等。支架型封裝的優(yōu)點(diǎn)是器件結(jié)構(gòu)牢固，易量產(chǎn)，但其工藝流程長(zhǎng)，散熱性不 佳?；逍偷姆庋b是把芯片直接焊接在散熱基板上，省了點(diǎn)膠、固晶、固化等工藝，同時(shí)散熱散效率得到提高。但這種類型的封裝仍存在不少問題，例如(1)熒光粉采用點(diǎn)膠方式進(jìn)行，容易造成光色不均勻，白光色區(qū)不穩(wěn)定和品質(zhì)不穩(wěn)定；(2)仍存在工藝流程繁雜問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種LED封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中基板型的LED封裝結(jié)構(gòu)光色不均勻、光色區(qū)不穩(wěn)定和封裝工藝復(fù)雜的技術(shù)問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種LED封裝結(jié)構(gòu)。該LED封裝結(jié)構(gòu)包括基板，設(shè)置在基板上的LED芯片，以及覆蓋在LED芯片上的光轉(zhuǎn)化功能層，基板設(shè)置有LED芯片的位置被沖壓形成杯狀部，LED芯片處于杯狀部的底部。進(jìn)一步地，LED芯片倒裝設(shè)置在基板上。進(jìn)一步地，基板包括從下至上依次設(shè)置的金屬散熱層、介電層和電路層，LED芯片焊接在電路層上。進(jìn)一步地，金屬散熱層的材質(zhì)為銅或鋁；介電層的材質(zhì)為聚酰亞胺、液晶高分子聚合物或背膠銅箔；電路層的材質(zhì)為銅。進(jìn)一步地，金屬散熱層的厚度為35 150 μ m ;介電層的厚度為5 25 μ m ；電路層的厚度為18 75 μ m。進(jìn)一步地，光轉(zhuǎn)化功能層包括熒光粉層，涂覆在LED芯片上；以及透光罩，填充設(shè)置在杯體內(nèi)并覆蓋在熒光粉層上。進(jìn)一步地，光轉(zhuǎn)化功能層包括含熒光粉的透光罩，填充設(shè)置在杯狀部?jī)?nèi)并覆蓋在LED芯片上。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種LED封裝結(jié)構(gòu)的制作方法。該制作方法包括以下步驟I)提供基板，在基板上設(shè)置LED芯片；2)將基板設(shè)置有LED芯片的位置沖壓形成杯狀部，使得LED芯片處于杯狀部的底部；以及3)設(shè)置覆蓋在LED芯片上的光轉(zhuǎn)化功能層。進(jìn)一步地，步驟I)中采用倒置芯片的形式將LED芯片設(shè)置在基板上。進(jìn)一步地，光轉(zhuǎn)化功能層的設(shè)置包括將含有熒光粉的高透光率膠體填充到杯狀部中并進(jìn)行固化，形成含熒光粉的透光罩，其中高透光率膠體是指透光率達(dá)到85%以上的膠體。進(jìn)ー步地，光轉(zhuǎn)化功能層的設(shè)置包括在基板沖壓之前，將含有熒光粉的膠體涂覆在LED芯片上形成熒光粉層，并進(jìn)行固化；在基板沖壓完成之后，將高透光率膠體填充到杯狀部中形成透光罩，其中高透光率膠體是指透光率達(dá)到85%以上的膠體。根據(jù)本發(fā)明的LED封裝結(jié)構(gòu)，基板設(shè)置有LED芯片的位置被沖壓形成杯狀部，LED芯片處于該杯狀部的底部，這樣的結(jié)構(gòu)不但保證了 LED芯片在后續(xù)的使用中機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，而且在光轉(zhuǎn)化功能層制作過程中填充膠體時(shí)，不會(huì)因表面張カ的影響而產(chǎn)生分布不均勻的現(xiàn)象，點(diǎn)膠的量也可被杯狀部的體積控制而均勻，所以不但解決了現(xiàn)有技術(shù)中基板型LED封裝結(jié)構(gòu)由于點(diǎn)膠造成的光色不均勻、光色區(qū)不穩(wěn)定的技術(shù)問題，而且此封裝結(jié)構(gòu)還具有制作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。另外，杯狀部起到反光罩作用從而達(dá)到提高出光效率，相對(duì)于平面來說，其散熱面積増大了，散熱性也得到提高。


說明書附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)ー步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的基板結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置有芯片的基板結(jié)構(gòu)示意圖；圖3示出了根據(jù)圖2的芯片上點(diǎn)熒光粉后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的LED封裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)置有芯片的基板沖壓后的結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖6示出了根據(jù)本發(fā)明另ー實(shí)施例的LED封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明ー種典型的實(shí)施方式，提供ー種LED封裝結(jié)構(gòu)。如圖5或6所示，該LED封裝結(jié)構(gòu)包括基板，設(shè)置在基板上的LED芯片40，以及覆蓋在LED芯片40上的光轉(zhuǎn)化功能層，基板設(shè)置有LED芯片40的位置被沖壓形成杯狀部，LED芯片40處于杯狀部的底部。根據(jù)本發(fā)明的LED封裝結(jié)構(gòu)，基板設(shè)置有LED芯片的位置被沖壓形成杯狀部，LED芯片處于該杯狀部的底部，這樣的結(jié)構(gòu)不但保證了 LED芯片在后續(xù)的使用中機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，而且在光轉(zhuǎn)化功能層制作過程中填充膠體時(shí)，不會(huì)因表面張カ的影響而產(chǎn)生分布不均勻的現(xiàn)象，點(diǎn)膠的量也可被杯狀部的體積控制而均勻，所以不但解決了現(xiàn)有技術(shù)中基板型LED封裝結(jié)構(gòu)由于點(diǎn)膠造成的光色不均勻、光色區(qū)不穩(wěn)定的技術(shù)問題，而且此封裝結(jié)構(gòu)還具有制作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明中所稱的杯狀部是指在基板上沖壓形成的容器狀或凹槽狀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中采用沖壓的方式在基板上形成杯狀部，在沖壓時(shí)可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)控杯狀部的弧度。優(yōu)選地，LED芯片40為采用倒置芯片(flip chip)的形式設(shè)置在基板上。在本發(fā)明中采用倒置芯片的形式具有如下優(yōu)點(diǎn)1)可以采用表面貼裝(SMT)形式將芯片固定在基板上，這樣封裝效率高，有利于降低生產(chǎn)成本；2)采用倒裝實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電和導(dǎo)熱同一通道，明顯提高導(dǎo)熱效率，避免了傳統(tǒng)固晶エ藝使用的絕緣膠或?qū)щ娔z，其導(dǎo)熱效率低下的問題。根據(jù)本發(fā)明ー種典型的實(shí)施方式，如圖1所示，基板包括從下至上依次設(shè)置的金屬散熱層10、介電層20、電路層30，LED芯片40焊接在電路層30上。如圖2所示，LED芯片40通過焊點(diǎn)31焊接在電路層30上。優(yōu)選地，金屬散熱層10的材質(zhì)為銅或鋁，散熱層10的厚度為35 150iim ;介電層20的材質(zhì)為聚酰亞胺(PI)、液晶高分子聚合物(LCP)或背膠銅箔(RCC)，介電層20的厚度為5 25iim ;電路層30的材質(zhì)為銅，電路層30的厚度為18 75 u mD根據(jù)本發(fā)明ー種典型的實(shí)施方式，光轉(zhuǎn)化功能層包括涂覆在LED芯片40上的熒光粉層50，以及填充設(shè)置在杯狀部?jī)?nèi)井覆蓋在熒光粉層50上透光罩60。 根據(jù)本發(fā)明ー種典型的實(shí)施方式，光轉(zhuǎn)化功能層包括填充設(shè)置在杯狀部?jī)?nèi)并覆蓋在LED芯片40上含熒光粉的透光罩70。根據(jù)本發(fā)明ー種典型的實(shí)施方式，提供ー種LED封裝結(jié)構(gòu)的制作方法。該制備方法包括以下步驟I)提供基板，在基板上設(shè)置LED芯片40 ;2)將基板設(shè)置有LED芯片40的位置沖壓形成杯狀部，使得LED芯片40處于杯狀部的底部；以及3)設(shè)置覆蓋在LED芯片40上的光轉(zhuǎn)化功能層，完成LED封裝結(jié)構(gòu)的制作。封住完畢的LED封裝結(jié)構(gòu)可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行分割使用。優(yōu)選地，步驟I)中采用倒置芯片40的形式將LED芯片40設(shè)置在基板上。根據(jù)本發(fā)明ー種典型的實(shí)施方式，如圖3、4所示，光轉(zhuǎn)化功能層的設(shè)置包括在基板沖壓之前，將含有熒光粉的膠體涂覆在芯片上形成熒光粉層50，并進(jìn)行固化；在基板沖壓完成之后，將高透光率樹脂填充到杯狀部中形成透明罩60。其中，該高透光率樹脂是指透光率達(dá)到85%以上的樹脂，可以是熱固、熱塑或光固化型，例如硅膠、樹脂膠等。另填充的厚度與杯狀部弧度相匹配；填充的方式可以是點(diǎn)膠，絲印，刷涂或噴涂。本方案中在芯片上涂覆含熒光粉的膠，固化，其中涂覆的方式可以是以是點(diǎn)膠，絲印，刷涂或噴涂，這樣可以降低熒光粉的用量與保證均勻性。根據(jù)本發(fā)明ー種典型的實(shí)施方式，如圖5、6所示，光轉(zhuǎn)化功能層的設(shè)置包括將含有熒光粉的高透光率膠體填充到杯狀部中，形成含熒光粉的透光罩70，所形成的LED封裝結(jié)構(gòu)如圖6所示。本發(fā)明中所稱的高透光率膠是指透光率達(dá)到85%以上的膠體，例如聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚碳酸酯樹脂等。此種光轉(zhuǎn)化功能層的制作方法實(shí)現(xiàn)了將涂布熒光粉層與制作透光罩過程合ニ為一，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程。在本實(shí)施方式中，可以通過以下步驟完成LED的整體封裝先在基板上固定LED芯片40，再整板LED芯片40 —起涂覆含熒光粉的膠，此時(shí)的涂覆方式可以是絲印、噴涂、刷涂、或滾壓含熒光粉膠片，再?zèng)_壓成杯狀，向杯狀填充高透光率樹脂。此種情況可保證熒光粉分布的均勻性，從而保證了光色均勻與光色區(qū)穩(wěn)定，同時(shí)向杯狀填充透光樹脂。下面將結(jié)合實(shí)施例進(jìn)ー步說明本發(fā)明的有益效果。實(shí)施例1I)首先按設(shè)計(jì)要求制作基板，其中電路層的厚度為18 22um，介電層是12. 5um厚度為的PI，散熱金屬層為50um的銅；2)采用倒裝倒置芯片(flip chip)的形式在基板電路面上邦定LED芯片，芯片選用的是 CREE 的 C450DA3547-0311 (如圖 2);3)在芯片處涂覆含熒光粉的膠，固化，如圖3 ；4)沖壓成可控弧度的“杯狀部”，弧度為I半球狀如圖4 ；5)在“杯狀部”凹處填充高透光率樹脂，如聚甲基丙烯酸甲酯樹脂，從而完成LED的“杯狀部”封裝，如圖5;6)將封裝完畢的LED，根據(jù)需要進(jìn)行分割，使用，測(cè)定其色溫、光通量、光效和光衰比。實(shí)施例2
I)首先按設(shè)計(jì)要求制作基板，其中電路層的厚度為18 22um銅，介電層是12. 5um厚度為的PI，散熱金屬層為50um的鋁；2)采用倒裝倒置芯片(flip chip)的形式在基板電路面上邦定LED芯片，芯片選用的是 CREE 的 C450DA3547-0311 (如圖 2);3)沖壓成可控弧度的“杯狀部”，弧度為I半球狀，如圖4 ;4)在“杯狀部”凹處填充含熒光粉的高透光率樹脂，如聚甲基丙烯酸甲酯樹脂，從而完成LED的“杯狀部”封裝，如圖5示；5)將封裝完畢的LED，根據(jù)需要進(jìn)行分割，使用。對(duì)上述對(duì)比例及實(shí)施例的LED封裝性能進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表I所示。對(duì)比例II)首先按設(shè)計(jì)要求制作基板，其中電路層的厚度為18 22um，介電層是12. 5um厚度為的PI，散熱金屬層為50um的銅；2)采用點(diǎn)膠、固晶、打線、點(diǎn)熒光粉的膠和灌膠封裝，芯片選用的是CREE的C450DA3547-0311 ；3)將封裝完畢的LED，根據(jù)需要進(jìn)行分割，使用，測(cè)定其色溫、光通量、光效和光衰比。表I
權(quán)利要求
1.一種LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括基板，設(shè)置在所述基板上的LED芯片(40)，以及覆蓋在所述LED芯片(40)上的光轉(zhuǎn)化功能層，所述基板設(shè)置有所述LED芯片(40)的位置被沖壓形成杯狀部，所述LED芯片(40)處于所述杯狀部的底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述LED芯片(40)倒裝設(shè)置在所述基板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板包括從下至上依次設(shè)置的金屬散熱層(10)、介電層(20)和電路層(30)，所述LED芯片(40)焊接在所述電路層(30)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬散熱層(10)的材質(zhì)為銅或鋁；所述介電層(20)的材質(zhì)為聚酰亞胺、液晶高分子聚合物或背膠銅箔；所述電路層(30)的材質(zhì)為銅。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬散熱層(10)的厚度為35 150 μ m;所述介電層(20)的厚度為5 25 μ m ;所述電路層(30)的厚度為18 75 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述光轉(zhuǎn)化功能層包括 熒光粉層(50)，涂覆在所述LED芯片(40)上；以及 透光罩(60 )，填充設(shè)置在所述杯狀部?jī)?nèi)并覆蓋在所述熒光粉層(50 )上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述光轉(zhuǎn)化功能層包括 含熒光粉的透光罩(70)，填充設(shè)置在所述杯體內(nèi)并覆蓋在所述LED芯片(40)上。
8.—種LED封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，包括以下步驟 1)提供基板，在所述基板上設(shè)置LED芯片(40)； 2)將所述基板設(shè)置有所述LED芯片(40)的位置沖壓形成杯狀部，使得所述LED芯片(40)處于所述杯狀部的底部；以及 3)設(shè)置覆蓋在所述LED芯片(40)上的光轉(zhuǎn)化功能層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述步驟I)中采用倒置芯片的形式將LED芯片(40)設(shè)置在所述基板上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述光轉(zhuǎn)化功能層的設(shè)置包括 將含有熒光粉的高透光率膠體填充到所述杯體中并進(jìn)行固化，形成含熒光粉的透光罩(70)，其中所述高透光率膠體是指透光率達(dá)到85%以上的膠體。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述光轉(zhuǎn)化功能層的設(shè)置包括 在所述基板沖壓之前，將含有熒光粉的膠體涂覆在所述LED芯片(40)上形成熒光粉層(50)，并進(jìn)行固化； 在所述基板沖壓完成之后，將高透光率膠體填充到所述杯體中形成透光罩(60)，其中所述高透光率膠體是指透光率達(dá)到85%以上的膠體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法。其中，該LED封裝結(jié)構(gòu)包括基板，設(shè)置在基板上的LED芯片，以及覆蓋在LED芯片上的光轉(zhuǎn)化功能層，基板設(shè)置有LED芯片的位置被沖壓形成杯狀部，LED芯片處于杯狀部的底部。這樣的結(jié)構(gòu)不但保證了LED芯片在后續(xù)的使用中機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，而且在光轉(zhuǎn)化功能層制作過程中填充膠體時(shí)，不會(huì)因表面張力的影響而產(chǎn)生分布不均勻的現(xiàn)象，點(diǎn)膠的量也可被杯狀部的體積控制而均勻，所以不但解決了現(xiàn)有技術(shù)中基板型LED封裝結(jié)構(gòu)由于點(diǎn)膠造成的光色不均勻、光色區(qū)不穩(wěn)定的技術(shù)問題，另外，杯狀部起到反光罩作用從而達(dá)到提高出光效率，相對(duì)于平面來說，其散熱面積增大了，散熱性也得到提高。
文檔編號(hào)H01L33/50GK103022327SQ20131000109
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者崔成強(qiáng), 梁潤(rùn)園, 韋嘉, 袁長(zhǎng)安 申請(qǐng)人:北京半導(dǎo)體照明科技促進(jìn)中心