本發(fā)明涉及一種發(fā)光器件的制造方法，尤其涉及一種LED封裝器件的制造方法及LED封裝器件。

背景技術(shù)：

LED封裝是指將LED發(fā)光芯片封裝在一定的結(jié)構(gòu)里，達(dá)到保護(hù)燈芯的效果，同時(shí)該封裝結(jié)構(gòu)能夠透光。目前GaN基LED(GaN基LED指該發(fā)光芯片是GaN或主相是GaN晶體所做的)封裝主要有正裝結(jié)構(gòu)、倒裝結(jié)構(gòu)和垂直結(jié)構(gòu)三種。

正裝結(jié)構(gòu)LED，一般通過MOCVD技術(shù)在藍(lán)寶石襯底上生長GaN基LED結(jié)構(gòu)層，P電極在上，N電極在下，光透過上面的P型區(qū)射出。由于P型GaN傳導(dǎo)性能不佳，為獲得良好的電流擴(kuò)展，需要通過蒸鍍技術(shù)在P型區(qū)表面形成一層Ni-Au組成的金屬電極層。P型區(qū)引線通過該層金屬薄膜引出。為獲得好的電流擴(kuò)展，Ni-Au金屬電極層就不能太薄，但金屬薄膜的存在，總會(huì)使透光性能變差。為此，器件的發(fā)光效率就會(huì)受到很大影響，通常要同時(shí)兼顧電流擴(kuò)展與出光效率二個(gè)因素。

倒裝結(jié)構(gòu)LED將藍(lán)寶石下方的P電極和N電極同時(shí)朝下與基板頂面貼合，通過基板頂面上的線路鍵合，光通過上方的藍(lán)寶石射出，無需設(shè)置金屬薄膜，因此發(fā)光效率提升，也可以省去焊線工序，但對(duì)固晶工藝要求較高。倒裝結(jié)構(gòu)LED通過倒裝共晶焊接工藝可以實(shí)現(xiàn)無金線的LED封裝，因此其器件結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到CSP封裝(芯片尺寸封裝，即芯片面積與封裝面積之比接近1:1)的要求，使LED器件實(shí)現(xiàn)微型化封裝。

垂直結(jié)構(gòu)LED采用高熱導(dǎo)率的襯底(Si、Ge以及Cu等襯底)取代藍(lán)寶石襯底，在很大程度上提高了散熱效率。兩個(gè)電極分別在LED外延層的兩側(cè)，通過電極，使得電流幾乎全部垂直流過LED外延層，橫向流動(dòng)的電流極少，可以避免正裝結(jié)構(gòu)的電流擁擠問題，提高發(fā)光效率，同時(shí)也解決了P極的遮光問題，提升LED的發(fā)光面積。

在生產(chǎn)上經(jīng)常需要只有頂面出光的LED，現(xiàn)有的LED封裝技術(shù)具有以下缺陷：1.光線從LED發(fā)光芯片的頂面和側(cè)面射出，而側(cè)面出光不利于二次透鏡的配光設(shè)計(jì)，特別地，對(duì)于白光LED器件，其容易產(chǎn)生黃圈、籃圈等不良的配光現(xiàn)象，影響照明及顯示質(zhì)量；2.側(cè)面的熒光粉封裝膠體包覆實(shí)施工藝相對(duì)困難，難以控制熒光粉涂層均勻、一致地包覆側(cè)面。

在申請(qǐng)?zhí)枮镃N201410346105.2的中國專利文件中，公開了一種芯片級(jí)封裝LED的封裝結(jié)構(gòu)，該技術(shù)方案是在封裝膠體的底部和側(cè)面通過電鍍或者噴涂有反射面，或具有弧度的反射杯。其具有以下缺陷：一是該反射面或反射杯與LED芯片間存在一定距離，反射效果一般； 二是側(cè)面的封裝膠體實(shí)施工藝相對(duì)困難，難以控制其涂層均勻；三是通過電鍍或者噴涂反射涂層，不僅工藝復(fù)雜，而且容易對(duì)芯片造成影響。

在申請(qǐng)?zhí)枮镃N201410478585.8的中國專利文件中，公開了一種芯片尺寸白光LED的封裝結(jié)構(gòu)及方法，其步驟3是反射膠填充：在芯片四周采用點(diǎn)膠方式填充上高反射硅膠，使硅膠與芯片表面水平，然后烘烤固化，最終形成一面發(fā)光型芯片尺寸封裝結(jié)構(gòu)。該技術(shù)方案雖然公開了在LED芯片四周覆蓋反射硅膠，但其采用點(diǎn)膠的方式覆蓋反射硅膠，有三個(gè)重大缺陷：一是其生產(chǎn)效率較低，二是由于硅膠膠體覆蓋在LED芯片的四周上時(shí)，會(huì)產(chǎn)生表面張力，膠體難以形成一個(gè)平整的平面，還會(huì)有溢出到LED芯片頂面的可能，阻礙頂面的出光，也導(dǎo)致覆蓋在LED芯片和反射硅膠上的封裝膠體難以均勻平整地包覆；三是點(diǎn)膠方式容易在LED芯片和膠體間產(chǎn)生微小的氣泡，影響出光質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種只有頂面發(fā)光、出光質(zhì)量好的LED封裝器件的制造方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

包括以下步驟：

S01：制作基板；

S02：將倒裝的LED芯片設(shè)置在基板上表面；

S03：在LED芯片的側(cè)面上和頂面上覆蓋一反射層；

S04：對(duì)位于LED芯片頂面上的反射層進(jìn)行研磨，使LED芯片露出，且反射層的頂面形成粗糙面；

S05：在LED芯片及其周圍的反射層的頂面上覆蓋一層封裝膠體后進(jìn)行固化。

本發(fā)明的LED封裝器件的制造方法，比起現(xiàn)有技術(shù)中直接在LED芯片四周用點(diǎn)膠的方法包覆反射硅膠的做法，具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是能夠確保LED芯片的頂面上沒有溢出或殘余的反射層，不會(huì)影響頂面出光；二是通過研磨，使反射層的頂面具有粗糙結(jié)構(gòu)，該粗糙結(jié)構(gòu)有利于反射層與封裝膠體的緊密結(jié)合，避免產(chǎn)生氣泡，使結(jié)構(gòu)更緊湊，出光質(zhì)量更高。

進(jìn)一步地，步驟S04中，對(duì)位于LED芯片頂面上的反射層進(jìn)行研磨，使LED芯片露出后，再對(duì)LED芯片的頂面進(jìn)行研磨，使LED芯片的頂面也形成粗糙面。

上述進(jìn)一步的方案，使LED芯片的頂面也具有粗糙結(jié)構(gòu)，該粗糙結(jié)構(gòu)有利于減少LED芯片內(nèi)部的光線全反射，提高出光效率，也有利于LED芯片與封裝膠體的緊密結(jié)合，避免產(chǎn)生氣泡，使結(jié)構(gòu)更緊湊，出光質(zhì)量更高。

進(jìn)一步地，步驟S04中，研磨使反射層的頂面和/或LED芯片的頂面的表面粗糙度大于或等于Ra1.2。

進(jìn)一步地，步驟S04中，研磨使反射層的頂面和/或LED芯片的頂面的表面粗糙度為Ra1.2至Ra32。

進(jìn)一步地，步驟S03中，用注塑方法在LED芯片的側(cè)面上和頂面上覆蓋一反射層。

注塑方法比起現(xiàn)有技術(shù)中直接在LED芯片四周用點(diǎn)膠的方法包覆反射硅膠的做法，生產(chǎn)效率高，且不會(huì)產(chǎn)生氣泡，提高出光質(zhì)量。

進(jìn)一步地，步驟S03中，所述反射層由高反射材料PPA、EMC、LCP或SMC制成。

進(jìn)一步地，步驟S04中，用砂輪對(duì)所述反射層進(jìn)行研磨，完成后進(jìn)行超聲波清洗處理。

進(jìn)一步地，步驟S05中，利用旋涂法或刮涂法將封裝膠體覆蓋在LED芯片的頂面。

進(jìn)一步地，步驟S02中，將兩片或以上LED芯片固定在基板上表面；還包括步驟S06：對(duì)基板進(jìn)行切割，分離成單個(gè)的LED封裝器件。

本發(fā)明還提供一種LED封裝器件：

包括LED芯片、基板、反射層和封裝膠體，所述LED芯片為倒裝芯片，其固定設(shè)置在所述基板的頂面上；所述反射層覆蓋在所述LED芯片的側(cè)面上；所述反射層的頂面是經(jīng)研磨后的粗糙面；所述封裝膠體覆蓋在所述反射層與所述LED芯片的頂面上。

本發(fā)明的LED封裝器件只有頂面出光，避免了現(xiàn)有技術(shù)中側(cè)面出光的不良影響；其次，無需在LED芯片的側(cè)面涂覆封裝膠體，避免涂覆不均的缺陷，出光質(zhì)量高；第三，反射層頂面是經(jīng)研磨后的粗糙面，增強(qiáng)與封裝膠體的結(jié)合強(qiáng)度。

進(jìn)一步地，所述LED芯片的頂面是經(jīng)研磨后的粗糙面。

上述進(jìn)一步的方案，使LED芯片的頂面也具有粗糙結(jié)構(gòu)，該粗糙結(jié)構(gòu)有利于減少LED芯片內(nèi)部的光線全反射，提高出光效率，也有利于LED芯片與封裝膠體的緊密結(jié)合，避免產(chǎn)生氣泡，使結(jié)構(gòu)更緊湊，出光質(zhì)量更高。

為了更好地理解和實(shí)施，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的LED封裝器件的制造方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明的LED封裝器件的制造方法的流程示意圖；

圖3是本發(fā)明的LED封裝器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)同時(shí)參閱圖1和2，其分別為本發(fā)明的LED封裝器件的制造方法的流程圖和流程示意 圖。本發(fā)明的LED封裝器件的制造方法，包括以下步驟：

S01：制作基板1。具體地，該基板1采用熱膨脹系數(shù)小的材料制成，如陶瓷或硅，本實(shí)施例優(yōu)選陶瓷。該基板1的雙面覆蓋銅薄層，形成雙面覆銅板?；?的頂面上的銅薄層上設(shè)有用于LED芯片的P電極和N電極鍵合的線路，基板1的底面上的銅薄層上設(shè)有用于LED封裝器件的SMT焊接的線路。另外，該基板1也可以用本領(lǐng)域公知的其他方法制成。

S02：將倒裝的LED芯片2設(shè)置在基板上表面。優(yōu)選同時(shí)在一基板上固定兩片或以上LED芯片2，以批量生產(chǎn)。由于倒裝LED芯片可以實(shí)現(xiàn)無金線的LED封裝，達(dá)到CSP封裝的要求，使LED封裝器件微型化，因此本實(shí)施例中優(yōu)選倒裝LED芯片。具體地，利用共晶固晶或錫膏固晶的方法將至少一片LED芯片2固定在基板1上。LED芯片2可選用紫外光芯片、藍(lán)光芯片、綠光芯片或紅光芯片中的一種，優(yōu)選為氮化鎵基藍(lán)光芯片。

S03：在LED芯片2的側(cè)面上和頂面上覆蓋一反射層3。具體地，通過注塑方法將反射層3注塑在LED芯片2的側(cè)面和頂面上，形成一個(gè)包覆層。為了令LED芯片發(fā)出的光全部從頂部射出，反射層3的頂面的高度需高于或等于LED芯片2的頂面的高度。本實(shí)施例中，注塑后所得的反射層頂面與LED芯片的頂面在同一水平面上。該反射層3采用不透光的高反射材料制成，如PPA(聚鄰苯二酰胺樹脂)、EMC(環(huán)氧樹脂模塑料)、LCP(液晶聚合物)、SMC(SMC復(fù)合材料，即Sheet molding compound)，上述材料同時(shí)具有熱固性的特性，可以利用注塑方式制備。

S04：對(duì)位于LED芯片頂面上的反射層進(jìn)行研磨，使LED芯片露出，使反射層的頂面與LED芯片的頂面位于同一平面上。具體地，對(duì)反射層3的頂面進(jìn)行研磨減薄，磨去LED芯片2頂面上的反射層，直到LED芯片露出即停止研磨。研磨后，反射層3的頂面具有粗糙的結(jié)構(gòu)。

由于倒裝LED芯片的頂面為藍(lán)寶石，而藍(lán)寶石可以被研磨。因此，作為進(jìn)一步的方案，當(dāng)把LED芯片頂面上的反射層磨去，LED芯片的頂面露出后，此時(shí)再繼續(xù)進(jìn)行微量的研磨，使LED芯片頂面處的藍(lán)寶石也被研磨。研磨后，反射層3的頂面和LED芯片2的頂面均具有粗糙的結(jié)構(gòu)。具體地，反射層3的頂面和/或LED芯片2的頂面的表面粗糙度大于或等于Ra1.2，優(yōu)選為Ra1.2至Ra32。進(jìn)一步地，該研磨工序是利用砂輪進(jìn)行，優(yōu)選金剛石砂輪，金剛石砂輪的顆粒度200目-300目之間，砂輪轉(zhuǎn)速范圍為1000rpm-5000rpm，進(jìn)給速度范圍0.1mm/min-0.5mm/min，研磨減薄完成后利用清水進(jìn)行超聲波清洗處理，并在70℃-90℃的烘箱中烘干水平，優(yōu)選溫度為80℃。

本發(fā)明的步驟S03和S04，首先在LED芯片2的側(cè)面和頂面上都注塑有反射層3，然后用研磨的方法將LED芯片2頂面上的反射層3磨去，比起現(xiàn)有技術(shù)中直接在LED芯片四周用點(diǎn)膠的方法包覆反射硅膠的做法，具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是注塑的生產(chǎn)效率高；二是能夠確保LED 芯片2的頂面上沒有溢出或殘余的反射層3，不會(huì)影響頂面出光；三是保證LED芯片2和反射層3的頂面形成一個(gè)平整的平面，有利于后續(xù)步驟中在頂面上均勻地涂覆封裝膠體4；四是通過選擇砂輪的顆粒度，可以控制反射層3的頂面和LED芯片頂面的粗糙度，其中，LED芯片頂面的粗糙結(jié)構(gòu)有利于減少光線在LED芯片內(nèi)部的全反射，提高出光效率；反射層3的頂面和LED芯片頂面的粗糙度則均有利于反射層3和LED芯片2與封裝膠體4的緊密結(jié)合，避免產(chǎn)生氣泡，使結(jié)構(gòu)更緊湊，出光質(zhì)量更高。

S05：在LED芯片2的頂面覆蓋一層封裝膠體4后進(jìn)行固化。具體地，利用旋涂法或刮涂法在LED芯片2和反射層3的頂面均勻覆蓋一層封裝膠體4，再將完成交替封裝的基板1放入100℃的烘箱中進(jìn)行固化1小時(shí)，150℃的烘箱中固化2-3小時(shí)。封裝膠體4的制作材料為環(huán)氧樹脂或硅膠，其中混有散射顆粒、紅色熒光粉、黃色熒光粉、綠色熒光粉中的一種或幾種，本實(shí)施例中，優(yōu)選為混有黃色熒光粉和散射顆粒的有機(jī)硅膠，以配合氮化鎵基藍(lán)光芯片形成白光出光。

S06：對(duì)基板1進(jìn)行劃片切割，分離成單個(gè)的LED封裝器件。

通過上述LED封裝器件的制造方法，可得到下述的LED封裝器件。

請(qǐng)參閱圖3，其為本發(fā)明的LED封裝器件的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的LED封裝器件包括基板1、LED芯片2、反射層3和封裝膠體4。其中，LED芯片2固定在基板1上，反射層3覆蓋在LED芯片的側(cè)面上，使LED封裝器件只有頂面出光。封裝膠體4覆蓋在LED芯片2和反射層3上。

該基板1采用熱膨脹系數(shù)小的材料制成，如陶瓷或硅，本實(shí)施例優(yōu)選陶瓷?；?的雙面覆蓋銅薄層，形成雙面覆銅板?；?的頂面上的銅薄層上設(shè)有用于LED芯片的P電極和N電極鍵合的線路，基板1的底面上的銅薄層上設(shè)有用于LED封裝器件的SMT焊接的線路。另外，該基板1也可以用本領(lǐng)域公知的其他方法制成。

該LED芯片2為倒裝芯片，其固定在基板1的上表面。由于倒裝LED芯片可以實(shí)現(xiàn)無金線的LED封裝，達(dá)到CSP封裝的要求，使LED封裝器件微型化，因此本實(shí)施例中優(yōu)選倒裝LED芯片。LED芯片2可選用紫外光芯片、藍(lán)光芯片、綠光芯片或紅光芯片中的一種，優(yōu)選為氮化鎵基藍(lán)光芯片。

該反射層3覆蓋在LED芯片2的所有側(cè)面上。在其它實(shí)施方式中，反射層3也可以僅覆蓋在LED芯片2的至少一個(gè)側(cè)面上。由于該反射層3具有一定厚度，因此其會(huì)形成一頂面。為了使LED芯片發(fā)出的光僅通過頂面射出，該反射層3的頂面高度需等于或高于LED芯片2的頂面高度。本實(shí)施例中，優(yōu)選反射層的頂面與LED芯片的頂面在同一水平面上，有利于封裝膠體4均勻地涂覆在反射層的頂面與LED芯片的頂面上。該反射層3采用不透光的高反射 材料制成，如PPA(聚鄰苯二酰胺樹脂)、EMC(環(huán)氧樹脂模塑料)、LCP(液晶聚合物)、SMC(SMC復(fù)合材料，即Sheet molding compound)，上述材料同時(shí)具有熱固性的特性，可以利用注塑方式制備。

該反射層3的頂面是經(jīng)研磨后的粗糙面，進(jìn)一步地，LED芯片的頂面也是經(jīng)研磨后的粗糙面。具體地，反射層3的頂面和/或LED芯片2的頂面的表面粗糙度大于或等于Ra1.2，優(yōu)選為Ra1.2至Ra32。該粗糙面結(jié)構(gòu)具有兩點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，一是LED芯片的頂面具有粗糙面有利于減少光線在LED芯片內(nèi)部的全反射，使光線從LED芯片的頂面發(fā)射出去，提高出光效率；二是粗糙的結(jié)構(gòu)有利于提高反射層3以及LED芯片2與封裝膠體4的結(jié)合強(qiáng)度。

該封裝膠體4覆蓋在LED芯片2和反射層3上。封裝膠體4的制作材料為環(huán)氧樹脂或硅膠，其中混有散射顆粒、紅色熒光粉、黃色熒光粉、綠色熒光粉中的一種或幾種，本實(shí)施例中，優(yōu)選為混有黃色熒光粉和散射顆粒的有機(jī)硅膠，以配合氮化鎵基藍(lán)光芯片形成白光出光。

進(jìn)一步地，LED芯片2的芯片面積和封裝后的封裝面積(即封裝膠體4的面積)之比大于80％，以符合CSP封裝的要求。

本發(fā)明的LED封裝器件的制造方法及LED封裝器件，通過在LED芯片的側(cè)面包覆有反射層，減少LED芯片側(cè)面發(fā)光對(duì)出光質(zhì)量的影響，例如采用藍(lán)光芯片和黃色熒光粉制備白光LED器件時(shí)，減少其側(cè)面發(fā)出的藍(lán)光對(duì)白光出光質(zhì)量的影響，實(shí)現(xiàn)均勻的出光，同時(shí)有利于二次透鏡的設(shè)計(jì)；其次，本發(fā)明的制造方法可以實(shí)現(xiàn)封裝膠體的精確控制，使其均勻、一致地涂覆在LED芯片頂面上，而無需涂覆在側(cè)面上，大大增加器件顏色的一致性，提高入檔率；再次，本方法簡單，封裝膠體利用率高，有效降低制造成本；此外，本發(fā)明提供的LED封裝器件結(jié)構(gòu)不僅適用于小功率器件，也適合大功率器件的封裝，應(yīng)用范圍廣泛，可適用在閃光燈、背光源等場合。

最后，相對(duì)于采用點(diǎn)膠方式制備反射硅膠的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的方法生產(chǎn)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，出光質(zhì)量好。經(jīng)研磨后的LED芯片頂面和反射層頂面具有粗糙結(jié)構(gòu)，其中，LED芯片頂面的粗糙結(jié)構(gòu)有利于減少光線在LED芯片內(nèi)部的全反射，提高出光效率；反射層的頂面和LED芯片頂面的粗糙度則均有利于反射層和LED芯片與封裝膠體的緊密結(jié)合。

本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，如果對(duì)本發(fā)明的各種改動(dòng)或變形不脫離本發(fā)明的精神和范圍，倘若這些改動(dòng)和變形屬于本發(fā)明的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變形。