Led封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種LED封裝結(jié)構(gòu)。一種LED封裝結(jié)構(gòu)包括:基板;設(shè)置在基板上的至少兩個LED芯片;至少兩個熒光膠部,由熒光膠分別覆蓋每個LED芯片形成,所述熒光膠部使得至少一個LED芯片與其他LED芯片最終射出的光束具有不同的色溫;貫穿基板設(shè)置的管腳,所述管腳與所述LED芯片數(shù)量相對應(yīng),每個所述LED芯片與相應(yīng)的管腳電連接;以及包覆在所述基板周圍的、除了所述熒光膠部以及管腳之外的區(qū)域的鈍化層。本實用新型可根據(jù)用戶需求調(diào)整LED芯片的間距,制定不同間距的封裝一體化的可調(diào)色溫LED器件。
【專利說明】
LED封裝結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及半導體技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種LED封裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]LED(Light Emitting D1de)即發(fā)光二極管,以其良好的性能被廣泛地應(yīng)用在不同的照明領(lǐng)域。然而隨著照明技術(shù)的發(fā)展,單一色溫和亮度的LED芯片已經(jīng)不能滿足不同場合的照明需求。因此可調(diào)色溫LED出現(xiàn)在市場上。
[0003]目前,可調(diào)色溫的LED,例如根據(jù)客戶需求定制相應(yīng)色溫的雙色溫LED廣泛應(yīng)用于照明和手持設(shè)備的閃光燈中,尤其是應(yīng)用于智能手機的閃光燈領(lǐng)域。作為拍攝裝置的閃光燈,雙色溫LED相比單個LED,其會使得拍攝裝置所拍攝出來的照片色彩更加鮮艷,拍攝效果更加逼真。而目前用于閃光燈的雙色溫LED大多采用一只暖白色和一只高亮度冷白色的LED配合使用,以達到雙色溫LED的效果。但是對于這種采用兩只LED配合使用的情形,當將其用于拍攝裝置的閃光燈時,由于兩只LED之間的間距會對拍攝出來的照片的拍攝效果產(chǎn)生很大影響,因此需要對兩個單獨的LED的間距進行調(diào)整,這樣就對電路的布局布線(layout)造成一定困難。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型基于現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷,提出一種基于CSP的LED封裝結(jié)構(gòu)。
[0005]本實用新型提供一種LED封裝結(jié)構(gòu),包括:
[0006]基板;
[0007]設(shè)置在基板上的至少兩個LED芯片;
[0008]至少兩個熒光膠部,由熒光膠分別覆蓋每個LED芯片形成,所述熒光膠部使得至少一個LED芯片與其他LED芯片最終射出的光束具有不同的色溫;
[0009]貫穿基板設(shè)置的管腳,所述管腳與所述LED芯片數(shù)量相對應(yīng),每個所述LED芯片與相應(yīng)的管腳電連接;以及
[0010]包覆在所述基板周圍的、除了所述熒光膠部以及管腳之外的區(qū)域的鈍化層。
[0011]進一步地,所述熒光膠部中,至少一個熒光膠部的熒光粉的含量或種類不同于其他熒光膠部。
[0012]進一步地,所述至少兩個LED芯片包括第一LED芯片和第二LED芯片,所述第一LED芯片和第二 LED芯片均為藍光LED芯片。
[0013]進一步地,利用導線或?qū)щ妼訉崿F(xiàn)LED芯片與管腳的電連接。
[0014]進一步地,利用光敏聚酰亞胺形成所述鈍化層。
[0015]本實用新型優(yōu)選實施例的所述LED封裝結(jié)構(gòu),通過將至少兩個LED芯片設(shè)置在基板上,采用熒光膠分別覆蓋每個LED芯片表面形成熒光膠部,所述熒光膠部使得至少兩個LED中的至少一個LED芯片與其他LED芯片最終射出的光束具有不同的色溫;貫穿基板設(shè)置有管腳,每個所述LED芯片分別與相應(yīng)的管腳電連接,鈍化層包覆在所述基板周圍的除了熒光膠以及管腳之外的區(qū)域,形成一個CSP封裝的色溫可調(diào)的一體化芯片。優(yōu)選地,通過采用含有熒光粉含量或種類不同的熒光膠構(gòu)成色溫可調(diào)的封裝結(jié)構(gòu)。并且,在封裝結(jié)構(gòu)的封裝過程中,可以根據(jù)需要設(shè)定至少兩個LED芯片之間的間距,從而滿足不同的照明需求。同時,實現(xiàn)所述封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法既兼容常規(guī)的LED封裝方法又充分利用了半導體芯片加工工藝,使二者工藝相結(jié)合。而且,可調(diào)色溫LED封裝結(jié)構(gòu)易于分離。
[0016]優(yōu)選地,本實用新型優(yōu)選實施例的所述可調(diào)色溫的LED封裝結(jié)構(gòu),所述LED芯片為兩個,通過采用兩種不同熒光粉含量或數(shù)量的熒光膠,制作得到雙色溫LED封裝結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地,雙色溫LED是指暖白色LED和冷白色LED,暖白色LED色溫低。通常暖白色LED色溫是3000K,冷白色LED色溫大于7000K。
[0017]以下結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本實用新型的技術(shù)方案做進一步詳細的描述,本實用新型的有益效果將進一步明確。
【附圖說明】
[0018]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解,構(gòu)成本實用新型的一部分,用于解釋本實用新型,并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定。
[0019]圖1(a)、l(b)示意性地示出了根據(jù)本實用新型一優(yōu)選實施例的雙色溫LED封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖及俯視圖。
[0020]圖2示意性地示出了根據(jù)本實用新型另一優(yōu)選實施例的雙色溫LED封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0021 ]圖3示出了根據(jù)本實用新型所述封裝方法的流程圖。
[0022]圖4(a)、4(b)為根據(jù)本實用新型封裝方法中的管腳形成步驟的示意圖。
[0023]圖5(a)、5(b)為根據(jù)本實用新型封裝方法中的芯片固定步驟的示意圖。
[0024]圖6為根據(jù)本實用新型封裝方法中的熒光膠部形成步驟的示意圖。
[0025]圖7(a)_(c)為根據(jù)本實用新型封裝方法中的鈍化層形成步驟的示意圖。
[0026]圖8為根據(jù)本實用新型的封裝方法中的管腳優(yōu)化步驟的示意圖。
【具體實施方式】
[0027]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結(jié)合本實用新型具體實施例及相應(yīng)的附圖對本實用新型技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然,所描述的實施例僅是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。
[0028]芯片尺寸封裝(CSP,ChipScale Package)作為一種芯片封裝形式或標準,其封裝尺寸和芯片核心尺寸基本相同,例如芯片內(nèi)核面積與封裝面積的比例約為1: 1.1,故稱為CSP。本實用新型所述的LED封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法即為基于CSP,使得封裝后所述可調(diào)色溫的LED封裝結(jié)構(gòu)的尺寸與芯片核心尺寸基本相同。根據(jù)本實用新型的所述LED封裝結(jié)構(gòu),其包括:基板;設(shè)置在基板上的至少兩個LED芯片;至少兩個熒光膠部,由熒光膠分別覆蓋每個LED芯片形成,所述熒光膠部使得至少一個LED芯片與其他LED芯片最終射出的光束具有不同的色溫;貫穿基板設(shè)置的管腳,所述管腳與所述LED芯片數(shù)量相對應(yīng),每個所述LED芯片與相應(yīng)的管腳電連接;以及包覆在所述基板周圍的、除了所述熒光膠部以及管腳之外的區(qū)域的鈍化層。
[0029]需要說明的是,熒光膠分別覆蓋每個LED芯片形成熒光膠部,并不限定熒光膠僅只覆蓋LED芯片部分,還涵蓋了熒光膠可以覆蓋LED芯片的相連部分,比如,熒光膠可以覆蓋與LED芯片電連接的引線或?qū)щ妼拥牟糠?、還可以一并覆蓋引線以及與引線電連接的管腳在基板具有LED芯片那一面上的露出部分。
[0030]以下結(jié)合附圖對本實用新型所述可調(diào)色溫的LED封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法進行說明。需要說明的是,為方便起見,本實用新型以下以雙色溫LED封裝結(jié)構(gòu)為例對本實用新型的實施方式進行說明,然而所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠了解的是,本實用新型所述方法及結(jié)構(gòu)顯然能夠應(yīng)用于多色溫LED。
[0031]圖1(a)、l(b)示意性地示出了根據(jù)本實用新型一優(yōu)選實施例的雙色溫LED封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖及俯視圖。如圖l(a)、l(b)所示,所述雙色溫LED封裝結(jié)構(gòu)包括基板I,設(shè)置在基板I上的第一 LED芯片和第二 LED芯片72,覆蓋在第一 LED芯片7工的第一熒光膠部5和覆蓋在第二 LED芯片72的第二熒光膠部6,貫穿基板I的上下表面而設(shè)置的第一管腳如和第二管腳42,所述第一LED芯片與第一管腳屯電連接,第二LED芯片72與第二管腳42電連接;以及包覆在基板I周圍除第一熒光膠部5和第二熒光膠部6以及各管腳之外的區(qū)域的鈍化層2。
[0032]所述基板I優(yōu)選硅晶片,例如晶圓。設(shè)置在所述基板I上的所述第一LED芯片7:和第二 LED芯片72優(yōu)選藍光LED,也可根據(jù)需要選取其他顏色的光源,其通過,例如導熱膠粘貼在基板I上。所述第一熒光膠部5和第二熒光膠部6中熒光粉的含量或種類不同,從而使得兩LED芯片最終射出的光束具有不同的色溫,例如分別為色溫大約3000K的暖白色光源和色溫大于7000K的冷白色光源。所述第一、二熒光膠部可通過熒光粉與環(huán)氧樹脂混合而成,當然,此處僅是示例性說明,只要能形成具有所需色溫的熒光粉和熒光膠即可。
[0033]所述第一管腳屯和第二管腳42由貫穿所述基板I的上下表面的金屬,例如銅、鋁等形成。如圖1(b)所示,一對第一管腳如形成在第一 LED芯片的兩側(cè),兩管腳的位于基板I的上表面的一端與第一 LED芯片7ι形成電連接。一對第二管腳42形成在第二 LED芯片72兩側(cè),兩管腳的位于基板I的上表面的一端與第二 LED芯片72電連接。在一個優(yōu)選實施例中,利用導線,例如利用金線8,采用金線鍵合的方式實現(xiàn)所述電連接。所述鈍化層2用于形成保護層,優(yōu)選光敏聚酰亞胺制成,也可采用其他光敏材料。
[0034]圖2示意性地示出了根據(jù)本實用新型另一優(yōu)選實施例的雙色溫LED封裝結(jié)構(gòu)的剖面圖。如圖2所示,其與圖1(a)、l(b)所示實施例區(qū)別在于LED芯片與管腳的電連接方式不同,具體地,采用導電層9實現(xiàn)所述光源與其各管腳之間的電連接,其余結(jié)構(gòu)與第一優(yōu)選實施例相同,在此不再贅述。對于導電層9的形成,下文將進一步描述。
[0035]下面說明根據(jù)本實用新型所述的可調(diào)色溫的LED封裝方法,該方法包括:管腳形成步驟,在基板上形成貫通孔,并在所述貫通孔中填充金屬以形成管腳;芯片固定步驟,將至少兩個LED芯片固定在基板上,并使所述LED芯片分別與其各自的管腳電連接;熒光膠部形成步驟,分別在每個所述LED芯片上涂覆熒光膠,以形成至少兩個熒光膠部,其中,所述熒光膠部使得至少一個LED芯片與其他LED芯片最終射出的光束具有不同的色溫;鈍化層形成部,在基板上除了熒光膠部和管腳之外的位置形成鈍化層;以及分離步驟,切割基板,形成分離的可調(diào)色溫的LED封裝結(jié)構(gòu)。以下結(jié)合圖3、4(a)-4(b)、5(a)-5(b)、6、7(a)-7(c)以及圖8以獲得上述雙色溫LED封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法為例,描述根據(jù)本實用新型的獲得上述可調(diào)色溫的LED封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法。與上述雙色溫封裝結(jié)構(gòu)類似的,本實用新型顯然不局限于雙色溫LED的封裝方法。
[0036]圖3示出了根據(jù)本實用新型所述封裝方法的流程圖。如圖3所示,所述封裝方法包括:管腳形成步驟,在基板I上形成貫通孔,并在孔中填充金屬以形成管腳;芯片固定步驟,將所述第一 LED芯片和第二 LED芯片72固定在基板I上,并使第一、第二 LED芯片與其各自的管腳形成電連接;熒光膠部形成步驟,在對置的第一、第二LED芯片上分別涂覆熒光膠以分別形成第一熒光膠部5和第二熒光膠部6;鈍化層形成步驟,在基板上除了第一、第二熒光膠部和管腳的位置形成所述鈍化層2;以及分離步驟,切割基板,形成各所述可調(diào)色溫的LED封裝結(jié)構(gòu)。以下對各步驟進行詳細描述。
[0037]步驟S1:管腳形成步驟,即在基板I上形成貫通孔,并在孔中填充金屬以形成各管腳,如圖4(a)、4(b)所示。
[0038]具體地,選取硅晶片作為基板I,并在其上形成多個貫通孔H,如圖4(a)所示。為提高打孔精度,優(yōu)選利用激光打孔。該多個貫通孔根據(jù)LED芯片的尺寸及其在基板I上的排布成列設(shè)置,本實用新型中,以形成雙色溫LED芯片為例,所述LED芯片互相對置,管腳形成在兩對置的LED芯片內(nèi)的外側(cè)。然而本實用新型并不限于此,關(guān)于管腳孔的排布,包括每對管腳孔之間的距離和兩對管腳孔之間的距離等,可以根據(jù)LED芯片的尺寸、數(shù)量及其在基板上的排布方式來確定。更進一步地,對于雙色溫的LED封裝結(jié)構(gòu)來說,可以根據(jù)需要設(shè)置兩LED芯片之間的距離,如此則在形成管腳孔時參考該距離設(shè)置管腳孔的排布方式。
[0039]接下來,在所述孔中填充金屬3,例如銅、鋁等,用以形成各管腳,即各第一管腳如和第二管腳42,如圖4(b)所示。填充金屬3,例如可以利用填充裝置將液態(tài)金屬填充到孔中,并使所述金屬固化。
[0040]進一步地,通過電鍍金屬,例如銅、錫、鎳或金等,并優(yōu)選機械拋光的方式生成所述管腳(如圖8所示)。需要說明的是,該步驟也可在形成鈍化層之后進行,如下文所述。
[0041]步驟S2:芯片固定步驟,即將所述第一 LED芯片和第二 LED芯片72固定在基板I上,并使第一 LED芯片、第二 LED芯片72與其各自的所述管腳形成電連接。
[0042]具體地,首先,將所述第一LED芯片7:和第二 LED芯片72對置地放置并固定在基板I上的兩對管腳之間,如圖5(a)所示。所述第一LED芯片和第二LED芯片72優(yōu)選藍光LED,當然根據(jù)需要,也可選用其他顏色的LED。如上文所述,可以利用導熱膠將所述LED芯片粘貼到所述基板I上,當然也可以利用其它粘貼或其他固定方式,使得所述LED芯片在所述基板I上固定。此處,如上文所述,第一 LED芯片7:和第二 LED芯片72之間的距離可以預先根據(jù)需要設(shè)置,從而滿足對可調(diào)色溫光源的不同需求,例如尺寸等。
[0043]接下來,使第一LED芯片和第二 LED芯片72與其各自的管腳進行電連接,如圖5(b)所述。
[0044]在本實用新型的一個實施例中(對應(yīng)于圖l(a)、l(b)所示的結(jié)構(gòu)),利用導線,例如采用金線鍵合的方式,將兩LED芯片的電極與其各自的管腳連接起來,實現(xiàn)兩者的電連接。具體地,如圖5(b)所示,對于第一LED芯片7:,采用,例如金線鍵合的方式分別將其電極與其兩側(cè)的一對第一管腳如電連接。同樣的,對于第二LED芯片72分別將其電極與其兩側(cè)的一對第二管腳42電連接。
[0045]在本實用新型的另一個實施例中(對應(yīng)于圖2所示的結(jié)構(gòu)),利用電鍍導電層的方式實現(xiàn)兩LED芯片的電極與其各自的管腳的電連接。具體地,首先在基板I的上表面旋涂光敏聚酰亞胺,旋涂厚度同所述LED芯片厚度。之后進行光刻,露出所述LED芯片以及所述管腳部分。接下來在LED芯片電極與所述管腳之間電鍍導電層,并優(yōu)選利用機械拋光去除其他無用金屬,以實現(xiàn)LED芯片的電極與其各自的管腳的電連接。當然,也可以首先電鍍金屬層,再旋涂上述光敏聚酰亞胺,之后通過腐蝕去除無用的電鍍金屬層。
[0046]步驟S3:熒光膠部形成步驟,分別在第一 LED芯片和第二 LED芯片72上涂覆并固化熒光膠以分別形成第一熒光膠部5和第二熒光膠部6,使得第一 LED芯片和第二 LED芯片72最終射出的光具有不同色溫。
[0047]如圖6所示,利用,例如點膠機,將兩種不同的熒光膠分別涂覆在第一LED芯片74口第二 LED芯片72上。如上文所述,兩種不同的熒光膠中熒光粉的含量或種類不同的熒光膠,從而經(jīng)形成的所述第一熒光膠部5和第二熒光膠部6中射出的光束具有不同的色溫,例如分別為色溫大約3000K的暖白色光源和色溫大于7000K的冷白色光源。接下來,對涂覆后的熒光膠進行加熱以使之固化,從而形成第一熒光膠部5和第二熒光膠部6。具體地,例如高溫使所述熒光膠固化。
[0048]步驟S4:鈍化層形成步驟,在基板I的除了第一熒光膠部5、第二熒光膠部6和管腳的位置形成所述鈍化層2。
[0049]圖7(a)_7(c)示出了本實用新型一優(yōu)選實施方式的形成鈍化層的步驟。首先,如圖7(a)、7(b)所示,利用,例如涂覆機在基板I的上下表面旋涂形成鈍化層的材料。形成鈍化層的材料優(yōu)選光敏材料,例如光敏聚酰亞胺,或其他光敏材料。之后可優(yōu)選對涂覆層進行加熱使之盡快固化。
[0050]然后,利用例如光刻機對涂覆了鈍化層的基板I的上下表面分別進行光刻,使得基板I上表面的第一熒光膠部5、第二熒光膠部6(如圖7(a)中所示的各圓形區(qū)域)以及位于基板I下表面的管腳部位露出。
[0051]接下來,在對其上下表面形成了鈍化層的基板的上表面各列LED芯片對之間的位置沿縱橫兩個方向刻槽,并在槽中填充光敏聚酰亞胺,如圖7(c)所示。通過在所述槽中填充光敏聚酰亞胺,實現(xiàn)在基板I的周向形成所述鈍化層2。
[0052]進一步,還可以在鈍化層形成步驟之后,優(yōu)選地包括管腳優(yōu)化步驟,利用例如光刻機對涂覆了鈍化層的基板I的上表面進行光刻,使得基板I上表面的第一熒光膠部5、第二熒光膠部6(如圖7(a)中所示的各圓形區(qū)域)露出;利用例如光刻機對涂覆了鈍化層的基板I的下表面進行光刻,使得位于基板I下表面的管腳孔(如圖7(b)中所示的各方形區(qū)域)露出,之后,在基板I的下表面的管腳孔露出的部位進一步生成優(yōu)化的管腳。具體地,通過電鍍銅、錫、鎳或金等金屬并優(yōu)選機械拋光的方式進一步生成如圖8所示的優(yōu)化的管腳。該通過電鍍上述金屬優(yōu)化管腳的步驟如上文對步驟SI的描述可知也可包含在管腳形成步驟SI中。
[0053]步驟S5:分離步驟,即切割基板,形成各所述可調(diào)色溫的LED封裝結(jié)構(gòu)。
[0054]為生成最終的各分離的可調(diào)色溫的LED封裝結(jié)構(gòu),需要對所述基板進行切割。切割優(yōu)選使用DISCO劃片機或者激光切片。以利用DISCO劃片機為例,優(yōu)選將切割線設(shè)定在所述其中填充了光敏聚酰亞胺的橫縱方向的各槽的中間位置,從而使最終獲得的各可調(diào)色溫的LED封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)均勻、相同。
[0055]以上結(jié)合附圖對本實用新型的可調(diào)色溫的LED封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法進行了說明。根據(jù)本實用新型的方案,采用硅晶片將多只LED芯片封裝到一起,并利用熒光粉含量或種類不同的熒光膠涂覆LED芯片表面以形成可調(diào)色溫的LED封裝結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實用新型的所述可調(diào)色溫的LED封裝結(jié)構(gòu)由于將多個LED芯片封裝到一起構(gòu)成色溫可調(diào)的封裝結(jié)構(gòu),在封裝結(jié)構(gòu)的封裝過程中,可以根據(jù)需要設(shè)定兩LED芯片之間的間距,從而滿足不同的照明需求。同時,實現(xiàn)所述封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法既兼容常規(guī)的LED封裝方法又充分利用了半導體芯片加工工藝。
[0056]綜上,本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是,在不沖突的前提下,上述各有利方式可以自由地組合、疊加。
[0057]以上所述,僅是本實用新型的較佳實施例而已,并非對本實用新型作任何形式上的限制,依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種LED封裝結(jié)構(gòu),其特征在于,包括: 基板; 設(shè)置在基板上的至少兩個LED芯片; 至少兩個熒光膠部,由熒光膠分別覆蓋每個LED芯片形成,所述熒光膠部使得至少一個LED芯片與其他LED芯片最終射出的光束具有不同的色溫; 貫穿基板設(shè)置的管腳,所述管腳與所述LED芯片數(shù)量相對應(yīng),每個所述LED芯片與相應(yīng)的管腳電連接;以及 包覆在所述基板周圍的、除了所述熒光膠部以及管腳之外的區(qū)域的鈍化層。2.如權(quán)利要求1所述的封裝結(jié)構(gòu),其特征在于,其中, 所述熒光膠部中,至少一個熒光膠部的熒光粉的種類不同于其他熒光膠部。3.如權(quán)利要求1或2所述的封裝結(jié)構(gòu),其特征在于,其中, 所述至少兩個LED芯片包括第一 LED芯片和第二 LED芯片,所述第一 LED芯片和第二 LED芯片均為藍光LED芯片。4.如權(quán)利要求1或2所述的封裝結(jié)構(gòu),其特征在于,其中, 利用導線或?qū)щ妼訉崿F(xiàn)LED芯片與管腳的電連接。5.如權(quán)利要求1或2所述的封裝結(jié)構(gòu),其特征在于,其中, 利用光敏聚酰亞胺形成所述鈍化層。
【文檔編號】H01L33/48GK205508860SQ201620040876
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年1月15日
【發(fā)明人】徐彭飛, 唐曉暉, 劉臻, 楊萍, 徐偉成
【申請人】珠海格力電器股份有限公司