[發(fā)明專利]一種LED封裝方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010526312.8
• 申請(qǐng)日: 2010-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN102005520A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于彤軍;鄧俊靜;付星星;康香寧;陳志忠;張國(guó)義
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L33/00
• 分類號(hào): H01L33/00;H01L33/48
• 代理公司: 北京萬(wàn)象新悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11360
• 代理人: 賈曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種LED封裝方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)具有高亮度、低能耗、長(zhǎng)壽命、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，是一種綠色環(huán)保型的固體光源，因而在照明、交通燈顯示、平板顯示等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。雖然LED的內(nèi)量子效率可以達(dá)到較高的水平，但由于材料的高折射率使得LED器件的出光效率很低，最終造成LED的外量子效率不高。因此，提高LED的出光效率成為人們亟需解決的問(wèn)題，引起人們的廣泛關(guān)注和研究。近年來(lái)，人們提高LED出光效率的主要方法有：外延片生長(zhǎng)時(shí)使用PSS襯底；芯片制造過(guò)程中加入底部反射鏡、管芯側(cè)壁腐蝕、出光面粗糙化或光子晶體制作等等。這些方法雖然能使裸芯片LED的出光效率得到有效的改善和提高，但是在管芯封裝后，由于環(huán)氧樹脂的包圍，通過(guò)采用上述方法得到的較高的出光效率會(huì)被部分消除而降低，最終導(dǎo)致封裝后的LED出光效率的提高不是非常明顯。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種LED封裝方法，可有效提高LED器件的出光效率。

本發(fā)明提供的LED封裝方法，其特征在于，在封裝過(guò)程中用陽(yáng)極氧化鋁(Anodic?aluminumoxide，AAO)模板在環(huán)氧樹脂上制備出周期性微結(jié)構(gòu)，具體包括如下步驟：

1)利用二次陽(yáng)極氧化法制備出多孔的具有周期性的AAO模板。在制備過(guò)程中，根據(jù)所要封裝LED芯片的波長(zhǎng)，通過(guò)調(diào)控電解液濃度、氧化電壓、溫度和時(shí)間等參數(shù)制備出相應(yīng)孔徑大小和孔間距的AAO膜。將鋁基底用飽和氯化銅溶液去除，即獲得了具有周期性微結(jié)構(gòu)的AAO模板。

2)將AAO模板移植到LED封裝模具的內(nèi)表面，讓模具內(nèi)表面均勻鋪上此周期性微結(jié)構(gòu)AAO膜。

3)將配制好的環(huán)氧樹脂預(yù)聚體澆注到模具里，真空脫氣，放入烘箱進(jìn)行烘烤。待其固化后，將所封裝的器件從模具上取下，此時(shí)LED器件環(huán)氧樹脂的外表面具有與AAO模板一樣的周期性微結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明進(jìn)一步還可利用AAO模板制備出帶有周期性微結(jié)構(gòu)、可重復(fù)使用的封裝模具，然后以此模具在環(huán)氧樹脂上制備出周期性微結(jié)構(gòu)，具體包括如下步驟：

1)利用二次陽(yáng)極氧化法制備出多孔的具有周期性的AAO模板。在制備過(guò)程中，根據(jù)所要封裝LED芯片的波長(zhǎng)，通過(guò)調(diào)控電解液濃度、氧化電壓、溫度和時(shí)間等參數(shù)制備出相應(yīng)孔徑大小和孔間距的AAO膜。將鋁基底用飽和氯化銅溶液去除，并用磷酸除去阻擋層，即獲得了具有周期性微結(jié)構(gòu)的通孔AAO模板。

2)將AAO模板上的周期性微結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到LED封裝模具上，其方法有：將制備好的AAO模板均勻鋪在硅模具的內(nèi)表面，然后用干法刻蝕的方法將AAO模板上的周期性微結(jié)構(gòu)復(fù)制到硅模具的內(nèi)表面；或者也可以采用熱固化的方法將AAO模板上的圖形轉(zhuǎn)移到硅橡膠模具上。通過(guò)上述方法便可獲得帶有周期性微結(jié)構(gòu)、可重復(fù)使用的LED封裝模具。

3)將配制好的環(huán)氧樹脂預(yù)聚體澆注到模具里，真空脫氣，放入烘箱進(jìn)行烘烤。待其固化后，將所封裝的器件從模具上取下，此時(shí)LED器件環(huán)氧樹脂的外表面具有與AAO模板一樣的周期性微結(jié)構(gòu)。

所述的AAO模板的周期性孔結(jié)構(gòu)與所要封裝的LED芯片的波長(zhǎng)相匹配，其中孔的直徑范圍為100-300nm，孔的深度約為1um，孔間距接近LED芯片的發(fā)光波長(zhǎng)。

本發(fā)明利用AAO模板，該模板具有孔洞排列規(guī)則，孔徑大小均勻，孔徑和孔間距靈活可控以及良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，把AAO模板上的周期性微結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到材料上將使材料表現(xiàn)出獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)；另外，通過(guò)改變微結(jié)構(gòu)的參數(shù)(如結(jié)構(gòu)單元形狀、周期、孔徑及孔洞深度等)還可實(shí)現(xiàn)對(duì)材料光學(xué)性質(zhì)的調(diào)制。本發(fā)明將AAO模板上的周期性微結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到LED封裝材料環(huán)氧樹脂上，可有效提高LED器件的出光效率。本發(fā)明還可結(jié)合用AAO模板在LED芯片的出光面制備出周期性微結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高器件的出光效率。

附圖說(shuō)明

圖1是利用二次陽(yáng)極氧化法制備的AAO模板；

圖2是將AAO模板鋪在模具內(nèi)表面封裝小管芯LED的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是用帶有周期性微結(jié)構(gòu)的硅模具封裝小管芯LED的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是用AAO模板封裝大功率垂直結(jié)構(gòu)GaN基LED的結(jié)構(gòu)示意圖。

1-直插式支架；2-小管芯GaN基藍(lán)光LED芯片；3-環(huán)氧樹脂；4-帶周期性微結(jié)構(gòu)的AAO模板；5-封裝模具；6-鋁基板；7-蓋透鏡；8-大功率垂直結(jié)構(gòu)GaN基藍(lán)光LED芯片。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的LED封裝方法做進(jìn)一步描述。