[發(fā)明專利]一種無金線的LED器件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110211474.7
• 申請日: 2011-07-27
• 公開（公告）號: CN102270730A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬垂銘;陳海英;周玉剛;肖國偉
• 申請（專利權(quán)）人: 晶科電子(廣州)有限公司
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/64;H01L33/62;H01L25/075
• 代理公司: 廣州新諾專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44100
• 代理人: 羅毅萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管器件，尤其是一種倒裝的發(fā)光二極管器件。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管(LED)是一種半導(dǎo)體制造技術(shù)加工的電致發(fā)光器件，主要發(fā)光原理是化合物半導(dǎo)體材料在加載正向電壓的條件下，有源電子與空穴復(fù)合產(chǎn)生光子，其中可見光成分能夠被人眼識別產(chǎn)生可見光。目前由于LED的亮度問題被極大地改善，LED被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，包括背光單元、汽車、電信號、交通信號燈、照明裝置等。

為了使大功率LED照明具有更高的亮度，可以增加LED的輸入電流。但是電流的增加使LED芯片產(chǎn)生大量熱量，為了提高LED芯片的可靠性，防止LED芯片燒毀，大功率LED必須能夠有效地散發(fā)在照明或者發(fā)光過程中產(chǎn)生的熱量。

目前市場上的大功率LED芯片倒裝在塑料PCB板上，其P極和N極通過金屬引線引出到外部的金屬線路上。這種方式封裝的LED芯片產(chǎn)生的熱量不是直接傳輸?shù)酵獠康纳崞希峭ㄟ^導(dǎo)熱低的塑料體向外部傳輸，并且由于需要采用金屬引線引出LED芯片的P極和N極，一旦金屬引線斷裂，容易引起LED失效，降低了LED的可靠性。

為了解決LED芯片需要經(jīng)過導(dǎo)熱性差的塑料進(jìn)行散熱的問題，中國專利200510075355.8中公開了一種大功率的LED封裝結(jié)構(gòu)，將LED芯片直接倒裝在硅底座上，LED芯片的P極和N極通過硅底座上表面的金屬層引至邊緣，再在邊緣處設(shè)置金屬焊盤，通過金屬引線與支架連接，硅底座再通過粘合劑固定在散熱片上。此種封裝方式增強(qiáng)了LED的散熱性能，但是硅材料并非一種良好的散熱材料，而且熱量向外散發(fā)時(shí)還需要通過粘合劑層，降低了其導(dǎo)熱性能。另外其還需要采用金線引出LED芯片的P極和N極，極大的降低了LED的可靠性。

LED芯片根據(jù)材料的不同，可以產(chǎn)生不同顏色的光：AlGaAs可以產(chǎn)生紅光；InGaAlP可以產(chǎn)生紅、黃或者黃綠光；InGaN可以產(chǎn)生深綠或者藍(lán)光。

當(dāng)前市場上主流的商品化白光LED是采用藍(lán)光LED芯片加上黃、綠、紅一種或多種熒光粉來實(shí)現(xiàn)的，此技術(shù)存在的一個(gè)關(guān)鍵問題在于熒光粉必須均勻地涂覆在芯片表面，否則會出現(xiàn)光色不均勻的光斑現(xiàn)象。傳統(tǒng)的LED涂覆工藝即點(diǎn)熒光粉混合膠，通過點(diǎn)膠在LED芯片上涂敷熒光粉與膠體的混合體層，但這樣得到的熒光粉層結(jié)構(gòu)不均勻，從而導(dǎo)致LED的光色均勻性差。

一種新型平面保形涂覆的技術(shù)(Conformal?Coating)被提出來，該技術(shù)主要是通過電泳、噴涂、沉積等方法在芯片表面形成一層厚度均勻的熒光粉層，在一定程度上可提高出光均勻性，熒光粉層的厚度也容易控制，但LED工作時(shí)產(chǎn)生的熱量會使熒光粉發(fā)生熱猝滅效應(yīng)，降低光通量。

美國專利US2011/0031516中公開了一種LED器件的封裝結(jié)構(gòu)，采用熒光粉遠(yuǎn)離芯片涂覆于覆蓋芯片的透明硅膠層外側(cè)的透鏡間三明治結(jié)構(gòu)模式。盡管此種結(jié)構(gòu)解決了熒光粉的熱猝滅效應(yīng)的問題，但需要在透明膠層上涂覆多層熒光粉使得工藝過程更加復(fù)雜而且影響生產(chǎn)效率，同時(shí)此結(jié)構(gòu)中的熒光粉層包含一反射層也給生產(chǎn)帶來了難度。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是要提供一種具有良好散熱性和高可靠性的LED封裝結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的再一個(gè)目的是要提供一種具有分層涂覆和熒光粉遠(yuǎn)離LED芯片的封裝結(jié)構(gòu)，改善光色均勻性同時(shí)避免熒光粉熱猝滅效應(yīng)。

為了實(shí)現(xiàn)具有良好散熱性能和提高LED的可靠性的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種無金線的LED器件，包括：

至少一LED芯片，具有P極和N極；

第一金屬電極層，具有相互絕緣的P區(qū)和N區(qū)，所述P區(qū)和N區(qū)分別與所述LED芯片的P極和N極電連接；

基板，其上表面設(shè)有所述第一金屬電極層；

封裝結(jié)構(gòu)，所述封裝結(jié)構(gòu)設(shè)于基板上表面，包圍所述LED芯片，所述基板對應(yīng)所述第一金屬電極層的P區(qū)和N區(qū)設(shè)有第一通孔和第二通孔；及還包括

第二金屬電極層，設(shè)于所述基板的下表面，具有相互絕緣的P區(qū)和N區(qū)，所述P區(qū)和N區(qū)分別與所述第一通孔和第二通孔對應(yīng)；

導(dǎo)電填充材料，設(shè)于所述第一通孔和第二通孔之中，所述第一通孔中的導(dǎo)電填充材料電連接第一金屬電極層的P區(qū)和第二金屬電極層的P區(qū)，所述第二通孔中的導(dǎo)電填充材料電連接第一金屬電極層的N區(qū)和第二金屬電極層的N區(qū)。

進(jìn)一步，所述LED芯片的P極和N極分別通過金屬凸點(diǎn)與第一金屬電極層的P區(qū)和N區(qū)以共晶鍵合的方式實(shí)現(xiàn)無金線的電連接。

進(jìn)一步，所述LED芯片的P極和N極通過加熱、加壓或者加超聲功率中的任一種或它們的組合實(shí)現(xiàn)與所述第一金屬電極層無金線的電連接。