[發明專利]白光LED近似保形封裝結構及其制備方法

無效

• 申請號: 201210452365.9
• 申請日: 2012-11-13
• 公開（公告）號: CN102931320A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 郭訓高;李世瑋
• 申請（專利權）人: 佛山市香港科技大學LED-FPD工程技術研究開發中心
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/50
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 萬志香

技術領域

本發明屬于LED封裝技術領域，具體涉及一種白光LED封裝結構及其制備方法。

背景技術

在白光LED的設計中，最重要的步驟就是點熒光粉（熒光膠），點熒光粉是白光形成的關鍵。點熒光粉通過全自動或半自動的點膠機或直接灌封完成，承載熒光粉的器件可以是LED支架或PCB板。為了改善光色性能，熒光粉往往混合其他膠體（構成熒光膠），并通過經過一系列的工藝步驟，使熒光粉涂覆在芯片表面。但是，目前，白光LED的制備中，主要存在以下缺陷。

第一，常見的支架LED芯片封裝是把過量的熒光膠不加控制地灌封到反光杯中，如圖1所示，以達到發出白光的效果。這種工藝主要的缺點是耗費大量熒光粉，而且造成熒光粉在芯片周圍的分布不均，嚴重影響白光LED色溫的均勻性，致使白光LED的亮度和光斑都不能達到預期效果。另一種工藝則通過噴繪、光刻、薄膜技術等半導體工藝（圖3），采用平鋪，將熒光粉均勻涂覆在晶片表面，即完全保形工藝。但是對于支架式白光LED的封裝工藝上是很難辦到的。對于工廠批量生產銷售，完全保形涂抹技術需要過大的實現代價。還有一種工藝是對熒光粉的涂覆略加控制，只在芯片周圍涂覆熒光粉，但由于沒有理想的工藝，往往得到不均勻的熒光粉層，如（圖2）。

第二，點膠技術目前大多應用于COB封裝等作業面積寬裕的基板上，如何在直徑通常只有1.78mm左右作業范圍狹小的支架反光杯內進行點膠是一個技術難題。

第三，現有技術中有利用芯片表面張力把熒光粉涂覆在芯片上表面的工藝，其對熒光膠量的控制對比傳統技術有進步，但仍無法在側面發藍光區域涂覆熒光粉；為實現側面激發白光，又須回到直接灌封大量熒光粉的傳統做法上，或者進行制備填充熒光膠的模具這種復雜的工藝。總之，現有技術難以找到簡易可行的工藝在各類封裝如COB封裝、支架封裝、普通LED基板封裝中得到熒光粉的均勻涂覆結構，以及難以實現在支架上進行精確點膠。

發明內容

基于此，本發明針對現有技術中熒光粉浪費大、熒光粉在芯片周圍分布不均等技術問題，提供一種新的白光LED封裝結構。

實現該目的的技術方案如下。

一種白光LED封裝結構，包括芯片基座、襯底平臺、LED芯片及熒光膠層，襯底平臺固定于芯片基座上，襯底平臺的俯投影尺寸大于LED芯片俯視投影尺寸，LED芯片固定于襯底平臺上，熒光膠層位于襯底平臺的上方并將LED芯片的上部及側部包裹，熒光膠層的外輪廓呈上凸的弧面。

優選地，所述熒光膠層的下邊緣與襯底平臺的上邊緣平齊。

在其中一個實施例中，所述襯底平臺的俯視投影呈方形。

在其中一個實施例中，所述芯片基座為LED支架。

本發明的另一目的是提供上述白光LED封裝結構的制備方法。

具體技術方案如下：

一種白光LED封裝結構的制備方法，包括以下步驟：

（1）固晶：將襯底平臺用固晶膠固定于芯片基座上，然后放入高溫烤箱，使固晶膠固化；取出固定有襯底平臺的芯片基座，再將LED芯片用固晶膠平行固定在襯底平臺的正中央，再次置入高溫烤箱，使固晶膠固化，得到固定有LED芯片和襯底平臺的芯片基座；

（2）焊線：通過金線球焊，使LED芯片完成電氣連接，得到LED芯片基座；

（3）點膠：將步驟（2）所得的LED芯片基座置于點膠機工作平臺上，在熒光粉中添加硅膠得到熒光膠；啟動點膠機，將熒光膠點到LED芯片上，熒光膠根據自身流動性，覆蓋LED芯片上表面后，由于熒光膠為黏性流體，受襯底平臺邊界限制，以及在表面張力及地心吸引力作用下穩定靜止時，形成熒光膠層，熒光膠層將LED芯片的上部及側部包裹，熒光膠層的外輪廓呈上凸的弧形半球；

（4）熒光膠層固化：將點膠完畢的LED芯片基座置入高溫烤箱，灌封硅膠、再固化、得到所述白光LED封裝結構。

在其中一個實施例中，所述芯片基座為LED支架；所述襯底平臺的俯視投影呈方形。

熒光膠中硅膠的添加量可以根據所需要的出光品質依據光學原理進行調整，因此熒光粉添加的硅膠量并非固定可以調整——因而，熒光膠的黏度可以不是確定值。為了使熒光膠加速流動從芯片表面溢出至覆蓋襯底平臺，需要引入額外的熒光膠黏度控制方法。在此，本發明特別設計了兩段烘烤，烘烤熱度可改變熒光膠的流動性，加速熒光膠的均勻涂覆，即：步驟（4）中，所述高溫烤箱固化為：在75℃~90℃環境烘烤40min~60min，然后在120℃~150℃環境烘烤115-130min。