[發明專利]晶圓級封裝LED

有效

• 申請號: 201710154359.8
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN106784258B
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: 林岳;郭偉杰;陳忠;呂毅軍
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/58;H01L33/60;H01L33/62
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

晶圓級封裝LED，涉及LED封裝。設有LED芯片、透鏡、透鏡粘結層，LED芯片設襯底層、摻雜半導體層、半導體發光層、導電反光層、電極、絕緣層和包覆介質，半導體發光層設于第一和第二摻雜半導體層之間，導電反光層設于第二摻雜半導體層下方，第二電極通過導電反光層實現與第二摻雜半導體層之間的電導通，第一電極與第一摻雜半導體層直接連接，第一電極與半導體發光層、第二摻雜半導體層、導電反光層之間由絕緣層絕緣，包覆介質設于LED芯片側壁的非襯底區域，襯底層內部設有過孔，過孔內壁設高反射率層，透鏡包括平板部和光耦合部，平板部固定至襯底層上，光耦合部設于襯底層內的過孔內，且光耦合部的光接收面朝向第一摻雜半導體層。

技術領域

本發明涉及LED封裝，尤其是涉及晶圓級封裝LED。

背景技術

LED具有節能、環保、安全、體積小、壽命長、色彩豐富、性能可靠等顯著優點，將成為人造光源史上繼愛迪生發明電燈之后最重要的一次革命。傳統的LED封裝形式，都需要使用導線架，并且需要打線制程。LED封裝技術的發展趨勢為：不斷小型化、持續減少封裝使用的材料。晶圓級封裝的定義為，封裝外形尺寸與芯片相同，或是封裝外形尺寸不大于芯片外形尺寸的120％，且功能完整的封裝元件。LED封裝從過去包含芯片、支架、金線、硅膠、熒光粉開始發展為倒裝芯片，省去金線；進一步發展至晶圓級封裝，則會將支架、金線全部省去。晶圓級封裝不僅可以使LED的熱阻最小化，而且能夠實現封裝的小型化，大幅降低器件的物料成本，被認為是LED封裝的必然發展趨勢。

現有的晶圓級封裝LED技術方案為，將LED芯片排列成固定間距的陣列，再將封裝膠膜覆蓋于芯片陣列上，然后把封裝膠膜從芯片陣列的間隙中間切開，得到單顆的晶圓級封裝LED。其缺點在于，芯片位置排列的誤差和封裝膠膜的切割誤差相累加，造成芯片對稱中心與封裝體外形對稱中心難以重合，導致焊接容易短路、配光分布不對稱等困擾。另外，現有的晶圓級封裝LED技術方案實現的出光配光分布均為朗伯體，無法滿足車燈、小間距顯示屏等有指向性照射要求的應用場景需求。

中國專利CN104037305A公開一種低熱阻的晶圓級LED封裝方法及其封裝結構，其在硅基本體(1)的正面通過金屬凸塊(42)設置倒裝的LED芯片(4)，背面設置由導電電極(21)和散熱體(22)構成的熱電分離電極組件，散熱體(22)設置于LED芯片(4)的正下方，而硅通孔(11)設置于LED芯片(4)的垂直區域之外，芯片電極(41)經硅通孔(11)通過金屬布線反射層(3)與導電電極(21)實現電氣連通。該發明通過設計有利于LED芯片散熱的倒裝封裝基板和熱電分離結構，提升了LED芯片到封裝體外引腳的散熱性能，顯著降低了封裝結構的熱阻；同時采用圓片級的封裝方式，實現批量加工，降低了封裝工藝的成本。

中國專利CN103280508A公開一種晶圓級LED封裝方法，其方法包括步驟：提供具有正負電極(110)的LED芯片(100)；提供一個表面設置硅基型腔(210)、另一個表面設置硅通孔(220)的硅本體(200)；所述硅基型腔(210)內設置導電電極(300)；將LED芯片(100)倒裝于導電電極(300)上；所述硅基型腔(210)的內填充光致發光層(400)，所述光致發光層(400)覆蓋LED芯片(100)的出光面；通過晶圓切割分離的方法形成單顆晶圓級LED封裝結構。該發明提供了一種熱阻低、散熱性能好、提升出光效率、封裝費用低、可以有效地拓寬LED的應用的晶圓級LED封裝方法。

發明內容

本發明的目的在于針對現有的晶圓級封裝LED存在的焊接容易短路、配光分布不對稱、無法滿足指向性照射應用場景需求等問題，提供晶圓級封裝LED。