CN102237348B - Led微阵列封装结构及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种LED微阵列封装结构，其包括：一基板；一于所述基板上呈阵列分布的若干LED芯片，包括与基板接邻之一第一表面；所述LED芯片与基板之间包括一第一电极，使LED芯片行之间或列之间的该第一表面形成电性连接；及所述LED芯片与基板远离之一第二表面包括一第二电极，使LED芯片列之间或行之间的该第二表面形成电性连接。另外，本发明还涉及一种制造上述LED微阵列封装结构的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED微阵列封装结构，以及一种制造该LED微阵列封装结构的方法。
背景技术
目前，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)因具光质佳及发光效率高等特性而逐渐取代冷阴极荧光灯(Cold Cathode FluorescentLamp，CCFL)，成为照明装置中的发光元件。
现有的LED通常是在制成LED芯片后，将该LED芯片设置在一个基板，如金属板上，再通过后续的制程，如封装透镜后制成。然而，现有技术的多芯片LED都是每一颗LED芯片独立封装，其过程比较繁琐，且由于采用的是SMT工艺，最小加工尺寸只能做到100um的等级，而无法做到更小的等级。
有鉴于此，提供一种LED微阵列封装结构实为必要。
发明内容
下面将以实施例说明一种LED微阵列封装结构，以及一种制造该LED微阵列封装结构的方法。
一种LED微阵列封装结构，其包括：一基板；一于所述基板上呈阵列分布的若干LED芯片，包括与基板接邻之一第一表面；所述LED芯片与基板之间包括一第一电极，使LED芯片行之间或列之间的该第一表面形成电性连接；及所述LED芯片与基板远离之一第二表面包括一第二电极，使LED芯片列之间或行之间的该第二表面形成电性连接。
一种LED微阵列封装结构的制造方法，包括如下步骤：(A)提供一LED外延片，所述外延片包括若干LED芯片、外延层及做为承载之衬底；(B)对所述外延层进行分割，使若干LED芯片形成阵列分布，每一芯片包括一结合于该衬底的第二表面及远离该衬底的一第一表面；(C)提供一基板，并于基板上形成间隔排列的若干第一电极；(D)将所述LED外延片倒置并结合于所述基板上，并使所述若干第一电极分别与所述若干LED芯片之第一表面形成行之间或列之间电性连接；(E)将所述衬底去除，使所述若干LED芯片的第二表面暴露；(F)提供若干第二电极，分别与所述若干芯片第二表面形成行之间或列之间电性连接。
相对于现有技术，本发明的LED微阵列封装结构的基板上同时形成多个呈阵列排列的LED芯片，所述LED芯片阵列中的若干芯片行或列与所述第一电极电性连接，所述LED芯片阵列中的若干芯片列或行与所述第二电极电性连接，从而通过这些第一、二电极实现对所有LED芯片的控制。
附图说明
图1是本发明一实施例的LED微阵列封装结构的立体示意图。
图2是本发明LED微阵列封装结构的制造方法的流程图。
图3是图2中步骤二所示的对外延层进行分割形成一LED芯片阵列的示意图。
图4是在图3所示的每一LED芯片表面上形成一反射层的示意图。
图5是在图4所示的各LED芯片的间隙中设置一绝缘层的示意图。
图6是在图5所示的每一LED芯片表面上设置一层锡膏的示意图。
图7是在图6所示的每一LED芯片上的锡膏受热形成锡球的示意图。
图8-9是将图7所示的LED芯片阵列倒置并通过异方性导电胶膜结合至一基板上的示意图。
图10是将图9所示的LED芯片阵列上的衬底去除后的示意图。
图11是在图10所示的LED芯片阵列上形成若干第二电极的示意图。
主要元件符号说明
LED微阵列封装结构 100
基板 12
LED芯片 14
异方性导电胶膜 16
第一电极 122
反射层 145
绝缘层 146
锡球 147
透明导电层 18
衬底 140
P型层 141
PN结 142
N型层 143
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1及图11，本发明一实施例提供一种LED微阵列封装结构100，其包括一基板12、设于该基板12上的若干间隔的第一电极122、若干呈阵列排列的LED芯片14及若干第二电极。
该基板12在本实施例中呈方形，其材料可为铜或其它合适的金属或金属合金，如铝或铝合金等，也可为其它合适的非金属，如硅、陶瓷等。第一电极122设于该基板12上并与基板12绝缘，第一电极122对应LED芯片14阵列的各行相间隔排列。
该LED芯片14在本实施例中为蓝光氮化镓(GaN)LED芯片。当然，该LED芯片14也可为红光或绿光LED芯片。
该LED芯片14设置在该基板12上并覆盖第一电极122。具体地，该LED芯片14与该基板12之间设置异方性导电胶膜(Anisotropic Conductive Film，ACF)16，该异方性导电胶膜16连接该LED芯片14与该基板12。该异方性导电胶膜16还具有应力缓冲作用，可避免LED芯片14与基板12之间由于受热时相互挤压所产生的变形，从而保证LED微阵列封装结构100的性能稳定和使用寿命。该若干第二电极在本实施例中由一透明导电层(Transparent Conducting Layer，TCL)18形成。
本发明还提供一种制作上述LED微阵列封装结构100的方法，其包括步骤(如图2所示)：
步骤1，提供一LED外延片，该外延片包括一衬底140以及形成于该衬底表面之外延层。该衬底140可由蓝宝石、炭化硅等材料制成；该外延层可以通过金属有机化合物气相淀积(MO CVD)形成于衬底140上，该外延层由靠近衬底140向远离衬底140的方向依次包括N型层143、P N结142及P型层141，以形成反极性LED芯片14(如图3所示)。
步骤2，对LED外延片的外延层进行分割(例如，通过激光切割、化学蚀刻等手段进行分割)，形成一LED芯片14阵列(如图3所示)。该阵列根据需要可以是2×2、6×6、10×10等任意大小，其包括若干芯片行及若干芯片列。每一芯片14均包括一结合于衬底140上的第一表面以及一与该第一表面相对的第二表面。在该步骤中，为了使LED芯片14阵列之发光效率得到有效提升，还可如图4所示，在每一芯片14的第二表面镀上一反射层145，该反射层145可为金属铝。另外，为了防止相邻芯片14之间产生短路，还可相邻芯片14的间隙中设置绝缘层146(如图5所示)。在该步骤中，还可以在每一芯片14上形成一锡球147，具体做法是：先于每一芯片14上设置一层锡膏(如图6所示)，再于180～250℃下回流(reflow)形成锡球147(如图7所示)。
步骤3，如图8所示，提供一基板12，在该基板12上设置若干第一电极122。该基板12在本实施例中采用导热性能良好的材料(例如金属铝、特种陶瓷等)制成，需要说明的是，当该基板12为金属材料时，需在表面形成电绝缘层。这些第一电极122间隔排列，以使彼此之间不导电，这些第一电极122分别与上述LED芯片14阵列的若干芯片行对应，每一第一电极122的长度与每一芯片行的长度相当，宽度小于芯片14的宽度。
步骤4，将所述外延片倒置于所述基板12上，并使所述LED芯片14阵列结合于所述基板12上(如图8及9所示)，且该LED芯片14阵列中的若干芯片14分别与所述若干第一电极122电性连接。在该步骤中，LED芯片14阵列通过异方性导电胶膜16结合(ACFBonding)于基板上。需要说明的是，为了更好地绝缘，绝缘层146要高出LED芯片14。
步骤5，去除所述衬底140(例如，采用激光剥离(laser lift-off)的方法将该衬底140去除)，使芯片14的第一表面暴露(如图10所示)。
步骤6，提供若干第二电极，贴设于芯片14的第一表面，分别与所述LED芯片14阵列中的若干芯片列电性连接(如图11所示)。
可以理解地，上述若干第一电极122也可以分别与芯片14阵列的若干芯片列电性连接，相应地，若干第二电极则分别与芯片14阵列中的若干芯片行电性连接。另外，上述外延片也可以由靠近衬底140向远离衬底140的方向依次包括P型层141、PN结142及N型层143，以形成正极性LED芯片。
Claims (8)
1.一种LED微阵列封装结构，其包括:
一基板；
一于所述基板上呈阵列分布的若干LED芯片，包括与基板接邻之一第一表面；
所述LED芯片与基板之间包括一第一电极，使LED芯片行之间或列之间的该第一表面形成电性连接；及
所述LED芯片与基板远离之一第二表面包括一第二电极，使LED芯片列之间或行之间的该第二表面形成电性连接，所述第一电极垂直于第二电极；
其中，各相邻LED芯片的间隙中还包括一绝缘层，该绝缘层的厚度大于该若干LED芯片的厚度。
2.如权利要求1所述的LED微阵列封装结构，其特征在于，所述第二电极为一导电层。
3.如权利要求1所述的LED微阵列封装结构，其特征在于，所述基板与第一电极绝缘。
4.如权利要求1所述的LED微阵列封装结构，其特征在于，所述LED芯片通过异方性导电胶膜结合于所述第一电极。
5.如权利要求1所述的LED微阵列封装结构，其特征在于，每一LED芯片接近第一表面处还包括一反射层。
6.一种LED微阵列封装结构的制造方法，包括如下步骤：
(A)提供一LED外延片，所述外延片包括若干LED芯片、外延层及做为承载之衬底；
(B)对所述外延层进行分割，使若干LED芯片形成阵列分布，每一芯片包括一结合于该衬底的第二表面及远离该衬底的一第一表面；
(C)提供一基板，并于基板上形成间隔排列的若干第一电极；
(D)将所述LED外延片倒置并结合于所述基板上，并使所述若干第一电极分别与所述若干LED芯片之第一表面形成行之间或列之间电性连接；
(E)将所述衬底去除，使所述若干LED芯片的第二表面暴露；
(F)提供若干第二电极，分别与所述若干芯片第二表面形成行之间或列之间电性连接，该若干第一电极垂直于该若干第二电极；
其中在步骤(B)中还包括于各相邻LED芯片的间隙设置一绝缘层以使各LED芯片彼此绝缘，该绝缘层的厚度大于该若干LED芯片的厚度。
7.如权利要求6所述的LED微阵列封装结构的制造方法，其特征在于，在步骤(B)中还包括在每一LED芯片的第一表面上形成一反射层。
8.如权利要求6所述的LED微阵列封装结构的制造方法，其特征在于，在步骤(D)中，所述若干LED芯片第一表面通过异方性导电胶膜结合于所述第一电极。
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