CN102709455A - 发光二极管覆晶封装结构及其制造方法 - Google Patents

发光二极管覆晶封装结构及其制造方法 Download PDF

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Abstract

一种发光二极管覆晶封装结构，其包括基座、发光二极管芯片及透明基板。所述发光二极管芯片覆晶设置在所述基座上。所述透明基板设置在所述发光二极管芯片上。所述透明基板由玻璃粉制作而成。透明基板与发光二极管芯片的连接方式是通过将透明基板加热软化至半熔融状态，然后直接粘接到所述发光二极管芯片上。本发明的透明基板与发光二极管芯片的连接方式是通过将透明基板加热软化至半熔融状态，然后直接粘接到发光二极管芯片上，并非通过其他介质进行接合，相对于传统的利用胶体进行固定的方式连接强度更高。本发明还提供一种发光二极管覆晶封装结构的制造方法。

Description

发光二极管覆晶封装结构及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种发光二极管覆晶封装结构及其制造方法。
背景技术
现有的发光二极管封装结构很多采用覆晶方式进行封装。在进行封装时，首先将发光二极管芯片以胶体粘接到一透明基板上，然后再采用覆晶方式接合在一基座上，从而完成封装。但是，在进行覆晶工艺时，需要在高温情况下对发光二极管芯片与基座进行焊接，产生的高温会造成胶体的软化，从而造成发光二极管芯片与透明基板分离。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种发光二极管芯片与透明基板连接牢靠的发光二极管覆晶封装结构。
一种发光二极管覆晶封装结构，其包括基座、发光二极管芯片及透明基板。所述发光二极管芯片覆晶设置在所述基座上。所述透明基板设置在所述发光二极管芯片上。所述透明基板由玻璃粉制作而成。透明基板与发光二极管芯片的连接方式是通过将透明基板加热软化至半熔融状态，然后直接粘接到所述发光二极管芯片上。
一种发光二极管覆晶封装结构的制造方法，其包括以下几个步骤：
提供一临时基板，在该临时基板上成长发光二极管芯片；
利用玻璃粉烧结制作透明基板，将发光二极管芯片倒置安装于该透明基板上，然后加热透明基板软化至半熔融状态，使透明基板与发光二极管芯片融合粘接，最后冷却固定；
去除临时基板；
提供一基座，将发光二极管芯片利用覆晶封装方式设置在基座上。
上述的发光二极管覆晶封装结构及其制造方法采用玻璃粉制作透明基板，透明基板与发光二极管芯片的连接方式是通过将透明基板加热软化至半熔融状态，然后直接粘接到发光二极管芯片上，并非通过其他介质进行接合，相对于传统的利用胶体进行固定的方式连接强度更高。
附图说明
图1为本发明实施方式中的发光二极管覆晶封装结构示意图。
图2为临时基板上成长发光二极管芯片的结构示意图。
图3为在图2中所示的发光二极管芯片上设置透明基板的结构示意图。
图4为去除图3中所示的发光二极管芯片上的临时基板的结构示意图。
图5为在图4中所示的发光二极管芯片上制作电极的结构示意图。
主要元件符号说明
发光二极管覆晶封装结构    10
基座                      100
载板                      110
第一电极                  120
发光二极管芯片            200
n型半导体层               210
有源层                    220
p型半导体层               230
第二电极                  240
透明基板                  300
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1，本发明实施方式提供的一种发光二极管覆晶封装结构10包括基座100、发光二极管芯片200以及透明基板300。发光二极管芯片200发出的光由透明基板300出射到外部。
所述基座100包括载板110以及形成在该载板110上的两个第一电极120。所述基座100的材料为砷化镓。
所述发光二极管芯片200为覆晶结构(Flip-Chip)，即发光二极管芯片200的电极均朝向基座100。该发光二极管芯片200包括n型半导体层210、自该n型半导体层210朝向基座100依次形成的有源层220、p型半导体层230以及分别形成在n型半导体层210和p型半导体层230上的两个第二电极240。两个第二电极240与基座100上的两个第一电极120分别接合。在本实施方式中，n型半导体层210以及p型半导体层230的材料为AlGaP。
所述透明基板300粘接在发光二极管芯片200的n型半导体层210上，透明基板300是利用低温玻璃粉制作的玻璃板。传统玻璃熔融温度一般为大于1000度，本案中的低温玻璃粉的熔融温度为300度～500度。透明基板300与发光二极管芯片200的粘接方式是将透明基板300加热软化到半熔融状态，然后粘接到发光二极管芯片200上，最后冷却固定。在制作透明基板300时，低温玻璃粉中还可以加入陶瓷填充剂以增加透明基板300的机械强度，调整热膨胀系数，使透明基板300与发光二极管芯片200相互匹配，避免两者之间产生应力，破坏两者的接合紧密程度。
在其他实施方式中，透明基板300与发光二极管芯片200的接合方式还可以是将玻璃粉加入到有机载体中，变成流动液体，然后涂覆在发光二极管芯片200上，接着再升温烧除有机物，与发光二极管芯片200形成复合体，接着升温到玻璃软化温度，施以机械力压合，最后进行冷却。
请接着参阅图2至图5，本发明实施方式提供的一种发光二极管覆晶封装结构制造方法包括以下几个步骤：
步骤一，如图2所示，提供一临时基板20，其中该临时基板20的材料为蓝宝石(Sapphire)。在该临时基板20上成长发光二极管芯片200。该发光二极管芯片200包括依次成长在临时基板20上的n型半导体层210、有源层220以及p型半导体层230。在本实施方式中，n型半导体层210以及p型半导体层230为AlGaP。
步骤二，如图3所示，利用低温玻璃粉烧结制作透明基板300，将发光二极管芯片200倒置安装于该透明基板300上，即将p型半导体层230平贴于该透明基板300上，然后加热到透明基板300软化至半熔融状态，使透明基板300与发光二极管芯片200融合粘接，最后冷却固定。该低温玻璃粉的熔融温度为300度～500度。低温玻璃粉中还可以加入陶瓷填充剂以增加透明基板300的机械强度，调整热膨胀系数。
步骤三，如图4-5所示，通过激光剥离、化学剥离或者机械研磨或者其它方法使临时基板20与n型半导体层210分离，利用黄光制程在发光二极管芯片200上制作第二电极240。第二电极240分别形成在n型半导体层210和p型半导体层230上。
步骤四，提供一基座100，该基座100包括载板110以及形成在该载板110上的两个第一电极120，将发光二极管芯片200利用覆晶封装方式设置在基座100上，将第二电极240接合到第一电极120上，此时该发光二极管覆晶封装结构10制造完成，如图1所示。
相较于现有技术，本发明的发光二极管覆晶封装结构采用玻璃粉制作透明基板，透明基板与发光二极管芯片的连接方式是通过将透明基板加热软化至半熔融状态，然后直接粘接到发光二极管芯片上，并非通过其他介质进行接合，相对于传统的利用胶体进行固定的方式连接强度更高。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种像应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种发光二极管覆晶封装结构，其包括基座、发光二极管芯片及透明基板，所述发光二极管芯片覆晶设置在所述基座上，所述透明基板设置在所述发光二极管芯片上，其特征在于：所述透明基板由玻璃粉制作而成，透明基板与发光二极管芯片的连接方式是通过将透明基板加热软化至半熔融状态，然后直接粘接到所述发光二极管芯片上。
2.如权利要求1所述的发光二极管覆晶封装结构，其特征在于：所述基座包括载板及形成在该载板上的两个第一电极，所述发光二极管芯片上形成有两个第二电极，所述两个第一电极分别与两个第二电极接合。
3.如权利要求2所述的发光二极管覆晶封装结构，其特征在于：所述发光二极管芯片包括n型半导体层、形成在n型半导体层上的有源层以及形成在有源层上的p型半导体层，所述两个第二电极分别形成在n型半导体层和p型半导体层上。
4.如权利要求1所述的发光二极管覆晶封装结构，其特征在于：所述玻璃粉为低温玻璃粉，其熔融温度为熔融温度为300度～500度。
5.如权利要求1所述的发光二极管覆晶封装结构，其特征在于：在制作透明基板时，玻璃粉中还加入有陶瓷填充剂。
6.如权利要求1所述的发光二极管覆晶封装结构，其特征在于：透明基板与发光二极管芯片的接合方式是将玻璃粉加入到有机载体中，变成流动液体，然后涂覆在发光二极管芯片上，接着再升温烧除有机物，与发光二极管芯片形成复合体，接着升温到玻璃软化温度，施以机械力压合。
7.一种发光二极管覆晶封装结构的制造方法，其包括以下几个步骤：
提供一临时基板，在该临时基板上生长发光二极管芯片；
利用玻璃粉烧结制作透明基板，将发光二极管芯片倒置安装于该透明基板上，然后加热透明基板软化至半熔融状态，使透明基板与发光二极管芯片融合粘接，最后冷却固定；
去除临时基板；
提供一基座，将发光二极管芯片利用覆晶封装方式设置在基座上。
8.如权利要求7所述的发光二极管覆晶封装结构的制造方法，其特征在于：所述发光二极管芯片包括依次由临时基板上生长出的n型半导体层、有源层及p型半导体层。
9.如权利要求7所述的发光二极管覆晶封装结构的制造方法，其特征在于：去除临时基板的步骤中还包括利用黄光制程在发光二极管芯片上制作第二电极的步骤，所述该基座包括载板及形成在该载板上的第一电极，所述第一电极与第二电极接合。
10.如权利要求7所述的发光二极管覆晶封装结构的制造方法，其特征在于：所述玻璃粉为低温玻璃粉，其熔融温度为300度～500度，低温玻璃粉中还加入有陶瓷填充剂。
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