CN103367599A - 发光二极管封装结构的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发光二极管封装结构的制造方法，包括以下步骤：提供一基板，在该基板上形成若干凹槽；在凹槽的底面形成电路结构；将发光二极管芯片设置于凹槽中并电连接于凹槽底部的电路结构中；提供一荧光封装层，将荧光封装层放置于基板上；采用热压合的方式将荧光封装层压入基板的凹槽中，使荧光粉均匀分布，制作过程简便。

Description

发光二极管封装结构的制造方法

技术领域

本发明涉及一种半导体的制造方法，尤其涉及一种发光二极管封装结构的制造方法。

背景技术

相比于传统的发光源，发光二极管（Light Emitting Diode，LED）具有重量轻、体积小、污染低、寿命长等优点，其作为一种新型的发光源，已经被越来越多地应用到各领域当中，如路灯、交通灯、信号灯、射灯及装饰灯等。

现有的发光二极管封装结构通常包括基板、位于基板上的电极、承载于基板上并与电极电性连接的发光二极管芯片以及覆盖发光二极管芯片的封装体。为改善发光二极管芯片发光特性，通常会在发光二极管封装结构中设置荧光粉。荧光粉通常是采用喷涂的方式涂覆在封装胶的出光面上，然而喷涂的随机性容易导致荧光粉分布不均匀。此外，荧光粉也可在点封装胶之前混合在封装胶材料中，而由于封装胶材料凝固时悬浮在封装胶材料中的荧光粉会发生沉积，从而也会导致固化后的封装胶中的荧光粉分布不均匀，从而影响发光二极管封装结构最终的出光效果。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种荧光粉分布均匀的发光二极管封装结构的制造方法。

一种发光二极管封装结构的制造方法，包括以下步骤：

提供一基板，在该基板上形成若干凹槽；

在凹槽的底面形成电路结构；

将发光二极管芯片设置于凹槽中并电连接于凹槽底部的电路结构中；

提供一荧光封装层，将荧光封装层放置于基板上；

采用热压合的方式将荧光封装层压入基板的凹槽中。

本发明所提供的发光二极管封装结构的制造方法中，采用热压合方式直接将荧光封装层成型于基板上，从而固定于发光二极管芯片上，不但一次性完成了封装和设置荧光粉的过程，而且使封装层中的荧光粉分布均匀、制作过程简便。

下面参照附图，结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。

附图说明

图1至图7为本发明第一实施方式的发光二极管封装结构的制造过程中各步骤示意图。

图8为本发明第二实施方式的发光二极管封装结构的制造过程中的热压合步骤的示意图。

主要元件符号说明

发光二极管封装结构	100
		基板	10
上表面	11
		下表面	12
凹槽	15
		底板	151
侧壁	152
		阶梯部	153
第一容置区	154
		第二容置区	155
电路结构	20
		导电柱	21、22
通孔	25
		发光二极管芯片	30
出光面	31
		电极	32
荧光封装层	40
		封装部	41
连接部	42
		切割道	43
热压模具	50、50a
		底面	51、51a
凹陷部	52a
		平坦部	53a

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

如图7所示，本发明实施方式提供的发光二极管封装结构100包括基板10、形成于基板10上的电路结构20、承载于基板10上并与电路结构20电性连接的发光二极管芯片30，以及封装该发光二极管芯片30的荧光封装层40。

在本实施方式中，所述基板10上形成有凹槽15，该凹槽15的下部为底板151，周围为侧壁152。所述电路结构20设置于底板151上。所述发光二极管芯片30容置于凹槽15中，并采用覆晶方式固定并电连接于基板10的电路结构20上。该发光二极管芯片30包括一与基板10相对的出光面31，与该出光面31相对的另一表面上设有两电极32。该出光面31背离基板10，该两电极32面对基板10并与电路结构20连接。该种发光二极管封装结构100的制造方法详如下述。

请参考图1，提供一基板10，并在基板10上开设若干凹槽15。该基板10可采用高分子材料、蓝宝石、碳化硅或硅材料制作。该基板10呈板状结构，其包括两个相对的平坦表面，分别为上表面11和下表面12。所述凹槽15自上表面11朝下开设，并自上表面11向下形成渐缩的形状。该凹槽15的底板151为平坦形状，侧壁152自上表面11到底板151为阶梯状，并在中部形成一阶梯部153，即侧壁152自上表面到底板151分为三段直线，以使该凹槽15以阶梯部153为界分为上下两个区域：位于凹槽15顶部的第一容置区154和位于凹槽15底部的第二容置区155。所述发光二极管芯片30容置于第二容置区155中。在本实施方式中，该凹槽15的数量为两个，并分别收容一个发光二极管芯片30。为增加发光二极管结构的发光效率，还可以在形成凹槽15后，在凹槽15的侧壁152和底板151上形成反光层，例如金属银或镜面油墨等。

请同时参阅图2，在基板10上形成电路结构20。该电路结构20形成于基板10的凹槽15的底板151上，其步骤为，先在底板151上形成若干通孔25，再采用喷镀或溅镀的方式将金属材料填充于通孔25中。在本实施方式中，每一凹槽15的底板151上形成两个通孔25，在每个通孔25中填充金属铜，使金属铜贯穿基板10的底板151，并贴覆于底板151的表面和基板10的下表面12处，以形成两个相互间隔的“工”字形导电柱21、22。

请参阅图3，将发光二极管芯片30固定并电连接于基板10上。该发光二极管芯片30容置于第二容置区155中，发光二极管芯片30的两电极32分别与电路结构20在的两导电柱21、22对应电连接。连接于电路结构20上的发光二极管芯片30的出光面31低于凹槽15的阶梯部153，以使发光二极管芯片30完全容置于第二容置区155内。在本实施方式中是采用覆晶结合的方式将发光二极管芯片30与电路结构20固定连接。

请参阅图4，提供一热压模具50和一荧光封装层40，将荧光封装层40置于基板10的上表面11，并将热压模具50叠设在荧光封装层40上。该热压模具50包括一底面51，在本实施方式中该底面51为一平坦的表面。该荧光封装层40预先放置于基板10的上表面11处，该荧光封装层40为未经过固化处理的薄膜层，其具有一定的伸缩强度和弹性，从而可以靠基板10的上表面11支撑而不至于从凹槽15的开口处掉落。该荧光封装层40中均匀分布有荧光粉，由于薄膜状态的荧光封装层40为半凝固状态，因此其内部的荧光粉不会像流体状态的封装层一样发生沉积进而使荧光粉分布不均匀。

请参阅图5，采用热压合方式将荧光封装层40压入基板10的凹槽15中并固化。该过程中，将热压模具50向靠近发光二极管芯片30的方向加压，并保持热压合过程中热压模具50的温度为80℃至150℃。将荧光封装层40压向基板10的凹槽15内直到荧光封装层40接触凹槽15的阶梯部153，从而使荧光封装层40容置于凹槽15的第二容置区155内，该荧光封装层40的下表面与发光二极管芯片30的出光面31相间隔。此过程中荧光封装层40同时被固化形成固态结构。由于基板10的凹槽15设有阶梯部153，该阶梯部153在热压合过程中起到定位的作用，使荧光封装层40压入到接触阶梯部153即停止加压的动作，从而避免荧光封装层40过分压入凹槽15中，影响到发光二极管芯片30的品质。另一方面，该凹槽15以该阶梯部153为界使阶梯部153下部的第二容置区155的横截面积小于阶梯部153上部的第一容置区154的横截面积，从而使固化后的荧光封装层40进一步被阶梯部153支撑，从而避免在后续使用过程中发生荧光封装层40连接失效而滑落的缺失。

请参阅图6，移除热压模具50。荧光封装层40的上表面由热压模具50挤压成平坦状。该荧光封装层40包括密封基板10的凹槽15开口的封装部41和连接相邻两封装部41、并固定于基板10的上表面11处的连接部42。连接部42的厚度小于封装部41的厚度。

请参阅图7，去除荧光封装层40的相邻两封装部41之间的连接部42，将基板10的上表面11裸露出，以形成切割相邻两封装结构的切割道43。去除连接部42的方法可采用化学蚀刻或机械切屑等方式。本实施例中，将封装部41的上表面加工成向上凸起的弧形，以使发光二极管芯片30发出的光线经过弧形的出光面射出，避免因全反射而造成的出光效率降低的缺失。

最后沿切割道43切割基板10以形成多个封装结构。

本发明第二实施方式还提供一种发光二极管封装结构的制作方法。参见图8，本发明第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于热压合步骤采用的热压模具50a具有一底面51a，该底面51a上开设有若干凹陷部52a，两凹陷部52a之间夹持一平坦部53a。操作时，将热压模具50a的凹陷部52a与基板10的凹槽15一一对应，将平坦部53a与两凹槽15之间的基板10的上表面11对应，从而在热压合过程中，该平坦部53a可将基板10上位于两凹槽15之间的荧光封装层挤向凹陷部52a，而在基板10的凹槽15的开口处形成罩设于发光二极管芯片30上封装部41，同时使位于相邻两封装部41间的基板10的上表面11不被荧光封装层覆盖而直接形成切割道43。采用该种热压模具50a，直接得到具有切割道43的结构，从而省去了第一实施例的制造方法中去除荧光封装层连接部42的步骤。

在其他实施方式中，在提供荧光封装层40和热压模具50的步骤之前，还包括在基板10的凹槽15内的第二容置区155内填充透明封装胶（图未示）的步骤，该透明封装胶形成于发光二极管芯片30和荧光封装层40之间，并覆盖发光二极管芯片30。该透明封装胶的折射率在发光二极管芯片30和荧光封装层40的折射率之间，从而增加该发光二极管封装结构的出光效率。

本发明采用热压模具50将荧光封装层40热压合至基板10上，不但一次性完成了封装和设置荧光粉的步骤，而且保证封装体中的荧光粉分布均匀，避免了荧光粉喷涂或点胶工艺中出现的荧光粉分布不均的现象。此外，由于直接采用热压模具50可使得荧光封装层40的上表面平整，从而免除了采用点胶工艺制作封装层之后还需要进行刮铲等平整化工序的繁琐操作。

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相应的改变与变形，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)

1.一种发光二极管封装结构的制造方法，包括以下步骤：

提供一基板，在该基板上形成若干凹槽；

在凹槽的底面形成电路结构；

将发光二极管芯片设置于凹槽中并电连接于凹槽底部的电路结构中；

提供一荧光封装层，将荧光封装层放置于基板上；

采用热压合的方式将荧光封装层压入基板的凹槽中。

2.如权利要求1所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述在该基板上形成若干凹槽的步骤包括在凹槽的侧壁上形成阶梯部，该阶梯部将该凹槽的空间分割为位于凹槽顶部的第一容置区和位于凹槽底部的第二容置区。

3.如权利要求2所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述将荧光封装层压入基板的凹槽中的步骤是将荧光封装层压设于第一容置区内，所述将发光二极管芯片设置于凹槽中并电连接于凹槽底部的电路结构中的步骤是将发光二极管芯片装设于第二容置区内。

4.如权利要求2所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述将荧光封装层压入基板的凹槽中的步骤是将荧光封装层热压合至发光二极管芯片上方并与发光二极管芯片相间隔。

5.如权利要求1所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述采用热压合的方式将荧光封装层压入基板的凹槽中的步骤是采用一热压模具对荧光封装层热挤压进行，所述热压模具具有一用于挤压荧光封装层的平坦底面。

6.如权利要求5所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述采用热压合的方式将荧光封装层压入基板的凹槽中的步骤之后还包括在荧光封装层的表面形成切割道和沿切割道切割基板形成若干个发光二极管封装结构的步骤。

7.如权利要求6所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：采用热压合的方式将荧光封装层压入基板的凹槽中使该荧光封装层覆盖于基板的上表面，该荧光封装层包括密封凹槽的开口的封装部和连接相邻两封装部的连接部，该连接部贴设于基板的上表面，形成切割道是将该连接板去除以形成裸露于基板上表面的切割道。

8.如权利要求1所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：采用热压合的方式将荧光封装层压入基板的凹槽中的步骤是采用一热压模具对荧光封装层热挤压进行，所述热压模具的用于挤压荧光封装层的底面设有若干凹陷，采用该热压模具对荧光封装层进行热压合之后于基板的凹槽上方形成封装部和相邻两封装部之间的切割道。

9.如权利要求1所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：在所述将发光二极管芯片设置于凹槽中并电连接于凹槽底部的电路结构中的步骤和提供一荧光封装层，将荧光封装层放置于基板上的步骤之间还包括向所述凹槽中填充封装胶以覆盖发光二极管芯片的步骤。

10.如权利要求1-9中任意一项所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述采用热压合的方式将荧光封装层压入基板的凹槽中的步骤中热压合的温度为80摄氏度至150摄氏度。

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