CN107565000B - 一种具有双层荧光粉层的led封装结构及其封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有双层荧光粉层的LED封装结构及其封装方法，包括第一封装体及封装于所述第一封装体顶面和侧面的封装调节荧光粉层；所述第一封装体包括自下而上依次设置的LED芯片、衬底和荧光粉层；首先，在衬底背面直接涂布一层荧光粉，然后进行切割、裂片、测试分bin，分选/排布，再根据测试的结果进行第二次涂布调节荧光粉。本发明的优点在于：本发明LED封装结构，使LED发光效率更高，光线更均匀；且本发明的封装方法，封装效率高，加工成本低。
Description
技术领域
本发明属于LED封装技术，特别涉及一种具有双层荧光粉层的
LED封装结构及其封装方法。
背景技术
LED，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。它改变了白炽灯、钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。LED的特点非常明显，主要特点为寿命长、光效高、低辐射与低功耗。白光LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可超过150 lm/W。
LED封装是指发光芯片的封装，相比集成电路封装有较大不同。LED的封装不仅要求保护灯芯，而且还要能够透光。所以LED的封装对封装材料有特殊的要求。目前常见的封装结构是芯片外围封装荧光粉和硅胶，硅胶主要用于保护LED芯片及关联电子元器件，荧光粉主要用于激发白光（一般蓝光LED芯片出光通过黄色荧光粉激发得到白光）。根据散热设计、出光效率、光色指数、可靠性的要求，封装结构各式各样。
荧光粉直接涂布于芯片外围，意味着光线从芯片所发出即触及荧光粉，这种出光模式有两种缺点：1、部分光线从芯片侧壁发出，使得出光效率大大下降。2、由于荧光粉的涂布不均匀，使得出射的光存在差异，需要进一步的分选，造成良率低等缺点。
此外，现有LED的封装一般通过以下步骤制备成：芯片晶圆切割→裂片→测试分bin→分选/排布→CPS封装→测试分bin→封装，该封装流程需要进行两步测试分bin，使得封装效率低，且加工成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够使LED发光效率更高，
光线更均匀的具有双层荧光粉层的LED封装结构，还提供了一种封装效率高且加工成本低的具有双层荧光粉层的LED封装结构的封装方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种具有双层荧光粉层的LED封装结构，其创新点在于：包括第一封装体及封装于所述第一封装体顶面和侧面的封装调节荧光粉层；所述第一封装体包括自下而上依次设置的LED芯片、衬底和荧光粉层。
一种上述的具有双层荧光粉层的LED封装结构的封装方法，其创新点在于：所述封装方法包括如下步骤：
（1）首先进行WLP封装，在WLP封装后的芯片衬底的背面涂覆一层荧光粉，形成厚度为10 µm-1000 µm的荧光粉层；
（2）将步骤（1）涂覆荧光粉的LED芯片进行切割，然后用裂片机从切割道处裂开，至裂片不出现双晶，形成第一封装体；
（3）将步骤（2）的第一封装体进行测试分bin，合格的第一封装体依据分光分色的要求，按照亮度、显指和色温进行分选、排布；
（4）将质量比为97:3的硅胶和荧光粉粉混和搅拌直至没有气泡出现，形成调节荧光粉；
（5）将步骤（3）排布好的第一封装体进行第二次涂布调节荧光粉，在第一封装体顶面和侧面形成厚度为10 µm-1000 µm的封装调节荧光粉层。
进一步地，所述衬底选用蓝宝石衬底、硅衬底、碳化硅衬底或氮化硅衬底中的任一种。
进一步地，所述荧光粉可以是硫化物荧光粉也可以是非硫化物荧光粉。
进一步地，所述硫化物荧光粉，硫化物荧光粉表面可以包覆一层包覆膜。
进一步地，所述包覆膜为有机聚合物包覆膜。
本发明的优点在于：
（1）本发明具有双层荧光粉层的LED封装结构，能够有效的进行热管理，芯片产生的热量以及光激发荧光粉产生的热量大部分集中在荧光粉层，而调节荧光粉层的存在，可以使得侧向发出的光得到有效的抑制，以及产生的热量大幅度减少，使得热量得到有效的控制管理，减少对LED芯片的影响；同时，调节荧光粉层的设置，使得发出的光线更可控以及更均匀，出光效率以及出光强度更高；
（2）本发明具有双层荧光粉层的LED封装结构的封装方法，利用了WLP与CSP封装相结合，使封装尺寸更小，生产成本大幅度下降，封装加工效率更高，更易实现光源的微型化和集成化，且利用了倒装芯片的优点，即轻、薄、短、小，因此，使用两步涂布荧光粉的LED的CSP封装，使得LED发光效率更高，光线更均匀，而且省掉了一步测试分bin的步骤，节约成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明具有双层荧光粉层的LED封装结构的结构示意图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
本实施例具有双层荧光粉层的LED封装结构，如图1所示，包括第一封装体1及封装于第一封装体顶面和侧面的封装调节荧光粉层2；其中，第一封装体1包括自下而上依次设置的LED芯片11、衬底12和荧光粉层13。
实施例2
对于实施例1的具有双层荧光粉层的LED封装结构的封装方法，该封装方法包括如下步骤：
（1）首先进行WLP封装，在WLP封装后的芯片衬底的背面涂覆一层荧光粉，形成厚度为10 µm-1000 µm的荧光粉层13；
（2）将步骤（1）涂覆荧光粉的LED芯片11进行切割，然后用裂片机从切割道处裂开，至裂片不出现双晶，形成第一封装体1；
（3）将步骤（2）的第一封装体1进行测试分bin，合格的第一封装体1依据分光分色的要求，按照亮度、显指和色温进行分选、排布；
（4）将质量比为97:3的硅胶和荧光粉粉混和搅拌直至没有气泡出现，形成调节荧光粉；
（5）将步骤（3）排布好的第一封装体1进行第二次涂布调节荧光粉，在第一封装体1顶面和侧面形成厚度为10 µm-1000 µm的封装调节荧光粉层2。
作为实施例，更具体的实施方式为衬底12选用蓝宝石衬底、硅衬底、碳化硅衬底或氮化硅衬底中的任一种；荧光粉可以是硫化物荧光粉也可以是非硫化物荧光粉，其中硫化物荧光粉表面可以包覆一层有机聚合物包覆膜。
实施例3
本实施例具有双层荧光粉层的LED封装结构的封装方法，其中，LED芯片11采用820芯片，衬底12采用蓝宝石衬底，具体的封装步骤如下：
（1）首先进行WLP封装，在WLP封装后的芯片衬底的背面涂覆一层荧光粉，形成厚度为100µm的荧光粉层13；
（2）将步骤（1）涂覆荧光粉的LED芯片11进行切割，切割尺寸为200 um×500 um，然后用裂片机从切割道处裂开，至裂片不出现双晶，形成第一封装体1；
（3）将步骤（2）的第一封装体1进行测试分bin，采用单颗点测，根据不同的波长和亮度参数分bin，合格的第一封装体1依据分光分色的要求，按照亮度、显指和色温进行分选、排布；
（4）将质量比为97:3的硅胶和荧光粉粉混和搅拌直至没有气泡出现，形成调节荧光粉；
（5）将步骤（3）排布好的第一封装体1进行第二次涂布调节荧光粉，在第一封装体1顶面和侧面形成厚度为10 µm-1000 µm的封装调节荧光粉层2。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种具有双层荧光粉层的LED封装结构的封装方法，所述具有双层荧光粉层的LED封装结构包括第一封装体及封装于所述第一封装体顶面和侧面的封装调节荧光粉层；所述第一封装体包括自下而上依次设置的LED芯片、衬底和荧光粉层；所述封装方法包括如下步骤：
（1）首先进行WLP封装，在WLP封装后的芯片衬底的背面涂覆一层荧光粉，形成厚度为10µm-1000 µm的荧光粉层；
（2）将步骤（1）涂覆荧光粉的LED芯片进行切割，然后用裂片机从切割道处裂开，至裂片不出现双晶，形成第一封装体；
（3）将步骤（2）的第一封装体进行测试分bin，合格的第一封装体依据分光分色的要求，按照亮度、显指和色温进行分选、排布；
（4）将质量比为97:3的硅胶和荧光粉粉混和搅拌直至没有气泡出现，形成调节荧光粉；
（5）将步骤（3）排布好的第一封装体进行第二次涂布调节荧光粉，在第一封装体顶面和侧面形成厚度为10 µm-1000 µm的封装调节荧光粉层。
2.根据权利要求1所述的具有双层荧光粉层的LED封装结构的封装方法，其特征在于：所述衬底选用蓝宝石衬底、硅衬底、碳化硅衬底或氮化硅衬底中的任一种。
3.根据权利要求1所述的具有双层荧光粉层的LED封装结构的封装方法，其特征在于：所述荧光粉可以是硫化物荧光粉也可以是非硫化物荧光粉。
4.根据权利要求3所述的具有双层荧光粉层的LED封装结构的封装方法，其特征在于：所述硫化物荧光粉，硫化物荧光粉表面可以包覆一层包覆膜。
5.根据权利要求4所述的具有双层荧光粉层的LED封装结构的封装方法，其特征在于：所述包覆膜为有机聚合物包覆膜。
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Denomination of invention: LED packaging structure with double phosphor layer and packaging method thereof Effective date of registration: 20220215 Granted publication date: 20180828 Pledgee: CIC financing guarantee Haian Co.,Ltd. Pledgor: DURA-CHIP (NANTONG) Ltd. Registration number: Y2022320010071 |
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