CN112599650A - 发光装置 - Google Patents

发光装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112599650A
CN112599650A CN202011105483.3A CN202011105483A CN112599650A CN 112599650 A CN112599650 A CN 112599650A CN 202011105483 A CN202011105483 A CN 202011105483A CN 112599650 A CN112599650 A CN 112599650A
Authority
CN
China
Prior art keywords
led chip
thickness
layer
electrode
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011105483.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112599650B (zh
Inventor
林秋霞
黄森鹏
刘健
余长治
徐宸科
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Quanzhou Sanan Semiconductor Technology Co Ltd
Original Assignee
Quanzhou Sanan Semiconductor Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Quanzhou Sanan Semiconductor Technology Co Ltd filed Critical Quanzhou Sanan Semiconductor Technology Co Ltd
Priority to CN202011105483.3A priority Critical patent/CN112599650B/zh
Publication of CN112599650A publication Critical patent/CN112599650A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112599650B publication Critical patent/CN112599650B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

本发明公开了一种发光装置，该发光装置包括封装基板，具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面上设置有图案化导电层，该图案化导电层通过一间隔区至少分为两个彼此电性隔离的第一区域和第二区域；LED芯片，安装于图案化导电层上，具有相对的上表面、下表面，以及侧壁，所述下表面设置有第一电极和第二电极，其中第一电极电连接至所述第一区域，第二电极电连接至第二区域；封装层，覆盖所述LED芯片及所述基板的第一表面，所述封装层在所述LED芯片正上方的厚度大于或者等于所述LED芯片厚度的0.5倍且小于或者等于所述LED芯片的厚度的1.2倍。

Description

发光装置
技术领域
本发明涉及LED封装技术领域，具体为一种发光装置。
背景技术
现有的常规深紫外LED封装结构，主要是采用陶瓷碗杯作为承载基板和石英玻璃封装罩体，具体为通过锡膏或者共晶焊的方式将倒装结构的紫外LED芯片120固晶在封装基板110的碗杯内，并使紫外LED芯片120的芯片电极和碗杯内的基板电极130键合固定，然后在碗杯的开口处固定一石英玻璃板140，以使碗杯内形成密闭的腔室，如图1所示。但是由于空腔，且陶瓷碗杯存有一定的厚度，因此封装结构存在着体积过大，且没有办法调整封装体的发光角及光强空间分布。
为了改变发光角度，通常会在出光面上增加一个石英玻璃透镜，如此进一步增加了封装体的厚度，且石英玻璃成本高。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种发光装置，该发光装置包括：封装基板，具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面上设置有图案化导电层，该图案化导电层通过一间隔区至少分为两个彼此电性隔离的第一区域和第二区域；LED芯片，安装于图案化导电层上，具有相对的上表面、下表面，以及侧壁，所述下表面设置有第一电极和第二电极，其中第一电极电连接至所述第一区域，第二电极电连接至第二区域；封装层，覆盖所述LED芯片及所述基板的第一表面，所述封装层在所述LED芯片正上方的厚度大于或者等于所述LED芯片厚度的0.5倍且小于或者等于所述LED芯片的厚度的1.2倍
上述发光装置的封装层可以在第一LED芯片对应位置形成良好的光学结构，并兼顾且与基板的粘附性。
在一些实施例中，所述LED芯片的厚度为200μm至300μm。
优选地，所述封装层在所述LED芯片对应装置形成一包含有曲面的光结构。
优选地，所述封装层覆盖在所述图形化导电层的部分具有一平面，所述曲面与所述平面的交界处到所述LED芯片的侧壁的距离D为芯片厚度的1-2倍。
优选地，所述封装层在所述LED芯片正上方的中心位置具有一第一厚度T31，在所述LED芯片边缘位置具有一第二厚度T32，在所述LED芯片的外周边形成的平坦区具有第三厚度T33，T31、T32和T33的关系如下：400μm≥T33≥T31≥T32≥100μm。
优选地，0≤T33-T31≤50μm。
优选地，所述LED芯片的厚度为T20，所述第一厚度T31与所述LED芯片的厚度关系为：1.2T20≥T31≥0.5T20，且0μm≤T31-T32≤50μm。
优选地，所述LED芯片的发光波长为285nm以下，所述封装层包含含氟材料。
优选地，所述发光装置在法向量方向具有最大的光强。
优选地，所述LED芯片为一倒装型芯片，包含半导体发光叠层及位于同一侧的第一电极和第二电极，其中第一电极与所述图案化导电层的第一区域电连接，第二电极与所述图案化导电层的第二区域电连接。
本发明所述发光装置在平板型封装基板上设置LED芯片，通过贴膜的方式，在所述LED芯片对应位置形成光学结构，即可以减少透镜的成本，产品尺寸变小，提高透射率，又可以改变发光装置的发场分布。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1显示为现有一种发光装置的结构示意图。
图2显示为根据本发明实施的一种发光装置的结构示意图。
图3显示了根据本发明实施的一种用于图2所示发光装置的LED芯片的结构示意图。
图4显示了图2所示发光装置的剖面示意图。
图5显示了图1所示发光装置的配光曲线图。
图6显示了图2所示发光装置的配光曲线图。
图7显示了根据本发明实施的一种发光装置的俯视图。
图8显示了根据本发明实施的一种发光装置的结构示意图。
图9显示了根据本发明实施的一种发光装置。
图10显示了根据本发明实施的一种发光装置。
图11显示了根据本发明实施的一种发光装置。
图12显示了图11所示发光装置的俯视图。
图13为沿着图12的线A-A切开的剖面结构示意图。
图14为沿着图12的线B-B切开的剖面结构示意图。
图15显示了根据本发明实施的一种发光装置。
图16显示了根据本发明实施的一种发光装置。
图17显示了根据本发明实施的一种发光装置。
图18显示了图17所示发光装置的俯视图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例一
请参看附图2，本实施例公开了一种紫外封装器件，包括：封装基板210，位于基板的上表面之上的图形化导电层230，设置于基板210之上并与导电层230形成电性连接的LED芯片220，以及覆盖基板的上表面及LED芯片220的封装层240，该封装层240在LED芯片220对应的位置形成一个光学结构，该光学结构在LED芯片上方和/或侧壁具有曲面，可以调整器件的发光角及光强空间分布。
具体的，基板210包括上表面和下表面，所述基板210可以选择本领域常用的材料制成，例如陶瓷或硅，优选地为陶瓷基板。基板的尺寸可以根据需求选择，例如可以选择3535或者2319或者1313。
导电层230形成在基板210的上表面，被图案化，通过一隔离区231至少划分为两个彼此电性隔离的区域2321和2322。在本实施例中，该隔离区231为一凹槽结构，凹槽的深度大于或者等于该导电层230的厚度，如此一方面可以完全隔离区域2321和2322，同时可以用于后续填充封装层240。进一步地，在基板210的背面设置有外部电极251和252，如图4所示。
在一个较佳实施例中，该隔离区231包括一个沿基板210的边缘分布且位于上表面的外周的第一隔离区2311，从而将导电层划分为固晶区232和边缘区233，其中固晶区232进一步通过第二隔离区2312分为第一区域2321和第二区域2322，其中第一隔离区2311与基板210的边缘的距离优选为150~400μm，使得封装层240的边缘与基板210的结合力更佳。进一步的，第一隔离区2311优选为闭合结构，一方面将导电层的边缘区与固晶区完全电性隔离，可以提高该封装器件漏电风险，另一方面封装层填充该凹槽，增加了封装层240与基板的粘附力，有效防止封装体在运输或传送过程中出现封装胶体震动脱落等问题。优选地，该凹槽2311的宽度为50~200μm，方便封装层240填充至该凹槽内，加强封装层与基板的结合力。优选的，该第一隔离区2311还可以具有拐角结构2311A，该拐角结构可以为锐角、直接或者钝角，形成拐角结构，有利于增加封装层与基板的粘附力，特别是锐角结构，其可以在拐角处形成一个卡扣结构。在一些实施例中，该第二隔离区2312也可以具有拐角结构，例如可以为L型或者闪电形。
LED芯片220安装于导电层的固晶区232，其中第一电极2251与第一区域2321形成电连接，第二电极2252与第二区域2322连接。在一个实施例中，该LED芯片和所述基板可以矩形或者正方形，所述LED芯片呈45角安装于该基板210之上。图3显示了一种适用于图2所示封装器件的LED芯片结构，该LED芯片220优选为倒装型结构，可以包含衬底2210、该衬底优选为适用于进行外延生长半导体发光叠层的材料，具有相对的第一表面S221和第二表面S222，厚度可以为100~500μm，例如200μm~250μm，250~300μm，或者300~400μm，或者400~500μm，半导体发光叠层层叠于该衬底2210的第二表面S222之上，该半导体叠层可以包括第一导电型半导体层2221、有源层2222和第二导电型半导体层2223。在本实施例中，该有源层的发光波长为200～365nm，分别在第一导电型半导体层2221和第二导电型半导体层的表面上设置欧姆接触层2231和2232，在欧姆接触层上设置第一电极2251和第二电极2252。进一步的，可以在欧姆接触层与电极之间设置导电连接层2241和2242，在导电连接层与电极之间设置绝缘层2260。优选的，该LED芯片的有源层发射紫外光，波长例如365nm以下，例如285nm~320nm，或者275~285nm，或者220~275nm。该LED芯片的厚优选为150μm以上，适当的加大衬底的厚度，有利于提高LED芯片的出光效率，在一些诸如10mil*20mil的中小尺寸的LED芯片中，其厚度为200μm，例如250~300μmm，在诸如30mil*30mil的较大尺寸LED芯片中，其厚度可以为400~500μm，例如420~450μm。
封装层240覆盖的LED芯片上方，并向LED芯片外周的基板上表面延伸。较佳的，该封装层240基本上完全覆盖基板210的上表面，其边缘基本与基板的边缘齐平或者覆盖该基板210的侧壁，甚至延伸至基板的背面。优选地，该封装层240为含氟树膜的封装胶材料，氟树脂材料为含氟或氟碳的共聚物，包括并不限于EFEP (Ethylene TetrafluoroethyleneHexafluoropropylene Fluoroterpolymer，乙烯四氟乙烯六氟丙烯含氟聚合物)、 FEP（Fluorinated ethylene propylene，全氟乙烯丙烯共聚物）、PFA（Perfluoroalkoxy，全氟烷氧基乙烯基醚共聚物）、ETFE（ethylene tetra fluoro ethylene，乙烯-四氟乙烯共聚物）、PCTFE (Polychlorotrifluoroethene,聚三氟氯乙烯)、PVF(Polyvinyl Fluoride，聚氟乙烯)、PTFE（Poly tetra fluoro ethylene，聚四氟乙烯）等化学结构上含有碳氟键的高分子材料，其中优选FEP和PTFE材料。通过采用含氟树脂作为封装层，可以提高LED芯片发射的光线的透射率，从而提高发光装置的出光效率，通过在基板的上表面完整覆盖封装层，一方面可以提高发光装置的气密性，另一方面可以强化封装层与基板的结合力，增加发光装置的可靠性。
参看附图2和图4，该封装层240包括位于LED芯片的外周边的平坦区242及在LED芯片的侧面和、或上方对应位置的曲线区243，从而在LED芯片对应位置形成光学结构243，该光学结构为一包状结构，其中241为平面区与曲面区之间的交接处。具体的曲面区243包括位于LED芯片220的表面S221上面的第一表面S243及与该第一表面S243连接的曲面S242，该第一表面S243可以为平面或者球面，该第一表面S243与LED芯片的上表面S221的夹角α优选为0~40°，例如可以为5~20°，有利于在LED芯片上表面形成相对平缓的曲面，且封装膜在LED上方的厚度分布较为均匀，提高出光效率。
在本实施例中，优选采用薄膜压合的方式，在LED芯片的上方贴一含氟树脂的薄膜，然后进行加热使其与LED芯片220及基板210的上表面贴合。调薄膜的厚度为LED芯片的厚度T20的0.3~1.5倍之间，使其在LED芯片对应位置形成具有特定结构的光学结构，有利于对LED芯片发射的光线调整光型，如果封装层240的厚度过低时，一方面不利在LED芯片的边沿形成曲面，另一方面，容易导致封装层240与基板210之间出现缝隙，甚至发生封装层脱落。如果封装层240的厚度达到LED芯片厚度的二倍以上，封装层240加热固化后其远离基板210的一侧上表面基本为一平面结构，较难在LED芯片220对应位置形成具有曲面的光学结构，且封装层具有一定的吸光作用，不利于提升发光装置的光效。
请再参看附图4，封装层240在LED芯片220正上方的中心位置具有一第一厚度T31，在LED芯片220边缘位置具有一第二厚度T32，在LED芯片的外周边形成的平坦区具有第三厚度T33，优选地，T31、T32和T33的具有如下关系：400μm≥T33≥T31≥T32≥100μm，在将LED芯片上方的封装层的厚度相对较薄，提高取光效率，而位于LED芯片外周的封装层的厚度可以具有相对较厚，增加封装层与基板的结合力，兼顾取光效率及器件的可靠性。封装膜层240在LED芯片边缘的厚度T32为100μm以上，保证该封装层可以较好的包覆该LED芯片。更佳的为，该T32为150μm以上，如此在LED芯片侧壁对应位置形成一个相对平缓的曲面，有助于调整发光装置的光强分布及出角度。进一步地，封装层240覆盖在LED芯片中心的厚度与覆盖在远离LED芯片的基板上表面的边缘区的厚度差优选为50μm以下，即0≤T33-T31≤50μm，可以减少封装层的应力，且对LED芯片的包覆性更佳。在图4所示一个具体实施例的发光装置中，两个厚度基本相同。
在图4所示发光装置中，该LED芯片的厚度大于或者等于300μm，封装层240的厚度优选大于或者等于150μm，且小于或者等于该LED芯片厚度的0.8，即：150μm≤T31≤0.8T20，此时封装层240可以较好地包覆LED芯片240，在该LED芯片上方形成具有曲面的光学结构，且具有较高的出光效率。进一步地，0μm≤T31-T32≤100μm，如此可以使得覆盖在LED芯片表面的封装层厚度较为均匀，LED芯片发射的光线经该封装层向外射出后，在各个方向具有相对均匀的光强分布。在本实施例中，该封装层的在各个位置的厚度可以为大于或者等于150μm且小于200μm，或者大于或者等于200μm且小于300μm，或者大于或者等于300μm且小于400μm，例如该LED芯片的厚度为420μm，封装层的厚度可以为250~300μm。
再参看附图4，优选的，该封装层240覆盖在LED芯片220侧壁的厚度由下表面一端向上表面一端减少。更佳的，该封装层在LED芯片220顶部的侧壁处具有一个最小厚度T34，该最小厚度T34优选为100μm以上，当该最小厚度T34小于100μm，对LED芯片的包覆性不好，容易发生破损或者断裂，影响器件的气密性。进一步地，该第一厚度T31优选为该最小厚度T34的1.25倍至2倍之间，通过封装层的侧面厚度控制使发光装置边缘的光型更匀称，正面聚光效果更好，从而形成一个有特定形状的光学结构。在一个实施例中，发出的光线经由该光学结构向外射出后，其发光角度优选为120°以上，例如135°~150°之间。
在一个具体实施例中，封装层240在LED芯片220的外周边形成一个低部，在LED芯片220正上形成高部，前述曲面S242包括第一曲面S2421和第二曲面S2422，其中第一曲面S2421位于LED芯片的侧壁对应的位置，连接所述低部242，第二曲面S2422的一端位于所述第一曲面S2321的上方，另一端位于所述LED芯片的上表面之上，连接所述高部243。该曲面242与平坦区的表面S241的交界处241到所述LED芯片的侧壁的距离D优选为LED芯片厚度的1-2倍，当该距离D小于LED芯片的厚度时，封装层240对LED芯片的包覆性较差，可能发生破损或者断裂，影响器件的气密性，当该距离D超过LED芯片厚度的两倍，则不利于LED芯片的侧壁出光，影响发光装置的出光效率。在一个具体实施例中，封装层在平面区的厚度250μm，LED芯片的厚度为430μm，该距离D约为500μm。
图5和图6分别显示了图1所示发光装置及图2所示发光装置的配光曲线图，显示了两种发光装置在空间各个方向的光强分布，图5所示曲线图中光强最大分布在偏离法向量方向30~45°之间的空间位置，图6所示曲线显示了根据本实施例的一个发光装置在350mA条件下测试的光强分布，该发光装置的LED芯片厚度约420μm，封装层的第一厚度T31和第三厚度T33均约250μm，曲面与平面的交界点241到LED芯片侧壁的距离D约500μm，从图可以看出，该光强分布曲线近似椭圆形，在法向量方向具有最大的光强分布，且在各个方向上的光强分布较为均匀。图2所示发光装置通过在LED芯片上方形成特定形状的光学结构，从而将光强分布由心形调整为近椭圆形，具有近朗伯光型，其发光角度为140±5°。
在本实施例所示发光装置中，在平面型基板210的上表面设置LED芯片，通过薄膜压合的方式封装该发光装置，在所述LED芯片对应位置形成光学结构，该发光装置的总厚度T10可以达到2mm以下，例如可以为1~1.5mm。例如基板210的厚度为500μm，LED芯片的厚度为450μm，封装层240在LED芯片正上方的厚度为250μm，则该发光装置的总厚度约1200μm。
进一步的，在本实施例中，采用平面型基板，且采用薄膜贴合的方式封装该LED芯片，因此LED芯片的面积（这里系指上表面S221的面积）与基板上表面的面积占比可以达到10%以上。例如在一个具体实施例中，采用3535的基板，其上表面的导电层的图案参考图2进行设计，基板上表面的面积约12.25mm2，LED芯片的尺寸50mil*50mil，其面积约为1.6mm2，约占基板上表面的面积13%。在另一些实施例中，改变导电层的图案，例如去除凹槽2311，或者将凹槽23112设置为直线型，可以进一步提高LED芯片的面积与基板上表面的面积占比。
实施例二
图7显示了根据本发明实施的一种发光装置。在图4所示发光装置中，该LED芯片的厚度为300μm以上，该封装层240的厚度T30小于LED芯片的厚度，本实施例所示发光装置中，该LED芯片的厚度T20为300μm以下，例如150μm至200μm，或者200μm至300μm，封装层240的第一厚度T31与LED芯片220的厚度T20关系优选为1.2T20≥T31≥0.5T20，此时封装层240可以较好地包覆LED芯片240，且在该LED芯片上方形成具有曲面的光学结构，例如T31≈T20。进一步地的，0μm≤T31-T32≤50μm，即封装层240在LED芯片上表面的厚度相对均匀。进一步的，该封装层240在各个区域的厚度至少为150μm以上，具体可以大于或者等于150μm且小于200μm，或者大于或者等于200μm且小于300μm。例如该LED芯片220的厚度T20为250μm，该封装层LED芯片正上方的厚度等于或者略大于LED芯片的厚度。
图7所示发光装置中，该封装240层在LED芯片的上方形成一个具有曲面的光学结构243，并向远离LED芯片的外周边延展，覆盖该基板的上表面，在导电层230上形成一相对平坦的表面S241，值得注意的是，该封装层240同时填充导电层中分布的凹槽结构231，因此该表面S241可能在凹槽231处形成起伏。该光学结构243在LED芯片上方基本为一由球面构成的曲面S243，该曲面S243与平面区的表面S241的交界处241靠近LED芯片的上表面或者与该LED芯片的上表面齐平，或者略高出该LED芯片的上表面。该交界处241到所述LED芯片的侧壁的距离D优选为LED芯片厚度的1-2倍，当该距离D小于LED芯片的厚度时，封装层240对LED芯片的包覆性较差，可能发生破损或者断裂，影响器件的气密性，当该距离D超过LED芯片厚度的两倍，则不利于LED芯片的侧壁出光，影响发光装置的出光效率。在一个具体实施例中，封装层在平面区的厚度250μm，LED芯片的厚度为250μm，该距离D约为300μm。在一个具体实施例中，该LED芯片的厚度T20与封装层240的第一厚度T31均取250μm，LED芯片的发光角度约为130°，其光强分布可以参考图5所示曲线，该发光装置的LED芯片发射的光线经由光学结构243向外射出后，发光角度为135°±5°，在60mA条件下测试其光强分布，具有与图6所示曲线近似的光型。
本实施所示发光装置的封装层240的厚度等于或者略大于LED芯片的厚度，在LED芯片220的正上方形成一个具有曲面的光学结构，可以在LED芯片的边缘形成相对平缓的曲面，同时封装层与LED芯片之间有贴合更好。
实施例三
图8显示了根据本发明实施的一种发光装置。本实施例在实施例1的基础上，在基板上的图形化导电层230的边缘区233上设置一系列的附加凹槽 2313，该系列附加凹槽2313的深度优选图形化导电层的厚度一半以上，也可以大于或者等于该导电层230的厚度，封装层240填充该系列附加凹槽2313，从而增加了封装层240与基板210之间的结合力。
实施例四
图9显示了根据本发明实施的一种发光装置，与图4所示发光装置不同的是：本实施例在封装层240的边沿形成防水层280，该防水层280为一硅胶、无机硅、或者二氧化硅等。在对深紫外LED模组进行封装时，含氟材料是一种很好的封装材料，对深紫外光的透射率高，也不容易被深紫外光破坏发生胶裂，可靠性比较好，但由于氟材料具有不粘性，在切割产品时会在材料侧壁处留下毛边残留，本实施例所示发光装置在封装层的边沿（即切割断裂面）周围设置防水材料，氟材料侧壁处的毛边吸附防水材料形成一圈防水涂层，既解决了结构外观粗糙的问题，也加强了氟材料与基板的结合力，增强该发光装置侧面的气密性，增强发光装置应用端的寿命。该防水层280的高度可以大于或者等于所述封装层的高度。
在一种实施例中，该防水层可以呈倒L型。封装层240的宽度小于基板210的宽度。防水层280设在封装层240的外围并与封装层240的边缘接触；防水层280环绕封装层240，如图10所示。在封装层240的外围设置防水层280，防水层280包覆封装层300的侧壁，将封装层240与外界环境接触的侧面与外界环境隔绝，减小了水汽渗入至LED封装器件内部的可能性。
尽管图12和13所示发光装置的封装层在LED芯片的上方形成具有曲面的光学结构。在另一些实施例中，封装层240也可以仅覆盖LED芯片，而没有形成曲面结构，例如其可以采用模压的方式形成封装层。在另一些实施例中，该防水层280还可以形成在该封装层240的上方，或者封装基板210的侧壁。
实施例五
图11~14显示了根据本发明实施的再一种发光装置，该发光装置包含两个LED芯片，其中第一LED芯片C1的发光波长优选为285nm以下，第二LED芯片C2的发光波长优选为350nm~420nm。在一个具体实施样态中，第一LED芯片C1发射波长为270nm，主要用于杀菌，第二LED芯片C2的发射波长为405nm，可以用于固化等用途。在另一些实施例中，该第二LED芯片还可以发射其他波长，例如可以发射红光用于食品保鲜等。
如图11和12所示，该发光装置包括设置于基板310的上表面之上的第一LED芯片C1、第二LED芯片C2和抗静电保护元件C3。基板310的特征可以参照实施例1的详细描述，上表面具有图案化导电层330，中间的固晶区通过凹槽331划分为至少四个电性隔离的区域3321~3324，C1~C3彼此对角摆放于基板上，如此可以减少相临芯片之间的吸光。进一步地，在基板310的背面设置有外部电极350。
图13和14显示了分别沿附图15的线A-A和B-B切开的剖面结构示意图。在本实施例中，C1~C3优选具有不同的厚度，其中位于中间的第一LED芯片的厚度T21的厚度最大，其厚度优选为2000μm以上，例如200μm~400μm，第二LED芯片C2的厚度T22的厚度低于第一LED芯片的厚度，其厚度优选为250μm以下，例如100~200μm，两个LED芯片的厚度差优选大于50μm，防静电保护元件C3的厚度优选为100μm以下，且越薄越佳。在本实施例的一个具体实施样态中，第一LED芯片C1的厚度250±50μm，第二LED芯片C2的厚度为厚度150±30μm，防静电保护元件C3的厚度为80±10μm。通过设置不同的LED芯片具有不同的高度，从而达到错开出光，可以进一步提高发光装置的出光效率。
封装层340覆盖该三个电子元件C1~C3上及外周边的导电层330，其边缘与基板310的边缘齐平。该封装层优选采用含氟树脂，其厚度优选不超过第一LED芯片厚度T21的1.5倍，当该封装层340的厚度控制为第一LED芯片的厚度为三分之二至1.2倍，可以更好地在第一LED芯片对应位置形成良好的光学结构，并兼顾且与基板的粘附性。
如图13和图14所示，该封装层340在第一LED芯片C1对应的位置形成了光学结构，该光学结构包括了位于第一LED芯片的周边的曲面S342，且该曲面S342的下部起始端341优选位于该LED芯片的三分之二的高度之上与LED芯片的上表面的位置，或者略高于LED芯片的上表面，其超出的高度优选为50优选以下，更佳为20为选以下，将更有利于兼顾调整光强分布及取光效率。在本实施例中，该下部起始端341基本与LED芯片的上表面齐平，在LED芯片的对应位置形成蒙古包状的光学结构。该封装层340覆盖在第一LED芯片的外周边的图形化导电层形成平面区342，该平面区延伸至基本310的边沿，与基板的侧壁基本齐平，覆盖在第一LED芯片C1的上方的区域343具有一个基本平坦的平面S343，在平面区342和S343的厚度差优选为20μm以下，有利于在LED芯片的外周形成平缓的曲面S342。
上述发光装置中，包括两种以上不同波段且不同厚度的LED芯片，因此同一个发光装置即可提供不同波段实现不同的应用需求，且中心发射波长较短的LED芯片具有较大的厚度，可以达到提高多晶LED芯片封装体的出光效率。
在本实施例中，可以参考实施例二，在基板上的图形化导电层330的边缘区333上设置一系列的附加凹槽，该系列附加凹槽的深度优选图形化导电层的厚度一半以上，也可以大于或者等于该导电层的厚度，封装层填充该系列附加凹槽，从而增加了封装层与基板之间的结合力。
实施例六
图15显示了根据本发明实施的再一种发光装置，与图3所示发光装置不同的是：该发光装置包括基板210，设置在基板第一表面上的LED芯片220，覆盖在LED芯片200的表面、侧壁以及基板210的裸露的上表面的封装保护层260、以及设置在该封装保护层260之上的封装层240。
封装保护层260形成在LED芯片除连接至基板的第一电极和第二电极的一侧之外的所有裸露的表面及侧壁。同时该封装保护层260还形成在基板210除了与第一电极206和第二电极207接触的区域之外的裸露的上表面。
在可选实施例中，上述封装保护层为绝缘材料层，例如可以是SiO2、HfO2或者MgF2等。上述封装保护层260可以通过沉积工艺形成在LED芯片的表面、侧壁以及基板的表面上。例如采用PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学的气相沉积法）、ALD（atomic layer deposition，原子层沉积）、溅射、蒸镀等工艺形成上述封装保护层。该层状保护层的形成类似于上述LED芯片的绝缘保护层的形成，工艺简单，易于实现。沉积形成的封装保护层与基板和LED芯片均具有良好的结合力，可靠性好。上述封装保护层为绝缘材料层，硬度相对较大，在后续应用中能够更好地保护LED芯片。
该封装保护层260的厚度易于控制，通常形成在纳米级别的厚度，例如几十纳米到几百或几千纳米。较薄的封装保护层有利于芯片散热，提高器件的使用寿命。同时上述氧化物层，对UV或者UVC具有较高的透过率，并且即使长时间在紫外光的照射下，也不会存在龟裂或老化问题。本实施例的所述封装保护层直接沉积形成在基板上，不仅能够有效保护（隔绝水气和氧化）基板上的导电线路（金属）层，同时对UV和UVC具有高的透过率，能够减少基板对光的吸收，提高器件的亮度。
通过在封装层240与LED芯片表面及基板表面之间设置由无机材料薄膜构成的保护层，可以防止水汽等对LED芯片的损害，同时可以降低封装层的厚度，提高发光装置的散热性。在本实施例中，该封装层的厚度优选为300μm以下，例如可以为150~250μm。
尽管图15所示发光装置的封装层在LED芯片的上方形成具有曲面的光学结构。在另一些实施例中，封装层240也可以仅覆盖LED芯片，而没有形成曲面结构，例如其可以采用模压的方式形成封装层，如图16所示。
实施例七
图17和18显示了根据本发明实施的再一种发光装置，与图2所示发光装置不同的是：该发光装置还包括了多个第一凸台270，设置在固晶区上并周向分列在所述LED芯片220的外围，每个所述第一凸台的高度均小于LED芯片的厚度，封装层位于所述第一凸台上部的部分被配置成具有平缓的曲面。
在LED芯片220的外围设置多个第一凸台270，且封装层240位于第一凸台270上部的部分被配置成平缓的曲面，其能够减小LED芯片220对LED芯片顶部与侧壁拐角处的封装层240的应力，进而减小LED芯片顶部与侧壁拐角处的封装层240在长时间使用后出现胶裂的可能性，并改善封装层240与基板210的结合力及气密性。
在一种实施方式中，参见图17和18，第一凸台270和LED芯片220均为对称结构。多个第一凸台270沿LED芯片220的周向布置，且第一凸台270与LED芯片220相隔预定距离。优选的，第一凸台270的高度大于LED芯片220厚度的三分之一，且小于LED芯片220厚度的三分之二，保证位于LED芯片顶部与侧壁拐角处的那部分封装层具有合适的厚度，使得该部分封装层在长时间使用后不易出现胶裂。
若第一凸台270的高度小于LED芯片220厚度的三分之一，使得位于LED芯片顶部与侧壁拐角处的那部分封装层仍然较薄，该部分封装层在长时间使用后较易出现胶裂，达不到减小该部分封装层出现胶裂的可能性的目的。若第一凸台270的高度大于LED芯片220厚度的三分之二，则第一凸台270可能会影响LED芯片220的侧壁出光，影响LED芯片220的出光效率。因此，需根据LED芯片220的厚度设置具有合适高度的第一凸台270，使得第一凸台270在不影响LED芯片220出光效率的情况下，能够减小封装层240出现胶裂的可能性。
在一种实施方式中，第一凸台270距LED芯片220的最短距离优选为10~300选为。若第一凸台270距LED芯片220的最短距离过小，则第一凸台270与LED芯片220的间距太近，使得位于LED芯片顶部与侧壁拐角处的那部分封装层依然较陡，难以形成一个平缓的曲面，不能有效减小LED芯片220对那部分封装层的应力，达不到减小那部分封装层在长时间使用后出现胶裂的可能性的目的。若第一凸台270距LED芯片220的最短距离过大，则第一凸台270与LED芯片220的间距太远，使得位于LED芯片顶部与侧壁拐角处的那部分封装层较厚，进而会影响LED芯片的出光，降低LED芯片的出光效率。因此，需设置于LED芯片220具有合适间距的第一凸台270，使得第一凸台270在不影响LED芯片220出光效率的情况下，能够减小封装层240出现胶裂的可能性。
较佳地，第一凸台270距LED芯片220的最短距离为50~100μm，或100~200μm。
较佳地，第一凸台270为圆柱形结构。
以封装层240的厚度为250为结进行示例说明。
当封装层240的厚度为250为μm时，第一凸台270距LED芯片220的最短距离介于30~100μm。具体地，第一凸台270距LED芯片220的最短距离为80μm，或者100μm。
需要说明的是，第一凸台270的结构及与LED芯片220的最短间距只是示例性的，本申请对于第一凸台270的结构及与LED芯片220的最短间距不做具体限定，凡是能够实现减小LED芯片220对位于LED芯片顶部与侧壁拐角处的那部分封装层的应力的结构及最短间距均落入本申请的范围。
在一种实施方式中，参见图18，LED芯片220为正方体结构，LED芯片220中的每个对角处均对应布置一个第一凸台270；且每个第一凸台270与对应的对角的最短间距介于10~300μm。较佳地，每个第一凸台270与对应的对角的最短间距为50~100μm，或者100~200μm。
作为可替换的实施方式，LED芯片220为圆柱体结构，第一凸台270沿LED芯片220中的周向等间距布置，且第一凸台270的数量为四个；每个第一凸台270与LED芯片220的外圆周的最短间距介于10~300μm。较佳地，每个第一凸台270与LED芯片220的外圆周的最短间距为50~100μm，或者100~200μm。
本实施过在LED芯片的外围设置多个第一凸台，且封装层位于第一凸台上部的部分被配置成平缓的曲面，减小LED芯片对位于芯片顶部与侧壁拐角处的那部分封装层的应力，进而减小那部分封装层在长时间使用后出现胶裂的可能性，并改善了封装层与基板100的结合力及气密性。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种发光装置，其特征在于，包括：
封装基板，具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面上设置有图案化导电层，该图案化导电层通过一间隔区至少分为两个彼此电性隔离的第一区域和第二区域；
LED芯片，安装于图案化导电层上，具有相对的上表面、下表面，以及侧壁，所述下表面设置有第一电极和第二电极，其中第一电极电连接至所述第一区域，第二电极电连接至第二区域；
封装层，覆盖所述LED芯片及所述基板的第一表面，所述封装层在所述LED芯片正上方的厚度大于或者等于所述LED芯片厚度的0.5倍且小于或者等于所述LED芯片的厚度的1.2倍。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述LED芯片的厚度为200μm至300μm。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述封装层在所述LED芯片对应装置形成一包含有曲面的光结构。
4.根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于：所述封装层覆盖在所述图形化导电层的部分具有一平面，所述曲面与所述平面的交界处到所述LED芯片的侧壁的距离D为芯片厚度的1-2倍。
5.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述封装层在所述LED芯片正上方的中心位置具有一第一厚度T31，在所述LED芯片边缘位置具有一第二厚度T32，在所述LED芯片的外周边形成的平坦区具有第三厚度T33，T31、T32和T33的关系如下：400μm≥T33≥T31≥T32≥100μm。
6.根据权利要求5所述的发光装置，其特征在于：0≤T33-T31≤50μm。
7.根据权利要求5所述的发光装置，其特征在于：所述LED芯片的厚度为T20，所述第一厚度T31与所述LED芯片的厚度关系为：1.2T20≥T31≥0.5T20，且0μm≤T31-T32≤50μm。
8.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述LED芯片的发光波长为285nm以下，所述封装层包含含氟材料。
9.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述发光装置在法向量方向具有最大的光强。
10.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述LED芯片为一倒装型芯片，包含半导体发光叠层及位于同一侧的第一电极和第二电极，其中第一电极与所述图案化导电层的第一区域电连接，第二电极与所述图案化导电层的第二区域电连接。
CN202011105483.3A 2020-10-15 2020-10-15 发光装置 Active CN112599650B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011105483.3A CN112599650B (zh) 2020-10-15 2020-10-15 发光装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011105483.3A CN112599650B (zh) 2020-10-15 2020-10-15 发光装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112599650A true CN112599650A (zh) 2021-04-02
CN112599650B CN112599650B (zh) 2022-05-10

Family

ID=75180622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011105483.3A Active CN112599650B (zh) 2020-10-15 2020-10-15 发光装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112599650B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1822365A (zh) * 2005-02-18 2006-08-23 日亚化学工业株式会社 具有用于控制配光特性透镜的发光装置
CN103296178A (zh) * 2012-07-02 2013-09-11 弘凯光电(深圳)有限公司 一种发光二极管组件及其封装方法
JP2014093464A (ja) * 2012-11-06 2014-05-19 Apic Yamada Corp Ｌｅｄ実装品の製造方法、ｌｅｄ実装品の樹脂モールド方法、およびｌｅｄ製造装置
US20150060893A1 (en) * 2013-09-03 2015-03-05 Samsung Display Co., Ltd. Display device including sealant and manufacturing method thereof
CN204991702U (zh) * 2015-08-05 2016-01-20 宏齐科技股份有限公司 显示装置及其发光阵列模组
US20160218025A1 (en) * 2015-01-26 2016-07-28 Michael A. Tischler Systems for adhesive bonding of electronic devices
WO2019088704A1 (ko) * 2017-10-31 2019-05-09 엘지이노텍 주식회사 발광소자 패키지 및 이를 구비한 조명 장치

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1822365A (zh) * 2005-02-18 2006-08-23 日亚化学工业株式会社 具有用于控制配光特性透镜的发光装置
CN103296178A (zh) * 2012-07-02 2013-09-11 弘凯光电(深圳)有限公司 一种发光二极管组件及其封装方法
JP2014093464A (ja) * 2012-11-06 2014-05-19 Apic Yamada Corp Ｌｅｄ実装品の製造方法、ｌｅｄ実装品の樹脂モールド方法、およびｌｅｄ製造装置
US20150060893A1 (en) * 2013-09-03 2015-03-05 Samsung Display Co., Ltd. Display device including sealant and manufacturing method thereof
US20160218025A1 (en) * 2015-01-26 2016-07-28 Michael A. Tischler Systems for adhesive bonding of electronic devices
CN204991702U (zh) * 2015-08-05 2016-01-20 宏齐科技股份有限公司 显示装置及其发光阵列模组
WO2019088704A1 (ko) * 2017-10-31 2019-05-09 엘지이노텍 주식회사 발광소자 패키지 및 이를 구비한 조명 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN112599650B (zh) 2022-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2515353B1 (en) Light emitting diode package
US8963183B2 (en) Light emitting diode having distributed Bragg reflector
JP3685018B2 (ja) 発光素子とその製造方法
US7582496B2 (en) LED package using Si substrate and fabricating method thereof
US8338848B2 (en) LED structure
US8129743B2 (en) Light emitting device
CN108389951B (zh) 一种深紫外led封装结构及其制作方法
US20140159095A1 (en) Light emitting device
US8368114B2 (en) Flip chip LED die and array thereof
US9899579B2 (en) Substrate for LED with total-internal reflection layer surrounding LED
US9966502B2 (en) Light-emitting device
TW201327948A (zh) 發光二極體封裝與製作方法
TW201705544A (zh) 晶片封裝結構及其製造方法
KR20120053784A (ko) 파장변환층을 갖는 발광 다이오드 칩, 그것을 제조하는 방법 및 그것을 갖는 패키지
CN112382716A (zh) 一种led发光装置及其制造方法
CN113169258B (zh) 发光装置
JP2019201198A (ja) 発光チップ及び関連するパッケージ構造
CN112599650B (zh) 发光装置
CN112382715B (zh) 发光装置
CN112382712B (zh) 发光装置
CN213424990U (zh) 发光装置
CN213845302U (zh) 紫外发光装置
CN213425009U (zh) 紫外发光装置
US20230207754A1 (en) Light-emitting diode device and method for manufacturing the same
KR102022463B1 (ko) 반도체 발광소자 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant