CN115377275A - 一种发光二极管器件及封装方法 - Google Patents
一种发光二极管器件及封装方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115377275A CN115377275A CN202110540803.6A CN202110540803A CN115377275A CN 115377275 A CN115377275 A CN 115377275A CN 202110540803 A CN202110540803 A CN 202110540803A CN 115377275 A CN115377275 A CN 115377275A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- emitting diode
- diode device
- melting
- emitting chip
- 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.)
- Pending
Links
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 75
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 63
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 52
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims abstract description 41
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 17
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 16
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 16
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 16
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 claims description 3
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 abstract description 5
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 abstract description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 abstract description 5
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 abstract description 3
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 abstract description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 3
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- AOQZCUVGSOYNCB-UHFFFAOYSA-N [B].[Si]=O Chemical compound [B].[Si]=O AOQZCUVGSOYNCB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N diacetone alcohol Natural products CC(=O)CC(C)(C)O SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- JVPLOXQKFGYFMN-UHFFFAOYSA-N gold tin Chemical compound [Sn].[Au] JVPLOXQKFGYFMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000001795 light effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
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
- 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
- H01L33/52—Encapsulations
- H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0008—Processes
- H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
- H01L2933/005—Processes relating to semiconductor body packages relating to encapsulations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
本申请公开了一种发光二极管器件及封装方法。该发光二极管器件包括基板、发光芯片和封装层,发光芯片设置于基板一侧表面,封装层盖设于发光芯片的表面;其中,封装层由包括低熔点玻璃粉和荧光粉的混合材料制成。发光二极管器件通过低熔点玻璃粉自身熔化及固化成型实现封装,对发光芯片的封装更加紧密,形成的发光二极管器件可以完全避免水汽、硫元素等的渗入而损害发光芯片,提高了发光二极管器件的可靠性和寿命。与传统使用胶体封装形成的发光二极管器件相比,避免了胶体因老化而吸光而使光二极管器件的光效下降以及使发光二极管器件出现胶裂失去封装作用。且封装层为无机材料,可支持发光二极管器件在大功率或高温环境下正常工作。
Description
技术领域
本申请涉及发光二极管技术领域,特别涉及一种发光二极管器件及封装方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode,简称LED)作为一种固态光源,因其相对白炽灯、荧光灯等传统光源具有发光效率高、使用寿命长、体积小易光学设计等优点,已经在照明、显示、信号指示等领域成为主流的光源产品。作为一种半导体发光元件,目前主要的白光LED为通过氮化镓芯片发出蓝光,钇铝石榴石(YAG)荧光粉将部分蓝光转化为黄光,剩余蓝光与黄光共同射出而实现白光。
通常的LED封装为将YAG荧光粉与硅胶或者环氧树脂混合后涂布与氮化镓芯片表面并固化,或者将含有YAG荧光粉的陶瓷玻璃片通过有机胶体贴于芯片表面并在芯片周围点围坝胶的方式实现。这些封装方式的芯片均与有机胶体直接接触,LED芯片在发光同时会有大量热产生,而有机胶体对水阻隔性较差,渗入的水汽易使元件失效,且在高温的芯片和高光子能量的蓝光环境下,有机胶体易老化变性。有机胶体在老化变性后会吸收更多光线使LED光效下降,严重时胶体会与封装基板分离或自身产生胶裂失去封装作用,损坏元件电路使LED失效。
发明内容
本申请提供一种发光二极管器件及封装方法,以解决传统发光二极管器件的封装阻隔性差,封装材料易老化变性而使发光二极管器件失效的问题。
为解决上述技术问题,本申请采用的一个技术方案是:提供一种发光二极管器件,包括:基板;发光芯片,所述发光芯片设置于基板一侧表面;封装层,所述封装层盖设于所述芯片的表面;其中,所述封装层由包括低熔点玻璃粉和荧光粉的混合材料制成。
可选地,所述封装层贴合设置于所述芯片的表面。
可选地,所述封装层的厚度范围为10-1000微米。
可选地,所述芯片焊接固连于所述基板一侧表面。
为解决上述技术问题,本申请采用的另一个技术方案是:提供一种发光二极管器件的封装方法,包括:提供芯片,将所述芯片设置于基板的一侧表面;在所述芯片表面涂布混合材料,其中,所述混合材料包括低熔点玻璃粉以及荧光粉;加热所述混合材料至所述低熔点玻璃粉熔化,并在冷却后形成封装层盖设于所述芯片的表面,得到所述发光二极管器件。
可选地,所述加热所述混合材料至所述低熔点玻璃粉熔化,并在冷却后形成封装层盖设于所述芯片的表面,得到所述发光二极管器件的步骤,包括:将所述混合材料加热至300-400摄氏度,使所述低熔点玻璃粉熔化,并在冷却后形成封装层盖设于所述芯片的表面,得到所述发光二极管器件。
可选地,所述加热所述混合材料至所述低熔点玻璃粉熔化,并在冷却后形成封装层盖设于所述芯片的表面,得到所述发光二极管器件的步骤,包括:在负压环境下加热所述混合材料至所述低熔点玻璃粉熔化,并在冷却后形成封装层盖设于所述芯片的表面,得到所述发光二极管器件。
可选地,所述芯片焊接于所述基板表面。
可选地,提供多个所述芯片,并将多个所述芯片呈阵列分布设置于所述基板的一侧表面;所述在所述芯片表面涂布混合材料,其中,所述混合材料包括低熔点玻璃粉以及荧光粉的步骤,包括:将所述芯片表面以及多个所述芯片之间的间隔区域均涂布混合材料,以在所述芯片表面以及所述间隔区域均形成所述封装层;所述加热所述混合材料至所述低熔点玻璃粉熔化,并在冷却后形成封装层盖设于所述芯片的表面的步骤之后,还包括:将所述基板沿所述多个芯片形成的间隔区域进行切割,以将各个所述发光二极管器件一一分离开。
可选地,所述将所述基板沿所述多个芯片形成的间隔区域进行切割,以将各个所述发光二极管器件一一分离开的步骤,包括:通过激光切割或者机械切割的方式,将所述基板沿所述多个芯片形成的间隔区域进行切割,以将各个所述发光二极管器件一一分离开。
本申请的有益效果是:区别于现有技术的情况,本申请提供一种发光二极管器件及封装方法,该发光二极管器件包括基板、发光芯片和封装层,发光芯片设置于基板一侧表面,封装层盖设于发光芯片的表面;其中,封装层由包括低熔点玻璃粉和荧光粉的混合材料制成。发光二极管器件通过低熔点玻璃粉自身熔化及固化成型实现封装,对发光芯片的封装更加紧密,形成的发光二极管器件可以完全避免水汽、硫元素等的渗入而损害其中的发光芯片及焊盘,提高了发光二极管器件的可靠性和寿命。同时与传统使用胶体封装形成的发光二极管器件相比,避免了胶体因老化而吸光而使光二极管器件的光效下降以及使发光二极管器件出现胶裂失去封装作用。另外,由包括低熔点玻璃粉和荧光粉的混合材料形成的玻璃态封装层能够更加充分紧密接触,且玻璃态封装层材料的折射率处于空气和发光芯片之间,能够更加高效的提取发光芯片产生的光线,提高发光二极管器件发光效率。且封装层为无机材料,可支持发光二极管器件在大功率或高温环境下正常工作。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例技术方案,下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本申请提供的发光二极管器件一实施例的结构示意图;
图2是本申请提供的发光二极管器件的封装方法一实施例的流程示意图;
图3是本申请提供的发光二极管器件的封装方法另一实施例的流程示意图;
图4是多个发光芯片的分布结构示意图;
图5是多个发光芯片形成封装层后的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,在不冲突的情况下,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。下面通过具体实施例,分别进行详细的说明。
本申请提供了一种发光二极管器件,参阅图1,图1是本申请提供的发光二极管器件一实施例的结构示意图。该发光二极管器件包括基板10、发光芯片20、封装层30。其中,发光芯片20设置于基板10的一侧表面,封装层30盖设于发光芯片20的表面,其中,封装层30由包括低熔点玻璃粉和荧光粉的混合材料制成。
其中,发光芯片20可以为市售芯片,比如氮化镓芯片。其尺寸可以根据实际应用的需求进行选择,比如1mm*1mm。
在本实施例中,用于制作封装层30的混合材料包括低熔点玻璃粉和荧光粉。低熔点玻璃粉,也即低温熔融玻璃粉,一般包括SiO2、P2O5、B2O3、Li2O、ZnO、BaO、K2O或Na2O等其中一种或多种成分,为在高温环境下熔融共聚结晶产生氧化硅硼类金属盐,属于无机非金属材料。与普通玻璃粉的相比,具有较低的熔化温度(或者说熔融温度,一般300~1100℃)和封接温度,在较低温度下即可热熔,不会因为熔化所需温度高而影响到发光芯片20以及与其混合的荧光粉的性质和结构,且低熔点玻璃粉本身纯度高、杂质含量低、性能较稳定、电绝缘性能优异,因此固化后形成的封装层30具有良好的绝缘性能和抗电弧性能,以及良好的耐热性、化学稳定性和较高的机械强度。另外,其固化后为透明或类似透明的玻璃态固体结构,不会影响发光二极管器件的光透过性。低熔点玻璃粉的平均粒径可以在5~13微米的范围内,比如5微米、8微米、10微米、13微米等。本申请中的低熔点玻璃粉可以为市售产品,在具体地实施例中,低熔点玻璃粉可以根据发光二极管器件中包括发光芯片20在内的其他组件的耐受温度,以及用于制作封装层30的混合材料中的荧光粉的耐受温度来进行相应的选择,比如熔点、粒径等。
其中的荧光粉也为市售产品,比如常见的钇铝石榴石(YAG)荧光粉、硅酸盐萤光粉、氮化物萤光粉等,此处不进行限定。
进一步地,基板10还可以包括有焊盘11,发光芯片20通过焊盘11焊接固连在基板10的一侧表面。当然,发光芯片20也可以通过其他方式固连在基板10的表面。
封装层30可以盖设于发光芯片20的多个表面。由于发光芯片20设置于基板10的一侧表面,可以理解的是,发光芯片20的一个表面与基板10表面盖设连接,处此表面之外的其他表面,均可以盖设封装层30,从而实现对发光芯片20的封装。
进一步地,封装层30可以贴合设置于发光芯片20的表面,实现更加紧密的贴合封装。
在一个具体实施例中,封装层30的厚度范围可以为10-1000微米。具体的,封装层30的厚度可以为10微米、50微米、100微米、500微米或1000微米。
本实施例中的发光二极管器件通过低熔点玻璃粉自身熔化及固化成型得到封装层30,实现对发光芯片20更加紧密的封装,形成的发光二极管器件可以完全避免由于水汽、硫元素等的渗入而损害其中的发光芯片20及焊盘11,提高了发光二极管器件的可靠性和寿命。同时与传统使用胶体封装形成的发光二极管器件相比,避免了胶体因老化而吸光而使光二极管器件的光效下降以及使发光二极管器件出现胶裂失去封装作用。另外,由包括低熔点玻璃粉和荧光粉的混合材料形成的玻璃态的封装层30能够更加充分紧密的与发光芯片20接触,且玻璃态封装层30的材料的折射率处于空气和发光芯片之间,能够更加高效的提取发光芯片20产生的光线,提高发光二极管器件发光效率。且封装层30为无机材料,可支持发光二极管器件在大功率或高温环境下正常工作。
本申请还提供了一种发光二极管器件的封装方法,参阅图2,图2是本申请提供的发光二极管器件的封装方法一实施例的流程示意图。具体步骤包括:
步骤S201:提供发光芯片,将发光芯片设置于基板的一侧表面。
具体地,可以将发光芯片焊接固接在基板的一侧表面。其中,焊接的方式可以具体为锡膏回流焊接或金锡合金共晶等常规焊接方式,当然也可以选用其他导电胶或者导电浆料进行焊接固连,比如导电铜浆等。而基板也可以称为支架基板。
步骤S202:在发光芯片表面涂布混合材料,其中,混合材料包括低熔点玻璃粉以及荧光粉。
在本实施例中,低熔点玻璃粉的熔化或熔融温度在300-400℃的范围内,比如300℃、350、390、400℃等。而包括低熔点玻璃粉以及荧光粉的混合材料是进行过充分混合的,比如可以通过研磨或者球磨等方式来增加混合的充分性,从而增加在后续加热过程中,低熔点玻璃粉熔化,混合在低熔点玻璃粉中的荧光粉能够分布的更加均匀,进而提高最终形成的发光二极管器件的发光均匀性和一致性。进一步地,由于低熔点玻璃粉熔化成熔融态玻璃后的粘滞系数高,低熔点玻璃粉在熔化和固化过程中,混合材料中的荧光粉不易沉降,进一步提高荧光粉在封装层中的分布均匀性。
涂布的方式可以直接采用混合材料的固体粉末直接进行涂覆;还可以在混合材料中加入一定的溶剂,比如乙醇(酒精)、丙酮或异丙酮等易挥发溶剂,然后将固液混合物涂布到发光芯片表面,而其中加入的溶剂很容易就挥发掉,不会残留,也不会腐蚀或破坏混合材料的成分。进一步地,还可以在负压状态或者真空状态下进行涂布操作,能够增大涂布后的紧密性。
步骤S203:加热混合材料至低熔点玻璃粉熔化,并在冷却后形成封装层盖设于发光芯片的表面,得到发光二极管器件。
具体地,将混合材料加热至300-400摄氏度,达到低熔点玻璃粉的熔点温度,使低熔点玻璃粉熔化或熔融,并在其冷却后形成封装层盖设于发光芯片的表面,得到发光二极管器件。其中,冷却可以采用自然冷却的方式,比如停止加热,让其温度自然降温,从而使低熔点玻璃粉固化。
进一步地,在一个具体实施例中,可以在负压环境下加热混合材料至低熔点玻璃粉熔化,并在冷却后形成封装层盖设于发光芯片的表面,得到发光二极管器件。在负压或者真空环境中进行加热及冷却操作,可以减少材料融化后产生的空洞或者气泡,使得形成的封装层更加平整。
为了能够更好地热熔并成型,可以在步骤S202中使用模具来限定或者说控制发光芯片表面涂布的固体粉末或者固液混合物的厚度或者形状等,使得混合材料可以压实到发光芯片的表面,在此步骤中热熔后能够得到相应的厚度或形状。且在冷却成型得到封装层后,将模具去除。
本实施例中的发光二极管器件的封装方法,通过低熔点玻璃粉自身熔化及固化成型得到封装层,实现对发光芯片更加紧密的封装,形成的发光二极管器件可以完全避免由于水汽、硫元素等的渗入而损害其中的发光芯片及焊盘,提高了发光二极管器件的可靠性和寿命。同时与传统使用胶体封装形成的发光二极管器件相比,避免了胶体因老化而吸光而使光二极管器件的光效下降以及使发光二极管器件出现胶裂失去封装作用。另外,由包括低熔点玻璃粉和荧光粉的混合材料形成的玻璃态的封装层能够更加充分紧密的与发光芯片接触,且玻璃态封装层的材料的折射率处于空气和发光芯片之间,能够更加高效的提取发光芯片产生的光线,提高发光二极管器件发光效率。且封装层为无机材料,可支持发光二极管器件在大功率或高温环境下正常工作。进一步地,低熔点玻璃粉性能稳定绝缘性能好,使封装形成的发光二极管器件具有较好的抗静电能力。与传统胶体相比,低熔点玻璃粉的膨胀系数与发光芯片主体材料的膨胀系数更相近,从而消除发光二极管器件内应力,防止封装层与发光芯片主体开裂。且与传统胶体相比,低熔点玻璃粉形成的封装层具有更大的导热系数,更加利用于发光二极管器件的散热。
参阅图3,图3是本申请提供的发光二极管器件的封装方法另一实施例的流程示意图。具体步骤包括:
步骤S301:提供多个发光芯片,并将多个发光芯片呈阵列分布设置于基板的一侧表面。
参阅图4,图4是多个发光芯片的分布结构示意图。其中,基板41的一侧表面设置有多个发光芯片42,且发光芯片42可以呈阵列分布。在本实施例中,可以将阵列分布的多个发光芯片42之间的间距设置为等间距,以使得在后续步骤S303进行切割后,使得每个发光芯片42四周表面的厚度保持一致。具体地,间距可以为0.5-3mm,比如0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm。
步骤S302:将发光芯片表面以及多个发光芯片之间的间隔区域均涂布混合材料,以在发光芯片表面以及间隔区域均形成封装层;其中,混合材料包括低熔点玻璃粉以及荧光粉。
结合图4,基板41的一侧表面设置有多个发光芯片42,发光芯片42与发光芯片42之间包括有间隔区域43。将发光芯片42远离基板41的一侧表面44以及间隔区域43进行混合材料的涂布操作。可以理解的是,每个发光芯片42除了与基板41连接的表面没有涂布外,其他表面均涂布有混合材料。为更加方便描述,将发光芯片42的6个表面分为与基板41连接的一侧表面,远离基板41的一侧表面44以及四个侧表面。其中发光芯片42与基板41连接的一侧表面不需要进行涂布,其他5个表面均需要进行涂布。而在本实施例中,处在发光芯片42阵列中最外侧的发光芯片42,可能存在有一个或者两个侧表面不处于间隔区域43,而这样的表面同样也需要进行涂布。整个涂布后,涂布后的表面处于平齐状态,从而使后续形成的封装层表面平整。
在一个具体实施例中,可以在整个发光芯片42的阵列外设置模具(图未示),以对整个发光芯片42阵列的涂布形状进行控制。模具可以在后续步骤中形成封装层后去除。
涂布后进行加热烧结使混合材料中的低熔点玻璃粉的熔化或熔融,冷却后在发光芯片表面以及间隔区域均形成封装层。
参阅图5,图5是多个发光芯片形成封装层后的结构示意图。发光芯片52远离基板51的一侧表面以及发光芯片52与发光芯片52之间的间隔区域形成有封装层53。
步骤S303:将基板沿多个发光芯片形成的间隔区域进行切割,以将各个发光二极管器件一一分离开。
结合图5,在基板51的间隔区域54进行切割,间隔区域54上具体切割道根据预先的设计通过控制切割设备进行控制。
具体地,可以通过激光切割或者如钻石刀切割等的机械切割的方式,将基板沿多个发光芯片形成的间隔区域进行切割,以将各个发光二极管器件一一分离开。
在一个具体实施例中,多个发光芯片分布设置于基板的一侧表面,并不进行固连,在形成封装层以及切割后,得到的多个发光二极管器件也是可以与基板分离,以进行后续加工操作。而在另一个具体实施例中,多个发光芯片可以按照设计需求,分布固连于基板的一侧表面,在形成封装层后,切割时采用控深切槽,从而使多个发光芯片分离开,但基板不进行切割分离。
切割后的发光二极管器件中,发光芯片四个侧面的封装层厚度保持相同,以使得发光芯片的四个侧面发光一致。进一步的,发光芯片四个侧面的封装层厚度保持相同可以通过在步骤S301中将多个发光芯片呈阵列分布设置于基板的一侧表面来控制,也可以通过步骤S303中的间隔区域进行切割进行控制。
本实施例中的发光二极管器件的封装方法,通过一次封装实现多个发光芯片的封装,操作更加简单便捷。且通过低熔点玻璃粉自身熔化及固化成型得到封装层,实现对发光芯片更加紧密的封装,形成的发光二极管器件可以完全避免由于水汽、硫元素等的渗入而损害其中的发光芯片及焊盘,提高了发光二极管器件的可靠性和寿命。同时与传统使用胶体封装形成的发光二极管器件相比,避免了胶体因老化而吸光而使光二极管器件的光效下降以及使发光二极管器件出现胶裂失去封装作用。另外,由包括低熔点玻璃粉和荧光粉的混合材料形成的玻璃态的封装层能够更加充分紧密的与发光芯片接触,且玻璃态封装层的材料的折射率处于空气和发光芯片之间,能够更加高效的提取发光芯片产生的光线,提高发光二极管器件发光效率。且封装层为无机材料,可支持发光二极管器件在大功率或高温环境下正常工作。进一步地,低熔点玻璃粉性能稳定绝缘性能好,使封装形成的发光二极管器件具有较好的抗静电能力。与传统胶体相比,低熔点玻璃粉的膨胀系数与发光芯片主体材料的膨胀系数更相近,从而消除发光二极管器件内应力,防止封装层与发光芯片主体开裂。且与传统胶体相比,低熔点玻璃粉形成的封装层具有更大的导热系数,更加利用于发光二极管器件的散热。
以上所述仅为本申请的实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种发光二极管器件,其特征在于,包括:
基板;
发光芯片,所述发光芯片设置于基板一侧表面;
封装层,所述封装层盖设于所述发光芯片的表面;其中,所述封装层由包括低熔点玻璃粉和荧光粉的混合材料制成。
2.根据权利要求1所述的发光二极管器件,其特征在于,所述封装层贴合设置于所述发光芯片的表面。
3.根据权利要求1所述的发光二极管的封装结构,其特征在于,所述封装层的厚度范围为10-1000微米。
4.根据权利要求1所述的发光二极管器件,其特征在于,所述发光芯片焊接固连于所述基板一侧表面。
5.一种发光二极管器件的封装方法,其特征在于,包括:
提供发光芯片,将所述发光芯片设置于基板的一侧表面;
在所述发光芯片表面涂布混合材料,其中,所述混合材料包括低熔点玻璃粉以及荧光粉;
加热所述混合材料至所述低熔点玻璃粉熔化,并在冷却后形成封装层盖设于所述发光芯片的表面,得到所述发光二极管器件。
6.根据权利要求5所述的封装方法,其特征在于,所述加热所述混合材料至所述低熔点玻璃粉熔化,并在冷却后形成封装层盖设于所述发光芯片的表面,得到所述发光二极管器件的步骤,包括:
将所述混合材料加热至300-400摄氏度,使所述低熔点玻璃粉熔化,并在冷却后形成封装层盖设于所述发光芯片的表面,得到所述发光二极管器件。
7.根据权利要求5所述的封装方法,其特征在于,所述加热所述混合材料至所述低熔点玻璃粉熔化,并在冷却后形成封装层盖设于所述发光芯片的表面,得到所述发光二极管器件的步骤,包括:
在负压环境下加热所述混合材料至所述低熔点玻璃粉熔化,并在冷却后形成封装层盖设于所述发光芯片的表面,得到所述发光二极管器件。
8.根据权利要求5所述的封装方法,其特征在于,所述发光芯片焊接于所述基板表面。
9.根据权利要求5所述的封装方法,其特征在于,所述提供发光芯片,将所述发光芯片设置于基板的一侧表面的步骤,包括:
提供多个所述芯片,并将多个所述发光芯片呈阵列分布设置于所述基板的一侧表面;
所述在所述发光芯片表面涂布混合材料,其中,所述混合材料包括低熔点玻璃粉以及荧光粉的步骤,包括:
将所述发光芯片表面以及多个所述发光芯片之间的间隔区域均涂布混合材料,以在所述发光芯片表面以及所述间隔区域均形成所述封装层;
所述加热所述混合材料至所述低熔点玻璃粉熔化,并在冷却后形成封装层盖设于所述发光芯片的表面的步骤之后,还包括:
将所述基板沿多个所述发光芯片形成的间隔区域进行切割,以将各个所述发光二极管器件一一分离开。
10.根据权利要求9所述的封装方法,其特征在于,所述将所述基板沿多个所述发光芯片形成的间隔区域进行切割,以将各个所述发光二极管器件一一分离开的步骤,包括:
通过激光切割或者机械切割的方式,将所述基板沿多个所述发光芯片形成的间隔区域进行切割,以将各个所述发光二极管器件一一分离开。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110540803.6A CN115377275A (zh) | 2021-05-18 | 2021-05-18 | 一种发光二极管器件及封装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110540803.6A CN115377275A (zh) | 2021-05-18 | 2021-05-18 | 一种发光二极管器件及封装方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115377275A true CN115377275A (zh) | 2022-11-22 |
Family
ID=84058310
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110540803.6A Pending CN115377275A (zh) | 2021-05-18 | 2021-05-18 | 一种发光二极管器件及封装方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115377275A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116462411A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-07-21 | 华东理工大学 | 一种无铅多组分铋基低熔点玻璃与陶瓷粉的复合粉体灌封材料及其制备方法与应用 |
-
2021
- 2021-05-18 CN CN202110540803.6A patent/CN115377275A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116462411A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-07-21 | 华东理工大学 | 一种无铅多组分铋基低熔点玻璃与陶瓷粉的复合粉体灌封材料及其制备方法与应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100565951C (zh) | 发光器件及其制造方法 | |
CN106299084B (zh) | Led封装结构 | |
US7391153B2 (en) | Light emitting device provided with a submount assembly for improved thermal dissipation | |
JP4979299B2 (ja) | 光学装置及びその製造方法 | |
EP2811517B1 (en) | Light emitting device | |
US8531105B2 (en) | Light emitting device | |
JP5307364B2 (ja) | 蛍光体含有ガラスの製造方法及び固体素子デバイスの製造方法 | |
US20080284310A1 (en) | Light emitting device, light source and method of making the device | |
JP4905069B2 (ja) | 発光装置及びその製造方法 | |
JP4142080B2 (ja) | 発光素子デバイス | |
JP5061139B2 (ja) | 発光装置の製造方法 | |
KR20050116373A (ko) | 고체 소자 디바이스 및 그 제조 방법 | |
JP5407116B2 (ja) | 発光装置 | |
CN115377275A (zh) | 一种发光二极管器件及封装方法 | |
CN113204083B (zh) | 非气密封装型光模块、发射光器件及连接件的制作方法 | |
JP2011210963A (ja) | 発光装置の製造方法 | |
JP5287643B2 (ja) | 光学装置の製造方法及び光学装置 | |
KR101423724B1 (ko) | 형광체 담지용 저온 소성 유리 조성물 및 파장 변환기, 그것을 포함하는 발광 장치 | |
JP4008943B2 (ja) | 固体素子デバイスの製造方法 | |
JP5144578B2 (ja) | 発光装置の製造方法 | |
JP2008277055A (ja) | 光源装置 | |
TWI521742B (zh) | 倒裝式發光二極體封裝模組及其製造方法 | |
JP5467963B2 (ja) | 発光装置の製造方法 | |
CN109244214A (zh) | 一种倒装led及封装方法 | |
JP2022120339A (ja) | 基板構造体、発光装置及び基板構造体の製造方法 |
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 |