CN116613267A - 一种微型led发光器件扇出封装结构及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微型LED发光器件扇出封装结构及制备方法,涉及半导体封装技术领域,其中,微型LED发光器件扇出封装结构,可以兼容垂直结构芯片、正装结构芯片和倒装结构芯片的扇出封装,包括至少一个器件单元,器件单元包括至少一个LED芯片,至少其中一个LED芯片为垂直结构芯片;第一封装层,第一封装层包覆在LED芯片的侧面,并露出LED芯片的出光面和电极,从而将LED芯片镶嵌于第一封装层;过孔,过孔为金属化的完整过孔或将完整过孔切割后的部分过孔;双面线路层,双面线路层包括出光面线路和底面线路,第一封装层的出光面一侧具有金属化线路,形成出光面线路,第一封装层的出光相对底面一侧具有金属化线路,形成底面线路;光学封装层;阻焊保护层。
Description
技术领域
本发明涉及半导体封装技术领域,特别涉及一种微型LED发光器件扇出封装结构,还涉及一种微型LED发光器件扇出封装结构的制备方法。
背景技术
随着显示技术的不断发展,为了满足高分辨率、高对比度、高动态范围以及宽色域的显示需求,LED芯片的尺寸正朝着Mini/Micro的量级靠近。而传统的LED芯片封装技术如引脚式封装、COB封装等显然无法满足Mini/Micro量级LED的封装需求。因此,扇出型晶圆级封装因其不需要封装基板(仅临时基板)、不需要引线键合、制作晶圆凸点和底填充等工艺、成本低、更好的电气互连性能和散热性能、更小的封装外形等优点而被受关注。将扇出封装引入LED器件的封装能在提高器件性能的同时大幅降低生产成本,然而,目前LED芯片的扇出封装仍存在一些弊端。
随着显示器件的微缩化,垂直结构芯片显示出了巨大的发展潜能,而正装结构芯片和倒装结构芯片由于成本、制造难度等优势仍在未来一段时间拥有巨大的市场需求。LED芯片扇出封装中,主要针对倒装结构芯片或正装芯片结构提出封装方法,没有能够提出一种对垂直结构芯片、正装结构芯片和倒装结构芯片普遍适用的扇出封装方法,在当下这三种结构的芯片由于各具优点都被广泛地应用于显示领域,目前的封装方法无法实现对多种结构芯片同时封装,不能满足市场需求。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此,本发明实施例提供一种微型LED发光器件扇出封装结构,可以兼容垂直结构芯片、正装结构芯片和倒装结构芯片的扇出封装。
本发明实施例还提供一种微型LED发光器件扇出封装结构的制备方法。
根据本发明第一方面的实施例,提供一种微型LED发光器件扇出封装结构,包括至少一个器件单元,所述器件单元包括至少一个LED芯片,所述LED芯片具有出光面、出光相对底面以及多个侧面,至少其中一个所述LED芯片为垂直结构芯片;第一封装层,所述第一封装层包覆在所述LED芯片的侧面,并露出所述LED芯片的出光面和电极,从而将所述LED芯片镶嵌于所述第一封装层,所述第一封装层的上、下表面分别与所述LED芯片的出光面和出光相对底面平齐;过孔,所述过孔为金属化的完整过孔或将完整过孔切割后的部分过孔;所述过孔设置在第一封装层上,设置在内部位置或边缘位置;双面线路层,所述双面线路层包括出光面线路和底面线路,所述第一封装层的出光面一侧具有金属化线路,形成所述出光面线路,所述第一封装层的出光相对底面一侧具有金属化线路,形成所述底面线路;所述垂直结构芯片的出光面电极连接到所述出光面线路,并通过金属化的所述过孔引至所述出光相对底面,与其余所述LED芯片的与出光面电极极性相同的底面电极连接至第一焊盘;所述垂直结构芯片的底面电极与其余所述LED芯片的与出光面电极极性相反的底面电极,通过所述底面线路分别一一对应连接至第二焊盘;光学封装层,所述出光面线路的表面制备所述光学封装层;以及阻焊保护层,所述底面线路的非焊盘区域的表面制备所述阻焊保护层。
上述微型LED发光器件扇出封装结构,至少包括以下有益效果:基于双面线路层的扇出封装,垂直结构芯片的出光面电极连接到出光面线路,并通过金属化的过孔引至出光相对底面,可与横向结构芯片与出光面电极极性相同的底面电极连接至第一焊盘,垂直结构芯片的底面电极与横向结构芯片的与出光面电极极性相反的底面电极,通过底面线路分别一一对应连接至第二焊盘,横向结构芯片可以是正装结构芯片或倒装结构芯片,这种扇出封装结构可以兼容垂直结构芯片、正装结构芯片和倒装结构芯片的封装。随着芯片尺寸微缩,垂直结构芯片是未来显示领域的发展方向且在红光芯片开始得到应用,正装结构芯片与倒装结构芯片仍然由于具有成本优势在未来一段时间内有巨大市场,本发明的扇出封装结构可以对上述结构芯片进行封装。
根据本发明第一方面的实施例,其余所述LED芯片的架构为横向结构芯片,所述横向结构芯片的正、负电极均位于所述器件单元的底面。
根据本发明第一方面的实施例,所述器件单元至少两个,各所述器件单元合一排布,相邻所述器件单元共用一个所述过孔,完整过孔设置在相邻所述器件单元的交汇处,将完整过孔切割后形成的部分过孔,为所述器件单元的所述过孔。该技术方案,每个器件单元只使用一个完整过孔中切割下来的部分过孔进行电气连接,可以缩小像素间距,并显著降低过孔的数量,降低器件的封装成本,有利于缩小封装后的器件尺寸,提高显示器件的像素密度,进而提高显示效果。
根据本发明第二方面的实施例,提供一种微型LED发光器件扇出封装结构的制备方法,用于制备本发明第一方面实施例所述的微型LED发光器件扇出封装结构,包括以下步骤:
S1,将至少一个LED芯片设置在支撑基板上,将封装材料包覆所述LED芯片,形成第一封装层,通过机械加工或复合加工或者特种加工方式暴露出所述LED芯片的出光面,使所述LED芯片的出光面与所述第一封装层的表面处于同一平面;
S2,在所述第一封装层上表面涂覆一层光刻胶层,在光刻胶层上刻蚀形成出光面线路;在所述第一封装层的无芯片区域或边缘位置制备过孔;所述出光面线路与所述LED芯片的出光面电极和所述过孔具有重叠或相连的区域;
S3,将所述出光面线路及所述过孔的结构均金属化,所述出光面线路通过金属化后的所述过孔电气连接;
S4,在所述出光面线路的表面上制备光学封装层;
S5,将支撑基板与所述第一封装层分离,并将LED器件翻转,使所述LED芯片底面朝上转移到另一支撑基板上;
S6,在出光相对底面制备包含焊盘的底面线路,并进行金属化,所述底面线路与所述LED芯片的底面电极和焊盘具有重叠或相连的区域;
S7,所述底面线路的非焊盘区域的表面制备所述阻焊保护层。
上述微型LED发光器件扇出封装结构的制备方法,至少具有以下有益效果:采用基于双面线路的扇出封装方法,可以制备出位于第一封装层两个端面上的出光面线路和底面线路,垂直结构芯片的出光面电极连接到出光面线路,并通过金属化的过孔引至出光相对底面,可与横向结构芯片与出光面电极极性相同的底面电极连接至第一焊盘,垂直结构芯片的底面电极与横向结构芯片的与出光面电极极性相反的底面电极,通过底面线路分别一一对应连接至第二焊盘,这种扇出封装结构的制备方法可以制备出兼容垂直结构芯片、正装结构芯片和倒装结构芯片的扇出封装结构。
根据本发明第二方面的实施例,所述器件单元至少两个,还包括步骤S8,使用划片机根据切割标记进行切割,制备出独立的器件单元。
根据本发明第二方面的实施例,步骤S2中,所述过孔的位置根据述器件单元的结构排布进行选择,由位置检测系统识别LED芯片底面的电极所在位置,计算机根据各所述LED芯片之间以及各所述器件单元之间的位置关系确定边缘处并自动规划打孔路径,打孔制备方式包括机械钻孔或镭射激光打孔中的一种,机械打孔设备或镭射打孔设备根据该打孔路径制备过孔。
根据本发明第二方面的实施例,所述步骤S7中,所述阻焊保护层位于底面线路的非焊盘区域,暴露出的非焊盘区域外的底面线路作为焊盘;所述阻焊保护层的材料为液体光敏性阻焊涂料或干式光敏性阻焊保护膜,制备方法为粘贴法、丝网印刷法、喷涂法、带式涂布法及辑涂法的其中一种。
根据本发明第二方面的实施例,所述步骤S1中,所述第一封装层的材料包括环氧塑封料、有机硅、聚酰亚胺、陶瓷、金属材料中的一种或几种;所述封装方法包括传递模塑成型、真空膜压、旋涂、注塑成型、刮涂中的其中一种或几种。
根据本发明第二方面的实施例,所述步骤S2中,所述过孔是贯穿所述第一封装层的通孔;所述步骤S4中,所述光学封装层为单层或多层结构。
根据本发明第三方面的实施例,提供一种微型LED发光器件扇出封装结构的制备方法,用于制备本发明第一方面实施例所述的微型LED发光器件扇出封装结构,其特征在于,包括以下步骤:
S1,将至少一个LED芯片设置在支撑基板上,将封装材料包覆所述LED芯片,形成第一封装层,通过机械加工或复合加工或者特种加工方式暴露出所述LED芯片的出光面,使所述LED芯片的出光面与所述第一封装层的表面处于同一平面;
S2,在所述第一封装层的无芯片区域或边缘位置制备过孔;
S3,将内嵌LED芯片的所述第一封装层剥离临时释放层,利用双面粘贴胶带将其固定在表面覆盖一层激光固化导电介质的玻璃基板上,所述双面粘贴胶带贴在玻璃基板的四周,利用双面粘贴胶带自身厚度使玻璃基板与第一封装层之间形成空隙,空隙内填充满激光固化导电介质;
S4,在所述第一封装层的表面及其暴露出的芯片电极上均匀涂覆一层光刻胶层,采用机器视觉识别并定位芯片上表面电极所在位置,根据识别结果,两个相向的激光发生器同时开启,其中一个所述激光发射器从第一封装层的上表面入射,另一个所述激光发射器从玻璃基板的下表面入射,按照识别芯片电极位置调整后的线路进行扫描;其中,从第一封装层的上表面入射的激光用于曝光所述光刻胶层,在所述光刻胶层形成出光面线路和底面线路;
S5,将所述第一封装层的上表面激光曝光区域及所述过孔的内部金属化,实现所述LED芯片的出光面电极与所述过孔、焊盘的电气连接,然后去除多余的光刻胶;
S6,在所述出光面线路的表面上制备光学封装层;
S7,将塑封层剥离玻璃基板,去除多余的激光固化导电介质,并将LED器件翻转,使光学封装层表面朝下放置在平整的工作平台上,
S8,在所述底面线路的非焊盘区域的表面制备所述阻焊保护层。
上述微型LED发光器件扇出封装结构的制备方法,至少具有以下有益效果:通过双面激光直写的方法实现了出光面线路与底面线路的同时制备,可以进一步提高生产效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明;
图1是本发明实施例中支撑基板的剖视图;
图2是本发明实施例中可释放粘接层固定于支撑基板上的剖视图;
图3是本发明实施例中LED芯片以出光相对底面朝下阵列排布于可释放粘接层上的剖视图;
图4是本发明实施例中第一封装层包覆LED芯片后的剖视图;
图5是本发明实施例中暴露出LED芯片的出光面的剖视图;
图6是本发明实施例中在光刻胶层刻蚀出光面线路的图案俯视图;
图7是本发明实施例中制备过孔的出光面线路的图案俯视图;
图8是本发明实施例中LED芯片的出光面制备有光学封装层后的剖视图;
图9是本发明实施例的剖视图,其中,光学封装层表面朝下放置;
图10是本发明实施例底面一侧的俯视图,其中,光学封装层上的光刻胶层刻蚀出底面线路;
图11是本发明实施例底面制备有阻焊保护层后的剖视图;
图12是本发明实施例的俯视图,其中,标识有切割线;
图13是本发明实施例中切割后形成单个器件单元的俯视图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例,本发明之较佳实施例在附图中示出,附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述,使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案,但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,若干的含义是一个或者多个,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
实施例一
下面参照图1至图13,出示了一种微型LED发光器件扇出封装结构,包括至少一个器件单元100。参照图12,微型LED发光器件扇出封装结构包括四个器件单元100,按照图中切割线进行切割,切割成四个独立的器件单元100。
其中,器件单元100包括至少一个LED芯片110、第一封装层121、过孔122、双面线路层、光学封装层123以及阻焊保护层124。
LED芯片110具有出光面、出光相对底面以及多个侧面,至少其中一个LED芯片110为垂直结构芯片112。进一步的,其余LED芯片110的架构为横向结构芯片111,横向结构芯片111的正、负电极均位于器件单元100的底面。器件单元100的底面可以参照图11中所示方向进行理解。具体而言,LED芯片110中,若芯片架构为垂直结构,则LED芯片110的出光面、出光相对底面均具有电极;若芯片架构为正装结构,则LED芯片110的两个电极均位于出光面一侧;若芯片架构为倒装结构,则LED芯片110的两个电极均位于出光相对底面一侧。在本实施例中,采用红、绿、蓝三种不同颜色的LED发光芯片各一个组成器件单元100,红光芯片采用垂直结构芯片,绿光和蓝光芯片采用倒装芯片。
如图9所示,第一封装层121包覆在LED芯片的侧面,并露出LED芯片的出光面和电极,从而将LED芯片110镶嵌于第一封装层121,第一封装层121的上、下表面分别与LED芯片110的出光面和出光相对底面平齐。
可参照图10,过孔122为金属化的完整过孔或将完整过孔切割后的部分过孔。
双面线路层包括出光面线路131和底面线路132,第一封装层121的出光面一侧具有金属化线路,形成出光面线路131,第一封装层121的出光相对底面一侧具有金属化线路,形成底面线路132;垂直结构芯片112的出光面电极连接到出光面线路,并通过金属化的过孔122引至出光相对底面,与其余LED芯片110的与出光面电极极性相同的底面电极连接至第一焊盘;垂直结构芯片112的底面电极与其余LED芯片110的与出光面电极极性相反的底面电极,通过底面线路132分别一一对应连接至第二焊盘。
出光面线路131的表面制备光学封装层123。底面线路132的非焊盘区域的表面制备阻焊保护层124。
可以理解的是,基于双面线路层的扇出封装,垂直结构芯片112的出光面电极连接到出光面线路131,并通过金属化的过孔122引至出光相对底面,可与横向结构芯片与出光面电极极性相同的底面电极连接至第一焊盘,垂直结构芯片的底面电极与横向结构芯片的与出光面电极极性相反的底面电极,通过底面线路132分别一一对应连接至第二焊盘,横向结构芯片可以是正装结构芯片或倒装结构芯片,这种扇出封装结构可以兼容垂直结构芯片、正装结构芯片和倒装结构芯片的封装。
参照图12,微型LED发光器件扇出封装结构包括四个器件单元100,按照图中切割线进行切割,切割成四个独立的器件单元100。
器件单元100至少两个,各器件单元100合一排布,相邻器件单元100共用一个过孔122,完整过孔设置在相邻器件单元100的交汇处,将完整过孔切割后形成的部分过孔,为器件单元100的过孔122。本实施例中,微型LED发光器件扇出封装结构包括四个器件单元100,相对于微型LED发光器件扇出封装结构而言,过孔为金属化的完整过孔;相当于器件单元100而言,过孔为将完整过孔切割后的部分过孔。过孔122设置在第一封装层121上,设置在内部位置或边缘位置;相对于微型LED发光器件扇出封装结构而言,过孔122设置在第一封装层121的内部位置;相当于器件单元100而言,设置在第一封装层121的边缘位置。当然,在其它的实施例中,过孔的位置还可以进行适应性调整。本实施例中,只需开设一个过孔,并对微型LED发光器件扇出封装结构进行切割后,形成四个器件单元100,而单独的器件单元100依然具有过孔的结构。
LED扇出封装中,目前的封装结构采用一个器件封装一个器件单元100的方式,没能提出能同时封装多个器件单元100的封装结构,不能进一步使像素间距微缩化。本发明实施例中,每个器件单元100只使用一个完整过孔中切割下来的部分过孔进行电气连接,可以缩小像素间距,并显著降低过孔的数量,降低器件的封装成本,有利于缩小封装后的器件尺寸,提高显示器件的像素密度,进而提高显示效果。
下面参照图1至图13,出示了一种微型LED发光器件扇出封装结构的制备方法,用于制备上述微型LED发光器件扇出封装结构,包括以下步骤:
S1,将至少一个LED芯片110设置在支撑基板201上,将封装材料包覆LED芯片110,形成第一封装层121,通过机械加工或复合加工或者特种加工方式暴露出LED芯片110的出光面,使LED芯片110的出光面与第一封装层121的表面处于同一平面。
具体地,参照图1所示,提供支撑基板201,支撑基板201为玻璃衬底、金属衬底、半导体衬底、聚合物衬底、以及陶瓷衬底中的其中一种。
参照图2所示,提供可释放粘接层202,主要用于把LED芯片临时固定在支撑基板201上,后续可通过热分离技术或光分离技术让可释放粘接层202失去粘性,使嵌有LED芯片的第一封装层121与支撑基板201分离,可释放粘接层为光释放膜、以及热释放膜中的其中一种。
参照图3所示,将LED芯片110以出光相对底面朝下的方式阵列排布于可释放粘接层202上。
参照图4所示,对阵列分布固定于可释放粘接层202上的LED芯片110进行封装形成第一封装层121,第一封装层包覆了LED芯片的四个侧面以及背离支撑基板201的顶面。具体而言,第一封装层的材料包括环氧塑封料、有机硅、聚酰亚胺、陶瓷、金属材料中的一种或几种;封装方法包括传递模塑成型、真空膜压、旋涂、注塑成型、刮涂中的其中一种或几种。在本实施例中,是将环氧塑封料利用传递模塑成型的方法进行封装,该方式效率高成本低,容易获得大小可控且表面平整的第一封装层。
参照图5所示,对第一封装层121包覆的LED芯片,本实施例通过化学机械抛光或者激光解封装的方法对第一封装层的上表面进行减薄,直至第一封装层的上表面与LED出光面平齐。
S2,在第一封装层121上表面涂覆一层光刻胶层,在光刻胶层上刻蚀形成出光面线路131;在第一封装层121的无芯片区域或边缘位置制备过孔;出光面线路131与LED芯片110的出光面电极和过孔具有重叠或相连的区域。
其中,光刻胶采用正性光刻胶或负性光刻胶中的一种,涂覆方式为旋涂或刮涂中的一种,在光刻胶层形成线路图案的方式包括掩模版曝光、以及激光直写中的一种。在本实施例中,优选的方法为利用掩模版曝光的方式在正性光刻胶上形成线路图案,从而制备出出光面线路131。
参照图6所示,第一封装层121上的光刻胶层所形成的出光面线路131的图案示意,出光面线路131中的多条线路分别与LED芯片110的出光面电极重叠的区域,最终在多个器件单元的边缘附近交汇,出光面线路131将多个器件单元的垂直结构芯片的出光面电极连接在一起。
参照图7所示,过孔122位于多个器件单元的边缘处,与出光面线路131具有重叠或相连的区域,过孔122贯穿第一封装层,形状不限于圆孔、方孔等,打孔制备方式包括机械钻孔或镭射激光打孔中的一种。
步骤S2中,过孔122的位置根据述器件单元的结构排布进行选择,由位置检测系统识别LED芯片底面的电极所在位置,计算机根据各LED芯片110之间以及各器件单元100之间的位置关系确定边缘处并自动规划打孔路径,机械打孔设备或镭射打孔设备根据该打孔路径制备过孔。每个器件单元可以包含一个完整过孔,或多个器件单元共用一个完整过孔,即每个器件单元只使用一个完整过孔中切割下来的一部分进行电气连接。在本实例中,多个器件单元共用一个过孔,因此把过孔布置在多个器件单元的边缘,切割后的每个器件单元使用过孔的一部分进行电气连接,相比于一个器件单元使用一个完整过孔的传统封装结构,可以显著降低过孔的数量,降低器件单元的封装成本,另外,过孔密度的下降可以有效缩小封装后的器件尺寸,提高显示器件的像素密度,进而提高显示效果。
其中,出光面线路的线路图案制备与过孔的结构制备,两者无先后顺序,但是,需要保证过孔与出光面线路的线路图案具有重叠或相连的区域,在本实施例中,优选先制备出光面线路再制备过孔的方案,因为出光面线路采用掩模版曝光的方式制备,因此出光面线路的位置根据掩模版的图案不可调整,而过孔的位置可以由位置检测系统根据芯片以及线路图案的实际位置进行调整,可以降低对线路制备位置精度的要求,确保过孔与线路图案具有重叠或相连的区域。
S3,将出光面线路131及过孔122的结构均金属化,出光面线路通过金属化后的过孔122电气连接。
具体地,金属化的制备方法包括磁控溅射、蒸镀、电镀、化学镀、印刷、刻蚀中的一种或两种或多种组合。出光面线路及过孔的内部为导电层,主要成分包括金属、导电聚合物中至少一种,优选采用金属金、银、铜、钛、镍中一种或两种或多种以及至少两种组成的合金。在本实施例中,采用化学镀后再电镀的同时实现出光面线路和过孔的金属化,垂直结构芯片的出光面电极通过出光面线路与金属化后的过孔相连。
S4,在出光面线路131的表面上制备光学封装层123。其中,光学封装层123为单层或多层结构。
参照图8所示,具有特定光学性能的材料涂覆并固化在LED芯片的出光面一侧的第一封装层上,涂覆的方式包括旋涂、以及刮涂中的一种,固化的方式包括热固化、紫外固化、电固化中的一种。光学封装层123可以制备单层或多层结构,光学封装层123的功能具有以下一种或多种:光学透过性、光谱转换、光学散射、水氧隔离。
S5,将支撑基板与第一封装层121分离,并将LED器件翻转,使LED芯片110底面朝上转移到另一支撑基板上。
参照图9所示,支撑基板201与第一封装层的分离方式包括热分离与光分离中的一种,在本实施例中,采用热分离方式使可释放粘接层202失去粘性,该方法的优点是不需要采用具有透过性的支撑基板。
S6,在出光相对底面制备包含焊盘的底面线路132,并进行金属化,底面线路132与LED芯片的底面电极和焊盘具有重叠或相连的区域。
参照图10所示,在器件单元的出光相对底面的一侧,在第一封装层的另一端面涂覆上光刻胶层,采用掩模版曝光或激光直写的方式在光刻胶层形成底面线路132,底面线路132的图案与LED芯片的底面电极和过孔具有重叠或相连的区域,后对底面线路132进行金属化。底面线路的图案包括了线路连接图案以及器件焊盘图案,底面线路分别与LED芯片的底面电极具有重叠的区域并连接至对应的焊盘,焊盘图案为底面线路的一部分,线路连接图案与器件焊盘图案同时制备。
具体地,底面线路将与垂直结构芯片的出光面电极极性相同的底面电极连接至过孔处且与过孔具有重叠或连接的部分,并引出至一个完整的第一焊盘上。
本发明的封装方法通过金属化的过孔把与垂直结构芯片出光面电极极性相同的所有电极引出至一个独立的第一焊盘,可兼容垂直结构芯片与横向结构芯片的封装。具体地,对于与垂直结构芯片的出光面电极极性不同的底面电极,通过底面线路与第二焊盘一一对应连接,控制这些焊盘的通断可以实现对器件单元中每个LED芯片的控制。
S7,底面线路132的非焊盘区域的表面制备阻焊保护层124。
参照图11所示,阻焊保护层124位于底面线路的非焊盘区域,主要用来保护与出光相对底面一侧的第一封装层上裸露的底面线路,避免水氧的侵蚀,暴露出的非焊盘区域外的底面线路作为器件单元的焊盘,阻焊保护层的材料为液体光敏性阻焊涂料或干式光敏性阻焊保护膜,制备方法包括以下一种:粘贴法、丝网印刷法、喷涂法、带式涂布法和辑涂法。
可选地,在焊盘区域采用增厚工艺可用于后续的显示器件贴装工艺。
微型LED发光器件扇出封装结构包括至少器件单元100,则还包括步骤S8,即,使用划片机根据切割标记进行切割,制备出独立的器件单元。
参照图12所示,切割道与器件单元轮廓平行,且通过过孔的中心,图中虚线代表切割线,出光面线路与底面线路分布在器件单元远离切割线的位置,切割下来的独立的器件单元如图13所示。
实施例二
微型LED发光器件扇出封装结构的制备方法还可以采用基于双面激光直写的方式进行制备。基于双面激光直写的微型LED发光器件扇出封装结构的制备方法,用于制备上述微型LED发光器件扇出封装结构,包括以下步骤:
S1,将至少一个LED芯片110设置在支撑基板201上,将封装材料包覆LED芯片110,形成第一封装层,通过机械加工或复合加工或者特种加工方式暴露出LED芯片110的出光面,使LED芯片110的出光面与第一封装层121的表面处于同一平面。
S2,在第一封装层121的无芯片区域或边缘位置制备过孔。
S3,将内嵌LED芯片的第一封装层121剥离临时释放层,利用双面粘贴胶带将其固定在表面覆盖一层激光固化导电介质的玻璃基板上,双面粘贴胶带贴在玻璃基板的四周,利用双面粘贴胶带自身厚度使玻璃基板与第一封装层之间形成空隙,空隙内填充满激光固化导电介质。
S4,在第一封装层的表面及其暴露出的芯片电极上均匀涂覆一层光刻胶层,采用机器视觉识别并定位芯片上表面电极所在位置,根据识别结果,两个相向的激光发生器同时开启,其中一个激光发射器从第一封装层的上表面入射,另一个激光发射器从玻璃基板的下表面入射,按照识别芯片电极位置调整后的线路进行扫描;其中,从第一封装层的上表面入射的激光用于曝光光刻胶层,在光刻胶层形成出光面线路131和底面线路132。
S5,将第一封装层121的上表面激光曝光区域及过孔的内部金属化,实现LED芯片的出光面电极与过孔、焊盘的电气连接,然后去除多余的光刻胶。
S6,在出光面线路131的表面上制备光学封装层123。
S7,将塑封层剥离玻璃基板,去除多余的激光固化导电介质,并将LED器件翻转,使光学封装层表面朝下放置在平整的工作平台上。
S8,在底面线路132的非焊盘区域的表面制备阻焊保护层124。
本制备方法与实施例一的显著区别是,引入了玻璃基板,通过双面激光直写的方法实现了出光面线路与底面线路的同时制备,区别于实施例一中双面线路的分别制备,可以提高生产效率。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明,但是本发明不限于上述实施例,在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种微型LED发光器件扇出封装结构,其特征在于:包括至少一个器件单元,所述器件单元包括
至少一个LED芯片,所述LED芯片具有出光面、出光相对底面以及多个侧面,至少其中一个所述LED芯片为垂直结构芯片;
第一封装层,所述第一封装层包覆在所述LED芯片的侧面,并露出所述LED芯片的出光面和电极,从而将所述LED芯片镶嵌于所述第一封装层,所述第一封装层的上、下表面分别与所述LED芯片的出光面和出光相对底面平齐;
过孔,所述过孔为金属化的完整过孔或将完整过孔切割后的部分过孔;所述过孔设置在第一封装层上,设置在内部位置或边缘位置;
双面线路层,所述双面线路层包括出光面线路和底面线路,所述第一封装层的出光面一侧具有金属化线路,形成所述出光面线路,所述第一封装层的出光相对底面一侧具有金属化线路,形成所述底面线路;所述垂直结构芯片的出光面电极连接到所述出光面线路,并通过金属化的所述过孔引至所述出光相对底面,与其余所述LED芯片的与出光面电极极性相同的底面电极连接至第一焊盘;所述垂直结构芯片的底面电极与其余所述LED芯片的与出光面电极极性相反的底面电极,通过所述底面线路分别一一对应连接至第二焊盘;
光学封装层,所述出光面线路的表面制备所述光学封装层;以及
阻焊保护层,所述底面线路的非焊盘区域的表面制备所述阻焊保护层。
2.根据权利要求1所述的微型LED发光器件扇出封装结构,其特征在于:其余所述LED芯片的架构为横向结构芯片,所述横向结构芯片的正、负电极均位于所述器件单元的底面。
3.根据权利要求1或2所述的微型LED发光器件扇出封装结构,其特征在于:所述器件单元至少两个,各所述器件单元合一排布,相邻所述器件单元共用一个所述过孔,完整过孔设置在相邻所述器件单元的交汇处,将完整过孔切割后形成的部分过孔,为所述器件单元的所述过孔。
4.一种微型LED发光器件扇出封装结构的制备方法,其特征在于,用于制备权利要求1至3任意一项所述的微型LED发光器件扇出封装结构,包括以下步骤:
S1,将至少一个LED芯片设置在支撑基板上,将封装材料包覆所述LED芯片,形成第一封装层,通过机械加工或复合加工或者特种加工方式暴露出所述LED芯片的出光面,使所述LED芯片的出光面与所述第一封装层的表面处于同一平面;
S2,在所述第一封装层上表面涂覆一层光刻胶层,在光刻胶层上刻蚀形成出光面线路;在所述第一封装层的无芯片区域或边缘位置制备过孔;所述出光面线路与所述LED芯片的出光面电极和所述过孔具有重叠或相连的区域;
S3,将所述出光面线路及所述过孔的结构均金属化,所述出光面线路通过金属化后的所述过孔电气连接;
S4,在所述出光面线路的表面上制备光学封装层;
S5,将支撑基板与所述第一封装层分离,并将LED器件翻转,使所述LED芯片底面朝上转移到另一支撑基板上;
S6,在出光相对底面制备包含焊盘的底面线路,并进行金属化,所述底面线路与所述LED芯片的底面电极和焊盘具有重叠或相连的区域;
S7,所述底面线路的非焊盘区域的表面制备所述阻焊保护层。
5.根据权利要求4所述的微型LED发光器件扇出封装结构的制备方法,其特征在于:所述器件单元至少两个,还包括步骤S8,使用划片机根据切割标记进行切割,制备出独立的器件单元。
6.根据权利要求4所述的微型LED发光器件扇出封装结构的制备方法,其特征在于:步骤S2中,所述过孔的位置根据述器件单元的结构排布进行选择,由位置检测系统识别LED芯片底面的电极所在位置,计算机根据各所述LED芯片之间以及各所述器件单元之间的位置关系确定边缘处并自动规划打孔路径,打孔制备方式包括机械钻孔或镭射激光打孔中的一种,机械打孔设备或镭射打孔设备根据该打孔路径制备过孔。
7.根据权利要求4所述的微型LED发光器件扇出封装结构的制备方法,其特征在于:所述步骤S7中,所述阻焊保护层位于底面线路的非焊盘区域,暴露出的非焊盘区域外的底面线路作为焊盘;所述阻焊保护层的材料为液体光敏性阻焊涂料或干式光敏性阻焊保护膜,制备方法为粘贴法、丝网印刷法、喷涂法、带式涂布法及辑涂法的其中一种。
8.根据权利要求4所述的微型LED发光器件扇出封装结构的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中,所述第一封装层的材料包括环氧塑封料、有机硅、聚酰亚胺、陶瓷、金属材料中的一种或几种;所述封装方法包括传递模塑成型、真空膜压、旋涂、注塑成型、刮涂中的其中一种或几种。
9.根据权利要求4所述的微型LED发光器件扇出封装结构的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中,所述过孔是贯穿所述第一封装层的通孔;所述步骤S4中,所述光学封装层为单层或多层结构。
10.一种微型LED发光器件扇出封装结构的制备方法,用于制备权利要求1至3任意一项所述的微型LED发光器件扇出封装结构,其特征在于,包括以下步骤:
S1,将至少一个LED芯片设置在支撑基板上,将封装材料包覆所述LED芯片,形成第一封装层,通过机械加工或复合加工或者特种加工方式暴露出所述LED芯片的出光面,使所述LED芯片的出光面与所述第一封装层的表面处于同一平面;
S2,在所述第一封装层的无芯片区域或边缘位置制备过孔;
S3,将内嵌LED芯片的所述第一封装层剥离临时释放层,利用双面粘贴胶带将其固定在表面覆盖一层激光固化导电介质的玻璃基板上,所述双面粘贴胶带贴在玻璃基板的四周,利用双面粘贴胶带自身厚度使玻璃基板与第一封装层之间形成空隙,空隙内填充满激光固化导电介质;
S4,在所述第一封装层的表面及其暴露出的芯片电极上均匀涂覆一层光刻胶层,采用机器视觉识别并定位芯片上表面电极所在位置,根据识别结果,两个相向的激光发生器同时开启,其中一个所述激光发射器从第一封装层的上表面入射,另一个所述激光发射器从玻璃基板的下表面入射,按照识别芯片电极位置调整后的线路进行扫描;其中,从第一封装层的上表面入射的激光用于曝光所述光刻胶层,在所述光刻胶层形成出光面线路和底面线路;
S5,将所述第一封装层的上表面激光曝光区域及所述过孔的内部金属化,实现所述LED芯片的出光面电极与所述过孔、焊盘的电气连接,然后去除多余的光刻胶;
S6,在所述出光面线路的表面上制备光学封装层;
S7,将塑封层剥离玻璃基板,去除多余的激光固化导电介质,并将LED器件翻转,使光学封装层表面朝下放置在平整的工作平台上,
S8,在所述底面线路的非焊盘区域的表面制备所述阻焊保护层。
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CN117012882A (zh) * | 2023-09-28 | 2023-11-07 | 天津德高化成新材料股份有限公司 | 一种高墨色一致性led显示屏的封装方法及其应用 |
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