CN203859150U - 发光元件及具有该发光元件的发光装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种发光元件及具有该发光元件的发光装置，其中所述发光元件包括：LED芯片，具有两个相对的上表面、底表面及连接上表面和底表面的侧表面，所述底表面具有电极；封装胶，覆盖所述芯片的上表面和侧表面；非金属反射层，直接形成于所述整个发光元件底表面的封装胶部分，用于反射发光元件向下出射的光，提高发光元件的亮度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发光元件。
背景技术
发光二极管（英文为Light Emitting Diode，简称LED）是利用半导体的P-N结电致发光原理制成的一种半导体发光器件。LED具有环保、亮度高、功耗低、寿命长、工作电压低、易集成化等优点，是继白炽灯、荧光灯和高强度放电（英文缩写为HID）灯（如高压钠灯和金卤灯）之后的第四代新光源。
近年来，由于热阻低、封装中无需焊线等优点，LED倒装芯片成为一种发展趋势。更进一步的，一种被称为“无封装LED”的概念被LED厂商提出，实际上是倒装芯片结合含有波长转换物质的封装胶实现照明、背光等应用方面需要的各种光，这种发光元件具有不需要封装基板，也无需焊线的优点。但是，在应用端使用时，需要用回流焊等制程把此发光元件固定到印刷电路板 (英文为Printed Circuit Board, 简称PCB ) 上，并实现电气连接，如图1所示。由于倒装芯片的正负电极焊盘的间距很小(仅为几百微米甚至更小)，在回流焊等电气连接制程中很容易造成正负极之间的漏电；另外，PCB和发光元件仅在焊盘处为良好接触，其他部分中间会留有空隙。而该发光元件发射的一部分光会向下出射，经过空气间隙散射后再被反射率并不高的PCB反射，再经过空气间隙散射才能向上或者侧面出射，造成大量的光损失，影响亮度。
发明内容
本实用新型提供了一种发光元件结构，解决了正负极间漏电和部分光损失的问题。
一种发光元件，包括：LED芯片，具有两个相对的上表面、底表面及连接上表面和底表面的侧表面，所述底表面具有电极；封装胶，覆盖所述芯片的上表面和侧表面，与所述芯片底表面同侧的部分为封装胶的底面；非金属反射层，直接形成于所述封装胶的底面，用于反射发光元件向下出射的光，提高发光元件的亮度。
优选的，所述非金属反射层与封装胶有良好的粘附性，根据封装胶的种类，反射层可为硅基材料或者环氧基材料。
优选的，所述非金属反射层材料包含Al2O3，TiO2等。
优选的，所述非金属反射层除覆盖所述发光元件底面的封装胶部分，还覆盖所述芯片底表面电极之外的部分。
优选的，所述非金属反射层还可以部分覆盖与所述封装胶的侧面。
优选的，所述芯片电极之间填充防焊性材料，用于阻止漏电的发生。
优选的，所述非金属反射层为具有防焊性的材料。
优选的，所述非金属反射层的厚度为5μm-100μm。更佳的，厚度为20μm-50μm。
优选的，所述非金属反射层的反射率大于70%。更佳的，反射率大于90%。
优选的，反射层可以为多层膜。
优选的，所述封装胶覆盖与电极焊盘所在面呈夹角的芯片侧面，以避免芯片发射的光线直接出射。
所述封装胶包含波长转换物质，或者不包含波长转换物质，或者封装胶为两层结构，其中靠近芯片的部分含有波长转换物质，另一部分不含有波长转换物质。
优选的，所述封装胶中的波长转换物质均匀分布于封装胶中。
在本实用新型中，发光元件固定在PCB基板上时，由于芯片的电极间有防焊材料，阻止了漏电的发生；另外，封装胶底部的反射层用于反射发光元件向下发射的光，提高了亮度。
所述封装胶的正对电极焊盘的出光面为平面或者呈弧面，优选的，该面可以包含微结构。
前述发光元件可以通过下面方法制备获得，具体包括下面步骤：1) 提供倒装芯片，具有两个相对的上表面、底表面及连接上表面和底表面的侧表面，所述底表面具有电极；2) 将所述芯片的上表面朝上并以一定的间距整齐排列置于一载体上，用喷涂、旋涂、模塑等方式覆盖封装胶到芯片的表面和侧面；3) 翻转，使有所述芯片的底表面朝上排列；4) 利用光刻工艺使光阻遮挡芯片电极，露出其他部分；5) 用喷涂、旋涂、蒸镀等方式所述芯片的底表面和封装胶的底表面上形成非金属反射层；6) 去除光阻，露出电极；7) 切割，使发光元件相互独立。其中，步骤2）到5）也可以使用网印的方式涂覆反射层。
前述发光元件可应用于各种显示系统、照明系统、汽车尾灯等领域。
本实用新型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。本实用新型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
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本实用新型的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。
图1为现在技术的倒装芯片结合含有波长转换物质的封装胶固于PCB的示意图。
图2为本实用新型之实施例1所述发光元件的剖面图。
图3为本实用新型实施例1所述发光元件固于PCB的示意图。
图4显示了实施例1所述发光元件的制作过程。
图5~图7显示了实施例1所述发光元件的变形。
图8为本发明之实施例2所述发光元件的剖面图。
图中各标号表示如下：
101，201，301，401，601：倒装芯片；
1011，2011，3011，4011，6011：倒装芯片除电极部分；
1012，2012，3012，4012,6012：电极；
102，202，302，602：封装胶；
203，303，403，603：非金属反射层；
604：防焊层；
105，305：PCB与发光元件的电气连接层；
106，306：PCB板
1061，3061：PCB的金属薄层
1062，3062：PCB的绝缘层
1063，3063：PCB的导热基板
407：光阻。
具体实施方式
下面结合示意图对本实用新型所述的发光元件进行详细的描述，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
实施例1
图2为本实用新型公开的发光元件的一种结构的示意图。该发光元件的结构包括: 倒装芯片201(包括电极2012和除电极的部分2011)，覆盖于倒装芯片出光面的封装胶202，覆盖于发光元件底面的封装胶部分和倒装芯片电极所在面除电极2012外的部分的非金属反射层203。倒装芯片201除电极2012露出外，其他部分都被覆盖，其中电极正对的上出光面以及侧面出光面被封装胶202覆盖，发光元件底面的封装胶202和电极焊盘外的部分被反射层203覆盖。
在本实施例中，封装胶202为含有波长转换物质的硅胶、环氧树脂等材料，其中的波长转换物质可采用荧光粉等材料，并均匀地分布于封装胶202中。封装胶202需要覆盖倒装芯片201的侧面，以避免芯片侧向光的直接出射而导致的不同方向出光颜色不同的问题。
反射层203所用材料与封装胶相配合，选用硅基或者环氧基的材料，以便形成与封装胶202的良好粘附性。反射层203含有TiO2或者Al2O3等材料以增强反射率，其对蓝光的反射率在70%以上。
图3为本实施例公开的发光元件固于PCB的示意图，由于增加了非金属反射层303，因此向下出射的光线可以直接被反射，而无需经过一系列的散射、吸收，提高了发光元件的亮度。电极3012之间的非金属反射层303阻止了锡膏或者其他电气连接材料305扩散到正负电极中间造成漏电。
图4为本实施例公开的发光元件的制作工艺示意图。首先，使倒装芯片电极朝下，出光面朝上，并以一定的间距整齐排列置于载体(如蓝膜等)上，用喷涂、旋涂、模塑等方式覆盖封装胶到芯片的表面和侧面；然后进行翻转，使有电极的背面朝上；再利用光刻工艺使光阻遮挡芯片电极焊盘，露出其他部分；用喷涂、旋涂或者蒸镀等方式涂覆反射层到背面；去除光阻，露出电极；切割，使发光元件相互独立。
图5~图7示出了本实施例公开的发光元件的几种变形，对封装胶的结构进行改变。图5的发光元件其封装胶为双层结构，靠近倒装芯片的部分封装胶含有波长转换物质(如荧光粉等)，外层封装胶不含有波长转换物质。图6示意了具有弧面结构的封装胶。图7中封装胶也为弧面，并且为双层结构。
实施例2
图8示意了为本发明公开的发光元件的另一种实施例。此发光元件在倒装芯片的电极之间形成防焊层604。其中，防焊层304和非金属反射层303的材料可一样，也可不一样。如果防焊层604和反射层603使用不同材料，则需要两道光刻制程分别进行生长。
Claims (10)
1.发光元件，包括：
LED芯片，具有两个相对的上表面、底表面及连接上表面和底表面的侧表面，所述底表面具有电极；
封装胶，覆盖所述芯片的上表面和侧表面，与所述芯片底表面同侧的部分为封装胶的底面；
非金属反射层，直接形成于所述封装胶的底面，用于反射发光元件向下出射的光，提高发光元件的亮度。
2.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于：所述反射层还形成于所述芯片底表面电极之外的部分。
3.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于：所述非金属反射层与所述封装胶具有良好的粘附性。
4.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于：所述非金属反射层具有防焊性，用于阻止漏电的发生。
5.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于：所述芯片的电极之间填充具有防焊性的材料，用于阻止漏电的发生。
6.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于：所述芯片电极之间填充具有防焊性的材料，该材料与所述非金属反射层材料不同。
7.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于：所述非金属反射层部分覆盖与所述芯片底表面呈夹角的所述封装胶的侧面。
8.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于：所述非金属反射层的反射率大于90%。
9.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于：所述非金属反射层的厚度为5μm~100μm。
10. 一种发光装置，其特征在于：包含前述权利要求1~9所述的任意一种发光元件。
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