CN219959038U - 一种发光芯片封装结构和发光装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种发光芯片封装结构和发光装置。发光芯片封装结构包括多个间隔设置的发光芯片，发光芯片封装结构中包括至少两种不同的发光颜色的发光芯片；与各发光芯片连接的走线层，走线层包括与发光芯片的第一极连接的第一焊盘区域、与发光芯片的第二极连接的第二焊盘区域，第一焊盘区域和第二焊盘区域为发光芯片封装结构对外进行电连接的焊盘区域；以及整体设于各发光芯片以及发光芯片的设置面上的反射层。对于各个发光芯片无需设置独立的反射结构，一些实施过程中节省所需的工艺次数，反射层在各发光芯片处也具有较高的一致性。

Description

一种发光芯片封装结构和发光装置

技术领域

本申请涉及发光二极管领域，尤其涉及一种发光芯片封装结构和发光装置。

背景技术

MIP(Micro LED in Package)是指Mini LED(Mini Light Emitting Diode，次毫米发光二极管)/Micro LED(Micro Light Emitting Diode，微型发光二极管)芯片在前段工艺上进行芯片级封装，之后进行COB(chip-on-board，板上芯片封装)封装的新型技术。MIP是一种封装技术，是一种基于Micro LED的新型封装架构，可适用现有设备进行生产，省去了产线设备端的投入。MIP降低了Micro LED技术门槛，最具量产可行性，而对于目前的MIP技术而言，进一步降低成本是这项技术快速发展的必由之路。

因此，如何降低芯片封装的成本是亟需解决的问题。

实用新型内容

鉴于上述相关技术的不足，本申请的目的在于提供一种发光芯片封装结构和发光装置，旨在解决芯片封装技术中的成本不够低的问题。

一种发光芯片封装结构，包括：

多个间隔设置的发光芯片，所述发光芯片封装结构中包括至少两种不同的发光颜色的所述发光芯片；

与各所述发光芯片连接的走线层，所述走线层包括与所述发光芯片的第一极连接的第一焊盘区域、与所述发光芯片的第二极连接的第二焊盘区域，所述第一焊盘区域和所述第二焊盘区域为所述发光芯片封装结构对外进行电连接的焊盘区域；以及

整体设于各所述发光芯片以及所述发光芯片的设置面上的反射层。

上述发光芯片封装结构中的反射层为整体设置，也就是说，反射层可以是发光芯片在设置到设置面之后，一次整体制作而成的，因而对于各个发光芯片无需设置独立的反射结构。相较于相关技术中针对每种发光芯片单独地设置反射层，整体设置的反射层不仅在制作的过程中所需的工艺次数更少，且形成的反射层在各发光芯片处也具有较高的一致性。

可选地，所述反射层包括布拉格反射层，所述布拉格反射层包括至少两个针对的中心波长不同的堆栈，且各所述发光芯片对应的发光波长的反射率不低于90％。

通过至少两个堆栈使得布拉格反射层反射率较高的部分的带宽覆盖范围更大，在封装有至少两种不同的发光颜色的发光芯片的发光芯片封装结构中能够更好的照顾到发光芯片发出的光线的不同波长。

可选地，所述发光芯片封装结构至少包括红、绿、蓝三种不同发光颜色的所述发光芯片，所述布拉格反射层的堆栈数与所述发光芯片的发光颜色种类数相同，且每一堆栈分别对应一种不同的所述发光颜色。

布拉格反射层的堆栈分别针对性地按照发光芯片的实际发光颜色进行设置，发光芯片封装结构各种颜色都具有较好的反射效果，保证亮度。

可选地，所述第一焊盘区域的数量与所述第一极的数量相同，各所述第一焊盘区域相互独立且与所述第一极一一对应连接；所述第二焊盘区域的数量为一个，各所述第二极同时与所述第二焊盘区域相连。

上述焊盘区域的设置使得各个发光芯片可以独立地被点亮以及控制亮度，满足像素显示的控制需求，且也尽可能的减少了焊盘区域的数量，利于缩小尺寸和简化键合。

可选地，各所述发光芯片的半导体层与所述反射层接触，所述反射层包括绝缘材料以对各所述发光芯片形成绝缘保护。

在发光芯片的制作过程中，只需制作好半导体层等部分，外部的绝缘以及反射不单独地设置结构，当各种颜色的发光芯片设置面上设置完成后，再统一形成反射层并进行绝缘保护；在一些实施过程中，能够简化制作的流程，减少工序步骤。

基于同样的发明构思，本申请还提供一种发光装置，包括上述的发光芯片封装结构以及电路基板，所述发光芯片封装结构设于所述电路基板上，且所述第一焊盘区域和所述第二焊盘区域与所述电路基板相连接。

上述发光芯片封装结构使得上述发光装置在一些实施过程中能够拥有更低的生产成本，且反射层的覆盖区域更多，能够反射更多的光线，提升亮度。

附图说明

图1为本申请实施例提供的发光芯片封装结构的一种结构示意图；

图2为本申请实施例提供的发光芯片封装结构的走线层示意图；

图3为本申请实施例提供的发光芯片封装结构的另一种结构示意图；

图4为本申请实施例提供的发光芯片封装结构的又一种结构示意图；

附图标记说明：

101-透明衬底；102-黏附层；103-反射层；104-平坦层；105-发光芯片；1051-电极；106-走线层；1061-第一焊盘区域；1062-第二焊盘区域；1063-连接路径；107-封装层。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

相关技术中，Micro LED芯片的封装仍然存在成本问题，降低芯片封装的成本是亟需解决的问题。

基于此，本申请希望提供一种能够解决上述技术问题的方案，其详细内容将在后续实施例中得以阐述。

实施例：

本实施例中提供一种发光芯片封装结构，请参见图1至图4的示例，本实施例中，发光芯片封装结构包括但不限于多个间隔设置的发光芯片105、走线层106以及反射层103。

本实施例的发光芯片封装结构包括至少两种不同的发光颜色的发光芯片105，这些发光芯片105被封装到同一个发光芯片封装结构中，并可以通过走线层106的焊盘区域实现电连接，形成可发出至少两种颜色的光线的封装体。发光芯片105之间的间隔距离根据实际情况进行设置，实际应用中，为了缩小像素的尺寸，提高显示产品的PPI(Pixels PerInch，每英寸所拥有的像素数量)，发光芯片105之间的间隔可尽量缩小。实际应用中，不同颜色的发光芯片105可以单独地进行制作，并在制作成型之后可通过包括但不限于巨量转移等方式转移到设置面上，本申请中的设置面也即放置这些发光芯片105的表面。作为一种示例，单个发光芯片封装结构中的发光芯片105可包括红色发光芯片、绿色发光芯片以及蓝色发光芯片，包括了光学的三原色的发光芯片105的发光芯片封装结构可以作为至少一个独立的像素单元进行显示，当然，本实施例对于发光芯片105的发光颜色的选择并不局限于此。

为了对发光芯片封装结构中的这些发光芯片105进行驱动，走线层106包括与发光芯片105的第一极连接的第一焊盘区域1061、与发光芯片105的第二极连接的第二焊盘区域1062。发光芯片105的第一极为正极和负极中的一个，第二极则为正极和负极中的另一个，第一焊盘区域1061和第二焊盘区域1062的总数可以与发光芯片105的电极1051数量相同，也可以设计为共正极或共负极的形式。本申请中的第一焊盘区域1061和第二焊盘区域1062是发光芯片封装结构对外实现电连接的区域，也即其至少存在暴露出的部分以与其他导体进行连接，在实际应用中，走线层106还可包括将第一焊盘区域1061和第二焊盘区域1062与对应的电极1051连接起来的连接路径1063，这些连接路径1063同样是图案化的导电线路，连接路径1063可以被封装在内部而不对外暴露。示例性的，走线层106的材料可以选用导电的金属，包括但不限于Cr，Ni，Al，Ti，Au，Pt，W，Pb，Rh，Sn，Cu，Ag等导电金属中的至少一种。第一焊盘区域1061、第二焊盘区域1062以及连接路径1063可以为相同或不同的材质，在制作时，可以是同时制作成型也可以是分别单独进行制作，本实施例对此并不限制。

在一些实施方式中，第一焊盘区域1061的数量与第一极的数量相同，各第一焊盘区域1061相互独立且与第一极一一对应连接；第二焊盘区域1062的数量为一个，各第二极同时与第二焊盘区域1062相连，这使得各个发光芯片105可以独立地被点亮以及控制亮度，满足像素显示的控制需求，且也尽可能的减少了焊盘区域的数量，利于缩小尺寸和简化键合。例如图2的示例，发光芯片封装结构中设置有三颗发光芯片105，各发光芯片105分别有一个第一极和一个第二极，走线层106上设置有三个第一焊盘区域1061，这些第一焊盘区域1061一一连接到发光芯片105的第一极，第二焊盘区域1062与每一颗发光芯片105的第二极相连。上述示例中，第一极可以是正极或负极，若第一极为正极则形成了共负极的形式，反之，第一极为负极则形成了共正极的形式。上述示例中，各个焊盘区域分别设置在发光芯片封装结构的一角，通过走线层106中的连接路径1063与发光芯片105的电极1051相连，其他示例中，第一焊盘区域1061和第二焊盘区域1062也可以设置在其他位置，且走线层106的具体图案也可以根据实际情况设置，本申请对此并不限制。

发光芯片105可以是倒装结构、垂直结构等等，发光芯片105包括但不限于MicroLED芯片，一些示例中也可以包括Mini LED(Mini Light Emitting Diode，次毫米发光二极管)芯片或其他类型的LED(Light Emitting Diode，发光二极管)芯片。

如图1所示，在一些实施方式中，发光芯片封装结构包括透光衬底以及设于透光衬底上的黏附层102。发光芯片105设于黏附层102上，黏附层102可以通过粘性将发光芯片105进行固定。透明衬底101包括但不限于蓝宝石等材质，在一些其他实施方式中，也可以将透明衬底101去除从而得到没有衬底的发光芯片封装结构。

示例性的，对于非垂直结构的发光芯片105，在转移至设置面时，其电极1051可以位于靠近设置面的一侧，走线层106设于设置面上。作为另一种示例，发光芯片105的电极1051也可以位于远离设置面的一侧，例如图1或图4所示，发光芯片105的电极1051位于远离黏附层102的一侧，并且为了保证发光芯片105的电极1051与走线层106之间的连接更稳定，且便于走线层106的设置，在发光芯片105的周围设于用于铺设走线层106的平坦层104，走线层106设置在平坦层104上。平坦层104用于填充发光芯片105之间的区域，并抬高发光芯片105周围的平台，使得走线层106在铺设至发光芯片105的电极1051周围时存在更小的坡度变化，利于金属爬坡。实际应用中，为了达到较好的走线层106设置效果，平坦层104的厚度通常与发光芯片105的高度相近或一致，示例性的，平坦层104的厚度和发光芯片105的高度差异可以控制在1um以内，其他示例中，2um、3um也是可以选择，具体可根据实际工艺需求而设定。

本申请中，反射层103整体设于发光芯片105和发光芯片105的设置面上。相关技术中，发光芯片105在制作的过程中形成独立的反射结构，不同发光颜色的发光芯片105均需要单独地完成相应的工艺。本申请中，发光芯片封装结构中的反射层103为整体设置，也就是说，本申请中的反射层103可以是发光芯片105在设置到设置面之后，一次整体制作而成的，因而对于各个发光芯片105无需设置独立的反射结构。可以理解的是，相较于相关技术中针对每种发光芯片105单独地设置反射层103，本申请整体设置的反射层103不仅在制作的过程中所需的工艺次数更少，且形成的反射层103在各发光芯片105处也具有较高的一致性。

若不对反射层103进行图案化的处理，则本申请整体设置的反射层103为一个整体的连续结构。例如在图3的示例中，发光芯片105的电极1051位于靠近设置面的一侧，走线层106设于设置面上，例如设置在透明衬底101上，发光芯片105的电极1051直接与走线层106形成电连接，第一焊盘区域1061和第二焊盘区域1062可穿过透明衬底101从另一侧露出或引至侧面露出。上述示例中，反射层103无需开设供电极1051穿过的电极1051通孔，形成为一个完整的结构。

实际应用中，也可以对反射层103进行图案化的处理，包括但不限于在反射层103上设置通孔以供发光芯片105的电极1051露出等。作为一种示例，如图1或图4所示，反射层103不仅将发光芯片105露出的表面覆盖，同时也将设置发光芯片105的黏附层102的表面覆盖，至少在发光芯片105及其周围形成了大面积的反射区域，在一些实施过程中，也能够增强发光芯片封装结构的整体反射效果，提高亮度。本示例中，发光芯片105的电极1051位于远离黏附层102的一侧，通过反射层103上的电极1051通孔露出并与铺设的走线层106连接。可以理解的是，反射层103上的电极1051通孔可以通过对反射层103进行蚀刻等图案化手段形成，本申请对此并不限制。在实际应用中，上述发光芯片封装结构的各个发光芯片105的电极1051也可以在转移至黏附层102等设置面后再进行制作，示例性的，可以先整体设置反射层103，再将反射层103进行图案化的处理以制作出电极1051通孔，然后向电极1051通孔内沉积电极1051材料从而形成各发光芯片105的电极1051。可见，基于本申请提供发光芯片封装结构整体设置反射层103的结构特点，在一些生产过程中也能够对电极1051的制作步骤进行简化，将各发光芯片105的电极1051制作合并到一次进行。

应当说明的是，反射层103可以是单层的反射结构，也可以是多层的复合结构，其中可包括多种相同或不同的反射结构。在一些实施方式中，反射层103包括布拉格反射层，布拉格反射层通过交叠设置的低折射率层和高折射率层构成，可根据需求设定其中心波长，波长在中心波长及附近的光线能够有最佳的反射效果。本实施例中，布拉格反射层可以包括至少两个针对的中心波长不同的堆栈，且发光芯片105对应的发光波长的反射率不低于90％，例如不低于95％、99％等，具体可以根据实际的应用需求而进行设置。通过至少两个堆栈使得布拉格反射层反射率较高的部分的带宽覆盖范围更大，在本实施例封装有至少两种不同的发光颜色的发光芯片105的发光芯片封装结构中能够更好的照顾到发光芯片105发出的光线的不同波长。

在一些实施方式中，发光芯片封装结构至少包括红、绿、蓝三种不同发光颜色的发光芯片105，布拉格反射层的堆栈数与发光芯片105的发光颜色种类数相同，且每一堆栈对应一种发光颜色。示例性的，发光芯片封装结构中包括红、绿、蓝三种发光芯片105，布拉格反射层中包括三个堆栈，每一个堆栈分别对应红、绿、蓝光线中的一种，也就是说，每一个堆栈的针对的中心波长分别为红、绿、蓝对应的波长。布拉格反射层的每个堆栈针对性地按照发光芯片105的实际发光颜色进行设置，发光芯片封装结构各种颜色都具有较好的反射效果，保证亮度。

在一些实施方式中，各发光芯片105的半导体层与反射层103接触，反射层103包括绝缘材料以对各发光芯片105形成绝缘保护。也就是说，在发光芯片105的制作过程中，只需制作好半导体层等部分，外部的绝缘层以及反射结构均可不单独地设置，当各种颜色的发光芯片105在透明衬底101或黏附层102等设置面上设置完成后，再利用绝缘材料统一形成反射层103并进行绝缘保护；在一些实施过程中，能够简化制作的流程，减少工序步骤。上述实施方式中，反射层103直接采用绝缘材料，同时兼具绝缘和反射的功能，在其他实施方式中，也可以单独设置有绝缘层。在一些实施方式中，发光芯片封装结构还包括绝缘层，绝缘层设置在发光芯片105的表面与反射层103之间。示例性的，绝缘层可以分别独立地设置在发光芯片105上，也即可以仅覆盖发光芯片105，这可以在制作发光芯片105时形成绝缘层；在一些示例中，绝缘层也可以与本申请中的反射层103一样，在发光芯片封装结构上整体设置，也即将各发光芯片105设置到设置面后，再整体的沉积绝缘层。可以理解的是，对于单独地形成有绝缘层的发光芯片封装结构，其反射层103可以采用绝缘材料，也可以采用非绝缘的材料，例如具有反射性的金属。

如图4所示，发光芯片封装结构还包括封装层107，封装层107覆盖发光芯片封装结构设置走线层106的一侧以进行封装，封装层107包括焊盘通孔(图中未示出)，第一焊盘区域1061和第二焊盘区域1062自焊盘通孔露出。封装层107可以为封装胶材等材料，覆盖在发光芯片105外形成封装保护。在一些实施过程中，封装层107可以在发光芯片105的设置面上将发光芯片105、走线层106、平坦层104等结构整体包裹，这些结构的侧面区域同样也可被覆盖。封装层107可以为透明的胶材，也可以采用黑色的胶材，黑色的胶材能够阻挡光线朝不需要的方向传播，例如阻挡侧向的光线，避免相邻设置的发光芯片封装结构之间形成串光。

本实施例还提供一种发光装置，包括上述示例的发光芯片封装结构以及电路基板，发光芯片封装结构设于电路基板上，且第一焊盘区域1061和第二焊盘区域1062与电路基板相连接。上述示例的发光芯片封装结构使得本实施例的发光装置在一些实施过程中能够拥有更低的生产成本，且反射层103的覆盖区域更多，能够反射更多的光线，提升亮度。示例性的，电路基板上布置有驱动电路，通过焊接等键合方式与发光芯片封装结构中的第一焊盘区域1061和第二焊盘区域1062实现键合，从而能够对发光芯片封装结构中的发光芯片105进行驱动控制。发光芯片封装结构中可以设置三色或四色的发光芯片105，每个发光芯片封装结构能够作为一个像素进行显示。发光装置包括但不限于能够进行显示的显示面板，或是搭载有显示面板的智能终端、手表、电脑、显示器等具有显示功能的电子设备，也可以是不具有显示功能的光源设备。

应当说明的是，除有特别的限定外，本申请中的“第一”、“第二”等前缀仅为了从表述上清楚区分相似的对象，并不代表其优劣或其他限定。应当理解的是，本申请的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种发光芯片封装结构，其特征在于，包括：

多个间隔设置的发光芯片，所述发光芯片封装结构中包括至少两种不同的发光颜色的所述发光芯片；

与各所述发光芯片连接的走线层，所述走线层包括与所述发光芯片的第一极连接的第一焊盘区域、与所述发光芯片的第二极连接的第二焊盘区域，所述第一焊盘区域和所述第二焊盘区域为所述发光芯片封装结构对外进行电连接的焊盘区域；以及

整体设于各所述发光芯片以及所述发光芯片的设置面上的反射层。

2.如权利要求1所述的发光芯片封装结构，其特征在于，所述反射层包括布拉格反射层，所述布拉格反射层包括至少两个针对的中心波长不同的堆栈，且各所述发光芯片对应的发光波长的反射率不低于90％。

3.如权利要求2所述的发光芯片封装结构，其特征在于，所述发光芯片封装结构至少包括红、绿、蓝三种不同发光颜色的所述发光芯片，所述布拉格反射层的堆栈数与所述发光芯片的发光颜色种类数相同，且每一堆栈分别对应一种不同的所述发光颜色。

4.如权利要求1所述的发光芯片封装结构，其特征在于，所述第一焊盘区域的数量与所述第一极的数量相同，各所述第一焊盘区域相互独立且与所述第一极一一对应连接；所述第二焊盘区域的数量为一个，各所述第二极同时与所述第二焊盘区域相连。

5.如权利要求1所述的发光芯片封装结构，其特征在于，所述发光芯片的电极设于远离所述发光芯片的设置面的一侧，所述反射层包括电极通孔，各所述电极通过所述电极通孔与所述走线层连接。

6.如权利要求5所述的发光芯片封装结构，其特征在于，所述发光芯片的周围还设有平坦层，所述走线层设于所述平坦层上。

7.如权利要求1所述的发光芯片封装结构，其特征在于，各所述发光芯片的半导体层与所述反射层接触，所述反射层包括绝缘材料以对各所述发光芯片形成绝缘保护。

8.如权利要求1所述的发光芯片封装结构，其特征在于，还包括：

绝缘层，所述绝缘层设于所述发光芯片的表面和所述反射层之间。

9.如权利要求1所述的发光芯片封装结构，其特征在于，所述发光芯片包括Micro LED芯片。

10.一种发光装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的发光芯片封装结构以及电路基板，所述发光芯片封装结构设于所述电路基板上，且所述第一焊盘区域和所述第二焊盘区域与所述电路基板相连接。