CN220585250U - 一种微小间距叠层化集成化封装led - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种微小间距叠层化集成化封装LED，包括LED芯片和IC裸晶芯片，还包括第一绝缘层和第二绝缘层，LED芯片上设置有第一电极和第二电极，第一绝缘层和第二绝缘层之间设置有布线层，布线层内设置有导电柱，导电柱上表面的尺寸小于导电柱下表面的尺寸，导电柱的上表面与第一电极或第二电极电性连接，导电柱的下表面与IC裸晶芯片电性连接。LED芯片堆叠设置在IC裸晶芯片上方，实现发光单元内IC裸晶芯片和LED芯片堆叠设置的空间布局，以便于将发光单元的间距做得更小；用导电柱代替传统焊线，用第一绝缘层、第二绝缘层和布线层代替传统基板，缩小了LED芯片与IC裸晶芯片的封装尺寸。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED技术领域，具体涉及一种微小间距叠层化集成化封装LED。
背景技术
目前的LED显示制程中，一般在基板的正反两面分别贴装LED芯片和集成电路IC，使用的基板为印刷电路板(PCB)，且通常需要使用多层基板及其中复杂的布线布孔，才能实现高密度的LED芯片、驱动IC等元器件的高度集成，这就造成传统LED封装体尺寸较大的问题。并且考虑到散热需求，各个封装体之间排列间距大，密度低，从而造成LED显示屏分辨率较低。因此，提高LED显示屏分辨率的关键在于减小封装尺寸。
实用新型内容
基于现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种微小间距叠层化集成化封装LED，将LED芯片与IC裸晶芯片集成在一起，有效缩小LED芯片与IC裸晶芯片的封装尺寸，从而提升LED显示屏的分辨率。
本实用新型为解决其技术问题而采用的技术方案是：提供一种微小间距叠层化集成化封装LED，包括LED芯片和与LED芯片电性连接的IC裸晶芯片，还包括用于封装所述LED芯片的第一绝缘层和用于封装所述IC裸晶芯片的第二绝缘层，所述LED芯片上设置有第一电极和与所述第一电极位于同侧的第二电极，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间还设置有布线层，所述布线层内设置有导电柱，所述导电柱上表面的尺寸小于所述导电柱下表面的尺寸，所述导电柱的上表面与所述第一电极或第二电极电性连接，所述导电柱的下表面与所述IC裸晶芯片电性连接。
进一步的，所述LED芯片包括第一类型半导体层，所述第一电极安装所述第一类型半导体层上。
进一步的，所述LED芯片还包括第二类型半导体层，所述第二类型半导体层和所述第一类型半导体层之间还设置有发光体。
进一步的，所述第二电极设置在所述第二类型半导体层上。
进一步的，所述第一电极和所述第二电极伸入所述布线层内与所述导电柱电性连接。
进一步的，所述第一绝缘层的厚度在50μm～150μm范围内。
进一步的，所述布线层的厚度介于60μm～170μm之间。
进一步的，所述一颗IC裸晶芯片与所述三颗LED芯片组成一个发光单元，所述相邻两个发光单元的间距为0.7mm。
进一步的，所述一发光单元内，相邻LED芯片之间的间距为35μm。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种微小间距叠层化集成化封装LED，包括LED芯片和与LED芯片电性连接的IC裸晶芯片，还包括用于封装所述LED芯片的第一绝缘层和用于封装所述IC裸晶芯片的第二绝缘层，所述LED芯片上设置有第一电极和与所述第一电极位于同侧的第二电极，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间还设置有布线层，所述布线层内设置有导电柱，所述导电柱上表面的尺寸小于所述导电柱下表面的尺寸，所述导电柱的上表面与所述第一电极或第二电极电性连接，所述导电柱的下表面与所述IC裸晶芯片电性连接。LED芯片堆叠设置在IC裸晶芯片上方，实现发光单元或像素内IC裸晶芯片和LED芯片堆叠设置的空间布局，减少了单个发光单元所占据的面积，以便于将发光单元的间距做得更小；用导电柱代替传统焊线，用第一绝缘层、第二绝缘层和布线层代替传统基板，从而有效缩小了LED芯片与IC裸晶芯片的封装尺寸，提升了LED显示屏的分辨率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1所示为一种微小间距叠层化集成化封装LED的结构示意图；
图2所示为图1中微小间距叠层化集成化封装LED的X方向局部剖视图；
图3所示为图1中微小间距叠层化集成化封装LED的Y方向局部剖视图；
其中，图中各附图标记：10、LED芯片；11、第一类型半导体层；110、透明基板；111、第一电极；12、第二类型半导体层；121、第二电极；13、发光层；14、发光单元；10A、第一LED芯片；10B、第二LED芯片；10C、第三LED芯片；15、第一绝缘层；16、布线层；161、导电柱；20、IC裸晶芯片；21、第二绝缘层；22、导电层；23、导热胶；24、散热片。
具体实施方式
为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案以及有益效果更加清楚，现结合附图对本实用新型作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意的方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参考图1-3所示，本实用新型提供的一种微小间距叠层化集成化封装LED包括LED芯片10和与LED芯片10电性连接的IC裸晶芯片20，LED芯片10包括第一类型半导体层11、第二类型半导体层12，以及设置在第一类型半导体层11和第二类型半导体层12之间的发光层13。第一类型半导体层11上设置有透明基板110和第一电极111，透明基板110和第一电极111对侧设置；第二类型半导体层12上设置有与第一电极111同侧的第二电极121。第一类型半导体层11和第二类型半导体层12可以分别为p型半导体层和n型半导体层。第一电极111和第二电极121可以为铜、银或金等其它导电金属材料。在一些实施例中，LED芯片10可以选用单边尺寸超过200μm的常规LED芯片、单边尺寸在100μm～200μm的Mini LED芯片或者单边尺寸不超过100μm的micro LED芯片。在本实施例中，LED芯片10选用Mini LED芯片。
参考图1和图3所示，一颗IC裸晶芯片20和至少三颗LED芯片10共同组成一个发光单元14，至少三颗LED芯片10分别发射红光、绿光和蓝光。每个发光单元14相当于一个像素，各发光单元14之间彼此间隔，相邻两个发光单元14之间的间距为1mm～0.5mm，优选0.7mm。同一发光单元14内，相邻LED芯片10之间的间距优选为50μm以下，优选45μm、35μm、25μm。相邻LED芯片10之间的间距越小，越有利于缩小该LED封装组件的尺寸，从而提升显示面板的分辨率。在其中一些实施例中，每个发光单元14还可以包括一颗发白光的LED芯片，以提升屏幕的亮度，满足户外显示的需求。在本实施例中，每个发光单元14有三颗LED芯片10，包括发红色光线的第一LED芯片10A、发黄色光线的第二LED芯片10B以及发蓝色光线的第三LED芯片10C。第一LED芯片10A、第二LED芯片10B以及第三LED芯片10C安装在IC裸晶芯片20的上表面且与IC裸晶芯片20电性连接，实现了发光单元14或像素内IC裸晶芯片20和LED芯片10堆叠设置的空间布局，减少了单个发光单元14所占据的面积，以便于将发光单元14的间距做得更小，同时避免了LED芯片10发出的光线被IC裸晶芯片20遮挡。
参考图2和图3所示，LED芯片10封装在第一绝缘层15中，IC裸晶芯片20封装在第二绝缘层21中，第一绝缘层15和第二绝缘层21之间还设置有布线层16。第一绝缘层15选用不透光材料，例如掺有黑色着色剂的环氧树脂或硅胶，防止或减少相邻LED芯片10发出的光线相互串扰，影响视觉效果。第一绝缘层15的厚度取决于LED芯片10的厚度，由于本实施例中选用Mini LED，故第一绝缘层15的厚度在50μm～150μm范围内。布线层16可以选用PI介质，通过曝光、显影、电镀、蚀刻等工艺方式在PI介质上形成导电柱161，导电柱161为铜、金、银中的一种。导电柱161的上表面与LED芯片10的第一电极111或第二电极121电性连接，导电柱161的下表面与IC裸晶芯片20电性连接。导电柱161上表面的尺寸小于下表面的尺寸，以保证导电柱161与IC裸晶芯片20充分电连接，避免虚接。在一些实施中，第一电极111和第二电极121伸入布线层16中并与导电柱161充分电连接，保证IC芯片安装的牢固性。布线层16的厚度介于60μm～170μm之间，在保证封装结构整体强度的同时，避免封装结构整体太厚应力和热阻过大。
第二绝缘层21选用环氧树脂或硅胶材料，第二绝缘层21的厚度取决于IC裸晶芯片20的厚度。第二绝缘层21的下方还设置有导电层22，导电层22与各IC裸晶芯片20的电极电性连接。在一些实施例中，导电层22可以为铜、金、银中的一种。导电层22的下方还贴附有散热片24，散热片24和导电层22之间涂覆有导热胶23，导热胶23可以为有机硅基导热胶，环氧树脂基导热胶，聚氨酯基导热胶，PI基导热胶中的一种。
本实验用新型提供的一种微小间距叠层化集成化封装LED的有益效果：将LED芯片10堆叠设置在IC裸晶芯片20上方，实现发光单元14或像素内IC裸晶芯片20和LED芯片10堆叠设置的空间布局，减少了单个发光单元14所占据的面积，以便于将发光单元14的间距做得更小；用导电柱161代替传统焊线，用环氧树脂或硅胶材质的第一绝缘层15和第二绝缘层21，并用PI介质的布线层16代替传统基板，从而有效缩小了LED芯片10与IC裸晶芯片20的封装尺寸，提升了LED显示屏的分辨率。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体的连接，可以是机械连接，可以是直接相连也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前后”、“左右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是为了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实用新型的限制。
以上根据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本实用新型的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术范围。
Claims (9)
1.一种微小间距叠层化集成化封装LED，其特征在于：包括LED芯片和与LED芯片电性连接的IC裸晶芯片，还包括用于封装所述LED芯片的第一绝缘层和用于封装所述IC裸晶芯片的第二绝缘层，所述LED芯片上设置有第一电极和与所述第一电极位于同侧的第二电极，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间还设置有布线层，所述布线层内设置有导电柱，所述导电柱上表面的尺寸小于所述导电柱下表面的尺寸，所述导电柱的上表面与所述第一电极或第二电极电性连接，所述导电柱的下表面与所述IC裸晶芯片电性连接。
2.根据权利要求1所述的微小间距叠层化集成化封装LED，其特征在于：所述LED芯片包括第一类型半导体层，所述第一电极安装所述第一类型半导体层上。
3.根据权利要求2所述的微小间距叠层化集成化封装LED，其特征在于：所述LED芯片还包括第二类型半导体层，所述第二类型半导体层和所述第一类型半导体层之间还设置有发光体。
4.根据权利要求3所述的微小间距叠层化集成化封装LED，其特征在于：所述第二电极设置在所述第二类型半导体层上。
5.根据权利要求4所述的微小间距叠层化集成化封装LED，其特征在于：所述第一电极和所述第二电极伸入所述布线层内与所述导电柱电性连接。
6.根据权利要求4所述的微小间距叠层化集成化封装LED，其特征在于：所述第一绝缘层的厚度在50μm～150μm范围内。
7.根据权利要求4所述的微小间距叠层化集成化封装LED，其特征在于：所述布线层的厚度介于60μm～170μm之间。
8.根据权利要求1所述的微小间距叠层化集成化封装LED，其特征在于：所述一颗IC裸晶芯片与所述三颗LED芯片组成一个发光单元，所述相邻两个发光单元的间距为0.7mm。
9.根据权利要求8所述的微小间距叠层化集成化封装LED，其特征在于：所述一发光单元内，相邻LED芯片之间的间距为35μm。
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