TWI597867B

TWI597867B - Led倒裝晶片封裝基板和led封裝結構

Info

Publication number: TWI597867B
Application number: TW105128136A
Authority: TW
Inventors: 覃國恆; 洪盟淵
Original assignee: 開發晶照明（廈門）有限公司
Priority date: 2016-08-31
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2017-09-01
Also published as: TW201807844A

Description

LED倒裝晶片封裝基板和LED封裝結構

本發明涉及LED封裝技術領域，尤其涉及一種倒裝晶片封裝基板以及一種LED封裝結構。

隨著倒裝晶片(Flip-Chip)技術的不斷發展，該結構晶片的優勢將得以充分地展現。無論是可見光還是非可見光領域，倒裝晶片技術將是未來光源的主要應用之一。而倒裝晶片技術所涉及的支架或者封裝基板目前所採用的材料的各性能例如熱導率、絕緣性能、穩定性與反射率之間存在相互矛盾，例如鏡面鋁材料具有高的熱導率、反射率及穩定性，而其絕緣電性能差；陶瓷材料具有高的熱導率、穩定性和優良的絕緣性能，但反射率偏低，尤其是紫外波段的反射率低；EMC(Epoxy Molding Compound)/SMC(Silicone Molding Compound)等塑封材料具有高的反射率，但熱導率、絕緣電性能及穩定性相對偏差，特別是紫外波段的穩定性差。因此如何解決LED倒裝晶片支架或封裝基板目前所採用的材料的各性能之間的矛盾是目前亟待解決的課題。

有鑑於此，為克服習知技術中的缺陷和不足，本發明提供一種LED倒裝晶片封裝基板以及一種LED封裝結構。

具體地，本發明實施例提出的一種LED倒裝晶片封裝基板，包括：陶瓷基底；導電線路層，設置在所述陶瓷基底上且包括成對設置的焊盤；絕緣保護層，與所述導電線路層設置在所述陶瓷基底的同一側並露出所述焊盤；以及金屬反射層，設置在所述絕緣保護層遠離所述陶瓷基底的一側並露出所述焊盤。

在本發明的一個實施例中，所述絕緣保護層為雙馬來醯亞胺三嗪體系材料層與低溫玻璃釉層的至少其中一者，所述低溫玻璃釉層的熔點低於600℃。

在本發明的一個實施例中，所述金屬反射層在深紫外至紅外波段範圍內的反射率為95%以上。

在本發明的一個實施例中，所述LED倒裝晶片封裝基板還包括光學增透膜，設置在所述金屬反射層遠離所述絕緣保護層的一側並露出所述焊盤。

在本發明的一個實施例中，所述光學增透膜的材料包括氟化鎂與二氧化矽的至少其中一者，且所述光學增透膜為單層膜結構或多層膜結構。

在本發明的一個實施例中，所述LED倒裝晶片封裝基板還包括具有碗杯狀結構的反射杯，設置在所述絕緣保護層遠離所述陶瓷基底的一側並環繞以及露出所述焊盤；所述金屬反射層位於所述絕緣保護層遠離所述陶瓷基底的一側及所述反射杯的內表面。

在本發明的一個實施例中，所述反射杯的數量為至少一個，且每一個反射杯所環繞的所述焊盤的數量為至少一對；以及所述絕緣保護層和所述金屬反射層部分地位於所述導電線路層上。

此外，本發明實施例提出的一種LED封裝結構，包括：前述任意一種LED倒裝晶片封裝基板、LED晶片以及透光封裝體。所述LED晶片與所述LED倒裝晶片封裝基板的所述焊盤焊接固定以形成電連接，所述透光封裝體覆蓋住所述LED晶片。

另外，本發明實施例再提出的一種LED封裝結構，其包括：石英玻璃基底；透光層，設置在所述石英玻璃基底的一側；LED晶片，設置在所述透光層遠離所述石英玻璃基底的一側，所述石英玻璃基底和所述透光層位於所述LED晶片的正面，且所述LED晶片的背面形成有成對設置的焊盤；光學增透膜，設置在所述LED晶片的側面、所述透光層的未被所述LED晶片覆蓋的表面以及所述石英玻璃基底的未被所述LED晶片覆蓋的表面上；以及反射層，設置在所述光學增透膜遠離所述石英玻璃基底的一側。

在本發明的一個實施例中，所述LED封裝結構還包括：保護層，設置在所述反射層遠離所述光學增透膜的一側。

在本發明的一個實施例中，所述透光層的材料為熔點低於600℃的玻璃或為改性的矽樹脂，所述光學增透膜的材料為氟化鎂或二氧化矽，以及所述反射層為金屬鋁層

由上可知，本發明實施例藉由綜合利用各種材料的優勢而能夠得到兼具高熱導率、高反射率、高穩定性和優良絕緣性能的LED倒裝晶片封裝基板以及具有高可靠性甚至高光取出效率的LED封裝結構。

10、30、50、70‧‧‧LED倒裝晶片封裝基板

11、31、51、71‧‧‧陶瓷基底

12、32、52、72‧‧‧導電線路層

12a、12b、32a、32b、52a、52b、72a、72b‧‧‧焊盤

12c、12d、32c、32d、52c、52d、72c、72d‧‧‧正負電極

13、33、53、73‧‧‧絕緣保護層

14、34、54、74‧‧‧金屬反射層

15、35、55、75‧‧‧光學增透膜

16‧‧‧油墨層

37、57、77‧‧‧反射杯

38、58、78‧‧‧導通孔導電體

90‧‧‧LED封裝結構

91‧‧‧LED晶片

93‧‧‧透光封裝體

101a‧‧‧載板

102a‧‧‧透光材料層

102b‧‧‧透光層

103‧‧‧紫外LED晶片

104a‧‧‧掩膜

105a‧‧‧光學增透膜

106a‧‧‧反射層

107a‧‧‧保護層

100、110‧‧‧晶片級封裝紫外LED封裝結構

101、111‧‧‧石英玻璃基底

102、112‧‧‧透光層

103、113‧‧‧紫外LED晶片

103a、103b、113a、113b‧‧‧焊盤

105、115‧‧‧光學增透膜

106、116‧‧‧反射層

107、117‧‧‧保護層

圖1為本發明第一實施例提出的一種LED倒裝晶片封裝基板的俯視示意圖。

圖2為圖1所示LED倒裝晶片封裝基板沿剖面線II-II的剖面結構放大示意圖。

圖3為本發明第二實施例提出的一種LED倒裝晶片封裝基板的俯視示意圖。

圖4為圖3所示LED倒裝晶片封裝基板沿剖面線IV-IV的剖面結構示意圖。

圖5為本發明第三實施例提出的一種LED倒裝晶片封裝基板的俯視示意圖。

圖6為圖5所示LED倒裝晶片封裝基板沿剖面線VI-VI的剖面結構示意圖。

圖7為本發明第四實施例提出的一種LED倒裝晶片封裝基板的俯視示意圖。

圖8為圖7所示LED倒裝晶片封裝基板沿剖面線VIII-VIII的剖面結構示意圖。

圖9為採用本發明第一實施例的LED倒裝晶片封裝基板的一種LED封裝結構示意圖。

圖10為本發明第五實施例提出的一種晶片級封裝紫外LED封裝結構的製作方法中的相關結構示意圖。

圖11為圖10中單顆晶片級封裝紫外LED封裝結構的剖面放大示意圖。

圖12為圖11所示晶片級封裝紫外LED封裝結構的仰視圖。

圖13為本發明第六實施例提出的一種晶片級封裝紫外LED封裝結構的剖面示意圖。

為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。

第一實施例

請參見圖1和圖2，其中圖1為本發明第一實施例提出的一種LED倒裝晶片封裝基板的俯視示意圖，圖2為圖1所示LED倒裝晶片封裝基板沿剖面線II-II的剖面結構放大示意圖。本實施例的LED倒裝晶片封裝基板10包括：陶瓷基底11、導電線路層12、絕緣保護層13、金屬反射層14、光學增透膜15以及油墨層16。

其中，陶瓷基底11優選為氮化鋁(AlN)陶瓷基底，氮化鋁陶瓷基底具有高的熱導率(200W/m.K)、優良的絕緣性能(體積電阻率>10¹³Ω．cm)以及高化學和熱穩定性。導電線路層12設置在陶瓷基底11上且包括多對焊盤12a及12b和成對設置的正負電極12c及12d；多對焊盤12a及12b分別用於與多個LED倒裝晶片的正負極藉由焊接形成電連接，正負電極12c及12d分別與各個焊盤12a及12b形成連接以便於外接電源以向各個焊盤12a及12b供電。再者，導電線路層12例如是藉由厚膜制程或薄膜制程製成，其具體例如是以厚膜制程(例如燒結方式)製作成的銀(Ag)層等，或者以薄膜制程(例如蒸鍍或濺射方式)製作成的銅(Cu)/鎳(Ni)/金(Au)多層薄膜結構等。絕緣保護層13設置在導電線路層12上表面(也即導電線路層12的遠離陶瓷基底11的一側的表面)並露出導電線路層12的多對焊盤12a及12b，從而絕緣保護層13在陶瓷基底11上環繞焊墊12a及12b設置；絕緣保護層13作為高絕緣性能和高穩定性的保護層，其可以藉由印刷制程製成並且其材料優選為低溫玻璃釉等。更具體地，低溫玻璃釉為一種600℃以下可熔融的玻璃體系，目前典型地位於400℃-600℃範圍內(隨著材料的發展趨勢其很可能實現400℃以下)，含SiO2、B2O3、Bi2O3、ZnO、Li2O、K2O、Na2O、CaO和BaO中的多種甚至其它成分，其具有傳統玻璃良好的絕緣性能、化學穩定和熱穩定的特性，同時其熔點低，在相對較低的溫度下發生熔融形成玻璃液潤濕被保護體的表面，冷卻後在被保護體表面形成緻密穩定的絕緣保護層的同時還可以利用玻璃液的粘性對其他物件進行緻密牢固的粘接。值得一提的是，絕緣保護層13除了低溫玻璃釉之外，還可以是其他具有高絕緣性能、熱穩定性和化學穩定性，同時具有良好粘結性能、強附著力和良好氣密性的材料，例如BT體系材料等，此處的BT體系為雙馬來醯亞胺三嗪(Bismaleimide Triazine)體系，也即雙馬來醯亞胺與氰酸酯樹脂合成體系。

金屬反射層14設置在絕緣保護層13的遠離導電線路層12的一側的表面上，其例如是藉由蒸鍍或濺射等制程形成在絕緣保護層13的表面；優選地，金屬反射層14為鋁(Al)層，金屬鋁在從深紫外至紅外波段範圍內都具有很高的反射率，典型地在95%以上，能夠實現全波段的高反射效果。光學增透膜15例如是藉由蒸鍍或濺射等制程形成在金屬反射層14的遠離絕緣保護層13的一側的表面上，其材料優選為氟化鎂(MgF2)等；而氟化鎂晶體在整個從深紫外到遠紅外的波段範圍內具有非常優異的透光率，其具有良好的熱穩定性和化學穩定性，可在金屬反射層14表面形成緻密穩定保護層的同時還可以對金屬反射層14表面反射的光線起到增透的作用，從而提高封裝體內光的取出效率。除了氟化鎂之外，光線增透膜15還可以是其它在整個從深紫外到遠紅外的波段範圍內具有良好透光率(90%)、良好的熱穩定性和化學穩定性的緻密性材料，例如SiO2等。此處的光學增透膜15除了為單層膜結構之外，還可以是多層膜結構；其中，單層光學增透膜的膜厚是對應波段波長的1/4(也即λ/4)，若是多層光學增透膜，其各層膜的膜厚則是對應波段波長的1/4和1/2的組合，組合的方式由膜的層數和膜的材料決定。油墨層16設置在陶瓷基底11上，且在本實施例中其具體形成在陶瓷基底11的固晶區域(也即圖1中的圓形區域)之外的區域，而前述的導電線路層12的各對焊盤12a及12b、絕緣保護層13、金屬反射層14和光學增透膜15則是形成在圖1所示的圓形固晶區域內。另外，從圖1及圖2中還可以看出，油墨層16除了環繞導電線路層12的位於固晶區域外的正電極12c及負電極12d設置之外，還環繞固晶區域設置。

第二實施例

請參見圖3和圖4，其中圖3為本發明第二實施例提出的一種LED倒裝晶片封裝基板的俯視示意圖，圖4為圖3所示LED倒裝晶片封裝基板沿剖面線IV-IV的剖面結構示意圖。本實施例的LED倒裝晶片封裝基板30包括：陶瓷基底31、導電線路層32、絕緣保護層33、金屬反射層34、光學增透膜35以及反射杯37。

其中，陶瓷基底31優選為氮化鋁(AlN)陶瓷基底，氮化鋁陶瓷基底具有高的熱導率(200W/m.K)、優良的絕緣性能(體積電阻率>10¹³Ω．cm)以及高化學和熱穩定性。導電線路層32例如是藉由厚膜制程或薄膜制程形成在陶瓷基底31上，其具體例如是以厚膜制程(例如燒結方式)製作成的銀(Ag)層等，或者是以薄膜制程(例如蒸鍍或濺射方式)製作成的銅(Cu)/鎳(Ni)/金(Au)多層薄膜結構等；再者，導電線路層32包括一對焊盤32a及32b和成對設置的正負電極32c及32d，其中焊盤32a及32b用於分別與一顆LED倒裝晶片的正負極藉由焊接形成電連接，而正負電極32c及32d位於陶瓷基底31的底面並藉由貫穿陶瓷基底31的導通孔導電體(via filled conductor)38分別與焊盤32a及32b形成電連接；此處的導通孔導電體38的材料例如是銀(Ag)、銅(Cu)等。絕緣保護層33形成在陶瓷基底31上表面並環繞焊盤32a及32b設置以露出焊盤32a及32b，且圖4中的絕緣保護層33是與導電線路層32並列設置(也即相互間無重疊)在陶瓷基底31上表面，當然絕緣保護層33也可以是部分覆蓋焊盤32a及32b，只要不妨礙後續焊盤32a及32b與LED倒裝晶片的正負極藉由焊接形成電連接即可。再者，絕緣保護層33的材料例如是低溫玻璃釉或BT體系材料，此處的低溫玻璃釉的熔點低於600℃，典型地位於400℃-600℃範圍內，當然隨著材料的發展趨勢其很可能實現400℃以下。反射杯37設置在絕緣保護層33的遠離陶瓷基底31的一側的表面上且呈碗杯狀結構而環繞焊盤32a及32b設置以露出焊墊32a及32b，反射杯37典型地採用熱穩定性好的材料，例如氧化鋁(Al2O3)等陶瓷材料；再者，反射杯37藉由絕緣保護層33的粘結作用能夠與陶瓷基底31牢固的結合。金屬反射層34形成在絕緣保護層33的遠離陶瓷基底31的一側的表面和反射杯37的內表面及頂面，其可以藉由蒸鍍或濺射等制程製成，並且優選地金屬反射層34為金屬鋁層，這是因為金屬鋁在從深紫外至紅外波段範圍內都具有很高的反射率，通常在95%以上，能夠實現全波段的高反射效果。光學增透膜35設置在金屬反射層34的遠離絕緣保護層33的一側的表面上，其例如是藉由蒸鍍或濺射等制程形成在金屬反射層34的表面上；其材料例如是氟化鎂、氧化矽等，且其可以是單層膜結構，也可以是多層膜結構。另外，值得一提的是，本實施例中的反射杯37的頂面上也可以不設置金屬反射層34和光學增透膜35，而是僅在其傾斜的內表面上設置金屬反射層34和光學增透膜35。

第三實施例

請參見圖5和圖6，其中圖5為本發明第三實施例提出的一種LED倒裝晶片封裝基板的俯視示意圖，圖6為圖5所示LED倒裝晶片封裝基板沿剖面線VI-VI的剖面結構示意圖。本實施例的LED倒裝晶片封裝基板50包括：陶瓷基底51、導電線路層52、絕緣保護層53、金屬反射層54、光學增透膜55以及反射杯57。

其中，陶瓷基底51優選為氮化鋁(AlN)陶瓷基底，氮化鋁陶瓷基底具有高的熱導率(200W/m.K)、優良的絕緣性能(體積電阻率>10¹³Ω．cm)以及高化學和熱穩定性。導電線路層52例如是藉由厚膜制程或薄膜制程形成在陶瓷基底51上，其具體例如是以厚膜制程(例如燒結方式)製作成的銀(Ag)層等，或者是以薄膜制程(例如蒸鍍或濺射方式)製作成的銅(Cu)/鎳(Ni)/金(Au)多層薄膜結構等；再者，導電線路層52包括多對(圖5及圖6中示出兩對作為舉例)焊盤52a及52b和成對設置的正負電極52c及52d，其中，焊盤52a及52b用於分別與多顆LED倒裝晶片的正負極藉由焊接形成電連接，而正負電極52c及52d位於陶瓷基底51的底面並藉由貫穿陶瓷基底51的導通孔導電體58分別與焊盤52a及52b形成電連接；此處的導通孔導電體58的材料例如是銀 (Ag)、銅(Cu)等。絕緣保護層53形成在陶瓷基底51上表面及導電線路層52的遠離陶瓷基底51的一側的表面上並環繞焊盤52a及52b設置以露出焊盤52a及52b，絕緣保護層53的材料例如是低溫玻璃釉或BT體系材料，此處的低溫玻璃釉的熔點低於600℃，典型地位於400℃-600℃範圍內，不過隨著材料的發展趨勢其很可能實現400℃以下。反射杯57設置在絕緣保護層53的遠離陶瓷基底51的一側的表面上且呈碗杯狀結構而環繞焊盤52a及52b設置以露出焊盤52a及52b，反射杯57典型地採用熱穩定性好的材料，例如氧化鋁(Al2O3)等陶瓷材料；再者，反射杯57藉由絕緣保護層53的粘結作用能夠與陶瓷基底51牢固的結合。金屬反射層54形成在絕緣保護層53的遠離陶瓷基底51的一側的表面上和反射杯57的內表面及頂面上，其可以藉由蒸鍍或濺射等制程製成，並且優選地金屬反射層54為金屬鋁層，這是因為金屬鋁在從深紫外至紅外波段範圍內都具有很高的反射率，通常在95%以上，能夠實現全波段的高反射效果。光學增透膜55設置在金屬反射層54的遠離絕緣保護層53和反射杯57的一側的表面上，其例如是藉由蒸鍍或濺射等制程形成在金屬反射層54的表面上；其材料例如是氟化鎂、氧化矽等，且其可以是單層膜結構，也可以是多層膜結構。另外，值得一提的是，本實施例中的反射杯57的頂面上也可以不設置金屬反射層54和光學增透膜55，而是僅在其傾斜的內表面上設置金屬反射層54和光學增透膜55。

第四實施例

請參見圖7和圖8，其中圖7為本發明第四實施例提出的一種LED倒裝晶片封裝基板的俯視示意圖，圖8為圖7所示LED倒裝晶片封裝基板沿剖面線VIII-VIII的剖面結構示意圖。本實施例的LED倒裝晶片封裝基板70包括：陶瓷基底71、導電線路層72、絕緣保護層73、金屬反射層74、光學增透膜75以及反射杯77。

其中，陶瓷基底71優選為氮化鋁(AlN)陶瓷基底，氮化鋁陶瓷基底具有高的熱導率(200W/m.K)、優良的絕緣性能(體積電阻率>10¹³Ω．cm)以及高化學和熱穩定性。導電線路層72例如是藉由厚膜制程或薄膜制程形成在陶瓷基底71上，其具體例如是以厚膜制程(例如燒結方式)製作成的銀(Ag)層等，或者是以薄膜制程(例如蒸鍍或濺射方式)製作成的銅(Cu)/鎳(Ni)/金(Au)多層薄膜結構等；再者，導電線路層72包括多對(圖7和圖8中示出兩對作為舉例)焊盤72a及72b和成對設置的正負電極72c及72d，其中焊盤72a及72b用於分別與多個LED倒裝晶片的正負極藉由焊接形成電連接，而正負電極72c及72d位於陶瓷基底71的底面並藉由貫穿陶瓷基底71的導通孔導電體78分別與焊盤72a及72b形成電連接；此處的導通孔導電體78的材料例如是銀(Ag)、銅(Cu)等。絕緣保護層73形成在陶瓷基底71的上表面及導電線路層72的遠離陶瓷基底71的一側的表面上並環繞焊盤72a及72b設置以露出焊盤72a及72b，絕緣保護層73的材料例如是低溫玻璃釉或BT體系材料，此處的低溫玻璃釉的熔點低於600℃，典型地位於400℃-600℃範圍內，不過隨著材料的發展趨勢其很可能實現400℃以下。反射杯77設置在絕緣保護層73的遠離陶瓷基底71的一側的表面上且呈碗杯狀結構；圖7及圖8中示出兩個反射杯77，其分別環繞一對焊盤72a及72b設置；當然，可以理解的是，在其他實施例中，多個反射杯中的每一個反射杯也可以環繞多對焊盤。反射杯77典型地採用熱穩定性好的材料，例如氧化鋁(Al2O3)等陶瓷材料；再者，反射杯77藉由絕緣保護層73的粘結作用能夠與陶瓷基底71牢固的結合。金屬反射層74形成在絕緣保護層73的遠離陶瓷基底71的一側的表面上和反射杯77的內表面及頂面上，其可以藉由蒸鍍或濺射等制程製成，並且優選地金屬反射層74為金屬鋁層，這是因為金屬鋁在從深紫外至紅外波段範圍內都具有很高的反射率，通常在95%以上，能夠實現全波段的高反射效果。光學增透膜75設置在金屬反射層74的遠離絕緣保護層73和反射杯77的一側的表面上，其例如是藉由蒸鍍或濺射等制程形成在金屬反射層74的表面；其材料例如是氟化鎂、氧化矽等，且其可以是單層膜結構，也可以是多層膜結構。另外，值得一提的是，本實施例中的反射杯77的頂面上也可以不設置金屬反射層74和光學增透膜75，而是僅在其傾斜的內表面上設置金屬反射層74和光學增透膜75。

由上可知，本發明前述第一至第四實施例主要是利用具有高熱導率、高絕緣性能和高穩定性的材料作為基底，在其表面或內部製作相應的線路，在線路的表面製作絕緣性能和高穩定性的保護層，再在保護層的表面加工形成全波段高反射率和高穩定性層，甚至還會設置光學增透膜；如此一來，藉由綜合利用各種材料的優勢而能夠得到兼具高熱導率、高反射率、高穩定性和優良絕緣性能的LED倒裝晶片封裝基板。

此外，參見圖9，其為採用本發明第一實施例的LED倒裝晶片封裝基板10的一種LED封裝結構示意圖。如圖9所示，LED封裝結構90包括LED倒裝晶片基板10、LED晶片91和透光封裝體93；其中，LED晶片91與LED倒裝晶片基板10的焊盤12a及12b焊接固定形成電連接，而透光封裝體93覆蓋住LED晶片91。另外，可以理解的是，還可以利用前述第二、第三和第四實施例的LED倒裝晶片封裝基板30、50及70得到其它帶有LED晶片和透光封裝體的LED封裝結構，在此不再贅述。

此外，本發明前述實施例提出的綜合利用各種材料的優勢的設計思路還可以應用其他LED封裝結構，例如晶片級封裝紫外(UV，ultraviolent)LED封裝結構(或稱晶片級封裝紫外LED光源)。對於紫外LED封裝結構，由於其波長的特殊性，在醫療、衛生和工業應用等領域有著廣泛的應用前景，隨著紫外LED技術的不斷發展，市場對紫外LED產品的需求呈現快速增長的趨勢，對產品形式的需求也日趨多樣化。一方面，晶片級封裝光源由於其尺寸小、功率密度集中的特性，給光源的應用設計帶來很大的靈活性，同時可去除支架或封裝基板的使用而帶來成本效益。另一方面，由於紫外LED的波長短、能量高、晶片的光取出難度大，特別是深紫外LED對封裝材料和封裝結構的需求高，很大傳統的封裝反射材料對紫外波長的反射率低、透光材料對紫外波段的透光率低、耐紫外光照射的性能差，這就極大地增加紫外LED產品封裝的技術難度，光源本身的出光效率、可靠度和壽命也會受到影響，因此從產品的結構設計、材料選擇和加工制程上設計出具有高的光取出效率和高可靠性的晶片級封裝紫外LED封裝結構實為必要。

第五實施例

1)以矩陣排布的石英玻璃(例如型號為JGS1或JGS2)透鏡(例如圖10所示的凸透鏡)作為載板101a，JGS1、JGS2等光學石英玻璃具有高的紫外光透光率，對180nm~420nm波段的光吸收極小，透過率92%，且其折射率(1.47~1.57)與紫外LED晶片基板的折射率(1.76~1.77)相近，可緩解紫外LED晶片與空氣之間的折射率差，有利於提升紫外LED晶片的光取出效率，同時可根據光源的尺寸和出光角度的要求，設計不同尺寸和/或不同曲率的透鏡。

2)藉由絲網印刷等加工方式在載板101a的表面形成用於固定紫外LED晶片的可抗紫外線的透光材料層102a，該透光材料層102a經後續相應的處理(燒結熔融或固化等處理方式)後其折射率位於1.47~1.77範圍內且紫外波段的透光率92%。本實施例中，透光材料層102a的材料可以是低溫玻璃漿料；低溫玻璃(600℃以下可熔融的玻璃體系含SiO2、B2O3、Bi2O3、 ZnO、Li2O、K2O、Na2O、CaO、BaO等)具有傳統玻璃良好的絕緣性能、化學穩定和熱穩定的特性，由於其熔點低，在相對較低的溫度下發生熔融，冷卻後形成緻密穩定、具有優良透光性的玻璃體；同時還可利用玻璃液的粘性將紫外LED晶片與載板101a進行緻密牢固的粘接；除了低溫玻璃漿料外，還可以是其它具有抗紫外光性能、熱穩定性和化學穩定性，同時具有良好粘結性能、強附著力和良好氣密性透紫外光的材料例如抗紫外透光樹脂膠體例如改性的矽樹脂膠體。

3)將紫外LED晶片103貼合固定在透光材料層102a上，然後進行相應的處理例如燒結熔融或固化等處理方式可形成令UV LED晶片與載板101a牢固結合的透光層102b。

4)在紫外LED晶片103的背面區域(包含焊盤表面和非焊盤表面)形成掩膜104a，以暫時隔離該背面區域。

5)在紫外LED晶片103的側面和載板101a位於各個紫外LED晶片103兩側的表面形成(例如蒸鍍或濺射等)緻密穩定的光學增透膜105a，其材料優選為MgF2，其中MgF2在整個從深紫外到遠紅外的波段範圍內具有非常優異的透光率，具有良好的熱穩定性和化學穩定性，可在紫外LED晶片103的側面形成緻密穩定的絕緣保護層的同時，還可將後續形成的反射層反射的光線起到增透的作用，從而提高封裝結構的光取出效率。除了MgF2之外，其材料還可以是其它在整個波段範圍內具有良好透光率(90%)、良好的熱穩定性和化學穩定性的緻密性材料，例如SiO2等。光學增透膜105a除了為單層膜結構以外，還可以是具有上述性能的材料組合的多層膜(兩層或兩層以上)結構。其中，單層膜結構的膜厚是對應波段波長的1/4(也即λ/4)，若是多層膜結構，則各個層的膜厚則是對應波段波長的1/4(也即λ/4)和/或1/2(也即λ/2)的組合，組合的方式由膜的層數和膜的材料決定。

6)在光學增透膜105a遠離載板101a的一側的表面形成(例如蒸鍍或濺射等)紫外波段高反射率的反射層106a，優選為金屬鋁(Al)層等，金屬鋁在從深紫外至紅外波段範圍內都具有很高的反射率(95%以上)，其可以將紫外LED晶片103側面出射的光線向正面反射，減少側面光，提升正面出光量，從而提高紫外LED晶片103出光的利用率，也有利於透鏡出光角度的設計。

7)在反射層106a遠離光學增透膜105a的一側的表面形成(例如蒸鍍或濺射等)高化學穩定和緻密的保護層107a，例如SiO2等，以防止反射層106a被腐蝕或者氧化而導致反射率下降。

8)將覆蓋在紫外LED晶片103的背面區域的掩膜104a移除，再進行相應的切割即可得到單顆的晶片級封裝紫外LED封裝結構100。

圖11為圖10中單顆晶片級封裝紫外LED封裝結構100的剖面放大示意圖，圖12為圖11中晶片級封裝紫外LED封裝結構100的仰視圖。如圖11及圖12所示，晶片級封裝紫外LED封裝結構100包括：石英玻璃基底101、透光層102、紫外LED晶片103、光學增透膜105、反射層106和保護層107，分別對應圖10中未切割前的載板101a、透光層102b、紫外LED晶片103、光學增透膜105a、反射層106a和保護層107a。

其中，石英玻璃基底101為透鏡基底，透光層102設置在石英玻璃基底101的一側的表面上且其材料優選為熔點低於600℃的玻璃或者改性的矽樹脂。紫外LED晶片103設置在透光層102遠離石英玻璃基底101的一側的表面上，石英玻璃基底101和透光層102位於紫外LED晶片103的正面，且紫外LED晶片103的背面形成有成對設置的焊盤103a及103b。光學增透膜105設置在紫外LED晶片103的側面(也即正面和背面之間的表面)、透光層102的未被紫外LED晶片103覆蓋的表面以及石英玻璃基底101的未被紫外LED晶片 103覆蓋的表面上。反射層106設置在光學增透膜105遠離石英玻璃基底101的一側的表面上，以及保護層107設置在反射層106遠離光學增透膜105的一側的表面上。另外，值得一提的是，保護層107為可選結構，也即在某些實施例也可以不設置保護層107。

第六實施例

圖13為本發明第六實施例提出的一種晶片級封裝紫外LED封裝結構的剖面示意圖。如圖13所示，晶片級封裝紫外LED封裝結構110包括：石英玻璃基底111、透光層112、紫外LED晶片113、光學增透膜115、反射層116和保護層117。

其中，石英玻璃基底111為平板基底，且透光層112設置在石英玻璃基底111的一側的表面上。紫外LED晶片113設置在透光層112遠離石英玻璃基底111的一側的表面上，石英玻璃基底111和透光層112位於紫外LED晶片113的正面，且紫外LED晶片113的背面形成有成對設置的焊盤113a及113b。光學增透膜115設置在紫外LED晶片113的側面(也即正面和背面之間的表面)、透光層112的未被紫外LED晶片113覆蓋的表面以及石英玻璃基底111的未被紫外LED晶片113覆蓋的表面上。反射層116設置在光學增透膜115遠離石英玻璃基底111的一側的表面上，以及保護層117設置在反射層116遠離光學增透膜115的一側的表面上。簡而言之，本發明第六實施例與第五實施例的區別在於：第六實施例的石英玻璃基底111為平板基底，而第五實施例的石英玻璃基底101為透鏡基底，至於其他構成部分則相同；相應地，第六實施例的晶片級封裝紫外LED封裝結構110的製作方法與第五實施例中圖10所示的製作方法基本相同，不同之在於將圖10中以矩陣排布的石英玻璃透鏡構成的載板101a替換成平板石英玻璃即可。另外，值得一提的是，保護層117為可選結構，也即在某些實施例也可以不設置保護層117。

最後值得一提的是，本發明提出的晶片級封裝LED封裝結構並不限於第五及第六實施例所述的紫外LED封裝結構，也可以是其它波段的LED封裝結構。

綜上所述，在本發明中，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

11‧‧‧陶瓷基底

12‧‧‧導電線路層

12a、12b‧‧‧

13‧‧‧絕緣保護層

14‧‧‧金屬反射層

15‧‧‧光學增透膜

16‧‧‧油墨層

Claims

一種LED倒裝晶片封裝基板，包括：陶瓷基底；導電線路層，設置在所述陶瓷基底上且包括成對設置的焊盤；絕緣保護層，與所述導電線路層設置在所述陶瓷基底的同一側並露出所述焊盤；以及金屬反射層，設置在所述絕緣保護層遠離所述陶瓷基底的一側並露出所述焊盤；其中，所述絕緣保護層為雙馬來醯亞胺三嗪體系材料層與低溫玻璃釉層的至少其中一者。
如申請專利範圍第1項所述之LED倒裝晶片封裝基板，其中，還包括：油墨層，設置在所述陶瓷基底上的固晶區域之外的區域；所述焊盤、所述絶緣保護層和所述金屬反射層位於所述固晶區域內，所述導電線路層還包括與所述焊盤連接且位於所述固晶區域外的正負電極，所述油墨層環繞所述正負電極並環繞所述固晶區域。
如申請專利範圍第1項所述之LED倒裝晶片封裝基板，其中，所述金屬反射層在深紫外至紅外波段範圍內的反射率為95%以上。
如申請專利範圍第1項所述之LED倒裝晶片封裝基板，其中，還包括光學增透膜，設置在所述金屬反射層遠離所述絕緣保護層的一側並露出所述焊盤；其中，所述光學增透膜的膜厚為對應波段波長的1/4、或者1/4和/或1/2的組合。
如申請專利範圍第4項所述之LED倒裝晶片封裝基板，其中，所述光學增透膜的材料為氟化鎂與二氧化矽的至少其中一者，且所述光學增透膜為單層膜結構或多層膜結構。
如申請專利範圍第1項所述之LED倒裝晶片封裝基板，其中，還包括具有碗杯狀結構的反射杯，設置在所述絕緣保護層遠離所述陶瓷基底的一側並環繞以及露出所述焊盤，從而所述絶緣保護層部分地位於所述反射杯與所述陶瓷基底之間；所述金屬反射層位於所述絕緣保護層遠離所述陶瓷基底的一側及所述反射杯的內表面。
如申請專利範圍第6項所述之LED倒裝晶片封裝基板，其中，所述反射杯的數量為至少一個，且每一個反射杯所環繞的所述焊盤的數量為至少一對；以及所述絕緣保護層和所述金屬反射層部分地位於所述導電線路層上。
一種LED封裝結構，包括：如申請專利範圍第1項所述的LED倒裝晶片封裝基板、LED晶片以及透光封裝體；所述LED晶片與所述LED倒裝晶片封裝基板的所述焊盤焊接固定以形成電連接，所述透光封裝體覆蓋住所述LED晶片。
一種LED封裝結構，包括：石英玻璃基底；透光層，設置在所述石英玻璃基底的一側；LED晶片，設置在所述透光層遠離所述石英玻璃基底的一側，所述石英玻璃基底和所述透光層位於所述LED晶片的正面，且所述LED晶片的背面形成有成對設置的焊盤；光學增透膜，設置在所述LED晶片的側面、所述透光層的未被所述LED晶片覆蓋的表面以及所述石英玻璃基底的未被所述透光層覆蓋的表面上且與所述LED晶片的所述側面、所述透光層的未被所述LED晶片覆蓋的所述表面以及所述石英玻璃基底的未被所述透光層覆蓋的所述表面相接觸；以及反射層，設置在所述光學增透膜遠離所述石英玻璃基底的一側並與所述所述LED晶片的所述焊盤電性絶緣。
如申請專利範圍第9項所述之LED封裝結構，還包括：保護層，設置在所述反射層遠離所述光學增透膜的一側。
如申請專利範圍第9項所述之LED封裝結構，其中，所述透光層的材料為熔點低於600℃的玻璃或為改性的矽樹脂，所述光學增透膜的材料為氟化鎂或二氧化矽且所述光學增透膜的膜厚為對應波段波長的1/4、或者1/4和/或1/2的組合，以及所述反射層為金屬鋁層。