CN102339940A - 发光二极管封装结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发光二极管封装结构，其包括基板、发光结构、封装胶及电路结构。所述基板包括一第一表面及与所述第一表面相对的第二表面。所述发光结构生长于所述第一表面上。所述封装胶形成于所述第一表面上并覆盖所述发光结构。所述电路结构形成于所述基板的第二表面上，并与所述发光结构电连接。本发明还涉及一种发光二极管封装结构的制造方法。

Description

发光二极管封装结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种半导体封装结构，尤其涉及一种发光二极管封装结构及其制造方法。

背景技术

现在，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)已经被广泛应用到很多领域。发光二极管一般可发出特定波长的光，例如可见光。传统的发光二极管封装结构制造过程中，首先需要提供一个布线基座用于承载发光二极管芯片，然后将发光二极管芯片贴设到布线基座上并与布线基座上的电路电连接。在此发光二极管封装结构制造过程中，需要夹取及定位发光二极管芯片，导致整个制造过程时间冗长，且因步骤繁多增加了不良品出现机会。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种制造方便的发光二极管封装结构及制造方法。

一种发光二极管封装结构，其包括基板、发光结构、封装胶及电路结构。所述基板包括一第一表面及与所述第一表面相对的第二表面。所述发光结构生长于所述第一表面上。所述封装胶形成于所述第一表面上并覆盖所述发光结构。所述电路结构形成于所述基板的第二表面上，并与所述发光结构电连接。

一种发光二极管封装结构的制造方法，包括以下步骤：提供一基板，该基板包括一第一表面及与所述第一表面相对的第二表面；在所述第一表面上生长发光结构；在所述第二表面上形成电路结构，并将该电路结构与所述发光结构电连接；及在所述第一表面上形成一封装胶覆盖所述发光结构。

本发明实施方式提供的发光二极管封装结构制造方法中，直接利用发光结构的生长基板作为发光二极管封装结构的布线基座，在发光二极管封装结构制造过程中，省去了夹取及定位发光二极管芯片等步骤，使得发光二极管封装结构的制造过程更加简单、省时，且能够减少不良品出现机会。

附图说明

图1是本发明实施方式提供的一种发光二极管封装结构剖视图。

图2-6是图1中的发光二极管封装结构的制造方法示意图。

主要元件符号说明

发光二极管封装结构     100

基板                   10

第一表面               11

第二表面               12

缓冲层                 13

绝缘层                 14

反射层                 15

发光结构               20

封装胶                 30

电路结构               40

第一电极               41

第二电极               42

第一凹槽               111

第一容置部             111a

第二容置部             111b

台阶面                 111c

第二凹槽               121

通孔                   122

导电柱                 411

导线                   412

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步的详细说明。

请参阅图1，本发明实施方式提供的一种发光二极管封装结构100包括基板10、发光结构20、封装胶30及电路结构40。

所述基板10具有一第一表面11及与所述第一表面11相对的第二表面12。本实施方式中，所述第一表面11上形成有一第一凹槽111，该第一凹槽111为一台阶状凹槽，其包括第一容置部111a及第二容置部111b。所述第一容置部111a与第二容置部111b之间形成有一台阶面111c，该台阶面111c与所述第一表面11基本平行。优选地，所述第一容置部111a及第二容置部111b均呈喇叭状以利于光线反射，即沿靠近第一表面11的方向上，直径逐渐变大，优选地，所述第一容置部111a及第二容置部111b的侧壁形成的角度介于90度到150度之间。所述第二表面12上形成有一第二凹槽121，该第二凹槽121由所述第二表面12延伸到第一凹槽111的底壁。所述第二表面12上还形成有一贯穿所述第二表面12及台阶面111c的通孔122。

所述基板10的材质可选自硅、碳化硅、蓝宝石等。为降低成本及提高基板10的散热性能，本实施方式中，该基板10的材质为硅。为确保后续形成在基板10上的所述电路结构40能够对发光结构20稳定供电，避免发生短路等现象，本实施方式中，在所述基板10的第二表面12上、第一凹槽111的内壁、第二凹槽121的内壁及通孔122的内壁均形成有一绝缘层14。该绝缘层14的材质可选自氧化硅(SiO₂)、氮化硅(Si₃N₄)等。在所述第一凹槽111的内壁的绝缘层14上还进一步形成有一反射层15。该反射层15的材质可选自铝、银等金属。为避免所述反射层15与发光结构20出现电连接，本实施方式中，所述反射层15与发光结构20间隔设置。

所述发光结构20直接生长于所述基板10的第一凹槽111的底壁上。为提高生长出的发光结构20的品质，优选地，在生长发光结构20前，先在第一凹槽111的底壁上形成一缓冲层13，然后在缓冲层13上形成发光结构20。本实施方式中，该缓冲层13为碳化硅层，通过直接对第一凹槽111的底壁进行碳化形成。所述发光结构20一般包括一N型半导体层、一P型半导体层及位于N型半导体层与P型半导体层之间的发光层。

所述电路结构40包括第一电极41及第二电极42。所述第一电极41及第二电极42均设置于基板10的第二表面12上，且分别与发光结构20上之两电极(图未示)电连接。所述第一电极41通过位于通孔122的导电柱411及导线412与发光结构20电连接。所述第二电极42穿过所述第二凹槽121与发光结构20电连接。本实施方式中，由于台阶面111c与所述第一表面11基本平行，从而方便发光结构20与导电柱411打线连接，另外，由于台阶面111c位于第一凹槽111内，使得封装胶30能够很好的包覆导线412。所述第一电极41和第二电极42采用导热导电材料制成，从而在与发光结构20电连接的同时，还能提高发光结构20的散热效率，优选地，所述第一电极41和第二电极42采用金属或金属合金制成。

所述封装胶30填充于所述第一凹槽111中，用于保护发光结构20免受灰尘、水气等影响。所述封装胶30的可选自环氧树脂、硅树脂等中的一种或几种的混合。优选地，所述封装胶30内可掺杂有荧光粉，所述荧光粉可选自钇铝石榴石、铽钇铝石榴石、氮化物、硫化物及硅酸盐中的一种或几种的组合。

可以理解，本实施方式中的发光二极管封装结构100仅为本发明多种较佳实施方式中的一种，所述基板10上的第一凹槽111的形状、电路结构40与发光结构20的连接方式、以及绝缘层14的形成位置等均不限于本实施方式。在其他实施方式中，发光二极管封装结构100也可不具有上述第一凹槽111，而是直接在基板10的第一表面上生长发光结构20。

请参阅图2-6，所述发光二极管封装结构100的制造方法包括以下步骤：

提供基板10，该基板10的第一表面11上形成有第一凹槽111。所述第一凹槽111可通过化学蚀刻等方式形成在基板10的第一表面11上。所述第一凹槽111的底壁的中央可形成一个凸台，当然，所述第一凹槽111的底壁也可为一个平滑底壁。

在所述基板10的第一凹槽111的底壁上生长发光结构20。所述生长是指发光结构20从晶核逐渐长大的过程。当所述底壁的中央形成有凸台时，所述发光结构20可形成在该凸台上。优选地，在生长发光结构20前，先在第一凹槽111的底壁上形成缓冲层13。本实施方式中，所述基板10为硅基板，在生长发光结构20之前，通过在高温下通入丙烷和氢气将第一凹槽111的底壁碳化形成碳化硅作为缓冲层13，而后在碳化硅上生长发光结构20。可以理解，为提高碳化硅上生长的发光结构20的品质，还可在碳化硅上进一步形成其他缓冲材料。另外，为了避免在对第一凹槽111的底壁进行碳化过程中，基板10的第一表面11和第一凹槽111的内壁的其他区域，如侧壁等，也被碳化，可在对第一凹槽111的底壁碳化前，先在基板10的第一表面11和第一凹槽111的除需碳化的区域以外的内壁上形成绝缘层14。本实施方式中，采用金属有机化学气相沉积法(MOCVD)将发光结构20生长在所述基板10的第一凹槽111的底壁上的缓冲层13上。

在所述基板10的第二表面12上形成通孔122及第二凹槽121。所述通孔122及第二凹槽121可通过化学蚀刻等方式形成在基板10的第二表面12上。

在所述基板10的第二表面12上形成电路结构40，并使其与发光结构20电连接。在此步骤中，为确保所述电路结构40能够对发光结构20稳定供电，避免发生短路等现象，可先在所述基板10的第二表面12上、第一凹槽111的内壁、第二凹槽121的内壁及通孔122的内壁上均形成有绝缘层14。

使用封装胶30覆盖所述发光结构20。本实施方式中，液态封装胶30可被注入第一凹槽111中，而后固化以保护发光结构20。

在使用封装胶30覆盖所述发光结构20前，可先在第一凹槽111内壁形成反射层15。

本发明实施方式提供的发光二极管封装结构制造方法中，直接利用发光结构的生长基板作为发光二极管封装结构的布线基座，在发光二极管封装结构制造过程中，省去了夹取及定位发光二极管芯片等步骤，使得发光二极管封装结构的制造过程更加简单、省时，且能够减少不良品出现机会。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种像应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种发光二极管封装结构，其包括基板、发光结构、封装胶及电路结构，所述基板包括一第一表面及与所述第一表面相对的第二表面，其特征在于，所述发光结构生长于所述第一表面上，所述封装胶形成于所述第一表面上并覆盖所述发光结构，所述电路结构形成于所述基板的第二表面上，并与所述发光结构电连接。

2.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述第一表面上形成有一第一凹槽，所述发光结构生长于该第一凹槽的底壁上，且所述封装胶填充在第一凹槽中。

3.如权利要求2所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述第一凹槽为一台阶状凹槽，其包括第一容置部及第二容置部，所述第一容置部与第二容置部之间形成有一台阶面，该台阶面与所述第一表面基本平行。

4.如权利要求3所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述电路结构包括一第一电极及一第二电极；所述基板的第二表面上形成有一从所述第二表面延伸到第一凹槽的底壁的第二凹槽，及一贯穿所述第二表面及所述台阶面的通孔；所述第一电极通过位于所述通孔的一导电柱与发光结构打线连接，所述第二电极穿过所述第二凹槽与发光结构电连接。

5.如权利要求4所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述第一电极和第二电极采用导热导电材料制成。

6.一种发光二极管封装结构的制造方法，包括以下步骤：

提供一基板，该基板包括一第一表面及与所述第一表面相对的第二表面；

在所述第一表面上生长发光结构；

在所述第二表面上形成电路结构，并将该电路结构与所述发光结构电连接；及

在所述第一表面上形成一封装胶覆盖所述发光结构。

7.如权利要求6所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述第一表面上形成有一第一凹槽，所述发光结构生长于该第一凹槽的底壁上，且所述封装胶填充在第一凹槽中。

8.如权利要求7所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述第一凹槽为一台阶状凹槽，其包括第一容置部及第二容置部，所述第一容置部与第二容置部之间形成有一台阶面，该台阶面与所述第一表面基本平行；所述电路结构包括一第一电极及一第二电极；所述基板的第二表面上形成有一从所述第二表面延伸到第一凹槽的底壁的第二凹槽，及一贯穿所述第二表面及所述台阶面的通孔；所述第一电极通过位于所述通孔的一导电柱与发光结构打线连接，所述第二电极穿过所述第二凹槽与发光结构电连接。

9.如权利要求8所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述第一电极和第二电极采用导热导电材料制成。

10.如权利要求7所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述基板为硅基板，在生长发光结构前，先对第一凹槽的底壁进行碳化形成一碳化硅层。

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