CN103426977A - 发光二极管封装方法 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管封装方法，包括步骤：提供一具有电极结构的基板；设置发光二极管晶粒在该基板上，并将发光二极管晶粒电连接至所述电极结构；向基板喷洒包含有挥发性溶液、荧光材料以及胶材的混合溶液；使喷洒至基板上的混合溶液中的挥发性溶液挥发后，固化所述胶材；以及切割基板以得到多个分离的发光二极管封装单元。

Description

发光二极管封装方法
技术领域
本发明涉及一种半导体的制造方法，尤其涉及一种发光二极管封装方法。
背景技术
相比于传统的发光源，发光二极管（Light Emitting Diode，LED）具有重量轻、体积小、污染低、寿命长等优点，其作为一种新型的发光源，已经被越来越多地应用到各领域当中，如路灯、交通灯、信号灯、射灯及装饰灯等。
现有的发光二极管封装结构通常包括基板、位于基板上的电极、承载于基板上并与电极电性连接的发光二极管芯片以及设置在发光二极管芯片上的的荧光层及封装胶。在进行发光二极管封装时，通常先将发光二极管晶粒设置在基板上，然后采用注胶(injection)或者转注成形(transfer molding)的方式在发光二极管晶粒上形成包含有荧光材料的荧光层，但是该种封装方法方法很难保证荧光层中荧光材料的分布均匀度，从而影响发光二极管封装结构最终的出光效果。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能使荧光材料分布均匀的发光二极管封装方法。
一种发光二极管封装方法，包括以下步骤：提供一具有电极结构的基板；设置发光二极管晶粒在该基板上，并将发光二极管晶粒电连接至所述电极结构；向基板喷洒包含有挥发性溶液、荧光材料以及胶材的混合溶液；使喷洒至基板上的混合溶液中的挥发性溶液挥发后，固化所述胶材；以及切割基板以得到多个分离的发光二极管封装单元。
该种发光二极管封装方法利用喷洒的方式将混有挥发性溶液、荧光材料以及胶材的混合溶液喷射至设置有发光二极管晶粒的基板上，有助于使混合溶液均匀的附着在发光二极管晶粒上，从而待挥发性溶液挥发以后，所述荧光材料及胶材能够均匀的分布在发光二极管晶粒上，从而形成荧光材料均匀分布的荧光层，保证发光二极管封装结构最终的出光效果。
下面参照附图，结合具体实施方式对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1~图11为本发明实施方式提供的发光二极管封装方法的各步骤示意图。
主要元件符号说明
基板 10
基材 11
电极结构 12
发光二极管晶粒 20
发光二极管封装单元 200
图案层 30
凹槽 300
喷嘴 40
混合溶液 50
荧光层 500
反射杯 60
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
本发明实施方式提供的发光二极管封装方法包括以下步骤。
第一步，提供一具有电极结构12的基板10。
该基板10用于承载发光二极管晶粒。参见图1，本实施例中，该基板10包括一基材11以及设置在该基材11上的电极结构12，该基材11为绝缘基材，其材质可为蓝宝石(Sapphire)、碳化硅(SiC)等绝缘材料。该电极结构12可由金属制成，以用于为后续的发光二极管晶粒提供电连接。
第二步，设置发光二极管晶粒20在该基板10上，并将发光二极管晶粒20电连接至所述电极结构12。
参见图2，本实施例将发光二极管晶粒20设置于基板10的电极结构12上并电连接至电极结构12，该发光二极管晶粒20可以通过覆晶(flip-chip)方式或打线(wire bonding)连接至电极结构12，在本实施例中, 发光二极管晶粒20通过覆晶方式固定并电连接至电极结构12。所述发光二极管晶粒20的数量可为一颗、两颗或更多。本实施例中，发光二极管晶粒20的数量为三颗。
第三步，向基板10喷洒包含有挥发性溶液、荧光材料以及胶材的混合溶液50。
本实施例中，参见图3、图4，向基板10喷洒混合溶液50之前，先提供一图案层30；然后将图案层30设置在基板10上，使该图案层30局部覆盖基板10的表面并暴露出设置在基板10上的发光二极管晶粒20。由于图案层30本身具有一定厚度，当图案层30被设置在基板10的装设有发光二极管晶粒20的表面以后，该图案层30与基板共同形成收容有发光二极管晶粒20的多个凹槽300，所述发光二极管晶粒20暴露在多个凹槽300的底部，所述凹槽300为后续喷洒的混合溶液50提供容置空间。
本实施例中，向基板10喷洒混合溶液50时，将喷嘴40对准凹槽300，以利用喷嘴40将混合溶液50喷洒向凹槽300内未被图案层30覆盖的基板10表面以及发光二极管晶粒20，如图5、图6所示。该混合溶液50中挥发性溶液、荧光材料以及胶材的质量比为1:2~3:2.5~3.5。所述挥发性溶液为醛类化合物、酮类化合物或异丙醇。所述荧光材料为钇铝石榴石荧光粉(YAG)、铽石榴石荧光粉(TAG)、硅酸盐(silicate)荧光粉或氮化物(nitride)荧光粉。所述胶材为热固化材料，如环氧树脂(epoxy)或硅树脂(silicone)等。
所述图案层30的设置有利于在基板10上形成形状规则、可控的混合溶液喷涂区域，该图案层30所形成的凹槽300的深度能够有效限定喷洒混合溶液50的量，从而在后续制程中挥发溶液挥发以后，使得荧光层的厚度可控而得到期望厚度的荧光层。需要说明的是，该设置图案层30的做法并非必须，该第三步可以直接将喷嘴40对准基板10上设置有发光二极管晶粒20的位置，然后向发光二极管晶粒20喷洒混合溶液50，而不再采用图案层30作为辅助，该种省略图案层30的采用的方法能够在对荧光层厚度无严格要求的前提下简化制程，从而提高生产效率。
本实施例中，所述喷洒混合溶液50是采用脉冲喷射(pulsed-spray)的方法将混合溶液50喷洒向基板10。
第四步，使喷洒至基板10上的混合溶液50中的挥发性溶液挥发后，固化所述胶材。
参见图7，本实施例中，当混合溶液50中的挥发性溶液挥发以后，仅剩下胶材与荧光材料的混合物作为荧光层500。由于荧光层500中已经不含有挥发性溶液，因此荧光层500的高度较之前混合溶液50在凹槽300中的高度略微下降，此时，混合有荧光材料的胶材，也即荧光层500，更加贴近发光二极管晶粒20的表面。
第五步，切割基板10以得到多个分离的发光二极管封装单元200。
参见图8、图9，在切割基板10之前，本实施例还包括移除图案层30、在相邻的发光二极管晶粒20之间的基板10上形成反射杯60的步骤。所述反射杯60环绕每一个发光二极管晶粒20，以用于校正发光二极管晶粒20的出光方向。本实施例中，该反射杯60是采用模造工艺制成。
参见图10，在切割基板10时，本实施例对各相邻的发光二极管晶粒20之间的反射杯60及基板10结构进行切割，以得到多个分离的发光二极管封装单元200，如图11所示。
需要说明的是，当该方法没有采用图案层30时，所述当然无需移除图案层30的步骤。此外，所述形成反射杯60的步骤也可以省略，从而不在基板10上形成反射杯60，以在对发光二极管晶粒20出光方向无严格要求的前提下简化制程，从而提高生产效率。
该种发光二极管封装方法利用喷洒的方式将混有挥发性溶液、荧光材料以及胶材的混合溶液50喷射至设置有发光二极管晶粒20的基板10上，有助于使混合溶液50均匀的附着在发光二极管晶粒20上，从而待挥发性溶液挥发以后，所述荧光材料及胶材能够均匀的分布在发光二极管晶粒20上，从而形成荧光材料均匀分布的荧光层500，保证发光二极管封装结构最终的出光效果。
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相应的改变与变形，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方法，包括以下步骤：
步骤一，提供一具有电极结构的基板；
步骤二，设置发光二极管晶粒在该基板上，并将发光二极管晶粒电连接至所述电极结构；
步骤三，向基板喷洒包含有挥发性溶液、荧光材料以及胶材的混合溶液；
步骤四，使喷洒至基板上的混合溶液中的挥发性溶液挥发后，固化所述胶材；以及
步骤五，切割基板以得到多个分离的发光二极管封装单元。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装方法，其特征在于，所述步骤二是采用覆晶技术将发光二极管晶粒设置在基板上并电连接至所述电极结构。
3.如权利要求1所述的发光二极管封装方法，其特征在于，所述步骤二之后、步骤三之前进一步包括步骤：提供一图案层；将图案层设置在基板上，使该图案层局部覆盖基板的表面并暴露出设置在基板上的发光二极管晶粒。
4.如权利要求3所述的发光二极管封装方法，其特征在于，所述步骤三是向未被图案层覆盖的基板表面以及发光二极管晶粒喷洒混合溶液。
5.如权利要求1所述的发光二极管封装方法，其特征在于，所述步骤三中混合溶液中挥发性溶液、荧光材料以及胶材的质量比为1:2~3:2.5~3.5。
6.如权利要求1所述的发光二极管封装方法，其特征在于，所述步骤三采用的混合溶液中，挥发性溶液为醛类化合物、酮类化合物或异丙醇，荧光材料为钇铝石榴石荧光粉、铽石榴石荧光粉、硅酸盐荧光粉或氮化物荧光粉，胶材为热固化材料。
7.如权利要求1所述的发光二极管封装方法，其特征在于，所述步骤三采用脉冲喷射向基板喷洒包含有挥发性溶液、荧光材料以及胶材的混合溶液。
8.如权利要求1所述的发光二极管封装方法，其特征在于，所述步骤四之后、步骤五之前还包括在相邻的发光二极管晶粒之间形成反射杯的步骤。
9.如权利要求8所述的发光二极管封装方法，其特征在于，所述反射杯是采用模造工艺制成。
10.如权利要求8所述的发光二极管封装方法，其特征在于，所述步骤五是对各相邻的发光二极管晶粒之间的反射杯及基板进行切割，以得到多个分离的发光二极管封装单元。
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