CN105633252B - 晶圆级led器件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种晶圆级LED器件的制备方法，包括：提供一LED预制件，包括基板、安装在所述基板上的LED芯片；在所述基板上形成限位槽，所述限位槽环绕所述LED芯片，且所述限位槽的深度沿远离所述LED芯片的方向逐步加深；在所述LED芯片上方进行点胶，使所述点胶覆盖所述LED芯片并延伸到所述限位槽，然后将其冷却到室温使其固化形成封装透镜层。本发明还涉及一种由上述方法获得的一种晶圆级LED器件。

Description

晶圆级LED器件及其制备方法

技术领域

本发明涉及LED封装技术领域，尤其涉及一种晶圆级LED器件及其制备方法。

背景技术

LED灯由于具有体积小、省电以及寿命长等特点已经越来越多地被应用于照明、背光等领域。

然而，由于LED灯成本较高，阻碍其进一步的推广。晶圆级LED封装是降低成本的有效方法。晶圆级芯片封装技术是通过对整片晶圆进行封装测试后再进行切割得到单个成品芯片的技术。晶圆级芯片尺寸封装技术改变传统封装如陶瓷无引线芯片载具、有机无引线芯片载具和数码相机模块式的模式，顺应了市场对微电子产品日益轻、薄、短、小和低价化的要求，是当前封装领域的热点和未来发展的趋势。

但是传统的LED器件的封装工艺难以进行高密度封装，也不适用于晶圆级封装。基于此，人们希望能采用无模点胶的工艺来对晶圆级LED芯片进行透镜的封装，最简单直观的无模点胶方法就是直接在LED芯片上点胶，利用塑封胶的表面张力形成透镜的形状。但这种方法的缺点在于透镜的形状完全取决于塑封胶的表面张力，因而无法对透镜形状进行直接的控制，而且透镜的高宽比一般较低(即透镜较“扁平”)，光效较低。

发明内容

本发明提供一种晶圆级LED器件及其制备方法，可有效解决上述问题。

一种晶圆级LED器件的制备方法，包括以下步骤：

S1，提供一LED预制件，包括基板、安装在所述基板上的LED芯片；

S2，在所述基板上形成限位槽，所述限位槽环绕所述LED芯片，且所述限位槽的深度沿远离所述LED芯片的方向逐步加深；

S3，在所述LED芯片上方进行点胶，使所述点胶覆盖所述LED芯片并延伸到所述限位槽，然后将其冷却到室温使其固化形成封装透镜层。

进一步的，定义所述限位槽远离所述LED芯片的表面距离所述LED芯片中心点的距离为D，定义所述LED芯片的半宽为d，其中，

进一步的，定义所述限位槽的最大深度h，其中，0.1d≤h≤0.2d。

进一步的，所述封装透镜层包括基体以及分散于所述基体中的扩散颗粒。

进一步的，所述扩散颗粒占所述封装透镜层的总重量的1.5％～3％。

进一步的，所述限位槽靠近所述LED芯片的表面为圆弧面或平面。

一种晶圆级LED器件，包括：基板、安装在所述基板上的LED芯片以及封装透镜层，所述基板上形成限位槽，所述限位槽环绕所述LED芯片，且所述限位槽的深度沿远离所述LED芯片的方向逐步加深；所述封装透镜层覆盖所述LED芯片并延伸到所述限位槽。

进一步的，所述封装透镜层与所述限位槽远离所述LED芯片的表面相切。

进一步的，所述限位槽靠近所述LED芯片的表面为圆弧面或平面。

进一步的，所述圆弧面向所述基板的外侧凸出。

本发明提供的所述晶圆级LED器件及其制备方法，具有以下优点：其一，由于限位槽的设置，可以对封装透镜层的形状进行直接的控制，形成高/宽比值较大的封装透镜层，从而提高光效；其二，由于本案中的限位槽具有良好的限位作用，因此，通过单次点胶就可以获得高/宽比值大于0.5的封装透镜层，而无需重复点胶；其四，在无需模具的情况下，可以实现LED的晶圆级封装；不仅技术操作性强，工艺简单，还可降低LED的生产成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的晶圆级LED器件的制备方法的工艺流程图。

图2为本发明实施例提供的晶圆级LED器件的制备方法中基板的结构示意图。

图3为本发明另一实施例提供的晶圆级LED器件的制备方法中基板的结构示意图。

图4为本发明另一实施例提供的晶圆级LED器件的制备方法中基板的结构示意图。

图5为现有的晶圆级LED器件中基板的结构示意图。

图6为图1中部分结构的放大图。

图7为本发明实施例提供的晶圆级LED器件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

请参照图1，一种晶圆级LED器件的制备方法，包括以下步骤：

S1，提供一LED预制件，包括基板10、安装在所述基板10上的LED芯片11；

S2，在所述基板10上形成限位槽102，所述限位槽102环绕所述LED芯片11，且所述限位槽102的深度沿远离所述LED芯片11的方向逐步加深；

S3，在所述LED芯片11上方进行点胶，使所述点胶覆盖所述LED芯片11并延伸到所述限位槽102，然后将其冷却到室温使其固化形成封装透镜层12。

在步骤S2中，所述限位槽102的实际结构可以根据实际需要设置，只要使所述限位槽102的深度沿远离所述LED芯片11的方向逐步加深即可。请参照图2-4，在图2中，所述限位槽102靠近所述LED芯片11的表面为向外凸出的圆弧面。在图3中，所述限位槽102靠近所述LED芯片11的表面为倾斜的平面。在图4中，所述限位槽102靠近所述LED芯片11的表面为向内凹陷的圆弧面。请一并参照图5，图5为现有的LED中基板20的限位槽202的结构示意图，由于所述限位槽202为矩形结构仅仅利用点胶的表面张力来阻止点胶流动，当点胶体积较大或张力过小时，所述限位槽202会难以有效实现限位的作用。实验表面，所述限位槽202通过一次点胶仅可以获得高/宽比值约为0.4的封装透镜层，因此需要重复点胶，才可以获得高/宽比值大于0.5的封装透镜层。请一并参照图6，图6为图1中部分结构的放大图，从图中可以看出所述封装透镜层12与所述限位槽102远离所述LED芯片11的表面相切。由此，所述限位槽102不仅仅可以利用点胶自身的表面张力来阻止点胶流动，所述限位槽102远离所述LED芯片11的表面还可以起到阻挡作用，从而真正实现限位的功能。所述限位槽102可以通过压印工艺或刻蚀工艺形成。

所述限位槽102在所述基板10上的投影可以是圆形，方形，矩形或其他规则或不规则几盒形状，优选的，所述限位槽102在所述基板10上的投影与所述LED芯片11的形状相同。本实施例中，所述LED芯片11的形状为方形，则，所述限位槽102在所述基板10上的投影也为方形。所述限位槽102远离所述LED芯片11的表面距离所述LED芯片11中心点的距离D可以根据所述LED芯片11的半宽d计算获得。优选的，更优选的，/>所述限位槽102的最大深度h，优选为：0.1d≤h≤0.2d。更优选的，0.15d≤h≤0.2d。可以理解，通过合理选择述LED芯片11的表面距离所述LED芯片11中心点的距离D、所述LED芯片11的半宽d以及所述限位槽102的最大深度h，从而可以获得高/宽比值较大的封装透镜层12。所述封装透镜层12的高/宽比值为0.5～0.8。优选的，所述所述封装透镜层12的高/宽比值为0.7～0.8。

在步骤S3中，点胶时的点胶位置，优选靠近LED芯片11上表面的几何中心，这样子有利于胶水滴落下来后均匀向四周蔓延形成向上凸的弧面。所述的靠近是位于几何中心或者接近几何中心，因为实际生产时由于工艺所能达到的精度等原因可能无法使其一直处在指定的位置。本实施例实际加工时，点胶的位置高度可以尽量贴近点胶面以避免滴落时的冲击太大引起胶水液滴溢出，也不应太过贴近，导致胶水液滴无法自由铺展。优选的，点胶的下沿距离所述LED芯片11表面的距离约为1mm～5mm。所述点胶的大小可以根据所述LED芯片11的半宽d选择。由于所述点胶可以近似看为球状，其半径R优选为：d≤R<D。

本实施例中点胶的材料不局限于透明的塑封胶，以将塑封胶和荧光粉混合，从而在本透镜封装工艺中集成荧光粉涂覆。例如，将塑封胶和荧光粉混合后的胶用于堆叠层，则可以形成“远距式荧光粉涂覆”的结构。所述封装透镜层12可以进一步包括分散于点胶中的扩散颗粒。所述扩散颗粒可以是纳米硅扩散材料等。一方面，扩散颗粒的使用可以改变了原来的出光路径，增加光的漫反射，使光效更好；另一方面，扩散颗粒的添加会使点胶的流动性型降低。因此，优选的，为了平衡光效和流动性，所述扩散颗粒的添加量占所述封装透镜层12的总重量的1.5％～3％。更优选的，所述扩散颗粒的添加量占所述封装透镜层12的总重量的2％～2.5％。本实施例中，所述扩散颗粒的添加量占所述封装透镜层12的总重量的2％左右。原则上，添加的扩散颗粒和荧光粉的总重量不超过所述封装透镜层12的总重量的2.5％～10％为宜。

请参照图7，本发明实施例还提供一种晶圆级LED器件100，包括：基板10、安装在所述基板10上的LED芯片11以及封装透镜14，所述基板10上形成限位槽102，所述限位槽102环绕所述LED芯片11，且所述限位槽102的深度沿远离所述LED芯片11的方向逐步加深；所述封装透镜14覆盖所述LED芯片11并延伸到所述限位槽102。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种晶圆级LED器件的制备方法，包括以下步骤：

S1，提供一LED预制件，包括基板、安装在所述基板上的LED芯片；

S2，在所述基板上形成限位槽，所述限位槽环绕所述LED芯片，且所述限位槽的深度沿远离所述LED芯片的方向逐步加深且所述限位槽由靠近所述LED芯片的侧面与远离所述LED芯片的侧面直接相接形成；定义所述限位槽远离所述LED芯片的侧面距离所述LED芯片中心点的距离为D，定义所述LED芯片的半宽为d，其中，定义所述限位槽的最大深度h，其中，0.1d≤h≤0.2d；

S3，在所述LED芯片上方进行点胶，使所述点胶覆盖所述LED芯片并延伸到所述限位槽的槽内部，然后将其冷却到室温使其固化形成封装透镜层。

2.根据权利要求1所述的晶圆级LED器件的制备方法，其特征在于，所述封装透镜层包括基体以及分散于所述基体中的扩散颗粒。

3.根据权利要求2所述的晶圆级LED器件的制备方法，其特征在于，所述扩散颗粒占所述封装透镜层的总重量的1.5％～3％。

4.根据权利要求1所述的晶圆级LED器件的制备方法，其特征在于，所述限位槽靠近所述LED芯片的侧面为圆弧面或平面。

5.一种晶圆级LED器件，其特征在于，包括：基板、安装在所述基板上的LED芯片以及封装透镜层，所述基板上形成限位槽，所述限位槽环绕所述LED芯片，且所述限位槽的深度沿远离所述LED芯片的方向逐步加深且所述限位槽由靠近所述LED芯片的侧面与远离所述LED芯片的侧面直接相接形成；所述封装透镜层覆盖所述LED芯片并延伸到所述限位槽的槽内部，定义所述限位槽远离所述LED芯片的侧面距离所述LED芯片中心点的距离为D，定义所述LED芯片的半宽为d，其中，定义所述限位槽的最大深度h，其中，0.1d≤h≤0.2d。

6.根据权利要求5所述的晶圆级LED器件，其特征在于，所述封装透镜层与所述限位槽远离所述LED芯片的侧面相切。

7.根据权利要求5所述的晶圆级LED器件，其特征在于，所述限位槽靠近所述LED芯片的侧面为圆弧面或平面。

8.根据权利要求7所述的晶圆级LED器件，其特征在于，所述圆弧面向所述基板的外侧凸出。