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发光二极管封装结构及其制造方法.pdf

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  • 文档编号:1117040
  • 上传时间:2018-04-01
  • 格式:PDF
  • 页数:11
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201010238142.3

    申请日:

    2010.07.27

    公开号:

    CN102339940A

    公开日:

    2012.02.01

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情:

    发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):H01L 33/62申请公布日:20120201|||实质审查的生效IPC(主分类):H01L 33/62申请日:20100727|||公开

    IPC分类号:

    H01L33/62(2010.01)I

    主分类号:

    H01L33/62

    申请人:

    展晶科技(深圳)有限公司; 荣创能源科技股份有限公司

    发明人:

    沈佳辉; 洪梓健; 曾坚信

    地址:

    518109 广东省深圳市宝安区龙华街道办油松第十工业区东环二路二号

    优先权:

    专利代理机构:

    代理人:

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    内容摘要

    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。

    权利要求书

    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。

    说明书


    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 143102339940 A CN 102339953
         说15 20 30 40 41 42 111 111a 111b 111c 121 122 411 412明书2/4 页反射层 发光结构 封装胶 电路结构 第一电极 第二电极 第一凹槽 第一容置部 第二容置部 台阶面 第二凹槽 通孔 导电柱 导线具体实施方式 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。

    关 键  词:
    发光二极管 封装 结构 及其 制造 方法
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