بعض محتويات هذا التطبيق غير متوفرة في الوقت الحالي.
إذا استمرت هذه الحالة ، يرجى الاتصال بنا علىتعليق وإتصال
1. (WO2019047057) LED ENCAPSULATION STRUCTURE AND ENCAPSULATION METHOD THEREFOR
Document

说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

附图

0001   0002   0003   0004  

说明书

发明名称 : LED封装结构及其封装方法

技术领域

[0001]
本发明涉及半导体技术领域,更具体而言涉及一种LED封装结构及其封装方法。

背景技术

[0002]
目前,通常使用有机材料例如环氧树脂等来进行LED器件的封装,或者使用环氧树脂等作为有机粘合剂,结合玻璃罩等进行封装。一种常用的封装结构如图1所示,包括底板和上盖板,芯片置于其中,然后使用密封胶在底板和上盖板之间形成封闭空间。但是,这种封装结构的密封性不佳。同时,在使用时,尤其是用于封装紫外LED芯片时,LED芯片发出的光特别是深紫外光会造成有机胶的劣化,从而导致封装结构的破坏,由此也带来半导体元器件的故障。另外,这种封装结构在使用时,需要在前面增加石英板进行保护,由此也会导致光损失以及制备成本的上升。
[0003]
为了解决这种问题,尤其是对于UV-LED的封装,正在尝试不使用有机材料的纯无机封装结构,目前对于这一方面的研究仍然较少。
[0004]
因此,希望开发一种可以解决有机密封剂容易劣化的问题的无机封装结构。
[0005]
发明内容
[0006]
针对现有的封装结构中有机密封剂易于由于光照而劣化的缺点,本发明提供了一种纯无机封装结构。
[0007]
本发明一方面提供了一种LED封装结构,包括:
[0008]
托架,所述托架具有芯片座;
[0009]
芯片,所述芯片设置于所述芯片座上;
[0010]
氮化铝层,所述氮化铝层沉积在所述芯片座及位于该芯片座上的芯片上;
[0011]
封装电极,所述封装电极用于使所述芯片与外部电连接;以及
[0012]
石英罩,所述石英罩由熔融石英固化形成,覆盖托架的上表面。
[0013]
进一步地,所述芯片座上还设置有凹槽,所述芯片位于所述凹槽中。
[0014]
根据本发明的一个实施方案,所述托架包括托架底和托架壁,在所述托架壁和芯片座之间形成腔体。
[0015]
进一步地,所述托架还包括一个或多个从托架壁向芯片座方向延伸形成的固定臂。
[0016]
根据本发明的一个实施方案,所述芯片上的氮化铝层为图案化沉积的氮化铝层。
[0017]
本发明另一方面提供了一种LED封装结构的封装方法,所述封装方法包括:
[0018]
将芯片固定于托架的芯片座上;
[0019]
在所述芯片座及位于该芯片座上的芯片上沉积氮化铝;
[0020]
将高纯石英熔融后冷却固化形成石英罩;
[0021]
制作封装电极,所述封装电极用于使所述芯片与外部电连接。
[0022]
进一步地,所述芯片座上还设置有凹槽,将所述芯片置于所述凹槽中。
[0023]
根据本发明的一个实施方案,所述“在所述芯片座及位于该芯片座上的芯片上沉积氮化铝”步骤进一步包括:
[0024]
在所述芯片上形成图案化保护层;
[0025]
在所述芯片座及位于该芯片座上的芯片上沉积氮化铝;
[0026]
去除所述保护层及其上的氮化铝层。
[0027]
根据本发明的另一个实施方案,在400至800℃的温度下沉积氮化铝。
[0028]
根据本发明的另一个实施方案,所述芯片座上还包括托架电极,所述芯片与所述托架电极固定连接。
[0029]
根据本发明的另一个实施方案,所述“制作封装电极”的步骤进一步包括:
[0030]
形成贯穿所述芯片座的通孔;
[0031]
在所述通孔内制作封装电极,使所述封装电极与所述芯片电连接。
[0032]
本发明另一方面还提供了一种LED封装结构的封装方法,所述封装方法包括:
[0033]
在托架的芯片座上形成贯穿芯片座的通孔,并形成封装电极;
[0034]
将所述托架紧固于封装底座上;
[0035]
将芯片置于托架的芯片座上,并使所述芯片与所述封装电极电连接;
[0036]
在所述芯片座及位于该芯片座上的芯片上沉积氮化铝;
[0037]
将高纯石英熔融后冷却固化形成石英罩。

有益效果

[0038]
本发明的封装结构,通过采用熔融石英对LED芯片进行密封,实现了不采用有机粘合剂的全无机封装,可以获得良好的密封性和稳定性,通过氮化铝层的设计,可以对LED芯片进行固定和保护,同时也可以增加出光量。本发明的封装结构的封装方法,可以方便地获得本发明的封装结构。

附图说明

[0039]
从下面结合附图的详细描述中,将会更加清楚的理解本发明的上述及其他目的、特征和其他优点,其中,
[0040]
图1为一种现有技术的封装结构的示意图
[0041]
图2为本发明实施例1的封装结构的托架的示意图;
[0042]
图3为本发明实施例1的封装结构的托架的俯视图;
[0043]
图4为本发明实施例1的封装结构的剖视图。

具体实施方式

[0044]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施方案,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施方案仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0045]
本发明一方面提供了一种LED封装结构,包括:
[0046]
托架,所述托架具有芯片座;
[0047]
芯片,所述芯片设置于所述芯片座上;
[0048]
氮化铝层,所述氮化铝层沉积在所述芯片座及位于该芯片座上的芯片上;
[0049]
封装电极,所述封装电极用于使所述芯片与外部电连接;以及
[0050]
石英罩,所述石英罩由熔融石英固化形成,覆盖托架的上表面。
[0051]
本发明的封装结构包括托架、芯片、氮化铝层、封装电极和石英罩,石英罩由熔融石英固化形成,覆盖托架的上表面,起包覆密封作用,采用熔融石英进行密封可以避免使用易受光照劣化的有机密封剂,提高封装结构的密封性和稳定性,而且石英材料具有良好的透光率,尤其是对于深紫外光。石英罩的形状由所采用的模具决定,没有特别限制,只要能起到密封的效果,可以选择任何合适的形状。优选地,可以将石英罩形成为凸透镜的形状,可以集中光线,提高出光率。
[0052]
所述托架由耐高温的材料制成,优选为蓝宝石材料,蓝宝石材料是常用的衬底材料,稳定性很好,能够运用在高温生长过程中,同时蓝宝石的机械强度高。
[0053]
本发明的托架具有安置芯片的芯片座,进一步地,所述芯片座上还设置有凹槽,所述芯片位于所述凹槽中。通过在芯片座上设置凹槽,将芯片放置在凹槽中,可以避免操作过程中芯片位置的移动。
[0054]
对本发明的托架的具体形状没有特殊限制,可以根据需要采用合适的形状。优选地,所述托架包括托架底和托架壁,在所述托架壁和芯片座之间形成腔体。此外,所述托架可以为圆形、方形或者不规则形状而没有特殊限制。在形成石英罩时,石英罩可以嵌入托架的腔体中,从而将位于芯片座上的芯片完整包覆在其中,获得良好的密封性。优选地,所述芯片座可以位于所述托架的中心位置。
[0055]
进一步地,所述托架还包括一个或多个从托架壁向芯片座方向延伸形成的固定臂。在将石英熔融固化形成石英罩时,所述固定臂会嵌入石英罩中,与石英罩形成一体,从而可以增加石英罩的稳定性,避免石英罩从所述托架表面脱离。所述固定臂可以设置一个或多个,优选沿托架壁均匀地间隔设置。所述固定臂可以设置为延伸到芯片座上,或者不延伸到芯片座上。
[0056]
在将芯片置于芯片座上后,为了更好地固定和保护芯片,可以在整个芯片座上和其上的芯片上沉积氮化铝层,氮化铝层具有很好的耐高温性,而且氮化铝薄膜也具有良好的透光性,非常适合沉积于芯片上和四周,以固定和保护芯片。
[0057]
进一步地,所述芯片上的氮化铝层可以为图案化沉积的氮化铝层。图案 化的氮化铝层可以通过在沉积氮化铝前,在芯片上设置带有镂空图案的保护层并在沉积氮化铝层之后,去掉该保护层实现。图案化的氮化铝层的设置(即,有镂空图案的氮化铝层的设置),可以减少LED芯片发出的光的全反射现象,增加出光量。
[0058]
所述封装结构还包括用于将芯片与外部电连接的封装电极。封装电极的具体形成方式没有特别限制,可以采用各种合适的方式形成。例如,所述封装电极可以通过在芯片座中形成贯穿芯片座的通孔,并在该通孔中形成。所述封装电极的数量也没有特殊限制,优选为2个。
[0059]
本申请的封装结构的LED芯片优选可以为紫外LED芯片,更优选为深紫外LED芯片。
[0060]
本发明另一方面提供了一种LED封装结构的封装方法,所述封装方法包括:
[0061]
将芯片固定于托架的芯片座上;
[0062]
在所述芯片座及位于该芯片座上的芯片上沉积氮化铝;
[0063]
将高纯石英熔融后冷却固化形成石英罩;
[0064]
制作封装电极,所述封装电极用于使所述芯片与外部电连接。
[0065]
通过本发明的封装方法,可以方便地获得本发明的封装结构。本申请中“将高纯石英熔融后冷却固化形成石英罩”可以采用合适的方式进行,例如,可以将高纯石英和石英罩模具置于托架上,使石英熔融后冷却,形成石英罩后去除模具,所用的高纯石英的原料可以为高纯石英砂。封装时可以将高纯石英原料和石英罩模具置于托架上,升温或者采用激光使石英砂熔融,覆盖托架的上表面,冷却后,根据石英罩模具的形状形成石英罩。优选地,石英罩的形状可以形成为凸透镜形状。
[0066]
进一步地,所述芯片座上还可以设置有凹槽,在将芯片固定于托架的芯片座上时,可以将所述芯片置于所述凹槽中。通过在芯片座上设置凹槽,将芯片放置在凹槽中,可以避免操作过程中芯片位置的移动。
[0067]
或者,根据本发明的另一个实施方案,所述芯片座上还可以包括托架电极,使所述芯片与所述托架电极固定连接,即,通过托架电极来固定芯片。托架电极与芯片可以采用合适的方式连接,例如,可以通过金属将托架电极和芯片固定连接起来。托架电极也可以设置于芯片座的凹槽中。
[0068]
在将芯片固定于芯片座上后,为了固定和保护芯片,可以在芯片座及其上的芯片上沉积氮化铝薄膜。本发明中,可以在400至800℃的较低温度下沉积氮化铝,优选在500至700℃、更优选600℃的温度下沉积氮化铝。具体沉积氮化铝的方法没有特殊限制,可以根据需要选择合适的方法。尤其对于采用托架电极固定芯片的情况,在较低温度下沉积氮化铝,托架电极和用于连接托架电极的金属不会融化。而且,在后面熔融石英的高温下,即使托架电极和金属融化,由于沉积有氮化铝层,熔融的托架电极和金属也不会流动和溢出,在温度降低后,可以再次形成电极,不会影响电连接。
[0069]
在沉积氮化铝层时,优选形成图案化的氮化铝层。该图案化的氮化铝层,可以采用如下方法进行:在所述芯片上形成图案化保护层;在所述芯片座及位于该芯片座上的芯片上沉积氮化铝;去除所述保护层及其上的氮化铝层。即首先在芯片上形成图案化的保护层(带有镂空的保护层),然后再进行氮化铝的沉积,此时由于芯片上形成有图案化的保护层,则保护层的镂空处会有氮化铝沉积至芯片上,在其他地方则沉积至保护层上,最后去除保护层及其上的氮化铝层后,芯片上即形成了图案化的氮化铝层。图案化的氮化铝层的设置,可以减少LED芯片发出的光的全反射现象,增加出光量。
[0070]
在使用石英罩完成对芯片的密封后,制作封装电极,使得所述芯片可以与外部电连接。根据本发明的另一个实施方案,所述“制作封装电极”的步骤进一步包括:形成贯穿所述芯片座的通孔;在所述通孔内制作封装电极,使所述封装电极与所述芯片电连接。在芯片座上形成通孔,在通孔内制作封装电极,使封装电极与芯片电连接。在有托架电极与芯片连接的情况下,通过使封装电极与托架电极连接,从而实现与芯片的电连接。优选封装电极为两个。
[0071]
本发明另一方面还提供了一种LED封装结构的封装方法,所述封装方法包括:
[0072]
在托架的芯片座上形成贯穿芯片座的通孔,并形成封装电极;
[0073]
将所述托架紧固于封装底座上;
[0074]
将芯片置于托架的芯片座上,并使所述芯片与所述封装电极电连接;
[0075]
在所述芯片座及位于该芯片座上的芯片上沉积氮化铝;
[0076]
将高纯石英熔融后冷却固化形成石英罩。
[0077]
在这种方法中,首先在托架的芯片座上形成贯穿芯片座的通孔,在通孔中形成封装电极,由于熔融石英需要高达1800℃的高温,此时位于通孔中封装电极极有可能会融化,因此,需要将托架牢固地固定于一个封装底座上,此时即使封装电极融化,也不会流动或溢出,在冷却之后会重新形成封装电极,不会影响电连接。在封装电极形成后,可以在芯片座上安装芯片,并使芯片与所述封装电极电连接。最后,将高纯石英熔融后冷却固化形成石英罩,可以将高纯石英和石英罩模具置于托架上,升温使石英熔融后冷却,形成石英罩后去除模具和封装底座。
[0078]
本方法中其他步骤与前面描述相似,不再详述。
[0079]
实施例1
[0080]
实施例1提供了一种封装结构,图2示出了实施例1的封装结构中所用的托架的示意图,图3示出了该托架的俯视图,图4示出了实施例1的封装结构的剖视图。如图2所示,实施例1的封装结构包括方形的托架1,该托架包括方形的托架底和由方形的四条边构成的托架壁以及位于托架中间的芯片座2,托架壁和芯片座之间形成腔体3,从四边的托架壁上分别延伸出四条固定臂4,两两成对称设置,其中两条固定臂延伸至芯片座与芯片座相连,另两条不与芯片座相连。芯片座顶上设置有凹槽5,在凹槽5的中央设置有两个托架电极6。如图4所示,在凹槽5中,两个托架电极6上设置有芯片7,芯片7与两个托架电极6连接,在芯片座6和芯片7上沉积有氮化铝层9(芯片7上为图案化的氮化铝层,图中未示出),氮化铝层将托架电极6固定在中间,以在石英熔融时,保护同样由于高温融化的托架电极不至于流动或溢出。石英罩8覆盖在托架1的上表面,成凸透镜的形状,将芯片完全地包覆在其中,同时固定臂也嵌入石英罩中,与石英罩一体化,使得石英罩不能与托架脱离。该封装结构还包括将芯片与外部电连接的封装电极,图中未示出。
[0081]
该封装结构实现了对芯片的密封,而且完全没有使用有机密封胶,因此不会有有机密封胶由于光照劣化的缺陷。
[0082]
实施例2
[0083]
实施例2提供了一种实施例1的封装结构的封装方法,包括如下步骤:
[0084]
将芯片固定于托架的芯片座上,所述芯片座上还设置有凹槽和托架电极,将所述芯片置于所述凹槽中,并使芯片与所述托架电极固定连接;
[0085]
在所述芯片上形成图案化保护层;
[0086]
在所述芯片座及位于该芯片座上的芯片上在约600℃的温度下沉积氮化铝;
[0087]
去除所述保护层及其上的氮化铝层;
[0088]
将高纯石英和石英罩模具置于托架上,使石英熔融后冷却,形成石英罩后去除模具;
[0089]
形成贯穿所述芯片座的通孔;
[0090]
在所述通孔内制作封装电极,使所述封装电极与所述芯片电连接。
[0091]
该方法中,托架的芯片座上设置有凹槽和托架电极,托架电极也设置于凹槽中,放置芯片时,使芯片与托架电极固定连接从而将芯片固定在芯片座上,之后在约600℃的温度下沉积氮化铝层,此时托架电极不会熔融,因此不会有影响,而在形成石英罩时,虽然石英熔融在1800℃的高温下进行,但此时由于氮化铝层的保护,托架电极即使熔融也不会流动或溢出,在冷却后再次凝固形成电极,不会影响电连接。最后,在芯片座形成贯穿该芯片座的通孔,并在通孔内制作封装电极。
[0092]
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求书

[权利要求 1]
一种LED封装结构,包括: 托架,所述托架具有芯片座; 芯片,所述芯片设置于所述芯片座上; 氮化铝层,所述氮化铝层沉积在所述芯片座及位于该芯片座上的芯片上; 封装电极,所述封装电极用于使所述芯片与外部电连接;以及 石英罩,所述石英罩由熔融石英固化形成,覆盖托架的上表面。
[权利要求 2]
如权利要求1所述的LED封装结构,其中,所述芯片座上还设置有凹槽,所述芯片位于所述凹槽中。
[权利要求 3]
如权利要求1所述的LED封装结构,其中,所述托架包括托架底和托架壁,在所述托架壁和芯片座之间形成腔体。
[权利要求 4]
如权利要求3所述的LED封装结构,其中,所述托架还包括一个或多个从托架壁向芯片座方向延伸形成的固定臂。
[权利要求 5]
如权利要求1所述的LED封装结构,其中,所述芯片上的氮化铝层为图案化沉积的氮化铝层。
[权利要求 6]
一种LED封装结构的封装方法,所述封装方法包括: 将芯片固定于托架的芯片座上; 在所述芯片座及位于该芯片座上的芯片上沉积氮化铝; 将高纯石英熔融后冷却固化形成石英罩; 制作封装电极,所述封装电极用于使所述芯片与外部电连接。
[权利要求 7]
如权利要求6所述的LED封装结构的封装方法,其中,所述芯片座上还设置有凹槽,将所述芯片置于所述凹槽中。
[权利要求 8]
如权利要求6或7所述的LED封装结构的封装方法,其中,所述“在所述芯片座及位于该芯片座上的芯片上沉积氮化铝”步骤进一步包括: 在所述芯片上形成图案化保护层; 在所述芯片座及位于该芯片座上的芯片上沉积氮化铝; 去除所述保护层及其上的氮化铝层。
[权利要求 9]
如权利要求6所述的LED封装结构的封装方法,其中,在400至800℃的温度下沉积氮化铝。
[权利要求 10]
如权利要求6所述的LED封装结构的封装方法,其中,所述芯片座上还包括托架电极,所述芯片与所述托架电极固定连接。
[权利要求 11]
如权利要求6所述的LED封装结构的封装方法,其中,所述“制作封装电极”的步骤进一步包括: 形成贯穿所述芯片座的通孔; 在所述通孔内制作封装电极,使所述封装电极与所述芯片电连接。
[权利要求 12]
一种LED封装结构的封装方法,所述封装方法包括: 在托架的芯片座上形成贯穿芯片座的通孔,并形成封装电极; 将所述托架紧固于封装底座上; 将芯片置于托架的芯片座上,并使所述芯片与所述封装电极电连接; 在所述芯片座及位于该芯片座上的芯片上沉积氮化铝; 将高纯石英熔融后冷却固化形成石英罩。

附图

[ 图 0001]  
[ 图 0002]  
[ 图 0003]  
[ 图 0004]