[发明专利]一种芯片尺寸白光LED的封装结构及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED的芯片尺寸封装技术，主要应用在照明及背光产品上，属于半导体照明应用领域。

背景技术

传统的LED封装是将芯片放置在支架或者基板上，将荧光粉和硅胶混合体涂布于支架上方或者通过喷涂荧光粉后molding一次光学透镜实现LED封装。这些形式的封装体体积较发光芯片本身会大出至少7-8倍，而且发光角度和亮度均受到基板或者支架的限制，无法满足一些应用场合的需求，具有一定的局限性。如图1、图2所示，分别为带有一次光学的封装结构和传统的SMD封装形式。

LED作为第四代照明光源，具有无法比拟的优势，但其成本相对较高，虽然近年来LED产业链各个环节的成本均在一定程度上有所下降，但LED完全取代传统照明光源仍然需要一段时间。使用寿命长是LED的优点之一，理论值可达10万小时以上，但目前受限于封装材料及封装结构的影响，其使用寿命仅达3万小时左右。虽然LED支架的材料及性能在不断提升，但其散热能力有限，仍然是影响LED寿命的重要因素。

另外，传统的封装形式还存在以下几个技术问题：

由于受支架碗杯结构的限制，其发光角度仅为120°左右。对光束角有特殊要求的应用场合，需要封装一次光学透镜来调整LED的发光角度。如照明用LED手电筒，要求LED发光角度小些，既可充分利用光能，也更有利于其二次光学的设计。通装一次光学透镜或其它手段调整LED的光束角，增大了LED光束角的自由度，但也增加了封装难度和复杂度，同时也增加了成本；

由于封装体的碗杯结构相对于芯片尺寸较大，荧光粉层的面积远远大于芯片表面积，芯片发出的蓝光无法与荧光粉被激发的黄光充分混合，导致光的色空间分布不均，影响产品的光学性能和使用效果；

电极的设计多使用金线，金线既影响光的空间分布，同时也增加LED的封装成本，金线焊球的大小和形状往往影响到LED的性能，增添了工艺难度。金线断裂也是LED中常见的失效模式，影响LED产品可靠性。

大功率LED封装一直受到支架和碗杯结构的限制，对于大功率的LED，目前只能采用陶瓷基板封装或COB的封装形式或加大封装尺寸来完成，既增加了封装成本，技术上也面临很多瓶颈。随着产品的更新换代和消费者需求的不断提高，对一些背光源及高精端产品提出了体积小、薄型化的要求。目前的LED封装体积较大，无法实现薄型化产品。

发明内容

本发明提供了一种新型封装技术，即芯片尺寸封装CSP(chip scale package)技术，本发明公开的技术方案具体为：

一种芯片尺寸白光LED的封装结构，所述封装结构包括裸芯片和荧光粉包覆层，其中，所述封装结构的面积略大于所述裸芯片的面积，所述裸芯片采用倒装的形式封装在散热基板上，省去了LED支架和金线；所述封装结构通过减少热传导界面增强了散热性能，并由此使得白光反光面接近芯片表面尺寸，进而使得光密度大。

进一步地，所述封装结构的面积小于所述裸芯片面积的1.5倍。

一种芯片尺寸白光LED的封装结构的制造方法，该方法包括如下步骤：

1).基板准备：将可改变粘性的膜片贴在临时基板的功能区上，膜两面均带有粘性，一面贴合基板、一面贴合芯片；

2).芯片固定：将倒装结构芯片阵列排布在临时基板上，基板带有CCD可识别标示，由于倒装芯片P/N结设计，无需金线焊接；

3).反射胶填充：在芯片四周填充上高反射硅胶，使硅胶与芯片表面水平，然后烘烤固化，最终形成一面发光型芯片尺寸封装结构；

4).上模：将临时基板放入模具中；

5).注胶：将配好比例的荧光粉和硅胶混合体注入模具；

6).合模：将注有荧光粉的模具和载有倒装芯片的基板合模，使荧光粉和硅胶均匀分布于芯片四周，厚度可调；

7).离模：烘烤定型后，将临时基板取出；

8).切割：根据阵列的倒装芯片排布进行切割；

9).剥离：采用UV方式或加热的方式将膜片两面的粘性降低，然后再分成单颗；

10).分光分色，测试包装。

进一步地，所述可改变粘性的膜片包括热剥离膜、UV膜。

进一步地，高反射硅胶反射率达98％以上，其主要成分为TiO₂或者BaSO₄。

进一步地，如果希望制作五面发光型CSP，可省去步骤3)。

进一步地，所述膜片两面的粘性可降低到0.03N/20mm。

本发明公开的技术方案具有以下技术效果：