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阮承海 (中国广东省广州市南沙区南沙资讯科技园软件楼南101, Guangdong 8, 511458, CN)
ZENG, Zhaoming (RM101, South Software BuildingNansha Information Technology Park, Nansha Distric, Guangzhou Guangdong 8, 511458, CN)
曾照明 (中国广东省广州市南沙区南沙资讯科技园软件楼南101, Guangdong 8, 511458, CN)
晶科电子（广州）有限公司 (中国广东省广州市南沙区南沙资讯科技园软件楼南101, Guangdong 8, 511458, CN)
RUAN, Chenghai (RM101, South Software BuildingNansha Information Technology Park, Nansha Distric, Guangzhou Guangdong 8, 511458, CN)
阮承海 (中国广东省广州市南沙区南沙资讯科技园软件楼南101, Guangdong 8, 511458, CN)
ZENG, Zhaoming (RM101, South Software BuildingNansha Information Technology Park, Nansha Distric, Guangzhou Guangdong 8, 511458, CN)
| 权 利 要 求 书 1、 一种 LED封装结构， 其特征在于： 包括基板、 至少一个 LED芯片、 一个或者多个凸壁， 以及由凸壁限制成型的胶体透镜， 所述凸壁设置在基板上， LED 芯片设置在凸壁包围的 区域内的基板上， 该凸壁包围的区域内设置有包裹 LED芯片的胶体透镜； 所述胶体透镜 是通过将液态胶体放置在凸壁限制的区域内， 利用液体的表面张力形成所需的胶体形状， 并固化成型。 2、 根据权利要求 1所述的 LED封装结构， 其特征在于： 所述凸壁为圆弧环形， 或多边形环 形， 或由圆弧与多边形组合围成的环形。 3、 根据权利要求 2所述的 LED封装结构， 其特征在于： 所述凸壁为连续环闭结构或断续环 闭结构。 4、 根据权利要求 1所述的 LED封装结构， 其特征在于： 所述凸壁的高度为 5um~5000um。 5、 根据权利要求 1所述的 LED封装结构， 其特征在于： 所述凸壁的材料为硅胶， 环氧树脂， 金属、 氧化物、 氮化物、 聚酰亚胺或者是固化后永久使用的光刻胶， 或者是上述材料的混 合物。 6、 根据权利要求 1所述的 LED封装结构， 其特征在于： 所述胶体透镜的材料为环氧树脂、 硅胶、 环氧或硅胶的改性材料， 或者是环氧树脂或硅胶与荧光粉的混合物。 7、 根据权利要求 1所述的 LED封装结构， 其特征在于： 所述基板为硅片、 陶瓷片、 印刷电 路板、 金属基印刷电路板或者玻璃片。 8、 一种 LED封装方法， 其特征在于包括如下步骤： S1 : 在基板上形成凸壁； S2: 将至少一个 LED芯片固设于凸壁形成的限制区域内的基板上； S3： 在凸壁形成的限制区域的上方进行点胶， 形成胶体透镜将 LED芯片与外界隔离。 9、 根据权利要求 8所述的封装方法， 其特征在于： 通过光刻工艺在基板上形成所述凸壁。 10、 根据权利要求 8所述的封装方法， 其特征在于： 首先通过预成型形成所述凸壁， 然后再 将凸壁粘合在基板。 11、 根据权利要求 8所述的封装方法， 其特征在于： 所述凸壁的材料为金属、 氧化物、 氮化 物、 聚酰亚胺或者是固化后永久使用的光刻胶。 12、 根据权利要求 8所述的封装方法， 其特征在于： 所述胶体透镜的材料为环氧树脂、 硅胶、 环氧或硅胶的改性材料， 或者是环氧树脂或硅胶与荧光粉的混合物。 |
本发明属于光电器件的制造领域， 涉及一种 LED的封装结构及其制造方法。 背景技术
发光二极管 （LED) 光源具有高效率、 长寿命、 不含 Hg等有害物质的优点。 随着 LED 技术的迅猛发展， LED的亮度、寿命等性能都得到了极大的提升， 使得 LED的应用领域越来 越广泛， 从路灯等室外照明到装饰灯等室内照明， 均纷纷使用或更换成 LED作为光源。
在 LED的封装结构中， 为了提升 LED的亮度并达到更好的可靠性效果， 通常会在 LED 表面使用硅胶或环氧树脂等做成半球形或其他 形状的透镜以提高 LED的出光率。 目前， 主要 通过两种封装工艺来形成 LED表面的透镜。 一种是通过模具在 LED表面形成透镜， 另一种 是首先将透镜注塑成型， 然后再将透镜通过涂胶或灌胶的方式粘贴在 LED表面。
如公开号为 CN101162750的中国专利申请公开了一种底部注胶 镜成型的功率 LED及 其制造方法， 包括步骤： 在基板上设置注胶孔和排气孔， 在基板上安装 LED芯片并完成电气 连接后， 将用于透镜成型的模具压在基板上， 从基板底部注胶孔注入封装胶体， 待注胶完成 胶体固化后取下模具， 完成 LED芯片的封装透镜的成型。 但是， 这种制造方法需要使用透镜 成型的模具， 且生产工艺比较复杂。 如果用自动机台进行模造， 则对于机台的投入将非常高， 但产能却较低； 如果采用简单的治具来进行模造， 又难以控制透镜的质量和 LED封装的过程 质量。
又如公开号为 CN101404317的中国专利申请公开了一种大功率白 LED封装方法， 包 括： 步骤一： 提供两片电极片及安装两片电极片的基座； 步骤二： 将 LED晶片固定在上述基 座内， 并进行烘烤； 步骤三： 焊线， 使 LED晶片的正负极分别与所述两片电极片电连接 ； 步 骤四： 将以透镜封盖住所述基座， 并使该透镜与基座粘合； 步骤五： 烘烤使上述部件固定成 型。但是这种将注塑成型的透镜粘贴在 LED晶片表面的封装方法会产生透镜与封装材料 之间 的界面， 所述界面将会造成出光率的一定损失； 并且相异材料的界面在长期使用的过程中也 会由于热失配等问题引起光衰减等问题； 同时这种封装方法在生产过程中也存在着对封 装质 量难以管控且难以实现自动化生产的问题。 发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不 足， 提供一种低成本、 品质可控的无模具 直接成型的 LED封装结构。
同时， 本发明还提供了所述 LED封装结构的封装方法。
一种 LED封装结构， 其包括基板、 LED芯片、 一个或者多个凸壁， 以及由凸壁限制成 型的胶体透镜。所述凸壁设置在基板上， 至少一个 LED芯片设置在凸壁包围的区域内的基板 上， 该凸壁包围的区域内设置有包裹 LED芯片的胶体透镜。所述胶体透镜是通过将液 态胶体 放置在凸壁限制的区域内， 利用液体的表面张力形成所需的胶体形状， 并固化成型。
一种 LED封装方法， 其特征在于包括如下步骤：
S1 : 在基板上形成凸壁；
S2: 将至少一个 LED芯片固设于凸壁形成的限制区域内的基板上 ；
S3： 在凸壁形成的限制区域的上方进行点胶， 形成胶体透镜将 LED芯片与外界隔离。 相对于现有技术， 本发明的 LED封装结构简单合理， 易于生产及提高产率。
相对于现有技术， 本发明的 LED封装方法可直接在 LED芯片上方进行点胶工艺， 同时 利用凸壁的结构防止封胶流体的向外扩展， 形成形状规则的封胶透镜， 工艺简单， 品质可控， 同时适合晶圆级封装， 封装效率高且生产成本低。
为了能更清晰的理解本发明， 以下将结合附图说明阐述本发明的具体实施方 式。 附图说明
图 1是本发明 LED封装结构第一实施例的剖面示意图。
图 2是图 1所示 LED封装结构的俯视图。
图 3a， 3b和 3c是本发明 LED封装结构第一实施例的封装流程中各步骤的 封装结构剖 面示意图。
图 4是本发明 LED封装结构的在圆片上的俯视图。
图 5是本发明 LED封装结构第二实施例的剖面示意图。
图 6是图 5所示 LED封装结构的俯视图。
图 7是本发明 LED封装结构第三实施例的剖面示意图。
图 8是图 7所示 LED封装结构的俯视图。 具体实施方式 实施例 1
请同时参阅图 1和图 2，其中， 图 1是本发明 LED封装结构的第一实施例的剖面示意图， 图 2是图 1所示 LED封装结构的俯视图。该 LED封装结构包括基板 10、 LED芯片 20、 凸壁 30以及胶体透镜 40。 该凸壁 30设置在该基板 10上形成一个限制区域， 至少一个 LED芯片 20设置在凸壁 30的限制区域内并固定在基板 10上。该胶体透镜 40设置在所述 LED芯片 20 表面， 并将 LED芯片 20包裹在内。
具体的， 所述基板 10 可以是硅片、 陶瓷片、 印刷电路板 （PCB )、 金属基印刷电路板 (MCPCB) 或者玻璃片。
所述凸壁 30的宽度为 10um~5000um， 高度为 5um~5000um。 所述凸壁 30可以是圆弧环 形， 或多边形环形， 或由圆弧与多边形组合围成的环形， 或者是断续型的围闭结构。 所述凸 壁的材料为硅胶， 环氧树脂， 金属、 氧化物、 氮化物、 聚酰亚胺或者是固化后永久使用的光 刻胶， 或者是这些材料的混合物。
所述胶体透镜的材料为环氧树脂、 硅胶、 环氧或硅胶的改性材料， 或者是上述几种材料 与荧光粉的混合物。
请参阅图 3a， 3b和 3c， 其是本发明 LED封装结构的封装流程中各步骤的封装结构剖 面 示意图。 本发明的 LED封装结构可以通过以下步骤形成：
S1 : 在基板 10上形成凸壁 30。 该凸壁 30可以通过光刻成型的工艺形成， 亦可以首先通 过预成型形成凸壁 30， 然后再将凸壁 30粘合在基板 10上的工艺形成。
S2: 将至少一个 LED芯片 20固设于基板 10， 并位于凸壁 30形成的限制区域内。
S3： 在基板 10上形成胶体透镜 40。 具体的， 在凸壁 30形成的限制区域的上方进行点胶 工艺， 胶水滴至限制区域内的基板 10上将 LED芯片 20包裹在内。 同时， 由于胶体为流体， 则凸壁 30此时限制胶体向外扩展， 并且由于胶体的表面张力作用， 胶体固化后在丄 ED芯片 20上方形成球体状的胶体透镜 40。在此封装步骤中， 可以根据胶水特性并通过控制点胶量来 形成各种表面球体形状以及不同尺寸规格的胶 体透镜 40， 从而达到各种不同的出光效果。
请参阅图 4， 其是本发明 LED封装结构的在圆片上的俯视图。 在本发明的封装工艺中， 可以在一个晶圆片上同时形成多个 LED封装结构， 晶圆的尺寸为 2英寸到 12英寸都可以实 现。该 LED封装结构也可以在陶瓷基板、金属基 PCB基板上形成。陶瓷基板或者金属基 PCB 基板的尺寸没有限制。 在相同的晶圆或者同一块基板上， 用相同的工艺过程， LED封装结构 的尺寸可以根据设计需求调整， 之后再进行分割工艺， 从而提高生产效率。 实施例 2
请参阅图 5和图 6， 图 5是本发明 LED封装结构的第二实施例的剖面示意图， 图 6是图 5所示 LED封装结构的俯视图。 第二实施例的 LED封装结构与第一实施例的 LED封装结构 大致相同， 其区别仅在于： 在基板 10上设置内凸壁 32和外凸壁 34， 外凸壁 34的半径大于 内凸壁 32的半径。一个 LED芯片 20设置在内凸壁 32的限制区域内并固定在基板 10上。其 中， 内凸壁 32用于荧光粉和硅胶的混合物形成的荧光粉层 50的涂覆， 外凸壁 34用于胶体透 镜 40的成型封装。该荧光粉层 50和胶体透镜 40都是利用液态边缘被凸壁局限后由表面张力 自然成型的原理。 凸壁环的数目可以不受限制， 视工艺需要而定， 原理都是液滴在环状凸壁 局限的情况下在表面张力的作用下自然成型。 实施例 3
请参阅图 7和图 8， 图 7是本发明 LED封装结构的第三实施例的剖面示意图， 图 8是图
7所示 LED封装结构的俯视图。 第三实施例的 LED封装结构与第二实施例的 LED封装结构 大致相同， 其区别仅在于： 多个 LED芯片 20设置在内凸壁 32的限制区域内并固定在基板 10上。 所述多个 LED芯片 20的尺寸可以是相同， 也可以是不同尺寸的芯片组合。 多个 LED 芯片 20的种类也可以不同， 由发出不同光的芯片组成多芯片的模组。
相对于现有技术， 本发明可以直接在 LED芯片上进行点胶工艺形成封胶透镜， 同时利用 凸壁的结构防止封胶流体的向外扩展， 形成形状规则的封胶透镜， 工艺简单， 品质可控， 同 时适合晶圆级封装， 封装效率高且生产成本低。
本发明并不局限于上述实施方式， 如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明 的精神 和范围， 倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和 等同技术范围之内， 则本发明也意图 包含这些改动和变形。