[发明专利]采用旋胶和光刻工艺封装发光二极管的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件的制造方法，特别涉及一种采用旋胶和光刻工艺封装发光二极管的方法。

技术背景

现有的高亮度白光发光二极管LED是由各色光混合而成。如利用红、绿、蓝三色芯片组合后通过光学透镜混合形成白光，或采用紫光或者紫外光激发RGB(红绿蓝)荧光粉获得白光，或者采用蓝光激发黄色荧光粉获得白光。其中采用蓝光LED芯片激发YAG黄色荧光粉产生白光应用最多，通过把YAG黄色荧光粉掺到环氧树脂或者硅胶中，混合均匀后以涂覆或者点胶的方式涂覆在蓝光芯片上。这种方法的缺点在于如果在封装过程中黄色荧光粉的涂覆剂量控制不准，或者不能根据芯片的形状进行保形涂覆则会出现出射光偏蓝或者偏黄的现象。在实际操作中可以发现由于环氧树脂或者硅胶流动性很强，采用机械或手工方法进行涂覆时混合有荧光粉的封装胶液不能在芯片的表面和四周形成均匀的涂覆层，从而使白光LED品质难以保证。为了克服这个缺陷，人们提出把混合有荧光粉的胶液先固化成胶片，然后粘贴在发光芯片之上。但该方法同样不能保证芯片的侧边均匀地涂覆荧光粉；由于发光芯片和胶片之间很难保证无隙粘合，致使光在没有完全粘合的界面上发生多次反射和折射，造成出光效率的下降；此外，由于每一个发光芯片都要粘贴固化后的胶片，生产效率很低，不利于规模化生产，且这种封装方法只适合于倒装芯片，应用上受到很大限制。而对于需要提高光通量的发光二极管芯片阵列封装，现有的封装方法生产效率很低，不利于规模化生产，且产品性能受工艺影响很大，可靠性较差。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术中存在的缺陷，提供了一种采用旋胶和光刻工艺封装发光二极管(LED)的方法。本发明主要包括：单色发光芯片、引线、荧光粉胶层、晶圆片基板，其特征在于所述荧光粉胶层采用旋胶工艺制作，所述旋胶工艺是在晶圆片旋转时滴入含有荧光粉胶液使胶液均匀分散并涂于晶圆片上，在单色发光芯片阵列的晶圆片基板表面形成一层厚度均匀的含荧光粉胶层，并采用光刻、显影、固化、切割工艺完成白光LED的封装。荧光粉胶层的厚度为0.1～1.0mm，荧光粉胶液粘度为1000cP-5000cP，旋胶工艺中晶圆片转速与胶液粘度有关，一般控制为300～2000转/分，晶圆片基板为硅圆片或陶瓷片Al₂O₃、SiC、AlN。本发明的优点是采用旋胶和光刻工艺封装使芯片表面含荧光粉胶层的厚度可准确控制，提高了白光LED的光色质量和发光均匀性，并且提高了封装生产效率。

附图说明

图1a含单色发光芯片和电极阵列的芯片基板俯视图；

图1b含单色发光芯片和电极阵列的芯片基板剖面图；

图2本发明的旋胶工艺示意图；

图3本发明制备的白光LED单体结构剖面图。

11芯片基板、12电极、13单色发光芯片、14荧光粉胶层、15荧光粉、16滴管。

具体实施方式

实施例1

下面结合附图进一步说明本发明的实施例：

参见图1a和图1b，采用多层外延及光刻、刻蚀工艺，在芯片基板11上制作成阵列的GaN蓝色发光芯片13和电极12；

本发明采用旋胶和光刻工艺，旋胶工艺是指在芯片基板11旋转时滴入含有荧光粉胶液14，使胶液均匀分散并涂覆于芯片基板11上，在含GaN蓝光芯片阵列13的芯片基板11表面形成一层厚度均匀的含荧光粉胶层14，并采用光刻、显影、固化、切割工艺，实现白光LED封装。参见图2，其具体工艺步骤如下：

1)在光刻间内，将铝钇石榴石(YAG)黄色荧光粉15掺加到光敏硅胶液体中，并混合均匀；

2)通过真空吸附，将芯片基板11固定在吸盘上，并使芯片基板11以500转/分的速度旋转；

3)采用滴管16将含荧光粉胶液14点滴到芯片基板11上，胶液粘度为2000cP，胶液逐渐向外扩散，此时提高旋转速度，使转速达到1000转/分，从而使胶液均匀分布在芯片基板11表面，得到的荧光粉胶层14的厚度为0.5mm；

4)采用光刻、显影、热固化工艺，使芯片基板11上的电极12外露，切割后完成对白光LED的封装。参见图3。

在上述实施方式中，所述发光芯片还可为紫光芯片或紫外光芯片，则相应的荧光粉是RGB(红绿蓝)三色荧光粉。