[发明专利]LED阵列封装的晶圆级封装方法及其制造的LED封装器件

说明书

发明背景

采用高亮度发光二极管(HB-LED)进行固态照明(SSL)是普通照明 应用的新兴趋势。预计在接下来的五到十年之间，传统的白炽灯和荧 光灯照明，将大部分会被固态照明所取代。当前有两个主要因素抑制 了用于固态照明应用的HB-LED的普及：一个是其光电效率，另一个是 其成本。这两个因素都与LED的封装有密切关系。当前，几乎所有的 LED都在单组件基底上封装。这种组件级封装方法生产量较低，因此 很难实现大规模的自动化生产，而这对于低成本制造是个重要因素。 所以，在LED产业中需要一种更加高效的封装方法。

现有技术

图1示出一LED封装器件的剖视图。在这种封装器件中，LED芯 片是粘合到一展平的硅过渡基板(submount)上的倒焊晶片(flip chip)，该硅过渡基板包括用于在LED和该过渡基板之间电连接的金 属电路(未示出)。然后，该过渡基板与粘合在一起的LED芯片被连 接至散热片。而且，包括被塑料壳体支撑的引线的LED封装器件被打 线粘合到硅过渡基板从而实现电连接。接着一预先制好的透镜(密封 剂)覆盖住LED芯片、线路和过渡基板。整个封装器件最终被安装到 进行电信号分布和散热的载板(诸如PCB板)上。

该方法因为其复杂的结构，成本较高。而且，LED芯片被单独封装， 这意味着其不可能实现提供高产量和低成本的晶圆级封装。

发明内容

在本发明中，提供了一种用于LED阵列密封的晶圆级封装方法及 相应制造的LED封装器件。该方法无需额外的诸如塑料外壳的辅助结 构来形成封装，并能够在晶圆上封装LED阵列，因此适合晶圆级封装。 在该方法中，LED芯片阵列首先安装在硅晶圆上。该硅晶圆预制有凹 槽结构，该凹槽结构可用做在接下来封装过程中的环氧树脂流体的阻 挡装置(stopper)。环氧树脂密封剂从注射器中滴到LED芯片上，并 接着以紫外光或热进行固化从而完成该封装过程。

本发明还提供一种用于LED阵列封装的基板级封装方法及相应制 造的LED器件。在该方法中，首先在基板上制备凹槽，所述基板可选 自晶圆、PCB板、BT板、玻璃板、陶瓷板、或者塑料板；随后在所述 基板上沉积导电层；将LED芯片安放在所述基板上；接着将密封剂滴 于所述基板上，并将密封剂用紫外线照射或加热的方法加以固化，以 实现对LED芯片的密封。

上述方法易于实现自动化，有利于提高生产效率、增加生产产量 并降低LED封装的生产成本。

附图说明

图1示出传统LED封装器件的剖视图；

图2示出本发明实施方案的剖视图；

图3示出在晶圆上有密封剂的LED阵列的透视图，用以说明采用 本发明的方法将LED阵列在晶圆上直接密封；

图4示出从晶圆到单个组件的封装LED的单元切割过程，将带有 LED阵列的晶圆切割后直接得到可用的LED器件；

图5(a)示出根据本发明实施方案的LED封装器件的剖视图；

图5(b)示出根据本发明实施方案的LED封装器件的俯视图(密封 剂未示出)，其中采用了圆形单槽选项工艺；

图5(c)示出采用本发明的方形单槽选项工艺的LED器件的俯视 图；

图6(a)示出采用本发明的圆形双槽选项工艺的LED器件的俯视 图；

图6(b)示出采用本发明的方形双槽选项工艺的LED器件的俯视 图。

具体实施方式

在下文中将参考附图详细描述本发明的优选实施方案。现在参考 附图，其中不同附图中的相同参考数字代表相同或相似的部件。此外， 对于本发明基本点而言，被认为不必要的已知功能和结构不再赘述。

图2示出本发明实施方案的剖视图。图中所示器件包括一片晶圆 201、图案化导电层202a和202b、预先蚀刻的凹槽203a和203b、带 有焊球204a和204b的LED芯片205a及205b，以及被注射针管207 沉积的密封剂206a和206b。

本发明的方法从一片晶圆201开始。详细过程如下所述：