專利名稱：功率型電極上下設(shè)置的led集成封裝器件及其封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED集成封裝器件及其封裝方法，特別是一種功率型電極上下設(shè)置的LED集成封裝器件及其封裝方法。
背景技術(shù)：
LED (發(fā)光二極管)集成封裝因其總體積小，每瓦功率單價(jià)低，配光較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)， 已成為一種照明封裝趨勢(shì)。目前，市場(chǎng)上白光集成封裝用的芯片主要為同側(cè)電極藍(lán)寶石襯底LED芯片，因其 LED芯片襯底藍(lán)寶石是絕緣的，所以在集成封裝時(shí)能夠根據(jù)器件需要做成所需的串并聯(lián)電路。如圖1為一典型同側(cè)電極LED芯片的串聯(lián)結(jié)構(gòu)圖，其中1為導(dǎo)電的鋁塊，2為金屬鍵合線，3為N型歐姆接觸電極，4為N型外延層，5為P型歐姆接觸電極，6為P型外延層，7為絕緣的藍(lán)寶石襯底。對(duì)于電極在芯片上下兩側(cè)的LED芯片，S卩電極上下設(shè)置的LED芯片，也稱薄膜轉(zhuǎn)移芯片，比較容易實(shí)現(xiàn)并聯(lián)，如圖2所示，其中1為導(dǎo)電的鋁塊，2為金屬鍵合線，3為N型歐姆接觸電極，4為N型外延層，5為P型歐姆接觸電極，6為P型外延層。由于芯片底部為一導(dǎo)電電極P型歐姆接觸電極5，在導(dǎo)電的鋁塊上無法形成串聯(lián)電路，所形成的多芯片集成器件驅(qū)動(dòng)電壓低，電流極大，對(duì)于LED器件應(yīng)用及能源轉(zhuǎn)換效率均不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有散熱效果好，高驅(qū)動(dòng)電壓，發(fā)光效率高的功率型電極上下設(shè)置的LED集成封裝器件及其封裝方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種功率型電極上下設(shè)置的LED集成封裝器件，包括上下設(shè)置電極的LED芯片的N型歐姆接觸電極、N型外延層、P型外延層和P型歐姆接觸電極自上而下依次疊加；在鋁塊上設(shè)有絕緣層，互相隔離的反射線路層排列組合在絕緣層上，所述上下設(shè)置電極的LED芯片的P型歐姆接觸電極端固晶在各自的反射線路層上；金屬鍵合線將第一排的LED芯片中的第一個(gè)LED芯片的N型歐姆接觸電極與第二個(gè)LED芯片的反射線路層連接，金屬鍵合線將第二個(gè)LED芯片的N型歐姆接觸電極與第三個(gè)LED芯片的反射線路層連接，以此類推，金屬鍵合線將第m個(gè)LED芯片的N型歐姆接觸電極與第m+1個(gè)LED芯片的反射線路層連接，直至第一排的全部LED芯片連接成第一排LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)；第二排的全部LED芯片也同第一排的LED芯片一樣連接成第二排LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)，以此類推，第 k排的全部LED芯片也同第一排的LED芯片一樣連接成第k排LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)；第一排至第k排中各排的LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)的第一個(gè)LED芯片的反射線路層都與位于絕緣層一端的陽極接出端連接，第一排至第k排中各排的LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)的最后一個(gè)LED芯片的N 型歐姆接觸電極都與位于絕緣層另一端的陰極接出端連接，形成第一排至第k排中各排的 LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)的并聯(lián)；最后涂覆熒光粉，包覆封裝。所述絕緣層是厚度為1_30μπι的氧化鋁層，絕緣層的氧化鋁層優(yōu)選厚度為15-25 μ m。所述反射線路層是厚度為10-100 μ m的銀層，反射線路層的銀層優(yōu)選厚度為 50-80 μ m。所述金屬鍵合線為金線、鋁線或者銅線。一種功率型電極上下設(shè)置的LED集成封裝器件的封裝方法，包括下列步驟
a)在鋁塊上通過濕法氧化法或者電解氧化法制備一層絕緣層；
b)在形成之后的絕緣層上通過真空蒸發(fā)法或者磁控濺射法制備互相隔離排列組合的反射線路層；
c)將上下設(shè)置電極的LED芯片的P型歐姆接觸電極端固晶在各自的反射線路層上；
d)用金屬鍵合線將第一排的LED芯片中的第一個(gè)LED芯片的N型歐姆接觸電極與第二個(gè)LED芯片的反射線路層連接，用金屬鍵合線將第二個(gè)LED芯片的N型歐姆接觸電極與第三個(gè)LED芯片的反射線路層連接，以此類推，用金屬鍵合線將第m個(gè)LED芯片的N型歐姆接觸電極與第m+1個(gè)LED芯片的反射線路層連接，直至第一排的全部LED芯片連接成第一排LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)；第二排的全部LED芯片也同第一排的LED芯片一樣連接成第二排LED 芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)，以此類推，第k排的全部LED芯片也同第一排的LED芯片一樣連接成第k排 LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)；第一排至第k排中各排的LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)的第一個(gè)LED芯片的反射線路層都與位于絕緣層一端的陽極接出端連接，第一排至第k排中各排的LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)的最后一個(gè)LED芯片的N型歐姆接觸電極都與位于絕緣層另一端的陰極接出端連接，形成第一排至第k排中各排的LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)的并聯(lián)；最后涂覆熒光粉，包覆封裝；
固晶在排列組合的反射線路層上的上下設(shè)置電極的LED芯片串聯(lián)的個(gè)數(shù)按所需驅(qū)動(dòng)電壓確定，所述LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)并聯(lián)的排數(shù)按所需電流確定；所述金屬鍵合線為金線、鋁線或銅線；
e)涂覆熒光粉，包覆封裝。本發(fā)明的有益效果是
1、本發(fā)明能將排列組合的上下設(shè)置電極的LED芯片串聯(lián)、并聯(lián)連接，使之具有高驅(qū)動(dòng)電壓，發(fā)光效率高，克服了現(xiàn)有的上下設(shè)置電極的LED芯片在導(dǎo)電鋁塊上無法形成串聯(lián)電路，致使驅(qū)動(dòng)電壓低、電流極大的不足。排列組合中上下設(shè)置電極的LED芯片串聯(lián)的個(gè)數(shù)按所需驅(qū)動(dòng)電壓確定，并聯(lián)的排數(shù)按所需電流確定；
2、本發(fā)明的絕緣層是厚度為1-30μ m的氧化鋁層，絕緣層的優(yōu)選厚度為15-25μπι，氧化鋁層比常規(guī)的有機(jī)絕緣層的導(dǎo)熱性好，大大提高了絕緣層的散熱效果，進(jìn)而提高了功率型LED集成封裝器件的壽命；
3、反射線路層可以有效的對(duì)LED底部的光束進(jìn)行反射，顯著提高出光效率。


圖1是同側(cè)電極的LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是上下設(shè)置電極的LED芯片并聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是單排功率型電極上下設(shè)置的LED芯片的串聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是功率型電極上下設(shè)置的LED芯片的串并聯(lián)結(jié)構(gòu)俯視圖。圖5是圖4所示串并聯(lián)結(jié)構(gòu)電路原理圖。圖6是圖3的局部放大圖(畫出上下設(shè)置電極的LED芯片的組成部分)。附圖中1 一鋁塊，2 —金屬鍵合線，3— N型歐姆接觸電極，4一 N型外延層，5- P型歐姆接觸電極，6 -P型外延層，7—藍(lán)寶石襯底，8 —絕緣層，9 一反射線路層，10 —上下設(shè)置電極的LED芯片，11 陽極接出端，12 —陰極接出端。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。實(shí)施例1如附圖3-6所示一種功率型電極上下設(shè)置的LED集成封裝器件，包括上下設(shè)置電極的LED芯片10的N型歐姆接觸電極3、N型外延層4、P型外延層6和P型歐姆接觸電極5自上而下依次疊加。在鋁塊1上設(shè)有絕緣層8，互相隔離的反射線路層9排列組合在絕緣層8上，所述上下設(shè)置電極的LED芯片10的P型歐姆接觸電極5端固晶在各自的反射線路層9上；金屬鍵合線2將第一排的LED芯片10中的第一個(gè)LED芯片10的N型歐姆接觸電極3與第二個(gè)LED芯片10的反射線路層9連接，金屬鍵合線2將第二個(gè)LED芯片 10的N型歐姆接觸電極3與第三個(gè)LED芯片10的反射線路層9連接，金屬鍵合線2將第三個(gè)LED芯片10的N型歐姆接觸電極3與第四個(gè)LED芯片10的反射線路層9連接，至此第一排的全部LED芯片10連接成第一排LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)；第二排的全部LED芯片10也同第一排的LED芯片一樣連接成第二排LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)；第一排及第二排LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)的第一個(gè)LED芯片10的反射線路層9都與位于絕緣層8 一端的陽極接出端11連接，第一排及第二排LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)中的第四個(gè)LED芯片10的N型歐姆接觸電極3都與位于絕緣層8另一端的陰極接出端12連接，形成第一排及第二排的LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)的并聯(lián)； 最后涂覆熒光粉，包覆封裝。所述絕緣層8是厚度為20 μ m的氧化鋁層。所述反射線路層9是厚度為60_70 μ m 的銀層。所述金屬鍵合線2為銅線。實(shí)施例2 —種功率型電極上下設(shè)置的LED集成封裝器件的封裝方法，包括下列步驟
a)在鋁塊1上通過濕法氧化法或者電解氧化法制備一層絕緣層8；
b)在形成之后的絕緣層8上通過真空蒸發(fā)法或者磁控濺射法制備互相隔離排列組合的反射線路層9 ；
c)將上下設(shè)置電極的LED芯片10的P型歐姆接觸電極5端固晶在各自的反射線路層 9上；
d)用金屬鍵合線2將第一排的LED芯片10中的第一個(gè)LED芯片10的N型歐姆接觸電極3與第二個(gè)LED芯片10的反射線路層9連接，用金屬鍵合線2將第二個(gè)LED芯片10 的N型歐姆接觸電極3與第三個(gè)LED芯片10的反射線路層9連接，以此類推，用金屬鍵合線2將第m個(gè)LED芯片10的N型歐姆接觸電極3與第m+1個(gè)LED芯片10的反射線路層9 連接，直至第一排的全部LED芯片10連接成第一排LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)；第二排的全部LED 芯片10也同第一排的LED芯片10 —樣連接成第二排LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)，以此類推，第k排的全部LED芯片10也同第一排的LED芯片10 —樣連接成第k排LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)；第一排至第k排中各排的LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)的第一個(gè)LED芯片10的反射線路層9都與位于絕緣層8 —端的陽極接出端11連接，第一排至第k排中各排的LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)的最后一個(gè) LED芯片10的N型歐姆接觸電極3都與位于絕緣層8另一端的陰極接出端12連接，形成第一排至第k排中各排的LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)的并聯(lián)；固晶在排列組合的反射線路層9上的上下設(shè)置電極的LED芯片10串聯(lián)的個(gè)數(shù)按所需驅(qū)動(dòng)電壓確定，所述LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)并聯(lián)的排數(shù)按所需電流確定；
e)涂覆熒光粉，包覆封裝。
權(quán)利要求
1.一種功率型電極上下設(shè)置的LED集成封裝器件，包括上下設(shè)置電極的LED芯片(10) 的N型歐姆接觸電極(3)、N型外延層(4)、P型外延層(6)和P型歐姆接觸電極(5)自上而下依次疊加，其特征在于在鋁塊(1)上設(shè)有絕緣層(8)，互相隔離的反射線路層(9)排列組合在絕緣層(8)上，所述上下設(shè)置電極的LED芯片(10)的P型歐姆接觸電極(5)端固晶在各自的反射線路層(9)上；金屬鍵合線(2)將第一排的LED芯片(10)中的第一個(gè)LED芯片 (10)的N型歐姆接觸電極(3)與第二個(gè)LED芯片(10)的反射線路層(9)連接，金屬鍵合線 (2)將第二個(gè)LED芯片(10)的N型歐姆接觸電極(3)與第三個(gè)LED芯片(10)的反射線路層 (9)連接，以此類推，金屬鍵合線(2)將第m個(gè)LED芯片(10)的N型歐姆接觸電極(3)與第 m+1個(gè)LED芯片(10)的反射線路層(9)連接，直至第一排的全部LED芯片(10)連接成第一排LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)；第二排的全部LED芯片(10)也同第一排的LED芯片(10) —樣連接成第二排LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)，以此類推，第k排的全部LED芯片(10)也同第一排的LED芯片(10)—樣連接成第k排LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)；第一排至第k排中各排的LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)的第一個(gè)LED芯片(10)的反射線路層(9)都與位于絕緣層(8)—端的陽極接出端(11)連接，第一排至第k排中各排的LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)的最后一個(gè)LED芯片(10)的N型歐姆接觸電極(3)都與位于絕緣層(8)另一端的陰極接出端(12)連接，形成第一排至第k排中各排的LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)的并聯(lián)；最后涂覆熒光粉，包覆封裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種功率型電極上下設(shè)置的LED集成封裝器件，其特征在于 所述絕緣層(8)是厚度為1-30 μ m的氧化鋁層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種功率型電極上下設(shè)置的LED集成封裝器件，其特征在于 所述絕緣層(8)的氧化鋁層優(yōu)選厚度為15-25 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種功率型電極上下設(shè)置的LED集成封裝器件，其特征在于 所述反射線路層(9)是厚度為10-100 μ m的銀層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種功率型電極上下設(shè)置的LED集成封裝器件，其特征在于 所述反射線路層(9)的銀層優(yōu)選厚度為50-80 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種功率型電極上下設(shè)置的LED集成封裝器件，其特征在于 所述金屬鍵合線(2)為金線、鋁線或銅線。
7.—種權(quán)利要求1所述功率型電極上下設(shè)置的LED集成封裝器件的封裝方法，包括下列步驟a)在鋁塊(1)上通過濕法氧化法或者電解氧化法制備一層絕緣層(8)；b)在形成之后的絕緣層(8)上通過真空蒸發(fā)法或者磁控濺射法制備互相隔離排列組合的反射線路層(9);c)將上下設(shè)置電極的LED芯片(10)的P型歐姆接觸電極(5)端固晶在各自的反射線路層(9)上；d)用金屬鍵合線(2)將第一排的LED芯片(10)中的第一個(gè)LED芯片(10)的N型歐姆接觸電極(3)與第二個(gè)LED芯片(10)的反射線路層(9)連接，用金屬鍵合線(2)將第二個(gè) LED芯片(10)的N型歐姆接觸電極(3)與第三個(gè)LED芯片(10)的反射線路層(9)連接，以此類推，用金屬鍵合線(2)將第m個(gè)LED芯片(10)的N型歐姆接觸電極(3)與第m+1個(gè)LED 芯片(10)的反射線路層(9)連接，直至第一排的全部LED芯片(10)連接成第一排LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)；第二排的全部LED芯片(10)也同第一排的LED芯片(10)—樣連接成第二排LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)，以此類推，金屬鍵合線(2)將第m個(gè)LED芯片(10)的N型歐姆接觸電極(3) 與第m+1個(gè)LED芯片(10)的反射線路層(9)連接，直至第一排的全部LED芯片(10)連接成第一排LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)；第二排的全部LED芯片(10)也同第一排的LED芯片(10) —樣連接成第二排LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)，以此類推，第k排的全部LED芯片(10)也同第一排的LED 芯片(10)—樣連接成第k排LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)；第一排至第k排中各排的LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)的第一個(gè)LED芯片(10)的反射線路層(9)都與位于絕緣層(8)—端的陽極接出端(11) 連接，第一排至第k排中各排的LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)的最后一個(gè)LED芯片(10)的N型歐姆接觸電極(3)都與位于絕緣層(8)另一端的陰極接出端(12)連接，形成第一排至第k排中各排的LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)的并聯(lián)；固晶在排列組合的反射線路層(9)上的上下設(shè)置電極的LED 芯片(10)串聯(lián)的個(gè)數(shù)按所需驅(qū)動(dòng)電壓確定，所述LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)并聯(lián)的排數(shù)按所需電流確定；e)涂覆熒光粉，包覆封裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種功率型電極上下設(shè)置的LED芯片的集成封裝器件及其封裝方法，在鋁塊上設(shè)有絕緣層，互相隔離的反射線路層排列組合在絕緣層上，LED芯片的P型歐姆接觸電極端固晶在各自的反射線路層上；金屬鍵合線將第一排的第一個(gè)LED芯片的N型歐姆接觸電極與第二個(gè)LED芯片的反射線路層連接，直至第一排的全部LED芯片連接成第一排LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)，第一排至第k排LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)的第一個(gè)反射線路層都與陽極接出端連接，其中最后一個(gè)LED芯片的N型歐姆接觸電極都與陰極接出端連接，形成第一排至第k排LED芯片串聯(lián)結(jié)構(gòu)的并聯(lián)；最后涂覆熒光粉，包覆封裝。本發(fā)明具有散熱效果好，高驅(qū)動(dòng)電壓，發(fā)光效率高的有益效果。
文檔編號(hào)H01L33/48GK102194808SQ20111011851
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者萬齊欣, 劉衛(wèi)云, 熊志華, 邵碧琳 申請(qǐng)人:江西科技師范學(xué)院