發(fā)光元件及具有該發(fā)光元件的發(fā)光裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種發(fā)光元件及具有該發(fā)光元件的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光元件包括：LED芯片，具有兩個(gè)相對(duì)的上表面、底表面及連接上表面和底表面的側(cè)表面，所述底表面具有電極；封裝膠，覆蓋所述芯片的上表面和側(cè)表面；非金屬反射層，直接形成于所述整個(gè)發(fā)光元件底表面的封裝膠部分，用于反射發(fā)光元件向下出射的光，提高發(fā)光元件的亮度。
【專利說(shuō)明】發(fā)光元件及具有該發(fā)光元件的發(fā)光裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種發(fā)光元件。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(英文為L(zhǎng)ight Emitting D1de，簡(jiǎn)稱LED)是利用半導(dǎo)體的P-N結(jié)電致發(fā)光原理制成的一種半導(dǎo)體發(fā)光器件。LED具有環(huán)保、亮度高、功耗低、壽命長(zhǎng)、工作電壓低、易集成化等優(yōu)點(diǎn)，是繼白熾燈、熒光燈和高強(qiáng)度放電(英文縮寫為HID)燈(如高壓鈉燈和金鹵燈)之后的第四代新光源。
[0003]近年來(lái)，由于熱阻低、封裝中無(wú)需焊線等優(yōu)點(diǎn)，LED倒裝芯片成為一種發(fā)展趨勢(shì)。更進(jìn)一步的，一種被稱為“無(wú)封裝LED”的概念被LED廠商提出，實(shí)際上是倒裝芯片結(jié)合含有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換物質(zhì)的封裝膠實(shí)現(xiàn)照明、背光等應(yīng)用方面需要的各種光，這種發(fā)光元件具有不需要封裝基板，也無(wú)需焊線的優(yōu)點(diǎn)。但是，在應(yīng)用端使用時(shí)，需要用回流焊等制程把此發(fā)光元件固定到印刷電路板(英文為Printed Circuit Board,簡(jiǎn)稱PCB )上,并實(shí)現(xiàn)電氣連接，如圖1所示。由于倒裝芯片的正負(fù)電極焊盤的間距很小(僅為幾百微米甚至更小)，在回流焊等電氣連接制程中很容易造成正負(fù)極之間的漏電；另外，PCB和發(fā)光元件僅在焊盤處為良好接觸，其他部分中間會(huì)留有空隙。而該發(fā)光元件發(fā)射的一部分光會(huì)向下出射，經(jīng)過(guò)空氣間隙散射后再被反射率并不高的PCB反射，再經(jīng)過(guò)空氣間隙散射才能向上或者側(cè)面出射，造成大量的光損失，影響亮度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型提供了一種發(fā)光元件結(jié)構(gòu)，解決了正負(fù)極間漏電和部分光損失的問(wèn)題。
[0005]—種發(fā)光兀件，包括:LED芯片，具有兩個(gè)相對(duì)的上表面、底表面及連接上表面和底表面的側(cè)表面，所述底表面具有電極；封裝膠，覆蓋所述芯片的上表面和側(cè)表面，與所述芯片底表面同側(cè)的部分為封裝膠的底面；非金屬反射層，直接形成于所述封裝膠的底面，用于反射發(fā)光元件向下出射的光，提高發(fā)光元件的亮度。
[0006]優(yōu)選的，所述非金屬反射層與封裝膠有良好的粘附性，根據(jù)封裝膠的種類，反射層可為硅基材料或者環(huán)氧基材料。
[0007]優(yōu)選的，所述非金屬反射層材料包含Al2O3, T12等。
[0008]優(yōu)選的，所述非金屬反射層除覆蓋所述發(fā)光元件底面的封裝膠部分，還覆蓋所述芯片底表面電極之外的部分。
[0009]優(yōu)選的，所述非金屬反射層還可以部分覆蓋與所述封裝膠的側(cè)面。
[0010]優(yōu)選的，所述芯片電極之間填充防焊性材料，用于阻止漏電的發(fā)生。
[0011]優(yōu)選的，所述非金屬反射層為具有防焊性的材料。
[0012]優(yōu)選的，所述非金屬反射層的厚度為5 μ m-100 μ m。更佳的,厚度為20 μ m_50 μ m。
[0013]優(yōu)選的,所述非金屬反射層的反射率大于70%。更佳的，反射率大于90%。
[0014]優(yōu)選的，反射層可以為多層膜。
[0015]優(yōu)選的，所述封裝膠覆蓋與電極焊盤所在面呈夾角的芯片側(cè)面，以避免芯片發(fā)射的光線直接出射。
[0016]所述封裝膠包含波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換物質(zhì)，或者不包含波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換物質(zhì)，或者封裝膠為兩層結(jié)構(gòu)，其中靠近芯片的部分含有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換物質(zhì)，另一部分不含有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換物質(zhì)。
[0017]優(yōu)選的，所述封裝膠中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換物質(zhì)均勻分布于封裝膠中。
[0018]在本實(shí)用新型中，發(fā)光元件固定在PCB基板上時(shí)，由于芯片的電極間有防焊材料，阻止了漏電的發(fā)生；另外，封裝膠底部的反射層用于反射發(fā)光元件向下發(fā)射的光，提高了亮度。
[0019]所述封裝膠的正對(duì)電極焊盤的出光面為平面或者呈弧面，優(yōu)選的，該面可以包含微結(jié)構(gòu)。
[0020]前述發(fā)光元件可以通過(guò)下面方法制備獲得，具體包括下面步驟:1)提供倒裝芯片，具有兩個(gè)相對(duì)的上表面、底表面及連接上表面和底表面的側(cè)表面，所述底表面具有電極；2)將所述芯片的上表面朝上并以一定的間距整齊排列置于一載體上，用噴涂、旋涂、模塑等方式覆蓋封裝膠到芯片的表面和側(cè)面；3)翻轉(zhuǎn)，使有所述芯片的底表面朝上排列；4)利用光刻工藝使光阻遮擋芯片電極，露出其他部分；5)用噴涂、旋涂、蒸鍍等方式所述芯片的底表面和封裝膠的底表面上形成非金屬反射層；6)去除光阻,露出電極；7)切割,使發(fā)光元件相互獨(dú)立。其中，步驟2)到5)也可以使用網(wǎng)印的方式涂覆反射層。
[0021]前述發(fā)光元件可應(yīng)用于各種顯示系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、汽車尾燈等領(lǐng)域。
[0022]本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本實(shí)用新型的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，附圖數(shù)據(jù)是描述概要，不是按比例繪制。
[0024]圖1為現(xiàn)在技術(shù)的倒裝芯片結(jié)合含有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換物質(zhì)的封裝膠固于PCB的示意圖。
[0025]圖2為本實(shí)用新型之實(shí)施例1所述發(fā)光元件的剖面圖。
[0026]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1所述發(fā)光元件固于PCB的示意圖。
[0027]圖4顯示了實(shí)施例1所述發(fā)光元件的制作過(guò)程。
[0028]圖5?圖7顯示了實(shí)施例1所述發(fā)光元件的變形。
[0029]圖8為本發(fā)明之實(shí)施例2所述發(fā)光元件的剖面圖。
[0030]圖中各標(biāo)號(hào)表示如下:
[0031]101,201,301,401,601:倒裝芯片；
[0032]1011,2011,3011,4011,6011:倒裝芯片除電極部分；
[0033]1012，2012，3012，4012，6012:電極；
[0034]102, 202, 302,602:封裝膠；
[0035]203，303，403，603:非金屬反射層；
[0036]604:防焊層；
[0037]105,305:PCB與發(fā)光元件的電氣連接層；
[0038]106，306:PCB 板
[0039]1061,3061 =PCB 的金屬薄層
[0040]1062，3062 =PCB 的絕緣層
[0041]1063,3063:PCB 的導(dǎo)熱基板
[0042]407:光阻。

【具體實(shí)施方式】
[0043]下面結(jié)合示意圖對(duì)本實(shí)用新型所述的發(fā)光元件進(jìn)行詳細(xì)的描述，借此對(duì)本實(shí)用新型如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要說(shuō)明的是，只要不構(gòu)成沖突，本實(shí)用新型中的各個(gè)實(shí)施例以及各實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0044]實(shí)施例1
[0045]圖2為本實(shí)用新型公開的發(fā)光元件的一種結(jié)構(gòu)的示意圖。該發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)包括:倒裝芯片201 (包括電極2012和除電極的部分2011)，覆蓋于倒裝芯片出光面的封裝膠202，覆蓋于發(fā)光元件底面的封裝膠部分和倒裝芯片電極所在面除電極2012外的部分的非金屬反射層203。倒裝芯片201除電極2012露出外，其他部分都被覆蓋，其中電極正對(duì)的上出光面以及側(cè)面出光面被封裝膠202覆蓋，發(fā)光元件底面的封裝膠202和電極焊盤外的部分被反射層203覆蓋。
[0046]在本實(shí)施例中，封裝膠202為含有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換物質(zhì)的硅膠、環(huán)氧樹脂等材料，其中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換物質(zhì)可采用熒光粉等材料，并均勻地分布于封裝膠202中。封裝膠202需要覆蓋倒裝芯片201的側(cè)面，以避免芯片側(cè)向光的直接出射而導(dǎo)致的不同方向出光顏色不同的問(wèn)題。
[0047]反射層203所用材料與封裝膠相配合，選用硅基或者環(huán)氧基的材料，以便形成與封裝膠202的良好粘附性。反射層203含有T12或者Al2O3等材料以增強(qiáng)反射率，其對(duì)藍(lán)光的反射率在70%以上。
[0048]圖3為本實(shí)施例公開的發(fā)光元件固于PCB的示意圖，由于增加了非金屬反射層303，因此向下出射的光線可以直接被反射，而無(wú)需經(jīng)過(guò)一系列的散射、吸收，提高了發(fā)光元件的亮度。電極3012之間的非金屬反射層303阻止了錫膏或者其他電氣連接材料305擴(kuò)散到正負(fù)電極中間造成漏電。
[0049]圖4為本實(shí)施例公開的發(fā)光元件的制作工藝示意圖。首先，使倒裝芯片電極朝下，出光面朝上，并以一定的間距整齊排列置于載體(如藍(lán)膜等)上，用噴涂、旋涂、模塑等方式覆蓋封裝膠到芯片的表面和側(cè)面；然后進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，使有電極的背面朝上；再利用光刻工藝使光阻遮擋芯片電極焊盤，露出其他部分；用噴涂、旋涂或者蒸鍍等方式涂覆反射層到背面；去除光阻，露出電極；切割，使發(fā)光元件相互獨(dú)立。
[0050]圖5?圖7示出了本實(shí)施例公開的發(fā)光元件的幾種變形，對(duì)封裝膠的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變。圖5的發(fā)光元件其封裝膠為雙層結(jié)構(gòu)，靠近倒裝芯片的部分封裝膠含有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換物質(zhì)(如熒光粉等)，外層封裝膠不含有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換物質(zhì)。圖6示意了具有弧面結(jié)構(gòu)的封裝膠。圖7中封裝膠也為弧面，并且為雙層結(jié)構(gòu)。
[0051]實(shí)施例2
[0052]圖8示意了為本發(fā)明公開的發(fā)光元件的另一種實(shí)施例。此發(fā)光元件在倒裝芯片的電極之間形成防焊層604。其中，防焊層304和非金屬反射層303的材料可一樣，也可不一樣。如果防焊層604和反射層603使用不同材料，則需要兩道光刻制程分別進(jìn)行生長(zhǎng)。
【權(quán)利要求】
1.發(fā)光元件，包括: LED芯片，具有兩個(gè)相對(duì)的上表面、底表面及連接上表面和底表面的側(cè)表面，所述底表面具有電極； 封裝膠，覆蓋所述芯片的上表面和側(cè)表面，與所述芯片底表面同側(cè)的部分為封裝膠的底面； 非金屬反射層，直接形成于所述封裝膠的底面，用于反射發(fā)光元件向下出射的光，提高發(fā)光元件的亮度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于:所述反射層還形成于所述芯片底表面電極之外的部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于:所述非金屬反射層與所述封裝膠具有良好的粘附性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于:所述非金屬反射層具有防焊性，用于阻止漏電的發(fā)生。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于:所述芯片的電極之間填充具有防焊性的材料，用于阻止漏電的發(fā)生。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于:所述芯片電極之間填充具有防焊性的材料，該材料與所述非金屬反射層材料不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于:所述非金屬反射層部分覆蓋與所述芯片底表面呈夾角的所述封裝膠的側(cè)面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于:所述非金屬反射層的反射率大于90%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于:所述非金屬反射層的厚度為5μ m?100 μ m。
10.—種發(fā)光裝置，其特征在于:包含前述權(quán)利要求1、所述的任意一種發(fā)光兀件。
【文檔編號(hào)】H01L33/48GK203859150SQ201420277820
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】時(shí)軍朋, 蔡培崧, 黃苡叡, 趙志偉 申請(qǐng)人:廈門市三安光電科技有限公司