一种LED封装结构及制备方法与流程

专利2022-05-09  104


本申请涉及led封装的领域,尤其是涉及一种led封装结构及制备方法。



背景技术:

led封装是指对发光芯片的封装,主要用于防止芯片在空气中由于长期暴露或机械损伤而失效,从而提高芯片的稳定性以及led的使用寿命。

常规的led封装一般是将硅胶和荧光粉的混合物通过点胶或者喷胶等工艺覆盖在芯片上,实现对芯片的保护,但是发明人经过多年的研究发现,目前的led封装技术存在光提取效率低的问题,该问题主要是由于部分光在从折射率高的芯片内部发射至折射率低的硅胶内部,或者从折射率高的硅胶内部发射至折射率低的空气中时会发生全反射,导致部分光折返。



技术实现要素:

第一方面,为了提高led封装的光提取效率,本申请提供一种led封装结构。

本申请提供的一种led封装结构,采用如下的技术方案:

一种led封装结构,包括承载平台、安装在承载平台上的芯片、以及设置于芯片的出光面一侧的光导层,光导层为光导纤维状微纳米结构。

通过采用上述技术方案,由于申请中设置有光导纤维状微纳米结构的光导层,因此当发射光在进入光导层后,会在光导层内进行多次散射、全反射,并最终到达led封装结构之外,大大提高了芯片出光的提取效率,相比于相关技术中的led封装,本申请中垂直阵列的光导纤维状微纳米结构对芯片的发射光具有更强的捕获能力。

优选的,所述承载平台为基板、cob支架、smd支架或倒装支架。

优选的,所述光导层包括第一硅胶层以及填充于第一硅胶层内的第二硅胶层,第二硅胶层的光折射率小于第一硅胶层的光折射率,第二硅胶层的厚度与第一硅胶层的厚度相同。

优选的,所述第一硅胶层上加工有多个沿自身厚度方向贯通的注胶通孔,第二硅胶层填充于注胶通孔内。

通过采用上述技术方案,形成垂直阵列的光导纤维状微纳米结构,以便加强对芯片的发射光的捕获能力。

优选的,所述第一硅胶层包括多个内部中空且两端开口的柱体,柱体的其中一开口正对芯片或承载平台,第二硅胶层填充于柱体内。

通过采用上述技术方案,形成垂直阵列的光导纤维状微纳米结构,以便加强对芯片的发射光的捕获能力。

优选的,相邻所述柱体之间存在1.5-3.5um的间隙。

通过采用上述技术方案,当部分光由于全反射从间隙折返时,可通过第一硅胶层进入第二硅胶层内,紧接着在光导层内经多次散射、全反射到达led封装结构之外,提高芯片出光的提取效率。

第二方面,为了提高led封装的光提取效率,本申请提供一种led封装结构的制备方法。

本申请提供的一种led封装结构的制备方法,采用如下的技术方案:

一种led封装结构的制备方法,包括以下步骤:

s1:将承载平台固定于水平面上;

s2:按照设计要求,将芯片安装在承载平台的指定位置并焊线;

s3:在承载平台上喷涂将芯片覆盖的第一硅胶层,待第一硅胶层流平后,进行加热处理;

s4:在第一硅胶层上加工若干沿自身厚度方向贯穿的注胶通孔;

s5:向注胶通孔内注入与第一硅胶层厚度相同的第二硅胶层,经加热处理后,第一硅胶层和第二硅胶层结合并形成光导纤维状微纳米结构。

通过采用上述技术方案,方便工作人员在led封装的过程中加工出垂直阵列的光导纤维状微纳米结构,提高对芯片发射光的捕获能力和提取效率。

优选的,s4中包括以下步骤:

a1:在第一硅胶层上喷涂第一光刻胶层;

a2:将带有预设孔的第一掩膜版放置在第一光刻胶层上,预设孔部分为非透光区,其它部分为透光区;

a3:通过光来照射第一掩膜版,照射的过程中,透光区内的第一光刻胶层发生交联凝固,而非透光区内的第一光刻胶层未发生变化,光照完成后,卸下第一掩膜版,清理掉未发生交联的光刻胶,在第一光刻胶层上得到需加工的图案;

a4:参照步骤a3中得到的图案,在第一硅胶层上加工注胶通孔。

通过采用上述技术方案,得到光导纤维状微纳米结构,大大增强了芯片出光的提取效率;同时通过第一硅胶层将芯片完全包裹在内,使得芯片在作业的过程中更具有保障。

优选的,s4中还包括以下步骤:

a5:清理掉第一光刻胶层,在第一硅胶层上喷涂低于第一硅胶层的第二光刻胶层;

a6:在第二光刻胶层上安装第二掩膜版,第二掩膜版的预设孔的直径大于第一掩膜版的预设孔的直径,且第二掩膜版的预设孔部分为透光区,其它部分为非透光区;

a7:通过光来照射第二掩膜版,照射的过程中,透光区内的第二光刻胶层发生交联凝固,而非透光区内的第二光刻胶层未发生变化,光照完成后,卸下第二掩膜版,清理掉未发生交联的光刻胶,在第二光刻胶层上得到需加工的图案;

a8:参照步骤a7中得到的图案,在第一硅胶层上加工柱体,柱体加工完成后,清理掉第二光刻胶层。

通过采用上述技术方案,方便加工出垂直阵列的光导纤维状微纳米结构,从而提高对芯片发射光的捕获能力。

优选的,步骤s3中的加热处理包括80℃烘烤一小时,150℃烘烤三小时。

通过采用上述技术方案,采用分阶段烘烤的方式,便于硅胶在循序渐进的温度下定型。

综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:

1.由于申请中设置有光导纤维状微纳米结构的光导层,因此当发射光在进入光导层后,会在光导层内进行多次散射、全反射,并最终到达led封装结构之外,大大提高了芯片出光的提取效率,相比于相关技术中的led封装,本申请中垂直阵列的光导纤维状微纳米结构对芯片的发射光具有更强的捕获能力。

附图说明

图1是本申请实施例1中led封装结构的整体结构示意图;

图2是本申请实施例2中led封装结构的整体结构示意图;

图3是本申请实施例2中led封装结构的俯视图。

附图标记说明:1、承载平台;2、芯片;3、光导层;31、第一硅胶层;32、第二硅胶层;33、注胶通孔;34、柱体。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开了一种led封装结构。

实施例1:

参照图1,led封装结构包括承载平台1、安装在承载平台1上的芯片2、以及包覆于芯片2的出光面一侧的光导层3;承载平台1的主要作用是为芯片2提供一个水平的安装平台,具体可以是基板、cob支架、smd支架或倒装支架,根据需要可适应性选择;芯片2优选倒装芯片2,其通过银胶或者固晶胶安装在承载平台1上,主要用于发射光。

光导层3为光导纤维状微纳米结构,具体包括覆盖芯片2的第一硅胶层31以及第二硅胶层32,第一硅胶层31上加工有多个沿自身厚度方向贯通的注胶通孔33,第二硅胶层32填充于注胶通孔33内并且与第一硅胶层31厚度相同,且第二硅胶层32的光折射率小于第一硅胶层31的光折射率。

当发射光进入光导层3后,发射光会在光导层3内进行多次散射、全反射,最终到达led封装结构之外,大大提高了芯片2出光的提取效率,相比于相关技术中的led封装,本申请中垂直阵列的光导纤维状微纳米结构对芯片2的发射光具有更强的捕获能力。

本实施例还公开一种led封装结构的制备方法,包括以下步骤:

s1:将承载平台1固定于水平面上;

s2:按照设计要求,通过银胶或者固晶胶将芯片2安装在承载平台1的指定位置并焊线;

s3:在承载平台1上喷涂将芯片2覆盖的第一硅胶层31,厚度50-1000um,待第一硅胶层31流平后,将承载平台1放入烤箱内进行加热处理,具体为80℃烘烤一小时,150℃烘烤三小时,以便第一硅胶层31定型;

s4:在第一硅胶层31上加工若干沿自身厚度方向贯穿的注胶通孔33,具体包括以下步骤:

a1:在第一硅胶层31上喷涂第一光刻胶层;

a2:将带有预设孔的第一掩膜版放置在第一光刻胶层上,预设孔部分为非透光区,其它部分为透光区,需要说明的是第一掩膜版上的预设孔的图案不唯一,根据需要可进行任意设计;

a3:通过光来照射第一掩膜版,照射的过程中,透光区内的第一光刻胶层发生交联凝固,而非透光区内的第一光刻胶层未发生变化,光照完成后,卸下第一掩膜版,通过能够与光刻胶反应的溶剂清理掉未发生交联的光刻胶,最终在第一光刻胶层上得到需在第一硅胶层31上加工的图案;

a4:参照步骤a3中得到的图案,通过等离子体刻蚀技术在第一硅胶层31上加工注胶通孔33,孔直径0.1-10um,孔深度50-1000um,与第一硅胶层31厚度平齐;

s5:向注胶通孔33内注入与第一硅胶层31厚度相同的第二硅胶层32,经加热处理后,形成光导层3。

实施例2:

参照图2和图3,本实施例与实施例1的不同之处在于,第一硅胶层31包括多个垂直阵列于芯片2和承载平台1上的柱体34,柱体34的内部为沿柱体34轴向贯通的注胶通孔33,相邻柱体34之间存在1.5-3.5um的间隙,第二硅胶层32填充于柱体34内,当发射光进入光导层3后,发射光会在光导层3内进行多次散射、全反射,最终到达led封装结构之外。

本实施例还公开一种led封装结构的制备方法,与实施例中的制备方法的区别仅在于步骤s4,即除了实施例1中的步骤a1-a4,还包括以下步骤:

a5:清理掉第一光刻胶层,在第一硅胶层31上喷涂低于第一硅胶层31的第二光刻胶层;

a6:在第二光刻胶层上安装第二掩膜版,第二掩膜版的预设孔的直径大于第一掩膜版的预设孔的直径,且第二掩膜版的预设孔部分为透光区,其它部分为非透光区;

a7:通过光来照射第二掩膜版,照射的过程中,透光区内的第二光刻胶层发生交联凝固,而非透光区内的第二光刻胶层未发生变化,光照完成后,卸下第二掩膜版,清理掉未发生交联的光刻胶,在第二光刻胶层上得到需加工的图案;

a8:参照步骤a7中得到的图案,在第一硅胶层31上加工柱体34,柱体34加工完成后,清理掉第二光刻胶层。

以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。


技术特征:

1.一种led封装结构,其特征在于,包括承载平台(1)、安装在承载平台(1)上的芯片(2)、以及设置于芯片(2)的出光面一侧的光导层(3),光导层(3)为光导纤维状微纳米结构。

2.根据权利要求1所述的一种led封装结构,其特征在于:所述承载平台(1)为基板、cob支架、smd支架或倒装支架。

3.根据权利要求1所述的一种led封装结构,其特征在于:所述光导层(3)包括第一硅胶层(31)以及填充于第一硅胶层(31)内的第二硅胶层(32),第二硅胶层(32)的光折射率小于第一硅胶层(31)的光折射率,第二硅胶层(32)的厚度与第一硅胶层(31)的厚度相同。

4.根据权利要求3所述的一种led封装结构,其特征在于:所述第一硅胶层(31)上加工有多个沿自身厚度方向贯通的注胶通孔(33),第二硅胶层(32)填充于注胶通孔(33)内。

5.根据权利要求3所述的一种led封装结构,其特征在于:所述第一硅胶层(31)包括多个内部中空且两端开口的柱体(34),柱体(34)的其中一开口正对芯片(2)或承载平台(1),第二硅胶层(32)填充于柱体(34)内。

6.根据权利要求5所述的一种led封装结构,其特征在于:相邻所述柱体(34)之间存在1.5-3.5um的间隙。

7.一种led封装结构的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

s1:将承载平台(1)固定于水平面上;

s2:按照设计要求,将芯片(2)安装在承载平台(1)的指定位置并焊线;

s3:在承载平台(1)上喷涂将芯片(2)覆盖的第一硅胶层(31),待第一硅胶层(31)流平后,进行加热处理;

s4:在第一硅胶层(31)上加工若干沿自身厚度方向贯穿的注胶通孔(33);

s5:向注胶通孔(33)内注入与第一硅胶层(31)厚度相同的第二硅胶层(32),经加热处理后,第一硅胶层(31)和第二硅胶层(32)结合并形成光导纤维状微纳米结构。

8.根据权利要求7所述的一种led封装结构的制备方法,其特征在于,s4中包括以下步骤:

a1:在第一硅胶层(31)上喷涂第一光刻胶层;

a2:将带有预设孔的第一掩膜版放置在第一光刻胶层上,预设孔部分为非透光区,其它部分为透光区;

a3:通过光来照射第一掩膜版,照射的过程中,透光区内的第一光刻胶层发生交联凝固,而非透光区内的第一光刻胶层未发生变化,光照完成后,卸下第一掩膜版,清理掉未发生交联的光刻胶,在第一光刻胶层上得到需加工的图案;

a4:参照步骤a3中得到的图案,在第一硅胶层(31)上加工注胶通孔(33)。

9.根据权利要求8所述的一种led封装结构的制备方法,其特征在于:在步骤a4之后还包括以下步骤:

a5:清理掉第一光刻胶层,在第一硅胶层(31)上喷涂低于第一硅胶层(31)的第二光刻胶层;

a6:在第二光刻胶层上安装第二掩膜版,第二掩膜版的预设孔的直径大于第一掩膜版的预设孔的直径,且第二掩膜版的预设孔部分为透光区,其它部分为非透光区;

a7:通过光来照射第二掩膜版,照射的过程中,透光区内的第二光刻胶层发生交联凝固,而非透光区内的第二光刻胶层未发生变化,光照完成后,卸下第二掩膜版,清理掉未发生交联的光刻胶,在第二光刻胶层上得到需加工的图案;

a8:参照步骤a7中得到的图案,在第一硅胶层(31)上加工柱体(34),柱体(34)加工完成后,清理掉第二光刻胶层。

10.根据权利要求7所述的一种led封装结构的制备方法,其特征在于:步骤s3中的加热处理包括80℃烘烤一小时,150℃烘烤三小时。

技术总结
本申请涉及LED封装的领域,尤其是涉及一种LED封装结构及制备方法,LED封装结构包括承载平台、安装在承载平台上的芯片、以及设置于芯片的出光面一侧的光导层,光导层为光导纤维状微纳米结构。本申请具有提高LED封装的光提取效率的效果。

技术研发人员:罗轶;张健;郭庆霞;易斌
受保护的技术使用者:北京创盈光电医疗科技有限公司
技术研发日:2021.04.26
技术公布日:2021.08.03

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