本發(fā)明涉及LED封裝，尤其是涉及晶圓級(jí)封裝LED。

背景技術(shù)：

LED具有節(jié)能、環(huán)保、安全、體積小、壽命長(zhǎng)、色彩豐富、性能可靠等顯著優(yōu)點(diǎn)，將成為人造光源史上繼愛(ài)迪生發(fā)明電燈之后最重要的一次革命。傳統(tǒng)的LED封裝形式，都需要使用導(dǎo)線架，并且需要打線制程。LED封裝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)為：不斷小型化、持續(xù)減少封裝使用的材料。晶圓級(jí)封裝的定義為，封裝外形尺寸與芯片相同，或是封裝外形尺寸不大于芯片外形尺寸的120％，且功能完整的封裝元件。LED封裝從過(guò)去包含芯片、支架、金線、硅膠、熒光粉開(kāi)始發(fā)展為倒裝芯片，省去金線；進(jìn)一步發(fā)展至晶圓級(jí)封裝，則會(huì)將支架、金線全部省去。晶圓級(jí)封裝不僅可以使LED的熱阻最小化，而且能夠?qū)崿F(xiàn)封裝的小型化，大幅降低器件的物料成本，被認(rèn)為是LED封裝的必然發(fā)展趨勢(shì)。

現(xiàn)有的晶圓級(jí)封裝LED技術(shù)方案為，將LED芯片排列成固定間距的陣列，再將封裝膠膜覆蓋于芯片陣列上，然后把封裝膠膜從芯片陣列的間隙中間切開(kāi)，得到單顆的晶圓級(jí)封裝LED。其缺點(diǎn)在于，芯片位置排列的誤差和封裝膠膜的切割誤差相累加，造成芯片對(duì)稱中心與封裝體外形對(duì)稱中心難以重合，導(dǎo)致焊接容易短路、配光分布不對(duì)稱等困擾。另外，現(xiàn)有的晶圓級(jí)封裝LED技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的出光配光分布均為朗伯體，無(wú)法滿足車燈、小間距顯示屏等有指向性照射要求的應(yīng)用場(chǎng)景需求。

中國(guó)專利CN104037305A公開(kāi)一種低熱阻的晶圓級(jí)LED封裝方法及其封裝結(jié)構(gòu)，其在硅基本體(1)的正面通過(guò)金屬凸塊(42)設(shè)置倒裝的LED芯片(4)，背面設(shè)置由導(dǎo)電電極(21)和散熱體(22)構(gòu)成的熱電分離電極組件，散熱體(22)設(shè)置于LED芯片(4)的正下方，而硅通孔(11)設(shè)置于LED芯片(4)的垂直區(qū)域之外，芯片電極(41)經(jīng)硅通孔(11)通過(guò)金屬布線反射層(3)與導(dǎo)電電極(21)實(shí)現(xiàn)電氣連通。該發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)有利于LED芯片散熱的倒裝封裝基板和熱電分離結(jié)構(gòu)，提升了LED芯片到封裝體外引腳的散熱性能，顯著降低了封裝結(jié)構(gòu)的熱阻；同時(shí)采用圓片級(jí)的封裝方式，實(shí)現(xiàn)批量加工，降低了封裝工藝的成本。

中國(guó)專利CN103280508A公開(kāi)一種晶圓級(jí)LED封裝方法，其方法包括步驟：提供具有正負(fù)電極(110)的LED芯片(100)；提供一個(gè)表面設(shè)置硅基型腔(210)、另一個(gè)表面設(shè)置硅通孔(220)的硅本體(200)；所述硅基型腔(210)內(nèi)設(shè)置導(dǎo)電電極(300)；將LED芯片(100)倒裝于導(dǎo)電電極(300)上；所述硅基型腔(210)的內(nèi)填充光致發(fā)光層(400)，所述光致發(fā)光層(400)覆蓋LED芯片(100)的出光面；通過(guò)晶圓切割分離的方法形成單顆晶圓級(jí)LED封裝結(jié)構(gòu)。該發(fā)明提供了一種熱阻低、散熱性能好、提升出光效率、封裝費(fèi)用低、可以有效地拓寬LED的應(yīng)用的晶圓級(jí)LED封裝方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有的晶圓級(jí)封裝LED存在的焊接容易短路、配光分布不對(duì)稱、無(wú)法滿足指向性照射應(yīng)用場(chǎng)景需求等問(wèn)題，提供晶圓級(jí)封裝LED。

本發(fā)明設(shè)有LED芯片、透鏡、透鏡粘結(jié)層，所述LED芯片設(shè)有襯底層、第一摻雜半導(dǎo)體層、半導(dǎo)體發(fā)光層、第二摻雜半導(dǎo)體層、導(dǎo)電反光層、第一電極、第二電極、絕緣層和包覆介質(zhì)，所述半導(dǎo)體發(fā)光層設(shè)置于第一摻雜半導(dǎo)體層和第二摻雜半導(dǎo)體層之間，導(dǎo)電反光層設(shè)置于第二摻雜半導(dǎo)體層下方，第二電極通過(guò)導(dǎo)電反光層實(shí)現(xiàn)與第二摻雜半導(dǎo)體層之間的電導(dǎo)通，第一電極與第一摻雜半導(dǎo)體層直接連接實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)通，第一電極與半導(dǎo)體發(fā)光層、第二摻雜半導(dǎo)體層、導(dǎo)電反光層之間由絕緣層進(jìn)行絕緣，所述包覆介質(zhì)設(shè)置于LED芯片側(cè)壁的非襯底區(qū)域，襯底層內(nèi)部設(shè)置有過(guò)孔，所述過(guò)孔的內(nèi)壁設(shè)置有高反射率層，所述透鏡包括透鏡平板部和透鏡光耦合部，所述透鏡平板部通過(guò)透鏡粘結(jié)層粘結(jié)固定至襯底層上表面，所述透鏡光耦合部設(shè)置于襯底層內(nèi)部的杯狀過(guò)孔內(nèi)，且透鏡光耦合部的光接收面朝向第一摻雜半導(dǎo)體層。

所述過(guò)孔可采用杯狀過(guò)孔，所述第一摻雜半導(dǎo)體層設(shè)于杯狀過(guò)孔底部。

所述透鏡粘結(jié)層最好將透鏡平板部的底面與襯底層上表面粘合密封，在所述杯狀過(guò)孔內(nèi)形成密閉腔體，所述的密閉腔體可為真空，或密閉腔體內(nèi)充有氦氣、氦氫混合氣、氮?dú)狻⒖諝獾戎械娜我庖环N。

在所述杯狀過(guò)孔的底部，在第一摻雜半導(dǎo)體層上，最好依次設(shè)置有第一透明包封層、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層、第二透明包封層，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層包含波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料用于吸收LED芯片發(fā)出的光并發(fā)出另一波長(zhǎng)的光。

所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料可選自稀土離子摻雜YAG熒光粉、稀土離子摻雜TbAG熒光粉、稀土離子摻雜硅酸鹽熒光粉、稀土離子摻雜氮化物熒光粉、InP量子點(diǎn)、CdSe量子點(diǎn)、CdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)CsPbX3(X＝Cl，Br，I)量子點(diǎn)等中的至少一種。

所述設(shè)置于杯狀過(guò)孔內(nèi)壁的高反射率層為金屬反射層。

所述透鏡平板部的外形尺寸不大于LED芯片的外形尺寸。

所述透鏡采用透明材料，所述透鏡的材料可選自玻璃、藍(lán)寶石、碳化硅、硅膠、聚二甲基硅氧烷、環(huán)氧樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯等中的一種。

所述包覆介質(zhì)可選自環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯等中的一種。

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的晶圓級(jí)封裝LED存在的焊接容易短路、配光分布不對(duì)稱、無(wú)法滿足指向性照射應(yīng)用場(chǎng)景需求等問(wèn)題，本發(fā)明提供完全避免芯片位置排列的誤差或者封裝膠膜的切割誤差，不存在芯片對(duì)稱中心與封裝體外形對(duì)稱中心不重合的問(wèn)題，解決了現(xiàn)有技術(shù)方案存在的焊接容易短路、配光分布不對(duì)稱等困擾，同時(shí)借助于設(shè)置在襯底層的杯狀過(guò)孔內(nèi)的透鏡將LED芯片發(fā)出朝向各個(gè)方向的光線進(jìn)行匯聚，可以獲得小光束角的出光配光分布，可以滿足指向性照射應(yīng)用場(chǎng)景需求。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的晶圓級(jí)封裝LED橫截面示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2～5的晶圓級(jí)封裝LED橫截面示意圖。

圖3為晶圓級(jí)封裝LED俯視示意圖。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

實(shí)施例1

參見(jiàn)圖1和3，本發(fā)明實(shí)施例包括LED芯片、透鏡30、透鏡粘結(jié)層20，所述LED芯片包括材質(zhì)為GaAs的襯底層10、材質(zhì)為AlGaAs的第一摻雜半導(dǎo)體層11、材質(zhì)為AlGaAs的半導(dǎo)體發(fā)光層12、材質(zhì)為AlGaAs的第二摻雜半導(dǎo)體層13、材質(zhì)為銀的導(dǎo)電反光層14、第一電極16、第二電極15、絕緣層17和包覆介質(zhì)18，所述半導(dǎo)體發(fā)光層12設(shè)置于第一摻雜半導(dǎo)體層11和第二摻雜半導(dǎo)體層13之間，導(dǎo)電反光層14設(shè)置于第二摻雜半導(dǎo)體層13下方，第二電極15通過(guò)導(dǎo)電反光層14實(shí)現(xiàn)與第二摻雜半導(dǎo)體層13之間的電導(dǎo)通，第一電極16與第一摻雜半導(dǎo)體層11直接連接實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)通，第一電極16與半導(dǎo)體發(fā)光層12、第二摻雜半導(dǎo)體層13、導(dǎo)電反光層14之間由絕緣層17進(jìn)行絕緣，所述包覆介質(zhì)18設(shè)置于LED芯片側(cè)壁的非襯底區(qū)域，襯底層內(nèi)部設(shè)置有杯狀過(guò)孔40，所述杯狀過(guò)孔40的內(nèi)壁設(shè)置有高反射率層19，所述透鏡30包括透鏡平板部31和透鏡光耦合部32，所述透鏡平板部31通過(guò)透鏡粘結(jié)層20粘結(jié)固定至襯底層10上表面，所述透鏡光耦合部32設(shè)置于襯底層10內(nèi)部的杯狀過(guò)孔40內(nèi)，且透鏡光耦合部32的光接收面朝向第一摻雜半導(dǎo)體層11。

所述設(shè)置于襯底層10內(nèi)部的杯狀過(guò)孔40，下表面為第一摻雜半導(dǎo)體層11。

參見(jiàn)圖1，所述透鏡粘結(jié)層20將透鏡平板部31的底面與襯底層10表面粘合密封，在所述杯狀過(guò)孔40內(nèi)形成密閉腔體，所述的密閉腔體內(nèi)充有氦氣、氦氫混合氣、氮?dú)?、空氣等中的任意一種。

所述設(shè)置于杯狀過(guò)孔40內(nèi)壁的高反射率層19為金屬銀反射層。

所述透鏡平板部31的外形尺寸不大于LED芯片的外形尺寸。

參見(jiàn)圖1，所述透鏡光耦合部32為球面透鏡。所述透鏡30采用透明材料，可為玻璃、藍(lán)寶石、碳化硅等材料中的任意一種。

所述包覆介質(zhì)18的材質(zhì)為環(huán)氧樹脂。

實(shí)施例2

參見(jiàn)圖2和3，一種晶圓級(jí)封裝LED，包括LED芯片、透鏡30、透鏡粘結(jié)層20，所述LED芯片包括材質(zhì)為硅的襯底層10、材質(zhì)為GaN的第一摻雜半導(dǎo)體層11、材質(zhì)為InGaN的半導(dǎo)體發(fā)光層12、材質(zhì)為GaN的第二摻雜半導(dǎo)體層13、材質(zhì)為銀的導(dǎo)電反光層14、第一電極16、第二電極15、絕緣層17和包覆介質(zhì)18，所述半導(dǎo)體發(fā)光層12設(shè)置于第一摻雜半導(dǎo)體層11和第二摻雜半導(dǎo)體層13之間，導(dǎo)電反光層14設(shè)置于第二摻雜半導(dǎo)體層13下方，第二電極15通過(guò)導(dǎo)電反光層14實(shí)現(xiàn)與第二摻雜半導(dǎo)體層13之間的電導(dǎo)通，第一電極16與第一摻雜半導(dǎo)體層11直接連接實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)通，第一電極16與半導(dǎo)體發(fā)光層12、第二摻雜半導(dǎo)體層13、導(dǎo)電反光層14之間由絕緣層17進(jìn)行絕緣，所述包覆介質(zhì)18設(shè)置于LED芯片側(cè)壁的非襯底區(qū)域，襯底層內(nèi)部設(shè)置有杯狀過(guò)孔40，所述杯狀過(guò)孔40的內(nèi)壁設(shè)置有高反射率層19，所述透鏡30包括透鏡平板部31和透鏡光耦合部32，所述透鏡平板部31通過(guò)透鏡粘結(jié)層20粘結(jié)固定至襯底層10上表面，所述透鏡光耦合部32設(shè)置于襯底層10內(nèi)部的杯狀過(guò)孔40內(nèi)，且透鏡光耦合部32的光接收面朝向第一摻雜半導(dǎo)體層11。

所述設(shè)置于襯底層10內(nèi)部的杯狀過(guò)孔40，下表面為第一摻雜半導(dǎo)體層11。

所述透鏡粘結(jié)層20將透鏡平板部31的底面與襯底層10表面粘合密封，在所述杯狀過(guò)孔40內(nèi)形成密閉腔體，所述的密閉腔體內(nèi)為真空。

在所述杯狀過(guò)孔40的底部，在第一摻雜半導(dǎo)體層11上，依次設(shè)置有第一透明包封層53、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層52、第二透明包封層51，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層52包含透明聚合物和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料521，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材521料能夠吸收LED芯片發(fā)出的光并發(fā)出另一波長(zhǎng)的光。

所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料521為稀土離子Ce³⁺摻雜YAG熒光粉、Pr³⁺摻雜YAG熒光粉、Eu³⁺摻雜YAG熒光粉、Eu²⁺摻雜YAG熒光粉、Tm³⁺摻雜YAG熒光粉、Gd³⁺摻雜YAG熒光粉中的任意一種；所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料521為稀土離子Ce³⁺摻雜TbAG熒光粉、Pr³⁺摻雜TbAG熒光粉、Eu³⁺摻雜TbAG熒光粉、Eu²⁺摻雜TbAG熒光粉、Tm³⁺摻雜TbAG熒光粉、Gd³⁺摻雜TbAG熒光粉中的任意一種；所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料521為稀土離子Ce³⁺摻雜硅酸鹽熒光粉、Pr³⁺摻雜硅酸鹽熒光粉、Eu³⁺摻雜硅酸鹽熒光粉、Eu²⁺摻雜硅酸鹽熒光粉、Tm³⁺摻雜硅酸鹽熒光粉、Gd³⁺摻雜硅酸鹽熒光粉中的任意一種；所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料521為稀土離子Eu²⁺摻雜CaAlSiN₃、Eu²⁺摻雜Ca_0.8Li_0.2Al_0.8Si_1.2N3、Eu²⁺摻雜(Ca，Sr，Ba)₂Si₅N₈:Eu²⁺中的任意一種；所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料521為上述的稀土離子摻雜YAG熒光粉、稀土離子摻雜TbAG熒光粉、稀土離子摻雜硅酸鹽熒光粉、稀土離子摻雜氮化物熒光粉中任意兩種的組合，或者任意三種的組合。

所述設(shè)置于杯狀過(guò)孔40內(nèi)壁的高反射率層19材質(zhì)為金。

所述透鏡平板部31的外形尺寸不大于LED芯片的外形尺寸。

所述透鏡30采用透明材料，可為硅膠、聚二甲基硅氧烷、環(huán)氧樹脂等材料中的任意一種。

所述包覆介質(zhì)18的材質(zhì)為聚酰亞胺。

采用本技術(shù)方案，晶圓級(jí)封裝LED的外形輪廓即為芯片的外形輪廓外形，完全避免了芯片位置排列的誤差或者封裝膠膜的切割誤差，不存在芯片對(duì)稱中心與封裝體外形對(duì)稱中心不重合的問(wèn)題，解決了現(xiàn)有技術(shù)方案存在的焊接容易短路、配光分布不對(duì)稱等困擾，同時(shí)借助于設(shè)置在襯底層的杯狀過(guò)孔內(nèi)的透鏡將LED芯片發(fā)出朝向各個(gè)方向的光線進(jìn)行匯聚，可以獲得小光束角的出光配光分布，可以滿足指向性照射應(yīng)用場(chǎng)景需求。

實(shí)施例3

參見(jiàn)圖2和3，一種晶圓級(jí)封裝LED，包括LED芯片、透鏡30、透鏡粘結(jié)層20，所述LED芯片包括材質(zhì)為GaAs的襯底層10、材質(zhì)為AlGaInP的第一摻雜半導(dǎo)體層11、材質(zhì)為AlGaInP的半導(dǎo)體發(fā)光層12、材質(zhì)為AlGaInP的第二摻雜半導(dǎo)體層13、材質(zhì)為Al的導(dǎo)電反光層14、第一電極16、第二電極15、絕緣層17和包覆介質(zhì)18，所述半導(dǎo)體發(fā)光層12設(shè)置于第一摻雜半導(dǎo)體層11和第二摻雜半導(dǎo)體層13之間，導(dǎo)電反光層14設(shè)置于第二摻雜半導(dǎo)體層13下方，第二電極15通過(guò)導(dǎo)電反光層14實(shí)現(xiàn)與第二摻雜半導(dǎo)體層13之間的電導(dǎo)通，第一電極16與第一摻雜半導(dǎo)體層11直接連接實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)通，第一電極16與半導(dǎo)體發(fā)光層12、第二摻雜半導(dǎo)體層13、導(dǎo)電反光層14之間由絕緣層17進(jìn)行絕緣，所述包覆介質(zhì)18設(shè)置于LED芯片側(cè)壁的非襯底區(qū)域，襯底層內(nèi)部設(shè)置有杯狀過(guò)孔40，所述杯狀過(guò)孔40的內(nèi)壁設(shè)置有高反射率層19，所述透鏡30包括透鏡平板部31和透鏡光耦合部32，所述透鏡平板部31通過(guò)透鏡粘結(jié)層20粘結(jié)固定至襯底層10上表面，所述透鏡光耦合部32設(shè)置于襯底層10內(nèi)部的杯狀過(guò)孔40內(nèi)，且透鏡光耦合部32的光接收面朝向第一摻雜半導(dǎo)體層11。

所述設(shè)置于襯底層10內(nèi)部的杯狀過(guò)孔40，下表面為第一摻雜半導(dǎo)體層11。

所述透鏡粘結(jié)層20將透鏡平板部31的底面與襯底層10表面粘合密封，在所述杯狀過(guò)孔40內(nèi)形成密閉腔體，所述的密閉腔體內(nèi)為真空。

在所述杯狀過(guò)孔40的底部，在第一摻雜半導(dǎo)體層11上，依次設(shè)置有第一透明包封層53、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層52、第二透明包封層51，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層52包含透明聚合物和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料521，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材521料能夠吸收LED芯片發(fā)出的光并發(fā)出另一波長(zhǎng)的光。

所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料521為InP量子點(diǎn)、CdSe量子點(diǎn)、CdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)CsPbX3(X＝Cl，Br，I)量子點(diǎn)中的任意一種；所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料521為InP量子點(diǎn)、CdSe量子點(diǎn)、CdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)CsPbX3(X＝Cl，Br，I)量子點(diǎn)中任意兩種的組合，或者任意三種的組合。

所述設(shè)置于杯狀過(guò)孔40內(nèi)壁的高反射率層19為金屬銀反射層。

所述透鏡平板部31的外形尺寸不大于LED芯片的外形尺寸。

所述透鏡30采用透明材料，可為聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯等材料中的任意一種。

所述包覆介質(zhì)18的材質(zhì)為苯并環(huán)丁烯。

采用本技術(shù)方案，晶圓級(jí)封裝LED的外形輪廓即為芯片的外形輪廓外形，完全避免了芯片位置排列的誤差或者封裝膠膜的切割誤差，不存在芯片對(duì)稱中心與封裝體外形對(duì)稱中心不重合的問(wèn)題，解決了現(xiàn)有技術(shù)方案存在的焊接容易短路、配光分布不對(duì)稱等困擾，同時(shí)借助于設(shè)置在襯底層的杯狀過(guò)孔內(nèi)的透鏡將LED芯片發(fā)出朝向各個(gè)方向的光線進(jìn)行匯聚，可以獲得小光束角的出光配光分布，可以滿足指向性照射應(yīng)用場(chǎng)景需求。

實(shí)施例4

參見(jiàn)圖2和3，一種晶圓級(jí)封裝LED，包括LED芯片、透鏡30、透鏡粘結(jié)層20，所述LED芯片包括材質(zhì)為GaN的襯底層10、材質(zhì)為GaN的第一摻雜半導(dǎo)體層11、材質(zhì)為InGaN的半導(dǎo)體發(fā)光層12、材質(zhì)為GaN的第二摻雜半導(dǎo)體層13、材質(zhì)為銀的導(dǎo)電反光層14、第一電極16、第二電極15、絕緣層17和包覆介質(zhì)18，所述半導(dǎo)體發(fā)光層12設(shè)置于第一摻雜半導(dǎo)體層11和第二摻雜半導(dǎo)體層13之間，導(dǎo)電反光層14設(shè)置于第二摻雜半導(dǎo)體層13下方，第二電極15通過(guò)導(dǎo)電反光層14實(shí)現(xiàn)與第二摻雜半導(dǎo)體層13之間的電導(dǎo)通，第一電極16與第一摻雜半導(dǎo)體層11直接連接實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)通，第一電極16與半導(dǎo)體發(fā)光層12、第二摻雜半導(dǎo)體層13、導(dǎo)電反光層14之間由絕緣層17進(jìn)行絕緣，所述包覆介質(zhì)18設(shè)置于LED芯片側(cè)壁的非襯底區(qū)域，襯底層內(nèi)部設(shè)置有杯狀過(guò)孔40，所述杯狀過(guò)孔40的內(nèi)壁設(shè)置有高反射率層19，所述透鏡30包括透鏡平板部31和透鏡光耦合部32，所述透鏡平板部31通過(guò)透鏡粘結(jié)層20粘結(jié)固定至襯底層10上表面，所述透鏡光耦合部32設(shè)置于襯底層10內(nèi)部的杯狀過(guò)孔40內(nèi)，且透鏡光耦合部32的光接收面朝向第一摻雜半導(dǎo)體層11。

所述設(shè)置于襯底層10內(nèi)部的杯狀過(guò)孔40，下表面為第一摻雜半導(dǎo)體層11。

所述透鏡粘結(jié)層20將透鏡平板部31的底面與襯底層10表面粘合密封，在所述杯狀過(guò)孔40內(nèi)形成密閉腔體，所述的密閉腔體內(nèi)充有氦氣、氦氫混合氣、氮?dú)?、空氣等中的任意一種。

在所述杯狀過(guò)孔40的底部，在第一摻雜半導(dǎo)體層11上，依次設(shè)置有第一透明包封層53、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層52、第二透明包封層51，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層52包含透明聚合物和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料521，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材521料能夠吸收LED芯片發(fā)出的光并發(fā)出另一波長(zhǎng)的光。

所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料521為稀土離子Ce³⁺摻雜YAG熒光粉、Pr³⁺摻雜YAG熒光粉、Eu³⁺摻雜YAG熒光粉、Eu²⁺摻雜YAG熒光粉、Tm³⁺摻雜YAG熒光粉、Gd³⁺摻雜YAG熒光粉中的任意一種；所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料521為稀土離子Eu²⁺摻雜CaAlSiN₃、Eu²⁺摻雜Ca_0.8Li_0.2Al_0.8Si_1.2N3、Eu²⁺摻雜(Ca，Sr，Ba)₂Si₅N₈:Eu²⁺中的任意一種；所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料521為InP量子點(diǎn)、CdSe量子點(diǎn)、CdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)CsPbX3(X＝Cl，Br，I)量子點(diǎn)中的任意一種；所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料521為上述的稀土離子摻雜YAG熒光粉、稀土離子摻雜氮化物熒光粉、InP量子點(diǎn)、CdSe量子點(diǎn)、CdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)CsPbX3(X＝Cl，Br，I)量子點(diǎn)中任意兩種的組合，或者任意三種的組合。

所述設(shè)置于杯狀過(guò)孔40內(nèi)壁的高反射率層19為金屬銀反射層。

所述透鏡平板部31的外形尺寸不大于LED芯片的外形尺寸。

所述透鏡30采用透明材料，可為玻璃、硅膠、聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯等材料中的任意一種。

所述包覆介質(zhì)18的材質(zhì)為環(huán)氧樹脂。

采用本技術(shù)方案，晶圓級(jí)封裝LED的外形輪廓即為芯片的外形輪廓外形，完全避免了芯片位置排列的誤差或者封裝膠膜的切割誤差，不存在芯片對(duì)稱中心與封裝體外形對(duì)稱中心不重合的問(wèn)題，解決了現(xiàn)有技術(shù)方案存在的焊接容易短路、配光分布不對(duì)稱等困擾，同時(shí)借助于設(shè)置在襯底層的杯狀過(guò)孔內(nèi)的透鏡將LED芯片發(fā)出朝向各個(gè)方向的光線進(jìn)行匯聚，可以獲得小光束角的出光配光分布，可以滿足指向性照射應(yīng)用場(chǎng)景需求。

實(shí)施例5

參見(jiàn)圖2和3，一種晶圓級(jí)封裝LED，包括LED芯片、透鏡30、透鏡粘結(jié)層20，所述LED芯片包括材質(zhì)為GaN的襯底層10、材質(zhì)為GaN的第一摻雜半導(dǎo)體層11、材質(zhì)為AlGaN的半導(dǎo)體發(fā)光層12、材質(zhì)為GaN的第二摻雜半導(dǎo)體層13、材質(zhì)為銀的導(dǎo)電反光層14、第一電極16、第二電極15、絕緣層17和包覆介質(zhì)18，所述半導(dǎo)體發(fā)光層12設(shè)置于第一摻雜半導(dǎo)體層11和第二摻雜半導(dǎo)體層13之間，導(dǎo)電反光層14設(shè)置于第二摻雜半導(dǎo)體層13下方，第二電極15通過(guò)導(dǎo)電反光層14實(shí)現(xiàn)與第二摻雜半導(dǎo)體層13之間的電導(dǎo)通，第一電極16與第一摻雜半導(dǎo)體層11直接連接實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)通，第一電極16與半導(dǎo)體發(fā)光層12、第二摻雜半導(dǎo)體層13、導(dǎo)電反光層14之間由絕緣層17進(jìn)行絕緣，所述包覆介質(zhì)18設(shè)置于LED芯片側(cè)壁的非襯底區(qū)域，襯底層內(nèi)部設(shè)置有杯狀過(guò)孔40，所述杯狀過(guò)孔40的內(nèi)壁設(shè)置有高反射率層19，所述透鏡30包括透鏡平板部31和透鏡光耦合部32，所述透鏡平板部31通過(guò)透鏡粘結(jié)層20粘結(jié)固定至襯底層10上表面，所述透鏡光耦合部32設(shè)置于襯底層10內(nèi)部的杯狀過(guò)孔40內(nèi)，且透鏡光耦合部32的光接收面朝向第一摻雜半導(dǎo)體層11。

所述設(shè)置于襯底層10內(nèi)部的杯狀過(guò)孔40，下表面為第一摻雜半導(dǎo)體層11。

所述透鏡粘結(jié)層20將透鏡平板部31的底面與襯底層10表面粘合密封，在所述杯狀過(guò)孔40內(nèi)形成密閉腔體，所述的密閉腔體內(nèi)充有氦氣、氦氫混合氣、氮?dú)?、空氣等中的任意一種。

在所述杯狀過(guò)孔40的底部，在第一摻雜半導(dǎo)體層11上，依次設(shè)置有材質(zhì)為透明陶瓷的第一透明包封層53、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層52、材質(zhì)為透明陶瓷的第二透明包封層51，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層52包含埋入透明陶瓷內(nèi)部的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料521，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材521料能夠吸收LED芯片發(fā)出的光并發(fā)出另一波長(zhǎng)的光。

所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料521為稀土離子Ce³⁺摻雜YAG熒光粉、Pr³⁺摻雜YAG熒光粉、Eu³⁺摻雜YAG熒光粉、Tm³⁺摻雜YAG熒光粉、Gd³⁺摻雜YAG熒光粉中的任意一種；稀土離子Ce³⁺摻雜TbAG熒光粉、Pr³⁺摻雜TbAG熒光粉、Eu³⁺摻雜TbAG熒光粉、Tm³⁺摻雜TbAG熒光粉、Gd³⁺摻雜TbAG熒光粉中的任意一種；所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料521為上述的稀土離子摻雜YAG熒光粉、稀土離子摻雜TbAG熒光粉中任意兩種的組合，或者任意三種的組合。

所述設(shè)置于杯狀過(guò)孔40內(nèi)壁的高反射率層19為金屬銀反射層。

所述透鏡平板部31的外形尺寸不大于LED芯片的外形尺寸。

所述透鏡30采用透明材料，可為玻璃、硅膠、聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯等材料中的任意一種。

所述包覆介質(zhì)18的材質(zhì)為環(huán)氧樹脂。

采用本技術(shù)方案，晶圓級(jí)封裝LED的外形輪廓即為芯片的外形輪廓外形，完全避免了芯片位置排列的誤差或者封裝膠膜的切割誤差，不存在芯片對(duì)稱中心與封裝體外形對(duì)稱中心不重合的問(wèn)題，解決了現(xiàn)有技術(shù)方案存在的焊接容易短路、配光分布不對(duì)稱等困擾，同時(shí)借助于設(shè)置在襯底層的杯狀過(guò)孔內(nèi)的透鏡將LED芯片發(fā)出朝向各個(gè)方向的光線進(jìn)行匯聚，可以獲得小光束角的出光配光分布，可以滿足指向性照射應(yīng)用場(chǎng)景需求。