一種單面出光的發(fā)光元器件及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種單面出光的發(fā)光元器件及其生產(chǎn)方法，涉及半導(dǎo)體器件封裝領(lǐng)域，在發(fā)光二極管的底面設(shè)置兩個(gè)電極，其特征在于在發(fā)光二極管的正面設(shè)置熒光粉膠層，在發(fā)光二極管的四個(gè)側(cè)面均設(shè)置反光膠層。制備方法特征是：無需切割即可獲得四周側(cè)面無切割痕、單面出光的單顆發(fā)光二極管，并且通過多次填充，可達(dá)到設(shè)計(jì)發(fā)光二極管出光面熒光粉膠層特性之目的。本發(fā)明制備過程無需使用昂貴的高精切割設(shè)備，使企業(yè)可以有更充裕的資本擴(kuò)大生產(chǎn)；更因無需切割而提高了熒光粉膠的利用率、縮短了生產(chǎn)周期。
【專利說明】
一種單面出光的發(fā)光元器件及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件封裝領(lǐng)域，更具體的涉及白光發(fā)光二極管芯片的封裝工〇【背景技術(shù)】
[0002]在市場(chǎng)對(duì)發(fā)光二極管器件小型化、高電流密度的呼聲下，芯片級(jí)封裝發(fā)光二極管憑借省去支架及金線等冗余結(jié)構(gòu)縮小體積、散熱性能優(yōu)良可以承受高密度電流等優(yōu)勢(shì)，成為發(fā)光二極管行業(yè)冉冉升起的新星，吸引了眾多芯片及封裝廠的目光。
[0003]然而由于生產(chǎn)技術(shù)路線不成熟、設(shè)備投入費(fèi)用高昂等原因，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上芯片級(jí)封裝發(fā)光二極管產(chǎn)品屈指可數(shù)。為了搶占新興市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)外各大廠家更是絞盡腦汁搶占專利至高點(diǎn)，目前部分量產(chǎn)技術(shù)采用整體印刷或模塊印刷的方式。但整體印刷需要使用高精度切割設(shè)備才能獲得單顆芯片級(jí)封裝發(fā)光二極管產(chǎn)品，模塊印刷獲得產(chǎn)品的外形尺寸固定，應(yīng)用時(shí)設(shè)計(jì)靈活度小且模塊中任意一顆發(fā)光二極管失效即導(dǎo)致模塊的性能及外觀異常。
[0004]根據(jù)摩爾定律我們知道:電子、封裝行業(yè)生產(chǎn)設(shè)備升級(jí)換代快、設(shè)備折舊率高，因此購買昂貴的高精切割設(shè)備成為各大廠家制備芯片級(jí)封裝發(fā)光二極管產(chǎn)品的攔路虎。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是提出一種方便生產(chǎn)、提高質(zhì)量的單面出光的發(fā)光元器件。
[0006]本發(fā)明單面出光的發(fā)光元器件在發(fā)光二極管的底面設(shè)置兩個(gè)電極，其特征在于在發(fā)光二極管的正面設(shè)置熒光粉膠層，在發(fā)光二極管的四個(gè)側(cè)面均設(shè)置反光膠層。
[0007]本發(fā)明出光面上設(shè)置有熒光粉膠層，本發(fā)明器件與五面出光元器件相比，產(chǎn)品光效率高、出光指向性強(qiáng)，該結(jié)構(gòu)與五面出光二極管相比，光效率高、出光指向性強(qiáng)，極大的開拓了產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域、提高了使用時(shí)的靈活性。
[0008]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述反光膠層在接近底面的厚度較接近正面的厚度薄。該設(shè)計(jì)首先減少了反光膠用量降低了本發(fā)明器的成本，使產(chǎn)品具有更好的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；其次根據(jù)光的折射定律，此設(shè)計(jì)可以提高本發(fā)明器件的出光率，從而提升亮度、降低節(jié)溫，延長(zhǎng)使用壽命;第三降低本發(fā)明器件體積、重量，利于應(yīng)用領(lǐng)域單位面積內(nèi)顆粒數(shù)提升及重量控制;第四本發(fā)明器件應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橄蛲馔蛊鸬陌l(fā)光曲面時(shí)，此種設(shè)計(jì)能夠有效縮小顆粒之間空隙， 提高亮度均勻性，提升視覺舒適度。
[0009]所述熒光粉膠層由第一熒光粉膠層、第二熒光粉膠層和第三熒光粉膠層組成，第一熒光粉膠層設(shè)置在發(fā)光二極管上，第二熒光粉膠層設(shè)置在第一熒光粉膠層上，第三熒光粉膠層設(shè)置在第二熒光粉膠層上，第一熒光粉膠層的折射率大于第二熒光粉膠層的折射率，第二熒光粉膠層的折射率大于第三熒光粉膠層的折射率。本發(fā)明器件出光通道為:從有源層(折射率為2.4)到藍(lán)寶石(折射率為1.8)繼而是熒光粉膠層(折射率為1.5)最終到空氣 (折射率為1 )，由光的折射、反射定律可知:光由光密介質(zhì)(即光在此介質(zhì)中的折射率大的)射到光疏介質(zhì)(即光在此介質(zhì)中折射率小的)的界面時(shí)，若入射角大于臨界角，則全部光線均被反射回原介質(zhì)。多層熒光粉膠層通過對(duì)出光通道折射率的合理設(shè)計(jì)，起到擴(kuò)大臨界角， 降低光線被反射回的幾率目的，從而提高本發(fā)明器件的出光率，繼而提高光效。
[0010]本發(fā)明的另一目的是提出以上產(chǎn)品的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:1)將多個(gè)發(fā)光二極管以陣列式固定在固定膜的同一面；2)將固定膜呈繃緊狀定位于載臺(tái)上，并使各個(gè)發(fā)光二極管朝向上方；3)在固定膜上固定鋼網(wǎng)，并使發(fā)光二極管一一對(duì)應(yīng)地處在鋼網(wǎng)的網(wǎng)孔正中間；將反光膠填充在鋼網(wǎng)的各網(wǎng)孔內(nèi)，烘干后脫離鋼網(wǎng)，研磨去除發(fā)光二極管出光面上的反光膠；4)在固定膜上再次固定鋼網(wǎng)，并使發(fā)光二極管一一對(duì)應(yīng)地處在鋼網(wǎng)的網(wǎng)孔正中間；將熒光粉膠填充在鋼網(wǎng)的各網(wǎng)孔內(nèi)，烘干后脫離鋼網(wǎng)；5)自固定膜上分離取得單顆單面出光的發(fā)光二極管。
[0011]本發(fā)明在制備過程中可通過更改鋼網(wǎng)網(wǎng)孔厚度及形狀，實(shí)現(xiàn)對(duì)出光面熒光粉膠層折射率、濃度、厚度等特性的設(shè)計(jì)，從而提升產(chǎn)品光電特性。在填充反光膠或熒光粉膠時(shí)，鋼網(wǎng)的各網(wǎng)孔四壁起到了控制反光膠及熒光膠形狀和用量的作用，保證了厚度均勻性，提高了芯片級(jí)封裝發(fā)光二極管產(chǎn)品色溫的一致性。無需切割即可獲得四周側(cè)面無切割痕、單面出光的發(fā)光二極管，從而提高熒光粉膠的利用率、縮短生產(chǎn)周期、降低企業(yè)生產(chǎn)成本。本發(fā)明的特點(diǎn):(1)通過鋼網(wǎng)印刷的方法無需切割即可獲得單顆芯片級(jí)封裝發(fā)光二極管產(chǎn)品，從而提高了熒光粉膠的利用率、縮短了生產(chǎn)周期，由于無需切割，產(chǎn)品四周側(cè)面無切割痕，利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，大大降低了生產(chǎn)成本。(2)產(chǎn)品性能設(shè)計(jì)靈活性高?？梢酝ㄟ^更改鋼網(wǎng)網(wǎng)孔厚度及形狀，多次填充達(dá)到設(shè)計(jì)發(fā)光二極管出光面熒光粉膠層的折射率及濃度的目的，從而提升產(chǎn)品光電特性。(3)使用本方法無需購買昂貴的高精切割設(shè)備，利于推廣應(yīng)用。
[0012]本發(fā)明所述鋼網(wǎng)的網(wǎng)孔呈上表面積大于下表面積的喇叭口狀。以使形成的反光膠層在接近底面的厚度較接近正面的厚度薄。
[0013]循環(huán)操作步驟4)三次，第一次采用的熒光粉膠的折射率大于第二次采用的熒光粉膠的折射率，第二次采用的熒光粉膠的折射率大于第三次采用的熒光粉膠的折射率。以形成不同折射率的熒光層設(shè)置在出光面上。
[0014]另外，本發(fā)明所述鋼網(wǎng)的網(wǎng)孔深度大于發(fā)光二極管的厚度。以使在步驟3)中形成的反光膠厚度大于發(fā)光二極管厚度。當(dāng)反光膠厚度大于發(fā)光二極管厚度時(shí)，改變反光膠位置、形狀，實(shí)現(xiàn)對(duì)出光方向及出光形狀的設(shè)計(jì)?！靖綀D說明】
[0015]圖1至6為本發(fā)明工藝流程示意圖。[0〇16]圖7為本發(fā)明產(chǎn)品的一種結(jié)構(gòu)不意圖。[0〇17]圖8為本發(fā)明廣品的另一種結(jié)構(gòu)不意圖。【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖1至8具體實(shí)施過程如下:一、例 1:1、將多個(gè)發(fā)光二極管1以行、列間距相等的陣列式固定在固定膜2的同一面。如圖1所不。
[0019] 2、通過卡箍3將固定膜2呈繃緊狀定位于載臺(tái)4上，并使各個(gè)發(fā)光二極管1朝向上方，如圖2所示。
[0020] 3、在固定膜2上固定鋼網(wǎng)5,并采用光學(xué)定位部件使發(fā)光二極管1一一對(duì)應(yīng)地處在鋼網(wǎng)5的各個(gè)網(wǎng)孔的正中間。注意:鋼網(wǎng)5的網(wǎng)孔深度略大于發(fā)光二極管1的厚度。如圖3所不。
[0021]使用刮刀，將反光膠6填充在鋼網(wǎng)5的各網(wǎng)孔內(nèi)，如圖4所示。待反光膠6烘干后，脫離鋼網(wǎng)5,研磨去除發(fā)光二極管1出光面上的反光膠，取得半制品如圖5所示。[〇〇22]4、在固定膜2上再次固定鋼網(wǎng)5,并采用光學(xué)定位部件使發(fā)光二極管1一一對(duì)應(yīng)地處在鋼網(wǎng)5的各個(gè)網(wǎng)孔正中間。使用刮刀，將折射率為1.5的熒光粉膠填充在鋼網(wǎng)5的各網(wǎng)孔內(nèi)，烘干后脫離鋼網(wǎng)5研磨拋光。[〇〇23]在固定膜2上再次固定鋼網(wǎng)5,并采用光學(xué)定位部件使發(fā)光二極管1一一對(duì)應(yīng)地處在鋼網(wǎng)5的各個(gè)網(wǎng)孔正中間。使用刮刀，將折射率為1.4的熒光粉膠填充在鋼網(wǎng)5的各網(wǎng)孔內(nèi)，烘干后脫離鋼網(wǎng)5研磨拋光。[〇〇24]在固定膜2上再次固定鋼網(wǎng)5,并采用光學(xué)定位部件使發(fā)光二極管1一一對(duì)應(yīng)地處在鋼網(wǎng)5的各個(gè)網(wǎng)孔正中間。使用刮刀，將折射率為1.3的熒光粉膠填充在鋼網(wǎng)5的各網(wǎng)孔內(nèi)，烘干后脫離鋼網(wǎng)5研磨拋光。[〇〇25]形成的半制品如圖6所示。
[0026]5、自固定膜2上分離取得單顆單面出光的發(fā)光二極管，其結(jié)構(gòu)如圖7所示:在發(fā)光二極管1的底面設(shè)置兩個(gè)電極8,在發(fā)光二極管1的正面設(shè)置熒光粉膠層7,在發(fā)光二極管1的四個(gè)側(cè)面均設(shè)置反光膠層6。熒光粉膠層7由第一熒光粉膠層7a、第二熒光粉膠層7b和第三熒光粉膠層7c組成，第一熒光粉膠層7a設(shè)置在發(fā)光二極管1上，第二熒光粉膠層 7b設(shè)置在第一熒光粉膠層7a上，第三熒光粉膠層7c設(shè)置在第二熒光粉膠層7b上。
[0027]二、例2:其它類同，只是在設(shè)計(jì)鋼網(wǎng)5時(shí)，將其網(wǎng)孔設(shè)計(jì)成上表面積大于下表面積的喇叭口狀。 [〇〇28]由此，形成的產(chǎn)品如圖8所示:在發(fā)光二極管1的底面設(shè)置兩個(gè)電極8,在發(fā)光二極管1的正面設(shè)置熒光粉膠層7,在發(fā)光二極管1的四個(gè)側(cè)面均設(shè)置反光膠層6。[〇〇29]反光膠層6在接近底面的厚度較接近正面的厚度薄。
[0030]熒光粉膠層7也可由多層不同折射率的熒光粉膠層形成。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種單面出光的發(fā)光元器件，包括發(fā)光二極管，在發(fā)光二極管的底面設(shè)置兩個(gè)電極， 其特征在于在發(fā)光二極管的正面設(shè)置熒光粉膠層，在發(fā)光二極管的四個(gè)側(cè)面均設(shè)置反光膠層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述單面出光的發(fā)光元器件，其特征在于所述反光膠層在接近底面 的厚度較接近正面的厚度薄。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述單面出光的發(fā)光元器件，其特征在于所述熒光粉膠層由第一 熒光粉膠層、第二熒光粉膠層和第三熒光粉膠層組成，第一熒光粉膠層設(shè)置在發(fā)光二極管 上，第二熒光粉膠層設(shè)置在第一熒光粉膠層上，第三熒光粉膠層設(shè)置在第二熒光粉膠層上， 第一熒光粉膠層的折射率大于第二熒光粉膠層的折射率，第二熒光粉膠層的折射率大于第 三熒光粉膠層的折射率。4.如權(quán)利要求1所述單面出光的發(fā)光元器件的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟:1)將多個(gè)發(fā)光二極管以陣列式固定在固定膜的同一面；2)將固定膜呈繃緊狀定位于載臺(tái)上，并使各個(gè)發(fā)光二極管朝向上方；3)在固定膜上固定鋼網(wǎng)，并使發(fā)光二極管一一對(duì)應(yīng)地處在鋼網(wǎng)的網(wǎng)孔正中間；將反光 膠填充在鋼網(wǎng)的各網(wǎng)孔內(nèi)，烘干后脫離鋼網(wǎng)，研磨去除發(fā)光二極管出光面上的反光膠；4)在固定膜上再次固定鋼網(wǎng)，并使發(fā)光二極管一一對(duì)應(yīng)地處在鋼網(wǎng)的網(wǎng)孔正中間；將 熒光粉膠填充在鋼網(wǎng)的各網(wǎng)孔內(nèi)，烘干后脫離鋼網(wǎng)；5)自固定膜上分離取得單顆單面出光的發(fā)光二極管。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述單面出光的發(fā)光元器件的生產(chǎn)方法，其特征在于所述鋼網(wǎng)的網(wǎng) 孔呈上表面積大于下表面積的喇叭口狀。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述單面出光的發(fā)光元器件的生產(chǎn)方法，其特征在于循環(huán)操作步 驟4)三次，第一次采用的熒光粉膠的折射率大于第二次采用的熒光粉膠的折射率，第二次 采用的熒光粉膠的折射率大于第三次采用的熒光粉膠的折射率。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述單面出光的發(fā)光元器件的生產(chǎn)方法，其特征在于所述鋼網(wǎng)的網(wǎng) 孔深度大于發(fā)光二極管的厚度。
【文檔編號(hào)】H01L33/48GK106025040SQ201610545199
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月13日
【發(fā)明人】臧傳亮, 王國(guó)宏, 李銀川, 金豫浙, 孫軍, 孫一軍, 李志聰, 章加奇, 張應(yīng) , 吳杰
【申請(qǐng)人】揚(yáng)州中科半導(dǎo)體照明有限公司