專利名稱：熒光透明陶瓷led封接結構及其封接方法
技術領域：
本發(fā)明涉及LED封裝技術，尤其涉及一種熒光透明陶瓷LED封接結構及其封接方法。
背景技術：
隨著LED在照明領域中的不斷發(fā)展，人們對其出光效率的要求越來越高，LED的封裝材料、封裝結構和封裝方法都是影響其出光效率的重要因素；目前主要通過透明襯底技術、金屬膜反射技術、倒裝芯片技術來提高LED的出光效率。通常藍光、綠光LED芯片是通過MOCVD (金屬有機化合物化學氣相沉淀)技術在藍寶石襯底上生長GaN (氮化鎵)基的LED晶片結構層，由P/N結發(fā)光區(qū)發(fā)出的光透過上面的P型區(qū)射出；由于P型GaN傳導性能不佳，為獲得良好的電流擴展，需要通過蒸鍍技術在P區(qū)表面形成一層Ni-Au組成的金屬電極層，P區(qū)引線通過該層金屬電極層引出；為了獲得好的電流擴展，Ni-Au金屬電極層就不能太薄，為此，LED芯片的發(fā)光效率就會受到很大影響，因而金屬電極層的厚度通常需要同時兼顧電流擴展與出光效率二個因素。為了克服以上缺點，提出了倒裝LED芯片，其是將LED晶片通過倒裝焊接在硅基板上，以提高出光率；但此結構原則上依然是LED晶片單側出光，同時增加了后續(xù)二次配光的成本與難度，很不利于市場的推廣及應用?？傊捎诓煌该骰?、金屬電極層等一系列問題，LED芯片依然只能單側出光，限制了出光效率的提高，且散熱效果差；同時，傳統(tǒng)的單顆封裝自動化程度低，不適合批量化生產。

發(fā)明內容
發(fā)明目的為了克服現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明提供一種熒光透明陶瓷LED封接結構及其封接方法，在完成對多顆LED芯片的保護同時充分利用芯片的PN結直接出光，有效提高LED芯片的出光效率，同時改善LED芯片的散熱效果，適于工業(yè)批量化生產。技術方案為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為熒光透明陶瓷LED封接結構，包括兩片平面式透明熒光氧化物基板和一個以上LED芯片，至少在其中一個氧化物基板的正面設置導電圖案，在導電圖案上預留有LED結合區(qū)，LED芯片排布在LED結合區(qū)上，其兩面分別與兩個氧化物基板的正面貼合，兩個氧化物基板之間的間隙填充滿隔離膠。所述LED芯片可以通過焊接或者膠合方式進行固晶固定。該LED封接結構為整版結構，可以同時排布多個LED芯片(將LED芯片成陣列式排布，或其他設定圖形排放，LED芯片通過導電圖案導通，所述導電圖案可以分為數(shù)個電極區(qū))，能夠適應工業(yè)化的批量生產、自動化生產；同時該LED封接結構采用透明熒光氧化物基板，打破了傳統(tǒng)單面出光的限制實現(xiàn)了雙面出光，有效提高了其出光效率；同時該LED封接結構相對單顆LED封裝結構極大地改善了散熱效果，能夠提高其使用壽命。所述LED芯片可以為正裝LED芯片(即剝離藍寶石電路基板只保留原有PN結的LED芯片)，亦可以為倒裝LED芯片；當LED芯片為正裝LED芯片并采用跳線接線方式或LED芯片為倒裝LED芯片時，在其中一個氧化物基板的正面設置導電圖案；當LED芯片為正裝LED芯片并采用非跳線接線方式時，在兩個氧化物基板的正面設置位置相對應的導電圖案。一般來說，我們采用在其中一個氧化物基板的正面設置導電圖案的結構，即采用倒裝LED芯片，或者在采用正裝LED芯片時采用條線接線方式。所述氧化物基板的材質為摻雜有熒光物質的單晶或者多晶陶瓷材料，優(yōu)選采用摻雜有熒光物質的釔鋁石榴石，具體的可選用含有鋁酸鹽(比如Ce3+鋁酸鹽)或氮化物(比如Eu氮化物)中的一種或兩種物質的釔鋁石榴石。由于LED芯片發(fā)射出來的光必定通過氧化物基板向兩邊發(fā)射，激發(fā)了熒光物質產生光之轉換效應，因而氧化物基板配合相應的紅光LED芯片、藍光LED芯片或者綠光LED芯片就能夠使得最終的LED封裝結構為白光LED。所述導電圖案的材質可以為銅、鋁、金、銀、鎳、鋅，鐵，石墨等材料，或采用透明導電氧化物材料；其可以通過鍍膜或者印刷方式涂覆在氧化物基板上；在導電圖案上通過印 刷阻焊劑即可劃定出LED結合區(qū)。所述隔離膠優(yōu)選為硅膠或樹脂，隔離膠用于保證LED芯片不會裸露在空氣中。熒光透明陶瓷LED封接結構的封接方法，包括如下步驟(I)通過陶瓷成型和燒結工藝制備兩片透明熒光氧化物基板；(2)根據(jù)LED芯片的結構和接線方式在氧化物基板的正面涂覆導電圖案；(3)在導電圖案上印刷阻焊劑，防止焊料流淌導致基板線路導通，以形成LED結合區(qū)；(4)對氧化物基板的正面進行拋光處理，保證界面具有良好的出光特性；(5)將LED芯片放置在其中一個氧化物基板的正面上，確保LED芯片排布在LED結合區(qū)上；(6)在步驟(5)中的氧化物基板的正面填充隔離膠，確保隔離膠分布在LED芯片之間的間隙內；(7)將另一片氧化物基板覆蓋在LED芯片上，使LED芯片的兩面分別與兩個氧化物基板的正面貼合，調整好相對位置；(8)在兩側分別使用激光直接穿過氧化物基板，將LED芯片的兩面分別固定在兩個氧化物基板的正面上；(9)將步驟(8)獲得的結構進行整版烘烤以固化，形成熒光透明陶瓷LED封接結構。所述步驟(6)中的隔離膠優(yōu)選為整片式結構，其對應LED芯片的位置為鏤空結構；這樣在使用時，直接將隔離膠放置在氧化物基板上，裸露出LED芯片即可。所述步驟(9)中，烘烤時間優(yōu)選為O. 5 6h，烘烤溫度優(yōu)選為25 150°C。有益效果本發(fā)明提供的熒光透明陶瓷LED封接結構，打破了傳統(tǒng)的單面出光的結構，提高了出光效率，改善了其散熱能力；同時在氧化物基板上直接涂覆導電圖案，省卻了單顆產品需要跳線的問題；整版式封裝方法提高了產品的可靠性和一致性，適于產業(yè)化快速、高效生產；另外，該方法避免了隔離膠(硅膠)的使用，可以有效提高產品(包括各個組件，比如LED芯片、氧化物基板等)的使用壽命。


圖I為本發(fā)明的結構示意圖；圖2為正裝LED芯片的結構示意圖；圖3為倒裝LED芯片的結構示意圖；圖4為本發(fā)明的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。如圖I所示為一種熒光透明陶瓷LED封接結構，包括兩片平面式透明熒光氧化物 基板4和一個以上LED芯片1，至少在其中一個氧化物基板4的正面設置導電圖案2，在導電圖案2上預留有LED結合區(qū)，LED芯片I排布在LED結合區(qū)上，其兩面分別與兩個氧化物基板4的正面貼合、并通過激光固定。所述LED芯片I為如圖2所示的正裝LED芯片或如圖3所示的倒裝LED芯片；當LED芯片I為正裝LED芯片并采用跳線接線方式或LED芯片I為倒裝LED芯片時，在其中一個氧化物基板4的正面設置導電圖案2 ;當LED芯片I為正裝LED芯片并采用非跳線接線方式時，在兩個氧化物基板4的正面設置位置相對應的導電圖案2。所述氧化物基板4的材質為摻雜有熒光物質的釔鋁石榴石，配合相應的紅光LED芯片、藍光LED芯片或者綠光LED芯片就能夠使得最終的LED封裝結構為白光LED。所述導電圖案2通過鍍膜或者印刷方式涂覆在氧化物基板4上；在導電圖案2上通過印刷阻焊劑形成LED結合區(qū)。一種封接上述熒光透明陶瓷LED封接結構的封接方法，包括如下步驟(I)通過陶瓷成型和燒結工藝制備兩片透明熒光氧化物基板4 ;(2)根據(jù)LED芯片I的結構和接線方式在氧化物基板4的正面涂覆導電圖案2 ；(3)在導電圖案2上印刷阻焊劑形成LED結合區(qū)；(4)對氧化物基板4的正面進行拋光處理；(5)將LED芯片I放置在其中一個氧化物基板4的正面上，確保LED芯片I排布在LED結合區(qū)上；(6)在步驟(5)中的氧化物基板4的正面填充隔離膠3，確保隔離膠3分布在LED芯片I之間的間隙內；(7)將另一片氧化物基板4覆蓋在LED芯片I上，使LED芯片I的兩面分別與兩個氧化物基板4的正面貼合，調整好相對位置；(8)在兩側分別使用激光直接穿過氧化物基板4，將LED芯片I的兩面分別固定在兩個氧化物基板4的正面上；(9)將步驟(8)獲得的結構進行整版烘烤以固化，形成熒光透明陶瓷LED封接結構。在上述方法中，所述步驟(5)可以為將LED芯片I固定在其中一個氧化物基板4的正面上，確保LED芯片I排布在LED結合區(qū)上；比如通過激光從一側穿過該氧化物基板4將LED芯片I與該氧化物基板4的正面相固定；這樣步驟(8)就相應調整為從另一側使用激光直接穿過另一個氧化物基板4，將LED芯片未固定的一面與步驟(7)中覆蓋的氧化物基板4的正面固定起來。所述步驟(6)中的隔離膠優(yōu)選為整片式結構，其對應LED芯片的位置為鏤空結構；這樣在使用時，直接將隔離膠放置在氧化物基板上，裸露出LED芯片即可。所述步驟(9)中，烘烤時間優(yōu)選為O. 5 6h，烘烤溫度優(yōu)選為25 150°C。這兩種方法的區(qū)別是前述方法中LED芯片I兩側同時固定；后述方法是先固定LED芯片I的一側，再固定LED芯片I的另一側。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也 應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.熒光透明陶瓷LED封接結構，其特征在于該LED封接結構包括兩片平面式透明熒光氧化物基板(4)和一個以上LED芯片(I )，至少在其中一個氧化物基板(4)的正面設置導電圖案(2)，在導電圖案(2)上預留有LED結合區(qū)，LED芯片(I)排布在LED結合區(qū)上，其兩面分別與兩個氧化物基板(4)的正面貼合，兩個氧化物基板(4)之間的間隙填充滿隔離膠(3)。
2.根據(jù)權利要求I所述的熒光透明陶瓷LED封接結構，其特征在于所述LED芯片(I)為正裝LED芯片或倒裝LED芯片；當LED芯片(I)為正裝LED芯片并采用跳線接線方式或LED芯片(I)為倒裝LED芯片時，在其中一個氧化物基板(4)的正面設置導電圖案(2 );當LED芯片(I)為正裝LED芯片并采用非跳線接線方式時，在兩個氧化物基板(4)的正面設置位置相對應的導電圖案(2)。
3.根據(jù)權利要求I所述的熒光透明陶瓷LED封接結構，其特征在于所述氧化物基板(4)的材質為摻雜有熒光物質的單晶或者多晶陶瓷材料。
4.根據(jù)權利要求I所述的熒光透明陶瓷LED封接結構，其特征在于所述氧化物基板(4)的材質為摻雜有熒光物質的釔鋁石榴石。
5.根據(jù)權利要求I所述的熒光透明陶瓷LED封接結構，其特征在于所述導電圖案(2)通過鍍膜或者印刷方式涂覆在氧化物基板(4)上。
6.根據(jù)權利要求I所述的熒光透明陶瓷LED封接結構，其特征在于在導電圖案(2)上通過印刷阻焊劑劃定出LED結合區(qū)。
7.根據(jù)權利要求I所述的熒光透明陶瓷LED封接結構，其特征在于所述隔離膠(3)為硅膠或樹脂。
8.熒光透明陶瓷LED封接結構的封接方法，其特征在于該封接方法包括如下步驟 (1)通過陶瓷成型和燒結工藝制備兩片透明熒光氧化物基板(4); (2)根據(jù)LED芯片(I)的結構和接線方式在氧化物基板(4)的正面涂覆導電圖案(2)； (3)在導電圖案(2)上印刷阻焊劑劃定出LED結合區(qū)； (4)對氧化物基板(4)的正面進行拋光處理； (5)將LED芯片(I)放置在其中一個氧化物基板(4)的正面上，確保LED芯片(I)排布在LED結合區(qū)上； (6)在步驟(5)中的氧化物基板(4)的正面填充隔離膠(3)，確保隔離膠(3)分布在LED芯片(I)之間的間隙內； (7)將另一片氧化物基板(4)覆蓋在LED芯片(I)上，使LED芯片(I)的兩面分別與兩個氧化物基板(4)的正面貼合，調整好相對位置； (8)在兩側分別使用激光直接穿過氧化物基板(4)，將LED芯片(I)的兩面分別固定在兩個氧化物基板(4)的正面上； (9)將步驟(8)獲得的結構進行整版烘烤以固化，形成熒光透明陶瓷LED封接結構。
9.根據(jù)權利要求8所述的熒光透明陶瓷LED封接結構的封接方法，其特征在于所述步驟(6)中的隔離膠(3)為整片式結構，其對應LED芯片(I)的位置為鏤空結構。
10.根據(jù)權利要求8所述的熒光透明陶瓷LED封接結構的封接方法，其特征在于所述步驟(9)中，烘烤時間為0. 5 6h，烘烤溫度為25 150°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熒光透明陶瓷LED封接結構，包括兩片平面式透明熒光氧化物基板和一個以上LED芯片，至少在其中一個氧化物基板的正面設置導電圖案，在導電圖案上預留有LED結合區(qū)，LED芯片排布在LED結合區(qū)上，其兩面分別與兩個氧化物基板的正面貼合，兩個氧化物基板之間的間隙填充滿隔離膠。本發(fā)明提供的熒光透明陶瓷LED封接結構，打破了傳統(tǒng)的單面出光的結構，提高了出光效率，改善了其散熱能力；同時在氧化物基板上直接涂覆導電圖案，省卻了單顆產品需要跳線的問題；整版式封裝方法提高了產品的可靠性和一致性，適于產業(yè)化快速、高效生產；另外，該方法避免了隔離膠的使用，可以有效提高產品的使用壽命。
文檔編號H01L33/48GK102709452SQ201210156768
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月21日 優(yōu)先權日2012年5月21日
發(fā)明者王媛, 高鞠 申請人:蘇州晶品光電科技有限公司