一种芯片级封装发光装置的制作方法

专利2022-11-18  96


本实用新型涉及发光装置以及发光装置附属保护装置的
技术领域
,特别是涉及一种芯片级封装发光装置。
背景技术
:白光发光二极管(白光led)具有低电压、高光效、低能耗、长寿命、无污染等优点,在半导体照明及液晶平板显示领域得到了成功的应用。目前白光led的实现方式主要分为两种:一种是三基色(红、蓝、绿)led芯片的组合;另一种是单一蓝光/紫外芯片复合荧光物质。其中,第二种实现方式以其简单、易行、且价格相对低廉成为白光led的主流方案。随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求日益增加,芯片级封装技术csp(chipsizepackage),减小了芯片封装外形的尺寸,具有封装体积小、散热性能好、发光均匀、寿命长等特性,广受关注并以其使用灵活性极高的特点近年来成为业界关注的焦点。在芯片级封装中,荧光转化层与半导体芯片的接触方式直接决定了白光led封装器件的光品质,如发光效率、出光均匀性等。常规封装技术是将led荧光粉混合在硅胶/硅树脂/环氧树脂中,进而涂覆在半导体芯片表面,固化后形成光转化层,此方式不仅耗费大量的原材料和人工成本,且由于荧光粉和胶材难以充分均匀混合导致白光led器件发光效率和发光均匀性降低。为了解决上述问题,业界出现在半导体表面直接涂覆技术,有效降低了粉体的用量和改善了出光的均匀性。半导体芯片上直接涂覆技术主要有两种,一是通过将荧光粉颗粒制成带电荷的胶体,辅以偏压电场,使得荧光粉颗粒直接附着于半导体芯片表面(us6576488b2和us6686581b2)。利用丝网印刷技术将荧光粉颗粒固化于芯片表面(us6650044b1)。二是区别于第一种必须借助于外界手段(电场或粘结剂)的方式,通过将荧光粉颗粒均匀分散在不含粘结剂的可挥发性液体(如醚类、醇类、酮类等)中,进而直接沉积在半导体芯片上(zl200510008606.0)。第二种方式与第一种方式相比,具有更好的出光均匀性,但仍需要解决沉积荧光粉颗粒的半导体芯片四个侧面保护问题,以及荧光粉粉体之间的互吸收问题。技术实现要素:(一)解决的技术问题针对现有技术的不足,本实用新型提供一种可以有效保护均匀沉积荧光粉颗粒的半导体芯片的四个侧面不受外界环境侵蚀,且能够有效阻止封装器件发光的侧漏的芯片级封装发光装置。(二)技术方案为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种芯片级封装发光装置,包括半导体芯片,所述半导体芯片的上表面设置有荧光层,所述荧光层的上表面设置有透明胶层,所述半导体芯片、荧光层和透明胶层的外侧四周设置有保护层。优选的,所述荧光层包含红色荧光粉和绿/黄绿色荧光粉。优选的,所述红色荧光粉层位于绿/黄绿色荧光粉层与半导体芯片之间。优选的,所述红色荧光粉包含:具有caa1sin3:eu系、(sr,ca)alsin3:eu系、(sr,ca)2si5n8:eu系成分的荧光粉中的一种或两种。优选的,所述绿/黄绿色荧光粉包含:具有(y,lu)3(al,ga)5o12:ce系成分的荧光粉中的一种或两种。优选的,所述保护层的单颗粉体中值颗粒尺寸为100-250nm。优选的,还包括热沉和基座,所述半导体芯片安装于热沉的上表面,所述基座设置在热沉的外侧,所述保护层位于基座内,基座上设置有与半导体芯片电性连接的引脚。(三)有益效果与现有技术相比,本实用新型提供了一种芯片级封装发光装置,具备以下有益效果:1、该芯片级封装发光装置,通过通过保护层能够有效保护均匀沉积荧光粉颗粒的半导体芯片的四个侧面不受外界环境侵蚀,且能够有效阻止封装器件发光的侧漏;2、该芯片级封装发光装置,荧光层中红色荧光粉层位于绿/黄绿色荧光粉层与半导体芯片之间,有效避免了红色荧光粉对绿/黄绿色荧光粉发光的吸收,进而光转换效率下降的问题。附图说明图1是本实用新型的结构示意图;图2是本实用新型荧光层结构示意图;附图中标记:1、热沉;2、半导体芯片;3、荧光层;4、透明胶层;5、保护层;6、基座;7、引脚。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。对比例1一种芯片级封装发光装置,其组成部件包含半导体芯片2、荧光层3、透明胶层4和保护层5,荧光层3位于半导体芯片2上表面,透明胶层4位于荧光层3上表面,保护层5覆盖在半导体芯片2的四个侧面、并连接荧光层3和透明胶层4,透明胶层4和保护层5材质均采用硅胶。荧光层3中的红色荧光粉为ca0.2sr0.75alsin3:0.05eu,黄绿色荧光粉为lu2.6al5o12:0.4ce,该发光装置发光性能如表1所示。实施例1一种芯片级封装发光装置,其组成部件包含半导体芯片2、荧光层3、透明胶层4和保护层5,荧光层3位于半导体芯片2上表面,透明胶层4位于荧光层3上表面,保护层5覆盖在半导体芯片2的四个侧面、并连接荧光层3和透明胶层4,透明胶层4材质均采用硅胶。保护层5中单颗粉体的分子式为baal12o19,粉体中值粒径为200nm,荧光层3中的红色荧光粉为ca0.2sr0.75alsin3:0.05eu,黄绿色荧光粉为lu2.6al5o12:0.4ce,该发光装置如图1所示,该发光装置发光性能如表1所示。实施例2一种芯片级封装发光装置,其组成部件包含半导体芯片2、荧光层3、透明胶层4和保护层5,荧光层3位于半导体芯片2上表面,透明胶层4位于荧光层3上表面,保护层5覆盖在半导体芯片2的四个侧面、并连接荧光层3和透明胶层4,透明胶层4材质均采用硅胶。保护层5中单颗粉体的分子式为baal12o19,粉体中值粒径为200nm,荧光层3中的红色荧光粉为ca0.2sr0.75alsin3:0.05eu,黄绿色荧光粉为lu2.6al5o12:0.4ce,其中红色荧光粉位于黄绿色荧光粉的上层,该发光装置如图2所示,该发光装置发光性能如表1所示。实施例3-11,发光装置制作方法与实施例2相同,区别在于保护层中单颗粉体的分子式、荧光层中的红色荧光粉和黄绿色荧光粉种类不同,详见表1。表1红色荧光粉黄绿色荧光粉保护层(5)粉体分子式器件相对发光效率对比例ca0.2sr0.75alsin3:0.05eulu2.6al5o12:0.4ce无100%实施例1ca0.2sr0.75alsin3:0.05eulu2.6al5o12:0.4cebaal12o19105%实施例2ca0.2sr0.75alsin3:0.05eulu2.6al5o12:0.4cebaal12o19120%实施例3ca0.29sr0.70alsin3:0.01eulu2.1y0.5al5o12:0.4ceba0.8ca0.2al12o19117%实施例4ca0.15sr0.78alsin3:0.07eulu2.88al4.5ga0.5o12:0.06ceba0.9sr0.1al12o19114%实施例5ca0.22sr0.75alsin3:0.03eulu2.92al2ga3o12:0.02ceba0.7zn0.3al12o19108%实施例6ca0.15sr0.75alsin3:0.1eulu2.92al3ga2o12:0.06cebaal11bo19113%实施例7ca0.2sr0.75alsin2.9o0.1:0.05eulu2.88tb0.02al5o12:0.04cebaal11.5ga0.5o19115%实施例8ca0.2sr0.75alsi0.9c0.1n3:0.05eulu2.7y0.2al5o12:0.1cebaal12o18.5n0.5104%实施例9ca0.2sr0.74mg0.01alsin3:0.05eulu2.76al5o12:0.22cebaal12o18f110%实施例10ca0.195sr0.75ba0.005alsin3:0.05euy2.88al4.5ga0.5o12:0.06ceba0.8al13.5o21.05106%实施例11ca0.2sr0.75al0.95b0.05sin3:0.05euy2.88al3.65ga1.35o12:0.06ceba1.2al10o16.2109%尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。当前第1页1 2 3 
技术特征:

1.一种芯片级封装发光装置,其特征在于,包括半导体芯片(2),所述半导体芯片(2)的上表面设置有荧光层(3),所述荧光层(3)的上表面设置有透明胶层(4),所述半导体芯片(2)、荧光层(3)和透明胶层(4)的外侧四周设置有保护层(5)。

2.根据权利要求1所述的一种芯片级封装发光装置,其特征在于,所述荧光层(3)包含红色荧光粉和绿/黄绿色荧光粉。

3.根据权利要求2所述的一种芯片级封装发光装置,其特征在于,所述红色荧光粉层位于绿/黄绿色荧光粉层与半导体芯片(2)之间。

4.根据权利要求3所述的一种芯片级封装发光装置,其特征在于,所述红色荧光粉包含:具有caa1sin3:eu系、(sr,ca)alsin3:eu系、(sr,ca)2si5n8:eu系成分的荧光粉中的一种或两种。

5.根据权利要求3所述的一种芯片级封装发光装置,其特征在于,所述绿/黄绿色荧光粉包含:具有(y,lu)3(al,ga)5o12:ce系成分的荧光粉中的一种或两种。

6.根据权利要求1所述的一种芯片级封装发光装置,其特征在于,所述保护层(5)的单颗粉体中值颗粒尺寸为100-250nm。

7.根据权利要求1所述的一种芯片级封装发光装置,其特征在于,还包括热沉(1)和基座(6),所述半导体芯片(2)安装于热沉(1)的上表面,所述基座(6)设置在热沉(1)的外侧,所述保护层(5)位于基座(6)内,基座(6)上设置有与半导体芯片(2)电性连接的引脚(7)。

技术总结
本实用新型涉及发光装置以及发光装置附属保护装置的技术领域,特别是涉及一种芯片级封装发光装置,包括半导体芯片,半导体芯片的上表面设置有荧光层,荧光层的上表面设置有透明胶层,半导体芯片、荧光层和透明胶层的外侧四周设置有保护层,可以有效保护均匀沉积荧光粉颗粒的半导体芯片的四个侧面不受外界环境侵蚀,且能够有效阻止封装器件发光的侧漏。

技术研发人员:侯波
受保护的技术使用者:天津十七元素科技有限公司
技术研发日:2020.09.03
技术公布日:2021.04.06

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