晶片級封裝發光器件及其製造方法與流程

2023-08-03 18:16:16

本發明涉及光電器件製造技術領域，具體涉及一種晶片級封裝發光器件及其製造方法。

背景技術：

晶片級封裝發光器件封裝體積小，封裝可靠性高，並且可以製作均勻的光轉換層，實現均勻光色特性，近年來得到了廣泛的應用。在中國臺灣、日韓、歐美等地的LED大公司紛紛發布了自己的晶片級封裝LED產品。白光晶片屬於晶片級尺寸水平封裝，配合白光晶片應用的二次光學元件的體積將大幅度縮小。綜合各企業產品，共同的特點是基於倒裝晶片的基礎上，使發光器件的封裝體積更小，光學、熱學性能更好，同時因省略了導線架與打線的步驟，使其後道工序更加便捷。但是目前的晶片級封裝發光器件的LED色溫還是不夠穩定，還存在很多缺點。同時其製造工藝也還存在很多缺點。

技術實現要素：

本發明的目的是解決現有技術的缺陷，提供一種晶片級封裝發光器件，採用的技術方案如下：

一種晶片級封裝發光器件，包括LED外延片，所述LED外延片包括正電極、負電極和電極溝道，所述正電極和負電極位於同一平面，所述電極溝道位於正電極與負電極之間，還包括石墨烯層和螢光粉薄層，所述石墨烯層分布於LED外延片的下方並與之連接，所述螢光粉薄層位於石墨烯層下方並與之連接。

作為優選，所述石墨烯層為平面形狀。

作為優選，所述LED外延片依次包括n型層、量子阱層、p型層和正電極層，將LED外延片與石墨烯層連接時，採用雷射剝離技術將藍寶石襯底全部剝離，使LED外延片的n型層直接與石墨烯層連接。

作為優選，所述石墨烯層的厚度為0.05mm~0.5mm，長寬均為2mm~3mm。

作為優選，所述螢光粉薄層選用Ce:YAG螢光粉材料與矽膠混合製成，通過噴塗方法噴塗於石墨烯層下方，其厚度為0.05mm~0.2mm。

作為優選，使用回流焊接爐對螢光粉薄層進行固化。

在石墨烯層的下方，選用Ce:YAG螢光粉材料與矽膠混合，採用噴塗方法製備螢光粉薄層，其螢光粉薄層厚度為0.05~0.2mm，再經過回流焊接爐對螢光粉薄層進行固化，螢光粉具有較薄厚度，固化時間比較短。

本發明的另一目的是解決現有技術的缺陷，提供一種晶片級封裝發光器件的製造方法，採用的技術方案如下：

一種晶片級封裝發光器件的製造方法，包括：

製備LED外延片陣列：採用MOCVD設備在藍寶石襯底上生長LED外延片陣列，然後用雷射剝離技術將藍寶石襯底全部剝離，使LED外延片的最底部是n型層；

採用離子體增強化學氣相沉積法製造平面形狀的石墨烯層陣列:將含碳的氣態物質在高溫和高真空的環境下，生成石墨烯薄膜，再用雷射切割技術將石墨烯薄膜切割成平面形狀的石墨烯層陣列；

選用Ce:YAG螢光粉材料與矽膠混合製成螢光粉，採用噴塗方法在石墨烯層陣列的背面噴塗螢光粉薄層陣列，並使用回流焊接爐對螢光粉薄層陣列進行固化；

利用銀獎膠，採用固晶技術方法或鍵合技術方法，將LED外延片的 n型層直接與石墨烯薄層陣列連接，構成發光器件陣列；

採用雷射切割方法將發光器件陣列切割成獨立的發光器件。

作為優選，所述LED外延片包括正電極、負電極和電極溝道，所述正電極和負電極位於同一平面，所述電極溝道位於正電極與負電極之間。

作為優選，所述LED外延片依次包括n型層、量子阱層、p型層和正電極層。

作為優選，所述石墨烯層的厚度為0.05mm~0.5mm，長寬均為2mm~3mm，所述螢光粉薄層厚度為0.05mm~0.2mm。

與現有技術相比，本發明的有益效果：

1、石墨烯層具有很好的熱傳導性能，螢光粉薄層與石墨烯層直接接觸，能保證螢光粉薄層具有較低溫度，維持發光器件色溫穩定。

2、簡化了製造工藝，使用回流焊接爐對螢光粉薄層進行固化，與傳統在高溫烤箱中的固化流程相比節省了固化時間，降低了耗電。

附圖說明

圖1是本發明實施例的結構示意圖；

圖2是本發明實施例的LED外延片的結構示意圖；

圖3是本發明實施例發光器件焊接方法示意圖；

圖4是本發明實施例石墨烯陣列和螢光粉薄層陣列的結構示意圖；

圖5是本發明實施例發光器件陣列的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。

實施例：

如圖1所示，一種晶片級封裝發光器件，包括LED外延片2，所述LED外延片2包括正電極3、負電極4和電極溝道5，所述正電極3和負電極4位於同一平面，所述電極溝道5位於正電極3與負電極4之間，還包括平面形狀的石墨烯層6和螢光粉薄層7，所述石墨烯層6分布於LED外延片2的下方並與之連接，所述螢光粉薄層7位於石墨烯層6下方並與之連接。

如圖2所示，所述LED外延片依次包括n型層11、量子阱層10、p型層9和正電極層8，將LED外延片2與石墨烯層6連接時，使外延片n型層11直接與石墨烯層6連接。

所述石墨烯層6的厚度為0.05mm~0.5mm間，長寬尺寸均為2mm~3mm。

所述螢光粉薄層7選用Ce:YAG螢光粉材料與矽膠混合製成，通過噴塗方法噴塗於石墨烯層下方，其厚度為0.05mm~0.2mm。

使用回流焊接爐對螢光粉薄層7進行固化。

如圖3所示，本實施例發光器件焊接時，採用雙面鋁基電路板13，在電路板上製作正電極焊盤14、負電極焊盤15和石墨烯層焊接焊盤21，其厚度為0.05mm~0.1mm，保證LED外延片2的側面發光有效被阻擋或者反射到螢光粉薄層7中，使得石墨烯層6直接焊接到雙面鋁基電路板13，石墨烯層具有很好的熱傳導性能，螢光粉薄層與石墨烯層接觸，保證螢光粉具有較低溫度，維持發光器件色溫穩定。

本實施例的發光器件的製備方法如下：

製備LED外延片陣列：採用MOCVD設備在藍寶石襯底上生長LED外延片陣列，然後用雷射剝離技術將藍寶石襯底全部剝離，使LED外延片的最底部是n型層；

採用離子體增強化學氣相沉積法製造平面形狀的石墨烯層陣列16:將含碳的氣態物質在高溫和高真空的環境下，生成石墨烯薄膜，再用雷射切割技術將石墨烯薄膜切割成平面形狀的石墨烯層陣列16；

選用Ce:YAG螢光粉材料與矽膠混合製成螢光粉，採用噴塗方法在石墨烯層陣列的背面噴塗螢光粉薄層陣列17，並使用回流焊接爐對螢光粉薄層陣列17進行固化；

利用銀獎膠，採用固晶技術方法或鍵合技術方法，將LED外延片的 n型層直接與石墨烯薄層陣列16連接，構成發光器件陣列20；

採用雷射切割方法將發光器件陣列20切割成獨立的發光器件。