[发明专利]一种LED灯具的晶圆级封装结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学晶体的散热处理技术，更具体地，涉及一种LED灯具的晶圆级封装结构及其制备方法。

背景技术

LED的散热问题现在越来越收到人们的重视，这是因为LED的光衰和寿命直接和其结温有关，散热不好结温就高，寿命就短。依照阿雷纽斯法则，温度每降低10℃，寿命会延长2倍。从Cree公司发布的光衰和结温的关系可以知道，结温假如能够控制在65℃，其光衰至70％的寿命可以高达10万小时。但现在实际的LED灯的散热和这个要求相去甚远，使得LED灯具的寿命变成了一个影响其性能的主要问题。

如果结温为25度时的发光为100％，那么结温上升至60度时，其发光量就只有90％，结温为100度时就下降到80％，140度就只有70％，可见改善散热，控制结温是十分重要的事。除此以外，LED的发热还会使得其光谱移动。色温升高，正向电流增大(恒压供电时)，反向电流也增大，热应力增高，荧光粉环氧树脂老化加速。

目前通常把多个LED晶粒集成在一起，得到大功率的LED，这种LED的功率可以达到5W以上。为了把多个LED晶粒(以共晶(Eutectic)或覆晶(Flip-Chip)封装)连接在一起，需要采用精确的印制电路进行连接。为了得到更好的散热特性，通常采用陶瓷基板，这种陶瓷基板是由氧化铝和氮化铝构成。

LED制成灯具后，LED芯片所产生的热量总是通过灯具的外壳散到空气中去。因为LED芯片的热容量很小，如果散热不好，一点点热量的积累就会使得芯片的结温迅速提高，如果长时期工作在高结温的状态，它的寿命就会很快缩短。然而这些热量要能够真正引导出芯片，到达外部空气，要经过很多途径。具体来说，LED芯片所产生的热，从它的金属散热块出来，先经过焊料到铝基板的PCB，再通过导热胶才到铝散热器。

发明内容

为克服上述散热和发光的现有缺陷，本发明提出一种LED灯具的晶圆级封装结构及其制备方法。

根据本发明的一个方面，提出了一种LED灯具的晶圆级封装结构，包括：灯壳、高反射铝层、未切割LED晶圆、LED芯片以及二次光学透镜，其特征在于，二次光学透镜内侧底部点入荧光胶，上部为LED芯片，LED芯片上布置未切割LED晶圆，LED晶圆上布置高反射铝层，顶部和侧部包覆灯壳。

根据本发明的另一方面，提出了一种LED灯具的晶圆级该封装结构的制备方法，包括：步骤1，根据LED芯片的光学特性，仿真获取二次光学透镜的光学参数，并且进行光学级模仁制作；步骤2，制备二次光学透镜，并且将荧光胶通过点胶机点入透镜内侧；步骤3，获取未切割LED晶圆，对未切割LED晶圆背面进行高反射铝的激光脉冲蒸镀；步骤4，将点有荧光胶的二次光学透镜与镀有高反射铝的未切割LED晶圆结合，并且与与电源模块相连接，完成晶圆级封装。

本发明利用未切割的LED晶圆直接与各式二次光学透镜进行组装，并于晶圆背面进行高效散热处理，使晶圆直接与灯壳接触，提高散热效率并降低LED灯具的散热成本。

附图说明

图1是LED灯具的晶圆级封装结构的剖面示意图；

图2是共阴极共阳极的LED晶圆的示意图；

图3是二次光学透镜的示意图；

图4是二次光学透镜的整体制备示意图；

图5是未切割LED晶圆的制备过程示意图。

如图所示，为了能明确实现本发明的实施例的结构，在图中标注了特定的结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本发明限定在该特定结构、器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种LED灯具的晶圆级封装结构及其制备方法进行详细描述。

其中，在以下的描述中，将描述本发明的多个不同的方面，然而，对于本领域内的普通技术人员而言，可以仅仅利用本发明的一些或者全部结构或者流程来实施本发明。为了解释的明确性而言，阐述了特定的数目、配置和顺序，但是很明显，在没有这些特定细节的情况下也可以实施本发明。在其他情况下，为了不混淆本发明，对于一些众所周知的特征将不再进行详细阐述。