紫外线发光二极管封装件以及包含此的发光二极管模块制造技术

技术编号:14600953 阅读:117 留言:0更新日期:2017-02-09 04:06
本实用新型专利技术公开紫外线发光二极管封装件及包括此的发光二极管模块。该封装件包括:上部半导体层;台面,布置在上部半导体层下部,具有倾斜的侧面,包括有源层以及下部半导体层;第一绝缘层,覆盖台面,并具有暴露上部半导体层的开口;第一接触层,通过第一绝缘层的开口与上部半导体层接触;第二接触层,在台面和第一绝缘层之间与下部半导体层接触;第一电极焊盘以及第二电极焊盘,布置在第一接触层下部,且分别电连接到第一接触层以及第二接触层;以及第二绝缘层,布置在第一接触层和第一电极焊盘、第二电极焊盘之间,其中,有源层发出405nm以下的紫外线。因此可以具有高效率以及高散热特性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种发光二极管封装件以及包含此的发光二极管模块,尤其涉及一种紫外线发光二极管封装件以及包含此的发光二极管模块。
技术介绍
发光二极管(LED)是包括N型半导体和P型半导体并通过空穴和电子的复合发光的半导体装置。这样的LED已经用在诸如显示装置、交通灯和背光单元的广泛的适用范围中。另外,考虑到比目前的电灯泡或荧光灯低的功耗和更长的寿命的潜在优点,LED的适用范围已经通过代替目前的白炽灯和荧光灯扩大到普通照明。另外,发出紫外线的LED用于杀菌、医疗以及治疗,或者纸币识别等多种用途。LED可以用在LED模块中。LED模块是通过制造晶片级的LED芯片的工艺、封装工艺和模块化(modulation)工艺制造的。具体地说,半导体层生长在诸如蓝宝石基底的基底上,经过晶片级图案化工艺来制造具有电极焊盘的LED芯片,然后分成单个芯片(芯片制造工艺)。然后,在将单个芯片安装在引线框架或印刷电路板上后,通过键合引线将电极焊盘电连接到引线端子,由成型构件覆盖LED芯片,从而提供LED封装件(封装工艺)。然后,将LED封装件安装在诸如金属核心印刷电路板(MC-PCB)的电路板上,从而提供诸如光源模块的LED模块(模块化工艺)。在封装工艺中,壳和/或成型构件可以设置到LED芯片以保护LED芯片免受外部环境的影响。另外,在成型构件中可以包含磷光体以转换由LED芯片发射的光,使得LED封装件可以发射白光,从而提供白色LED封装件。可以将这样的白色LED封装件安装在诸如MC-PCB的电路板上,可以将二次透镜设置到LED封装件以调节从LED封装件发射的光的方向特性,从而提供期望的白色LED模块。然而,可能难于实现包括引线框架或印刷电路板的传统LED封装件的小型化和令人满意的散热。此外,由于由引线框架或印刷电路板对光的吸收、因引线端子的电阻热等,可能使LED的发光效率恶化。尤其,发出紫外线的LED比蓝色LED发出更多的热,所以需要进一步改善散热特性。另外,可以分开进行芯片制造工艺、封装工艺和模块化工艺,这样增加了用于制造LED模块的时间和成本。同时,交流电(AC)LED已经生产并投入市场。ACLED包括直接连接到AC电源以允许连续发光的LED。在Sakai等发表的第7,417,259号美国专利中公开了可以通过直接连接到高电压AC电源来使用的ACLED的一个示例。根据第7,417,259号美国专利,LED元件以二维图案排列在绝缘基底(例如,蓝宝石基底)上,并串联连接以形成LED阵列。LED阵列彼此串联连接,从而提供可以在高电压下运行的发光装置。另外,这样的LED阵列可以在蓝宝石基底上彼此反向并联地连接,从而提供可以利用AC电源运行以连续地发光的单芯片发光装置。由于AC-LED包括在生长基底上(例如,在蓝宝石基底上)的发光单元,所以AC-LED限制发光单元的结构并且可能限制光提取效率的改进。因此,已经对发光二极管(例如,基于基底分离工艺并包括彼此串联连接的发光单元的AC-LED)进行了调查研究。
技术实现思路
技术问题本技术的示例性实施例提供了一种可在不使用传统的引线框架或印刷电路板的情况下直接形成在电路板的模块中的晶片级LED封装件及其制造方法。本技术的示例性实施例还提供了一种具有高效率并展现出改善的散热的晶片级LED封装件及其制造方法。本技术的示例性实施例还提供了一种可减少LED模块的制造时间和制造成本的LED封装件的制造方法。本技术的示例性实施例还提供了一种具有高效率并展现出改善的散热的LED模块及其制造方法。本技术的示例性实施例还提供了一种包括多个发光单元并可在不使用传统的引线框架或印刷电路板的情况下直接形成在电路板的模块中的晶片级发光二极管封装件及其制造方法。本技术的示例性实施例还提供了一种适合发出紫外线的紫外线LED封装件以及包含此的LED模块。技术方案根据本技术的一方面的LED封装件包括:半导体堆叠件,包括第一导电型上部半导体层、有源层以及第二导电型下部半导体层;多个接触孔,贯通所述第二导电型下部半导体层以及有源层,使所述第一导电型上部半导体层暴露;第一凸块,位于所述半导体堆叠件的下部,与暴露于所述多个连接孔的所述第一导电型上部半导体层电连接;第二凸块,位于所述半导体堆叠件的下部,与从所述第二导电型下部半导体层电连接;以及保护绝缘层,覆盖所述半导体堆叠件的侧壁。尤其,所述有源层的峰值波长可以是405nm以下,具体为385nm以下,更具体为365nm以下。所述保护绝缘层覆盖所述半导体堆叠件的侧壁整个面,因此可以从外部环境,例如水分等,保护所述半导体堆叠件。进而,所述第一凸块以及第二凸块具有相同的高度,并且它们的端面可以位于相同的平面上。所述LED封装件可以通过所述第一凸块以及第二凸块电连接到MC-PCB等电路板上。根据本技术的LED封装件是一种可以直接安装在MC-PCB或者陶瓷基板等电路板而进行模块化的晶圆级封装件,其区别于使用引线框架或者印刷电路基板等的现有LED封装件,并且,区别于利用引线框架或者印刷电路基板等而被封装的一般的LED芯片。另外,波长转换器可以位于所述第一导电型上部半导体层上。波长转换器由不同于保护绝缘层的材料构成,因此区别于保护绝缘层。所述波长转换器可以是涂覆有磷光体片或者掺杂有杂质的单晶基底。所述波长转换器的侧面可以与所述保护绝缘层并排。即,所述波长转换器覆盖所述保护绝缘层的上表面。所述保护绝缘层可以包括氧化硅膜或者氮化硅膜,并且可以由单层或者多层形成。与此不同地,所述保护绝缘层可以是交替堆叠有具有不同折射率的绝缘层的分布式布拉格反射器。另外,所述第一导电型上部半导体层可以具有粗糙的表面。粗糙的表面可以提高光的提取效率。在若干个实施例中,所述第一凸块以及第二凸块的侧面可以被绝缘层覆盖。所述绝缘层覆盖所述第一凸块以及第二凸块的侧面中的至少一部分。并且,在所述第一凸块以及所述第二凸块之间可以有哑凸块。哑凸块用于将半导体堆叠件中产生的热释放。在若干个实施例中,所述LED封装件还可以包括具有贯通孔的绝缘基板,所述第一凸块以及第二凸块可以形成在所述绝缘基板的贯通孔。所述绝缘基板可以是蓝宝石或者硅基板。另外,所述LED封装件还可以包括:第二接触层,与所述第二导电型下部半导体层接触;第一接触层,包括第一接触部以及连接部,所述第一接触部在所述多个接触孔内与第一导电型上部半导体层电连接,所述连接部使所述第一接触部彼此连接;第一绝缘层,夹设于所述第一接触层和第二接触层之间,并覆盖所述第二接触层;以及第二绝缘层,在所述第一接触层的下部覆盖所述第一接触层。所述第一凸点位于所述第二绝缘层下部,并且可以与所述第一接触层电连接;所述第二凸点位于所述第二绝缘层下部,并且可以与所述第二接触层电连接。所述保护绝缘层可以由所述第一绝缘层以及/或者第二绝缘层形成。因此,所述保护绝缘层可以包括所述第一绝缘层以及/或者所述第二绝缘层。进而,所述LED封装件还可以包括:第一电极焊盘,位于所述第二绝缘层的下部,并贯穿所述第二绝缘层而与所述第一接触层连接;以及第二电极焊盘,位于所述第二绝缘层下部,并贯穿所述第二绝缘层以及所述第一绝缘层而与所述第二接触层连接。所述第一凸块以及第二凸块可以在所述本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种紫外线发光二极管封装件,其特征在于,包括:上部半导体层;台面,布置在所述上部半导体层下部,具有倾斜的侧面,包括有源层以及下部半导体层;第一绝缘层,覆盖所述台面,并具有暴露所述上部半导体层的开口;第一接触层,通过所述第一绝缘层的开口而与所述上部半导体层接触;第二接触层,在所述台面和所述第一绝缘层之间与所述下部半导体层接触;第一电极焊盘以及第二电极焊盘,布置在所述第一接触层下部,且分别电连接到所述第一接触层以及第二接触层;以及第二绝缘层,布置在所述第一接触层和所述第一电极焊盘、第二电极焊盘之间,其中,所述有源层发出405nm以下的紫外线,所述第一接触层还沿着所述台面的外围区域而与所述上部半导体层接触。

【技术特征摘要】
1.一种紫外线发光二极管封装件,其特征在于,包括:上部半导体层;台面,布置在所述上部半导体层下部,具有倾斜的侧面,包括有源层以及下部半导体层;第一绝缘层,覆盖所述台面,并具有暴露所述上部半导体层的开口;第一接触层,通过所述第一绝缘层的开口而与所述上部半导体层接触;第二接触层,在所述台面和所述第一绝缘层之间与所述下部半导体层接触;第一电极焊盘以及第二电极焊盘,布置在所述第一接触层下部,且分别电连接到所述第一接触层以及第二接触层;以及第二绝缘层,布置在所述第一接触层和所述第一电极焊盘、第二电极焊盘之间,其中,所述有源层发出405nm以下的紫外线,所述第一接触层还沿着所述台面的外围区域而与所述上部半导体层接触。2.如权利要求1所述的紫外线发光二极管封装件,其特征在于,所述有源层发出365nm以下的紫外线。3.如权利要求1所述的紫外线发光二极管封装件,其特征在于,还包括:生长基底,位于所述上部半导体层上。4.如权利要求3所述的紫外线发光二极管封装件,其特征在于,所述生长基底的厚度为150μm以上。5.如权利要求4所述的紫外线发光二极管封装件,其特征在于,所述生长基底的厚度为300μm以上。6.如权利要求4所述的紫外线发光二极管封装件,其特征在于,所述生长基底在上表面具有粗糙的表面。7.如权利要求3所述的紫外线发光二极管封装件,其特征在于,所述上部半导体层在上表面具有凹凸部。8.如权利要求3所述的紫外线发光二极管封装件,其特征在于,所述上部半导体层包括:AlN层,具有2μm以上的厚度。9.如权利要求8所述的紫外线发光二极管封装件,其特征在于,所述上部半导体层...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐源哲
申请(专利权)人:首尔伟傲世有限公司
类型:新型
国别省市:韩国;KR

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