本发明专利技术涉及一种高效增光型CSP LED及其制造工艺。其特征在于所述CSP LED芯片外设置一高透光性外壳，该高透光性外壳构成透明共振腔，CSP LED芯片与透明共振腔构成一个高效增光型CSP LED单体。本发明专利技术通过在现有CSP LED芯片的外部设置共振腔构成高效增光型CSP LED，使经过透明共振腔的光波发生反射和干涉，进而产生增强的光波，实现高光效；通过在透明共振腔的底部设置二氧化硅涂层，类似镜子底部的银层效果，将下层的光波全部反射，增强了光效。
【技术实现步骤摘要】
高效增光型CSPLED及其制造工艺
本专利技术涉及一种高效增光型CSPLED及其制造工艺。
技术介绍
LED器件自专利技术至今，己经超过三十年之久,但不断的推陈出新，持续的往前推展进步中，在发展成熟之中，价格不停的下滑，使用消费者受惠。LED区分为磊晶与元器件二种，磊晶即是晶圆分裂之后的单芯片，而LED器件则是经过再封装工艺流程，将磊晶进行适当的封装保护，即成为LED器件，比较常用于直插型式与SMD贴片型式，占用比例较大，生产工艺比较成熟，生产良率高达９９％以上。半导体工业的发展，在过去三十年中，受到国家的重视与大力的扶持推动，LED白光的专利技术，真正使人类享受到半导器件的低能耗高效能，LED照明产品的成熟，普及覆盖率己经大幅成长，可以百分百的取代传统照明灯具，完全渗透到任何需要使用照明的空间中。过去的LED器件简单区分为二种：1.直插式LED，又称为铜支架LED器件，其主要特征是有二支的金属引脚，代表是LED的PN电极，它可以直插电路板上，通过波峰焊完成器件的焊接固定，它的发光效能相对较低的。这是早期的成熟工艺，也是成本较低的工艺流程。它的精度要求不高，比较适合低端的产品，以及信号指示灯的应用范围上。2.SMDLED器件是采用表面贴装工艺，是精度比较高的LED器件，主要是要求轻薄短小的工艺，是一种金属支架与塑料混合的包装支架，结构强度胜过一般铜支架的LED器件。SMDLED器件会有不同的尺寸配合，是将LED磊晶包装在支架上，焊接导线电极，再用硅胶封装完成，SMDLED的发光效能突破100流明／瓦，是一项重大的突破成长，在最近十年中，穏定的成长向上突破，目标己经接近到每瓦180-200流明境界。以上二种LED器件的共同点是，均采用早期的半导体长晶工艺，磊晶是属于垂直式机构，就是正装LED长晶技术，正装LED的ＰＮ电极是在上下方，下方为Ｎ，上方为Ｐ。所以磊晶的Ｎ极是采用银浆固定磊晶在基板表面，磊晶的P极是采用金线焊接到支架上，再用硅胶将磊晶包装完成。采用金线焊接是早期的封装基础，己经延用了３０年之久时间，但却是LED器件的致命伤害，因为有大量的不良原因，都是出现在金线焊接的不良品。另外因为Ｐ极占用了磊晶上方的出光面积，又有金线遮蔽一部份的出光，导致LED器件的光效很难向上成长。因此需要发展一套新技术，来改善LED的发光效能,并且做到高度可靠性。无论直插式支架LED与SMD支架式LED，均使用正装芯片(VERTICALCHIP）做为发光的核心器件。它需要有焊线制程，才能将芯片与支架导通，这是二者相同之处，同样也是二者的弱点，就是工作中会发生导线脱离或者断线死灯，并且发生的机率相当高，所以高端产品均不会选择这二者产品，就是可靠性不好。造成不可靠的原因，大致是因为二者器件的制造工艺条件，包装成型的固化温度条件是设定在150度，而回流焊炉的设定温度条件是设定为240-260度，己经远远高于器件的成型固化温度条件。实际上说，是对器件造成老化与破坏，当器件完成通过回流焊炉之后，等于己经老化了，导线的焊点己经松动不穏定不可靠，是造成产品的不良主因。倒装芯片（FLIPCHIP）是一项重大的突破技术（见附图一）又称为水平式LED芯片，倒装芯片的焊垫是在芯片的正下方，二个焊垫呈现水平，因此不需要有焊线制程，生产中会采类似SMD工艺，在电路上印刷钖膏，即可以采用自动贴片设备，进行贴片加工，完全达到自动化工艺。其实倒装芯片技术，最早出现在积成电路模块上，高密度的积成电路芯片，具有密度高，多引脚端子的优势，所以需要采取倒装技术，即是积成电路的引脚都是焊垫，直接与电路板对接，不再使用焊线工艺，如此可靠性更高。因LED磊晶半导体的又一项重大突破出现，就是LED磊晶与倒装技术对接上，同样省去了焊线的工艺，简化了工艺流程，同时克服了过去断线不良的问题。但是LED照明产业在精益求精，更上一层楼的要求下，需要精度更高，光效输出更高的目标，不停的研发设计出新品种，成本合理化的前题，又在追求突破出口，希望使LED器件的光效输出，呈现另一个高峰。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种高效增光型CSPLED及其制造工艺的技术方案。所述的高效增光型CSPLED，包括P极和N极同侧设置的LED裸晶，LED裸晶外部包覆设置荧光粉转换层构成CSPLED芯片，其特征在于所述CSPLED芯片外设置一高透光性外壳，该高透光性外壳构成透明共振腔，CSPLED芯片与透明共振腔构成一个高效增光型CSPLED单体。所述的高效增光型CSPLED，其特征在于所述高透光性外壳采用耐高温工程型塑料通过注塑模具成型。所述的高效增光型CSPLED，其特征在于所述高透光性外壳的截面设置为能够增加底面积的凸型，高透光性外壳的下部设置安装CSPLED芯片的凹槽。所述的高效增光型CSPLED，其特征在于所述高透光性外壳的底部设置二氧化硅涂层或二氧化钛涂层。所述的高效增光型CSPLED，其特征在于所述二氧化硅涂层或二氧化钛涂层的厚度为50-100微米。所述的高效增光型CSPLED，其特征在于所述二氧化硅涂层或二氧化钛涂层能够将到达底部的光波全部反射，构成反射光波W4，该反射光波W4即为增强光波。所述的高效增光型CSPLED，其特征在于所述CSPLED芯片发出的光为平行光W1，平行光W1通过高透光性外壳构成的透明共振腔时会产生反射光W2，W1与W2会发生干涉效应，当W1与W2的光波相位相同时，则W1与W2的能量会产生迭加的效应，波幅能量会相迭增大，产生出射光波W3，W3=W2+W1的光效能量，该出射光波W3即为增强光波。所述高效增光型CSPLED的制造工艺，其特征在于包括如下步骤：1)倒装芯片置入扩晶环，前置作业：首先倒装芯片是置放在一张称为蓝膜的粘性薄膜上，必须将倒装芯片固定在低粘度的蓝膜上，蓝宝石面向粘胶，ＰＮ电极是朝上方向，先将内环置入扩晶机平台上，使用蓝膜能够平坦的撑紧蓝膜，通过扩晶机的操作程序，使加热盘固定在50度，让蓝膜缓缓的扩大，此时倒装芯片的间距会逐渐加大，当芯片间隔到达一定距离时，即可加入外环固定蓝膜，完成扩晶程序；2)将完成扩晶的扩晶环,置入自动固晶机台的芯片扩晶环固定座中，等待透明共振腔框架；3)透明共振腔的注塑成型：透明共振腔是通过塑料注塑模具，在注塑机台上加工成型，成型后会类似蜂窝型式网状，大量的透明共振腔晶格在同一框架上，每一个透明共振腔均有一个凹穴晶格，采用耐高温的工程塑料，可以承受高达200度高温，在260度的高温条件下注塑成型，冷却后呈现全透明的晶体外观，光学穿透率,高达95%以上，此框架器件称为透明共振腔晶格；4)滴胶程序：将透明共振腔框架平放置入自动点胶机平台上固定，晶格的开口朝上，输入所有透明共振腔晶格坐标，开始启动滴胶进入晶格之中，使每个晶格中注入荧光粉胶水，达到９９％满位，预先保留１％是倒装芯片的面积；5)烘烤半固化程序透明共振腔先滴入荧光胶水之后，在特定温度条件下烘烤，使用晶格内的胶水呈现半固化，类似果冻状态，并未完全固化成型；6)将完成滴胶并且烘烤半固化的透明共振腔晶格，置入自动固晶机台上，进行自动固晶程序，即是在每一个晶格中放置一个倒装芯片，芯片的ＰＮ电极是朝上外露，芯片是轻放平贴在胶水的表面，位于晶格的中央位置；7本文档来自技高网...
【技术保护点】
1. 高效增光型CSP LED，包括P极和N极同侧设置的LED裸晶，LED裸晶外部包覆设置荧光粉转换层构成CSP LED芯片，其特征在于所述CSP LED芯片外设置一高透光性外壳，该高透光性外壳构成透明共振腔，CSP LED芯片与透明共振腔构成一个高效增光型CSP LED单体。
【技术特征摘要】
1.高效增光型CSPLED，包括P极和N极同侧设置的LED裸晶，LED裸晶外部包覆设置荧光粉转换层构成CSPLED芯片，其特征在于所述CSPLED芯片外设置一高透光性外壳，该高透光性外壳构成透明共振腔，CSPLED芯片与透明共振腔构成一个高效增光型CSPLED单体。2.根据权利要求1所述的高效增光型CSPLED，其特征在于所述高透光性外壳采用耐高温工程型塑料通过注塑模具成型。3.根据权利要求1所述的高效增光型CSPLED，其特征在于所述高透光性外壳的截面设置为能够增加底面积的凸型，高透光性外壳的下部设置安装CSPLED芯片的凹槽。4.根据权利要求3所述的高效增光型CSPLED，其特征在于所述高透光性外壳的底部设置二氧化硅涂层或二氧化钛涂层。5.根据权利要求4所述的高效增光型CSPLED，其特征在于所述二氧化硅涂层或二氧化钛涂层的厚度为50-100微米。6.根据权利要求4所述的高效增光型CSPLED，其特征在于所述二氧化硅涂层或二氧化钛涂层能够将到达底部的光波全部反射，构成反射光波W4，该反射光波W4即为增强光波。7.根据权利要求1所述的高效增光型CSPLED，其特征在于所述CSPLED芯片发出的光为平行光W1，平行光W1通过高透光性外壳构成的透明共振腔时会产生反射光W2，W1与W2会发生干涉效应，当W1与W2的光波相位相同时，则W1与W2的能量会产生迭加的效应，波幅能量会相迭增大，产生出射光波W3，W3=W2+W1的光效能量，该出射光波W3即为增强光波。8.一种如权利要求1所述高效增光型CSPLED的制造工艺，其特征在于包括如下步骤：1)倒装芯片置入扩晶环，前置作业：首先倒装芯片是置放在一张称为蓝膜的粘性薄膜上，必须将倒装芯片固定在低粘度的蓝膜上，蓝宝石面向粘胶，ＰＮ电极是朝上方向，先将内环置入扩晶机平台上，使用蓝膜能够平坦的撑紧蓝膜，通过扩晶机的操作程序，使加热盘固定在50度，让蓝膜缓缓的扩大，此时倒装芯片的间距会逐渐加大，当芯片间隔到达一定距离时，即可加入外环固定蓝膜，完成扩晶程序；2)将完成扩晶的扩晶环...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘康乐，康丕萍，
申请(专利权)人：东莞长盛光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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