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1、(10)申请公布号 CN 102856443 A (43)申请公布日 2013.01.02 CN 102856443 A *CN102856443A* (21)申请号 201110178677.0 (22)申请日 2011.06.29 H01L 33/00(2010.01) H01L 33/48(2010.01) H01L 33/60(2010.01) H01L 33/64(2010.01) (71)申请人 上海嘉鹰电器仪表有限公司 地址 200050 上海市长宁区安化路200弄19 号 (72)发明人 孙体忠 季灵 (74)专利代理机构 上海集信知识产权代理有限 公司 31254 代理人 肖。
2、祎 (54) 发明名称 照明灯具的 LED 芯片封装方法及封装体 (57) 摘要 本发明公开了一种照明灯具的 LED 芯片封装 方法， 该封装方法通过在晶向硅片上形成SiO2层， 在SiO2层开窗后， 根据硅的各向异性腐蚀特性， 通 过KOH水溶液进行腐蚀形成反射腔， 通过将LED芯 片固设于反射腔内， 并采用配有荧光粉的硅胶进 行封装。本发明还公开了一种照明灯具的 LED 芯 片封装体。 采用本发明制成的反射腔， 其反射镜面 精度可高达微米级别， 其反光性能极佳， 并且具有 良好的散热性， 而且也有利于多个各种照明规格 的 LED 芯片的集成。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说。
3、明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 1/1 页 2 1. 一种照明灯具的 LED 芯片封装方法， 其特征在于 ： 包括以下具体步骤 ： A. 将晶向硅片的上表面抛光并使其生成一层 SiO2层 ； B. 通过光刻腐蚀在 SiO2层上进行开窗 ； C. 将晶向硅片置于 KOH 水溶液里进行加温腐蚀， 由于硅的各向异性腐蚀特性， 在开窗 处腐蚀形成一内凹的反射腔 ； D. 置于镀膜仪里， 在晶向硅片的上表面及反射腔内表面上均蒸镀一层金属反光膜 ； E. 将 LED 芯片通过胶水固化于反射腔的底部上 。
4、； F. 于反射腔内滴入配有荧光粉的硅胶， 以形成发白光的 LED 器件。 2. 如权利要求 1 所述的照明灯具的 LED 芯片封装方法， 其特征在于 ： 在步骤 C 中， 所述的 KOH 水溶液采用 44的 KOH 水溶液。 3. 如权利要求 2 或 3 所述的照明灯具的 LED 芯片封装方法， 其特征在于 ： 在步骤 C 中， 所述的加温温度为 40。 4. 如权利要求 1 所述的照明灯具的 LED 芯片封装方法， 其特征在于 ： 在步骤 E 中， 所述的胶水采用导电胶或绝缘胶。 5. 如权利要求 1 所述的照明灯具的 LED 芯片封装方法， 其特征在于 ： 在步骤 F 中， 所述的荧光粉。
5、占硅胶的重量比为 1.2。 6. 如权利要求 1 所述的照明灯具的 LED 芯片封装方法， 其特征在于 ： 在步骤 E 中， 所述的 LED 芯片的数量为一个或两个或多个。 7. 一种照明灯具的 LED 芯片封装体， 其特征在于 ： 包括一晶向硅片， 晶向硅片上端面通过抛光并形成有一层 SiO2层， SiO2层上通过光刻 腐蚀开有一窗口， 在窗口内设有一内凹反射腔， 反射腔及 SiO2层表面还设有一层金属反光 膜， 反射腔内固设有数个 LED 芯片， 反射腔上方设有硅胶封装层。 8. 如权利要求 7 所述的照明灯具的 LED 芯片封装体， 其特征在于 ： 所述的 LED 芯片分别通过导电胶或绝。
6、缘胶固化于反射腔内的金属反光膜上。 9. 如权利要求 7 所述的照明灯具的 LED 芯片封装体， 其特征在于 ： 所述的金属反光膜为银质反光膜。 10. 如权利要求 7 所述的照明灯具的 LED 芯片封装体， 其特征在于 ： 所述的 LED 芯片的数量为一个或两个或多个。 权 利 要 求 书 CN 102856443 A 2 1/3 页 3 照明灯具的 LED 芯片封装方法及封装体 技术领域 0001 本发明涉及LED芯片封装技术， 更具体地说， 涉及一种照明灯具的LED芯片封装方 法及封装体。 背景技术 0002 今天， 人们已无可置疑的确信， 固态照明 ( 即 LED 光源 ) 将逐步取代。
7、绝大多数的现 有灯具照明。目前， 日本诺亚公司已获得单管大功率 LED， 在 350mA 工作条件下获得 203 流 明， 其光效达 183 流明 / 瓦的很高水平， 同时他们用 4 粒大功率 LED 芯片组合的单灯在工 作电流为 1A 的情况下， 使总的光通量达 1913 流明， 而现在商品化的大功率的光效一半在 100-120流明/瓦， 可见已经达到适用水平， 并比现有绝大多数的照明灯具的光效要高。 LED 照明的一般公认的特点 ： 节能、 环保、 高效、 坚固抗震、 寿命长等。 0003 现在主要问题是， 其成本偏高， 难于被一般市场所接受。然而， LED 照明现在又是 一个阳光产业， 。
8、市场潜力巨大， 发展神速。 在这方世军主要先进国家都投入了巨大精力和财 力于研究开发工作， 随着量产化的不断提高， 其成品价格将进一步降低， 产品质量和性能也 将进一步提高， LED 照明市场前景一片光明。 0004 现在看来， 器件的封装也是 LED 照明非常重要的一个环节， 对于提高和改进器件 性能也至关重要。 0005 作为 LED 照明灯具 ： 现在一般采用两个方案 ： 0006 一是以大功率LED蓝光芯片(芯片尺寸才1mm2)， 配以被激发的适当性能的荧光粉 的硅胶而发出白光， 一般为1W(350mA工作电流)的标准大功率LED， 这样的器件在正常工作 状态下， 器件本身将产生很大的。
9、热量， 使器件处于高温工作状态， 这将引起器件明显光衰， 极大的影响到器件的寿命。另一种为由多粒标准蓝光 LED 小芯片 ( 芯片尺寸约在 0.1mm2 范围 ) 组成配以被激发的适当的荧光粉， 从而获得白光， 这种组合的白光的 LED 照明， 具有 很大的灵活性， 它可根据需要组合成由几粒到几十粒的 LED 小芯片， 从而获得 1W 到几 W 以 上的 LED 大功率灯具， 标准小芯片组成的 LED 灯具， 由于散热面积的增加， 将有利于减小器 件热量的散发， 对器件的寿命， 起到有力的改善作用。 0007 现在一般蓝光 LED 芯片均由半导体以外延工艺， 生长于蓝宝石和碳化硅的半导体 材料。
10、上， 其外延层为氮化物的多层多量子陷阱 (MQC) 结构， 这样整个 LED 芯片， 可视作为一 个体发光材料， 该 LED 芯片产生的蓝光再部分于被激发的相应的荧光粉从而产生白光， 无 论从哪一方面而说， 拥有一个合适的 “反射腔” 将是非常必要的。 0008 目前， 通常采用金属材料由冲压而形成的 “反射腔” ， 以使 LED 辐射白光。但是其存 在的缺点是 ： 1、 机械加工精度低， 其镜面加工精度无法达到 “微米” 数量级。2、 辐射具有一 定的方向性。3、 散热性较差。 发明内容 0009 针对现有技术中存在的上述缺点， 本发明的目的是提供一种照明灯具的 LED 芯片 说 明 书 C。
11、N 102856443 A 3 2/3 页 4 封装方法及封装体， 能够提高反射腔的加工进度及散热性， 并消除 LED 辐射的方向性。 0010 为实现上述目的， 本发明采用如下技术方案 ： 0011 一方面， 一种照明灯具的 LED 芯片封装方法， 包括以下具体步骤 ： 0012 G. 将晶向硅片的上表面抛光并使其生成一层 SiO2层 ； 0013 H. 通过光刻腐蚀在 SiO2层上进行开窗 ； 0014 I. 将晶向硅片置于 KOH 水溶液里进行加温腐蚀， 由于硅的各向异性腐蚀特性， 在 开窗处腐蚀形成一内凹的反射腔 ； 0015 J. 置于镀膜仪里， 在晶向硅片的上表面及反射腔内表面上均。
12、蒸镀一层金属反光 膜 ； 0016 K. 将 LED 芯片通过胶水固化于反射腔的底部上 ； 0017 L. 于反射腔内滴入配有荧光粉的硅胶， 以形成发白光的 LED 器件。 0018 在步骤 C 中， 所述的 KOH 水溶液采用 44的 KOH 水溶液。 0019 在步骤 C 中， 所述的加温温度为 40。 0020 在步骤 E 中， 所述的胶水采用导电胶或绝缘胶。 0021 在步骤 F 中， 所述的荧光粉占硅胶的重量比为 1.2。 0022 在步骤 E 中， 所述的 LED 芯片的数量为一个或两个或多个。 0023 另一方面， 一种照明灯具的 LED 芯片封装体， 包括一晶向硅片， 晶向硅片。
13、上端面通 过抛光并形成有一层 SiO2层， SiO2层上通过光刻腐蚀开有一窗口， 在窗口内设有一内凹反 射腔， 反射腔及 SiO2层表面还设有一层金属反光膜， 反射腔内固设有数个 LED 芯片， 反射腔 上方设有硅胶封装层。 0024 所述的 LED 芯片分别通过导电胶或绝缘胶固化于反射腔内的金属反光膜上。 0025 所述的金属反光膜为银质反光膜。 0026 所述的 LED 芯片的数量为一个或两个或多个。 0027 在上述技术方案中， 本发明的照明灯具的 LED 芯片封装方法及封装体通过在晶向 硅片上形成SiO2层， 在SiO2层开窗后， 根据硅的各向异性腐蚀特性， 通过KOH水溶液进行腐 蚀。
14、形成反射腔， 通过将 LED 芯片固设于反射腔内， 并采用配有荧光粉的硅胶进行封装。采用 本发明的封装方法制成的反射腔， 其反射镜面精度可高达微米级别， 其反光性能极佳， 并且 具有良好的散热性， 而且也有利于多个各种照明规格的 LED 芯片的集成。 附图说明 0028 图 1 是本发明的封装方法的流程框图 ； 0029 图 2 图 7 分别是采用晶向硅片进行 LED 芯片封装的各阶段的结构图。 具体实施方式 0030 下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。 0031 请结合图 1 图 7 所示， 本发明的照明灯具的 LED 芯片封装方法包括以下具体步 骤 ： 0032 首先， 将晶。
15、向硅片 1 的上表面抛光并使其生成一层 SiO2 层 2， 其中， SiO2 层 2 的产 生方式为常规硅的半导体器件工艺， 在此不再赘述。 说 明 书 CN 102856443 A 4 3/3 页 5 0033 然后， 通过光刻腐蚀在 SiO2 层 2 上进行开窗 3。 0034 再将晶向硅片 1 置于 KOH 水溶液里进行加温腐蚀， 利用硅单晶材料的各向异性的 腐蚀特性， 在开窗 3 处腐蚀形成一内凹的反射腔 4。这是由于单晶硅在 KOH 水溶液中腐蚀 时， 非常明显的显示出不同晶面的腐蚀速率很大差异， 开窗3内的晶向硅片1与SiO2层2的 腐蚀率差别高达几百比一， 而且 KOH 的水溶液。
16、也极不容易腐蚀 SiO2。另外， 上述 KOH 水溶液 可采用 44的 KOH 水溶液， 加温温度在 40左右为较佳。而形成的反射腔的内侧面倾斜角 度一般在 54.7 度。 0035 然后再将晶向硅片 1 整个置于镀膜仪里， 在晶向硅片 1 的上表面及反射腔 4 内表 面上均蒸镀一层金属 ( 如银等 ) 反光膜 5。 0036 此时， 将 LED 芯片 6 通过导电胶或绝缘胶的胶水固化于反射腔 4 的底部上 ； LED 芯 片 6 的数量可根据不同灯具的需求进行相应选择， 可只采用一个， 也可采用两个或多个。 0037 最后， 于反射腔4内滴入配有荧光粉的硅胶7， 以形成发白光的LED器件， 。
17、其中荧光 粉占硅胶的重量比为 1.2为较佳。 0038 请再参见图 7 所示， 本发明的照明灯具的 LED 芯片封装体与上述封装方法的内容 实质相同， 主要包括一晶向硅片1， 晶向硅片1上端面通过抛光并形成有一层SiO2层2， SiO2 层 2 上通过光刻腐蚀开有一窗口 3， 通过置于 KOH 水溶液里进行加温腐蚀， 利用硅单晶材料 的各向异性的腐蚀特性， 在开窗3处腐蚀形成一内凹的内侧面呈54.7度倾斜角的反射腔4， 通过将整个晶向硅片1置于镀膜仪里， 从而在反射腔及SiO2层表面设置一层金属反光膜5， 反射腔4内通过导电胶或绝缘胶固化有数个LED芯片6， 反射腔4上方设有配有萤光粉的硅 胶。
18、 7 封装层。 0039 综上所述， 采用本发明的封装方法及封装体， 能够常规硅的半导体器件工艺， 就能 获得极佳的反射腔 4， 该反射腔 4 的镜面光度可高达微米级别， 这是任何用机械方法所难以 实现的， 并且这样的 “硅反射腔 4” 又能按半导体器件工艺集成成任何 LED 芯片所需要的数 量， 这特别适宜由小型 LED 芯片组成的 LED 照明器件， 从而具备了以下优点 ： 0040 1、 加工精度很高， 镜面的加工精度达 “微米” 数量级， 所以其反光性能极佳， 无方向 性限制。 0041 2、 极易适合于多个各种照明规格的 LED 芯片的集成。 0042 3、 由于采用半导体器件工艺， 非常适合批量生产。 0043 4、 对于形成白光所用配有荧光粉的硅胶的注入， 极为简便有利。 0044 本技术领域中的普通技术人员应当认识到， 以上的实施例仅是用来说明本发明， 而并非用作为对本发明的限定， 只要在本发明的实质精神范围内， 对以上所述实施例的变 化、 变型都将落在本发明的权利要求书范围内。 说 明 书 CN 102856443 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102856443 A 6 2/2 页 7 图 3 图 4 图 5 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 102856443 A 7 。