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一種增光型Top-view CSP及其工藝研究

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2016-12-30 作者:瑞豐光電 李成馳,裴小明,游志 來源:阿拉丁照明網(wǎng) 瀏覽量: 網(wǎng)友評論: 0
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摘要: 近年來,LED行業(yè)的迅猛發(fā)展使得LED的封裝結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢。在體積小型化方向,CSP LED應(yīng)運(yùn)而生。發(fā)展過程中,Top-view CSP的市場逐漸形成,但白墻圍擋限制了其光萃取率。本文從工藝結(jié)構(gòu)上進(jìn)行分析改進(jìn),提出了一種增光型單面發(fā)光CSP,將原有的圍擋側(cè)光轉(zhuǎn)換為反射側(cè)光的方法,引導(dǎo)出光,提高CSP光萃取效率。并從工藝制程上分析了其可行性。

  1. 引言

  CSP作為一款簡約型LED封裝產(chǎn)品在近幾年一直炒得如火如荼。關(guān)注點(diǎn)一開始是落在其免基板、無鍵合線的特點(diǎn)上。這種封裝結(jié)構(gòu)可以大大縮減封裝工藝流程和材料成本。四四方方的外形和厚度一致的熒光膠層決定了CSP產(chǎn)品優(yōu)良的出光一致性。小巧的體積使CSP在應(yīng)用端能夠擁有靈活多變的設(shè)計(jì)特點(diǎn),并且可以滿足高集成度的設(shè)計(jì)要求。因此,CSP吸引了眾多投資者、研究機(jī)構(gòu)和公司的關(guān)注[1,2]

  而其外形也隨著應(yīng)用端需求開發(fā)出了不同的結(jié)構(gòu)和形態(tài)特點(diǎn)。最起初的CSP是從傳統(tǒng)單面發(fā)光的PLCC和QFN封裝形態(tài)向五面發(fā)光CSP發(fā)展而來。五面發(fā)光CSP產(chǎn)品光效高、光損少,近場發(fā)光角接近180°,適用于照明領(lǐng)域。但在背光領(lǐng)域,針對五面發(fā)光CSP的透鏡設(shè)計(jì)困難,且五面CSP底部漏藍(lán)影響背光效果。為適應(yīng)應(yīng)用需求,擴(kuò)展功能結(jié)構(gòu),CSP的發(fā)展又轉(zhuǎn)向了減少發(fā)光面的趨勢,從而出現(xiàn)了單面發(fā)光CSP形態(tài)。但是隨著白墻膠對CSP四周出光的遮擋,CSP正面出光效率會下降10-15%。本文旨在提出一種Top-view CSP的結(jié)構(gòu)形態(tài)和制作方法,使單面發(fā)光CSP光萃取效率獲得提升。

  圖1 五面發(fā)光CSP及配光曲線模擬圖

  2. Top-view CSP的結(jié)構(gòu)發(fā)展

  最早的一類單面發(fā)光CSP來源于芯片端,是在倒裝芯片晶圓上完成熒光膠涂覆處理后切割完成的。由于芯片側(cè)面完全沒有處理,側(cè)面漏藍(lán)十分嚴(yán)重。鑒于此問題,市面上這類產(chǎn)品的應(yīng)用也是寥寥無幾。

  圖2 第一階段Top-view CSP

  第二階段的Top-view CSP,直接采用白墻膠對倒裝LED芯片側(cè)面進(jìn)行遮擋,造成了出光效率偏低的問題。尤其是a類結(jié)構(gòu),是基于第一階段單面發(fā)光CSP發(fā)展而來,由于熒光膠的側(cè)面也存在遮擋,因此光萃取效率大打折扣;而b、c類產(chǎn)品熒光膠完全壓在芯片和白墻膠上方,其實(shí)是一種不完全的單面發(fā)光CSP結(jié)構(gòu),雖然熒光膠層僅0.1-0.17mm,但在水平角方向仍然會有漏光現(xiàn)象。

  圖3 第二階段Top-view CSP

  第三階段的Top-view CSP是目前市面上最為常見的一類,韓國、臺灣、大陸均有這種形態(tài)的產(chǎn)品。此類產(chǎn)品是從五面發(fā)光CSP基礎(chǔ)上衍生而來。由于從芯片正面和側(cè)面發(fā)出的光均可直接進(jìn)入熒光膠進(jìn)行激發(fā),從而提高了一定的白光轉(zhuǎn)換效率,使光效提升。但此產(chǎn)品被豎直的白墻膠側(cè)壁四面包圍,在光萃取上仍然存在很大的提升空間。

  圖4 第三階段Top-view CSP

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