技术论文:一种增光型Top-view CSP及其工艺研究

时间:2021-05-23作者:佚名

  摘要:近年来,LED行业的迅猛发展使得LED的封装结构呈现出多样化的发展趋势。在体积小型化方向,CSP LED应运而生。发展过程中,Top-view CSP的市场逐渐形成,但白墙围挡限制了其光萃取率。本文从工艺结构上进行分析改进,提出了一种增光型单面发光CSP,将原有的围挡侧光转换为反射侧光的方法,引导出光,提高CSP光萃取效率。并从工艺制程上分析了其可行性。

  关键词: CSP;单面发光;增光型;结构工艺;LED;光萃取效率

  1.引言

  CSP作为一款简约型LED封装产品在近几年一直炒得如火如荼。关注点一开始是落在其免基板、无键合线的特点上。这种封装结构可以大大缩减封装工艺流程和材料成本。四四方方的外形和厚度一致的荧光胶层决定了CSP产品优良的出光一致性。小巧的体积使CSP在应用端能够拥有灵活多变的设计特点,并且可以满足高集成度的设计要求。因此,CSP吸引了众多投资者、研究机构和公司的关注[1,2]。

  而其外形也随着应用端需求开发出了不同的结构和形态特点。最起初的CSP是从传统单面发光的PLCC和QFN封装形态向五面发光CSP发展而来。五面发光CSP产品光效高、光损少,近场发光角接近180°,适用于照明领域。但在背光领域,针对五面发光CSP的透镜设计困难,且五面CSP底部漏蓝影响背光效果。为适应应用需求,扩展功能结构,CSP的发展又转向了减少发光面的趋势,从而出现了单面发光CSP形态。但是随着白墙胶对CSP四周出光的遮挡,CSP正面出光效率会下降10-15%。本文旨在提出一种Top-view CSP的结构形态和制作方法,使单面发光CSP光萃取效率获得提升。

技术论文:一种增光型Top-view CSP及其工艺研究

  图1 五面发光CSP及配光曲线模拟图

  2. Top-view CSP的结构发展

  最早的一类单面发光CSP来源于芯片端,是在倒装芯片晶圆上完成荧光胶涂覆处理后切割完成的。由于芯片侧面完全没有处理,侧面漏蓝十分严重。鉴于此问题,市面上这类产品的应用也是寥寥无几。

技术论文:一种增光型Top-view CSP及其工艺研究

  图2 第一阶段Top-view CSP

  第二阶段的Top-view CSP,直接采用白墙胶对倒装LED芯片侧面进行遮挡,造成了出光效率偏低的问题。尤其是a类结构,是基于第一阶段单面发光CSP发展而来,由于荧光胶的侧面也存在遮挡,因此光萃取效率大打折扣;而b、c类产品荧光胶完全压在芯片和白墙胶上方,其实是一种不完全的单面发光CSP结构,虽然荧光胶层仅0.1-0.17mm,但在水平角方向仍然会有漏光现象。

技术论文:一种增光型Top-view CSP及其工艺研究

  图3 第二阶段Top-view CSP

  第三阶段的Top-view CSP是目前市面上最为常见的一类,韩国、台湾、大陆均有这种形态的产品。此类产品是从五面发光CSP基础上衍生而来。由于从芯片正面和侧面发出的光均可直接进入荧光胶进行激发,从而提高了一定的白光转换效率,使光效提升。但此产品被竖直的白墙胶侧壁四面包围,在光萃取上仍然存在很大的提升空间。

技术论文:一种增光型Top-view CSP及其工艺研究

  图4 第三阶段Top-view CSP

  3. 一种增光型Top-view CSP

  以往的Top-view CSP仅仅考虑将侧光围挡,并未从结构设计上将这类光进行方向引导并提取出来。此增光型Top-view CSP产品做了白墙内壁处理,形态上是CSP向QFN封装的一种结构回归[3]。如下图所示:

技术论文:一种增光型Top-view CSP及其工艺研究

  图5 增光型Top view CSP

  基于第三类Top-view CSP,我们将白墙胶处理成有开口倾斜角度之后的结构,加上出光表面图形化处理,出光效率即可获得明显的提升。原本荧光胶激发的水平方向部分光子会在白墙、荧光粉颗粒、芯片和胶体内反复反射、折射,最终被吸收转换成热量,而在这类结构下则可以通过倾斜的白墙侧壁导向出光面。

  将增光型Top-view CSP分别与三种不同结构类型的CSP进行光学模拟对比。采用相同的封装材料(包括芯片、白墙胶、荧光胶),搭配相同的材料特性参数(CSP白墙设置为散射处理,白墙反射率:97%),模拟一般情况下的出光角度和相对光功率。

  表1 光学模拟结果

相关阅读

中国LED封装技术与国外的差异

一、概述 LED 产业链总体分为上、中、下游,分别是LED 外延芯片、LED 封装及LED 应用。作为LED 产业链中承上启下的LED 封装,在整个产业链中起着无可比拟的重要作用。基于LED 器件的各...
2021-05-23

LED照明迎来新增长 芯片原材料镓和铟金属受益

LED是发光二极管(Light Emitting Diode)的英文缩写,它是利用固体半导体芯片作为发光材料的一种半导体电子元件,被誉为“21世纪新固体光源时代的革命性技术”。相比白炽灯、节能灯等传...
2021-05-23

新配方将LED成本降至白炽灯水平

美国佛罗里达州立大学(FloridaStateUniversity)为发光二极管(LED)研发出一种新的配方,可利用像白炽灯泡般廉价的材料实现发光系统。这种新的配方采用低成本的有机/无机材料单层组合,可...
2021-05-23

我国研究者开发AlNO新型缓冲层,提升绿光LED效率方面取得重大进展

半导体照明网获悉:近日,厦门大学物理科学与技术学院与乾照光电协同攻关,在提升绿光LED效率方面取得重大进展。该研究成果以“High External Quantum Efficiency Green Light Emitting Diodes on...
2022-06-29
我国研究者开发AlNO新型缓冲层,提升绿光LED效率方面取得重大进展

2016年我国LED封装产业情况及趋势分析

LED封装行业定义如何?LED(发光二极管)封装是指发光芯片的封装,相比集成电路封装有较大不同。LED的封装不仅要求能够保护灯芯,而且还要能够透光。所以LED的封装对封装材料有特殊...
2021-05-23

热销商品

热浸锌电缆光伏桥架热镀锌槽式室外防水耐腐蚀大跨距梯式线槽定制

热浸锌电缆光伏桥架采用先进的热镀锌工艺,表面锌层均匀厚实,具备优异的耐腐蚀性能,特别适用于室外恶劣环境。该产品为槽式设计,能有效防水防潮,保护内部电缆安全运行。...
10

店铺商用COB超亮服装店轨道灯led射灯婚纱20W30W40W明装导轨射灯

店铺商用COB超亮服装店轨道灯LED射灯婚纱20W30W40W明装导轨射灯,专为商业照明设计,提供均匀而集中的光线输出,确保服装展示和拍摄场景的亮度需求。采用高效能LED光源...
6.46

公牛官方旗舰店奶油风空调16A开关插座五孔面板肤感哑光g12米绒白

公牛官方旗舰店推出的奶油风空调16A开关插座五孔面板,以其独特的设计和实用的功能,成为现代家居的完美选择。这款插座采用肤感哑光G12米绒白设计,表面柔和细腻,触感舒...
11.8

led轨道射灯通用支架轨道条1米1.5米铜导轨式接头铝材滑道服装店

LED轨道射灯通用支架轨道条,为您的商业空间提供高效、灵活的照明解决方案。本产品采用铜导轨式接头设计,确保连接稳固可靠,且铝材滑道轻便易安装,适合服装店等场所使...
5

橡胶密封圈o型圈o形胶圈丁腈油封密封圈垫圈大全防水耐高温修理盒

橡胶密封圈O型圈(O形胶圈)是一种广泛应用于机械、液压、气动及管道系统的关键密封元件,具有结构简单、密封性能可靠、安装便捷等优点。本产品采用优质丁腈橡胶(NBR)材...
1.18

网站栏目