多色半导体发光器件的制作方法

1.本实用新型涉及发光器件技术领域，尤其涉及一种多色半导体发光器件。


背景技术：

2.半导体发光器件可以是单色或多色，如一个半导体发光器件内可同时产生红光、蓝光、绿光和白光，即通常所说的rgbw多色半导体发光器件。目前，尚无产业化能力制备大功率红光倒装芯片。基于上述原因，现有的多色半导体发光器件，特别是大功率多色半导体器件都采用垂直芯片制造。
3.由于垂直芯片工艺远比倒装芯片工艺复杂，价格相比倒装芯片昂贵。在制造多色半导体发光器件时，需要通过焊线使垂直芯片与基板导电连接，致使大功率多色半导体发光器件成本高、良率低、可靠性差。
4.因此，由于上述多色半导体发光器件结构存在本质的缺陷和不足，无法解决多色半导体发光器件，特别是大功率多色半导体器件的成本问题和可靠性问题。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种降低成本及提高可靠性的多色半导体发光器件。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种多色半导体发光器件，包括基板、焊盘组件以及半导体发光芯片；所述半导体发光芯片包括至少一倒装芯片和至少一垂直芯片；
7.所述基板具有相对的第一表面和第二表面；所述焊盘组件设置在所述第一表面上，所述倒装芯片和所述垂直芯片设置在所述第一表面上且分别与所述焊盘组件导电连接。
8.优选地，在所述基板的第一表面上，所述倒装芯片和所述垂直芯片交错排布。
9.优选地，所述焊盘组件包括数个正极焊盘和数个负极焊盘；
10.所述倒装芯片的正极和负极分别与对应的所述正极焊盘和负极焊盘导电连接，所述垂直芯片的正极和负极分别与对应的所述正极焊盘和负极焊盘导电连接。
11.优选地，所述多色半导体发光器件还包括分别与正极焊盘和负极焊盘导电连接的正极焊垫和负极焊垫。
12.优选地，所述正极焊垫和负极焊垫设置在所述基板的第一表面上，通过所述第一表面上的导电电路与所述正极焊盘和负极焊盘导电连接。
13.优选地，所述正极焊垫和负极焊垫设置在所述基板的第二表面上，通过贯穿所述基板的导电通孔与所述正极焊盘和负极焊盘导电连接。
14.优选地，所述多色半导体发光器件还包括导热焊垫；所述导热焊垫设置在所述基板的第二表面上。
15.优选地，所述倒装芯片包括蓝光芯片和绿光芯片；所述垂直芯片包括红光芯片和
蓝光芯片。
16.优选地，所述多色半导体发光器件还包括透光保护罩；
17.所述透光保护罩设置在所述基板的第一表面上并将所述半导体发光芯片罩设在其内部。
18.优选地，所述多色半导体发光器件还包括透光层；所述透光层包裹在至少一个所述垂直芯片的表面上。
19.优选地，所述多色半导体发光器件还包括设置在所述基板上并包裹在所述半导体发光芯片侧面的围坝、覆盖在所述半导体发光芯片上的透光层。
20.优选地，所述围坝包裹部分所述半导体发光芯片的侧面；所述透光层还覆盖未被所述围坝包裹的所述半导体发光芯片的侧面。
21.优选地，所述透光层还覆盖在所述围坝远离所述基板的表面上；或者，所述透光层还覆盖所述围坝远离所述基板的表面、以及所述基板的部分或全部裸露的表面。
22.优选地，所述透光层或所述围坝还填充相邻的两个所述半导体发光芯片之间的空隙。
23.优选地，所述多色半导体发光器件还包括平坦化层；所述平坦化层覆盖在所述透光层和/或围坝上。
24.优选地，所述平坦化层至少有一开口，裸露出所述半导体发光芯片上方的所述透光层。
25.本实用新型的多色半导体发光器件，通过倒装芯片和垂直芯片的混合使用，从而减少垂直芯片的工艺操作，进而降低多色半导体发光器件制造成本和提升多色半导体发光器件的可靠性。
附图说明
26.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
27.图1是本实用新型一实施例的多色半导体发光器件的剖面结构示意图。
28.图2是本实用新型另一实施例的多色半导体发光器件的剖面结构示意图。
具体实施方式
29.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
30.如图1所示，本实用新型一实施例的多色半导体发光器件，可包括基板10、焊盘组件和半导体发光芯片。基板10具有相对的第一表面和第二表面；焊盘组件和半导体发光芯片均设置在基板10的第一表面上，并且半导体发光芯片与焊盘组件导电连接。
31.其中，在基板10的第一表面上，焊盘组件包括数个正极焊盘11、12和数个负极焊盘13、14，正极焊盘11、12和负极焊盘13、14在第一表面间隔排布且之间相互绝缘。半导体发光芯片在类型上其包括至少一倒装芯片20和至少一垂直芯片30；倒装芯片20的正极和负极分别与对应的正极焊盘11和负极焊盘13导电连接，垂直芯片30的正极和负极分别与对应的正极焊盘12和负极焊盘14导电连接。
32.由于倒装芯片20和垂直芯片30之间结构的不同，倒装芯片20以其上正极和负极朝
向基板10的第一表面并分别抵接在对应的正极焊盘11和负极焊盘13上且导电连接；垂直芯片30以其正极或负极朝向基板10的第一表面抵接在对应的正极焊盘12或负极焊盘14上并导电连接，垂直芯片30上的负极或正极位于其背向基板10的一侧，通过导线33连接对应的负极焊盘14或正极焊盘12。
33.如图1所示，在本实施例中，垂直芯片30以其正极朝向基板10的第一表面抵接在对应的正极焊盘12上并导电连接，垂直芯片30上的负极则位于其背向基板10的一侧，通过导线33连接对应的负极焊盘14。
34.结合倒装芯片20和垂直芯片30分别的数量设置，两者在基板10上的排布可根据实际需要灵活设置。例如，在图1所示实施例中，倒装芯片20和垂直芯片30在基板10的第一表面上交错排布。
35.当然，倒装芯片20和垂直芯片30并不限于上述的交错排布，还可以各自排布形成分区再交错排布，或者倒装芯片20集中在一区域、垂直芯片30集中在另一区域等等。
36.对应半导体发光芯片中的垂直芯片30，本实用新型的多色半导体发光器件还包括透光层40，透光层40包裹在至少一个垂直芯片30的背向基板10的表面上，即：在所有垂直芯片30中，可以在部分垂直芯片30上包裹透光层，也可以在全部垂直芯片30上包裹透光层40。透光层40采用为硅胶或环氧树脂制成。透光层40为透明或掺有至少一种荧光粉。
37.半导体发光芯片可以具有相同的发光颜色或不同的发光颜色。例如，倒装芯片20包括蓝光芯片和绿光芯片；垂直芯片30包括红光芯片和蓝光芯片。如果在发出蓝光的垂直芯片30上设置透光层40，且在其中掺有至少一种荧光粉，那么垂直芯片30产生的蓝光可以激发荧光粉混合产生各种不同颜色的光，如白光、青光、黄光等，增加半导体发光芯片的光色，半导体发光器件可同时产生红光、蓝光、绿光、白光等。
38.本实用新型的多色半导体发光器件还包括正极焊垫51和负极焊垫52。
39.正极焊垫51和负极焊垫52分别与正极焊盘11、12和负极焊盘13、14导电连接。在图1所示实施例中，正极焊垫51和负极焊垫52间隔设置在基板10的第二表面上，基板10内设有贯穿其第一表面和第二表面的导电通孔101、102，正极焊垫51通过导电通孔101与正极焊盘11、12导电连接，负极焊垫52通过导电通孔102与负极焊盘13、14导电连接。
40.在其他实施例中，正极焊垫51和负极焊垫52可设置在基板10的第一表面上，通过第一表面上的导电电路与正极焊盘11、12和负极焊盘13、14导电连接。
41.此外，对于基板10上的数个正极焊盘11、12和数个负极焊盘13、14，分别可通过基板10上设置的导电电路导电连接，进而实现半导体发光芯片中的串联和/或并联。
42.进一步地，本实用新型的多色半导体发光器件还可包括透光保护罩60、导热焊垫70。
43.透光保护罩60设置在基板10的第一表面上并将半导体发光芯片罩设在其内部。在基板10的第一表面上，透光保护罩60可通过胶粘的方式进行，透光保护罩60可为拱起结构或多边形凸起结构，内侧形成有空间以将基板10第一表面上的半导体发光芯片等罩设在内，避免外力对半导体发光芯片等造成损伤，起到保护作用。
44.透光保护罩60可为透明的石英、玻璃，亚克力或有机玻璃制成。
45.导热焊垫70设置在基板10的第二表面上，用于与散热装置导热连接，从而实现整个半导体发光器件的散热。
46.如图2所示，本实用新型另一实施例的多色半导体发光器件，可包括基板10、焊盘组件、正极焊垫51、负极焊垫52和半导体发光芯片。基板10具有相对的第一表面和第二表面；焊盘组件和半导体发光芯片均设置在基板10的第一表面上，并且半导体发光芯片与焊盘组件导电连接。
47.其中，在基板10的第一表面上，焊盘组件包括数个正极焊盘11、12和数个负极焊盘13、14，正极焊盘11、12和负极焊盘13、14在第一表面间隔排布且之间相互绝缘。半导体发光芯片在类型上其包括至少一倒装芯片20和至少一垂直芯片30；倒装芯片20的正极和负极分别与对应的正极焊盘11和负极焊盘13导电连接，垂直芯片30的正极和负极分别与对应的正极焊盘12和负极焊盘14导电连接。
48.由于倒装芯片20和垂直芯片30之间结构的不同，倒装芯片20以其上正极和负极朝向基板10的第一表面并分别抵接在对应的正极焊盘11和负极焊盘13上且导电连接；垂直芯片30以其正极或负极朝向基板10的第一表面抵接在对应的正极焊盘12或负极焊盘14上并导电连接，垂直芯片30上的负极或正极位于其背向基板10的一侧，通过导线33连接对应的负极焊盘14或正极焊盘12。
49.结合倒装芯片20和垂直芯片30分别的数量设置，两者在基板10上的排布可根据实际需要灵活设置。
50.正极焊垫51和负极焊垫52分别与正极焊盘11、12和负极焊盘13、14导电连接。在图2所示实施例中，正极焊垫51和负极焊垫52间隔设置在基板10的第二表面上，基板10内设有贯穿其第一表面和第二表面的导电通孔101、102，正极焊垫51通过导电通孔101与正极焊盘11、12导电连接，负极焊垫52通过导电通孔102与负极焊盘13、14导电连接。在其他实施例中，正极焊垫51和负极焊垫52可设置在基板10的第一表面上，通过第一表面上的导电电路与正极焊盘11、12和负极焊盘13、14导电连接。
51.此外，对于基板10上的数个正极焊盘11、12和数个负极焊盘13、14，分别可通过基板10上设置的导电电路导电连接，进而实现半导体发光芯片中的串联和/或并联。
52.本实施例的多色半导体发光器件还包括导热焊垫70，导热焊垫70设置在基板10的第二表面上，用于与散热装置导热连接，从而实现整个半导体发光器件的散热。
53.本实施例不同于上述图1所示实施例的是：本实施例的多色半导体发光器件还包括围坝50和透光层41。
54.围坝50设置在基板10的第一表面上，位于半导体发光芯片的外围，包裹半导体发光芯片的侧面。透光层41覆盖在半导体发光芯片的上方。
55.透光层41可以根据需要延伸至覆盖在围坝50背向基板10的表面上，进一步还可延伸至基板10的第一表面上，将该第一表面上部分或全部裸露的表面进行覆盖。导线33可埋设在透光层41内。
56.此外，围坝50包裹半导体发光芯片的侧面，围坝50的高度比半导体发光芯片低。围坝50可以将半导体发光芯片的整个侧面包裹，或者包裹部分侧面。对于未被围坝50包裹的侧面部分，透光层41可以延伸覆盖至未被围坝50包裹的侧面上。
57.具体地，透光层41采用为硅胶或环氧树脂制成，可根据需要掺有至少一种荧光粉。透光层41可以根据倒装芯片20和垂直芯片30的设置分区设置，不同分区的透光层41可以掺有相同或不同的荧光粉，进而可以产生相同或不同的发光颜色。
58.透光层41还可以填充在相邻的两个半导体发光芯片之间的空隙中，上述的空隙包括：相邻的两个倒装芯片20之间的空隙、相邻的两个垂直芯片30之间的空隙、相邻的倒装芯片20和垂直芯片30之间的空隙。
59.进一步地，本实施的多色半导体发光器件还包括平坦化层80；平坦化层覆盖在透光层41和/或围坝50上，对所在表面进行平坦化。对于平坦化层80的设置，导线33还可根据实际设置埋设在平坦化层80内。
60.当平坦化层80覆盖在透光层41上，平坦化层80上设有至少一开口81。开口81可在透光层41上界定出光区域，半导体发光芯片位于开口81所界定的出光区域内，即：开口81对应在半导体发光芯片的上方，裸露出半导体发光芯片上方的透光层41。
61.当平坦化层80覆盖围坝50上，其沿着围坝50设置围绕在半导体发光芯片的外围，平坦化层80的内圈区域形成出光区域，半导体发光芯片位于出光区域内。
62.根据实际设置及需求，平坦化层80可以延伸至覆盖至基板10的第一表面上。
63.本实用新型的多色半导体发光器件制造时，由于通过倒装芯片20和垂直芯片30的搭配，一方面可以减少垂直芯片30的用量，如用蓝光和绿光倒装芯片20代替蓝光和绿光垂直芯片30，只保留红光和用于制备白光的蓝光垂直芯片30，同样可以实现rgbw多色大功率半导体发光器件的制造，还能大幅降低制造成本；另一方面，倒装芯片20直接设置在基板10的正极焊盘11和负极焊盘13上实现导电连接，较于垂直芯片30节省了导线33连接的工序，简单且可靠性高。因此，本实用新型的多色半导体发光器件与全部使用垂直芯片的传统半导体发光芯片相比较，减少了垂直芯片的高成本投入以及对应的复杂工艺操作，进而降低了制造成本以及提高多色半导体发光器件的良率及可靠性。
64.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。