專利名稱：圓片級led封裝結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種圓片級LED(發(fā)光二極管)封裝結構。屬于集成電路或分 立器件封裝技術領域。
背景技術：
近年來，隨著國際社會對節(jié)能降耗的呼吁越來越高，LED市場如火如荼，廣泛 的應用于照明、液晶背光板、控制面板、閃光裝置等領域。LED發(fā)光二極管是利用當電壓加載到半導體器件后發(fā)光的光學元件，具有與普 通二極管相似的結構，即由典型的P-N結組成，其特殊之處在于，PN結的結構中，還包 含一層發(fā)光層，該發(fā)光層由一些特殊的半導體復合材料組成，如氮化鎵(GaN)，砷化鎵 (GaAs),磷化鎵(GaP)等。當有電壓加載時，該發(fā)光層被激活，產生特定波長的光波?，F有的LED封裝主要以單顆的打線(即引線鍵合方式)和倒裝鍵合方式為主。 為降低由該封裝帶來的LED發(fā)光效率損耗，目前有效的方式是增加大面積金屬散熱基座 和減小LED芯片正面的遮擋，典型的封裝方式如專利200810002321.x所述，其詳細結構 如圖1所示。同時，發(fā)展貼裝式LED圓片級封裝技術也是目前的一種趨勢，但這要求 LED芯片尺寸增加至滿足通常的倒裝或表面貼裝工藝，進而增加了芯片成本。因此，直 接在LED圓片上進行凸點生長并不具備經濟性，典型的如美國專利US2006/0278885A1，其詳細結構如圖2所示。綜上所述，目前LED封裝不足在于1)引線鍵合式封裝引線的遮光作用會損耗光強；引線鍵合封裝的散熱基座都在芯片背部，散熱效 果并不理想，特別是高亮度LED，引線鍵合方式封裝的封裝尺寸相對較大，不利于其在 便攜式產品中的應用。2)貼裝式圓片級LED封裝就封裝本身而言，該封裝結構可以實現LED性能的優(yōu)化設計，但是受限于LED 芯片成本較高。

發(fā)明內容本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種能提高LED發(fā)光效率、提升散 熱能力且低成本的圓片級尺寸封裝結構。本實用新型是這樣實現的一種圓片級LED封裝結構，包括LED芯片和硅基載 體；所述LED芯片包括芯片本體，在芯片本體表面設有至少兩個電極，電極中間形 成電極開口處；所述硅基載體正面設置有型腔，型腔橫截面呈倒梯形，在型腔表面沉積有反光 層；在型腔底部的硅基載體上設置有硅通孔，硅通孔與所述型腔相通；[0015]所述LED芯片通過第一粘結劑倒裝于所述型腔底部，并使所述電極中間的開口 處與硅通孔陣列相對應；在所述硅基載體正面通過第二粘結劑覆蓋有玻璃；在硅基載體背面及硅通孔孔壁覆蓋有第一絕緣層，并對硅通孔內絕緣層開口， 在所述硅基載體背面及硅通孔孔壁的第一絕緣層表面布置有再布線金屬，實現芯片電極 被轉接到硅基載體背面；在所述硅基載體背面再布線金屬表面覆蓋有第二絕緣層，以及在所述表面布置 有再布線金屬的硅通孔內填充絕緣材料，該絕緣材料與所述第二絕緣層材質相同；在所述硅基載體背面布置有焊球凸點，該焊球凸點與所述硅基載體背面的再布 線金屬相連接。本實用新型的有益效果是本實用新型圓片級LED封裝結構能提高LED發(fā)光效率、提升散熱能力且低封裝 成本。本封裝結構可實現高導電、導熱性能，同時滿足標準的表面貼裝工藝。

圖1為以往中國專利ZL200810002321.X典型封裝結構。圖2為以往美國專利US2006/0278885A1典型封裝結構。圖3為本實用新型圓片級LED封裝結構示意圖。圖中附圖標記玻璃1第二粘結劑2再布線金屬305、第二絕緣層306、填充絕緣材料307 ；硅基載體3、型腔301、反光層302、硅通孔303、第一絕緣層304、LED芯片 4、芯片本體401、電極402、電極開口處403;第一粘結劑5焊球凸點6密封封裝件主題7引線框電極8密封物9凹陷部10散熱區(qū)11焊球 12熱導材料13。
具體實施方式
參見圖3，圖3為本實用新型圓片級LED封裝結構示意圖。由圖3可以看出， 本實用新型圓片級LED封裝結構，包括LED芯片4、硅基載體3和玻璃1 ；在所述LED芯片4包括芯片本體201，在芯片本體201表面設有至少兩個電極 402，電極402中間形成電極開口處203 ；[0041]所述硅基載體3正面設置有型腔301，型腔301橫截面呈倒梯形，在型腔301表 面沉積有反光層302;在硅基載體3背面設置有硅通孔303，硅通孔303與所述型腔301 相通；在硅基載體3背面及硅通孔303孔壁覆蓋第一絕緣層304，在第一絕緣層304表面布置再布線金屬305，在所述硅基載體3 背面再布線金屬305表面覆蓋第二絕緣層以及在所述硅通孔303內填充第二絕緣層306。將所述LED芯片4通過第一粘結劑倒裝于型腔301底部，并使所述電極402與 所述再布線金屬305相接觸；在所述硅基載體3布置有焊球凸點6。本實用新型專利是通過如下過程實現的1、切割LED圓片，形成單顆的LED芯片；2、在硅基載體(硅圓片)上通過光刻、腐蝕的方法，形成型腔301，型腔通常為 倒梯形，表面要求光滑，梯形角度直接影響到光的反射效果，其具體角度應根據型腔尺 寸進行設計，型腔深度必須大于LED芯片厚度；3、利用光刻、腐蝕的方法，在型腔底部區(qū)域形成硅盲孔，硅盲孔以LED芯片4 的電極為基準，硅盲孔深度不超過150um，其目的在于LED芯片4的電極可通達硅基載 體背面；4、在型腔表面沉積反光層403，該反光層有助于提升LED出光效率；5、在型腔底部覆蓋第一粘結劑，并將LED芯片4倒裝至型腔底部(電極朝 下)，電極對應盲孔；6、在型腔頂部通過第二粘結劑覆蓋玻璃；7、玻璃與硅基載體進行圓片粘合，以保護LED芯片表面不受玷污；8、對硅基載體背面進行打磨，至硅盲孔形成硅通孔為止；9、在硅基載體背面及通孔孔覆蓋第一絕緣層，并打開通孔底部電極開口處；10、在第一絕緣層表面布置再布線金屬，以實現LED芯片電極轉接到硅基載體 背面；11、在所述硅基載體背面再布線金屬表面覆蓋有第二絕緣層，以及在所述表面 布置有再布線金屬的硅通孔內填充絕緣材料，該絕緣材料與所述第二絕緣層材質相同； 并在硅基載體背面的凸點位置開口；12、采用涂覆焊膏或植球的方式，制備焊球凸點，該凸點兼容于標準的表面貼
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權利要求1. 一種圓片級LED封裝結構，其特征在于所述結構包括LED芯片(4)和硅基載體(3)；LED芯片⑷包括芯片本體(401)，在芯片本體(401)表面設有至少兩個電極 (402)，電極(402)中間形成電極開口處(403)；所述硅基載體(3)正面設置有型腔(301)，型腔(301)橫截面呈倒梯形，在型腔 (301)表面沉積有反光層(302)；在型腔(301)底部的硅基載體(3)上設置有硅通孔(303)，硅通孔(303)與所述型腔(301)相通；在硅基載體(3)背面及硅通孔(303)孔壁 覆蓋有第一絕緣層(304)，在所述硅基載體(3)背面及硅通孔(303)孔壁的第一絕緣層(304)表面布置有再布線金屬(305)，在所述硅基載體(3)背面再布線金屬(305)表面覆蓋有第二絕緣層(306)，以及在所 述表面布置有再布線金屬(305)的硅通孔(303)內填充絕緣材料(307)該絕緣材料(307) 與所述第二絕緣層(306)材質相同；所述LED芯片(4)通過第一粘結劑(5)倒裝于所述型腔(301)底部，并使所述電極 (402)中間的開口處(403)與所述硅通孔(303)相對應；在所述硅基載體(3)正面通過第二粘結劑(2)覆蓋有玻璃(1)； 在所述硅基載體(3)背面布置有焊球凸點(6)，該焊球凸點(6)與所述硅基載體(3) 背面的再布線金屬(305)相接觸。
專利摘要本實用新型涉及一種圓片級LED封裝結構，包括LED芯片(4)和硅基載體(3)；LED芯片(4)包括芯片本體(401)，在芯片本體(401)表面設有至少兩個電極(402))；硅基載體(3)正面設置有型腔(301)，在型腔(301)表面沉積有反光層(302)；在型腔(301)底部的硅基載體(3)上設置有硅通孔(303)；在硅基載體(3)背面及硅通孔(303)孔壁覆蓋有第一絕緣層(304)，在所述硅基載體(3)背面及硅通孔(303)孔壁的第一絕緣層(304)表面布置有再布線金屬(305)，在再布線金屬(305)表面覆蓋有第二絕緣層(306)，以及在硅通孔(303)內填充絕緣材料(307)；LED芯片(4)倒裝于型腔(301)底部；在硅基載體(3)正面覆蓋有玻璃(1)；在所述硅基載體(3)背面布置有焊球凸點(6)。本實用新型能提高LED發(fā)光效率、提升散熱能力且低封裝成本。
文檔編號H01L33/48GK201804913SQ20102055565
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權日2010年9月30日
發(fā)明者張黎, 賴志明, 陳棟, 陳錦輝 申請人:江陰長電先進封裝有限公司