一種圓片級led芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體封裝【技術(shù)領(lǐng)域】。其在硅基本體（110）的表面設(shè)置絕緣層（200），所述絕緣層（200）的表面設(shè)置金屬反光膜，所述金屬反光膜的表面設(shè)置金屬凸塊Ⅰ（610）、金屬凸塊Ⅱ（620），所述金屬反光膜不連續(xù)，形成金屬反光膜Ⅰ（310）、金屬反光膜Ⅱ（320）；還包括圍體（710）；在所述圍體（710）的外圍的金屬反光膜的表面設(shè)置導(dǎo)電電極Ⅰ（410）、導(dǎo)電電極Ⅱ（420），所述芯片電極（510）、金屬凸塊Ⅰ（610）通過金屬反光膜Ⅰ（310）與導(dǎo)電電極Ⅰ（410）實現(xiàn)電氣連通，所述芯片電極（520）、金屬凸塊Ⅱ（620）通過金屬反光膜Ⅱ（320）與導(dǎo)電電極Ⅱ（420）實現(xiàn)電氣連通。本實用新型結(jié)構(gòu)簡潔、制造工藝簡單、降低制造成本。
【專利說明】—種圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體芯片封裝【技術(shù)領(lǐng)域】?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(LED =Light Emitting Diode)是將電轉(zhuǎn)化為光的半導(dǎo)體器件，作為新型固態(tài)照明光源已經(jīng)取得了長足的發(fā)展。由于受產(chǎn)品性能、制造成本、及外形尺寸等因數(shù)的影響，LED的封裝形式也不斷演變與豐富，硅基板式封裝是近年來出現(xiàn)的LED封裝形式，由于硅易于加工、價格便宜，受到了業(yè)內(nèi)關(guān)注。
[0003]專利200620058968.0公開了一類硅基板式封裝結(jié)構(gòu)，請參見圖1，其需要制作隔離層I 22、23與隔離層II 51、53，并通過P型硅及N型硅摻雜進(jìn)行絕緣，制造工藝復(fù)雜。
[0004]專利201080070299.0公開了另一種硅基板式封裝結(jié)構(gòu)，請參見圖2，其通過硅通孔將焊盤分布到硅基板背面，硅通孔涉及到光刻開口、刻蝕通孔、硅面鈍化、金屬填充等復(fù)雜工藝，制造成本高。
[0005]同時對于這兩類硅基板式LED封裝方法，LED芯片是通過電極或焊球直接倒裝在金屬層上，因此金屬層需要用CiuNi等具有可焊性的金屬，但是CiuNi之類的金屬反光性較差，因此會造成較多光損失；而反光性比較好的金屬Ag、Al與焊球直接互聯(lián)，經(jīng)過長時間工作會產(chǎn)生金屬間化合物過渡生長、耗盡，從而引發(fā)斷路，影響產(chǎn)品長期的可靠性。
[0006]另外這兩類硅基板式LED封裝產(chǎn)品在使用時不方便，特別是對集成多顆芯片的大尺寸硅基板式LED封裝產(chǎn)品；前者需要手動焊線連接電源，效率低，失效概率高，后期更換不方便；后者需要用到復(fù)雜的自動貼裝設(shè)備，后期更換也很復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型的目的在于克服當(dāng)前硅基板式LED封裝技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡潔、制造工藝簡單、降低制造成本的圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)。
[0008]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0009]本實用新型一種圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括硅基本體和帶有芯片電極的LED芯片，所述硅基本體的表面設(shè)置絕緣層，
[0010]所述絕緣層的表面設(shè)置金屬反光膜，所述金屬反光膜的表面設(shè)置金屬凸塊1、金屬凸塊II，所述LED芯片通過金屬凸塊1、金屬凸塊II倒裝至金屬反光膜的表面，所述金屬反光膜不連續(xù)，其在芯片電極與芯片電極之間斷開，形成金屬反光膜1、金屬反光膜II ；
[0011]還包括圍體，所述圍體設(shè)置于LED芯片的外圍、并垂直固定于金屬反光膜的表面，所述圍體高于LED芯片的出光面，圍體內(nèi)填充填充劑；
[0012]在所述圍體的外圍的金屬反光膜的表面設(shè)置導(dǎo)電電極1、導(dǎo)電電極II，所述芯片電極、金屬凸塊I通過金屬反光膜I與導(dǎo)電電極I實現(xiàn)電氣連通，所述芯片電極、金屬凸塊II通過金屬反光膜II與導(dǎo)電電極II實現(xiàn)電氣連通。
[0013]可選的，所述圍體的橫截面呈圓形、四邊形或多邊形。[0014]可選的，所述圍體的內(nèi)壁與金屬反光膜的夾角為α，90°≤ α <180°。
[0015]可選的，所述圍體的內(nèi)壁與金屬反光膜的夾角為α=135°。
[0016]可選的，所述圍體的內(nèi)壁設(shè)置反光膜。
[0017]可選的，所述金屬反光膜的反射率為≥80%，且導(dǎo)電率≥50%。
[0018]可選的，每一所述圍體內(nèi)至少能容納一個LED芯片。
[0019]可選的，所述填充劑充滿LED芯片與絕緣層之間的空隙。
[0020]可選的，所述LED芯片的上方設(shè)置透光片，所述透光片為平板或平凸透鏡，且固定于所述圍體的上端面。
[0021]本實用新型的有益效果是:
[0022]1、LED芯片坐落在硅基本體的表面的圍體內(nèi)，圍體的內(nèi)層為反射膜，結(jié)合一定的傾斜角度，同時利用不連續(xù)的金屬反光膜實現(xiàn)了光線的反射及出射，并且實現(xiàn)了芯片電極與導(dǎo)電電極的電氣連通，簡化了封裝結(jié)構(gòu)；
[0023]2、用于芯片倒裝焊接的金屬凸塊與用于接通電源的導(dǎo)電電極采用相同的工藝同時成型，簡化了制 造工藝；
[0024]3、產(chǎn)品在使用時將金屬片壓上導(dǎo)電電極就可以接通電源，無需用手工焊線或者自動設(shè)備貼裝，方便使用和維護、更換。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為一種現(xiàn)有技術(shù)的封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為另一種現(xiàn)有技術(shù)的封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖3為本實用新型圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)的實施例一的剖面示意圖。
[0028]圖4為本實用新型圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)的實施例二的剖面示意圖。
[0029]圖5為本實用新型圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)的實施例三的剖面示意圖。
[0030]圖6為圖5的應(yīng)用示意圖。
[0031]圖中:
[0032]娃基本體110、絕緣層200、金屬反光膜I 310、金屬反光膜II 320、導(dǎo)電電極I 410、導(dǎo)電電極II 420、LED芯片500、芯片電極510、芯片電極520、金屬凸塊I 610、金屬凸塊II 620、圍體710、反光膜711、填充劑720、透光片730 ；
[0033]面板810
[0034]金屬片910、920。
【具體實施方式】
[0035]現(xiàn)在將在下文中參照附圖更加充分地描述本實用新型，在附圖中示出了本實用新型的示例性實施例，從而本公開將本實用新型的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。然而，本實用新型可以以許多不同的形式實現(xiàn)，并且不應(yīng)被解釋為限制于這里闡述的實施例。
[0036]實施例一
[0037]參見圖3，本實用新型一種圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括硅基本體110和帶有芯片電極510、520的LED芯片500，硅基本體110的表面覆蓋絕緣層200。絕緣層200可以是單層，通過熱氧化形成氧化硅，或者通過化學(xué)氣相沉積形成氧化硅、氮化硅、氮氧化硅的薄膜絕緣層；也可以是通過這些方法形成的氧化硅、氮化硅、或者氮氧化硅的多層組合的絕緣層。絕緣層200的表面設(shè)置鋁、銀、鈦、鉻等具有優(yōu)良反光性的不連續(xù)的金屬反光膜，其反射率為> 80%，且導(dǎo)電率> 50%。金屬反光膜于芯片電極510與芯片電極520之間斷開，形成金屬反光膜I 310與金屬反光膜II 320。金屬反光膜I 310上設(shè)置金屬凸塊I 610,金屬反光膜II 320上設(shè)置金屬凸塊II 620。LED芯片500的兩個芯片電極510、芯片電極520分別通過金屬凸塊I 610、金屬凸塊II 620倒裝在金屬反光膜的表面。在金屬凸塊I 610、金屬凸塊II 620上，LED芯片500通過回流焊或熱壓焊工藝實現(xiàn)倒裝。金屬凸塊I 610、金屬凸塊II 620為具有焊接可靠性的材料，如銅/錫，銅/銀、鎳/錫或金等。
[0038]在LED芯片500的外圍設(shè)置圍體710,圍體710垂直固定于金屬反光膜的表面，圍體710高于LED芯片500的出光面，其橫截面呈圓形、四邊形或多邊形，圍體710內(nèi)至少能容納一個LED芯片。圍體710內(nèi)填充硅膠、環(huán)氧樹脂等填充劑720，以防LED芯片500被玷污或劃傷，優(yōu)選地，填充劑720充滿LED芯片500與絕緣層200之間的空隙，以提高封裝的可靠性。在需要混合光的場合，填充劑720內(nèi)可以均勻混合突光粉,如米用藍(lán)色(光)LED芯片500激發(fā)黃色熒光粉物質(zhì)即可獲得白光。
[0039]在圍體710的外圍的金屬反光膜的表面設(shè)置與金屬凸塊I 610、金屬凸塊II 620材質(zhì)相同的導(dǎo)電電極I 410、導(dǎo)電電極II 420,芯片電極510、金屬凸塊I 610通過金屬反光膜I 310與導(dǎo)電電極I 410實現(xiàn)電氣連通,芯片電極520、金屬凸塊II 620通過金屬反光膜II 320與導(dǎo)電電極II 420實現(xiàn)電氣連通。導(dǎo)電電極I 410與導(dǎo)電電極II 420預(yù)留用于接通電源。
[0040]在工藝制作過程中，本實用新型一種圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)采用先進(jìn)的圓片級工藝，結(jié)合光刻工藝和電鍍工藝在金屬反光膜I 310與金屬反光膜II 320上同時形成具有一定高度的金屬凸塊I 610、金屬凸塊II 620和導(dǎo)電電極I 410、導(dǎo)電電極II 420。
[0041]實施例二
[0042]如圖4所示，本實用新型一種圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，其封裝結(jié)構(gòu)與實施例一類似，不同之處在于:圍體710的內(nèi)壁與金屬反光膜的夾角為α，90° ( α <180°。圍體710的內(nèi)壁向外傾斜一角度,形成反光杯罩，以利于光線更多地反射出圍體710,提高出光率。經(jīng)實驗證明，圍體710的內(nèi)壁與金屬反光膜的夾角為α = 135°時，出光率最佳。
[0043]實施例三
[0044]如圖5所示，本實用新型一種圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，其封裝結(jié)構(gòu)與實施例一類似，不同之處在于:在LED芯片500的上方可以固定平板、平凸透鏡等透光片730，透光片730固定于圍體710的上端面。透光片730與圍體710之間的空間可以填充硅膠、環(huán)氧樹脂等填充劑720 ;在需要混合光的場合，填充劑720內(nèi)可以均勻混合熒光粉，如采用藍(lán)色(光)LED芯片500激發(fā)熒光粉物質(zhì)即可獲得白光。在不需要透光片730的場合，填充劑720也可以根據(jù)需要制成保護LED芯片500的球冠狀、平面狀等不同的形狀。透光片730采用具有優(yōu)良透光性的材料，如玻璃、石英、藍(lán)寶石等，也可以使用有機樹脂，以便于成形。另外，透光片730起到減少外部濕氣、沾污等對填充劑720的影響；透光片730的存在也可以方便進(jìn)行清潔。
[0045]本實用新型一種圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)不限于上述優(yōu)選實施例，硅腔可以不止一個，一個圍體710內(nèi)可以容納一個LED芯片500，也可以容納多個LED芯片500，LED芯片500之間通過斷開的金屬反光膜有序連接。因此任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本實用新型權(quán)利要求所界定的保護范圍內(nèi)。
[0046]本實用新型一種圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，其設(shè)置于面板810的表面，金屬片910、920分布于圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)的兩側(cè)，其導(dǎo)電電極I 410、導(dǎo)電電極II 420分別通過具有彈性的金屬片910、920與面板810連接，金屬片910、920呈Z字形，如圖6所示，為本實用新型圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)的應(yīng)用示意圖。該圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)形成的產(chǎn)品，如手電、照明燈、消毒燈、固化燈等，在使用時，所述金屬片910、920的一端與面板500固連、另一端壓分別壓住導(dǎo)電電極I 410、導(dǎo)電電極II 420即可接通電源。此種電源接通方式比焊接金屬線接通電源更為方便、靈活，若產(chǎn)品發(fā)生故障，更換也比較方便。
【權(quán)利要求】
1.一種圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括硅基本體(110)和帶有芯片電極(510)、520的LED芯片(500 )，所述硅基本體(110)的表面設(shè)置絕緣層(200 )， 其特征在于:所述絕緣層(200)的表面設(shè)置金屬反光膜，所述金屬反光膜的表面設(shè)置金屬凸塊I (610)、金屬凸塊II (620),所述LED芯片(500)通過金屬凸塊I (610)、金屬凸塊II (620)倒裝至金屬反光膜的表面，所述金屬反光膜不連續(xù)，其在芯片電極(510)與芯片電極(520)之間斷開，形成金屬反光膜I (310)、金屬反光膜II (320)； 還包括圍體(710)，所述圍體(710)設(shè)置于LED芯片(500)的外圍、并垂直固定于金屬反光膜的表面，所述圍體(710)高于LED芯片(500)的出光面，圍體(710)內(nèi)填充填充劑(720)； 在所述圍體(710)的外圍的金屬反光膜的表面設(shè)置導(dǎo)電電極I (410)、導(dǎo)電電極II(420)，所述芯片電極(510)、金屬凸塊I (610)通過金屬反光膜I (310)與導(dǎo)電電極I(410)實現(xiàn)電氣連通，所述芯片電極(520)、金屬凸塊II (620)通過金屬反光膜II (320)與導(dǎo)電電極II (420)實現(xiàn)電氣連通。
2.如權(quán)利要求1所述的圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述圍體(710)的橫截面呈圓形、四邊形或多邊形。
3.如權(quán)利要求1所述的圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述圍體(710)的內(nèi)壁與金屬反光膜的夾角為α，90° < α < 180°。
4.如權(quán)利要求3所述的圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述圍體(710)的內(nèi)壁與金屬反光膜的夾角為α=135°。
5.如權(quán)利要求1所述的圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述圍體(710)的內(nèi)壁設(shè)置反光膜(711)。
6.如權(quán)利要求1所述的圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬反光膜的反射率為> 80%，且導(dǎo)電率> 50%。
7.如權(quán)利要求1所述的圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:每一所述圍體(710)內(nèi)至少能容納一個LED芯片(500)。
8.如權(quán)利要求1所述的圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述填充劑(720)充滿LED芯片(500)與絕緣層(200)之間的空隙。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的圓片級LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述LED芯片(500)的上方設(shè)置透光片(730)，所述透光片(730)為平板或平凸透鏡，且固定于所述圍體(710)的上端面。
【文檔編號】H01L33/62GK203707187SQ201420052503
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】陳棟, 張黎, 陳海杰, 陳錦輝, 賴志明 申請人:江陰長電先進(jìn)封裝有限公司