專利名稱：一種圓片級led封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圓片級芯片封裝方法，屬于半導(dǎo)體芯片封裝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
LED (發(fā)光二極管)是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，其被廣泛應(yīng)用于照明、液晶背光板、控制面板、閃光裝置等領(lǐng)域。LED (發(fā)光二極管)由P-N結(jié)組成。目前，LED封裝主要以單顆芯片通過打線(SP弓丨線鍵合方式)和倒裝鍵合的方式進(jìn)行，存在以下不足 I)引線鍵合式封裝
引線的位置會遮掉并損失光強(qiáng)，引線鍵合方式封裝的散熱基座都在芯片背部，散熱效果并不理想，特別是高亮度的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(chǎn)品中的應(yīng)用。其次，單顆芯片的封裝形式生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品一致性難以保證，導(dǎo)致產(chǎn)品的測試結(jié)果分類較多，影響工廠的產(chǎn)品實(shí)際輸出。2 )貼裝式圓片級LED封裝
隨著人們對引線鍵合方式LED封裝的認(rèn)識加深，以圓片為載體的LED封裝技術(shù)開始發(fā)展起來，但在目前的技術(shù)發(fā)展中，圓片級LED封裝基本采用娃通孔(Through Silicon Via)互聯(lián)方法，利用TSV (硅通孔)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)LED電極的背面轉(zhuǎn)移和分布，其工藝難度較大，封裝成本較高，散熱的有效區(qū)域受約束，不利于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種封裝工藝難度低、封裝成本低、提升散熱能力、適于便攜式產(chǎn)品中應(yīng)用的圓片級LED芯片封裝方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種圓片級LED封裝方法，包括以下工藝步驟 步驟一、切割LED圓片，形成單顆的LED芯片；
步驟二、準(zhǔn)備硅基載體；
步驟三、通過光刻、刻蝕的方法在硅基載體的正面形成下凹的型腔；
步驟四、在型腔表面和硅基載體上表面沉積反光層，并在型腔底部的反光層上形成反光層開口 ；
步驟五、在型腔底部的反光層開口內(nèi)涂布連結(jié)膠，并將LED芯片倒裝至型腔底部，電極朝下，電極對應(yīng)反光層開口 ；
步驟六、取玻璃，在玻璃的下表面涂布熒光粉層；
步驟七、在型腔內(nèi)填滿填充膠，并將上述帶有熒光粉層的玻璃與硅基載體通過填充膠鍵合；
步驟八、對上述硅基載體的背面進(jìn)行減薄至下一工藝需要的厚度；
步驟九、利用光刻、刻蝕的方法去除上述硅基載體背面的硅和部分連結(jié)膠，并形成硅孤
島;步驟十、在上述硅基載體的背面用光刻、刻蝕的方法形成感光樹脂層I ;
步驟十一、利用光刻、電鍍的方法在上述感光樹脂層I的背面形成再布線金屬層和在硅孤島的下表面形成金屬塊，再布線金屬層與電極I、電極II連接；
步驟十二、在上述封裝體的下表面涂布感光樹脂層II，利用光刻、刻蝕的方法形成感光樹脂開口，露出金屬塊和再布線金屬層的部分區(qū)域。在步驟三和步驟九中，對硅基載體的刻蝕采用干法或濕法刻蝕。在步驟六中，所述玻璃上熒光粉層的涂布采用噴涂或旋涂的方式。在步驟七中，所述填充膠的設(shè)置采用印刷或點(diǎn)膠的方式，并且鍵合過程在真空條件下進(jìn)行。
本發(fā)明的上述封裝方法使硅基載體的正面形成下凹的型腔、背面形成硅孤島和呈島結(jié)構(gòu)的感光樹脂層I，硅孤島與型腔的底部跨接，LED芯片倒裝至型腔底部，與硅孤島粘接，散熱用金屬塊設(shè)置在硅孤島的下表面，感光樹脂層I覆蓋在硅基載體的下表面，其高度與硅孤島齊平，利用光刻、電鍍的方法形成的再布線金屬層成形于感光樹脂層I的背面，再布線金屬層與電極I、電極II連接，將LED芯片信號引至硅基載體的背面。本發(fā)明的有益效果是
I、硅基載體背面的硅孤島與型腔的底部跨接，LED芯片與硅孤島粘接，硅孤島支撐LED芯片于硅基載體的型腔底部，加強(qiáng)了封裝體的牢固度。2、硅孤島下表面設(shè)置的金屬塊主要起散熱作用，與電極I、電極II連接的再布線金屬層，既起導(dǎo)電作用，又提升了封裝體的散熱功能。3、本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)采用非TSV結(jié)構(gòu)，從工藝上降低了 LED芯片封裝難度，降低封裝工藝成本，實(shí)現(xiàn)了 LED芯片封裝的高導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，同時(shí)滿足標(biāo)準(zhǔn)的表面貼裝工藝，適于便攜式產(chǎn)品中應(yīng)用。


圖I為本發(fā)明一種圓片級LED封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2 圖12為本發(fā)明一種圓片級LED封裝方法的示意圖。圖中
LED芯片I 芯片本體11 電極12 電極I 121 電極II 122 連結(jié)膠13 硅基載體2 型腔21 硅孤島22 玻璃3
熒光粉層31 填充膠4反光層5 反光層開口 51 感光樹脂層6 感光樹脂層I 61 感光樹脂層II 62 感光樹脂開口 621 金屬層7 再布線金屬層71 金屬塊72。
具體實(shí)施例方式參見圖I，本發(fā)明一種圓片級LED封裝結(jié)構(gòu)，包括LED芯片I、硅基載體2和填充膠4，所述LED芯片I包括芯片本體11，在芯片本體11上表面設(shè)有電極12，所述電極12包括電極I 121和電極II 122，所述硅基載體2的上方設(shè)置玻璃3，所述玻璃3的下表面設(shè)有熒 光粉層31。所述硅基載體2的正面設(shè)有下凹的型腔21、背面設(shè)有硅孤島22，所述型腔21的縱截面呈倒梯形。所述硅孤島22跨過型腔21的兩端，與型腔21的底部跨接。所述硅孤島22起支撐作用。型腔21內(nèi)的LED芯片I通過連結(jié)膠13與硅孤島22連接，所述硅孤島22的長度大于型腔21的底部尺寸，寬度小于LED芯片I的寬度。所述型腔21表面和硅基載體2的上表面設(shè)有反光層5,所述反光層5有助于提升LED出光效率。所述玻璃3與硅基載體2通過填充膠4連接，并且填充膠4填充滿型腔21內(nèi)部，所述填充膠4包括硅膠。所述型腔21的深度大于LED芯片I的厚度。所述硅基載體2的下方設(shè)有感光樹脂層6和金屬層7，所述感光樹脂層6包括感光樹脂層I 61和感光樹脂層II 62，所述感光樹脂層I 61覆蓋在硅基載體2的下表面，呈島結(jié)構(gòu)，其高度與硅孤島22齊平。所述金屬層7包括再布線金屬層71和金屬塊72，所述金屬塊72設(shè)置在硅孤島22的下表面，主要起散熱作用。所述再布線金屬層71與電極I 121、電極
II122連接，將LED芯片信號引至硅基載體2的背面。所述感光樹脂層II 62覆蓋在金屬層7上，所述感光樹脂層II 62上設(shè)有數(shù)個(gè)感光樹脂開口 621，露出金屬塊72和部分再布線金屬層71。一種圓片級LED封裝方法，包括以下工藝步驟
步驟一、切割LED圓片，形成單顆的LED芯片I。步驟二、準(zhǔn)備硅基載體2。如圖2所示。步驟三、通過光刻、刻蝕的方法在硅基載體2的正面形成下凹的型腔21。所述刻蝕采用干法或濕法刻蝕。如圖3所示。步驟四、在型腔21表面和硅基載體2上表面沉積反光層5，并在型腔21底部的反光層5上形成反光層開口 51。如圖4所不。步驟五、在型腔21底部的反光層開口 51內(nèi)涂布連結(jié)膠13，并將LED芯片I倒裝至型腔21底部，電極12朝下，電極12對應(yīng)反光層開口 51。如圖5所示。步驟六、取玻璃3，在玻璃3的下表面涂布熒光粉層31。所述涂布采用噴涂或旋涂的方式。如圖6所示。步驟七、在型腔21內(nèi)采用印刷或點(diǎn)膠的方式填滿填充膠4，并將上述帶有熒光粉層31的玻璃3與硅基載體2通過填充膠4在真空條件下進(jìn)行鍵合。如圖7所示。步驟八、對上述硅基載體2的背面進(jìn)行減薄至下一工藝需要的厚度。如圖8所示。步驟九、利用光刻、刻蝕的方法去除上述硅基載體2背面的硅和部分連結(jié)膠13，并形成硅孤島22。所述刻蝕采用干法或濕法刻蝕。如圖9所示。步驟十、在上述硅基載體2的背面用光刻、刻蝕的方法形成感光樹脂層I 61，露出硅孤島22和電極I 121、電極II 122。如圖10所示。步驟十一、利用光刻、電鍍的方法在上述感光樹脂層I 61的背面形成再布線金屬 層71和在娃孤島22的下表面形成金屬塊72,再布線金屬層71與電極I 121、電極II 122連接。如圖11所示。步驟十二、在上述封裝體的下表面涂布感光樹脂層II 62，利用光刻、刻蝕的方法形成感光樹脂開口 621，露出金屬塊72和再布線金屬層71的部分區(qū)域。如圖12所示。
權(quán)利要求
1.一種圓片級LED封裝方法，包括以下工藝步驟 步驟一、切割LED圓片，形成單顆的LED芯片(I); 步驟二、準(zhǔn)備硅基載體(2); 步驟三、通過光刻、刻蝕的方法在硅基載體(2)的正面形成下凹的型腔(21)； 步驟四、在型腔(21)表面和硅基載體(2)上表面沉積反光層(5)，并在型腔(21)底部的反光層(5)上形成反光層開口(51); 步驟五、在型腔(21)底部的反光層開口( 51)內(nèi)涂布連結(jié)膠(13)，并將LED芯片(I)倒裝至型腔(21)底部，電極(12)朝下，電極(12)對應(yīng)反光層開口(51)； 步驟六、取玻璃(3)，在玻璃(3)的下表面涂布熒光粉層(31)； 步驟七、在型腔(21)內(nèi)填滿填充膠(4)，并將上述帶有熒光粉層(31)的玻璃(3 )與硅基載體(2 )通過填充膠(4 )鍵合； 步驟八、對上述硅基載體(2)的背面進(jìn)行減薄至下一工藝需要的厚度； 步驟九、利用光刻、刻蝕的方法去除上述硅基載體(2)背面的硅和部分連結(jié)膠(13)，并形成硅孤島(22)； 步驟十、在上述硅基載體(2)的背面用光刻、刻蝕的方法形成感光樹脂層I (61)； 步驟十一、利用光刻、電鍍的方法在上述感光樹脂層I (61)的背面形成再布線金屬層(71)和在娃孤島(22)的下表面形成金屬塊(72),再布線金屬層(71)與電極I (121)、電極II (122)連接； 步驟十二、在上述封裝體的下表面涂布感光樹脂層II (62)，利用光刻、刻蝕的方法形成感光樹脂開口(621)，露出金屬塊(72)和再布線金屬層(71)的部分區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種圓片級LED封裝方法，其特征在于在步驟三和步驟九中，對硅基載體(2)的刻蝕采用干法或濕法刻蝕。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種圓片級LED封裝方法，其特征在于在步驟六中，所述玻璃(3)上熒光粉層(31)的涂布采用噴涂或旋涂的方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種圓片級LED封裝方法，其特征在于在步驟七中，所述填充膠(4)的設(shè)置采用印刷或點(diǎn)膠的方式，并且鍵合過程在真空條件下進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種圓片級LED封裝方法，屬于半導(dǎo)體芯片封裝技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的硅基載體(2)的正面通過光刻、刻蝕的方法形成下凹的型腔(21)，利用光刻、刻蝕的方法成形的硅孤島(22)與型腔(21)的底部跨接，并與倒裝在型腔(21)底部的LED芯片(1)粘接，散熱用金屬塊(72)設(shè)置在硅孤島(22)的下表面，呈島結(jié)構(gòu)的感光樹脂層Ⅰ(61)覆蓋在硅基載體(2)的下表面，再布線金屬層(71)與電極Ⅰ(121)、電極Ⅱ(122)連接，將LED芯片信號引至硅基載體(2)的背面，同時(shí)大面積的再布線金屬層(71)有助于封裝體的散熱。本發(fā)明采用非TSV結(jié)構(gòu)，封裝工藝難度低、封裝成本低，并且提升了散熱能力，適于便攜式產(chǎn)品中應(yīng)用。
文檔編號H01L33/64GK102832331SQ20121030627
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者張黎, 陳棟, 賴志明, 陳錦輝 申請人:江陰長電先進(jìn)封裝有限公司