一種圓片級(jí)led芯片封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種圓片級(jí)LED芯片封裝結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用，屬于半導(dǎo)體封裝【技術(shù)領(lǐng)域】。包括設(shè)置有若干個(gè)硅腔（112）的硅基本體（111）和帶有芯片電極（131、132）的LED芯片（130），在硅腔（112）內(nèi)，每一金屬反光膜于芯片電極（131）、芯片電極（132）之間斷開，斷開的每一金屬反光膜的一端與芯片電極（131）或芯片電極（132）實(shí)現(xiàn)電氣連通，其另一端沿絕緣層（120）向外延展至硅腔（112）的肩部，并在硅腔（112）的肩部處設(shè)置與金屬反光膜連接的導(dǎo)電電極Ⅰ（161）、導(dǎo)電電極Ⅱ（162），或者其另一端沿絕緣層（120）延展至相鄰硅腔與另一LED芯片（130）的芯片電極（132）或芯片電極（131）實(shí)現(xiàn)電氣連通。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、制造工藝簡(jiǎn)單、降低制造成本、使用和更換方便。
【專利說明】—種圓片級(jí)LED芯片封裝結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種圓片級(jí)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】。【背景技術(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(zhǎng)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(jià)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(qǐng)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(qǐng)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(shí)對(duì)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(huì)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(zhǎng)時(shí)間工作會(huì)產(chǎn)生金屬間化合物過渡生長(zhǎng)、耗盡，從而引發(fā)斷路，影響產(chǎn)品長(zhǎng)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(shí)不方便，特別是對(duì)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(dòng)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(dòng)貼裝設(shè)備，后期更換也很復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)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(jiǎn)潔、制造工藝簡(jiǎn)單、降低制造成本、使用和更換方便的圓片級(jí)LED芯片封裝結(jié)構(gòu)。
[0008]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0009]本實(shí)用新型一種圓片級(jí)LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置有若干個(gè)硅腔的硅基本體和帶有芯片電極的LED芯片，所述LED芯片倒裝在硅腔的底部，所述硅腔的內(nèi)壁和硅腔所在的硅基本體的表面設(shè)置絕緣層。
[0010]本實(shí)用新型還包括與芯片電極分別對(duì)應(yīng)的金屬凸塊1、金屬凸塊II，所述絕緣層的表面設(shè)置若干個(gè)不連續(xù)的金屬反光膜，彼此相鄰的兩個(gè)所述金屬反光膜于芯片電極與芯片電極之間斷開，在硅腔內(nèi)，LED芯片通過金屬凸塊1、金屬凸塊II分別倒裝至相鄰的兩個(gè)所述金屬反光膜的表面，每一所述金屬反光膜的一端與芯片電極或芯片電極實(shí)現(xiàn)電氣連通，其另一端沿絕緣層向外延展至硅腔的肩部，并在硅腔的肩部處設(shè)置與所述金屬反光膜連接的導(dǎo)電電極I或?qū)щ婋姌OII，或者其另一端沿絕緣層延展至相鄰硅腔與另一 LED芯片的芯片電極或芯片電極實(shí)現(xiàn)電氣連通。
[0011]可選的，所述金屬反光膜的反射率為≥80%，且導(dǎo)電率≥50%。[0012]可選的，每一所述硅腔內(nèi)至少能容納一個(gè)LED芯片。
[0013]可選的，所述硅腔內(nèi)設(shè)置填充劑。
[0014]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透鏡，且固定于硅腔的肩部。
[0015]可選的，所述填充劑填充透光片與硅腔之間的空間。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0017]1、在坐落LED芯片的娃腔的反光杯罩內(nèi)，利用于芯片電極之間不連續(xù)的金屬反光膜不僅實(shí)現(xiàn)了光線的反射及出射，而且實(shí)現(xiàn)了芯片電極與導(dǎo)電電極的電氣連通，封裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔；
[0018]2、用于LED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(shí)成型，簡(jiǎn)化了制造工藝，降低了制造成本；
[0019]3、產(chǎn)品在使用時(shí)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(dòng)設(shè)備貼裝，方便使用和維護(hù)、更換。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為一種現(xiàn)有技術(shù)的封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為另一種現(xiàn)有技術(shù)的封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為本實(shí)用新型圓片級(jí)LED芯片封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例一的剖面示意圖。
[0023]圖4為本實(shí)用新型圓片級(jí)LED芯片封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例二的剖面示意圖。
[0024]圖5為本實(shí)用新型圓片級(jí)LED芯片封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例三的剖面示意圖。
[0025]圖6為圖5的應(yīng)用示意圖。
[0026]圖中:
[0027]硅基本體111、硅腔112、絕緣層120、LED芯片130、芯片電極131、芯片電極132、金屬反光膜I 141、金屬反光膜II 142、金屬凸塊I 151、金屬凸塊II 152、導(dǎo)電電極I 161、導(dǎo)電電極II 162、填充劑170 ；
[0028]硅基本體211、硅腔212、LED芯片230、填充劑270、透光片280 ；
[0029]基本體311、硅腔312、硅腔313、絕緣層320、LED芯片331、芯片電極332、芯片電極333、LED芯片335、芯片電極336、芯片電極337、金屬反光膜I 341、金屬反光膜II 342、金屬反光膜III343、金屬凸塊I 352、金屬凸塊II 353、金屬凸塊I 356、金屬凸塊II 357、導(dǎo)電電極I 361、導(dǎo)電電極II 362、填充劑371、填充劑372 ；
[0030]面板400
[0031]金屬片510、520。
【具體實(shí)施方式】
[0032]現(xiàn)在將在下文中參照附圖更加充分地描述本實(shí)用新型，在附圖3至附圖6中示出了本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例，從而本公開將本實(shí)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(shí)用新型可以以許多不同的形式實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)被解釋為限制于這里闡述的實(shí)施例。
[0033]實(shí)施例一[0034]參見圖3，本實(shí)用新型一種圓片級(jí)LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括硅基本體111和帶有芯片電極131、132的LED芯片130，硅基本體111的表面設(shè)置下凹的硅腔112，硅腔112的側(cè)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娃腔112,提高出光率。娃腔112的內(nèi)壁和硅腔112所在的硅基本體111的表面覆蓋絕緣層120。絕緣層120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120的表面設(shè)置鋁、銀、鈦、鉻等具有優(yōu)良反光性的金屬反光膜I 141、142，其反射率為≥80%，且導(dǎo)電率≥50%。金屬反光膜I 141與金屬反光膜II 142不連續(xù)。
[0035]在娃腔112內(nèi)，金屬反光膜I 141與金屬反光膜II 142于芯片電極131與芯片電極132之間斷開。LED芯片130的兩個(gè)芯片電極131、芯片電極132分別通過金屬凸塊I 151、金屬凸塊II 152倒裝在娃腔112的底部，并分別與金屬反光膜I 141與金屬反光膜II 142連接。在金屬凸塊I 151、金屬凸塊II 152上，LED芯片130通過回流焊或熱壓焊工藝實(shí)現(xiàn)倒裝。芯片電極131通過金屬凸塊I 151與金屬反光膜I 141的一端實(shí)現(xiàn)電氣連通,芯片電極132通過金屬凸塊II 152與金屬反光膜II 142的一端實(shí)現(xiàn)電氣連通。金屬凸塊I 151、金屬凸塊II 152為具有焊接可靠性的材料，如銅/錫，銅/銀、鎳/錫或金等。金屬反光膜I 141和金屬反光膜II 142的另一端沿絕緣層120向外延展至硅腔112的肩部，并在硅腔112的肩部處分別設(shè)置與金屬凸塊I 151、金屬凸塊II 152材質(zhì)相同的導(dǎo)電電極I 161與導(dǎo)電電極II 162，導(dǎo)電電極I 161與導(dǎo)電電極II 162預(yù)留用于接通電源。
[0036]在工藝制作過程中，本實(shí)用新型一種圓片級(jí)LED芯片封裝結(jié)構(gòu)采用先進(jìn)的圓片級(jí)工藝，結(jié)合光刻工藝和電鍍工藝在金屬反光膜I 141與金屬反光膜II 142上同時(shí)形成具有一定高度的金屬凸塊I 151、金屬凸塊II 152和導(dǎo)電電極I 161、導(dǎo)電電極II 162。在娃腔112內(nèi)通過設(shè)置硅膠、環(huán)氧樹脂等填充劑170來保護(hù)LED芯片130，以防LED芯片130被玷污或劃傷，提高封裝的可靠性。在需要混合光的場(chǎng)合，填充劑170內(nèi)可以均勻混合熒光粉，如采用藍(lán)色(光)LED芯片130激發(fā)黃色熒光粉物質(zhì)即可獲得白光。
[0037]實(shí)施例二
[0038]如圖4所示，本實(shí)用新型一種圓片級(jí)LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，其封裝結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一類似，不同之處在于:在LED芯片230的上方可以固定平板、透鏡等透光片280，透光片280與硅腔212的肩部固定連接。透光片280與硅腔212之間的空間可以填充硅膠、環(huán)氧樹脂等填充劑270 ;在需要混合光的場(chǎng)合，填充劑270內(nèi)可以均勻混合熒光粉，如采用藍(lán)色(光)LED芯片230激發(fā)黃色熒光粉物質(zhì)即可獲得白光。在不需要透光片280的場(chǎng)合，填充劑270也可以根據(jù)需要制成保護(hù)LED芯片230的球冠狀、平面狀等不同的形狀。透光片280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(jī)樹脂，以便于成形。另外，透光片280起到減少外部濕氣、沾污等對(duì)填充劑270的影響；透光片280的存在也可以方便進(jìn)行清潔。
[0039]實(shí)施例三
[0040]如圖5所示，本實(shí)用新型一種圓片級(jí)LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，其在硅基本體311的同一面設(shè)置相鄰的兩個(gè)硅腔312與硅腔313，LED芯片331設(shè)置于硅腔312內(nèi)、LED芯片335設(shè)置于娃腔313內(nèi)。
[0041]不連續(xù)的金屬反光膜I 341、金屬反光膜II 342、金屬反光膜III 343覆蓋于絕緣層312的表面，金屬反光膜I 341、金屬反光膜II 342于LED芯片331的芯片電極332、芯片電極333之間斷開，金屬反光膜II 342、金屬反光膜III 343于LED芯片335的芯片電極336、芯片電極337之間斷開。換句話說,金屬反光膜I 341覆蓋娃腔312的一部分,金屬反光膜III 343覆蓋硅腔312的另一部分、且同時(shí)越過硅腔312與硅腔313的肩部覆蓋硅腔313的與硅腔312相鄰的一部分，金屬反光膜II 342覆蓋硅腔313的另一部分。LED芯片331的芯片電極332通過金屬凸塊I 352與金屬反光膜I 341的一端實(shí)現(xiàn)電氣連通，LED芯片335的芯片電極337通過金屬凸塊II 357與金屬反光膜II 342的一端實(shí)現(xiàn)電氣連通，LED芯片331的芯片電極333通過金屬凸塊II 353與金屬反光膜III 343 —端實(shí)現(xiàn)電氣連通、LED芯片335的芯片電極336通過金屬凸塊I 356與金屬反光膜III 343另一端實(shí)現(xiàn)電氣連通。金屬反光膜I 341的另一端沿絕緣層312向外延展至硅腔312的肩部，并設(shè)置導(dǎo)電電極I 361;金屬反光膜II 342的另一端沿絕緣層312向外延展至硅腔硅腔313的肩部，并設(shè)置導(dǎo)電電極II 362。填充劑371填充硅腔312、填充劑372填充硅腔313。
[0042]本實(shí)用新型一種圓片級(jí)LED芯片封裝結(jié)構(gòu)不限于上述優(yōu)選實(shí)施例，硅腔可以不止一個(gè)，一個(gè)硅腔可以容納一個(gè)LED芯片，也可以容納多個(gè)LED芯片，LED芯片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(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本實(shí)用新型權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0043]如圖6所示，為本實(shí)用新型一種圓片級(jí)LED芯片封裝結(jié)構(gòu)的應(yīng)用示意圖。其設(shè)置于面板400的表面，金屬片510、520分布于上述圓片級(jí)LED芯片封裝結(jié)構(gòu)的兩側(cè)，其導(dǎo)電電極I 361、導(dǎo)電電極II 362分別通過具有彈性的金屬片510、520與面板400連接，金屬片510、520呈Z字形，該圓片級(jí)LED芯片封裝結(jié)構(gòu)形成的產(chǎn)品，如手電、照明燈、殺菌燈、固化燈等，在使用時(shí)，所述金屬片510、520的一端與面板400固連、另一端壓分別壓住導(dǎo)電電極I 361、導(dǎo)電電極II 362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(jí)LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置有若干個(gè)硅腔(112)的硅基本體(111)和帶有芯片電極(131 )、132的LED芯片(130)，所述LED芯片(130)倒裝在硅腔(112)的底部，所述硅腔(I 12)的內(nèi)壁和硅腔(112)所在的硅基本體(111)的表面設(shè)置絕緣層(120)， 其特征在于:還包括與芯片電極(131 )、132分別對(duì)應(yīng)的金屬凸塊I (151 )、金屬凸塊II(152)，所述絕緣層(120)的表面設(shè)置若干個(gè)不連續(xù)的金屬反光膜，彼此相鄰的兩個(gè)所述金屬反光膜于芯片電極(131)與芯片電極(132)之間斷開，在硅腔(112)內(nèi)，LED芯片(130)通過金屬凸塊I (151)、金屬凸塊II (152)分別倒裝至相鄰的兩個(gè)所述金屬反光膜的表面，每一所述金屬反光膜的一端與芯片電極(131)或芯片電極(132)實(shí)現(xiàn)電氣連通，其另一端沿絕緣層(120)向外延展至硅腔(112)的肩部，并在硅腔(112)的肩部處設(shè)置與所述金屬反光膜連接的導(dǎo)電電極I (161)或?qū)щ婋姌OII (162)，或者其另一端沿絕緣層(120)延展至相鄰硅腔與另一 LED芯片(130)的芯片電極(132)或芯片電極(131)實(shí)現(xiàn)電氣連通。
2.如權(quán)利要求1所述的圓片級(jí)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%。
3.如權(quán)利要求1所述的圓片級(jí)LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:每一所述硅腔內(nèi)至少能容納一個(gè)LED芯片。
4.如權(quán)利要求1所述的圓片級(jí)LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述硅腔內(nèi)設(shè)置填充劑。
5.如權(quán)利要求4所述的圓片級(jí)LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述LED芯片的上方設(shè)置透光片(280 )，所述透光片(280 )為平板或透鏡，且固定于硅腔(112 )的肩部。
6.如權(quán)利要求5所述的圓片級(jí)LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述填充劑填充透光片(280)與硅腔(112)之間的空間。
【文檔編號(hào)】H01L33/60GK203746908SQ201420052504
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)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(qǐng)人:江陰長(zhǎng)電先進(jìn)封裝有限公司