[發(fā)明專利]LED芯片封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010154758.2
• 申請日: 2010-04-14
• 公開（公告）號: CN102222754A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 三重野文健;郭景宗
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/64;H01L35/34;H01L25/16
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及LED芯片封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管(Light?Emitting?Diode，LED)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，它可以直接把電信號轉(zhuǎn)化為光信號。

發(fā)光二極管主要由兩部分組成，發(fā)光二極管的一端是p型半導(dǎo)體，為p區(qū)，在p型半導(dǎo)體以空穴為主要載流子，另一端是n型半導(dǎo)體，為n區(qū)，在N型半導(dǎo)體以電子為主要載流子，將這兩種半導(dǎo)體連接起來的時候，它們之間就形成一個“p-n結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個發(fā)光二極管的時候，電子就會從n區(qū)流向p區(qū)，在p區(qū)里跟空穴復(fù)合，以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而LED發(fā)光的顏色，是由形成p-n結(jié)的材料決定的。

由LED構(gòu)成的LED芯片的光源耗電少，壽命長、且不含有毒物質(zhì)，使得LED得到廣泛的應(yīng)用，例如應(yīng)用在背光源、顯示屏、汽車燈及各種景觀照明場所。

但是LED芯片封裝成為現(xiàn)在具有挑戰(zhàn)性的研究熱點，LED芯片封裝關(guān)鍵問題在于散熱和與集成電路結(jié)合，在申請?zhí)枮?00810002321.X的中國專利中給出一種LED芯片封裝，請參考圖1，包括：LED芯片21；封裝件主體22；第一引線框23a和第二引線框23b；形成在封裝件主體22的凹陷部的密封物24。

現(xiàn)有的LED芯片封裝都無法直接對芯片級的LED芯片進行散熱，需要額外連接散熱的元件，例如將風(fēng)扇或者散熱銅片粘附在LED芯片表面，或者采用額外的連線連接散熱源極，上述的散熱元件都無法與芯片工藝集成。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種與芯片工藝集成的LED芯片封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種LED芯片封裝方法：提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底具有第一表面和與第一表面相對的第二表面；在所述半導(dǎo)體襯底的第一表面形成導(dǎo)電薄膜；在所述導(dǎo)電薄膜的表面形成散熱元件，所述散熱元件包括p型熱電結(jié)構(gòu)、n型熱電結(jié)構(gòu)、與p型熱電結(jié)構(gòu)和n型熱電結(jié)構(gòu)相鄰并介于p型熱電結(jié)構(gòu)和n型熱電結(jié)構(gòu)之間的隔離層；沿所述半導(dǎo)體襯底的第二表面在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成暴露出導(dǎo)電薄膜的開口，所述開口用于容納LED單元。

本發(fā)明還提供一種LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，包括：半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底具有第一表面和與第一表面相對的第二表面；形成在半導(dǎo)體襯底第一表面的導(dǎo)電薄膜；形成在導(dǎo)電薄膜表面的散熱元件，所述散熱元件包括p型熱電結(jié)構(gòu)、n型熱電結(jié)構(gòu)、與p型熱電結(jié)構(gòu)和n型熱電結(jié)構(gòu)相鄰并介于p型熱電結(jié)構(gòu)和n型熱電結(jié)構(gòu)之間的隔離層；開口，所述開口沿所述半導(dǎo)體襯底的第二表面暴露出導(dǎo)電薄膜，所述開口用于容納LED單元。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：散熱元件直接形成在LED芯片背面，能夠與芯片工藝結(jié)合，避免額外的連線和額外的連接方法，并且本發(fā)明提供的LED芯片封裝結(jié)構(gòu)散熱效率高。

附圖說明

通過附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實施例的更具體說明，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。

圖1是現(xiàn)有的LED芯片封裝結(jié)構(gòu)；

圖2是本發(fā)明提供的LED芯片封裝方法流程圖；

圖3至圖7是本發(fā)明提供的LED芯片封裝方法過程示意圖。

具體實施方式

由背景技術(shù)可知，現(xiàn)有的LED芯片封裝結(jié)構(gòu)都無法直接對芯片級的LED芯片進行散熱，需要額外連接散熱的元件，連接散熱元件無法與芯片工藝集成，散熱元件需要額外的粘附連接方法或者額外的連線，增加LED芯片封裝難度。

對此，本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過大量的實驗，提供優(yōu)化的LED芯片封裝結(jié)構(gòu)，散熱元件直接形成在LED芯片背面，能夠與芯片工藝結(jié)合，避免額外的連線和額外的連接方法。

以下依據(jù)附圖詳細地描述具體實施例，上述的目的和本發(fā)明的優(yōu)點將更加清楚。

本發(fā)明的發(fā)明人還提出一種LED芯片封裝方法，其具體流程請參照圖2所示，包括：

步驟S101，提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底具有第一表面和與第一表面相對的第二表面；

步驟S102，在所述半導(dǎo)體襯底的第一表面形成導(dǎo)電薄膜；

步驟S103，在所述導(dǎo)電薄膜的表面形成散熱元件，所述散熱元件包括p型熱電結(jié)構(gòu)、n型熱電結(jié)構(gòu)、與p型熱電結(jié)構(gòu)和n型熱電結(jié)構(gòu)相鄰并介于p型熱電結(jié)構(gòu)和n型熱電結(jié)構(gòu)之間的隔離層；

步驟S104，沿所述半導(dǎo)體襯底的第二表面在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成暴露出導(dǎo)電薄膜的開口，所述開口用于容納LED單元。