[發明專利]一種硅基板集成有功能電路的LED表面貼裝結構及其封裝方法

無效

• 申請號: 201010243401.1
• 申請日: 2010-07-30
• 公開（公告）號: CN101958389A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發明（設計）人: 曾照明;肖國偉;陳海英;周玉剛;侯宇
• 申請（專利權）人: 晶科電子(廣州)有限公司
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/62
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 羅毅萍;王璽建

技術領域

本發明屬于發光器件的制造領域，涉及一種基于硅基板的LED封裝結構及其封裝方法

背景技術

發光二極管(LED)光源具有高效率、長壽命、不含Hg等有害物質的優點。隨著LED技術的迅猛發展，LED的亮度、壽命等性能都得到了極大的提升，使得LED的應用領域越來越廣泛，從路燈等室外照明到裝飾燈等室內照明，均紛紛使用或更換成LED作為光源。

LED表面貼裝型(SMD)的封裝結構由于其應用方便和體積小等優勢已經成為了主要的封裝形式。請參閱圖1，其是現有技術中常用的LED表面貼裝結構，包括一封裝支架100和一通過固晶工藝貼裝在封裝支架100內的LED芯片200。封裝支架100表面設置有金屬引線500，在LED芯片200兩側的金屬引線500上設置有電極400，LED芯片200的正負電極通過金線300分別與封裝支架100上的電極400電連接。通過熒光粉涂敷和封膠工藝在LED芯片200的上方填充灌封膠體600，從而完成對LED芯片200的封裝。然而，目前這種LED表面貼裝結構存在以下問題：由于封裝支架100是采用金屬支架為基板，再以射出塑膠凹槽或模鑄成型方式封膠后并切割而成，因此其耐溫性不佳、散熱性不夠理想，微型化不易制作。此外，由于采用了將LED芯片200正面朝上裝貼及采用金線300連接電極的結構，而金線連接失效往往是LED生產和使用過程中出現最多的失效模式。另外，正面裝貼的LED芯片200通過藍寶石散熱，但其散熱效果不佳。

為了解決上述封裝支架結構存在的問題，一個較好的方法是采用硅基板直接作為LED芯片的封裝基板。目前基于硅基板的SMD結構的產品還未能在實際中大量銷售和應用，只是有相關的專利報道。他們大多采用的都是將硅片上表面挖一個深的凹槽，再在凹槽內挖通孔，將上表面凹槽內的電極連到下表面，形成SMD的封裝形式；LED芯片被埋入到硅凹槽中，封裝時在凹槽中填充熒光粉和膠體；而且普遍采用的是正裝芯片打金線連接。部分也采用了倒裝芯片的結構，請參閱圖2，該封裝結構包括一硅基板10、一LED芯片20和封裝膠體30。其中該硅基板10的上表面具有一深凹槽，LED芯片20倒裝在該硅基板10的深凹槽內。LED芯片20的正負電極對應的硅基板10的凹槽內設有通孔50，通孔50對應的硅基板10的下表面具有導電焊盤60和70，LED芯片20通過通孔50內設的引線與導電焊盤60、70電連接。該封裝膠體30是通過在深凹槽內填充熒光粉和封膠而形成。這種結構由于需要在硅片的上表面挖大的深凹槽，需要對硅片進行長時間腐蝕，工藝復雜且成本較高；同時由于凹槽很深，從而在其內部布線難度增加，特別是如果采用倒裝芯片，需要在凹槽內的電極上制作金屬凸點，其工藝難度較大；再者由于硅基板上表面有深的凹槽，不容易在硅基板上集成LED的外圍功能電路(如靜電保護電路、驅動電路等)，其應用前景上也受到限制；此外，受凹槽大小限制，凹槽內放置的芯片數目受限，不易實現多芯片模組。

在發光二極管生產和工作過程中很容易被靜電破壞，造成LED死燈失效，因此，目前大多數的LED都需要在封裝過程中再額外接上齊納管來作靜電保護，增加了額外的工作和成本。LED實際上就是PN結二極管，其工作需要直流電源驅動，其工作電壓由材料和PN結特性決定，基本上是恒定的，這樣其亮度就由工作電流來決定，因此，為保證LED的正常工作，一般要求恒流源驅動，保持電流恒定，這樣LED需要外加電源恒流驅動系統。此外，LED外圍電路還包括整流電路(即交直流轉換電路)、調光電路、負載監測診斷等，這些功能電路都單獨封裝，體積大，成本高，但這些電路實際都是硅工藝生產的集成電路，如果能夠將部分電路集成在硅基板中，將有效的提高集成度，提高工作穩定性，降低成本。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的缺點與不足，提供一種散熱性能好、小型化、低成本、高集成度的LED表面貼裝結構。

同時，本發明還提供了所述LED封裝結構的封裝方法。