[發(fā)明專利]發(fā)光二極管倒裝芯片的圓片級(jí)玻璃球腔封裝方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010552457.5
• 申請(qǐng)日: 2010-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN102044621A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尚金堂;徐超;陳波寅;張迪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L33/48
• 分類號(hào): H01L33/48;H01L33/56;H01L33/60;H01L33/62
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

1.一種發(fā)光二極管倒裝芯片的圓片級(jí)玻璃球腔封裝方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，在Si圓片（1）上刻蝕與所封裝LED陣列相對(duì)應(yīng)的圖案：微槽（2）陣列，微槽之間通過微流道（3）相連通，微槽(2)為方形或圓形，在微槽內(nèi)放置適量的熱釋氣劑（4）；?

第二步，將帶有圖案和熱釋氣劑的上述Si圓片(1)與硼硅玻璃圓片在空氣中或者真空中陽極鍵合使上述微槽和微流道密封，形成密封腔體；

第三步，將上述鍵合好的圓片在空氣中加熱至820℃~950℃，并保溫0.5~10min，熱釋氣劑因受熱分解產(chǎn)生氣體在密閉腔體內(nèi)形成的正壓力，使得在熔融玻璃上形成與所述硅微槽相對(duì)應(yīng)的球形玻璃微腔(5)以及連接球形玻璃微腔的圓柱形玻璃微流道：對(duì)應(yīng)于微槽(2)的熔融玻璃形成球形玻璃微腔，對(duì)應(yīng)于微流道(3)的玻璃形成圓柱形微流道，熱卻至常溫，退火，去除硅得到圓片級(jí)玻璃微腔；

第四步，引線基板的制備：在硅圓片(6)上刻蝕形成特定尺寸的微槽(7)，微槽與玻璃微腔(5)位置相對(duì)應(yīng)；再在硅圓片(6)表面濺射金屬鋁，通過光刻腐蝕制作金屬引線(9)和LED芯片(10)的反光杯(8)，得到引線基板(6)；

第五步，芯片貼裝：將發(fā)光二極管倒裝芯片(10)倒裝焊在引線基板(6)的反光杯(8)內(nèi)相應(yīng)位置，使得芯片與引線基板相連接；

第六步，圓片級(jí)鍵合：將所述圓片級(jí)玻璃微腔與載有LED芯片的基板(6)進(jìn)行鍵合，形成鍵合圓片(13)；

第七步，通過玻璃微流道(16)向發(fā)光二極管(LED)芯片與圓片級(jí)玻璃微腔間隙內(nèi)填充的硅膠(12)，使得發(fā)光二極管芯片處于所述玻璃封裝體(5)中，實(shí)現(xiàn)LED的圓片級(jí)封裝；

上述步驟中，熒光粉的涂覆方式為以下三種中的一種：在第三步制備得到玻璃微腔后在玻璃微腔表面涂覆熒光粉，或在第五步芯片貼裝后將熒光粉涂覆在芯片表面，或在第七步在填充的硅膠中均勻混入熒光粉。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)光二極管倒裝芯片的圓片級(jí)玻璃球腔封裝方法，其特征在于熱釋氣劑(4)為碳酸鈣粉末。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)光二極管倒裝芯片的圓片級(jí)玻璃球腔封裝方法，其特征在于制備用于發(fā)光二極管封裝的圓片級(jí)MEMS玻璃微腔時(shí)，微槽(2)和微流道(3)的寬度比大于5：1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)光二極管倒裝芯片的圓片級(jí)玻璃球腔封裝方法，其特征在于所述第一步Si圓片刻蝕工藝為濕法腐蝕，刻蝕深度為20-100微米。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)光二極管倒裝芯片的圓片級(jí)玻璃球腔封裝方法，其特征在于，所述硼硅玻璃為Pyrex7740玻璃，所述陽極鍵合的條件為：溫度400℃，電壓：600V。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)光二極管倒裝芯片的圓片級(jí)玻璃球腔封裝方法，其特征在于，第三步中所述熱退火的工藝條件為：退火溫度范圍在510℃~560℃中，退火保溫時(shí)間為30min，然后緩慢風(fēng)冷至常溫。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)光二極管倒裝芯片的圓片級(jí)玻璃球腔封裝方法，其特征在于，濺射的金屬為Al，腐蝕Al使用80℃的濃磷酸。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管倒裝芯片的圓片級(jí)玻璃球腔封裝方法，其特征在于，在第四步中，使用焊球或錫膏(11)將LED芯片(10)通過倒裝焊技術(shù)倒裝在反光杯底部的Al引線Pad上，實(shí)現(xiàn)電學(xué)互聯(lián)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)光二極管倒裝芯片的圓片級(jí)玻璃球腔封裝方法，其特征在于，第六步中玻璃球腔封裝體(5)與載有發(fā)光二極管芯片的硅圓片(6)粘接采用低溫玻璃焊料鍵合或者金屬鍵合或者粘結(jié)劑鍵合。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的圓片級(jí)玻璃球腔封裝方法，其特征在于，第二步中引線基板上的微槽(7)的深度為400～450um。

11.根據(jù)權(quán)利要求1或13所述的發(fā)光二極管的圓片級(jí)玻璃球腔封裝方法，其特征在于，濺射的金屬Al作為導(dǎo)電引線，在引線基板的反光杯表面的Al層也作為LED芯片的反光杯。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的圓片級(jí)玻璃球腔封裝方法，其特征在于，第七步中硅膠的注入過程中，可以將一定量的熒光粉均勻地與硅膠混合，制備成滿足白光要求濃度的熒光粉層(12)，然后通過點(diǎn)膠機(jī)在玻璃球腔(13)通過氣壓將熒光粉硅膠(12)注入到圓片級(jí)的玻璃封裝腔(13)內(nèi)，另外在另一端球腔(15)通過真空泵施加負(fù)壓，在正負(fù)壓共同作用下實(shí)現(xiàn)硅膠注入，在氣壓作用下硅膠(12)通過微流道(16)逐漸注入圓片上的其他玻璃球腔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了白光LED的圓片級(jí)封裝。