[發明專利]發光二極管倒裝芯片的圓片級玻璃球腔封裝方法

有效

• 申請號: 201010552457.5
• 申請日: 2010-11-19
• 公開（公告）號: CN102044621A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 尚金堂;徐超;陳波寅;張迪
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/56;H01L33/60;H01L33/62
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術領域

本發明涉及一種MEMS(微電子機械系統)封裝技術，尤其涉及一種發光二極管倒裝芯片的圓片級玻璃球腔封裝方法。

背景技術

白光發光二極管（LED）照明以其低能、環保等優越性，必將取代當今的照明技術。作為照明用途，大功率的白光發光二極管（LED）被科研和企業廣泛關注，由于發光二極管（LED）為了產生足夠的光強，工作電流要盡量大，而工作電流大給發光二極管（LED）封裝的散熱問題帶來了嚴峻的挑戰。所以，通過設計白光發光二極管（LED）的光學封裝結構，提高其出光率，可以在一定電流下得到足夠大的光強，同時透鏡可以用于提高光束的準直性，所以發光二極管（LED）封裝結構中必須要有用于提高出光率的透鏡。同時封裝透鏡結構要有好的氣密性，因為芯片受潮氣影響會大大影響發光性能。

環氧樹脂等透明有機膠備廣泛應用于發光二極管（LED）透鏡的制備，但是用有機膠制作的透鏡透光性不好，而且性質不穩定，在受熱情況下，工作一定時間會變色，透光性能變得惡劣，同時有機物防潮性較差。

目前，發光二極管(LED)的熒光粉涂覆大多采用在芯片上點膠(混有熒光粉的硅膠)的方法進行涂覆，這樣熒光粉涂覆的效率很低；而且芯片的封裝，也采用點膠固化的方法，逐個封裝。這種單片封裝的方法效率很低，所以如果能夠進行圓片級的涂覆熒光粉和封裝，將大大提高效率、降低成本。

目前LED封裝中需要反光杯進行光學匯聚，實現光線準直，需要一種簡單工藝制作圓片級的反光杯。此外，由于LED發熱量較大，引線鍵合的方式并不牢固，在填膠過程中容易發生機械損壞；引線鍵合的方式獲得的封裝結構比較難以適應較高溫度的熱循環，尤其是大功率的LED封裝。

發明內容

本發明的目的是提供一種工藝方法簡單、可進行圓片級發光杯制作和熒光粉層涂覆的發光二極管倒裝芯片的圓片級玻璃球腔封裝方法。

本發明采用如下技術方案：一種發光二極管倒裝芯片的圓片級玻璃球腔封裝方法，包括以下步驟：第一步，在Si圓片上刻蝕與所封裝LED陣列相對應的圖案：微槽陣列，微槽之間通過微流道相連通，微槽為方形或圓形，在微槽內放置適量的熱釋氣劑；第二步，將帶有圖案和熱釋氣劑的上述Si圓片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生氣體在密閉腔體內形成的正壓力，使得在熔融玻璃上形成與所述硅微槽相對應的球形玻璃微腔以及連接球形玻璃微腔的圓柱形玻璃微流道：對應于微槽的熔融玻璃形成球形玻璃微腔，對應于微流道的玻璃形成圓柱形微流道，熱卻至常溫，退火，去除硅得到圓片級玻璃微腔；第四步，引線基板的制備：在硅圓片上刻蝕形成特定尺寸的微槽，微槽與玻璃微腔位置相對應；再在硅圓片表面濺射金屬鋁，通過光刻腐蝕制作金屬引線和LED芯片(的反光杯，得到引線基板；第五步，芯片貼裝：將發光二極管倒裝芯片倒裝焊在引線基板的反光杯內相應位置，使得芯片與引線基板相連接；第六步，圓片級鍵合：將所述圓片級玻璃微腔與載有LED芯片的基板進行鍵合，形成鍵合圓片；第七步，通過玻璃微流道向發光二極管(LED)芯片與圓片級玻璃微腔間隙內填充的硅膠，使得發光二極管芯片處于所述玻璃封裝體中，實現LED的圓片級封裝。