[發明專利]單基板多芯片組大功率LED封裝一次鍵合方法

有效

• 申請號: 201010609741.1
• 申請日: 2010-12-28
• 公開（公告）號: CN102157630A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 王春青;杭春進
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/48;H01L33/64;H01L25/075
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及一種單基板多芯片組大功率LED封裝一次鍵合方法，屬于多芯片組大功率LED封裝技術領域。

背景技術

隨著國家半導體照明工程的不斷進展和節能減排及低碳經濟的不斷號召，LED照明越發受到重視。與傳統的白熾燈相比，在同樣的亮度下，LED消耗的電能僅為白熾燈的八分之一。LED照明技術的應用大大節約了能源，減少了二氧化碳的排放，有效保護了地球環境。大功率LED以其長壽命、高光效、節能等優勢有著很好的應用前景。LED芯片的功率越大，工作時產生的熱量就越多，由此導致芯片工作溫度的不斷上升，并致使LED發光效率以及使用壽命的嚴重下降。為獲得較大照明亮度，常采用多芯片組大功率LED照明模塊，由此，其散熱問題更為嚴重，解決多芯片大功率LED照明模塊的散熱問題已經成為制約半導體照明發展的一個瓶頸。

目前，在大功率LED燈具的加工制造過程中，大部分產品采用多顆已封裝大功率LED芯片在基板上進行再組合，導致從LED芯片到散熱片之間封裝界面層數多，熱流路徑長，熱阻大，不利于對大功率LED燈具進行熱管理，導致其可靠性降低，難以滿足其功率逐漸增大的趨勢。還有一種新方法是將多顆大功率LED裸芯片直接鍵合在單一基板上，它依次進行多芯片的粘接，導致整體鍵合時間過長。長時間高溫作用容易導致芯片失效、粘接界面IMC(金屬間化合物)生長厚度不一致、界面熱阻不均勻，在使用時會產生不同的熱應力場，給多芯片組件的可靠性帶來隱患。且其位置精度不易控制，在后期工序中，將帶來較大難度。

目前在大功率LED封裝技術中拾取芯片采用的是只能吸取單一芯片的吸嘴結構，它每次只能貼放一顆LED芯片，貼裝效率低下。同時為了保證基板上所有芯片相對位置的準確，在每次貼裝芯片時都需要對準的步驟，此環節又降低了貼裝效率，增加了生產成本。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有多芯片組大功率LED封裝技術中對多芯片的粘接依次進行，導致整體鍵合時間過長的問題，提供一種單基板多芯片組大功率LED封裝一次鍵合方法。

本發明包括以下步驟：

步驟一：清洗基板、載片臺、多芯片吸嘴及支撐臺；

步驟二：將基板置于支撐臺上；確定基板正面上芯片待鍵合位置，將多顆待鍵合芯片按照與所述芯片待鍵合位置相對應的排布放在載片臺上；

步驟三：通過絲網印刷將焊膏均勻涂覆在所述的芯片待鍵合位置處，然后用多芯片吸嘴同時拾取多顆待鍵合芯片；

步驟四：采用熱源在基板背面進行加熱，將多芯片吸嘴拾取的多顆待鍵合芯片對準所述的待鍵合位置放置，使多顆待鍵合芯片貼附在焊膏上，加熱持續5s至10s后，自然冷卻至室溫，移走多芯片吸嘴，完成鍵合。

本發明的優點是：本發明不同于傳統的大功率LED封裝方法，它結合多芯片吸嘴夾具以及支撐臺，配合焊膏，在散熱基板背面加熱，使多顆LED芯片在基板上能夠同時進行鍵合。

本發明方法減少了從LED芯片到散熱基板之間的封裝層數，縮短了熱流路徑，使封裝熱阻大大降低，增強了散熱能力，使熱管理更加高效。迎合了當前大功率LED燈具功率逐漸增大的趨勢；同時采用多芯片吸嘴的夾持，使鍵合過程中，芯片始終受到控制，解決了鍵合過程中芯片在焊膏上漂移的問題。本發明所述的一次鍵合方法，較大的縮短了加熱時間，使芯片失效率下降，提高了合格品率。多芯片同時鍵合，使封裝效率有了較大提高，從而較大的降低了成本。

附圖說明

圖1為本發明的鍵合流程順序圖，圖中A為加熱熱源；

圖2為多芯片吸嘴的結構示意圖；

圖3為吸頭的仰視圖；

圖4為多芯片吸嘴上微通道的局部放大圖；

圖5為單個芯片吸槽的放大圖；

圖6為載片臺的結構示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：下面結合圖1至圖6說明本實施方式，本實施方式包括以下步驟：

步驟一：清洗基板1、載片臺2、多芯片吸嘴3及支撐臺4；

步驟二：將基板1置于支撐臺4上；確定基板1正面上芯片待鍵合位置，將多顆待鍵合芯片5按照與所述芯片待鍵合位置相對應的排布放在載片臺2上；

步驟三：通過絲網印刷將焊膏均勻涂覆在所述的芯片待鍵合位置處，然后用多芯片吸嘴3同時拾取多顆待鍵合芯片5；

步驟四：采用熱源在基板1背面進行加熱，將多芯片吸嘴3拾取的多顆待鍵合芯片5對準所述的待鍵合位置放置，使多顆待鍵合芯片5貼附在焊膏上，加熱持續5s至10s后，自然冷卻至室溫，移走多芯片吸嘴3，完成鍵合。