[實(shí)用新型]圓片級玻璃型腔的硅通孔LED封裝結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120071134.4
• 申請日: 2011-03-17
• 公開（公告）號: CN202067790U
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段珍珍;張黎;賴志明;陳棟
• 申請（專利權(quán)）人: 江陰長電先進(jìn)封裝有限公司
• 主分類號: H01L25/075
• 分類號: H01L25/075;H01L33/48;H01L33/64;H01L33/52;H01L33/62
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務(wù)所 32210
• 代理人: 唐紉蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種圓片級玻璃型腔的硅通孔LED封裝結(jié)構(gòu)，屬半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管（Light-emitting?diode?，簡稱LED）中的發(fā)光芯片是一種半導(dǎo)體材料，它對熱很敏感，熱會使它的電光轉(zhuǎn)換效率降低，還會縮短LED的使用壽命，發(fā)光效率特別是光提取效率低和散熱能力差是LED面臨的主要技術(shù)瓶頸，所以LED在封裝過程中，根據(jù)芯片不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的封裝方式是非常有必要的。現(xiàn)在市場上常用的LED封裝芯片的結(jié)構(gòu)有：平面結(jié)構(gòu)芯片，即芯片的正、負(fù)電極同在芯片的出光面上；垂直結(jié)構(gòu)芯片，即芯片的正電極、負(fù)電極分布在芯片的出光面和反射面這兩個(gè)不同的面上；倒裝芯片，即芯片的正、負(fù)電極都在芯片的發(fā)光面上。平面結(jié)構(gòu)的芯片電極在芯片的出光面上，垂直結(jié)構(gòu)的芯片也有部分電極在芯片的出光面上，這樣的電極都會遮擋一部分芯片發(fā)出的光，而倒裝芯片的電極都在芯片的反光面上，不會遮擋芯片發(fā)出的光，在出光方面較傳統(tǒng)的正裝的芯片有較大的優(yōu)勢。但對于大功率LED一般工作在350mA電流下，散熱對器件性能是至關(guān)重要的，如果不能將電流產(chǎn)生的熱量及時(shí)的散出，保持PN結(jié)溫在允許范圍內(nèi)，將無法獲得穩(wěn)定的光輸出和維持正常的器件壽命。對于GaN基的LED，其有源層遠(yuǎn)離散熱體，藍(lán)寶石襯底也是熱的不良導(dǎo)體，因此散熱問題將更為嚴(yán)重。同時(shí)LED封裝通常采用的塑封結(jié)構(gòu)，在透光率和封裝可靠性方面是一個(gè)明顯的不足。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種芯片散熱快、透光率高和封裝可靠性好的圓片級玻璃型腔的硅通孔LED封裝結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種圓片級玻璃型腔的硅通孔LED封裝結(jié)構(gòu)，包括硅片和LED晶片，所述硅片正面涂覆有一層絕緣膠體，LED晶片通過該絕緣膠體倒裝于硅片正面；在LED晶片上方和外圍，設(shè)置有玻璃殼體，玻璃殼體通過絕緣膠體與硅片正面粘接互聯(lián)，在所述硅片內(nèi)設(shè)置有通孔，在通孔表面以及在硅片背面設(shè)置有絕緣保護(hù)層與金屬線路層；在硅片背面的金屬線路層表面設(shè)置有線路表面保護(hù)層以及用于植焊球或金屬凸點(diǎn)的開口；并在所述用于植焊球或金屬凸點(diǎn)的開口設(shè)置有焊球或金屬凸點(diǎn)。

本實(shí)用新型圓片級玻璃型腔的硅通孔LED封裝結(jié)構(gòu)，所述玻璃殼體呈弓形、方凸形、梯形等形狀，玻璃殼體將LED晶片完全包封，以有效保護(hù)LED芯片。

本實(shí)用新型圓片級玻璃型腔的硅通孔LED封裝結(jié)構(gòu)，所述絕緣膠體是樹脂類，或是硅膠類。

本實(shí)用新型圓片級玻璃型腔的硅通孔LED封裝結(jié)構(gòu)，所述金屬線路層是單層、雙層或多層。

本實(shí)用新型圓片級玻璃型腔的硅通孔LED封裝結(jié)構(gòu)，所述LED晶片為單芯片或多芯片，在所述玻璃殼體與LED晶片之間填充有透明膠體或混合熒光粉填充膠體。

本實(shí)用新型圓片級玻璃型腔的硅通孔LED封裝結(jié)構(gòu)，實(shí)施方法包括以下工藝步驟：

步驟一、在硅片正面涂覆一層絕緣膠體，將LED晶片通過該絕緣膠體倒裝于硅片正面；

步驟二、在LED晶片上方和外圍，設(shè)置有玻璃殼體，玻璃殼體通過絕緣膠體與硅片正面粘接互聯(lián)，所述玻璃殼體是通過在玻璃圓片上進(jìn)行型腔的制作形成；

步驟三、在硅片背面涂覆一層膠體做掩膜，曝光顯影后得到設(shè)計(jì)的圖形開口；

步驟四、采用激光打孔及蝕刻法在硅片與LED晶片間貫穿有通孔；

步驟五、采用噴膠或等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方式在通孔表面及硅片背面涂覆一層絕緣保護(hù)層；

步驟六、使用電鍍的方法在通孔內(nèi)填充有金屬線路層；

步驟七、通過光刻工藝在硅片背面的金屬線路層表面涂覆一層膠體，形成線路表面保護(hù)層，顯影后出現(xiàn)用于植焊球或金屬凸點(diǎn)的開口；

步驟八、在硅片背面用于導(dǎo)通的開口處形成焊球或金屬凸點(diǎn)；

步驟九、通過晶圓切割分離的方法形成單顆LED封裝結(jié)構(gòu)。?

本實(shí)用新型的有益效果是：?

1、本實(shí)用新型利用玻璃型腔代替?zhèn)鹘y(tǒng)的樹脂或硅膠封裝，提高封裝體的氣密性、透光率和可靠性。

2、本實(shí)用新型采用硅通孔和倒裝技術(shù)，改變傳統(tǒng)難散熱方式，使LED晶片經(jīng)硅穿孔后填充金屬（單層或多層），使芯片直接散熱，提高LED芯片的發(fā)光效率。

3、相比于傳統(tǒng)LED封裝，本實(shí)用新型提出的封裝結(jié)構(gòu)是基于整個(gè)晶圓進(jìn)行的，而不是基于單顆進(jìn)行的；所以具有生產(chǎn)效率高、封裝成本低的特點(diǎn)。

4、本實(shí)用新型利用電極正面（傳統(tǒng)LED封裝通常采用芯片背面散熱）硅穿孔的方式引出導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)良好的散熱，而且封裝結(jié)構(gòu)可以達(dá)到最小，最薄的封裝。