[發明專利]一種多芯片陣列式COB倒裝共晶封裝結構及封裝方法

在審

• 申請號: 201210127435.3
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN103378079A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 李立群
• 申請（專利權）人: 廣東金源照明科技有限公司
• 主分類號: H01L25/075
• 分類號: H01L25/075;H01L33/48;H01L33/64;H01L33/62
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技術領域

本發明涉及LED封裝技術，尤其涉及一種多芯片陣列式COB倒裝共晶封裝結構及封裝方法。

背景技術

LED發光二極管封裝是指發光芯片的封裝，相比集成電路封裝有較大不同；其封裝不僅要求能夠保護燈芯，而且還要能夠透光。COB封裝即chip?On?board，就是將裸芯片用導電或非導電膠粘附在互連基板上，然后進行引線鍵合實現其電連接。現有同類產品結構的LED芯片封裝存在著一定的缺陷，這包括：①因發熱面直接與散熱基板接觸不佳，產生的熱量不利于經過傳導途徑而散出，導致散熱效果較差；②當進行陣列式大功率LED封裝時，也容易使芯片與基板受熱膨脹程度不同而引發芯片瑕疵或發光效率降低；③一般芯片倒裝工藝因芯片電極比較小，對電路導線的布線技術要求極高，實施難度大；④存在著導線虛焊及脫焊等現象。因此，針對以上方面，需要對現有技術進行合理的改進。

發明內容

針對以上缺陷，本發明提供一種穩定可靠、有利于提高散熱效果、減少熱阻、能夠避免芯片瑕疵或發光效率降低、便于布線的多芯片陣列式COB倒裝共晶封裝結構及封裝方法，以解決現有技術的諸多不足。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種多芯片陣列式COB倒裝共晶封裝結構，包括陶瓷散熱基板、熒光粉與硅膠混合封裝層、LED芯片，所述陶瓷散熱基板上表面設置有絕緣層，該絕緣層上方設有電路導線層，位于陶瓷散熱基板上側安裝多個LED芯片連接單元；每個LED芯片連接單元由鍵合層、LED芯片以及熱超聲鍵合用的金絲組成，此LED芯片的正極端與鍵合層共晶鍵合并連接電路導線層，此LED芯片的負極端通過金絲與基板正面的電路導線層一端連接；同時，位于陶瓷散熱基板上方的多個LED芯片連接單元外圍由熒光粉與硅膠混合封裝層進行涂覆封裝。所述LED芯片設置為正負極異面且襯底為透明的芯片并且為倒裝方式，所述電路導線層通過印刷或沉積分布設置于陶瓷散熱基板正面，此多個LED芯片在連接時采用先串聯組合為若干組而后再將這若干組并聯的方式。

與現有技術相比，本發明所述的多芯片陣列式COB倒裝共晶封裝結構及封裝方法的有益效果為：

(1)通過采用正負極異面且襯底為透明的條形或其它形狀的芯片，以倒裝(即正極在下、負極在上)的形式，通過金錫共晶技術與ALN陶瓷基板直接鍵合，LED芯片的發熱面直接與散熱基板接觸，大幅縮短了芯片散熱路徑，減少了熱阻，產生的熱量不需經過其它物質傳導而直接傳到ALN陶瓷基板上散出，散熱效果極佳；

(2)通過采用高熱導系數和接近芯片襯底膨脹系數的ALN陶瓷基板作為陣列式大功率LED封裝的載體，能夠避免芯片與基板受熱膨脹程度不同而引發芯片瑕疵或發光效率降低等問題；

(3)采用芯片倒裝形式配合金線搭接的技術，克服了一般芯片倒裝工藝因芯片電極比較小、對電路導線的布線技術要求極高、實施難度大等缺點，便于布線；

(4)針對傳統焊接導線工藝用于焊接高功率芯片而受大電流沖擊易產生熱應力，以及使導線與芯片脫焊造成LED失效等問題，采用熱超聲波鍵合工藝焊接導線，利用超聲能量、壓力以及熱量的相互作用實現芯片I/O端口之間的直接互連，降低了鍵合溫度、提高了可靠性能，解決了導線虛焊、脫焊現象；

(5)不同串聯支路的同一個位置的芯片并聯起來，可實現無論哪個芯片損壞都不影響其它芯片發光，芯片不亮(當成斷路)，電流將從其它通路供給，克服了傳統串并連接結構的串聯支路中因某個芯片不亮而導致整串芯片組都不亮的問題，達到了防壞燈保護的目的；

(6)因金線一般比較細，容易受熱、受牽扯而斷開，故采用雙金線搭接結構，采用這種結構：①起到雙保險作用，可有效降低由于金線斷開而造成芯片不亮的概率；②雙金線結構上每個金線上的負載電流減少一半，金線不易發熱、變形、脫焊，可承受更大的電流沖擊。

附圖說明

下面根據附圖對本發明作進一步詳細說明。

圖1是本發明實施例所述多芯片陣列式COB倒裝共晶封裝結構示意圖；

圖2是本發明實施例所述多芯片陣列式COB倒裝共晶封裝結構多單元連接示意圖；

圖3是本發明實施例所述多芯片陣列式COB倒裝共晶封裝結構的電路部分示意圖；

圖4是本發明實施例所述多芯片陣列式COB倒裝共晶封裝方法流程圖。

圖中：

1、陶瓷散熱基板；2、絕緣層；3、電路導線層；4、熒光粉與硅膠混合封裝層；5、金絲；6、LED芯片；7、鍵合層。

具體實施方式