[發明專利]晶圓級半導體器件的插拔式電連接結構

有效

• 申請號: 201410175210.4
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN105024005B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 蔡勇;徐飛;張亦斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: H01L33/64
• 分類號: H01L33/64;H01L33/62;H01L25/075
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 王鋒

技術領域

本發明涉及一種半導體器件，特別涉及一種應用于晶圓級半導體器件的插拔式電連接結構。

背景技術

近年來人們對LED照明的功率提出了越來越高的要求。為獲得大功率光源，當前業界通常是將以傳統工藝制成的多個小尺寸LED芯片集成組裝于一個器件中。而作為其中一種典型的方案，參考CN103137643A、CN103107250A等，研究人員通過將多個小尺寸LED芯片通過粘接等方式固定組裝在一基底上，并采用一定的電路形式將該多個LED芯片電性連接，從而形成大功率LED器件。藉由此類工藝，誠然可以獲得大功率LED器件，但其中必不可少的芯片封裝、系統集成及安裝工序等操作均非常繁復，因而使得器件的總制造成本急劇提升，限制了大功率LED器件的推廣應用，且其工作穩定性一般較差。

增加LED器件芯片的面積是實現大功率LED的最直接的途徑之一，但為獲得具有理想良率的產品，尚有諸多技術問題需要解決。本案發明人此前曾提出了一種晶圓級半導體器件，但若在該晶圓級半導體器件中仍采用傳統LED器件的電連接設計，則其不僅制造安裝困難，而且損壞后通常難以更換或維修，這將大大提高消費者的使用成本。

發明內容

鑒于現有技術的不足，本發明的主要目的在于提供一種適用于晶圓級半導體器件的新型電連接結構。

為實現上述發明目的，本發明采用了如下技術方案：

一種晶圓級半導體器件的插拔式電連接結構，包括絕緣基體以及彈性導電機構，所述彈性導電機構與絕緣基體固定連接，其中所述彈性導電機構一端部或兩端之間的選定部位與絕緣基體之間形成有可供夾持固定所述晶圓級半導體器件的彈性夾持結構，當將所述晶圓級半導體器件插入所述彈性夾持結構時，所述彈性導電機構一端或兩端之間的選定部位還與所述晶圓級半導體器件的陰極或陽極電性接觸。

進一步的，所述晶圓級半導體器件包括：

直徑在2英寸以上的晶圓級基片，

形成于基片表面且并聯設置的多個串聯組，每一串聯組包括串聯設置的多個并聯組，每一并聯組包括并聯設置的多個功能單胞，其中每一功能單胞均是由直接外延生長于所述基片表面的半導體層加工形成的獨立功能單元，

以及導線，其至少電性連接于每一串聯組中的一個選定并聯組與所述半導體器件的一個電極之間和/或兩個選定并聯組之間，用以使所有串聯組的導通電壓基本一致。

進一步的，所述晶圓級半導體器件還與至少一散熱殼體固定連接，所述散熱殼體內設有可儲納導熱介質的空腔，且至少所述晶圓級半導體器件一面的至少與所述功能單胞相應的局部區域暴露于所述空腔內。

進一步的，所述晶圓級半導體器件為半導體發光器件，所述半導體發光器件的出光面上還分布有減反增透機構。

與現有技術相比，本發明具有結構簡單、低成本，便于制備安裝，易于更換、維修等優點。

附圖說明

為了使本發明目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及具體實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

圖1a-圖1b分別是本發明一實施方案中一種晶圓級半導體器件的結構示意圖及局部放大示意圖；

圖2是本發明一典型實施方案中一種晶圓級半導體器件的插拔式電連接結構示意圖；

圖3是本發明一典型實施方案中一種具有散熱結構的晶圓級半導體器件的結構示意圖；

圖4a-圖4b是本發明一典型實施方案中一種具有散熱結構的晶圓級半導體器件的結構示意圖及A-A向剖視圖；

圖5a-圖5b分別是本發明若干典型實施例中晶圓級半導體器件的散熱機構的結構示意圖；

圖6是本發明一典型實施方案中一種晶圓級半導體器件的散熱結構示意圖；

圖7是本發明一典型實施方案中一種晶圓級半導體器件的散熱結構示意圖；

圖8a-8c分別是本發明若干典型實施例中減反增透結構的示意圖；

圖9是本發明一典型實施方案中一種晶圓級半導體器件的散熱結構示意圖；

附圖標記說明：晶圓級基片11、功能單胞12、n型半導體121、 p型半導體122、發光的量子阱123、絕緣介質124、互連金屬13、陰極14、陽極15、反射層16、鰭狀散熱片171、散熱柱172、空腔21、散熱殼體22、相變散熱外殼23、散熱翅片24、絕緣基體31、金屬引線32、金屬簧片33、焊料層34、光子晶體結構421、大透鏡422、小透鏡組423、壓塊51、密封圈53、螺栓52、相變散熱液體 61、相變蒸汽62。