[發(fā)明專利]一種LED封裝結(jié)構(gòu)及其晶圓級(jí)封裝方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410845485.4
• 申請(qǐng)日: 2014-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN104600185A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡正勛;梅萬(wàn)元;章力;陳西平;符召陽(yáng);陳棟;陳錦輝;賴志明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江陰長(zhǎng)電先進(jìn)封裝有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/62
• 分類號(hào): H01L33/62;H01L33/48
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 彭英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種LED封裝結(jié)構(gòu)及其晶圓級(jí)封裝方法，屬于半導(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(jiǎn)稱LED）的發(fā)光元件芯片是通過(guò)PN結(jié)形成發(fā)光源來(lái)發(fā)射各種顏色的光的半導(dǎo)體器件。傳統(tǒng)的LED封裝結(jié)構(gòu)將LED芯片1設(shè)置于基座中央，如圖1所示，LED芯片1通過(guò)金線11將其電極信息引至固定于基座的引腳3，金屬引腳3再與轉(zhuǎn)接板連接，而基座包括位于LED芯片四周的塑料基座22和嵌于塑料基座中央的內(nèi)嵌基座21，內(nèi)嵌基座21一般采用銅塊，內(nèi)嵌基座21的頂端固定LED芯片1，并將LED芯片1工作過(guò)程中產(chǎn)生的熱從下導(dǎo)出。傳統(tǒng)的LED封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其高度在3～5毫米，限制了LED封裝結(jié)構(gòu)的應(yīng)用空間；同時(shí)，傳統(tǒng)的LED封裝結(jié)構(gòu)采用單顆芯片封裝方法，工藝復(fù)雜且大量且大塊采用銅質(zhì)的內(nèi)嵌基座21，生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服當(dāng)前LED封裝結(jié)構(gòu)和方法的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、減薄LED封裝結(jié)構(gòu)、降低生產(chǎn)成本的LED封裝結(jié)構(gòu)及其晶圓級(jí)封裝方法。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明一種LED封裝結(jié)構(gòu)，其包括LED芯片，所述LED芯片的出光面設(shè)置正負(fù)電極及其電路圖案，所述LED芯片倒裝于基座，其出光面面向基座，所述基座的中央開設(shè)一中空的型腔，所述型腔的內(nèi)側(cè)設(shè)置厚度比基座薄的凸塊，所述凸塊的上表面與基座的上表面齊平，所述凸塊分別與LED芯片的正負(fù)電極連接；

所述基座由彼此絕緣的若干個(gè)子基座構(gòu)成，各子基座與各凸塊一一對(duì)應(yīng)，且分別為一體結(jié)構(gòu)，所述基座的上表面設(shè)置透光元件，所述透光元件的入光面于型腔上方設(shè)置弧形凹腔，所述弧形凹腔完全覆蓋LED芯片的出光面，所述基座的下表面設(shè)置若干個(gè)輸入/輸出端，在LED芯片的背面和基座的另一面覆蓋保護(hù)層、并形成露出輸入/輸出端的保護(hù)層開口，在所述輸入/輸出端設(shè)置連接件。

本發(fā)明所述LED芯片的正負(fù)電極設(shè)置于出光面的臨近邊緣處。

本發(fā)明所述型腔的所占區(qū)域尺寸不小于LED芯片的所占區(qū)域尺寸。

本發(fā)明所述弧形凹腔的入光面的弧度R1為(1/12)π～(1/6)πrad。

本發(fā)明各所述凸塊的高度h2一致，其高度h2的范圍為15～25微米。

本發(fā)明所述透光元件的出光面設(shè)置光學(xué)膜或光學(xué)結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明所述連接件為焊球/焊塊或頂端設(shè)置有焊球的金屬微柱。

本發(fā)明于所述LED芯片的上方的弧形凹腔和/或型腔內(nèi)設(shè)置填充物。

本發(fā)明一種LED封裝結(jié)構(gòu)的晶圓級(jí)封裝方法，包括步驟：

取通過(guò)熱塑工藝成形的透光元件，其入光面設(shè)有弧形凹腔、其出光面設(shè)有光學(xué)結(jié)構(gòu)，再對(duì)透光元件進(jìn)行表面處理，所述表面處理包括化學(xué)清洗、拋光或減薄處理以及設(shè)置光學(xué)膜，將透光元件通過(guò)臨時(shí)鍵合膠固定于載體圓片，弧形凹腔的開口朝上；

在上述弧形凹腔內(nèi)填充熒光物質(zhì)；

對(duì)透光元件的弧形凹腔四周采用晶圓級(jí)工藝復(fù)數(shù)次依次通過(guò)濺射金屬種子層、光刻工藝塑造光刻圖形開口、電鍍工藝于光刻圖形開口內(nèi)電鍍金屬形成基座和凸塊，并在基座的表面設(shè)置輸入/輸出端，所述基座由若干個(gè)彼此絕緣的子基座構(gòu)成，所述子基座與凸塊一一對(duì)應(yīng)并分別為一體結(jié)構(gòu)；

采用C2W方式（芯片倒裝到晶圓方式）將LED芯片倒裝于基座的型腔內(nèi)，LED芯片的正負(fù)電極與上述凸塊對(duì)應(yīng)連接，LED芯片的出光面朝向基座；

在LED芯片的背面和基座的另一面覆蓋保護(hù)層、并形成露出輸入/輸出端的保護(hù)層開口；

在輸入/輸出端設(shè)置連接件；

通過(guò)拆鍵合工藝，去除臨時(shí)鍵合膠和載體圓片，并將上述采用晶圓級(jí)封裝工藝完成的LED封裝結(jié)構(gòu)沿切割線進(jìn)行切割，形成獨(dú)立的單體。

本發(fā)明在采用C2W方式將LED芯片倒裝于基座的型腔內(nèi)之前還包括步驟：在所述型腔內(nèi)填充填充物，所述填充物的高度不超過(guò)上述凸塊的高度。

相比與現(xiàn)有方案，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明采用正負(fù)電極置于出光面的?LED芯片，并將LED芯片倒裝至基座，使LED芯片的光從基座中央中空的型腔內(nèi)出射，使LED封裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，可靠性高；弧形凹腔內(nèi)可以設(shè)置熒光物質(zhì)，以獲得諸如白光的LED封裝結(jié)構(gòu)；

2、本發(fā)明采用加工工藝成熟的晶圓級(jí)封裝工藝，通過(guò)結(jié)構(gòu)的巧妙設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化并減薄了LED封裝結(jié)構(gòu)，整個(gè)LED封裝結(jié)構(gòu)的厚度小于1微米，節(jié)約了玻璃、熒光粉涂層、鍍層及絕緣層等的用量，降低了生產(chǎn)成本；同時(shí)，LED封裝結(jié)構(gòu)可以直接SMT在PCB板上，后期工藝成本也可進(jìn)一步降低。

附圖說(shuō)明