[發明專利]發光二極管元件裝置與其制作方法

在審

• 申請號: 201710898123.5
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107785474A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 曹亮亮;王其遠
• 申請（專利權）人: 漳州立達信光電子科技有限公司
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/60;H01L33/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明關于一種發光二極管元件裝置與其制作方法，且特別關于一種考慮封裝結構進行改良的發光二極管元件裝置與其制作方法。

背景技術

發光二極管(LED，Light Emitting Diode)燈作為新世代的照明光源，因其發光效率高、壽命長、省能源、不易破損、環保之特點逐步在家居、辦公、公共設施建設等照明領域得到應用。

球泡燈是替代傳統白熾燈泡的新型節能燈具。傳統白熾燈、鎢絲燈耗能高、壽命短，在全球自然資源緊張的情況下，已漸漸被各國政府禁止生產，隨之而來的替代產品是電子節能燈，電子節能燈雖然提高了節能效果，但由于制造過程使用了諸多污染環境的重金屬元素，又有悖于環境保護的大趨勢。隨著LED技術的高速發展，LED照明逐漸成為新型綠色照明的不二之選。LED在發光原理、節能、環保的層面上都遠遠優于傳統照明產品。由于白熾燈及電子節能燈在人們的日常使用中仍占據著非常高的比例，為了減少浪費，LED照明制造廠商必須開發符合現有接口、使用習慣的LED照明產品，使得使用者在不需要更換原有的傳統燈具基座和線路的情況下就可使用新一代的LED照明產品。于是LED球泡燈就應運而生。LED球泡燈采用了現有的接口方式，即螺口、插口方式，甚至為了符合人們的使用習慣模仿了白熾燈泡的外形。

除了LED球泡等，LED也陸續廣泛地應用到各種燈具。在這些燈具中，LED模組是個關鍵的組件。在不同的制作技術里頭，LED模組也有不同的形態。由于LED模組作為發光的核心來源，因此不管是針對其散熱或是改善發光效率的各種改良，對于整個燈具的發展都會有很大的幫助。

發明內容

根據本發明的實施例，其中主要針對的是發光二極管的倒裝芯片類型，通過對于相關的封裝結構進行改良，進而改善發光效率跟散熱等技術問題，使得發光二極管燈具的整體能得到更大效能的提升。

因此，根據本發明的一個實施例，提供一種發光二極管元件裝置。這種發光二極管元件裝置包括倒裝芯片、封裝結構與熒光層。倒裝芯片(flip chip)具有發光二極管元件與兩個芯片電極。所述兩個芯片電極安裝于所述發光二極管元件的下方。所述發光二極管元件的上方與側壁在電導通時發光。這里提到的發光二極管元件可以是通過各種半導體技術，例如在一個集成電路晶圓(Wafer)上制造多個發光二極管元件，并且經過切割而獲得。這里提到的芯片電極可以指直接從集成電路晶圓直接長出的導體，也可以指包含錫球加上導體的組合。

倒裝芯片技術既是一種芯片互連技術，又是一種理想的芯片粘接技術。倒裝芯片技術已成為高端器件及高密度封裝領域中經常采用的封裝形式。今天，倒裝芯片封裝技術的應用范圍日益廣泛，封裝形式更趨多樣化，對Flip-Chip封裝技術的要求也隨之提高。同時，倒裝芯片也向制造者提出了一系列新的嚴峻挑戰，為這項復雜的技術提供封裝，組裝及測試的可靠支持。以往的一級封閉技術都是將芯片的有源區面朝上，背對PCB基板和貼后鍵合，如引線健合和載帶自動健全(TAB)。FC則將芯片有源區面對PCB基板，通過芯片上呈陣列排列的焊料凸點實現芯片與襯底的互連.硅片直接以倒扣方式安裝到PCB從硅片向四周引出I/O，互聯的長度大大縮短，減小了RC延遲，有效地提高了電性能。顯然，這種芯片互連方式能提供更高的I/O密度。倒裝占有面積幾乎與芯片大小一致。在所有表面安裝技術中，倒裝芯片可以達到最小、最薄的封裝。

倒裝芯片又稱倒裝片，是在I/O pad上沉積錫鉛球，然后將芯片翻轉佳熱利用熔融的錫鉛球與陶瓷機板相結合此技術替換常規打線接合，逐漸成為未來的封裝主流。當前主要應用于高時脈的CPU、GPU(Graphic Processor Unit)及Chipset等產品為主，但已經陸續推廣到發光二極管芯片的制作。與COB相比，該封裝形式的芯片結構和I/O端(錫球)方向朝下，由于I/O引出端分布于整個芯片表面，故在封裝密度和處理速度上倒裝芯片技術已達到頂峰。特別是它可以采用類似SMT技術的手段來加工，因此是芯片封裝技術及高密度安裝的最終方向。

倒裝片連接有三種主要類型C4(Controlled Collapse Chip Connection)、DCA(Direct chip attach)和FCAA(Flip Chip Adhesive Attachment)。C4是類似超細間距BGA的一種形式與硅片連接的焊球陣列一般的間距為0.23、0.254mm。焊球直徑為0.102、0.127mm。焊球組份為97Pb/3Sn。這些焊球在硅片上可以呈完全分布或部分分布。