[實用新型]一種CSP封裝的高壓LED芯片結構

有效

• 申請號: 201720803660.2
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN207116432U
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 熊德平;王成民;何苗;趙韋人;馮祖勇;陳麗;雷亮
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H01L27/15
• 分類號: H01L27/15;H01L33/14;H01L33/38;H01L33/40;H01L33/46;H01L33/00
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所44329
• 代理人: 楊曉松

技術領域

本發明涉及一種高壓LED芯片的芯片結構，特別是涉及一種CSP封裝的高壓LED芯片，屬于半導體LED芯片制造以及封裝領域。

背景技術

半導體照明發光二極管(LED)具有光效高、壽命長、綠色環保、節約能源等諸多優點，被譽為21世紀新固體光源時代的革命性技術，被稱為第四代綠色光源。

CSP，即芯片級封裝器件，是指將封裝體積與倒裝芯片體積控制至相同或封裝體積不大于倒裝芯片體積的20％，在LED領域，CSP封裝因為體積小，靈活度高，其應用范圍越來越廣泛。另外，隨著LED在照明領域的深入發展，傳統的低壓LED越來越暴露出固有的弊端，包括驅動電源壽命短、轉換效率低，低壓LED散熱性不好，不能在大電流下工作等，為解決上述問題，近年來高壓LED芯片孕育而生，這種高壓LED芯片是在同一芯片上集成多個串聯的子芯片，這些子芯片是在芯片制造過程中直接就完成的，具有電源要求低、光效高等優點；倒裝高壓LED芯片將光從襯底藍寶石上發射出來，封裝過程利用共晶焊接方法，將芯片正面的電極與基板上的電極焊盤對準焊接起來，不需要用金線進行電極連接，增加了封裝的穩定性，此外，倒裝結構的高壓LED發光層產生的熱量直接傳向基板，具有更好的散熱效果。因此，CSP封裝的高壓芯片，既減少了封裝的體積，又具有高壓LED芯片相比傳統低壓芯片的優勢。

在中國發明專利申請公開號為CN 105633240中公開一種CSP封裝芯片結構及制作方法，通過利用n型GaN斜坡側壁形成n電極來減少發光面積的損失，但其僅制作出普通低壓CSP封裝的LED芯片，制作過程中涉及兩次形成斜坡的工藝。

在中國發明專利申請公開號為CN 103855149中公開一種倒裝高壓發光二極管及制作方法，將子芯片之間的互聯在倒裝基板上完成，解決由于互連線爬過深溝槽而導致的可靠性變差問題，但垂直結構的子芯片側面上制作金屬導電層，易形成厚度不均勻的金屬薄膜，高電流通過時容易造成斷路。

發明內容

本發明的目的在于提供一種CSP封裝的高壓LED芯片結構及制作方法，解決現有技術中，CSP封裝的傳統低電壓LED暴露出的固有弊端，包括驅動電源壽命短、轉換效率低、散熱性不好等缺點；同時，提高傳統倒裝高壓LED子芯片之間電氣互聯的可靠性問題，最大地增加同等芯片面積下的發光層面積。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種CSP封裝高壓LED芯片及其制作方法，包括倒裝高壓LED芯片、熒光膠、封裝基板，所述倒裝高壓LED芯片焊接在封裝基板上，每個高壓芯片包含多個子芯片，各子芯片通過隔離深溝槽隔開，所述每個子芯片包含n型GaN、有源層、p型GaN層、電流擴展層、以及n電極和p電極，所述n電極通過深溝槽側壁金屬導電層與n型GaN斜面相連，金屬導電層與子芯片之間通過隔離深溝槽鞋坡上覆蓋的絕緣層隔離，各子芯片的n電極和p電極再分別與基板電極焊盤和互連線焊接，熒光膠層位于倒裝芯片上側。

進一步，金屬導電層、n電極、p電極均采用Ag、Ni、Al等導電性和反射性能較好的金屬，可以是單層金屬結構，也可以采用多層金屬結構或它們構成的合金層；

進一步，電流擴散層可以是ITO薄膜，也可以是金屬薄膜或其它導電薄膜；

進一步，絕緣層可以是氮化硅、氧化硅、或氮化鋁等材料組成，也可以是這些材料的組合或構成的DBR結構；

進一步，n電極、p電極均位于p型GaN臺面上，它們之間電隔離，n電極與電流擴展層之間以絕緣層隔離；

進一步，封裝基板上設置有子芯片之間的電氣互聯線和電極焊盤；

進一步，倒裝高壓LED芯片電極與封裝基板電極焊盤和互連線鍵合后，對襯底進行激光剝離，并在n型GaN上噴涂熒光粉層和保護膠層；

進一步，封裝基板采用AlN、Si或金屬材料，基板材料與基板電極焊盤和互連線之間以絕緣層進行電隔離。

附圖說明

圖1為本發明所述CSP封裝的高壓LED芯片結構示意圖；

圖2為本發明一實施例中CSP封裝的高壓LED芯片的制作流程圖；

圖3為本發明一實施例中高壓LED芯片封裝前的立體視圖；

圖4-10為本發明所述CSP封裝的高壓LED芯片制作過程的各步驟結構示意圖；

具體實施方式