一種esd保護(hù)的led封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種ESD保護(hù)的LED封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法，屬于半導(dǎo)體封裝【技術(shù)領(lǐng)域】。ESD保護(hù)的LED封裝結(jié)構(gòu)包括倒裝至硅基本體（110）的型腔（111）內(nèi)的LED芯片（200）和嵌入硅基本體（110）另一面的盲孔（113）內(nèi)的ESD保護(hù)芯片（300），通過(guò)型腔（111）下方的硅通孔（112）內(nèi)和盲孔（113）的內(nèi)多層金屬層以及連接多層金屬層的金屬引線（900），實(shí)現(xiàn)了LED芯片（200）、ESD保護(hù)芯片（300）之間電氣連通和LED芯片（200）、ESD保護(hù)芯片（300）與外界的電氣連通。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的封裝結(jié)構(gòu)將LED芯片與ESD靜電保護(hù)芯片集成整合到封裝體中，增強(qiáng)LED封裝結(jié)構(gòu)的ESD防靜電能力，散熱通路的增加，大大降低了封裝熱阻，提升了LED芯片的使用性能與壽命。
【專利說(shuō)明】一種ESD保護(hù)的LED封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種ESD保護(hù)的LED封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法，屬于半導(dǎo)體封裝【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]一般的,發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode,簡(jiǎn)稱LED,下同)的封裝有多種封裝形式。早期的，采用引線框?yàn)榛暹M(jìn)行封裝，將LED芯片通過(guò)導(dǎo)熱膏(或?qū)щ娔z)貼裝至引線框上，通過(guò)引線鍵合的方式實(shí)現(xiàn)電流加載從而使其發(fā)光；隨著技術(shù)進(jìn)步，一些新的、高性能的基板材料出現(xiàn)，在大功率LED的應(yīng)用中起到了引領(lǐng)作用，如陶瓷基板、AlN基板等。但作為商用化的產(chǎn)品而言，現(xiàn)有的LED封裝還存在如下缺陷:①熱阻高。由于LED芯片發(fā)光是通過(guò)電子復(fù)合過(guò)程激發(fā)，因而在產(chǎn)生光的同時(shí)產(chǎn)生大量的熱。眾所周知，產(chǎn)生的熱反過(guò)來(lái)影響著電轉(zhuǎn)化為光的效率，從而降低LED本身的發(fā)光性能。②LED芯片在貼片工藝中，極易產(chǎn)生靜電擊穿，而傳統(tǒng)的在基板上添置ESD靜電保護(hù)器件的方式只能幫助LED燈珠在貼裝后減少靜電擊穿的風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種降低熱阻并整合ESD靜電保護(hù)芯片的ESD保護(hù)的LED封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明一種ESD保護(hù)的LED封裝方法，包括如下步驟:
提供硅基圓片，利用光刻與刻蝕的方式，在硅基圓片的上表面形成下凹的能容納LED芯片的型腔；
利用芯片貼裝方式將LED芯片倒裝至型腔內(nèi)；
提供玻璃晶圓，將玻璃晶圓鍵合至硅基圓片的上方；
在硅基圓片的型腔的下方對(duì)應(yīng)LED芯片電極處，利用光刻與刻蝕工藝形成硅通孔，并在硅通孔的一側(cè)開設(shè)能容納ESD保護(hù)芯片的盲孔；
在硅通孔和盲孔的內(nèi)壁以及硅基圓片的背面設(shè)置絕緣層I，在硅通孔內(nèi)對(duì)應(yīng)LED芯片電極處開設(shè)貼片膠開口，再依次利用濺射、光刻、電鍍方法形成分屬每一硅通孔和盲孔獨(dú)立的金屬層I，金屬層I彼此之間存在間隙，同時(shí)在金屬層I的一側(cè)形成連接盲孔處金屬層I與其中一硅通孔處金屬層I的金屬引線；
將ESD保護(hù)芯片通過(guò)導(dǎo)電膠貼裝至盲孔內(nèi)的金屬層I上，ESD保護(hù)芯片電極朝向盲孔的外側(cè)，再在ESD保護(hù)芯片外圍涂布絕緣層II，并在ESD保護(hù)芯片電極處開設(shè)絕緣層II開
n ；
在金屬層I的表面和在絕緣層II的表面以及絕緣層II開口內(nèi)依次利用濺射、光刻、電鍍方法形成對(duì)應(yīng)每一硅通孔和盲孔的獨(dú)立的金屬層II，金屬層II彼此之間存在間隙；
在金屬層II的表面涂布保護(hù)層，并開設(shè)分別對(duì)應(yīng)每一硅通孔和盲孔的保護(hù)層開口 ； 在每一硅通孔下方的金屬層II的表面，通過(guò)印刷焊料或植焊球的方式形成金屬層III; 切割上述封裝圓片，形成獨(dú)立的ESD保護(hù)的LED封裝結(jié)構(gòu)，進(jìn)入后續(xù)工序。
[0005]進(jìn)一步地，在利用芯片貼裝方式將LED芯片倒裝至型腔內(nèi)之前還包括步驟: 通過(guò)濺射或電子束蒸鍍的方式結(jié)合光刻掩模技術(shù)、濕法刻蝕方式，在型腔的內(nèi)壁和外
沿形成反光層，并形成貫穿反光層能容納LED芯片電極的反光層開口圖形。
[0006]進(jìn)一步地，所述LED芯片通過(guò)貼片膠與型腔的底部連接。
[0007]進(jìn)一步地，在玻璃晶圓的面向型腔的表面通過(guò)噴涂或印刷的方式形成熒光粉層。
[0008]進(jìn)一步地，在玻璃晶圓鍵合至硅基圓片的型腔上方之前還包括步驟:
在設(shè)置有LED芯片的型腔內(nèi)填充填充劑，并固化。
[0009]進(jìn)一步地，在型腔的下方開設(shè)硅通孔和盲孔之前還包括步驟:
將鍵合完的硅基圓片的背面的硅基部分減薄至設(shè)定的厚度。
[0010]進(jìn)一步地，通過(guò)印刷焊料或植焊球的方式形成金屬層III之后還包括步驟:
通過(guò)機(jī)械化學(xué)研磨，使金屬層III與盲孔下方的金屬層II的表面齊平。
[0011]本發(fā)明一種ESD保護(hù)的LED封裝方法形成的ESD保護(hù)的LED封裝結(jié)構(gòu)，包括硅基本體和帶有LED芯片電極的LED芯片，所述硅基本體的一面設(shè)有型腔、另一面設(shè)有若干個(gè)硅通孔和盲孔，所述硅通孔位于型腔的下方、盲孔位于硅通孔的一側(cè)，所述LED芯片設(shè)置于型腔內(nèi)、其LED芯片電極朝向型腔的內(nèi)側(cè)，所述型腔的內(nèi)壁設(shè)置反光層，所述型腔上方設(shè)置玻璃層，所述玻璃層的面向型腔的表面設(shè)置熒光粉層，所述玻璃層通過(guò)粘合劑與型腔固連，所述型腔內(nèi)設(shè)置填充劑，
所述硅通孔和盲孔的內(nèi)壁均設(shè)置絕緣層I，所述絕緣層I向外延展至硅通孔和/或盲孔所在的硅基本體的表面，在各個(gè)孔內(nèi)的所述絕緣層I上分別設(shè)置獨(dú)立的多層金屬層，所述多層金屬層包括金屬層1、金屬層II和/或金屬層III，所述LED芯片通過(guò)所述LED芯片電極與硅通孔內(nèi)填充的所述多層金屬層實(shí)現(xiàn)電氣連通；
還包括帶有ESD保護(hù)芯片電極的ESD保護(hù)芯片，所述ESD保護(hù)芯片設(shè)置于盲孔內(nèi)的所述多層金屬層之間，并實(shí)現(xiàn)電氣連通，所述多層金屬層之間設(shè)置絕緣層II，所述ESD保護(hù)芯片通過(guò)金屬引線與所述LED芯片實(shí)現(xiàn)串聯(lián)或并聯(lián)，所述金屬引線設(shè)置于所述多層金屬層的一側(cè)；
在所述多層金屬層的外圍和在所述多層金屬層的彼此之間的間隙內(nèi)設(shè)置保護(hù)層，并開設(shè)保護(hù)層開口，所述保護(hù)層開口露出部分所述多層金屬層的最外層。
[0012]可選地，在所述LED芯片與金屬層I之間設(shè)置貼片膠，并于硅通孔的頂部處開設(shè)貼片膠開口，所述金屬層I設(shè)置于硅通孔內(nèi)的所述絕緣層I上，在硅通孔的頂部，所述金屬層I通過(guò)貼片膠開口分別與LED芯片電極連接，所述金屬層I的表面設(shè)置金屬層II，在所述金屬層II的表面設(shè)置金屬層III。
[0013]可選地，所述金屬層I設(shè)置于盲孔內(nèi)的所述絕緣層I上，所述ESD保護(hù)芯片通過(guò)導(dǎo)電膠固定于盲孔內(nèi)的金屬層I上，所述ESD保護(hù)芯片電極朝向盲孔的外側(cè)，并在其上設(shè)置所述金屬層II，所述金屬層I與金屬層II之間設(shè)置絕緣層II。
[0014]本發(fā)明結(jié)構(gòu)利用半導(dǎo)體的圓片級(jí)封裝技術(shù)在封裝中將傳統(tǒng)的LED芯片與ESD靜電保護(hù)芯片進(jìn)行嵌入整合，提升了 LED芯片在貼片過(guò)程中及在后續(xù)使用中的抗靜電擊穿能力，而大面積比例使用的金屬層有助于降低封裝結(jié)構(gòu)的熱阻；圓片級(jí)封裝從芯片制造、封裝到產(chǎn)品發(fā)往用戶的整個(gè)過(guò)程中，大大減少了中間環(huán)節(jié)，縮短了周期，這必將導(dǎo)致成本的降低。
[0015]本發(fā)明有益效果是:
1、利用圓片級(jí)封裝技術(shù)，將LED芯片與ESD靜電保護(hù)芯片集成整合到封裝體中，降低了LED芯片在封裝過(guò)程中的靜電擊穿風(fēng)險(xiǎn)，保證了 LED燈珠(即LED封裝結(jié)構(gòu))在貼裝工藝等使用中的抗靜電沖擊能力，同時(shí)，減小了占用基板的空間，可以大幅度擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域；
2、散熱通路由大面積比例使用的銅布線金屬層為主，將芯片電極與銅布線金屬層直接鍵合，無(wú)外加熱阻，大大降低了封裝熱阻，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)LED燈珠封裝熱阻，有助于提升LED芯片的使用性能與壽命；
3、圓片級(jí)封裝的芯片設(shè)計(jì)和封裝設(shè)計(jì)可以統(tǒng)一考慮、同時(shí)進(jìn)行，有助于提高設(shè)計(jì)效率，減少設(shè)計(jì)費(fèi)用；
4、圓片級(jí)封裝從芯片制造、封裝到產(chǎn)品發(fā)往用戶的整個(gè)過(guò)程中，大大減少了中間環(huán)節(jié)，縮短了周期，有助于成本的降低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明一種ESD保護(hù)的LED封裝方法的工藝流程圖；
圖2為本發(fā)明一種ESD保護(hù)的LED封裝結(jié)構(gòu)的示意圖；
圖3為圖2的LED芯片與ESD保護(hù)芯片相對(duì)位置關(guān)系以及與各金屬層之間的相對(duì)位置關(guān)系的示意圖；
圖4為圖2中局部I的放大的示意圖；
圖5為圖2中局部I I的放大的不意圖；
圖6至圖18為圖2中實(shí)施例的封裝方法的工藝流程示意圖；
圖中:硅基圓片100、101、102、103
硅基本體110
型腔111
硅通孔112
盲孔113
反光層120
反光層開口圖形121
填充劑131
粘合劑141
貼片膠151、151’
貼片膠開口 152 導(dǎo)電膠161 LED芯片200 LED芯片電極210 ESD保護(hù)芯片300 ESD保護(hù)芯片電極310 玻璃晶圓400 玻璃層410 熒光粉層510 絕緣層I 610、610’
絕緣層II 620 絕緣層II開口 621 金屬層 I 711、712、713 金屬層 II 721、722、723 金屬層III 731,732 保護(hù)層800 保護(hù)層開口 I 801 保護(hù)層開口 II 802 保護(hù)層開口 III 803 金屬引線900。
【具體實(shí)施方式】
[0017]參見圖1本發(fā)明一種ESD保護(hù)的LED封裝方法，包括如下步驟:
執(zhí)行步驟SlOl:提供硅基圓片，利用光刻與刻蝕的方式，在硅基圓片的上表面形成下凹的能容納LED芯片的型腔；
執(zhí)行步驟S102:利用芯片貼裝方式將LED芯片倒裝至型腔內(nèi)；
執(zhí)行步驟S103:提供玻璃晶圓，將玻璃晶圓鍵合至硅基圓片的上方；
執(zhí)行步驟S104:在硅基圓片的型腔的下方對(duì)應(yīng)LED芯片電極處，利用光刻與刻蝕工藝形成硅通孔，并在硅通孔的一側(cè)開設(shè)能容納ESD保護(hù)芯片的盲孔；
執(zhí)行步驟S105:在硅通孔和盲孔的內(nèi)壁以及硅基圓片的背面設(shè)置絕緣層I，在硅通孔內(nèi)對(duì)應(yīng)LED芯片電極處開設(shè)貼片膠開口，再依次利用濺射、光刻、電鍍方法形成分屬每一硅通孔和盲孔獨(dú)立的金屬層I，金屬層I彼此之間存在間隙，同時(shí)在金屬層I的一側(cè)形成連接盲孔處金屬層I與其中一硅通孔處金屬層I的金屬引線；
執(zhí)行步驟S106:將ESD保護(hù)芯片通過(guò)導(dǎo)電膠貼裝至盲孔內(nèi)的金屬層I上，ESD保護(hù)芯片電極朝向盲孔的外側(cè)，再在ESD保護(hù)芯片外圍涂布絕緣層II，并在ESD保護(hù)芯片電極處開設(shè)絕緣層II開口 ；
執(zhí)行步驟S107:在金屬層I的表面和在絕緣層II的表面以及絕緣層II開口內(nèi)依次利用濺射、光刻、電鍍方法形成對(duì)應(yīng)每一硅通孔和盲孔的獨(dú)立的金屬層II，金屬層II彼此之間存在間隙；
執(zhí)行步驟S108:在金屬層II的表面涂布保護(hù)層，并開設(shè)分別對(duì)應(yīng)每一硅通孔和盲孔的保護(hù)層開口；
執(zhí)行步驟S109:在每一硅通孔下方的金屬層II的表面，通過(guò)印刷焊料或植焊球的方式形成金屬層III ；
執(zhí)行步驟SllO:切割上述封裝圓片，形成獨(dú)立的ESD保護(hù)的LED封裝結(jié)構(gòu)，進(jìn)入后續(xù)工序。
[0018]本發(fā)明一種ESD保護(hù)的LED封裝方法可以形成的ESD保護(hù)的LED封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例，如圖2至圖5所示。LED芯片200和ESD保護(hù)芯片300以嵌入的方式整合封裝于硅基本體110內(nèi)，并實(shí)現(xiàn)彼此之間以及與外界基板的電氣連接。LED芯片200和ESD保護(hù)芯片300均可以一個(gè)或一個(gè)以上，以實(shí)現(xiàn)多功能的集成。
[0019]本發(fā)明一種ESD保護(hù)的LED封裝結(jié)構(gòu)的硅基本體110的一面設(shè)有下凹的能容納LED芯片200的型腔111、另一面設(shè)有若干個(gè)硅通孔112和盲孔113，硅通孔112位于型腔111的下方、盲孔113位于硅通孔112的一側(cè)。一般地，硅通孔112的個(gè)數(shù)不少于LED芯片電極210的個(gè)數(shù)，盲孔113可以一個(gè)或一個(gè)以上。硅通孔112的橫截面形狀為圓形、矩形或多邊形，根據(jù)實(shí)際需要采用合適的形狀。盲孔113的橫截面形狀也可為圓形、矩形或多邊形，其深度以能容納ESD保護(hù)芯片電極310為準(zhǔn)。
[0020]LED芯片200設(shè)置于型腔111內(nèi)、其LED芯片電極210朝向型腔111的內(nèi)側(cè)，其通過(guò)半導(dǎo)體工藝的倒裝工藝倒置在型腔111的底部，并用貼片膠151將其固定，并在硅通孔112內(nèi)對(duì)應(yīng)LED芯片電極210處開設(shè)貼片膠開口 152。型腔111內(nèi)壁光滑，具有一定的反射和折射光線的作用，為了提升其對(duì)光的作用，一般在型腔111內(nèi)壁設(shè)置銀、鋁等材質(zhì)的反光層120。反光層120于型腔111的底部留有反光層開口圖形121，以容納LED芯片電極210，并使LED芯片電極210與反光層120不接觸。型腔111上方設(shè)置透光性能優(yōu)良的玻璃層410，玻璃層410的設(shè)置還有助于提高LED芯片封裝結(jié)構(gòu)在耐候性方面的特性，特別是在戶外環(huán)境，其環(huán)境溫度、濕度等都將直接影響LED燈的壽命。玻璃層410通過(guò)粘合劑141與型腔111固連，粘合劑141可以是一般粘合膠，也可以是硅膠。一般地，型腔111內(nèi)也可以填充填充劑131，以提高LED芯片200在型腔111內(nèi)的可靠性。玻璃層410的面向型腔111的表面也可以涂布熒光粉層510，以實(shí)現(xiàn)白光的出射。用圓片級(jí)封裝的方式形成的熒光粉層510均勻一致，可以有效地提升LED封裝結(jié)構(gòu)的光學(xué)分級(jí)測(cè)試良率。當(dāng)然，熒光粉物質(zhì)也可以混合于型腔111內(nèi)的填充劑131中。
[0021]在硅基本體110的另一面的硅通孔112和盲孔113的內(nèi)壁均設(shè)置絕緣層I 610，絕緣層I 610可以向外延展至硅通孔112和/或盲孔113所在的硅基本體110的表面。在各個(gè)硅通孔112內(nèi)的絕緣層I 610上分別設(shè)置獨(dú)立的多層金屬層，多層金屬層可以由金屬層I 711、712、713，金屬層II 721、722、723和金屬層111731、732組成。其中，金屬層I 711、712分別設(shè)置于硅通孔112內(nèi)的絕緣層I 610上，在硅通孔112內(nèi)，金屬層I 711、712通過(guò)貼片膠開口 152分別與LED芯片電極210連接。金屬層I 711、712為再布線薄銅層，其下端面分別設(shè)置金屬層II 721,722 ;金屬層II 721、722也為再布線薄銅層，順著金屬層I 711、712附著在硅通孔112內(nèi)；在金屬層II 721,722上分別設(shè)置厚錫層的金屬層III 731、732，使金屬層III 731,732填平硅通孔112。所述LED芯片200通過(guò)所述LED芯片電極210與硅通孔112內(nèi)填充的所述多層金屬層實(shí)現(xiàn)電氣連通。
[0022]盲孔113內(nèi)的絕緣層I 610上設(shè)置金屬層I 713，帶有ESD保護(hù)芯片電極310的ESD保護(hù)芯片300設(shè)置于盲孔113內(nèi)，ESD保護(hù)芯片電極310朝向盲孔113的外側(cè)，ESD保護(hù)芯片300的ESD保護(hù)芯片電極310的另一側(cè)通過(guò)導(dǎo)電膠161固定于金屬層I 713上，ESD保護(hù)芯片電極310上設(shè)置與外界基板聯(lián)系的再布線薄銅層金屬層II 723，并且在金屬層I 713與金屬層II 723之間設(shè)置絕緣層II 620。由金屬層I 713和金屬層II 723構(gòu)成的多層金屬層與分布于每一硅通孔112處的多層金屬層彼此獨(dú)立。其中ESD保護(hù)芯片300的金屬層
I713通過(guò)設(shè)置于其一側(cè)的金屬引線900與LED芯片200的LED芯片電極210之一的金屬層I 711或金屬層I 712的連接，實(shí)現(xiàn)了 ESD保護(hù)芯片300與LED芯片200的串聯(lián)或并聯(lián)關(guān)系。一般地，對(duì)應(yīng)LED芯片電極210的N極電極和P極電極，與LED芯片電極210的N極電極對(duì)應(yīng)的金屬層III 731為N極導(dǎo)電金屬層、與LED芯片電極210的P極電極對(duì)應(yīng)的金屬層III 732為P極導(dǎo)電金屬層；與ESD保護(hù)芯片300的ESD保護(hù)芯片電極310連接的金屬層
II723為P極導(dǎo)電金屬層、與ESD保護(hù)芯片電極310的另一側(cè)連接的金屬層I 713為N極導(dǎo)電金屬層；若ESD保護(hù)芯片300的金屬層I 713通過(guò)金屬引線900與LED芯片200的N極電極的金屬層I 711連接，則實(shí)現(xiàn)了 ESD保護(hù)芯片300與LED芯片200的并聯(lián)關(guān)系；若ESD保護(hù)芯片300的金屬層I 713通過(guò)金屬引線900與LED芯片200的P極電極的金屬層I 712連接，則實(shí)現(xiàn)了 ESD保護(hù)芯片300與LED芯片200的串聯(lián)關(guān)系。ESD保護(hù)芯片300與LED芯片200的串聯(lián)或并聯(lián)關(guān)系的確定由實(shí)際需要確定。
[0023]本發(fā)明多層金屬層的設(shè)置，增加了散熱通路，大大降低了封裝熱阻，提升了 LED芯片的使用性能與壽命。在多層金屬層的外圍和在多層金屬層的彼此之間的間隙內(nèi)設(shè)置保護(hù)層800，并開設(shè)保護(hù)層開口 I 801、保護(hù)層開口 II 802、保護(hù)層開口III 803，分別露出LED芯片200的P極導(dǎo)電金屬層和N極導(dǎo)電金屬層、ESD保護(hù)芯片300的P極導(dǎo)電金屬層,用于LED封裝結(jié)構(gòu)的表面貼裝工藝。
[0024]本發(fā)明ESD保護(hù)的LED封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為:
如圖6和圖7所示，提供硅基圓片100，利用光刻與刻蝕的方式，在硅基圓片101的上表面形成下凹的型腔111，型腔111的側(cè)壁光滑且具有一定傾斜角度，能夠起到一定的反射功能，型腔111的深度以能容納LED芯片200為準(zhǔn)。
[0025]如圖8所示，通過(guò)濺射或電子束蒸鍍的方式，結(jié)合光刻掩模技術(shù)，在型腔111的內(nèi)壁和外沿形成反光層120，并形成貫穿反光層120的反光層開口圖形121，反光層120的材質(zhì)可以是銀、鋁等具有反射光作用的金屬。
[0026]如圖9和圖10所示，利用芯片貼裝方式將LED芯片200倒裝至型腔111內(nèi)，LED芯片電極210對(duì)準(zhǔn)反光層開口圖形121，采用貼片膠151 ’增強(qiáng)LED芯片200與型腔111底部的牢固度，并在型腔111內(nèi)填充填充劑131，并固化。
[0027]如圖11所示，提供玻璃晶圓400，在玻璃晶圓400的面向型腔111的表面通過(guò)噴涂或印刷的方式形成熒光粉層510，固化后與硅基圓片102通過(guò)硅膠等粘合劑141鍵合，熒光粉層510也可以以設(shè)定的圖形樣式噴涂或印刷，熒光物質(zhì)也可以通過(guò)與填充劑131均勻混合后填充至型腔111內(nèi)。
[0028]如圖12所示，將鍵合后的硅基圓片102的背面的硅基部分減薄至設(shè)定的厚度，再在型腔111的下方對(duì)應(yīng)LED芯片電極210處，利用光刻與刻蝕工藝形成與不少于LED芯片電極210個(gè)數(shù)的硅通孔112，硅通孔112貫穿型腔111下方的硅基部分，硅通孔112的一側(cè)開設(shè)盲孔113，其深度以能容納ESD保護(hù)芯片300為準(zhǔn)。
[0029]如圖13和圖3所示，在硅通孔112和盲孔113內(nèi)壁以及硅基圓片103的背面設(shè)置絕緣層I 610’，在硅通孔112內(nèi)對(duì)應(yīng)LED芯片電極210處去掉LED芯片電極210處的部分絕緣層I 610’和部分貼片膠151’形成貼片膠開口 152，再依次利用濺射、光刻、電鍍方法形成再布線方式的薄銅材質(zhì)的不連續(xù)的金屬層I 711、712、713，使每一硅通孔112和盲孔113均有獨(dú)立的金屬層I 711、712、713，金屬層I 711、712、713彼此之間存在間隙，同時(shí)在金屬層I 711、712、713的一側(cè)形成連接盲孔113處金屬層I 713與其中一硅通孔112處金屬層I 711或712的金屬引線900。
[0030]如圖14所示，將ESD保護(hù)芯片300通過(guò)導(dǎo)電膠161貼裝至盲孔113內(nèi)的金屬層I 713上，ESD保護(hù)芯片電極310朝向盲孔113的外側(cè)，并固化導(dǎo)電膠161，再在ESD保護(hù)芯片300外圍涂布絕緣層II 620，并在ESD保護(hù)芯片電極310處開設(shè)絕緣層II開口 621。
[0031]如圖15所示，在上述金屬層I 711、712、713的表面和在絕緣層II 620的表面以及絕緣層II開口 621內(nèi)依次利用派射、光刻、電鍍方法形成對(duì)應(yīng)每一娃通孔112和盲孔113的獨(dú)立的金屬層II 721、722、723，金屬層II 721、722、723彼此之間存在間隙。
[0032]如圖16所示，在上述金屬層II 721、722、723的表面涂布保護(hù)層800，并開設(shè)分別對(duì)應(yīng)每一硅通孔112和盲孔113的保護(hù)層開口 I 801、保護(hù)層開口 II 802、保護(hù)層開口III803。
[0033]如圖17所示，在硅通孔112對(duì)應(yīng)的保護(hù)層開口 I 801和保護(hù)層開口 II 802內(nèi)，通過(guò)印刷或植焊球的方式，形成焊料合金的金屬層III 731,732,再通過(guò)機(jī)械化學(xué)研磨，使金屬層III 731,732與盲孔113下方的金屬層II 723的表面齊平。
[0034]如圖18所示，切割上述封裝圓片，形成獨(dú)立的ESD保護(hù)的LED封裝結(jié)構(gòu)的封裝體，并進(jìn)行后續(xù)的分選、測(cè)試等工序。
[0035]本發(fā)明的ESD保護(hù)的LED封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法不限于上述實(shí)施例，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本發(fā)明權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種ESD保護(hù)的LED封裝方法，包括如下步驟: 提供硅基圓片(100)，利用光刻與刻蝕的方式，在硅基圓片(100)的上表面形成下凹的能容納LED芯片(200)的型腔(111)； 利用芯片貼裝方式將LED芯片(200)倒裝至型腔(111)內(nèi)； 提供玻璃晶圓(400)，將玻璃晶圓(400)鍵合至硅基圓片的上方； 在硅基圓片的型腔(111)的下方對(duì)應(yīng)LED芯片電極(210)處，利用光刻與刻蝕工藝形成硅通孔(112)，并在硅通孔(112)的一側(cè)開設(shè)能容納ESD保護(hù)芯片(300)的盲孔(113)； 在硅通孔(112)和盲孔(113)的內(nèi)壁以及硅基圓片的背面設(shè)置絕緣層I (610)，在硅通孔(112 )內(nèi)對(duì)應(yīng)LED芯片電極(210 )處開設(shè)貼片膠開口( 152 )，再依次利用濺射、光刻、電鍍方法形成分屬每一娃通孔(112)和盲孔(113)獨(dú)立的金屬層I (711、712、713),金屬層I(711、712、713)彼此之間存在間隙，同時(shí)在金屬層I (711、712、713)的一側(cè)形成連接盲孔(113)處金屬層I (713)與其中一娃通孔(112)處金屬層I (711)或金屬層I (712)的金屬引線(900)； 將ESD保護(hù)芯片(300)通過(guò)導(dǎo)電膠(161)貼裝至盲孔(113)內(nèi)的金屬層I (713)上，ESD保護(hù)芯片電極(310)朝向盲孔(I 13)的外側(cè)，再在ESD保護(hù)芯片(300)外圍涂布絕緣層II (620)，并在ESD保護(hù)芯片電極(310)處開設(shè)絕緣層II開口(621)； 在金屬層I (711、712、713)的表面和在絕緣層II (620)的表面以及絕緣層II開口(621)內(nèi)依次利用派射、光刻、電鍍方法形成對(duì)應(yīng)每一娃通孔(112)和盲孔(113)的獨(dú)立的金屬層II (721、722、72 3)，金屬層II (721、722、723)彼此之間存在間隙； 在金屬層II (721、722、723)的表面涂布保護(hù)層(800)，并開設(shè)分別對(duì)應(yīng)每一硅通孔(112)和盲孔(113)的保護(hù)層開口 ； 在每一硅通孔(112)下方的金屬層11(721、722)的表面，通過(guò)印刷焊料或植焊球的方式形成金屬層111(731、732)； 切割上述封裝圓片，形成獨(dú)立的ESD保護(hù)的LED封裝結(jié)構(gòu)，進(jìn)入后續(xù)工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ESD保護(hù)的LED封裝方法，其特征在于:在利用芯片貼裝方式將LED芯片(200)倒裝至型腔(111)內(nèi)之前還包括步驟: 通過(guò)濺射或電子束蒸鍍的方式結(jié)合光刻掩模技術(shù)、濕法刻蝕方式，在型腔(111)的內(nèi)壁和外沿形成反光層(120)，并形成貫穿反光層(120)能容納LED芯片電極(210)的反光層開口圖形(121)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ESD保護(hù)的LED封裝方法，其特征在于:所述LED芯片(200)通過(guò)貼片膠(151)與型腔(111)的底部連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ESD保護(hù)的LED封裝方法，其特征在于: 在提供玻璃晶圓(400)之后包括步驟: 在玻璃晶圓(400)的面向型腔(111)的表面通過(guò)噴涂或印刷的方式形成熒光粉層(510)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ESD保護(hù)的LED封裝方法，其特征在于:在玻璃晶圓(400)鍵合至硅基圓片的型腔(111)上方之前還包括步驟: 在設(shè)置有LED芯片(200)的型腔(111)內(nèi)填充填充劑(131)，并固化。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ESD保護(hù)的LED封裝方法，其特征在于:在型腔(111)的下方開設(shè)硅通孔(112 )和盲孔(113 )之前還包括步驟: 將鍵合完的硅基圓片的背面的硅基部分減薄至設(shè)定的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ESD保護(hù)的LED封裝方法，其特征在于:通過(guò)印刷焊料或植焊球的方式形成金屬層III(731,732)之后還包括步驟: 通過(guò)機(jī)械化學(xué)研磨，使金屬層111(731、732)與盲孔(113)下方的金屬層11 (723)的表面齊平。
8.—種如權(quán)利要求7所述的ESD保護(hù)的LED封裝方法形成的ESD保護(hù)的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括硅基本體(110)和帶有LED芯片電極(210)的LED芯片(200)，所述硅基本體(110)的一面設(shè)有型腔(111)、另一面設(shè)有若干個(gè)硅通孔(112)和盲孔(113)，所述硅通孔(112 )位于型腔(111)的下方、盲孔(113 )位于硅通孔(112 )的一側(cè)，所述LED芯片(200 )設(shè)置于型腔(111)內(nèi)、其LED芯片電極(210)朝向型腔(111)的內(nèi)側(cè)，所述型腔(111)的內(nèi)壁設(shè)置反光層(120)，所述型腔(111)上方設(shè)置玻璃層(410)，所述玻璃層(410)的面向型腔(111)的表面設(shè)置熒光粉層(510)，所述玻璃層(410 )通過(guò)粘合劑(141)與型腔(111)固連，所述型腔(111)內(nèi)設(shè)置填充劑(131)， 所述硅通孔(112) 和盲孔(113)的內(nèi)壁均設(shè)置絕緣層I (610)，所述絕緣層I (610)向外延展至硅通孔(112 )和/或盲孔(113 )所在的硅基本體(110 )的表面，在各個(gè)孔內(nèi)的所述絕緣層I (610)上分別設(shè)置獨(dú)立的多層金屬層，所述多層金屬層包括金屬層I (711、712、713)、金屬層II (721、722、723)和/或金屬層111(731、732)，所述LED芯片(200)通過(guò)所述LED芯片電極(210)與硅通孔(112)內(nèi)填充的所述多層金屬層實(shí)現(xiàn)電氣連通； 還包括帶有ESD保護(hù)芯片電極(310)的ESD保護(hù)芯片(300)，所述ESD保護(hù)芯片(300)設(shè)置于盲孔(113)內(nèi)的所述多層金屬層之間，并實(shí)現(xiàn)電氣連通，所述多層金屬層之間設(shè)置絕緣層II (620 )，所述ESD保護(hù)芯片(300 )通過(guò)金屬引線(900 )與所述LED芯片(200 )實(shí)現(xiàn)串聯(lián)或并聯(lián)，所述金屬引線(900)設(shè)置于所述多層金屬層的一側(cè)； 在所述多層金屬層的外圍和在所述多層金屬層的彼此之間的間隙內(nèi)設(shè)置保護(hù)層(800)，并開設(shè)保護(hù)層開口，所述保護(hù)層開口露出部分所述多層金屬層的最外層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的ESD保護(hù)的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:在所述LED芯片(200)與金屬層I (711、712)之間設(shè)置貼片膠(151)，并于硅通孔(112)的頂部處開設(shè)貼片膠開口(152)，所述金屬層I (711、712)設(shè)置于硅通孔(112)內(nèi)的所述絕緣層I (610)上，在硅通孔(112)的頂部，所述金屬層I (711、712)通過(guò)貼片膠開口(152)分別與LED芯片電極(210)連接，所述金屬層I (711、712)的表面設(shè)置金屬層II (721、722)，在所述金屬層II(721,722)的表面設(shè)置金屬層111(731、732)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的ESD保護(hù)的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬層I(713)設(shè)置于盲孔(113)內(nèi)的所述絕緣層I (610)上，所述ESD保護(hù)芯片(300)通過(guò)導(dǎo)電膠(161)固定于盲孔(113)內(nèi)的金屬層I (713)上，所述ESD保護(hù)芯片電極(310)朝向盲孔(113)的外側(cè)，并在其上設(shè)置所述金屬層II (723)，所述金屬層I (713)與金屬層II (723)之間設(shè)置絕緣層II (620)。
【文檔編號(hào)】H01L33/62GK103618041SQ201310669399
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】張黎, 賴志明, 陳棟, 陳錦輝 申請(qǐng)人:江陰長(zhǎng)電先進(jìn)封裝有限公司