[发明专利]基于硅基散热的LED封装结构及制作方法

权利要求书

1.一种基于硅基散热的LED封装结构，其特征在于：它由带凹槽（1-2）的硅衬底（1）、垂直结构的LED芯片（2）、P电极金属层（3）、焊接金属层（4）、SiO₂绝缘层（5）和N电极（6）组成；

凹槽（1-2）的槽壁（1-2-1）为斜壁；凹槽（1-2）的槽底（1-2-2）尺寸等于或大于垂直结构的LED芯片（2）的横截面面积；

SiO₂绝缘层（5）覆盖于硅衬底（1）上表面，焊接金属层（4）覆盖于硅衬底（1）下表面；

P电极金属层（3）覆盖于SiO₂绝缘层（5）表面且为部分覆盖，P电极金属层（3）所覆盖的区域将凹槽（1-2）所在区域完全覆盖；

N电极（6）设置在未被P电极金属层（3）覆盖的SiO₂绝缘层（5）表面，N电极（6）与P电极金属层（3）不接触；

垂直结构的LED芯片（2）设置在凹槽（1-2）槽底（1-2-2）处的P电极金属层（3）上，垂直结构的LED芯片（2）的上端面与N电极（6）之间通过引线(7)连接。

2.根据权利要求1所述的基于硅基散热的LED封装结构，其特征在于：垂直结构的LED芯片（2）的外表面和凹槽（1-2）位置处未被覆盖的P电极金属层（3）外表面涂覆有荧光粉。

3.一种基于权利要求1所述结构的硅基散热的大功率多芯片LED封装结构，其特征在于：硅衬底（1）上按阵列设置有多个凹槽（1-2），每个凹槽（1-2）位置处形成由硅衬底（1）、垂直结构的LED芯片（2）、P电极金属层（3）、焊接金属层（4）、SiO₂绝缘层（5）和N电极（6）组成的结构单元；同一列上的相邻两个结构单元，其中一个结构单元的N电极（6）与另一个结构单元的P电极金属层（3）串联；不同列之间的任意两个结构单元之间绝缘。

4.一种基于硅基散热的LED封装结构的制作方法，其特征在于：该方法步骤为：1）采用光刻工艺，在硅衬底（1）上表面制作出矩阵形式的多个凹槽（1-2）；

2）在硅衬底（1）上表面沉积SiO₂绝缘层（5）；

3）对SiO₂绝缘层（5）外表面和硅衬底（1）下表面进行金属化处理，在SiO₂绝缘层（5）外表面和硅衬底（1）下表面形成金属层；硅衬底（1）下表面的金属层即为焊接金属层（4）；

4）在SiO₂绝缘层（5）外表面的金属层上设置多条平行的横向通槽和多条平行的垂向通槽，横向通槽和垂向通槽互相垂直，横向通槽和垂向通槽都不与凹槽（1-2）所在区域相交；横向通槽和垂向通槽将金属层分割为多个矩形块，每个凹槽（1-2）对应一个矩形块，凹槽（1-2）所在区域位于矩形块所在区域内；

5）采用LED烧焊工艺，在凹槽（1-2）内设置垂直结构的LED芯片（2），每个凹槽（1-2）处即形成一个独立的结构单元；

6）同一列上顺次相连的三个结构单元A、B、C，A结构单元内的垂直结构的LED芯片（2）与B结构单元内的不在凹槽（1-2）区域内的金属层之间通过引线（7）连接，B结构单元内的垂直结构的LED芯片（2）与C结构单元内的不在凹槽（1-2）区域内的金属层之间通过引线（7）连接；

7）在结构单元表面涂覆荧光粉。

5.根据权利要求4所述的基于硅基散热的LED封装结构的制作方法，其特征在于：步骤2）中，SiO₂绝缘层（5）的形成，是由硅衬底（1）上表面经等离子体增强化学气相淀积处理而得。