[发明专利]LED芯片与硅基底的键合方法及封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，具体来说，本发明涉及一种LED芯片与硅基底的键合方法及封装方法。

背景技术

目前的LED芯片封装主要是由基板、LED芯片、固晶胶、荧光粉、封装胶等组成。通常先将LED芯片利用固晶胶黏贴于基板上，接着采用引线将芯片信号引出，然后将荧光粉与封装胶混合，最后将荧光粉与封装胶的混合体灌入基板中，加热烘烤使胶材固化后，即完成最基本的LED芯片封装。

在LED的应用中，有数据表明，当LED芯片的温度每升高20℃，LED效能就要降低5％。可见，为了提升LED的能效，必须要使LED器件在较低的温度下进行工作。

研究表面，LED芯片产生的90％热量都是向下传导，因此封装技术中，基底的散热十分重要，对于降低LED器件的温度至关重要。整体而言，可供选择的高功率LED次安装基底材料有陶瓷(氧化铝、氮化铝)和硅。其中，铝基板有翘曲问题，且以导热系数和热扩散来看，硅是最佳选择。但是如何进行LED芯片和硅基底的安装是一个关键的技术，上述采用特种胶进行粘合是其中之一，但是这些胶往往具有较低的热导性，并且存在很多的空隙，虽然价格便宜，但是散热效果并不足够理想。因此为了进一步降低LED器件工作的温度，需要采用新的封装技术提高散热性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种LED芯片与硅基底的键合方法及封装方法，实现LED芯片与硅基底之间的可靠接触，提升LED芯片的散热能力。

为解决上述技术问题，本发明提供一种LED芯片与硅基底的键合方法，包括步骤：

提供硅基底，在其上形成第一含金属层；

提供具有芯片基底的LED芯片，在所述芯片基底背面形成第二含金属层；

在真空环境中、不高于250度的基底温度下，贴合所述第一含金属层与所述第二含金属层，将所述LED芯片与所述硅基底键合在一起。

可选地，在所述硅基底上形成所述第一含金属层之前还包括步骤：

在所述硅基底上形成第一过渡层。

可选地，在所述芯片基底背面形成所述第二含金属层之前还包括步骤：

在所述芯片基底背面形成第二过渡层。

可选地，所述芯片基底为GaN材料、含Al₂O₃材料或者SiC材料。

可选地，所述第一过渡层、所述第一含金属层、所述第二过渡层或者所述第二含金属层为一层或者多层的结构。

可选地，所述第一含金属层和所述第二含金属层为含Cu材料、纯Cu材料或者含锗材料。

可选地，所述第一含金属层和所述第二含金属层的材料为相同或者不相同。

可选地，在将所述LED芯片与所述硅基底键合之前还包括步骤：

采用等离子体对所述第一含金属层与所述第二含金属层进行活化处理。

可选地，在贴合所述第一含金属层与所述第二含金属层时，需要在垂直于所述LED芯片的方向上施加压力。

可选地，在所述芯片基底背面形成第二过渡层之前还包括步骤：

在所述芯片基底正面形成LED发光层。

为解决上述技术问题，相应地，本发明还提供一种LED芯片与硅基底的封装方法，包括步骤：

提供硅基底，其上方形成有外围电路；

在所述硅基底表面淀积绝缘层并进行平坦化工艺；

在所述绝缘层上淀积第一含金属层；

在所述硅基底上方作图形化至露出所述绝缘层，形成所述外围电路的引线阵列、引线块阵列和键合区；

提供具有芯片基底的LED芯片，在所述芯片基底背面形成第二含金属层；

在真空环境中、不高于250度的基底温度下，在所述键合区贴合所述第一含金属层与所述第二含金属层，将所述LED芯片与所述硅基底键合在一起；

进行后续的其余封装过程，将所述LED芯片与所述外围电路连接，并对所述外围电路进行封装。

可选地，在所述绝缘层上淀积所述第一含金属层之前还包括步骤：

在所述绝缘层上形成第一过渡层。

可选地，在所述芯片基底背面形成所述第二含金属层之前还包括步骤：

在所述芯片基底背面形成第二过渡层。

可选地，所述芯片基底为GaN材料、含Al₂O₃材料或者SiC材料。

可选地，所述第一过渡层、所述第一含金属层、所述第二过渡层或者所述第二含金属层为一层或者多层的结构。