[发明专利]一种LED封装结构及其圆片级封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED封装结构及其圆片级封装方法，属于半导体封装技术领域。

背景技术

一般的，发光二极管（Light-Emitting Diode，简称LED，下同）的封装有多种封装形式。早期的，采用引线框为基板进行封装，将LED芯片通过导热膏（或导电胶）贴装至引线框上，通过引线键合的方式实现电流加载从而使其发光；随着技术进步，一些新的、高性能的基板材料出现，在大功率LED的应用中起到了引领作用，如陶瓷基板、AlN基板等。但作为商用化的产品而言，现有的LED封装技术还存在如下问题：①热阻高。由于LED芯片发光是通过电子复合过程所激发，因而在产生光的同时产生大量的热。众所周知，热的产生反过来影响着电转化为光的效率，降低了LED本身的发光性能。②LED芯片通过贴装工艺与金属层连接，由于LED芯片的自身重量越来越轻，其电极与焊锡的润湿力常存在不平衡，在回流时就可能发生的漂移、立碑或旋转等不良连接方式，影响LED封装的可靠性；                                                出光角度受限。现有的LED灯珠，其LED芯片坐落于下凹的反光杯罩内, 出光角度最大不超过150度，受限的出光角度导致LED灯珠使用范围受限，在某些需要超大角度甚至全角度的场合，必须辅以二次光学设计结构；由于出光角度大小不一致，二次光学设计结构需要考虑具体的出光角度有针对性地进行设计，不仅增加了二次光学设计难度，而且增加了LED结构的复杂性，同时，设计和制造成本也相应增加。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种能够降低热阻、提高可靠性、使出光角度不受限、并且能降低设计和制造成本的LED封装结构及其圆片级封装方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种圆片级LED封装方法，包括如下工艺步骤：

提供一带有绝缘层Ⅰ的硅圆片，在绝缘层Ⅰ的表面形成金属反光层；

在金属反光层的表面形成金属栅，再在金属栅的表面电镀金属连接层；

将带有电极的LED芯片倒装固定至金属连接层上； 

将透光层键合至LED芯片的上方；

依次利用光刻、刻蚀工艺，在硅圆片的背面形成硅通孔；

在硅圆片的背面沉积绝缘层Ⅱ，再在硅通孔内，依次通过光刻、刻蚀的方式形成贯穿绝缘层Ⅰ和绝缘层Ⅱ的绝缘层开口；

依次通过溅射、光刻、电镀的方式，在绝缘层Ⅱ的表面形成金属层Ⅰ、金属层Ⅱ和金属层Ⅲ，其中金属层Ⅰ与金属层Ⅱ分别通过绝缘层开口与金属反光层连接，金属层Ⅲ设置于金属层Ⅰ、金属层Ⅱ之间；

将完成封装的硅圆片切割成单颗独立的封装体。

进一步地，通过如下步骤在绝缘层Ⅰ的表面形成金属反光层： 

在绝缘层Ⅰ的表面通过溅射形成金属反光层；

在金属反光层的表面通过光刻工艺形成光刻胶图形；

以光刻胶图形为掩膜，刻蚀金属反光层，形成金属反光层。

进一步地，在金属反光层的表面形成金属栅，包括步骤：

在金属反光层的表面对应倒装LED芯片处溅射金属种子层；

在金属种子层的表面通过光刻工艺形成光刻胶图形；

以光刻胶图形为掩膜，电镀若干个条状金属柱/块；

用去胶工艺去除光刻胶图形和无效区域的金属种子层。

进一步地，将带有电极的LED芯片倒装固定至金属连接层上之后还包括步骤：

在LED芯片与金属反光层的间隙填充填充剂。

进一步地，将透光层键合至LED芯片上方之前包括步骤：

在LED芯片表面喷涂荧光粉胶层；

 在完成荧光粉胶层的封装结构上印刷粘合剂Ⅰ，并固化和整平粘合剂Ⅰ；

再利用旋转涂胶的方式涂上粘合剂Ⅱ，与透光层键合，然后固化粘合剂Ⅱ。

进一步地，利用光刻、刻蚀工艺形成硅通孔之前包括步骤：

硅圆片的背面进行减薄处理，至硅圆片的厚度不超过200um。

本发明一种圆片级LED封装方法形成的LED封装结构，包括背面开设若干个硅通孔的硅基本体和带有电极的LED芯片，所述硅基本体的正面设置绝缘层Ⅰ，所述硅通孔的内壁设置绝缘层Ⅱ，