一种带有热电分离结构的圆片级LED的封装结构制造技术

技术编号:10840831 阅读:81 留言:0更新日期:2014-12-31 12:08
本实用新型专利技术公开了一种带有热电分离结构的圆片级LED的封装结构,属于半导体封装技术领域。其在硅基本体(1)的正面设置下凹的型腔(12),LED芯片(2)通过金属柱(22)倒装于型腔(12)的底部,硅基本体(1)的背面设置起导电作用的下层再布线金属层Ⅰ(321)和下层再布线金属层Ⅱ(322)、起散热作用的下层再布线金属层Ⅲ(323),芯片电极(21)经硅通孔(11)与下层再布线金属层Ⅰ(321)和下层再布线金属层Ⅱ(322)实现电气连通,下层再布线金属层Ⅲ(323)设置于LED芯片(2)的正下方。本实用新型专利技术通过设计有利于LED芯片散热的倒装封装基板和热电分离结构,提升了LED芯片到封装体外引脚的散热性能,显著降低了封装结构的热阻。

【技术实现步骤摘要】
—种带有热电分离结构的圆片级LED的封装结构
本技术涉及一种带有热电分离结构的圆片级LED的封装结构,属于半导体封装

技术介绍
大功率LED在照明、汽车电子、显示等领域有诸多应用,但大功率LED产品在实际应用中最为关注的是产品寿命与发光效率,即单位功率的流明数。影响LED产品寿命与发光效率的主要因素除芯片本身外,主要在于封装结构的设计,尤其是LED芯片发光面产生的热(约占输入功率的25%)如何通过封装结构传出封装体外,成为大功率LED封装性能表现优劣的关键。如图1所示,传统的大功率LED芯片采用正装结构,LED芯片4置于光学透镜I内,封装是通过引线键合的方式(电极引线2)将外加电流(或电压)加载给LEDLED芯片2,这种封装结构的不足在于LEDLED芯片2发光面在蓝宝石基体上,如图2所示,其散热通道中蓝宝石、蓝宝石与陶瓷基板(或预包封引线框架基板)(基板3)之间的界面材料均会成为其散热通路的主要障碍,其热阻值偏高,在8-15°C /ff (差异源于基板导热系数的不同)。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述LED芯片的封装结构的不足,提供一种提升LED芯片到封装体外的散热性能的带有热电分离结构的圆片级LED的封装结构。 本技术的目的是这样实现的: 本技术一种带有热电分离结构的圆片级LED的封装结构,其包括硅基本体、带有若干个芯片电极的LED芯片和填充物II,所述硅基本体的上表面设有下凹的型腔,所述型腔的底部表面设有绝缘层I,所述LED芯片倒装于型腔的底部,所述填充物II填充型腔, 所述绝缘层I的表面设有选择性不连续排布的上层再布线金属层I和上层再布线金属层II,所述上层再布线金属层I和上层再布线金属层II的表面设置金属柱,所述LED芯片的芯片电极通过金属柱分别与上层再布线金属层I和上层再布线金属层II连接,所述上层再布线金属层I与上层再布线金属层II于相邻的所述芯片电极之间断开, 所述型腔的下方设置有若干个硅通孔,所述硅通孔设置于LED芯片的垂直区域之夕卜,且其上端口不大于其下端口, 所述硅通孔的内壁和硅基本体I的下表面设置绝缘层II,所述绝缘层II于硅通孔的顶部形成开口,所述开口向上贯穿绝缘层I,且露出上层再布线金属层I和上层再布线金属层II的下表面,所述绝缘层II的表面设置不连续排布的下层再布线金属层1、下层再布线金属层I1、下层再布线金属层III,所述下层再布线金属层I下层再布线金属层II 一端覆盖硅通孔,并通过开口分别与上层再布线金属层1、上层再布线金属层II对应连接,其另一端形成输入/输出端, 所述下层再布线金属层III位于LED芯片的正下方,且与下层再布线金属层1、下层再布线金属层II隔离。 本技术所述金属柱的个数不止两个。 toon] 本技术还包括填充物I,所述填充物I填充芯片与上层再布线金属层1、上层再布线金属层II之间的空间。 本技术所述下层再布线金属层1、下层再布线金属层II除输入/输出端外的剩余表面覆盖保护层。 本技术所述填充物II的上表面呈凸面。 本技术所述LED芯片的发光面涂覆荧光物质或于填充物II内混合荧光物质。 本技术在所述填充物II的上表面涂覆荧光物质。 本技术所述荧光物质的表面设置透镜。 本技术所述硅基本体的型腔的上沿整体设有台阶,所述台阶有若干级,所述荧光物质填充台阶所在的水平区域,所述荧光物质的表面设置透镜。 本技术的有益效果是: 本技术通过设计有利于LED芯片散热的倒装封装基板和热电分离结构,提升了 LED芯片到封装体外引脚的散热性能,显著降低了封装结构的热阻。 【附图说明】 图1为传统正装LED芯片的封装结构的剖面示意图; 图2为传统LED芯片结构的剖面示意图; 图3为本技术一种带有热电分离结构的圆片级LED的封装结构的实施例的剖面示意图; 图4为图3的LED芯片与硅通孔位置关系的正面的示意图(图3为图4的A-A剖面示意图); 图5为图3的热电分离电极组件与硅通孔位置关系的背面的示意图; 图6为本技术一种带有热电分离结构的圆片级LED的封装结构的实施例的变形一的剖面不意图; 图7为本技术一种带有热电分离结构的圆片级LED的封装结构的实施例的变形二的剖面示意图; 图8为本技术一种带有热电分离结构的圆片级LED的封装结构的实施例的变形三的剖面示意图; 图9为本技术一种带有热电分离结构的圆片级LED的封装结构的实施例的变形四的剖面示意图; 其中,硅基本体I 硅通孔11 型腔12 台阶121 绝缘层I 13 绝缘层I开口 131 绝缘层II 14 开口15 LED 芯片 2 芯片电极21 金属柱22 上层再布线金属反射层I 311 上层再布线金属反射层II 312 下层再布线金属层I 321 下层再布线金属层II 322 下层再布线金属层III 323 输入/ 输出端 3211、3221 荧光物质4 填充物I 51 填充物II 52 透镜53 保护层6。 【具体实施方式】 现在将在下文中参照附图更加充分地描述本技术,在附图中示出了本技术的示例性实施例,从而本公开将本技术的范围充分地传达给本领域的技术人员。然而,本技术可以以许多不同的形式实现,并且不应被解释为限制于这里阐述的实施例。 实施例,参见图3至图9 本技术一种带有热电分离结构的圆片级LED的封装结构,硅基本体I的上表面设有下凹的型腔12,型腔12的底部表面设有绝缘层I 13,绝缘层I 13的表面设有选择性不连续排布的上层再布线金属反射层I 311和上层再布线金属反射层II 312,上层再布线金属反射层I 311和上层再布线金属反射层II 312为设有再布线层的铝层或银层。上层再布线金属反射层I 311、上层再布线金属反射层II 312的表面设置金属柱22,金属柱22的个数不止两个,通常设置2至9个金属柱22,如图3中所示。金属柱22的上端与芯片电极21之间、金属柱22的下端与上层再布线金属反射层I 311、上层再布线金属反射层II 312之间均有焊锡层或锡银等低熔点锡基合金层,使金属柱22为复合层结构,以利于LED芯片2倒装固定。此两处的焊锡层或锡基合金层未示出。 带有两个芯片电极21的LED芯片2倒装于型腔12的底部,左侧的芯片电极21通过3个金属柱22与同侧的上层再布线金属反射层I 311连接,右侧的芯片电极21通过I个金属柱22与同侧的上层再布线金属反射层II 312连接。上层再布线金属反射层I 311与上层再布线金属反射层II 312于相邻的芯片电极21之间断开,以避免短路。 型腔12的下方设置有4个娃通孔11,如图4中所不,娃通孔11设置于LED芯片2的垂直区域之外。硅通孔11上端口不大于其下端口,其纵切面呈梯形状、直孔状或开口向下的喇叭孔状。 硅通孔11的内壁和硅基本体I的下表面设置绝缘层II 14,绝缘层II 14于硅通孔11的顶部形成向上贯穿绝缘层I 13的开口 15,且开口 15露出上层再布线金属反射层 I311和上层再布线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有热电分离结构的圆片级LED的封装结构,其包括硅基本体(1)、带有若干个芯片电极(21)的LED芯片(2)和填充物Ⅱ(52),所述硅基本体(1)的上表面设有下凹的型腔(12),所述型腔(12)的底部表面设有绝缘层Ⅰ(13),所述LED芯片(2)倒装于型腔(12)的底部,所述填充物Ⅱ(52)填充型腔(12),其特征在于:所述绝缘层Ⅰ(13)的表面设有选择性不连续排布的上层再布线金属反射层Ⅰ(311)和上层再布线金属反射层Ⅱ(312),所述上层再布线金属反射层Ⅰ(311)和上层再布线金属反射层Ⅱ(312)的表面设置金属柱(22),所述LED芯片(2)的芯片电极(21)通过金属柱(22)分别与上层再布线金属反射层Ⅰ(311)和上层再布线金属反射层Ⅱ(312)连接,所述上层再布线金属反射层Ⅰ(311)与上层再布线金属反射层Ⅱ(312)于相邻的所述芯片电极(21)之间断开,所述型腔(12)的下方设置有若干个硅通孔(11),所述硅通孔(11)设置于LED芯片(2)的垂直区域之外,且其上端口不大于其下端口,所述硅通孔(11)的内壁和硅基本体(1)的下表面设置绝缘层Ⅱ(14),所述绝缘层Ⅱ(14)于硅通孔(11)的顶部形成开口(15),所述开口(15)向上贯穿绝缘层Ⅰ(13),且露出上层再布线金属反射层Ⅰ(311)和上层再布线金属反射层Ⅱ(312)的下表面,所述绝缘层Ⅱ(14)的表面设置不连续排布的下层再布线金属层Ⅰ(321)、下层再布线金属层Ⅱ(322)、下层再布线金属层Ⅲ(323),所述下层再布线金属层Ⅰ(321)、下层再布线金属层Ⅱ(322)一端覆盖硅通孔(11),并通过开口(15)分别与上层再布线金属反射层Ⅰ(311)、上层再布线金属反射层Ⅱ(312)对应连接,其另一端形成输入/输出端(3211、3221), 所述下层再布线金属层Ⅲ(323)位于LED芯片(2)的正下方,且与下层再布线金属层Ⅰ(321)、下层再布线金属层Ⅱ(322)隔离。...

【技术特征摘要】
1.一种带有热电分离结构的圆片级LED的封装结构,其包括硅基本体(I)、带有若干个芯片电极(21)的LED芯片(2)和填充物II (52),所述硅基本体(I)的上表面设有下凹的型腔(12),所述型腔(12)的底部表面设有绝缘层I (13),所述LED芯片(2)倒装于型腔(12)的底部,所述填充物II (52)填充型腔(12), 其特征在于:所述绝缘层I (13)的表面设有选择性不连续排布的上层再布线金属反射层I (311)和上层再布线金属反射层II (312),所述上层再布线金属反射层I (311)和上层再布线金属反射层II (312)的表面设置金属柱(22),所述LED芯片(2)的芯片电极(21)通过金属柱(22)分别与上层再布线金属反射层I (311)和上层再布线金属反射层II (312)连接,所述上层再布线金属反射层I (311)与上层再布线金属反射层II (312)于相邻的所述芯片电极(21)之间断开, 所述型腔(12 )的下方设置有若干个硅通孔(11),所述硅通孔(11)设置于LED芯片(2 )的垂直区域之外,且其上端口不大于其下端口, 所述硅通孔(11)的内壁和硅基本体(I)的下表面设置绝缘层II (14),所述绝缘层II(14)于硅通孔(11)的顶部形成开口(15),所述开口(15)向上贯穿绝缘层I (13),且露出上层再布线金属反射层I (311)和上层再布线金属反射层11(312)的下表面,所述绝缘层II(14)的表面设置不连续排布的下层再布线金属层I (321)、下层再布线金属层II (322)、下层再布线金属层111(323),所述下层再布线金属层I (321)、下层再布线金属层II (322) 一端覆盖硅通孔(11),并通过开口(15)分别与上层再布线金属反射层I (311)、上层再布线金属反射层II (312)对应连接,其另一端形成输入/输出端(3211、...

【专利技术属性】
技术研发人员:张黎赖志明陈栋陈锦辉
申请(专利权)人:江阴长电先进封装有限公司
类型:新型
国别省市:江苏;32

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