一种半导体二极管芯片封装结构制造技术

本发明专利技术公开了一种半导体二极管芯片封装结构，包括半导体二极管芯片、封装支架以和反光杯，封装支架表面中间上焊接有金属热沉，半导体二极管芯片安装在金属热沉上，封装支架表面两端设置有金属管脚，金属管脚的另一端延伸入金属热沉中，金属热沉内部设置有电性孔，且半导体二极管芯片通过穿过电性孔的内键合线连接在金属管脚上，半导体二极管芯片表面设置有半球硅胶，半球硅胶和反光杯之间设置有负透镜，位于半球硅胶的顶部的负透镜中设置有半球真空腔，半球真空腔的顶部设置有平面荧光粉层，且平面荧光分层顶部设置有和负透镜一体连接的顶封弧面，提供了新型的半导体二极管芯片封装形式，避免传统封装中的诸多问题同时提高了芯片的出光量。

Semiconductor diode chip packaging structure and manufacturing method thereof

The invention discloses a semiconductor diode chip packaging structure, which comprises a semiconductor diode chip, a packaging bracket and a reflecting cup. A metal heat sink is welded in the middle of the surface of the packaging bracket, a semiconductor diode chip is installed on the metal heat sink, and a metal pin is arranged at both ends of the surface of the packaging bracket and another metal pin. The end extends into the metal heat sink, and there are electrical holes in the metal heat sink, and the semiconductor diode chip is connected to the metal pin through the internal bonding wires through the electrical holes. The surface of the semiconductor diode chip is provided with hemispheric silica gel, and a negative lens is arranged between the hemispheric silica gel and the reflecting cup, which is located at the top of the hemispheric silica gel. The lens is equipped with a hemispherical vacuum chamber, the top of the hemispherical vacuum chamber is equipped with a planar phosphor layer, and the top of the planar fluorescence layer is equipped with a top sealing arc connected with the negative lens. This provides a new type of semiconductor diode chip packaging, avoids many problems in traditional packaging and improves the light output of the chip.

【技术实现步骤摘要】
一种半导体二极管芯片封装结构及其制作方法
本专利技术涉及半导体二极管领域，具体为一种半导体二极管芯片封装结构及其制作方法。
技术介绍
在半导体二极管领域，LED作为重要的光电子二极管，LED技术正逐步取代传统照明技术和荧光技术进入到照明领域，同时LED芯片也因其同时具备电子器件的特性，除了照明应用，更开辟了许多全新的应用领域，在对流明值得更高追求和对产业制造成本的不断压缩的过程中，发光二极管的倒装应用，已被普遍认为是行业趋势，倒装发光二极管芯片是利于大电流来获取更高的流明值，并用热沉更接近半导体有源区的焊接方式来改善芯片的热传导，传统的正装结构LED技术被慢慢淘汰，取而代之的是可靠性更好，流明密度更大的倒装结构的LED技术，在倒装二极管芯片焊接过程中因为电极面朝下，芯片与焊接点的对准是需要更精准的封装设备投入，而且同平面、小间隔的正负电极排布，在焊接中也容易出现焊料互溢导致的芯片短路。同时现有的半导体二极管芯片的封装过程中大多采用环氧树脂的封装方式，半导体二极管芯片内通过硅胶滴胶的方式进行固晶，而在硅胶的滴胶过程中产生的荧光粉的沉降使得封装效果参差不齐，LED的出光效果难以得到很好的控制，倒装结构的LED灯在进行芯片正负极连接时，连接线路过长，容易影响封装的准确性。
技术实现思路
为了克服现有技术方案的不足,本专利技术提供一种半导体二极管芯片封装结构及其制作方法，能有效的解决
技术介绍
提出的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种半导体二极管芯片封装结构及其制作方法，包括半导体二极管芯片、封装支架以及安装在封装支架上的反光杯，反光杯的内底部的封装支架表面中间上焊接有金属热沉，所述半导体二极管芯片安装在金属热沉上，所述封装支架表面两端设置有金属管脚，且所述金属管脚的一端通过点焊层连接在封装支架上，所述金属管脚的另一端延伸入金属热沉中，所述金属热沉内部设置有电性孔，且所述半导体二极管芯片通过穿过电性孔的内键合线连接在金属管脚上，所述半导体二极管芯片表面设置有半球硅胶，所述半球硅胶和反光杯之间设置有负透镜，位于半球硅胶的顶部的负透镜中设置有半球真空腔，所述半球真空腔的顶部设置有平面荧光粉层，且所述平面荧光分层顶部设置有和负透镜一体连接的顶封弧面。进一步地，所述负透镜和反光杯的接触面上设置有银反射层。进一步地，所述金属热沉上表面设置有环形凹槽，所述反光杯底部通过透明封胶层和封装支架的上表面连接固定。进一步地，所述半导体二极管芯片包括蓝宝石衬底，所述蓝宝石衬底上设置有方形的封装绝缘层，所述封装绝缘层内部的蓝宝石衬底上填充有若干个主芯片单元，且相邻的所述主芯片单元之间设置有细缝槽，所述主芯片单元包括第一金属盘，所述第一金属盘一侧设置有第二金属盘，所述第二金属盘和第一金属盘之间设置有环形绝缘层，相邻的两个主芯片单元上的第二金属盘安装位置相反，所述环形绝缘层的两端连接在封装绝缘层上，所述细缝槽中设置有连接桥，所述连接桥上设置有微芯片。进一步地，所述主芯片单元还包括和蓝宝石衬底的表面接触的导电薄膜层，所述导电薄膜层上设置有第一电致层，所述第一电致层上设置有半导体层，所述半导体层上设置有第二电致层，所述第二电致层和第一金属盘之间设置有缓冲层，所述封装绝缘层向内平铺在第一电致层和第一金属盘之间，且所述导电薄膜层和第二电致层之间通过导电微片欧姆连接，且所述导电微片连接在第二金属盘上，所述环形绝缘层内向平铺在导电微片和半导体层的接触面。本专利技术还提供了一种半导体二极管芯片封装结构的制作方法，包括如下步骤：S100、将金属热沉焊接在封装支架，并固定芯片点位。S200、安装芯片的封装支架送入回流炉进行回流焊接。S300、用进行芯片正负极和封装支架上金属管脚连接，将金属管脚焊接在封装支架上。S400、进行芯片表面的半球硅胶的点胶，并安装反光杯和负透镜的整体连接结构。进一步地，在步骤S100中包括如下步骤：S101.在焊接金属热沉之前，将芯片在金属热沉上的位置进行预安装，后在芯片的正负极键合点位置进行点位，且所述点位位置位于金属热沉环形凹槽的外圈表面；S102.并在金属热沉顶部表面的点位上进行电性孔的冲孔，同时进行金属热沉的侧面的冲孔，使得电性孔连通；S103.将金属管脚的一端安装在金属热沉的侧面冲孔中，将内键合线分别焊接在芯片的正负极上。S104.将芯片固定在弧形凹槽的内圈中间，进行芯片和金属热沉之间的点焊固定。。进一步地，在步骤S200步骤中，对金属热沉和封装支架的点焊中，点涂的焊料面积在金属热沉被压片后约占芯片面积的7/10。进一步地，在步骤S400中，存在以下步骤：S401、将反光杯底部套装在金属热沉上，且使得金属热沉在反光杯底部中心位置；S402、用点胶机在芯片表面进行半球硅胶的点胶；S403、待半球硅胶冷却定性后，进行负透镜和反光杯塑型，同时在负透镜和反光杯之间接触面填充银反射面，并使得负透镜和反光杯顶部保持水平；S403、在负透镜顶部设置有金属半球体，待热融状的负透镜冷却成形后，取出金属半球体；S404、进行荧光粉层的制备，被将荧光粉层嵌入负透镜的顶部，再进行荧光粉层顶部的顶封弧面和负透镜顶部的融合，在融合的同时抽空金属半球体形成的空腔内部的空气。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术中在进行半导体二极管芯片的封装过程中，将芯片的正负极和内键合线的连接设置在金属热沉上的电性孔中，并通过导热胶电性孔中的密封，从而固定内键合线和金属管脚的连接结构，在进行高效的电子传输的过程中，产生的热量也能够被快速的进行传导，通过反光杯、负透镜、平面荧光粉层和顶封弧面替代一般的环氧树脂的封装形式，提高正向出光量的同时，使得出光更加柔和，使得平面荧光粉层替代硅胶和荧光粉混合滴胶固封半导体二极管芯片的形式，在灯光投射效果的控制上更加简单，同时可避免荧光粉和硅胶混合滴胶时产生的荧光粉沉降问题。附图说明图1为本专利技术的半导体二极管芯片结构示意图；图2为本专利技术的半导体二极管芯片剖面结构示意图；图3为本专利技术的半导体二极管芯片半导体层剖面结构示意图；图4为本专利技术的半导体二极管芯片连接桥连接结构示意图；图5为本专利技术的半导体二极管芯片和封装支架连接结构示意图；图6为本专利技术的等具组件立体结构示意图；图7为本专利技术的半导体二极管芯片封装结构示意图；图8为本专利技术的半导体二极管芯片安装基板结构示意图；图9为本专利技术的半导体二极管安装基板中的铝基板立体；图10为本专利技术的封装结构工艺流程框图；图11为本专利技术的封装结构点胶工艺流程框图；图12为本专利技术的铝基板制作流程框图。图中标号：1-蓝宝石衬底；2-封装绝缘层；3-主芯片单元；4-细缝槽；5-连接桥；6-微芯片；7-条形阵列；8-基板；9-安装座；10-封装结构；12-半导体二极管芯片；301-第一金属盘；302-第二金属盘；303-环形绝缘层；304-导电薄膜层；305-第一电致层；306-半导体层；307-缓冲层；308-导电微片；309-抛线微棱境；310-第二电致层；311-微孔；3061-电子提取层；3062-PN节层；3063-空穴传输层；30621-P型接触层；30622-N型接触层；801-铝基层；802-沟槽；803-导热层；804-陶瓷膜层；805-介电质层；806-铜箔层；807-PI膜层；8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体二极管芯片封装结构，其特征在于：包括半导体二极管芯片(12)、封装支架(1002)以及安装在封装支架(1002)上的反光杯(1003)，反光杯(1003)的内底部的封装支架表面中间上焊接有金属热沉(1004)，所述半导体二极管芯片(12)安装在金属热沉(1004)上，所述封装支架(1002)表面两端设置有金属管脚(1005)，且所述金属管脚(1005)的一端通过点焊层连接在封装支架(1002)上，所述金属管脚(1005)的另一端延伸入金属热沉(1004)中，所述金属热沉(1004)内部设置有电性孔(1006)，且所述半导体二极管芯片(12)通过穿过电性孔(1006)的内键合线(1007)连接在金属管脚(1005)上，所述半导体二极管芯片(12)表面设置有半球硅胶(1008)，所述半球硅胶(1008)和反光杯(1003)之间设置有负透镜(1009)，位于半球硅胶(1008)的顶部的负透镜(1009)中设置有半球真空腔(1010)，所述半球真空腔(1010)的顶部设置有平面荧光粉层(1011)，且所述平面荧光分层(1011)顶部设置有和负透镜(1009)一体连接的顶封弧面(1012)。...

【技术特征摘要】
1.一种半导体二极管芯片封装结构，其特征在于：包括半导体二极管芯片(12)、封装支架(1002)以及安装在封装支架(1002)上的反光杯(1003)，反光杯(1003)的内底部的封装支架表面中间上焊接有金属热沉(1004)，所述半导体二极管芯片(12)安装在金属热沉(1004)上，所述封装支架(1002)表面两端设置有金属管脚(1005)，且所述金属管脚(1005)的一端通过点焊层连接在封装支架(1002)上，所述金属管脚(1005)的另一端延伸入金属热沉(1004)中，所述金属热沉(1004)内部设置有电性孔(1006)，且所述半导体二极管芯片(12)通过穿过电性孔(1006)的内键合线(1007)连接在金属管脚(1005)上，所述半导体二极管芯片(12)表面设置有半球硅胶(1008)，所述半球硅胶(1008)和反光杯(1003)之间设置有负透镜(1009)，位于半球硅胶(1008)的顶部的负透镜(1009)中设置有半球真空腔(1010)，所述半球真空腔(1010)的顶部设置有平面荧光粉层(1011)，且所述平面荧光分层(1011)顶部设置有和负透镜(1009)一体连接的顶封弧面(1012)。2.根据权利要求1所述的一种半导体二极管芯片封装结构及其制作方法，其特征在于：所述负透镜(1009)和反光杯(1003)的接触面上设置有银反射层(1013)。3.根据权利要求1所述的一种半导体二极管芯片封装结构，其特征在于：所述金属热沉(1004)上表面设置有环形凹槽(1014),所述反光杯(1003)底部通过透明封胶层(1015)和封装支架(1002)的上表面连接固定。4.根据权利要求1所述的一种半导体二极管芯片封装结构，其特征在于：所述半导体二极管芯片(12)包括蓝宝石衬底(1)，所述蓝宝石衬底(1)上设置有方形的封装绝缘层(2)，所述封装绝缘层(2)内部的蓝宝石衬底(2)上填充有若干个主芯片单元(3)，且相邻的所述主芯片单元(3)之间设置有细缝槽(4)，所述主芯片单元(3)包括第一金属盘(301)，所述第一金属盘(301)一侧设置有第二金属盘(302)，所述第二金属盘(302)和第一金属盘(301)之间设置有环形绝缘层(303)，相邻的两个主芯片单元(3)上的第二金属盘(302)安装位置相反，所述环形绝缘层(303)的两端连接在封装绝缘层(2)上，所述细缝槽(4)中设置有连接桥(5)，所述连接桥(5)上设置有微芯片(6)。5.根据权利要求4所述的一种半导体二极管芯片封装结构，其特征在于：所述主芯片单元(3)还包括和蓝宝石衬底(1)的表面接触的导电薄膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：张娟，
申请(专利权)人：北京敬一科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11