一种ESD保护的LED封装结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种ESD保护的LED封装结构，属于半导体封装技术领域。其包括嵌入硅基本体（110）的型腔（111）内的LED芯片（200）和嵌入硅基本体（110）另一面的盲孔（113）内的ESD保护芯片（300），通过型腔（111）下方的硅通孔（112）内和盲孔（113）的内多层金属层以及连接多层金属层的金属引线（900），实现了LED芯片（200）、ESD保护芯片（300）之间电气连通和LED芯片（200）、ESD保护芯片（300）与外界基板的电气连通。本实用新型专利技术封装结构将LED芯片与ESD静电保护芯片集成整合到同一封装体中，增强LED封装结构的ESD防静电能力；散热通路的增加，大大降低了封装热阻，提升了LED芯片的使用性能与寿命。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种ESD保护的LED封装结构，属于半导体封装
。其包括嵌入硅基本体（110）的型腔（111）内的LED芯片（200）和嵌入硅基本体（110）另一面的盲孔（113）内的ESD保护芯片（300），通过型腔（111）下方的硅通孔（112）内和盲孔（113）的内多层金属层以及连接多层金属层的金属引线（900），实现了LED芯片（200）、ESD保护芯片（300）之间电气连通和LED芯片（200）、ESD保护芯片（300）与外界基板的电气连通。本技术封装结构将LED芯片与ESD静电保护芯片集成整合到同一封装体中，增强LED封装结构的ESD防静电能力；散热通路的增加，大大降低了封装热阻，提升了LED芯片的使用性能与寿命。【专利说明】一种ESD保护的LED封装结构
本技术涉及一种ESD保护的LED封装结构，属于半导体封装
。
技术介绍
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封装还存在如下缺陷:①热阻高。由于LED芯片发光是通过电子复合过程激发，因而在产生光的同时产生大量的热。众所周知，产生的热反过来影响着电转化为光的效率，从而降低LED本身的发光性能。②LED芯片在贴片工艺中，极易产生静电击穿，而传统的在基板上添置ESD静电保护器件的方式只能帮助LED灯珠在贴装后减少静电击穿的风险。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述不足，提供一种降低热阻并整合ESD静电保护芯片的ESD保护的LED封装结构。本技术的目的是这样实现的:本技术一种ESD保护的LED封装结构，包括硅基本体和带有LED芯片电极的LED芯片，所述硅基本体的一面设有型腔、另一面设有若干个孔，所述LED芯片设置于型腔内、其LED芯片电极朝向型腔的内侧，所述型腔上方设置透光层，所述透光层通过粘合剂与型腔固连。本技术所述孔包括硅通孔和盲孔，所述硅通孔位于型腔的下方、盲孔位于硅通孔的一侧，所述硅通孔和盲孔的内壁均设置绝缘层I，在各个孔内的所述绝缘层I上分别设置独立的多层金属层，所述LED芯片通过所述LED芯片电极与硅通孔内填充的所述多层金属层实现电气连通；还包括带有ESD保护芯片电极的ESD保护芯片，所述ESD保护芯片设置于盲孔内的所述多层金属层之间，并实现电气连通，所述多层金属层之间设置绝缘层II，所述ESD保护芯片通过金属引线与所述LED芯片实现串联或并联，所述金属引线设置于所述多层金属层的一侧；在所述多层金属层的外围和在所述多层金属层的彼此之间的间隙内设置保护层，并开设保护层开口，所述保护层开口露出部分所述多层金属层的最外层。可选地，所述绝缘层I向外延展至硅通孔和/或盲孔所在的硅基本体的表面。可选地，所述多层金属层包括金属层1、金属层II和/或金属层III。可选地，所述金属层I设置于硅通孔内的所述绝缘层I上，在硅通孔的顶部，所述金属层I分别与LED芯片电极连接，所述金属层I的表面设置金属层II，在所述金属层II的表面设置金属层III。可选地，在所述LED芯片与金属层I之间设置贴片胶，并于硅通孔的顶部处开设贴片胶开口，所述金属层I与LED芯片通过贴片胶开口连接。可选地，所述金属层I设置于盲孔内的所述绝缘层I上，所述ESD保护芯片通过导电胶固定于盲孔内，所述ESD保护芯片电极朝向盲孔的外侧，并在其上设置所述金属层II，所述金属层I与金属层II之间设置绝缘层II。可选地，所述盲孔的横截面形状为圆形、矩形或多边形。可选地，所述透光层的面向型腔的表面设置荧光粉层。可选地，所述型腔内设置填充剂。可选地，所述型腔的内壁设置反光层。本技术结构利用半导体的圆片级封装技术在封装中将传统的LED芯片与ESD静电保护芯片进行嵌入整合，提升了 LED芯片在贴片过程中及在后续使用中的抗静电击穿能力，而大面积比例使用的多层金属层，增加了散热通路，有助于降低封装结构的热阻。本技术有益效果是:1、利用圆片级封装技术，将LED芯片与ESD静电保护芯片集成整合到同一封装结构中，降低了 LED芯片在封装过程中的静电击穿风险，保证了 LED灯珠在贴装工艺等使用中的抗静电冲击能力，同时，减小了占用基板的空间，可以大幅度扩大其应用领域；2、散热通路由大面积比例使用的铜布线金属层为主，将芯片电极与铜布线金属层直接键合，无外加热阻，大大降低了封装热阻，远低于传统LED灯珠封装热阻，有助于提升LED芯片的使用性能与寿命。【专利附图】【附图说明】图1为本技术一种ESD保护的LED封装结构的示意图；图2为图1的LED芯片与ESD保护芯片相对位置关系以及与各金属层之间的相对位置关系的示意图；图3为图1中局部I的放大的示意图；图4为图1中局部II的放大的示意图；图中:硅基本体110型腔111硅通孔112盲孔113反光层120反光层开口图形121填充剂131粘合剂141贴片胶151贴片胶开口 152导电胶161LED 芯片 200LED芯片电极210ESD保护芯片300ESD保护芯片电极310透光层410荧光粉层510绝缘层I 610绝缘层I开口 611绝缘层II 620金属层I 711、712、713金属层II 721、722、723金属层III731、732保护层800保护层开口 I 801保护层开口 II 802保护层开口III 803金属引线900。【具体实施方式】参见图1，本技术一种ESD保护的LED封装结构，其将LED芯片200和ESD保护芯片300以嵌入的方式整合封装于硅基本体110内，并实现彼此之间以及与外界基板的电气连接。其中，LED芯片200和ESD保护芯片300均可以一个或一个以上，以实现多功能的集成。本技术一种ESD保护的LED封装结构，如图1至4所示，具体地，硅基本体110的一面设有下凹的能容纳LED芯片200的型腔111、另一面设有若干个硅通孔112和盲孔113,娃通孔112位于型腔111的下方、盲孔113位于娃通孔112的一侧。一般地,娃通孔112的个数不少于LED芯片电极210的个数，盲孔113可以一个或一个以上。硅通孔112的横截面形状为圆形、矩形或多边形，根据实际需要采用合适的形状。盲孔113的横截面形状也可为圆形、矩形或多边形，其深度以能容纳ESD保护芯片电极310为准。LED芯片200设置于型腔111内，其LED芯片电极210朝向型腔111的内侧，其通过半导体工艺的倒装工艺倒置在型腔111的底部，并用贴片胶151将其固定，并在硅通孔112内对应LED芯片电极210处开设贴片胶开口 152。硅基本体110的型腔111内壁光滑，具有一定的反射和折射光线的作用，为了提升其对光的作用，一般在型腔111内壁设置银、铝等材质的反光层120。反光层120于型腔111的底部留有反光层开口图形121，以容纳LED芯片电极210，并使LED芯片电极210本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ESD保护的LED封装结构，包括硅基本体（110）和带有LED芯片电极（210）的LED芯片（200），所述硅基本体（110）的一面设有型腔（111），所述LED芯片（200）设置于型腔（111）内、其LED芯片电极（210）朝向型腔（111）的内侧，所述型腔（111）上方设置透光层（410），所述透光层（410）通过粘合剂（141）与型腔（111）固连，其特征在于：所述硅基本体（110）的另一面设有若干个孔，所述孔包括硅通孔（112）和盲孔（113），所述硅通孔（112）位于型腔（111）的下方、盲孔（113）位于硅通孔（112）的一侧，所述硅通孔（112）和盲孔（113）的内壁均设置绝缘层Ⅰ（610），在各个孔内的所述绝缘层Ⅰ（610）上分别设置独立的多层金属层，所述LED芯片（200）通过所述LED芯片电极（210）与硅通孔（112）内填充的所述多层金属层实现电气连通；还包括带有ESD保护芯片电极（310）的ESD保护芯片（300），所述ESD保护芯片（300）设置于盲孔（113）内的所述多层金属层之间，并实现电气连通，所述多层金属层之间设置绝缘层Ⅱ（620），所述ESD保护芯片（300）通过金属引线（900）与所述LED芯片（200）实现串联或并联，所述金属引线（900）设置于所述多层金属层的一侧；在所述多层金属层的外围和在所述多层金属层的彼此之间的间隙内设置保护层（800），并开设保护层开口，所述保护层开口露出部分所述多层金属层的最外层。...

【技术特征摘要】

【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