本发明专利技术公开一种发光二极管（ＬＥＤ）无打线的封装结构。准备一片硅辅助框架，此辅助框架的背面以整体微机电技术形成一穿透的Ｕ型腔室（Ｃａｖｉｔｙ），然后以选择性电镀技术在腔室的侧壁形成反射膜，以容纳一片倒置芯片的ＬＥＤ。然后将此ＬＥＤ以倒置芯片方式焊接（ｄｉｅ－ｂｏｎｄｉｎｇ）在此Ｕ型腔室内，形成叠置（ｃａｓｃａｄｅ）封装模块，此叠置封装模块表面上可以具有一层或二层的金属焊接凸块（ｓｏｌｄｅｒ ｂｕｍｐｓ），使倒置芯片表面焊接更容易，热传导更快，且增加绝缘膜的强度。再以倒置芯片表面封装（或凸块封装技术）方式焊接于ＰＣ板上。因此获得到达ＰＣ板的散热器（ｈｅａｔ ｓｉｎｋ）十分良好的热传导，可忍受较大电流而增强ＬＥＤ的发光强度。叠置的封装模块，形成一ＳＭＤ（ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｕｎｔ ｄｅｖｉｃｅｓ）型式的高亮度ＬＥＤ封装，应用上更为便捷。亦可封装在一般接脚的基底上，同样可增强散热效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发光二极管的封装结构，尤其涉及利用辅助框架形成一穿透的U型腔室用以容纳一片倒置芯片的LED形成叠置封装模块，再焊接于一块铝质PC板上以获得到达PC板良好的热传导而增强发光强度的封装结构。
技术介绍
为增加LED的发光强度，以往在使用的复合材料上作广泛的研究，同时亦对组件的结构加以变化，例如利用双异质接面，量子井或多重量子井等，使发光强度在近年大幅提升至数十倍。因此LED使用场合愈来愈多，由指示灯到交通标志、LED打印头的感光源、LED显示器、车辆的方向灯，甚至LED照明。然而，发光强度却受限于接面崩溃，而接面崩溃大都缘于接面的过热，所以散热成为增进发光强度的重要手段。LED的封装对于散热亦影响很大，一般将晶粒底部以晶焊方法焊接至封装基座上，再以打线将正、负电极分别连接至正、负接脚上，热传导路线不但太长，而且金线的传导面积过小，致散热不良。使用时，以能将所生的热与散热达到平衡而定其最大电流，亦即最大发光强度。因而目前的LED仍难用于照明，例如车灯照明、室内照明等，仍殷切希望能替代耗电量大的灯泡或日光灯。所以，为使LED的亮度再进一步提升，除了新材料的发现或LED组件主动区(active area)构造的改良，封装技术亦占重要的地位。如何在封装上增进散热效果，使结构及材料相同的LED晶粒的操作电流可以增大而不致使PN接面崩溃，即可增加发光强度，使亮度再提升，实为当前亟需突破之点。申请人于2005年3月22日申请的中国台湾专利技术专利第094108807号“发光二极管(LED)无打线的封装结构”利用辅助框架形成一穿透的U型腔室用以容纳一片倒置芯片的LED形成叠置封装模块，即为一例。但制程仍有改善之处。因此有一需求，于LED的封装技术上能大幅提升散热能力而提高发光强度，而制程更为简单。本专利技术即针对此一需求，提出解决的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种发光二极管(LED)无打线的封装结构，利用一片硅辅助框架穿透的U型腔室(Cavity)以容纳一片倒置芯片的LED，再以倒置芯片表面封装技术焊接于一块铝质PC板上，以获得良好的热传导而增加发光强度。本专利技术的另一目的在于提供一种发光二极管(LED)无打线的封装结构，利用一片硅辅助框架穿透的U型腔室(Cavity)以容纳一片倒置芯片的LED，再以倒置芯片焊接于一般接脚的基底上，以获得良好的热传导而增加发光强度。本专利技术的再一目的在于提供一种发光二极管(LED)无打线的封装结构，利用无电极电镀等技术在腔室侧壁形成反射膜，以简化制程。为达成上述目的及其它目的，本专利技术的第一观点说明一种发光二极管(LED)的封装结构，将LED芯片以倒置芯片(flip-chip)方式焊接(diebonding)在硅晶辅助框架内的U型腔室内，形成叠置封装模块。再将此模块以倒置芯片表面封装于具有散热效果的铝制PC板上，至少包含一个硅晶辅助框架(sub-mount)，以一层或二层金属的制程在正面形成正电极及负电极的焊锡凸块(solder bump)；在背面蚀刻穿透硅芯片的U型腔室以供容纳LED芯片，利用选择性电镀技术在U型腔室的硅材上形成金属反射镜面；一片发光二极管(LED)芯片，可为一般现有技术制造的芯片；具有基板、一个发光主动区，在正面有一个正电极及一个负电极；一片PC板，具有一层阳极氧化层，印刷电路、及散热装置；将前述LED芯片以倒装芯片方式焊接于前述硅晶辅助框架内，LED芯片的正电极及负电极分别对准硅晶辅助框架的正电极及负电极，形成叠置封装模块；将前述叠置封装模块以倒置芯片表面封装于前述PC板上，在LED表面上形成一个微凸透镜。本专利技术的以上及其它目的及优点参考以下的参照图标及最佳实施例的说明而更易完全了解。附图说明图1为依据本专利技术的实施例的硅辅助框架(sub-mount)的电极平面图。图2A-图2H为依据本专利技术的实施例的硅辅助框架(sub-mount)的芯片制造程序示意图。图2A为图1的B-B’线在硅芯片上形成对准记号及接触窗步骤的剖面图。图2B为形成焊锡凸块步骤的剖面图。图2C为图1的A-A’线形成第二层正极接触窗的剖面图。图2D为图1的C-C’线形成第二层负极接触窗的剖面图。图2E为图1的A-A’线形成第二层正极焊锡凸块的剖面图。图2F图1的C-C’线形成第二层负极焊锡凸块的剖面图。图2G为形成U型腔室(Cavity)步骤的剖面图。图2H为进行选择性金属电镀(plating)步骤的示意图。图3为倒装芯片的LED芯片的剖面图。图4为将LED芯片置入硅辅助框架的U型腔室内以倒置芯片封装法形成的混合封装焊接后的剖面图。图5为将混合封装的LED芯片及硅辅助框架以倒装芯片(flip-chip)或表面接着(surface mount technology，SMT)的方式焊接于铝质PC板上的剖面图。图6为将混合装的LED芯片及硅辅助框架以倒装芯片方式封装在一般PC板上的剖面图。图7为依据本专利技术的实施例形成显示器的构造图。主要元件符号说明106 负电极108 正电极200 硅辅助框架202 硅基板204 氮化硅层或氮化硅与二氧化硅的混合层206 正极接触窗208 负极接触窗210 步进机的对准记号 212 反面对准记号214 步进机对准记号的封口 215 基板接触窗216 正极焊锡凸块 217 正极接触窗218 负极焊锡凸块 219 负极接触窗220 氮化硅层或氮化硅与二氧化硅的混合层222 正极焊锡凸块 223 基板接触焊锡凸块224 负极焊锡凸块 225 U型腔室蚀刻窗226 金属反射膜227 U型腔室228 薄膜 232 LED发射的光234 反射金属镜面的光 236 微凸透镜300 LED芯片 302 透明基板304 正电极306 负电极502 铝质PC板 504 鳍状散热片506 氧化层512 接线垫516 打线 518 正电极电路520 负电极电路522 接线垫526 打线 604 金属导热孔612 接线垫616 打线 618 正电极电路 620 一般PC板622 接线垫 626 打线628 负电极电路 702 红色LED芯片704 黄色LED芯片706 蓝色LED芯片具体实施方式本专利技术的封装结构的制造程序可参考图1至图7而了解。图1为依据本专利技术的实施例的硅辅助框架(submount)的电极平面图。正电极106及负电极108交错形成，且与LED芯片的电极相对应。图2A-图2H为依据本专利技术的实施例的硅辅助框架(sub-mount)的芯片制造程序示意图。首先如图2A所示，图2A为图1的B-B’线在硅芯片上形成对准记号及接触窗步骤的剖面图。准备一片N或P型、(100)方向、不限掺杂浓度，甚至为回收芯片的硅芯片作硅基板202，于硅基板202上，以LPCVD在正、反面沉积一层氮化硅(silicon nitride)层或氮化硅与二氧化硅的混合层204，在正面以第一光罩微影蚀刻形成正极接触窗206、负极接触窗208及步进机(stepper)的对准记号210。参考图2B，图2B为形成焊锡凸块步骤的剖面图。以蒸镀(evaporation)及第二光罩微影蚀刻本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种发光二极管ＬＥＤ的封装结构，将ＬＥＤ芯片以倒置芯片方式焊接在硅晶辅助框架内的Ｕ型腔室内，形成叠置封装模块。再将此模块以倒置芯片表面封装于具有散热效果的铝制ＰＣ板上，至少包含：一个硅晶辅助框架，以一层或二层金属的制程在正面形成正电 极及负电极的焊锡凸块；在背面蚀刻穿透硅芯片的Ｕ型腔室以供容纳ＬＥＤ芯片，利用选择性电镀技术在Ｕ型腔室的硅材上形成金属反射镜面；一片发光二极管ＬＥＤ芯片，可为一般现有技术制造的芯片；具有基板、一个发光主动区，在正面有交错的正电极及负电 极；一片ＰＣ板，具有一层阳极氧化层，印刷电路、及散热装置；将前述ＬＥＤ芯片以倒装芯片方式焊接于前述硅晶辅助框架内，ＬＥＤ芯片的正电极及负电极分别对准硅晶辅助框架的正电极及负电极，形成叠置封装模块；将前述叠置封装模块以 倒置芯片表面封装于前述ＰＣ板上，并在ＬＥＤ表面上以透明胶形成一个微凸透镜。
【技术特征摘要】
1.一种发光二极管LED的封装结构，将LED芯片以倒置芯片方式焊接在硅晶辅助框架内的U型腔室内，形成叠置封装模块。再将此模块以倒置芯片表面封装于具有散热效果的铝制PC板上，至少包含一个硅晶辅助框架，以一层或二层金属的制程在正面形成正电极及负电极的焊锡凸块；在背面蚀刻穿透硅芯片的U型腔室以供容纳LED芯片，利用选择性电镀技术在U型腔室的硅材上形成金属反射镜面；一片发光二极管LED芯片，可为一般现有技术制造的芯片；具有基板、一个发光主动区，在正面有交错的正电极及负电极；一片PC板，具有一层阳极氧化层，印刷电路、及散热装置；将前述LED芯片以倒装芯片方式焊接于前述硅晶辅助框架内，LED芯片的正电极及负电极分别对准硅晶辅助框架的正电极及负电极，形成叠置封装模块；将前述叠置封装模块以倒置芯片表面封装于前述PC板上，并在LED表面上以透明胶形成一个微凸透镜。2.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，该绝缘膜为氮化硅。3.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，该绝缘膜为氮化硅与二氧化硅的混合层。4.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，该正电极及负电极的焊锡凸块为交叉指状。5.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，该选择性电镀技术为无电极电镀技术。6.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢正雄，谢吉勇，林建中，
申请(专利权)人：桦晶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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