带有静电保护功能的倒装led模组封装结构及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了带有静电保护功能的倒装LED模组封装结构及其制造方法，该结构中，第一接口端与第三接口端电连接，第二接口端与第四接口端电连接，钛层位于第一接口端与第二接口端之间，钛层与第一接口端接触，钛层、氧化锌层和金层从下到上依次层叠，线路延伸层包括第一线路延伸层和向下延伸的第二线路延伸层，第一线路延伸层在金层上，第一线路延伸层通过第二线路延伸层与第二接口端连接，第二线路延伸层、钛层、氧化锌层和金层之间形成介质层填充位，介质层填充在介质层填充位内，第三接口端与第四接口端分别用于连接LED的正极和负极。本发明在实现对于LED芯片ESD保护的同时也能够提高散热性能。
【专利说明】
带有静电保护功能的倒装LED模组封装结构及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及带有静电保护功能的倒装LED模组封装结构及其制造方法。
【【背景技术】】
[0002]目前通行的LED静电保护方法主要有三种，第一种，通过改变芯片结构，在芯片内部形成一个与LED的PN结反向并联的肖特基结;第二种，在芯片外部与其反向并联一个齐纳二极管;第三种，是在倒装芯片的次级基板中通过热扩散的方式，在基板内部形成齐纳二极管对，再通过倒装焊工艺与芯片形成并联。
[0003]综上所述的三种方法各自存在着一些可靠性和制作工艺方面的问题是:
[0004]第一种方法:该种方法通过在芯片内部制作氮化镓基的肖特基二极管确实能够很大程度上提高LED芯片耐静电的能力，但是该方法工艺难度较大，其制作SBD(肖特基二极管)之后会降低整个芯片的发光效率，且使得芯片局部热阻升高；
[0005]第二种方法:这种发法在工艺上简单易行，但是会增加整个模组的面积，并且一旦引线断裂，即无法对LED芯片进行保护；
[0006]第三种方法:由于倒装芯片的引入，不需要使用引线，也无需改变LED芯片结构，但是需要在硅次级基板内部制做硅齐纳二极管对，这样在LED的纵向散热通道上至少增加了两个热阻层，即焊料层和硅次级基板层，使得LED模组的整体热阻增加。
【
【发明内容】
】
[0007]为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种带有静电保护功能的倒装LED模组封装结构，在实现对LED芯片ESD保护的同时也能够提高散热性能。
[0008]—种带有静电保护功能的倒装LED模组封装结构，包括基板以及基板上的线路层，还包括钛层、氧化锌层、金层、介质层和线路延伸层，所述线路层包括第一接口端、第二接口端、第三接口端和第四接口端，所述第一接口端与所述第三接口端电连接，所述第二接口端与所述第四接口端电连接，所述钛层位于所述第一接口端与第二接口端之间，所述钛层与所述第一接口端接触，所述钛层、氧化锌层和金层从下到上依次层叠，所述线路延伸层包括第一线路延伸层和向下延伸的第二线路延伸层，所述第一线路延伸层在所述金层上，所述第一线路延伸层通过第二线路延伸层与第二接口端连接，所述第二线路延伸层、钛层、氧化锌层和金层之间形成介质层填充位，所述介质层填充在所述介质层填充位内，所述第三接口端与第四接口端分别用于连接LED的正极和负极。
[0009]在一个实施例中，
[0010]所述基板为氮化铝陶瓷基板。
[0011]在一个实施例中，
[0012]所述介质为二氧化硅。
[0013]在一个实施例中，
[0014]所述线路层和线路延伸层采用铜材料。
[0015]本发明还提供了一种所述的带有静电保护功能的倒装LED模组封装结构的制造方法，包括如下步骤:
[0016]S1、在所述基板上制造所述线路层；
[0017]S2、在所述基板上、且位于所述第一接口端与第二接口端之间，沉积所述钛层；
[0018]S3、在所述钛层上依次沉积所述氧化锌层和金层；
[0019]S4、在所述钛层与所述第二接口端之间沉积介质层，所述钛层、氧化锌层和金层的厚度和与所述介质层的厚度相同；
[0020]S5、在所述金层和介质层上沉积线路延伸层，所述线路延伸层向下沿着与所述第二接口端连接。
[0021]在一个实施例中，
[0022]所述基板为氮化铝陶瓷基板。
[0023]在一个实施例中，
[0024]所述介质层为二氧化硅。
[0025]在一个实施例中，
[0026]所述线路层和线路延伸层采用铜材料。
[0027]在一个实施例中，
[0028]采用电子束蒸发沉积所述钛层和金层。
[0029]在一个实施例中，
[0030]采用化学气相沉积沉积所述氧化锌层。
[0031]氧化锌和氮化镓有着几乎相同的禁带宽度，以它为基础制作的肖特基二极管和现有技术方法一中的氮化镓基肖特基二极管有着类似的性质，但是制作工艺更加简便，且不需要对LED芯片的结构做出任何的改变。
[0032]采用覆铜氮化铝陶瓷基板，在两路铜线上分别制作SBD和倒装LED芯片，这种方式类似于如现有技术方法一中的将SBD和LED反向并联，或者方法二中的将齐纳二极管对与LED芯片通过引线并联，由于覆铜基板的引入，使得打线这一工艺得以省略。
[0033]最后，由于倒装技术的应用，使得LED芯片直接倒装在覆铜基板上，也使得现有技术方法三中的硅次级基板得以省略。
[0034]综上所述，本发明在实现对于LED芯片ESD保护的同时，由于减少了热阻层和引入了高散热性能的氮化铝陶瓷基板，使得LED模组的散热大为提高。
【【附图说明】】
[0035]图1是本发明一种实施例的带有静电保护功能的倒装LED模组封装结构的覆铜线路基板的制造过程不意图
[0036]图2是本发明一种实施例的带有静电保护功能的倒装LED模组封装结构的SBD(肖特基二极管)制造过程示意图
[0037]图3是本发明一种实施例的带有静电保护功能的倒装LED模组封装结构的LED芯片倒装焊示意图
【【具体实施方式】】
[0038]以下对发明的较佳实施例作进一步详细说明。
[0039]如图1至3所示，一种实施例的带有静电保护功能的倒装LED模组封装结构，包括基板1、基板I上的线路层2、钛层3、氧化锌层4、金层5、介质层7和线路延伸层6，所述线路层2包括第一接口端21、第二接口端22、第三接口端23和第四接口端24，所述第一接口端21与所述第三接口端23电连接，所述第二接口端22与所述第四接口端24电连接，所述钛层3位于所述第一接口端21与第二接口端22之间，所述钛层3与所述第一接口端21接触，所述钛层3、氧化锌层4和金层5从下到上依次层叠，所述线路延伸层6包括第一线路延伸层61和向下延伸的第二线路延伸层62，所述第一线路延伸层61在所述金层5上，所述第一线路延伸层61通过第二线路延伸层62与第二接口端22连接，所述第二线路延伸层62、钛层3、氧化锌层4和金层5之间形成介质层填充位71，所述介质层7填充在所述介质层填充位71内，其厚度与钛层3、氧化锌层4和金层5之和相同，所述第三接口端23与第四接口端24分别用于连接LED 9的正极和负极。
[0040]钛层3、氧化锌层4和金层5形成一个SBD，与LED构成反向并联，对LED起到静电保护的作用。采用此种带有静电保护的倒装LED封装结构，不需要焊接引线，省略了打线工艺，减少了两个热阻层，也避免了芯片结构的改变。
[0041]所述基板I可以采用氮化铝陶瓷基板，所述介质层7可以采用二氧化硅。
[0042]所述线路层和线路延伸层采用铜材料。
[0043]本发明还提供了一种带有静电保护功能的倒装LED模组封装结构的制造方法，包括如下步骤:
[0044]S1、在所述基板I上制造所述线路层2。
[0045]如图1所示，在更加具体的实施例中，在氮化铝陶瓷基板I上依次进行磁控溅射镀铜、光刻胶的旋涂、光刻胶的曝光显影图案化、化学刻蚀铜线路、去除残余光刻胶等工艺，从而在所述基板I上制造所述线路层2。
[0046]S2、在所述基板I上、且位于所述第一接口端21与第二接口端22之间，沉积所述钛层3。在一个实施例中，可以采用电子束蒸发沉积所述钛层。
[0047]S3、在所述钛层3上依次沉积所述氧化锌层和金层。在一个实施例中，可以采用化学气相沉积沉积所述氧化锌层，采用电子束蒸发沉积所述金层。
[0048]S4、在所述钛层3与所述第二接口端22之间沉积介质层7，所述钛层3、氧化锌层4和金层5的厚度和与所述介质层7的厚度相同。这样，可以防止钛层3与金层5和第二接口端22两者中任意一者电连接而造成的短路。
[0049]S5、在所述金层和介质层上沉积线路延伸层，所述线路延伸层向下沿着与所述第二接口端连接。
[0050]通过上述步骤，即获得了带有静电保护功能的倒装LED模组封装结构的制造方法。
[0051]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
【主权项】
1.一种带有静电保护功能的倒装LED模组封装结构，包括基板以及基板上的线路层，其特征是，还包括钛层、氧化锌层、金层、介质层和线路延伸层，所述线路层包括第一接口端、第二接口端、第三接口端和第四接口端，所述第一接口端与所述第三接口端电连接，所述第二接口端与所述第四接口端电连接，所述钛层位于所述第一接口端与第二接口端之间，所述钛层与所述第一接口端接触，所述钛层、氧化锌层和金层从下到上依次层叠，所述线路延伸层包括第一线路延伸层和向下延伸的第二线路延伸层，所述第一线路延伸层在所述金层上，所述第一线路延伸层通过第二线路延伸层与第二接口端连接，所述第二线路延伸层、钛层、氧化锌层和金层之间形成介质层填充位，所述介质层填充在所述介质层填充位内，所述第三接口端与第四接口端分别用于连接LED的正极和负极。2.如权利要求1所述的带有静电保护功能的倒装LED模组封装结构，其特征是: 所述基板为氮化铝陶瓷基板。3.如权利要求1所述的带有静电保护功能的倒装LED模组封装结构，其特征是: 所述介质为二氧化娃。4.如权利要求1所述的带有静电保护功能的倒装LED模组封装结构，其特征是: 所述线路层和线路延伸层采用铜材料。5.—种如权利要求1所述的带有静电保护功能的倒装LED模组封装结构的制造方法，其特征是，包括如下步骤: 51、在所述基板上制造所述线路层； 52、在所述基板上、且位于所述第一接口端与第二接口端之间，沉积所述钛层； 53、在所述钛层上依次沉积所述氧化锌层和金层； 54、在所述钛层与所述第二接口端之间沉积介质层，所述钛层、氧化锌层和金层的厚度和与所述介质层的厚度相同； 55、在所述金层和介质层上沉积线路延伸层，所述线路延伸层向下沿着与所述第二接口端连接。6.如权利要求5所述的制造方法，其特征是， 所述基板为氮化铝陶瓷基板。7.如权利要求5所述的制造方法，其特征是， 所述介质层为二氧化硅。8.如权利要求5所述的制造方法，其特征是， 所述线路层和线路延伸层采用铜材料。9.如权利要求5所述的制造方法，其特征是， 采用电子束蒸发沉积所述钛层和金层。10.如权利要求5所述的制造方法，其特征是， 采用化学气相沉积沉积所述氧化锌层。
【文档编号】H01L33/62GK105938871SQ201610405324
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】周霖, 刘岩, 胡益民, 敬刚, 肖文鹏, 曹名皋, 张志甜, 袁文龙, 梁荣
【申请人】深圳清华大学研究院