专利名称：发光二极管倒装焊集成封装结构及制作方法
技术领域：
本发明涉及发光二极管的制造及组装领域，具体是以硅加工工艺为基础， 将发光二极管直接倒装于带有反光杯的硅集成封装结构中的一种发光二极管倒 装焊集成封装结构和制作方法。
背景技术：
氮化镓基(GaN)发光二极管(LED)的结构，大多是先在蓝宝石(sapphire) 的基板上通过外延生长多层氮化镓(GaN)的晶体层，然后通过制造工艺在LED 芯片的P型区域及N型区域上分别引出金属电极，如图l-l和l-2所示，在芯 片1上形成金属电极--P电极2和N电极3。传统的LED通常的组装方法是，将 LED芯片1用界面导热材料(TIM) 4贴装固定在封装支架5内，通过金线6 键合(Wire Bonding)连接LED'芯片上的P电极2和N电极3与封装支架的电 极焊盘7。其中，LED芯片1的金属电极向上，固定放置在一基板上。金线键 合完成后，使用高透明的树脂将LED芯片包封起来，以保护发光器件和封装结' 构。
随着LED亮度和功率的提高，封装结构和材料对LED的性能和使用寿命 起着至关重要的作用。大功率LED的封装结构对于散热有较高要求，目前常用 的封装结构有两种普通仿流明型和表面贴装型。普通仿流明型的结构如图1-1 所示，支架中间是一个反光杯10，先将芯片1用界面导热材料4贴装固定在杯 中，芯片1底部直接与导热金属9接触，可以加快散热；通过金线6跨过反光杯，键合连接LED的金属电极2、 3和支架外部电极7。这种封装结构可以用一 般的焊锡焊线的方法连接两个引出电极8，也可以贴装于金属PCB板上再进行 焊接。普通表面贴装型的结构如图l-2所示，同样是将芯片l贴装固定在杯中， 金线6直接打在反光杯中的外部电极焊盘7上，然后通过金属电连接到背面形 成电极8，其余与普通仿流明型的结构差不多，可直接表面贴装在PCB板上。 从目前的两种封装结构看，LED芯片都是正面朝上，需要打金线连接LED芯片 和外部导电电极；金线的存在不仅会阻碍一部分出光，而且对后工序的封装工 作(如荧光粉涂敷、封树脂等)造成不便；特别是对于多芯片的封装，芯片之 间和芯片与外部电极之间都是通过金线连接，金线数量的增加以及多个焊点的 可靠性就成为了多芯片组装发展的制约。同时由于要打金线，整个封装结构的 体积不可能做得太小；普通仿流明结构有两个杯口，本身体积就较大；而表面 贴装型由于需要在反光杯中实现金线键合，因而要预留打线的空间，整个封装 结构也不可能太小。
随LED产业的发展，大功率高亮度的LED的应用范围不断扩大，市场对 LED性能要求也不断提高。目前对于大功率LED的发展主要集中在如何进一步 提高LED的亮度和如何更好地解决散热问题。倒装焊LED方案(Flip-chip LED) 是其中解决出光和散热问题比较有效的方法之一，如图1-3所示。倒装焊工艺是
将LED芯片的P和N电极通过倒装焊的形式直接连接到一个硅片衬底3上，该 衬底多采用硅衬底，也可以是其它导热较好的材料。倒装后LED从蓝宝石面出 光，没有了P和N电极挡光，出光效率提高；而且发光氮化镓层直接通过导热 较好的衬底散热，比传统的LED通过蓝宝石散热要好得多。但目前的倒装焊LED 芯片的应用大多还是采用上面提到的两种封装方式，如图1-3所示是倒装焊LED芯片采用普通仿流明型的封装结构。从中可见，这种封装结构的应用仍然需要
打金线，只是打金线的焊盘位置由LED芯片上改到了硅衬底上，但以上提到的
这些封装结构的缺点仍然没有解决。
发明内容
本发明的目的是针对以上所述传统大功率LED封装结构存在的不足，提供 一种省略了固晶和焊金线的步骤，有利于后工序的荧光粉涂敷和封胶等工艺的 生产，提高了芯片特别是多芯片模组的连接可靠性，并解决了功率型芯片的散 热问题的发光二极管倒装焊集成封装结构。
本发明的另一目的是提供一种发光二极管倒装焊集成封装方法。 发光二极管倒装焊集成封装结构，以硅片衬底直接作为LED芯片的结构支. 撑的表面贴装支架和散热通道，将至少一个LED芯片直接倒装焊接在具有反光 杯的硅片衬底上。
所述的硅片衬底的正面设置有正面电极连接层，正面电极连接层从硅片衬 底的正面引到背面与硅片衬底背面的电极金属焊盘连接，至少一个LED芯片直 接通过金属凸点倒装焊接在具有反光杯的硅片衬底的正面电极连接层上。
所述的硅片衬底可以集成有LED所需的各种配套电路，如LED的保护电 路、电源转换和驱动电路等；在硅片衬底背面设置有背面导热金属焊盘。
所述的正面电极连接层从硅片衬底的正面引到背面与硅片衬底背面的电极 金属焊盘连接的方式可以是硅槽侧壁引线或者硅片衬底通孔引线的方式。
所述的反光杯可以是通过直接在硅片衬底上形成硅槽作为反光杯口 ，硅槽 表面沉积上高反射率的金属层作为反光层，反光金属层可以是铝或银等。
所述的反光杯可以是一片反光杯圆片与硅片衬底通过圆片级键合(WaferBonding)连接在一起形成的。反光杯圆片与硅片衬底之间是通过中间介质层粘 合连接在 -起。反光杯圆片由已经加工好杯口和反光层组成，反光杯圆片与硅 片衬底的尺寸相当。反光杯圆片为片状材料制成的，所用的材料可以是玻璃、 塑料、陶瓷、硅或者金属等。
所述的LED芯片可以是单一的一个芯片，或者是两个或两个以上芯片形成 的阵列模组(如lx2、 1x3、 1x4、 2x2、 3x3......等)；芯片可以是不同尺寸、不
同颜色芯片的组合。相应的封装结构的外形可以是方形、长方形或其它要求的 形状。
所述的金属凸点可以是制造在LED芯片的P、 N电极上，然后LED芯片的 电极凸点直接与硅片上的电极金属焊盘倒装连接；或者金属凸点是制造在硅片 上，然后LED芯片的电极焊盘倒装直接与硅片的金属凸点连接。所述的金属凸 点是通过电镀工艺或者其它方式形成；金属凸点的材料可以为铅、锡、金、镍、 铜中单一的材料、多层材料或者合金。金属焊盘的材料可以为镍、金、银、铝、 钛、钨、镉等中单一的材料、多层材料或者合金。所述的金属凸点同金属焊盘 的键合过程可以是用回流焊的方式或是用加热后加超声波的焊接。
一种发光二极管倒装焊集成封装方法，其制作步骤如下(l)进行LED芯片 制造；(2)制作硅片衬底，在硅片衬底上形成反光杯，(3)将LED芯片直接倒装 焊硅片衬底内；(4)最后进行LED的后封装。
所述的(2)步骤的制作步骤如下a、首先制作硅片衬底和反光杯圆片；b、 然后将有着相同特征尺寸的反光杯圆片与硅片衬底进行位置对准，进行圆片级 的键合，使硅片衬底和反光杯圆片连接在一起，圆片级键合可以是采用中间介 质层连接，并通过回流固化工艺实现，也可以是通过其它工艺方法实现。c、在硅片衬底的背面开出凹槽。d、在硅片衬底的凹槽内和背面金属布线。
所述的(2)步骤的包括的制作步骤如下a、在硅片衬底上形成硅槽反光杯口
和底部通孔。b、然后在硅片衬底的正面和背面进行金属布线。
本发明的制造方法结合了硅集成电路技术(Silicon IC Technology)、硅槽布. 线技术(Silicon Trench Metallization Technology)以及倒装焊技术(Flip-Chip Teclmology)等。通过在硅片表面形成合适的反光杯，再通过硅片挖槽和金属布 线等工艺，将LED导电电极从硅片正面引到背面，实现表面贴装型的封装结构。 然后将最少一个LED芯片通过金属凸点直接倒装在反光杯中的硅片上，实现电 连接。
本发明具有以下优点
1、 硅片衬底上可以预先集成各种电源转换、驱动和LED保护等电路，为. LED的最终应用提供了集成的解决方案。
2、 省略了固晶和焊金线的步骤，整个结构中没有一根金线，有利于后工序 的荧光粉涂敷和封胶工艺的进行，同时提高了芯片特别是多芯片模组的连接可靠性。
3、 倒装焊接的LED芯片直接通过硅片衬底散热到下面的金属PCB板，解 决了功率型芯片的散热问题。
4、 同一个硅片衬底的封装结构中，LED芯片可以是单一的芯片，也可以是. 两个或两个以上芯片形成的阵列模组。为大功率LED在照明领域的应用提供了 系统的解决方案，可以形成不同亮度要求和不同形状要求的光源。
5、 直接用硅衬底作为支撑的支架，省略了单独支架的加工制造，也不用预 留打金线位置和空间，使整个封装结构非常小型化，满足市场日益对小型化封装的要求。
6、整个制作过程基本都是圆片(wafer)级的加工和操作工艺，使整个工艺 很容易实现自动化和大生产化。
图l一l a为传统功率型LED仿流明封装结构剖面示意图l一lb为传统功率型LED仿流明封装结构俯视示意图l一2 a为传统功率型LED SMD封装结构剖面示意图l一2 b为传统功率型LED SMD封装结构俯视示意图l一3 a为功率型倒装LED芯片仿流明封装结构剖面示意图l一3 b为功率型倒装LED芯片仿流明封装结构俯视示意图2—1 a为本发明的侧壁引线型倒装LED芯片封装结构剖面图2—1 b为本发明的侧壁引线型倒装LED芯片封装结构俯视示意图2_1 c为本发明的侧壁引线型倒装LED芯片封装结构后视示意图2—2 a为本发明的通孔引线型倒装LED芯片封装结构剖面图2—2 b为本发明的通孔引线型倒装LED芯片封装结构俯视示意图2 — 2c为本发明的通孔引线型倒装LED芯片封装结构后视示意图3 — 1 a为已加工好金属凸点的硅片剖面示意图3 — 1 b为硅片与反光杯圆片键合连接剖面示意图3 — 1 c为硅片背面开槽示意图3—1 d为在硅槽内和硅片背面金属布线示意图3 — 1 e为LED芯片倒装焊示意图； 图4一1 a为硅片反光杯槽和通孔示意图；图4_1 b为硅片正面和背面金属布线示意图； 图4 —1 c为LED芯片倒装焊示意图。
具体实施例方式
以下结合附图及具体实施例对本发明发光二极管倒装焊集成封装结构及其 封装方法进行详细地说明。
本发明提供的发光二极管倒装焊集成封装结构及其封装方法。该封装方法 结构采用了硅集成电路和硅槽布线技术、圆片级键合技术以及倒装焊技术等， 形成了一种系统化、集成化和小型化的LED封装结构。
发光二极管倒装焊集成封装结构，以硅片衬底18直接作为LED芯片1的 整个结构支撑的表面贴装支架和散热通道，将至少一个LED芯片1直接倒装焊 接在具有反光杯的硅片衬底上。硅片衬底18的正面设置有正面电极连接层15， 正面电极连接层15从硅片衬底的正面引到背面与硅片衬底18背面的电极金属 焊盘20连接，至少一个LED芯片直接通过金属凸点14倒装焊接在具有反光杯 的硅片衬底的正面电极连接层15上。在硅片衬底18集成有LED芯片1所需的 各种配套电路，如发光二极管保护电路、电源驱动和转换电路等。硅片衬底18 的背面设置有背面导热金属焊盘19。 实施例l
如图2-la和图2-lb所示，发光二极管倒装焊集成封装结构，以硅片衬底18 直接作为LED芯片1的整个结构支撑的表面贴装(SMD)支架和散热通道。在 硅片衬底18上形成有反光杯，硅片衬底18的正面设置有正面电极连接层15， 至少一个LED芯片1直接通过金属凸点14倒装焊接在具有反光杯的硅片衬底 18的正面电极连接层15上，实现电连接。硅片衬底18的正面电极连接层15通过硅槽侧壁引线的方式与设置在硅片衬底18侧面和背面的电极金属焊盘20连 接。正面电极连接层15与电极金属焊盘20在硅片衬底18侧壁实现电连接。反 光杯可以是一片反光杯圆片16与硅片衬底18通过圆片级键合连接在一起形成 的。反光杯圆片16与硅片衬底18之间是通过中间介质层17粘合连接在一起。 反光杯圆片16由已经加工好杯口和反光层组成，反光杯圆片16与硅片衬底18 的尺寸相当。反光杯圆片16为片状材料制成的，所用的材料可以是玻璃、塑料、 陶瓷、硅或者金属材料等。硅片衬底18背面采用硅加工工艺形成硅槽，用硅槽 布线工艺在硅槽的两边侧壁和硅片衬底的背面布上所需的电极金属焊盘20，以 实现电路从硅片衬底正面的电极连接层15连接到硅片衬底18的背面，形成表 面贴装形式的焊盘结构。在硅片衬底18的背面还设置有导热金属焊盘19。
图2-la和图2-lb中显示的是倒装了一个LED芯片的单晶粒的情况；对于 多LED芯片模组来说，只是倒装多个LED芯片1在具有反光杯硅片衬底18上，' 其封装结构和制造方法与单芯片的情况完全相同。 实施例2
如图2-2a和图2-2b所示，发光二极管倒装焊集成封装结构，以硅片衬底18 直接作为LED芯片1的整个结构支撑的表面贴装(SMD)支架和散热通道，在 硅片衬底18上形成有反光杯，硅片衬底18的正面设置有正面电极连接层15。 至少一个LED芯片1直接通过金属凸点14倒装焊接在具有反光杯的硅片衬底 18的正面电极连接层15上，实现电连接。正面电极连接层15通过硅片衬底通 孔引线的方式与设置在硅衬底18背面的电极金属焊盘20连接。反光杯可以是 通过直接在硅片衬底18上形成硅槽21作为反光杯口，硅槽21的表面沉积上高 反射率的金属层作为反光层，反光金属层可以是铝或银等。硅片衬底18的表面加工出反光杯所需的硅槽21，然后在硅槽21的底部开出两个通孔22，通孔22 穿通到硅片衬底18的背面。在硅槽21的底部形成与LED芯片电极连接所需的 正面电极连接层15和通孔内金属布线17，同时在硅片衬底18的背面沉积上贴 装用的电极金属焊盘20和背面导热金属焊盘19，形成表面贴装结构。
图2-2a和图2-2b中显示出的是倒装了一个LED芯片的单晶粒的情况；对 于多芯片模组来说，只是倒装多个LED芯片在反光杯中，其封装结构和制造方 法与单芯片的情况完全相同。
以上硅槽侧壁引线和硅片衬底通孔引线两种引线方式的结构，其整个制造 过程基本相似。只是两种引线结构在制造上有较大差别。下面对基于硅工艺的 发光二极管倒装焊集成封装方法进行详细地说明。
基于硅工艺的发光二极管倒装焊集成封装方法，其总体制作步骤如下(1) 进行LED芯片制造；(2)制作硅片衬底，在硅片衬底上形成反光杯；(3)将LED. 芯片的直接倒装焊硅片衬底内；(4)最后进行LED的后封装。 实施例3:
如图3-la、图3-lb、图3-lc、图3-ld和图3-le所示，这里主要是通过硅槽 侧壁引线的结构实现正面电极连接层15与电极金属焊盘20的连接。制作步骤 如下
(1) 进行LED芯片1制造。LED芯片1是将蓝宝石衬底上生长有多层氮 化镓的外延片，经过光刻、刻蚀、金属层沉积和钝化层保护等一系列工艺步骤，' 将LED芯片1的P电极2和N电极3制作出来。
(2) 制作硅片衬底18，在硅片衬底18上形成反光杯。制作步骤如下a、 首先制作硅片衬底18和反光杯圆片16; b、然后将有着相同特征尺寸的反光杯圆片与硅片衬底进行位置对准，进行圆片级的键合，使硅片衬底18和反光杯圆 片16连接在一起，圆片级键合可以是采用中间介质层17连接，并通过回流固
化工艺实现，也可以是通过其它工艺方法实现。c、在硅片衬底18的背面开出 凹槽。d在硅片衬底18的凹槽内和背面金属布线。
硅片衬底18的制作完全与硅集成电路工艺兼容，通过光刻、刻蚀、硅掺杂、 介质层沉积等工艺制作出所需的保护和驱动电路，同时形成与LED芯片P电极 2和N电极3相对应的正面电极连接层15。然后可以是进行金属凸点14的加工。 金属凸点14可以制作在硅片衬底18的正面电极连接层15之上，也可以制作于 LED芯片1的P电极和N电极上;但无论是制作在正面电极连接层15或者LED 芯片1的P电极和N电极，都需要在圆片制造工艺完成后再进行一步金属凸点 的制作。金属凸点14的材料可以为铅、锡、金、镍、铜中单一的材料、多层材 料或者合金，常用的金属凸点14的高度为2~60微米；金属凸点14的加工工艺，' 可以是电镀工艺，也可以是机械栽植或者其它方式等。正面电极连接层15—侧 的材料可以为镍、金、银、铝、钛、钨、镉等中单一的材料、多层材料或者合 金，焊盘的厚度在0.5 10微米之间，最优值是2微米。
反光杯圆片16的材料可以是玻璃、塑料、陶瓷、硅、金属材料等，可以采 用开模熔注或烧结的方式制作。根据反光杯厚度的要求，也可以选择合适材料 的板材，通过精密加工的方式制作出反光杯口。反光杯圆片16制作完成后，可 以通过蒸发、溅射或离子镀等方式在反光杯口一侧沉积一层或多层金属层，以 达到所需的反光要求。
反光杯圆片16与硅片衬底18的键合连接。在衬底硅片18在表面已加工好 金属凸点14后，将有着相同特征尺寸的反光杯圆片16与硅片衬底18进行位置对准，接着进行圆片级的键合，使硅片衬底18和反光杯圆片16连接在一起，
如图3-lb所示。硅片衬底18和反光杯圆片16的圆片级键合可以是采用中间介 质层17连接，并通过回流固化工艺实现，也可以是通过其它工艺方法实现。
硅片衬底18的背面开出凹槽。硅片衬底18的背面开出凹槽是在硅片衬底 18和反光杯圆片16完成连接后，从硅片衬底18的背面沿封装结构单元间的划. 片道位置开出凹槽，如图3-lc所示。开凹槽的方法可以采用硅湿法或硅干法腐 蚀工艺，也可以采用精密加工的方法。凹槽的深度要超过硅片衬底18的正面电 极连接层15的引线位置，使硅片衬底18的正面电极连接层15露出来，以便进 行电连接。
在硅片衬底18的凹槽内和背面金属布线。采用布线工艺在硅片衬底18的 凹槽内实现电极金属焊盘20布线，电极金属焊盘20与硅片衬底18的正面电极 连接层15电连接，同时电极金属焊盘20还要与硅片衬底18绝缘，。从而将硅 片衬底18正面的LED芯片1所需要的两个正面电极连接层15沿凹槽侧壁连接 到硅片衬底18的背面的电极金属焊盘20，如图3-ld所示。每个LED封装单元 的硅片衬底18的背面将形成如图2-lc所示三个金属区域，包括两个电极金属焊 盘20区域和一个背面导热金属焊盘19区域，从而实现了 LED的热电分离。最 后在侧壁电极金属焊盘20和硅片衬底18背面导热金属焊盘19的表面涂上保护 和阻焊涂层，只露出表面贴装(SMD)焊所需的背面三个金属区域的金属焊盘。 通过以上的工艺步骤，基本形成了 LED封装所需的支架和反光杯。
(3)将LED芯片1直接倒装焊接于硅片衬底18内。将已制作好的LED圆 片先切割成单颗的LED芯片1，然后通过自动化的倒装焊设备将一个个的LED 芯片1倒装焊接到反光杯中的硅片衬底18上，如图3-le所示。LED芯片1是通过金属凸点14直接倒装焊接到具有反光杯的硅片衬底18的正面电极连接层
15表面。倒装焊过程实际是金属凸点14同LED芯片1的P电极和N电极的金 属焊盘的键合过程，可以是用回流悍的方式或是用加热后加超声波的焊接工艺。 LED芯片可以是单一的一个芯片，或者是两个或两个以上芯片形成的阵列模组 (如1x2、 1x3、 1x4、 2x2、 3x3......等)；芯片可以是不同尺寸、不同颜色芯片
的组合。相应的封装结构的外形可以是方形、长方形或其它要求的形状。
(4)最后进行LED的后封装。整个圆片表面所有单元都完成LED芯片1的 倒装焊接工艺后，可以将圆片切割成一个个的LED封装单元(单个LED晶粒或 具有多个芯片的模组)，然后再进行后面的荧光粉涂敷、封胶等封装工艺，这些 工艺同目前业界的工艺完全相同。也可以接着在整个圆片表面完成荧光粉涂敷、 封胶等工艺，甚至可以在表面贴上片状的透镜(Lens)片后，再进行切割划片。划 片后的LED封装单元可以直接贴装于PCB板上作为白光、蓝光或绿光LED灯. 使用。 实施例4:
如图4-la、图4-lb和图4-lc所示，这里主要是通过硅片衬底18通孔引线的 结构实现正面电极连接层15与电极金属焊盘20的连接。制作步骤如下-
(1) 进行LED芯片1制造。.LED芯片1实施3所述的相同。
(2) 制作硅片衬底，在硅片衬底上形成反光杯。制作步骤如下a、在硅片衬 底18上形成硅槽反光杯口和底部通孔。b、然后在硅片衬底18的正面和背面进. 行金属布线。
在硅片衬底18上形成硅槽反光杯口和底部通孔的步骤如下:如图4-la所示， 首先在硅片衬底18表面形成适当的介质层，并开出要进行硅刻蚀的窗口。然后通过介质层的掩蔽进行硅的腐蚀，腐蚀出所需的反光杯槽21和底部通孔22。
在硅片衬底18的正面和背面进行金属布线的步骤如下如图4-lb所示，首 先在硅片衬底18正面的硅槽21内形成电极连接金属层15和杯壁反光层，并通 过腐蚀形成相应的图形；然后在硅片衬底18的背面沉积电极金属焊盘20和背 面导热金属焊盘19，实现底部通孔22内金属与正面电极金属层15的电性接触， 完成电连接，同时在背面形成表面贴^M需的电极金属焊盘20和背面导热金属 焊盘19的UBM金属层，实现表面贴装结构。在正面电极金属层15上，还需一 步进行金属凸点14的加工。金属凸点14可以制作在硅片衬底18上的正面电极 金属层15之上，也可以制作于LED芯片1的P电极和N电极上。如果制作在 LED芯片1上，则需要在(1)步骤LED芯片1制作完成后增加一步金属凸点 14制作工艺；如果制作在硅片衬底18上，则需要在硅片衬底18金属布线过程 中增加一步金属凸点14的制作；制作过程与实施方案3所述的相同。通过以上 的工艺步骤，已经形成了LED封装所需的支架和反光杯。
(3) 将LED芯片的直接倒装焊硅片衬底内。具体过程与实施例3所述的内 容相同，在此不再赘述。
(4) 最后进行LED的后封装。具体过程与实施例3所述的内容相同，在此不
再赘述。 .
通过以上的技术方案实现了本发明的LED封装结构。本发明省略了固晶和
悍金线的步骤，有利于后工序的荧光粉涂敷和封胶顺利进行，提高了芯片特别. 是多芯片模组的连接可靠性。同时由于倒装的LED芯片直接通过硅片散热到下 面的金属PCB板，解决了功率型芯片的散热问题。整个加工过程都是圆片级操 作，方便快捷，易于实现自动化大生产。整个封装结构很小，使大功率LED的封装特别是多芯片模组的封装更加趋于小型化，如果再加上硅片上集成的电源
驱动和LED保护电路，将为大功率LED照明提供一个系统的、集成的封装解决 方案。 .
以上所述仅为本发明的两个实施方案举例，并非限定本发明实施范围。凡 按照本发明权利要求保护范围所作的相似变化和修饰，均为本发明内容所涵盖。.
权利要求
1、发光二极管倒装焊集成封装结构，其特征在于以硅片衬底直接作为LED芯片结构支撑的表面贴装支架和散热通道，将至少一个LED芯片直接倒装焊接在具有反光杯的硅片衬底上。
2、 如权利要求1所述的发光二极管倒装焊集成封装结构，其特征在于所述的硅片衬底的正面设置有正面电极连接层，正面电极连接层从硅片衬底的正面引到背面与硅片衬底背面的电极金属焊盘连接，至少一个LED芯片直接通过 金属凸点倒装焊接在具有反光杯的硅片衬底的正面电极连接层上。
3、如权利要求1或2所述的发光二极管倒装焊集成封装结构，其特征在 于所述的硅片衬底上集成有LED所需的配套电路，硅片衬底的背面设置有背 面导热金属焊盘。
4、 如权利要求2所述的发光二极管倒装焊集成封装结构，其特征在于所 述的正面电极连接层从硅片衬底的正面引到背面与硅片衬底背面的电极金属焊 盘连接的方式是硅槽侧壁引线或者硅片衬底通孔引线的方式。
5、 如权利要求1或2所述的发光二极管倒装焊集成封装结构，其特征在于: 所述的反光杯是通过直接在硅片衬底上形成硅槽作为反光杯口，硅槽表面沉积 金属层作为反光层。
6、 如权利要求1或2所述的发光二极管倒装焊集成封装结构，其特征在于所述的反光杯是反光杯圆片与硅片衬底之间是通过中间介质层粘合连接在一 起。 .
7、 如权利要求2所述的发光二极管倒装焊集成封装结构，其特征在于所 述的金属凸点是制造在LED芯片的P电极和N电极上；或者金属凸点是制造在. 硅片衬底上，LED芯片的电极焊盘倒装直接与硅片衬底的金属凸点连接。
8、 一种发光二极管倒装焊集成封装方法，其特征在于制作步骤如下(1) 进行LED芯片制造；(2)制作硅片衬底，在硅片衬底上形成反光杯；(3)将LED 芯片直接倒装焊在硅片衬底内；(4)进行LED的后封装。
9、 如权利要求8所述的发光二极管倒装焊集成封装方法，其特征在于所 述的(2)歩骤包括的制作步骤如下a、首先制作硅片衬底和反光杯圆片；b、然 后将硅片衬底和反光杯圆片进行圆片级的键合，使硅片衬底和反光杯圆片连接 在一起；c、在硅片衬底的背面开出凹槽；d、在硅片衬底的凹槽内和背面金属 布线。 '
10、 如权利要求8所述的发光二极管倒装焊集成封装方法，其特征在于所述的(2)步骤的包括的制作步骤如下a、在硅片衬底上形成硅槽反光杯口和底部通孔；b、然后在硅片衬底的正面和背面进行金属布线。
全文摘要
本发明提供新型发光二极管(LED)封装结构，以硅片衬底直接作为LED芯片的整个结构支撑的表面贴装支架和散热通道，硅片衬底的正面设置有正面电极连接层，正面电极连接层从硅片衬底的正面通过硅槽侧壁引线或者硅片衬底通孔引线的方式与硅片衬底背面的电极金属焊盘连接，至少一个LED芯片直接通过金属凸点倒装焊接在具有反光杯的硅片衬底的正面电极连接层上。本发明还提供了该发光二极管(LED)封装结构的制作方法。本发明省略了固晶和焊金线的步骤，提高了芯片特别是多芯片模组的连接可靠性。使大功率LED的封装特别是多芯片模组的封装更加趋于小型化，而且硅片上可以集成电源驱动和LED保护等电路，为大功率LED照明提供了一个系统的、集成的封装方案。
文档编号H01L21/50GK101567411SQ20091003978
公开日2009年10月28日 申请日期2009年5月26日 优先权日2009年5月26日
发明者宇 侯, 周玉刚, 曾照明, 肖国伟 申请人:晶科电子(广州)有限公司