具有TSV支持结构的低Z高度LED阵列封装的制作方法

本公开总体上涉及用于密集封装的发光二极管或激光器的高密度衬底的制造。描述了包括硅通孔(tsv)且支持led像素阵列的寻址的电互连系统。

背景技术：

1、半导体发光装置(led)可以被布置或形成在密集封装的组或块中。然而，当发光装置较小时，或者许多发光装置被分组在一起时，提供可靠的互连是困难的，特别是如果每个发光装置必须是单独可寻址的并且还提供足够的热量移除。

2、用于安装具有大量可寻址像素的led的一个解决方案可能需要提供小的电迹线、广泛的扇入或扇出结构或过孔。例如，这可以通过在固体陶瓷，玻璃或硅衬底上安装单独的led或led模块来实现。不幸的是，这样的安装系统可能需要使用昂贵的材料，提供许多微过孔和复杂的处理设备。此外，在许多情况下，陶瓷安装系统的热膨胀系数(cte)与有机电路板材料的匹配性较差，导致迹线互连由于热膨胀和收缩循环(导致在陶瓷和有机材料之间的边界处的迹线断裂)而过早地出现故障。

技术实现思路

1、根据本发明的实施例，用于光发射器像素阵列的封装结构包括多个像素，其中至少一些像素利用像素光限制结构彼此横向分离。具有顶部再分布层的无机衬底附接到多个像素，且包含电导体的至少一个硅通孔被界定为穿过所述无机衬底且支持与所述顶部再分布层的电连接，所述顶部再分布层安置于所述至少一个硅通孔与所述多个像素之间。

2、在一些实施例中，使用铜柱将顶部再分布层附接到每个像素。

3、在一些实施例中，顶部再分布层与铜柱直接接触，并且每个像素与将其附接到铜柱的焊料材料直接接触。

4、在一些实施例中，无机衬底还包括直接接触包含电导体的至少一个硅通孔的底部再分布层。在一些实施例中，当直接接触所述顶部再分布层时，所述至少一个硅通孔位于所述顶部再分布层与所述底部再分布层之间。

5、在一些实施例中，光限制结构还包括至少部分地被反射性侧涂层包围的磷光体材料。

6、在一些实施例中，光限制结构还包括与磷光体材料对准的漫射层。

7、在一些实施例中，封装结构的总z高度为300微米或更小。

8、在一些实施例中，多个像素包括至少九个像素。

9、在一些实施例中，多个像素由分段的gan层形成。

10、在一些实施例中，多个像素由分段的gan层形成，其中像素由填充沟槽分开。

11、在一些实施例中，cmos管芯附接到无机衬底的底部再分布层。

12、在一些实施例中，在分段的gan层与无机衬底之间提供底部填充物。

13、在一些实施例中，在无机衬底上形成电路。

14、在一些实施例中，至少一个传感器附接到无机衬底。

15、在一些实施例中，至少一个温度传感器附接到无机衬底。

16、在一些实施例中，相邻像素由像素光限制结构以小于30微米的距离分开。

17、在一些实施例中，像素光限制结构通过硅树脂或环氧树脂与顶部再分布层间隔开。

18、根据本发明的实施例，自适应照明系统包括：多个像素，所述多个像素具有通过像素光限制结构彼此横向分离的相邻像素，所述像素中的每一个独立可控；无机衬底，所述无机衬底具有附接至所述多个像素的顶部再分布层；和至少一个硅通孔，所述至少一个硅通孔包含电导体并且被限定为穿过所述无机衬底以支持与所述顶部再分布层的电耦合，所述顶部再分布层设置在所述至少一个硅通孔和所述多个像素之间；透镜，所述透镜与所述多个像素间隔开并且被布置为引导由所述多个像素发射的光。

19、根据本发明的实施例，移动装置包括：相机；闪光照明系统，其包括：多个像素，所述多个像素具有通过像素光限制结构彼此横向分离的相邻像素；无机衬底，所述无机衬底具有附接到所述多个像素的顶部再分布层；和至少一个硅通孔，所述至少一个硅通孔包含电导体并且被限定为穿过所述无机衬底以支持与所述顶部再分布层的电耦合，所述顶部再分布层设置在所述至少一个硅通孔和所述多个像素之间；透镜，所述透镜与所述多个像素间隔开并且被布置为将由所述多个像素发射的光引导到所述相机的视场中。

技术特征：

1.一种用于光发射器像素阵列的封装结构，包括：

2.根据权利要求1所述的用于光发射器像素阵列的封装结构，其中所述顶部再分布层使用铜柱附接到每一像素。

3.根据权利要求1所述的用于光发射器像素阵列的封装结构，其中所述顶部再分布层与所述铜柱直接接触，且每一像素与将其附接到所述铜柱的焊料材料直接接触。

4.根据权利要求1所述的用于光发射器像素阵列的封装结构，其中所述无机衬底进一步包括底部再分布层，该底部再分布层直接接触包含电导体的所述至少一个硅通孔。

5.根据权利要求1所述的用于光发射器像素阵列的封装结构，其中当直接接触所述顶部再分布层时，所述至少一个硅通孔位于所述顶部再分布层与所述底部再分布层之间。

6.根据权利要求1所述的用于光发射器像素阵列的封装结构，其中所述光限制结构进一步包含至少部分地由反射性侧涂层围绕的磷光体材料。

7.根据权利要求1所述的用于光发射器像素阵列的封装结构，其中所述光限制结构进一步包括与磷光体材料对准的漫射层。

8.根据权利要求1所述的用于光发射器像素阵列的封装结构，其中所述封装结构的总z高度小于300微米。

9.根据权利要求1所述的用于光发射器像素阵列的封装结构，其中所述多个像素包括至少九个像素。

10.根据权利要求1所述的用于光发射器像素阵列的封装结构，其中所述多个像素由分段的gan层形成。

11.根据权利要求1所述的用于光发射器像素阵列的封装结构，其中所述多个像素由分段的gan层形成，其中像素由填充沟槽分开。

12.根据权利要求1所述的用于光发射器像素阵列的封装结构，还包括附接到所述无机衬底的所述底部再分布层的cmos管芯。

13.根据权利要求1所述的用于光发射器像素阵列的封装结构，还包括在分段的gan层和所述无机衬底之间的底部填充物。

14.根据权利要求1所述的用于光发射器像素阵列的封装结构，还包括形成在所述无机衬底上的电路。

15.根据权利要求1所述的用于光发射器像素阵列的封装结构，还包括附接到所述无机衬底的至少一个传感器。

16.根据权利要求1所述的用于光发射器像素阵列的封装结构，还包括附接到所述无机衬底的至少一个温度传感器。

17.根据权利要求1所述的用于光发射器像素阵列的封装结构，其中由所述像素光限制结构将相邻像素以小于30微米的距离分开。

18.根据权利要求1所述的用于光发射器像素阵列的封装结构，其中所述像素光限制结构通过硅树脂或环氧树脂与所述顶部再分布层间隔开。

19.一种自适应照明系统，包括：

20.一种移动装置，包括：

技术总结
一种用于光发射器像素阵列的封装结构包括多个像素，其中至少一些像素利用像素光限制结构彼此横向分离。具有顶部再分布层的无机衬底附接到所述多个像素，且包含电导体的至少一个硅通孔被界定成穿过所述无机衬底且支持与所述顶部再分布层的电耦合。

技术研发人员：T·Y·轩,E·杨,清水健太郎,G·巴辛,E·多纳,B·J·莫兰
受保护的技术使用者：亮锐有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12