CN106252471B - 一种多i/o倒装led芯片阵列凸点封装结构及其封装方法 - Google Patents
一种多i/o倒装led芯片阵列凸点封装结构及其封装方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106252471B CN106252471B CN201610769024.2A CN201610769024A CN106252471B CN 106252471 B CN106252471 B CN 106252471B CN 201610769024 A CN201610769024 A CN 201610769024A CN 106252471 B CN106252471 B CN 106252471B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- array
- flip led
- electrode
- led chips
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims abstract description 92
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 49
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 24
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 24
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 17
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 6
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 240000006409 Acacia auriculiformis Species 0.000 claims description 3
- -1 bismuthino Chemical group 0.000 claims description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 abstract description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 73
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 238000003491 array Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 3
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 3
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- 241000218202 Coptis Species 0.000 description 2
- 235000002991 Coptis groenlandica Nutrition 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 2
- 150000002736 metal compounds Chemical group 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 241000227272 Agarista populifolia Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241000500881 Lepisma Species 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JVPLOXQKFGYFMN-UHFFFAOYSA-N gold tin Chemical compound [Sn].[Au] JVPLOXQKFGYFMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012536 packaging technology Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
- H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/11—Manufacturing methods
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0008—Processes
- H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0008—Processes
- H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
- H01L2933/0066—Processes relating to semiconductor body packages relating to arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
本发明的目的是提供一种多I/O倒装LED芯片阵列凸点封装结构，包括倒装LED芯片的电极的阵列凸点，电极的阵列凸点最小单元为2Pin×2Pin阵列，成四角或三角形分布。阵列凸点包括铺设于芯片功能层表面的钝化层、覆盖电极窗口并嵌入电极窗口内和铺设于芯片功能层上的金属化层、铺设于芯片表面钝化层上并包围金属化层形成预留有阻焊窗口的阻焊层图形、于阻焊窗口内填充嵌有高于阻焊窗口的阵列焊料凸点。该封装结构保证回流过程中形成一个稳定的平面结构，保证P/N结的均匀馈电、减少连接缺陷、降低接触电阻和热阻，提升了工艺稳定性和封装良品率，可实现多芯片、多组合的程序化驱动控制和多样化阵列芯片产品，后续封装工艺更简单、效率更高、成本更低。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED封装结构及其封装方法，尤其是一种多I/O倒装LED阵列凸点封装结构及其封装方法。
背景技术
由于照明用LED电流密度及功率密度不断增加，传统的正装封装方式高热阻、电极电流分布不均匀、引线键合封装效率低等问题逐渐成为大功率LED发展和普及推广的瓶颈。随着倒装焊技术的推出，LED 芯片与线路板的连接可以省去了金线键合而采用焊料或导电胶封装，被称为“无金线封装”，也叫做“免封装”。中国发明专利CN1787242中公开了一种倒装LED芯片的封装方法，利用厚Cu及Au凸点把倒装焊芯片与Al印刷电路板直接焊接键合，这种双凸点结构的倒装LED共面性差，影响了键合的稳定性和键合质量；Cu作为凸点无法抵挡无铅锡基焊料（高锡焊料）的浸蚀，连接可靠性大幅度降低；采用纯金作为凸点材料，使得凸点制备成本明显升高。近年来，工业界普遍采用Au80Sn20的共晶金基焊料代替纯Au作为倒装封装的连接材料。但金锡合金共晶熔点高，不适用于塑封结构；必须采用热压焊接而不能采用普通的回流焊，从而导致封装工艺复杂，封装成本仍然很高。此外，传统的LED芯片只有一个P-N结和两个电极，使得单颗LED芯片上不能仅仅植入两个焊料凸点而失去固晶的共面稳定性，也不能实现多个P-N结的多I/O LED芯片阵列。
随着LED器件功率的不断增加，多芯片、多管脚的LED集成电路发光器件已经成为新一代LED器件的发展方向，其最佳的结构形式就是多I/O阵列形式的倒装LED芯片集成，并有望成为今后LED照明组件的基本发光器件。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中已有大功率LED及倒装LED中存在的缺点和不足，提供一种多I/O倒装LED阵列凸点封装结构，该多I/O倒装LED阵列凸点封装结构能实现倒装LED的大规模制造，将LED单芯片的倒装电极分解成LED芯片阵列凸点结构，最小单元为2Pin×2Pin阵列，有利于保证回流过程中形成一个稳定的平面结构，进一步降低贴装对准难度；将大的电极分割为小的多I/O阵列结构，可实现多芯片、多组合的程序化驱动控制，同时保证P/N结的均匀馈电、减少连接缺陷、降低接触电阻和热阻；提升了工艺稳定性和封装良品率，可实现多芯片、多组合的程序化驱动控制和多样化阵列芯片产品，后续封装工艺更简单、效率更高、成本更低，更适用于大规模工业生产。
本发明解决其技术问题所采用技术方案为：一种多I/O倒装LED芯片阵列凸点封装结构，单颗倒装LED芯片的电极为阵列凸点；所述的阵列凸点包括铺设于芯片功能层表面的钝化层、覆盖电极窗口并嵌入电极窗口内和铺设于芯片功能层上的金属化层、铺设于芯片表面金属化层上并包围金属化层形成预留有阻焊窗口的阻焊层图形、于阻焊窗口内填充嵌有高于阻焊窗口的阵列焊料凸点，金属化层位于阵列焊料凸点的下方。本发明采用蒸镀、电镀和化学镀方法制作三层以上的金属化层，并对金属化层的各层材料进行优化组合，进一步简化制备工艺、降低制备成本，提高焊盘耐受焊料或焊膏的溶（熔）蚀。金属化层能与阵列焊料凸点形成良好的冶金结合，扩散阻挡层能有效的防止多次回流及高温时效下焊料溶（熔）蚀。在金属化层上设置了阻焊窗口，该阻焊窗口可以在不减小电极面积的情况下约束阵列焊料凸点回流的区域，阻焊窗口能够约束阵列焊料凸点的形成，防止阵列焊料凸点回流时焊料外溢形成缺陷。阻焊窗口还能保证阵列焊料凸点在回流过程中形成较规则的、高度统一的半球形或椭球形，使得阵列焊料凸点的使用更加精确可控，有效阵列阻止焊料凸点的爬壁，避免因阵列焊料凸点的爬壁而导致的功能层失效或者漏电，提升了工艺稳定性和封装的良品率。
此方式是把单个LED倒装芯片的倒装电极分解成LED倒装芯片阵列（多个电极）凸点结构，该倒装LED芯片的电极的阵列凸点最小单元为2Pin×2Pin阵列；具有一个PN结的倒装LED芯片的P电极分割为2个阵列凸点， N电极分割为2个阵列凸点，构成一个含有4个阵列凸点的阵列结构。或者是，具有一个PN结的倒装LED芯片的一个电极分割为2个阵列凸点，另一个电极不分割形成1个阵列凸点，构成含有3个阵列凸点的阵列结构。该2Pin×2Pin阵列的LED倒装芯片是单个P/N结构成的一颗LED芯片，其P电极做成两个或多个并联（或串联）的阵列凸点，N电极也做成两个或多个并联（或串联）的阵列凸点。
又或者是，于具有二个PN结的倒装LED芯片的2个P电极和2个N电极上均种植4个阵列焊料凸点构成4个I/O倒装LED芯片阵列凸点封装结构。 该阵列凸点于倒装LED芯片表面成四角或三角形分布。该2Pin×2Pin阵列的LED倒装芯片是两个独立的P/N结，四个电极分别植入阵列凸点构成2个分立的发光二极管，即每个P(或N)电极做成两个或多个并联（或串联）的阵列凸点；同理，该2Pin×2Pin阵列的倒装LED芯片也可以是三个或更多个独立的P/N结，每个P(或N)电极做成三个或多个并联（或串联）的阵列凸点构成三个或多个分立的发光二极管。
进一步的，所述的金属化层由Cr/Al/Ti/Pt（Au）或Ni/Al/Ti/Pt（Au）或Ni/Ag/Ti/Pt（Au）组成多层金属复合结构；所述的金属化层表面还设有位于阻焊窗口底部的扩散阻挡层，扩散阻挡层由Ni（P）金属结构组成,扩散阻挡层的尺寸大于倒装LED芯片的电极尺寸。
进一步的，所述的阻焊窗口呈圆形或椭圆形，阻焊层图形的尺寸小于扩散阻挡层尺寸。在扩散阻挡层上印刷阻焊层图形。阻焊窗口呈圆形、椭圆形等，覆盖于扩散阻挡层表面边缘，阻焊窗口的中心部分露出阵列焊料凸点植入的焊盘位置。
进一步的，所述的阵列焊料凸点为含铅焊料或无铅锡基焊料或锡基焊料或铟基焊料或鉍基或金基焊料的任一种；所述的阵列焊料凸点呈圆球形或方形或椭圆球形。无铅锡基焊料如采用SAC305或SAC105，SAC0307等。该阵列凸点具有制备工艺简单、制备效率高、凸点一致性好的优点；本发明的焊料凸点的材质选用，其成本远低于Au80Sn20的焊料凸点材质。
另外，本发明还涉及一种多I/O倒装LED芯片阵列凸点封装结构的封装方法，该封装方法的步骤为：
（1）在电极窗口表面采用蒸镀、电镀和化学镀的方法形成多层金属层结构的金属化层，然后在金属化层表面覆盖扩散阻挡层；
（2）再在扩散阻挡层表面外缘四周印刷制作阻焊层图形并形成阻焊窗口，阻焊窗口约束阵列焊料凸点的形成，防止阵列焊料凸点回流时焊料外溢形成缺陷；
（3）采用电喷印或印刷焊膏回流或激光焊球植入或电镀阵列焊料凸点的形成方法在阻焊窗口上形成阵列焊料凸点。
进一步的，该封装方法中的步骤（1）中的扩散阻挡层覆盖于金属化层表面上采用两种方式；当封装倒装LED芯片为小电流和小功率时，扩散阻挡层采用溅射或真空蒸镀方式设于金属化层上；当封装倒装LED芯片为大电流和大功率时，扩散阻挡层采用电镀或化学镀增厚的方式设于金属化层上。
另外，电极窗口的形成方式为：于芯片功能层及蓝宝石衬底顶面上采用蒸镀、电镀和化学镀的方法设置芯片表面钝化层，对应倒装LED芯片的电极位置不设置芯片表面钝化层形成电极窗口。
本发明的多I/O倒装LED阵列凸点封装结构的封装方式可以在后续的封装流程上根据所需的产品规格灵活的设计切割尺寸，而且还可以选择直接进行晶圆级封装（CSP），可以在倒装LED芯片上按需求裁切后直接进行荧光粉涂覆、阵列焊料凸点喷印及回流等工序。与传统热压工艺相比、该倒装LED芯片后续封装工艺更简单、效率更高、成本更低，更适用于大规模工业生产。
本发明的有益效果为：本发明的多I/O倒装LED阵列凸点封装结构能实现倒装LED的大规模制造，将LED单芯片的倒装电极分解成LED芯片阵列凸点结构，最小单元为2Pin×2Pin阵列，有利于保证回流过程中形成一个稳定的平面结构，进一步降低贴装对准难度；将大的电极分割为小的多I/O阵列结构，可实现多芯片、多组合的程序化驱动控制，同时保证P/N结的均匀馈电、减少连接缺陷、降低接触电阻和热阻；大规模倒装多I/O阵列凸点结构，有利于提升了工艺稳定性和封装良品率，后续封装工艺更简单、效率更高、成本更低，更适用于大规模工业生产。
附图说明
下面结合附图，并通过参考下面的详细描述，将更容易理解本发明并了解其优点和特征，附图用于说明本发明，而非限制本发明；表示结构的附图可能并非按比例绘制；并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号：
图1为本发明中的倒装LED芯片阵列的阵列凸点的封装结构剖面图；
图2为本发明实施例1的一种多I/O倒装LED阵列凸点封装结构的示意图；
图3为本发明实施例1的一种多I/O倒装LED阵列凸点封装结构的剖面图；
图4为本发明实施例2的一种多I/O倒装LED阵列凸点封装结构的示意图；
图5为本发明实施例3的一种多I/O倒装LED阵列凸点封装结构的示意图。
具体实施方式
图1是倒装LED芯片的阵列凸点封装结构剖面图，构成阵列的各个部分如图所示，包括芯片功能层及蓝宝石衬底1，铺设于倒装LED芯片功能层表面的钝化层2，覆盖电极窗口并嵌入电极窗口内和铺设于芯片功能层上的金属化层3、铺设于芯片表面钝化层上并包围金属化层形成预留有阻焊窗口的阻焊层图形4、于阻焊窗口内填充嵌有高于阻焊窗口的阵列焊料凸点5。本发明采用蒸镀、电镀和化学镀方法制作三层以上的金属化层，并对金属化层的各层材料进行优化组合，进一步简化制备工艺、降低制备成本，提高焊盘耐受焊料或焊膏的溶（熔）蚀。金属化层能与阵列焊料凸点形成良好的冶金结合，扩散阻挡层能有效的防止多次回流及高温时效下焊料溶（熔）蚀。在金属化层上设置了阻焊窗口，该阻焊窗口可以在不减小电极面积的情况下约束阵列焊料凸点回流的区域，阻焊窗口能够约束阵列焊料凸点的形成，防止阵列焊料凸点回流时焊料外溢形成缺陷。阻焊窗口还能保证阵列焊料凸点在回流过程中形成较规则的、高度统一的半球形或椭球形，使得阵列焊料凸点的使用更加精确可控，有效阵列阻止焊料凸点的爬壁，避免因阵列焊料凸点的爬壁而导致的功能层失效或者漏电，提升了工艺稳定性和封装的良品率。
该金属化层表面还设有位于阻焊窗口底部的扩散阻挡层。
该阵列凸点组成的单元为2Pin，该金属化层由Cr/Al/Ti/Pt（Au）或Ni/Al/Ti/Pt（Au）或Ni/Ag/Ti/Pt（Au）组成多层金属复合结构，扩散阻挡层由Ni（P）金属结构组成，扩散阻挡层的尺寸大于倒装LED芯片基材的电极尺寸。
该阻焊窗口呈圆形或椭圆形，阻焊层尺寸小于扩散阻挡层尺寸。在扩散阻挡层上印刷阻焊层图形。阻焊窗口呈圆形、椭圆形等，覆盖于扩散阻挡层表面边缘，阻焊窗口的中心部分露出焊料凸点植入的焊盘位置。该阵列焊料凸点呈圆球形。
该阵列焊料凸点为含铅焊料或无铅锡基焊料或锡基焊料或铟基焊料或鉍基焊料的任一种。无铅锡基焊料如采用SAC305或SAC105，SAC0307等。该阵列凸点具有制备工艺简单、制备效率高、凸点一致性好的优点；本发明的阵列焊料凸点的材质选用，其成本远低于Au80Sn20的焊料凸点材质。
另外，本实施例还涉及一种多I/O倒装LED芯片阵列凸点封装结构的封装方法，该封装方法的步骤为：
（1）在电极窗口表面采用蒸镀、电镀和化学镀的方法形成多层金属层结构的金属化层，然后在金属化层表面覆盖扩散阻挡层；
（2）再在扩散阻挡层表面外缘四周印刷制作阻焊层图形并形成阻焊窗口，阻焊窗口约束阵列焊料凸点的形成，防止阵列焊料凸点回流时焊料外溢形成缺陷；
（3）采用电喷印或印刷焊膏回流或激光焊球植入或电镀阵列焊料凸点的形成方法在阻焊窗口上形成阵列焊料凸点。
实施例1
本实施例1是在图1的基础上进行改造的，不同点在于，本实施例1是采用单位为2Pin×2Pin的倒装LED芯片阵列凸点封装结构。具体如下：
如图2和图3所示，本实施例1中，倒装LED芯片阵列凸点封装结构一侧的2Pin是倒装LED芯片的P电极，另一侧的2Pin是倒装LED芯片的N电极，构成1个分立的发光二极管，将P电极分割为2个阵列凸点，而N电极分割为2个阵列凸点构成一个4个阵列凸点的阵列结构；或者只把倒装LED芯片的一个电极分割为2个阵列凸点，另一个电极不分割保留1个阵列凸点，构成含有3个阵列凸点的阵列结构。
如图2和图3所示，本实施例1中，倒装LED芯片阵列凸点封装结构也可是一侧的2Pin是倒装LED芯片的P电极，另一侧的2Pin是倒装LED芯片的N电极，构成2个分立的发光二极管，上面种植4个阵列焊料凸点构成多I/O倒装LED芯片阵列凸点封装结构。图2和图3中的1是芯片功能层及蓝宝石衬底，2是芯片表面钝化层，3是金属化层，4是阻焊层图形， 5是阵列焊料凸点。
实施例2
本实施例2是在实施例1的基础上进行改造的，不同点在于，本实施例2是采用单位为2Pin×4Pin的倒装LED芯片阵列凸点封装结构。具体如下：
如图4所示，倒装LED芯片阵列凸点封装结构采用单位为2Pin×4Pin（2个最小单元）。同一颗倒装LED芯片上（2个PN结）形成如实施例1所述的6个或8个阵列焊料凸点的阵列凸点结构；或者一个PN结均匀分布如实施例1所述的4个阵列焊料凸点，另外一个PN结分布如实施例1所述的3个阵列焊料凸点，同一颗LED芯片上（2个PN结）合并形成7个阵列焊料凸点的阵列凸点结构。
实施例3
本实施例3是在实施例1和2的基础上进行改造的，不同点在于：如图5所示，该实施例4为大规模多I/O倒装LED阵列凸点封装结构（多个最小单元），在整个晶圆上可制作成周期性重复的结构（最小单元为2Pin×2Pin），所有阵列焊料凸点（最小单元为4个阵列焊料凸点）大小一致均匀分布在金属化层上；或者一个最小单元上的N（或p）电极为1个大的阵列焊料凸点，P（或N）电极为2个小的阵列焊料凸点，所有阵列焊料凸点（最小单元为3个阵列焊料凸点）分布在金属化层上；或者是上述两种最小单元的任意组合。然后根据需要的阵列大小进行选择性切割和劈裂，形成所需大小的阵列结构。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种多I/O倒装LED芯片阵列凸点封装结构，其特征在于，单颗倒装LED芯片的电极为阵列凸点；所述的阵列凸点包括铺设于芯片功能层表面的钝化层、覆盖电极窗口并嵌入电极窗口内和铺设于芯片功能层上的金属化层、铺设于金属化层上并包围金属化层形成预留有阻焊窗口的阻焊层图形、于阻焊窗口内填充嵌有高于阻焊窗口的阵列焊料凸点，金属化层位于阵列焊料凸点的下方。
2.根据权利要求1所述的多I/O倒装LED芯片阵列凸点封装结构，其特征在于，倒装LED芯片的电极的阵列凸点最小单元为2Pin×2Pin阵列；具有一个PN结的倒装LED芯片的P电极分割为2个阵列凸点， N电极分割为2个阵列凸点，构成一个含有4个阵列凸点的阵列结构。
3.根据权利要求1所述的多I/O倒装LED芯片阵列凸点封装结构，其特征在于，倒装LED芯片的电极的阵列凸点最小单元为2Pin×2Pin阵列；具有一个PN结的倒装LED芯片的一个电极分割为2个阵列凸点，另一个电极不分割形成1个阵列凸点，构成含有3个阵列凸点的阵列结构。
4.根据权利要求1所述的多I/O倒装LED芯片阵列凸点封装结构，其特征在于，倒装LED芯片的电极的阵列凸点最小单元为2Pin×2Pin阵列；于具有二个PN结的倒装LED芯片的2个P电极和2个N电极上均种植4个阵列焊料凸点构成4个I/O倒装LED芯片阵列凸点封装结构。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种多I/O倒装LED芯片阵列凸点封装结构，其特征在于，所述的阵列凸点于倒装LED芯片表面成四角或三角形分布。
6.根据权利要求5所述的一种多I/O倒装LED芯片阵列凸点封装结构，其特征在于，所述的阻焊窗口呈圆形或椭圆形，阻焊层图形的尺寸小于扩散阻挡层尺寸。
7.根据权利要求6所述的一种多I/O倒装LED芯片阵列凸点封装结构，其特征在于，所述的阵列焊料凸点为含铅焊料或无铅锡基焊料或锡基焊料或铟基焊料或鉍基或金基焊料的任一种；所述的阵列焊料凸点呈圆球形或方形或椭圆球形。
8.根据权利要求1所述的封装结构的封装方法，其特征在于，该封装方法的步骤为：
（1）在电极窗口表面采用蒸镀、电镀和化学镀的方法形成多层金属层结构的金属化层，然后在金属化层表面覆盖扩散阻挡层；
（2）再在扩散阻挡层表面外缘四周印刷制作阻焊层图形并形成阻焊窗口，阻焊窗口约束阵列焊料凸点的形成，防止阵列焊料凸点回流时焊料外溢形成缺陷；
（3）采用电喷印或印刷焊膏回流或激光焊球植入或电镀阵列焊料凸点的形成方法在阻焊窗口上形成阵列焊料凸点。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610769024.2A CN106252471B (zh) | 2016-08-31 | 2016-08-31 | 一种多i/o倒装led芯片阵列凸点封装结构及其封装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610769024.2A CN106252471B (zh) | 2016-08-31 | 2016-08-31 | 一种多i/o倒装led芯片阵列凸点封装结构及其封装方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106252471A CN106252471A (zh) | 2016-12-21 |
| CN106252471B true CN106252471B (zh) | 2019-09-06 |
Family
ID=58080500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610769024.2A Active CN106252471B (zh) | 2016-08-31 | 2016-08-31 | 一种多i/o倒装led芯片阵列凸点封装结构及其封装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106252471B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108365357B (zh) * | 2018-01-30 | 2019-11-26 | 番禺得意精密电子工业有限公司 | 端子及具有该端子的电连接器 |
| CN108493150A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-09-04 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 一种半导体金属化层阻焊的方法 |
| CN112968109A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-06-15 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 一种驱动背板及其制作方法 |
| CN114093988A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-25 | 聚灿光电科技（宿迁）有限公司 | 一种倒装Mini LED芯片及其制造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102610599A (zh) * | 2011-01-20 | 2012-07-25 | 三星Led株式会社 | 发光器件封装件及其制造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100416811C (zh) * | 2005-10-24 | 2008-09-03 | 南茂科技股份有限公司 | 光电芯片封装构造、制造方法及其芯片承载件 |
| EP2701189B1 (en) * | 2012-08-24 | 2016-01-20 | Imec | Substrate, fabrication method of such a substrate, method of self-assembly of such substrates and device obtained thereof |
| CN206236700U (zh) * | 2016-08-31 | 2017-06-09 | 吴懿平 | 一种多i/o倒装led芯片阵列凸点封装结构 |
-
2016
- 2016-08-31 CN CN201610769024.2A patent/CN106252471B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102610599A (zh) * | 2011-01-20 | 2012-07-25 | 三星Led株式会社 | 发光器件封装件及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106252471A (zh) | 2016-12-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106252471B (zh) | 一种多i/o倒装led芯片阵列凸点封装结构及其封装方法 | |
| CN101350381B (zh) | 凸点发光二极管及其制造方法 | |
| CN101154656B (zh) | 多芯片发光二极管模组结构及其制造方法 | |
| JP5112049B2 (ja) | サブマウントを置かないフリップチップ発光ダイオード素子 | |
| CN102194971B (zh) | 发光装置封装元件及其制造方法 | |
| TWI427815B (zh) | 半導體發光裝置的互連 | |
| US6876008B2 (en) | Mount for semiconductor light emitting device | |
| US7691681B2 (en) | Chip scale package having flip chip interconnect on die paddle | |
| US9660161B2 (en) | Light emitting diode (LED) components including contact expansion frame | |
| CN102130101B (zh) | 围绕凸块形成区形成具有多层ubm的凸块结构的半导体器件和方法 | |
| CN103647012B (zh) | 一种用于led的晶圆级封装的芯片转移方法 | |
| EP3084849B1 (en) | Reflective solder mask layer for led package and method of fabricating a light emitting structure | |
| CN101567411A (zh) | 发光二极管倒装焊集成封装结构及制作方法 | |
| JP2001217467A (ja) | 高効率白色発光ダイオード | |
| CN107808918A (zh) | 发光装置以及其制造方法 | |
| JP2019016794A (ja) | 支持体に構成素子を実装する方法、支持体に構成素子を実装するための顔料および顔料の製造方法 | |
| KR102601553B1 (ko) | 반도체 발광 소자 | |
| JP2011181576A (ja) | 半導体発光素子及びそれを用いた半導体発光装置 | |
| TWI230425B (en) | Bumping process for light emitting diode | |
| JP3685633B2 (ja) | チップ型発光素子およびその製造方法 | |
| CN101154697B (zh) | 发光二极管芯片及其制造方法 | |
| JP2005123657A (ja) | チップ型発光素子およびその製造方法 | |
| CN206236700U (zh) | 一种多i/o倒装led芯片阵列凸点封装结构 | |
| JP2012165016A (ja) | 発光装置 | |
| CN109473519A (zh) | 倒装led结构及其制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20171214 Address after: 519000 A911, block A, Pioneer Building, Tsinghua Science and Technology Park (Zhuhai), No. 101 University Road, Tang Wan Town, Zhuhai hi tech Development Zone, Guangdong, China Applicant after: Zhuhai one core semiconductor technology Co., Ltd. Address before: 430000 Shandong three, Hongshan District, Wuhan City, Hubei Province, No. 18-201 Applicant before: Wu Yiping |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |