帶有靜電保護功能的倒裝led模組封裝結構及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了帶有靜電保護功能的倒裝LED模組封裝結構及其制造方法，該結構中，第一接口端與第三接口端電連接，第二接口端與第四接口端電連接，鈦層位于第一接口端與第二接口端之間，鈦層與第一接口端接觸，鈦層、氧化鋅層和金層從下到上依次層疊，線路延伸層包括第一線路延伸層和向下延伸的第二線路延伸層，第一線路延伸層在金層上，第一線路延伸層通過第二線路延伸層與第二接口端連接，第二線路延伸層、鈦層、氧化鋅層和金層之間形成介質層填充位，介質層填充在介質層填充位內，第三接口端與第四接口端分別用于連接LED的正極和負極。本發(fā)明在實現(xiàn)對于LED芯片ESD保護的同時也能夠提高散熱性能。
【專利說明】
帶有靜電保護功能的倒裝LED模組封裝結構及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及帶有靜電保護功能的倒裝LED模組封裝結構及其制造方法。
【【背景技術】】
[0002]目前通行的LED靜電保護方法主要有三種，第一種，通過改變芯片結構，在芯片內部形成一個與LED的PN結反向并聯(lián)的肖特基結;第二種，在芯片外部與其反向并聯(lián)一個齊納二極管;第三種，是在倒裝芯片的次級基板中通過熱擴散的方式，在基板內部形成齊納二極管對，再通過倒裝焊工藝與芯片形成并聯(lián)。
[0003]綜上所述的三種方法各自存在著一些可靠性和制作工藝方面的問題是:
[0004]第一種方法:該種方法通過在芯片內部制作氮化鎵基的肖特基二極管確實能夠很大程度上提高LED芯片耐靜電的能力，但是該方法工藝難度較大，其制作SBD(肖特基二極管)之后會降低整個芯片的發(fā)光效率，且使得芯片局部熱阻升高；
[0005]第二種方法:這種發(fā)法在工藝上簡單易行，但是會增加整個模組的面積，并且一旦引線斷裂，即無法對LED芯片進行保護；
[0006]第三種方法:由于倒裝芯片的引入，不需要使用引線，也無需改變LED芯片結構，但是需要在硅次級基板內部制做硅齊納二極管對，這樣在LED的縱向散熱通道上至少增加了兩個熱阻層，即焊料層和硅次級基板層，使得LED模組的整體熱阻增加。
【
【發(fā)明內容】
】
[0007]為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種帶有靜電保護功能的倒裝LED模組封裝結構，在實現(xiàn)對LED芯片ESD保護的同時也能夠提高散熱性能。
[0008]—種帶有靜電保護功能的倒裝LED模組封裝結構，包括基板以及基板上的線路層，還包括鈦層、氧化鋅層、金層、介質層和線路延伸層，所述線路層包括第一接口端、第二接口端、第三接口端和第四接口端，所述第一接口端與所述第三接口端電連接，所述第二接口端與所述第四接口端電連接，所述鈦層位于所述第一接口端與第二接口端之間，所述鈦層與所述第一接口端接觸，所述鈦層、氧化鋅層和金層從下到上依次層疊，所述線路延伸層包括第一線路延伸層和向下延伸的第二線路延伸層，所述第一線路延伸層在所述金層上，所述第一線路延伸層通過第二線路延伸層與第二接口端連接，所述第二線路延伸層、鈦層、氧化鋅層和金層之間形成介質層填充位，所述介質層填充在所述介質層填充位內，所述第三接口端與第四接口端分別用于連接LED的正極和負極。
[0009]在一個實施例中，
[0010]所述基板為氮化鋁陶瓷基板。
[0011]在一個實施例中，
[0012]所述介質為二氧化硅。
[0013]在一個實施例中，
[0014]所述線路層和線路延伸層采用銅材料。
[0015]本發(fā)明還提供了一種所述的帶有靜電保護功能的倒裝LED模組封裝結構的制造方法，包括如下步驟:
[0016]S1、在所述基板上制造所述線路層；
[0017]S2、在所述基板上、且位于所述第一接口端與第二接口端之間，沉積所述鈦層；
[0018]S3、在所述鈦層上依次沉積所述氧化鋅層和金層；
[0019]S4、在所述鈦層與所述第二接口端之間沉積介質層，所述鈦層、氧化鋅層和金層的厚度和與所述介質層的厚度相同；
[0020]S5、在所述金層和介質層上沉積線路延伸層，所述線路延伸層向下沿著與所述第二接口端連接。
[0021]在一個實施例中，
[0022]所述基板為氮化鋁陶瓷基板。
[0023]在一個實施例中，
[0024]所述介質層為二氧化硅。
[0025]在一個實施例中，
[0026]所述線路層和線路延伸層采用銅材料。
[0027]在一個實施例中，
[0028]采用電子束蒸發(fā)沉積所述鈦層和金層。
[0029]在一個實施例中，
[0030]采用化學氣相沉積沉積所述氧化鋅層。
[0031]氧化鋅和氮化鎵有著幾乎相同的禁帶寬度，以它為基礎制作的肖特基二極管和現(xiàn)有技術方法一中的氮化鎵基肖特基二極管有著類似的性質，但是制作工藝更加簡便，且不需要對LED芯片的結構做出任何的改變。
[0032]采用覆銅氮化鋁陶瓷基板，在兩路銅線上分別制作SBD和倒裝LED芯片，這種方式類似于如現(xiàn)有技術方法一中的將SBD和LED反向并聯(lián)，或者方法二中的將齊納二極管對與LED芯片通過引線并聯(lián)，由于覆銅基板的引入，使得打線這一工藝得以省略。
[0033]最后，由于倒裝技術的應用，使得LED芯片直接倒裝在覆銅基板上，也使得現(xiàn)有技術方法三中的硅次級基板得以省略。
[0034]綜上所述，本發(fā)明在實現(xiàn)對于LED芯片ESD保護的同時，由于減少了熱阻層和引入了高散熱性能的氮化鋁陶瓷基板，使得LED模組的散熱大為提高。
【【附圖說明】】
[0035]圖1是本發(fā)明一種實施例的帶有靜電保護功能的倒裝LED模組封裝結構的覆銅線路基板的制造過程不意圖
[0036]圖2是本發(fā)明一種實施例的帶有靜電保護功能的倒裝LED模組封裝結構的SBD(肖特基二極管)制造過程示意圖
[0037]圖3是本發(fā)明一種實施例的帶有靜電保護功能的倒裝LED模組封裝結構的LED芯片倒裝焊示意圖
【【具體實施方式】】
[0038]以下對發(fā)明的較佳實施例作進一步詳細說明。
[0039]如圖1至3所示，一種實施例的帶有靜電保護功能的倒裝LED模組封裝結構，包括基板1、基板I上的線路層2、鈦層3、氧化鋅層4、金層5、介質層7和線路延伸層6，所述線路層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與所述第三接口端23電連接，所述第二接口端22與所述第四接口端24電連接，所述鈦層3位于所述第一接口端21與第二接口端22之間，所述鈦層3與所述第一接口端21接觸，所述鈦層3、氧化鋅層4和金層5從下到上依次層疊，所述線路延伸層6包括第一線路延伸層61和向下延伸的第二線路延伸層62，所述第一線路延伸層61在所述金層5上，所述第一線路延伸層61通過第二線路延伸層62與第二接口端22連接，所述第二線路延伸層62、鈦層3、氧化鋅層4和金層5之間形成介質層填充位71，所述介質層7填充在所述介質層填充位71內，其厚度與鈦層3、氧化鋅層4和金層5之和相同，所述第三接口端23與第四接口端24分別用于連接LED 9的正極和負極。
[0040]鈦層3、氧化鋅層4和金層5形成一個SBD，與LED構成反向并聯(lián)，對LED起到靜電保護的作用。采用此種帶有靜電保護的倒裝LED封裝結構，不需要焊接引線，省略了打線工藝，減少了兩個熱阻層，也避免了芯片結構的改變。
[0041]所述基板I可以采用氮化鋁陶瓷基板，所述介質層7可以采用二氧化硅。
[0042]所述線路層和線路延伸層采用銅材料。
[0043]本發(fā)明還提供了一種帶有靜電保護功能的倒裝LED模組封裝結構的制造方法，包括如下步驟:
[0044]S1、在所述基板I上制造所述線路層2。
[0045]如圖1所示，在更加具體的實施例中，在氮化鋁陶瓷基板I上依次進行磁控濺射鍍銅、光刻膠的旋涂、光刻膠的曝光顯影圖案化、化學刻蝕銅線路、去除殘余光刻膠等工藝，從而在所述基板I上制造所述線路層2。
[0046]S2、在所述基板I上、且位于所述第一接口端21與第二接口端22之間，沉積所述鈦層3。在一個實施例中，可以采用電子束蒸發(fā)沉積所述鈦層。
[0047]S3、在所述鈦層3上依次沉積所述氧化鋅層和金層。在一個實施例中，可以采用化學氣相沉積沉積所述氧化鋅層，采用電子束蒸發(fā)沉積所述金層。
[0048]S4、在所述鈦層3與所述第二接口端22之間沉積介質層7，所述鈦層3、氧化鋅層4和金層5的厚度和與所述介質層7的厚度相同。這樣，可以防止鈦層3與金層5和第二接口端22兩者中任意一者電連接而造成的短路。
[0049]S5、在所述金層和介質層上沉積線路延伸層，所述線路延伸層向下沿著與所述第二接口端連接。
[0050]通過上述步驟，即獲得了帶有靜電保護功能的倒裝LED模組封裝結構的制造方法。
[0051]以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明由所提交的權利要求書確定的專利保護范圍。
【主權項】
1.一種帶有靜電保護功能的倒裝LED模組封裝結構，包括基板以及基板上的線路層，其特征是，還包括鈦層、氧化鋅層、金層、介質層和線路延伸層，所述線路層包括第一接口端、第二接口端、第三接口端和第四接口端，所述第一接口端與所述第三接口端電連接，所述第二接口端與所述第四接口端電連接，所述鈦層位于所述第一接口端與第二接口端之間，所述鈦層與所述第一接口端接觸，所述鈦層、氧化鋅層和金層從下到上依次層疊，所述線路延伸層包括第一線路延伸層和向下延伸的第二線路延伸層，所述第一線路延伸層在所述金層上，所述第一線路延伸層通過第二線路延伸層與第二接口端連接，所述第二線路延伸層、鈦層、氧化鋅層和金層之間形成介質層填充位，所述介質層填充在所述介質層填充位內，所述第三接口端與第四接口端分別用于連接LED的正極和負極。2.如權利要求1所述的帶有靜電保護功能的倒裝LED模組封裝結構，其特征是: 所述基板為氮化鋁陶瓷基板。3.如權利要求1所述的帶有靜電保護功能的倒裝LED模組封裝結構，其特征是: 所述介質為二氧化娃。4.如權利要求1所述的帶有靜電保護功能的倒裝LED模組封裝結構，其特征是: 所述線路層和線路延伸層采用銅材料。5.—種如權利要求1所述的帶有靜電保護功能的倒裝LED模組封裝結構的制造方法，其特征是，包括如下步驟: 51、在所述基板上制造所述線路層； 52、在所述基板上、且位于所述第一接口端與第二接口端之間，沉積所述鈦層； 53、在所述鈦層上依次沉積所述氧化鋅層和金層； 54、在所述鈦層與所述第二接口端之間沉積介質層，所述鈦層、氧化鋅層和金層的厚度和與所述介質層的厚度相同； 55、在所述金層和介質層上沉積線路延伸層，所述線路延伸層向下沿著與所述第二接口端連接。6.如權利要求5所述的制造方法，其特征是， 所述基板為氮化鋁陶瓷基板。7.如權利要求5所述的制造方法，其特征是， 所述介質層為二氧化硅。8.如權利要求5所述的制造方法，其特征是， 所述線路層和線路延伸層采用銅材料。9.如權利要求5所述的制造方法，其特征是， 采用電子束蒸發(fā)沉積所述鈦層和金層。10.如權利要求5所述的制造方法，其特征是， 采用化學氣相沉積沉積所述氧化鋅層。
【文檔編號】H01L33/62GK105938871SQ201610405324
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】周霖, 劉巖, 胡益民, 敬剛, 肖文鵬, 曹名皋, 張志甜, 袁文龍, 梁榮
【申請人】深圳清華大學研究院