[发明专利]发光二极管的圆片级玻璃微腔封装方法

权利要求书

1.一种发光二极管的圆片级玻璃微腔封装方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，在Si圆片（2）上刻蚀与所封装LED阵列相对应的图案：微槽（1）阵列，微槽之间通过微流道（4）相连通，微槽(1)为方形或圆形，在微槽内放置适量的热释气剂（3）；

第二步，将带有图案和热释气剂的上述Si圆片(2)与硼硅玻璃圆片在空气中或者真空中阳极键合使上述微槽和微流道密封，形成密封腔体；

第三步，将上述键合好的圆片在空气中加热至820℃~950℃，并保温0.5~10min，热释气剂因受热分解产生气体在密闭腔体内形成的正压力，使得在熔融玻璃上形成与所述硅微槽相对应的球形玻璃微腔(5)以及连接球形玻璃微腔的圆柱形玻璃微流道(6)：对应于微槽(1)的熔融玻璃形成球形玻璃微腔，对应于微流道(4)的玻璃形成圆柱形微流道，热却至常温，退火，去除硅得到圆片级玻璃微腔；

第四步，引线基板的制备：在硅圆片上溅射金属层，通过光刻腐蚀制作金属引线(9)，金属引线(9)与玻璃微腔的微流道位置相对应，得到引线基板(7)；

第五步，芯片贴装、引线：将发光二极管芯片(8)贴装在引线基板(7)上的相应位置,并引线(10)使得芯片与引线基板相连接；

第六步，圆片级键合：将所述圆片级玻璃微腔与载有LED芯片的基板(7)进行键合，形成键合圆片(12)；

第七步，通过玻璃微流道(6)向发光二极管(LED)芯片与圆片级玻璃微腔间隙内填充的硅胶(11)，使得发光二极管芯片处于所述玻璃封装体(5)中，实现LED的圆片级封装；

上述步骤中，荧光粉的涂覆方式为以下三种中的一种：在第三步制备得到玻璃微腔后在玻璃微腔表面涂覆荧光粉，或在第五步芯片贴装后将荧光粉涂覆在芯片表面，或在第七步在填充的硅胶中均匀混入荧光粉。

2.根据权利要求1所述的发光二极管的圆片级玻璃微腔封装方法，其特征在于热释气剂(3)为碳酸钙粉末。

3.根据权利要求1所述的发光二极管的圆片级玻璃微腔封装方法，其特征在于制备用于发光二极管封装的圆片级MEMS玻璃微腔时，微槽(5)和微流道(6)的宽度比大于5：1。

4.根据权利要求1所述的发光二极管的圆片级玻璃微腔封装方法，其特征在于所述第一步Si圆片刻蚀工艺为湿法腐蚀，微槽和微流道深度为20-100微米。

5.根据权利要求1所述的发光二极管的圆片级玻璃微腔封装方法，其特征在于，所述硼硅玻璃为Pyrex7740玻璃，所述阳极键合的条件为：温度400℃，电压：600V。

6.根据权利要求1所述的发光二极管的圆片级玻璃微腔封装方法，其特征在于，第三步中所述热退火的工艺条件为：退火温度范围在510℃~560℃中，退火保温时间为30min，然后缓慢风冷至常温。

7.根据权利要求1所述的发光二极管的圆片级玻璃微腔封装方法，其特征在于，溅射的金属可以是Al或Cu，腐蚀Al使用80℃的浓磷酸；腐蚀Cu使用常温下浓度为25%的FeCl₃溶液，另外Cu引线下需要预先溅射粘附层Ti，腐蚀Ti使用常温的稀HF酸溶液，浓度为1%～4%。

8.根据权利要求1所述的发光二极管的圆片级玻璃微腔封装方法，其特征在于，在第五步中，使用导电银胶或锡膏将LED芯片(8)通过SMT技术贴装在Al或Cu引线Pad(9)上，通过金丝球焊实现电学互联。

9.根据权利要求1所述的发光二极管的圆片级玻璃微腔封装方法，其特征在于，第六步中玻璃球腔封装体(5)与载有发光二极管芯片的硅圆片(7)粘接采用低温玻璃焊料键合或者金属键合或者粘结剂键合。

10.根据权利要求1所述的发光二极管的圆片级玻璃微腔封装方法，其特征在于，第七步中硅胶的注入过程中，可以将一定量的荧光粉均匀地与硅胶混合，制备成满足白光要求浓度的荧光粉层(11)，然后通过点胶机在玻璃球腔(13)通过气压将荧光粉硅胶(11)注入到圆片级的玻璃封装腔内，另外在另一端球腔(14)通过真空泵施加负压，在正负压共同作用下实现硅胶注入，在气压作用下硅胶(11)通过微流道(6)逐渐注入圆片上的其他玻璃球腔内，实现了白光LED的圆片级封装。