[发明专利]免有机胶的晶圆级封装方法和LED倒装芯片封装体

说明书

技术领域

本发明涉及LED封装领域，具体是涉及一种免有机胶的晶圆级封装方法和由该封装方法获得的LED倒装芯片封装体。

背景技术

如今白光LED封装不管是何种结构(直插式LED、表贴式LED、COB LED、CSP LED)，均需有机胶进行灌封保护，而有机灌封胶(比如硅胶和环氧树脂)在照明产品使用过程中，在光辐射下，其主要的C-H，H-N、Si-H、C-Cl等键会吸收光子能量，在超过一定使用时间后，均会发生物理性质上的变化，从而导致胶体变脆、开裂和发黄等现象，光源发生色温、色坐标偏移、变暗，最终死灯。而采用免有机胶封装，如无机材料封装，其键合加工温度极高(>1000℃)，因而既保证高力学强度键合、又保证键合温度不使芯片受损的免有机胶封装方法，一直是LED封装的难题。

发明内容

本发明旨在提供免有机胶的晶圆级封装方法和LED倒装芯片封装体，提供一种低温键合的方法，以解决现有的LED封装均需有机胶灌封保护以及无机材料封装时其键合加工温度过高倒装芯片受损的问题。

具体方案如下：

一种免有机胶的晶圆级封装方法，包括以下步骤，

S1、准备平板状的硅酸盐玻璃和LED倒装芯片晶圆；

S2、在玻璃的一个表面上形成荧光粉层，以该表面对应的另一个表面为待键合面；

S3、在LED倒装芯片晶圆的出光面上形成SiO₂钝化层；

S4、将完成步骤S2后的玻璃的待键合面与钝化层直接键合，使得玻璃直接固定至LED倒装芯片晶圆的出光面上；

S5、切割，将完成步骤S4后的固定有玻璃的LED倒装芯片晶圆切割成对应尺寸的LED倒装芯片封装体。

优选的，步骤S2中在玻璃内形成荧光粉层的方法包括以下步骤，

S21、制作荧光粉和挥发性有机溶剂混合而成的混合液；

S22、将步骤S21中制成的混合液均匀喷涂在玻璃的其中一个表面上；

S23、将步骤S22中喷涂有混合液的玻璃加热至其软化温度，并保温一定时间，以使位于玻璃表面上的荧光粉沉降至玻璃内。

优选的，所述挥发性有机溶剂为丙酮或四氢呋喃。

优选的，步骤S4中的直接键合方法包括以下步骤，

S41、利用表面活化技术使玻璃的待键合面和钝化层活化；

S42、将经过步骤S41处理后玻璃的待键合面和钝化层相贴合，在外力作用下使玻璃直接与钝化层键合，从而使玻璃直接固定到LED倒装芯片上。

优选的，步骤S41中的表面活化技术包括以下步骤，

S411、清洗，对LED倒装芯片晶圆以及玻璃进行清洗，以LED倒装芯片晶圆以及玻璃上的污染物，并使得LED倒装芯片晶圆的钝化层和玻璃的待键合面具有亲水性；

S412、活化，将经过步骤S411处理后的LED倒装芯片晶圆和玻璃放入活化液中，以使玻璃的待键合面和LED倒装芯片晶圆的钝化层活化。

优选的，所述活化液包括NH₃·H₂O、H₂O₂和H₂O，所述活化液中NH₃·H₂O、H₂O₂和H₂O的体积比为6:(1-12):(1-50)，其中NH₃·H₂O和H₂O₂的质量百分比浓度分别为28％和30％，活化时的反应温度为80℃-130℃，反应时间为1分钟-40分钟。

优选的，所述步骤S411中的清洗步骤包括以下步骤，

(1)、用等离子清洗或超声清洗LED倒装芯片晶圆和待键合的玻璃,清洗完成后用去离子水冲洗；

(2)、配制体积比为(0.1-10):1的H₂SO₄和H₂O₂混合的清洗液，其中H₂SO₄和H₂O₂的质量百分比浓度分别为98％和30％，将经过步骤(1)处理后的LED倒装芯片晶圆和玻璃放置到清洗液中，将清洗液加热到80℃-130℃，在清洗液中清洗1分钟-30分钟，然后再用去离子水冲洗。

优选的，所述步骤S411中的清洗步骤包括以下步骤，