[发明专利]一种新型LED芯片封装制作方法

说明书

本发明提供一种新型LED芯片封装制作方法，将芯片再分布制作成阵列芯片、在阵列芯片电极面制作过渡隔离光刻胶层(或其他感光材料)，采用金属作为基板或在远离阵列芯片过渡隔离光刻胶层面上制作金属层作为基板，通过金属基板对应芯片电极区域光刻，蚀刻制作通孔，通过基板通孔曝光、显影阵列芯片上的过渡隔离光刻胶层(或其他感光材料)，然后采用锡膏、导电浆料或者溅射、蒸发镀膜、化学镀膜等焊接技术，对阵列分布的芯片进行电极焊接和封装，制作成带电路结构的封装器件，可以制作各类LED照明器件、模组、LED显示尤其是小间距显示屏、Mini LED、Micro LED显示面板或模组。

技术领域

本发明涉及LED封装技术，尤其涉及一种新型LED芯片封装制作方法。

背景技术

LED芯片封装技术有三种方式实现芯片电极与外部焊盘连接：倒装焊(Flip ChipBonding)、载带自动焊(TAB－Tape Automated Bonding)和引线键合(Wire Bonding)。LED芯片封装中，芯片和引线框架(支架或基板)的连接为电源和信号的分配提供了电路连接。虽然倒装焊的应用增长很快，但是目前90％以上的连接方式仍是引线键合。这个主要是基于成本的考虑。虽然倒装焊能大幅度提升封装的性能，但是过于昂贵的成本使得倒装焊仅仅用于一些高端的产品上。

引线键合就是用非常细小的线把芯片上焊盘和引线框架(或者基板)连接起来的过程。有两种引线键合技术：球形焊接(ballbonding)和楔形焊接(wedgebonding)。对这两种引线键合技术，基本的步骤包括：形成第一焊点(通常在芯片表面)，形成线弧，最后形成第二焊点(通常在引线框架/基板上)。两种键合的不同之处在于：球形焊接中在每次焊接循环的开始会形成一个焊球(Free Air Ball，FAB)，然后把这个球焊接到焊盘上形成第一焊点；对于楔形焊接，引线在压力和超声能量下直接焊接到芯片的焊盘上。

芯片与外部的电气连接是用金属引线以键合的方式把芯片上的I/O连至封装载体并经封装引脚来实现。随着IC芯片特征尺寸的缩小和集成规模的扩大，I/O的间距不断减小、数量不断增多。当I/O间距缩小到70um以下时，引线键合技术就不再适用，必须寻求新的技术途径。晶元级封装技术利用薄膜再分布上艺，使I/O可以分布在IC芯片的整个表面上而不再仅仅局限于窄小的IC芯片的周边区域，从而解决了高密度、细间距I/O芯片的电气连接问题。晶元级封装技术最具创新性、最受世人瞩目，是封装技术取得革命性突破的标志。晶元级封装技术以晶元为加工对象，在晶元上同时对众多芯片进行封装、老化、测试，最后切割成单个器件。它使封装尺寸减小至IC芯片的尺寸，生产成本大幅度下降。晶元级封装技术的优势使其一出现就受到极大的关注并迅速获得巨大的发展和广泛的应用。在移动电话等便携式产品中，已普遍采用晶元级封装型的EPROM、IPD(集成无源器件)、模拟芯片等器件。采用晶元级封装的器件门类正在不断增多，晶元级封装技术是一项正在迅速发展的新技术。晶元级封装主要采用薄膜再分布技术、凸点形成两大基础技术。前者用于把沿芯片周边分布的焊接区域转换为在芯片表面上按平面阵列形式分布的凸点焊区。后者则用于在凸点焊区上制作凸点，形成焊球阵列。最终形成的焊料凸点呈面阵列布局，该工艺中，采用BCB作为再分布的介质层，Cu作为再分布连线金属，采用溅射法淀积凸点底部金属层(UBM)，丝网印刷法淀积焊膏并回流焊接。

LED指示、照明、显示屏市场容量高速增长，LED封装是将外部电路引线连接到LED芯片的电极上，以便于与其他器件连接。它不仅将用导线将芯片上的电极连接到封装外壳上实现芯片与外部电路的连接，而且将芯片固定和密封起来，以保护芯片电路不受水、空气等物质的侵蚀而造成电气性能降低。根据不同的应用需要，LED的芯片可通过不同封装方式做成不同结构和外观的器件，按封装成品是否带有引脚，LED可分为引脚式封装和表面贴装封装两种类型。按照封装采用的芯片类型可分为正装芯片封装和倒装芯片封装两个大类，一类是采用LED正装芯片配合支架，采用点胶、固晶、焊线、封胶等正装芯片封装技术，一类是采用倒装LED芯片配合基板(PCB、FPC、印制电路的陶瓷基板、玻璃基板等)，通过固晶、锡膏回流焊、封胶等的倒装芯片封装技术。