專利名稱：半導(dǎo)體發(fā)光二極管(led)通孔倒扣焊芯片及生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明揭示新型的具有高可靠性的半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)通孔倒扣焊芯片及低成本的生產(chǎn)技術(shù)和工藝，屬于半導(dǎo)體電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大功率半導(dǎo)體發(fā)光二極管具有取代白熾燈的巨大前途，但是，首先要解決技術(shù)和生產(chǎn)上的問(wèn)題，主要問(wèn)題包括，以藍(lán)寶石為生長(zhǎng)襯底的氮化鎵基LED的散熱效率低。為此，氮化鎵基LED倒扣焊芯片被提出，見(jiàn)圖1氮化鎵基LED芯片104倒扣焊在硅支持襯底芯片110上，硅支持襯底芯片110上的兩個(gè)打線焊盤108和109是為封裝時(shí)打金線111和112與外界電源相連接。但是，金線會(huì)造成可靠性問(wèn)題。另外，自動(dòng)打線設(shè)備昂貴，手動(dòng)打線設(shè)備產(chǎn)量低，金線所占用的空間增大了LED倒扣焊芯片的封裝管座的厚度。
因此，需要新型的LED通孔倒扣焊芯片及低成本的生產(chǎn)技術(shù)和工藝，當(dāng)封裝該芯片時(shí)，不需要打金線，具有高可靠性，封裝管座的厚度降低。由此得到的生產(chǎn)工藝可以應(yīng)用于其它半導(dǎo)體通孔倒扣焊芯片。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明揭示幾種具有不同結(jié)構(gòu)的新型的具有高可靠性的LED通孔倒扣焊芯片，以及低成本的工藝方法。LED通孔倒扣焊芯片的結(jié)構(gòu)如下絕緣的支持襯底的每一面分別層疊兩個(gè)電極，在同一面上的兩個(gè)電極互相電絕緣，第一面的兩個(gè)電極通過(guò)通孔/金屬填充塞分別與第二面的兩個(gè)電極電相聯(lián)。第一面的兩個(gè)電極的位置和形狀與鍵合于其上的LED芯片的兩個(gè)電極的位置和形狀相配合，第二面的兩個(gè)電極的位置和形狀與封裝時(shí)將要鍵合的熱沉上的兩個(gè)電極的位置和形狀相配合。本發(fā)明還揭示幾種不同的制造LED通孔倒扣焊芯片的工藝。
工藝之一的步驟如下在硅支持襯底晶片的兩面層疊具有圖形的導(dǎo)電金屬層，金屬層的材料是從一組材料中選出，該組材料包括，但不限于鋁，銅，金，銀，錫，等，它們的合金，以及它們的組合。合金包括，但不限于金錫，銀錫，鋁銅，等。在硅支持襯底晶片的第一面的金屬層上，在預(yù)定的位置形成一組一組的電極，每組電極包括兩個(gè)電極第一電極和第二電極，這兩個(gè)電極的位置和形狀分別與后續(xù)層疊于其上的LED芯片的P電極和N電極的位置和形狀相配合。在硅支持襯底晶片的第二面的金屬層上，在預(yù)定的位置形成一組一組的電極，每組電極包括兩個(gè)電極第三電極和第四電極，這兩個(gè)電極的位置和形狀分別與后續(xù)層疊于其上的熱沉的兩個(gè)電極的位置和形狀相配合。支持襯底晶片的第二面的第三和第四電極的位置分別與支持襯底晶片的第一面的第一和第二電極的位置相配合。在硅支持襯底晶片的預(yù)定的位置上形成通孔(throughhole)，在通孔中層疊導(dǎo)電金屬填充塞，所述的導(dǎo)電金屬填充塞把通孔兩端的電極連接，即第一電極和第三電極連接，第二電極和第四電極連接，因此，第一電極和第三電極是電連接的，第二電極和第四電極是電連接的。然后，LED芯片倒扣焊在硅支持襯底晶片的第一面的金屬層上的預(yù)定的位置，使得LED芯片的P電極和N電極分別與第一電極和第二電極鍵合在一起。把硅支持襯底晶片切成小片硅支持襯底芯片，使得每一硅支持襯底芯片上包括一個(gè)倒扣焊于其上的LED芯片，形成LED通孔倒扣焊芯片。小片硅支持襯底芯片可以有與LED芯片相同的尺寸和形狀，也可以有大于LED芯片的尺寸和不同的形狀。連接支持襯底芯片兩面的一對(duì)電極的通孔/金屬填充塞的數(shù)量可以是一個(gè)也可以是多個(gè)，例如，圖4中，連接電極410和413的通孔/金屬填充塞有兩個(gè)。每個(gè)通孔/金屬填充塞的截面積可以較小也可以較大，例如，從平方微米到平方毫米量級(jí)。采用多個(gè)截面積較大的通孔/金屬填充塞連接支持襯底芯片兩面的一對(duì)電極的優(yōu)點(diǎn)是(1)進(jìn)一步提高支持襯底芯片的熱導(dǎo)率；(2)降低電阻，因而降低產(chǎn)生的熱量，降低電壓。
本發(fā)明揭示的LED通孔倒扣焊芯片的技術(shù)和生產(chǎn)方法，可以應(yīng)用于其他半導(dǎo)體通孔倒扣焊芯片。
本發(fā)明的目的和能達(dá)到的各項(xiàng)效果如下(1)本發(fā)明的目的是提供LED通孔倒扣焊芯片。
(2)本發(fā)明的目的是提供低成本的批量生產(chǎn)具有高可靠性的LED通孔倒扣焊芯片的方法。
(3)本發(fā)明提供的LED通孔倒扣焊芯片在封裝時(shí)，不需要打金線。
(4)本發(fā)明提供的LED通孔倒扣焊芯片具有高可靠性。
(5)本發(fā)明提供的LED通孔倒扣焊芯片的封裝的高度降低。
本發(fā)明和它的特征及效益將在下面的詳細(xì)描述中更好的展示。


圖1展示在先的帶有打線焊盤的大功率LED倒扣焊芯片。
圖2展示在先的大功率LED倒扣焊芯片的封裝的一個(gè)具體實(shí)施實(shí)例。
圖3是本發(fā)明的大功率LED通孔倒扣焊芯片的第一個(gè)具體實(shí)施實(shí)例。
圖4是本發(fā)明的大功率LED通孔倒扣焊芯片的第二個(gè)具體實(shí)施實(shí)例。
圖5是本發(fā)明的大功率LED通孔倒扣焊芯片的封裝的第一個(gè)具體實(shí)施實(shí)例。
圖6是本發(fā)明的大功率LED通孔倒扣焊芯片的封裝的第二個(gè)具體實(shí)施實(shí)例。
圖7a是本發(fā)明的低成本的批量生產(chǎn)大功率LED通孔倒扣焊芯片的工藝的第一個(gè)具體實(shí)施實(shí)例。
圖7b是本發(fā)明的采用圖7a的工藝制造的帶有通孔/金屬填充塞和電極的硅支持襯底晶片的具體實(shí)施實(shí)例。
圖7c是本發(fā)明的采用圖7a的工藝制造的鍵合LED晶片的具體實(shí)施實(shí)例的截面圖。
圖8a是本發(fā)明的低成本的批量生產(chǎn)大功率LED通孔倒扣焊芯片的工藝的第二個(gè)具體實(shí)施實(shí)例。
圖8b是本發(fā)明的采用圖8a的工藝制造的鍵合了LED芯片的硅支持襯底晶片的一個(gè)具體實(shí)施實(shí)例的截面圖。
圖8c是本發(fā)明的采用圖8a的工藝制造的鍵合了LED芯片的硅支持襯底晶片的第一個(gè)具體實(shí)施實(shí)例的頂視圖。
圖8d是本發(fā)明的采用圖8a的工藝制造的鍵合了LED芯片的硅支持襯底晶片的第二個(gè)具體實(shí)施實(shí)例的頂視圖。
具體實(shí)施實(shí)例和發(fā)明的詳細(xì)描述雖然本發(fā)明的具體化實(shí)施實(shí)例將會(huì)在下面被描述，但下列各項(xiàng)描述只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，而不是局限本發(fā)明于下列各項(xiàng)具體化實(shí)施實(shí)例的描述。
注意下列各項(xiàng)(1)圖7和圖8展示的大功率LED通孔倒扣焊芯片的生產(chǎn)技術(shù)和工藝可以應(yīng)用于其它的通孔倒扣焊芯片的生產(chǎn)。
(2)本發(fā)明的支持襯底的材料包括，但不限于，硅晶片，氮化鋁陶瓷片，等。
(3)在硅晶片的兩面上層疊金屬，并用通孔/金屬填充塞將兩面的金屬層電連接的過(guò)程被稱為金屬化。金屬化是半導(dǎo)體IC行業(yè)中很成熟的工藝(a)層疊于硅支持襯底晶片的兩面的金屬層的材料是從一組材料中選出，該組材料包括，但不限于銅，金，銀，錫，鋁，它們的合金，以及它們的組合。合金包括，但不限于金錫，銀錫，鋁銅，等。
(b)在硅支持襯底晶片的兩面上的層疊金屬層的方法包括，但不限于物理氣相淀積(PVD)(包括蒸發(fā)淀積，電子束淀積，濺射淀積(包括，射頻，磁控，IMP))，金屬化學(xué)氣相淀積(CVD)，銅電鍍，等。
(c)淀積在硅支持襯底晶片上的銅會(huì)擴(kuò)散進(jìn)硅晶片中，這一現(xiàn)象對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)不但沒(méi)有影響，反而使銅與硅的結(jié)合更可靠。
(d)為了在淀積在硅支持襯底晶片上的銅層上形成電極，可采用大馬士革工藝。
(e)通孔可以采用下述方法制造濕法蝕刻，干法蝕刻，激光打孔。
(f)金屬填充塞的材料是從一組材料中選出，該組材料包括，但不限于鎢，鋁，銅，金，等。
(4)在氮化鋁陶瓷片的兩面上層疊金屬，是半導(dǎo)體行業(yè)中很成熟的工藝。
(5)在支持襯底晶片上鍵合LED芯片的方法包括，但不限于共晶鍵合(Eutectic bonding)，植金球鍵合(gold stud bumping)，等。
(6)鍵合支持襯底晶片和大功率LED外延晶片的方法包括，但不限于晶片鍵合(wafer bonding)，植金球鍵合，等。
(7)連接支持襯底芯片兩面的一對(duì)電極的通孔/金屬填充塞的數(shù)量可以是一個(gè)也可以是多個(gè)，例如，圖4中，連接電極410和413的通孔/金屬填充塞有兩個(gè)。每個(gè)通孔/金屬填充塞的截面積可以較小也可以較大，例如，從平方微米到平方毫米量級(jí)。
圖1展示在先的帶有打線焊盤的大功率藍(lán)光LED倒扣焊芯片。LED倒扣焊芯片100包括LED芯片104和硅支持襯底芯片110。LED芯片104的電極101和106通過(guò)鍵合盤102和105分別與硅支持襯底芯片110上的電極103和107連接。鍵合盤102和105包括，但不限于共晶鍵合，植金球鍵合，等。電極103和107是互相電絕緣的，在端點(diǎn)分別具有打線焊盤108和109。金線111和112分別連接在打線焊盤108和109上。
圖2展示在先的大功率藍(lán)光LED倒扣焊芯片的封裝。包括LED芯片204和硅晶片支持襯底芯片210的LED倒扣焊芯片鍵合在熱沉204上。熱沉204上的打線焊盤203和205通過(guò)金線201和202分別與LED倒扣焊芯片的打線焊盤206和207相連接。金線會(huì)產(chǎn)生可靠性問(wèn)題，金線的高度增加了LED倒扣焊芯片的封裝管座的高度。
圖3展示本發(fā)明的LED通孔倒扣焊芯片的第一個(gè)具體實(shí)施實(shí)例。同樣的結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于其它的半導(dǎo)體通孔倒扣焊芯片。
LED通孔倒扣焊芯片300包括LED芯片301和硅支持襯底芯片307。LED芯片301包括第一電極302和第二電極304。硅支持襯底芯片307包括第一電極308，第二電極306，第三電極310，和第四電極311。其中，硅支持襯底芯片307的第一電極308和第三電極310由通孔/金屬填充塞309連接，第二電極306和第四電極311由通孔/金屬填充塞312連接。LED芯片301的第一電極302和第二電極304分別通過(guò)鍵合盤303和305與硅支持襯底芯片307上的第一電極308和第二電極306連接。因此，LED芯片301的第一電極302和第二電極304分別與硅支持襯底芯片307的第三電極310和第四電極311電連接。
圖4展示本發(fā)明的LED通孔倒扣焊芯片的第二個(gè)具體實(shí)施實(shí)例。同樣的結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于其它的半導(dǎo)體通孔倒扣焊芯片。LED通孔倒扣焊芯片400與LED通孔倒扣焊芯片300的不同之處如下。硅支持襯底芯片407的尺寸大于LED芯片401。另外，硅支持襯底芯片407的形狀與LED芯片401可以相同也可以不同。
連接支持襯底芯片兩面的一對(duì)電極的通孔/金屬填充塞的數(shù)量可以是一個(gè)也可以是多個(gè)，例如，連接電極410和413的通孔/金屬填充塞有兩個(gè)。通孔/金屬填充塞的截面積可以較小也可以較大，例如，從平方微米到平方毫米量級(jí)。采用多個(gè)截面積較大的通孔/金屬填充塞連接支持襯底芯片兩面的一對(duì)電極的優(yōu)點(diǎn)是(1)進(jìn)一步提高支持襯底芯片的熱導(dǎo)率；(2)降低電阻，因而降低產(chǎn)生的熱量，降低電壓。
注意，支持襯底芯片的材料是從一組材料中選出，該組材料包括，但不限于，硅晶片，氮化鋁陶瓷片，等。硅支持襯底芯片407的形狀是從一組形狀中選出，該組形狀包括，但不限于，圓形，多邊形，等。多邊形包括，但不限于，四邊形，六邊形，八邊形，等。
圖5展示本發(fā)明的LED通孔倒扣焊芯片300的封裝的一個(gè)具體實(shí)施實(shí)例。LED通孔倒扣焊芯片300的第三電極310和第四電極311分別鍵合到熱沉501的第一電極502和第二電極503上。第一電極502和第二電極503是互相電絕緣的。第一電極502和第二電極503的端點(diǎn)504和端點(diǎn)505將分別與外部電源的兩個(gè)極連接。
注意，熱沉501的形狀是從一組形狀中選出，該組形狀包括，但不限于，圓形，多邊形，等。多邊形包括，但不限于，四邊形，六邊形，八邊形，等。鍵合的方法包括，但不限于共晶鍵合，植金球鍵合，等。第一電極502和第二電極503之間的距離可以小至數(shù)十微米，因此，鍵合的面積加大，鍵合的強(qiáng)度加大，導(dǎo)熱性能進(jìn)一步提高。
圖6展示本發(fā)明的LED通孔倒扣焊芯片400的封裝的一個(gè)具體實(shí)施實(shí)例。LED通孔倒扣焊芯片400的第三電極410和第四電極411分別鍵合到熱沉601的第一電極602和第二電極603上。第一電極602和第二電極603是互相電絕緣的。第一電極602和第二電極603的端點(diǎn)604和端點(diǎn)605將分別與外部電源的兩個(gè)極連接。熱沉601的形狀是從一組形狀中選出，該組形狀包括，但不限于，圓形，多邊形，不規(guī)則形狀，等。多邊形包括，但不限于，四邊形，六邊形，八邊形，等。
注意，當(dāng)封裝在先的大功率LED倒扣焊芯片到熱沉上時(shí)，需要打多條金線。與之不同，當(dāng)封裝本發(fā)明的LED通孔倒扣焊芯片到熱沉上時(shí)，不需要打金線。因此，可靠性提高，封裝結(jié)構(gòu)和工藝簡(jiǎn)單，封裝結(jié)構(gòu)的高度降低。
圖7a展示制造本發(fā)明的圖3的LED通孔倒扣焊芯片300的工藝的一個(gè)具體實(shí)施實(shí)例。
工藝步驟701在硅支持襯底晶片的第一面上與LED外延晶片上的每一個(gè)LED芯片的兩個(gè)電極對(duì)應(yīng)的位置制造兩個(gè)電極，每個(gè)電極由通孔/金屬填充塞與硅支持襯底晶片的第二面上對(duì)應(yīng)的電極聯(lián)結(jié)成一個(gè)電極。
層疊于硅支持襯底晶片的兩面的金屬層的材料是從一組材料中選出，該組材料包括，但不限于銅，金，銀，錫，鋁，它們的合金，以及它們的組合。合金包括，但不限于金錫，銀錫，鋁銅，等。在硅支持襯底晶片的兩面上的層疊金屬層的方法包括，但不限于物理氣相淀積(PVD)(包括蒸發(fā)淀積，電子束淀積，濺射淀積(包括，射頻，磁控，IMP))，金屬化學(xué)氣相淀積(CVD)，銅電鍍，等。
淀積在硅支持襯底晶片上的銅會(huì)擴(kuò)散進(jìn)硅晶片中，這一現(xiàn)象在半導(dǎo)體IC工業(yè)界是要極力避免的，但是，這一現(xiàn)象對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)不但沒(méi)有影響，反而使銅與硅的結(jié)合更可靠。對(duì)于在硅支持襯底晶片的銅層上形成電極，可采用成熟的大馬士革工藝。
在硅支持襯底晶片上淀積鋁是很成熟的工藝，鋁很容易淀積到硅支持襯底晶片上。濕法或干法蝕刻在硅支持襯底晶片上的鋁層以形成電極是很成熟的工藝。
通孔可以采用下述方法制造濕法蝕刻，干法蝕刻，激光打孔。金屬填充塞的材料是從一組材料中選出，該組材料包括，但不限于鎢，鋁，銅，金，等。
連接支持襯底芯片兩面的一對(duì)電極的通孔/金屬填充塞的數(shù)量可以是一個(gè)也可以是多個(gè)。通孔/金屬填充塞的截面積可以較小也可以較大。
在半導(dǎo)體IC工業(yè)，在絕緣的介質(zhì)的兩面層疊金屬薄膜，在金屬薄膜上制造電極，通過(guò)導(dǎo)電的通孔/金屬填充塞將兩面對(duì)應(yīng)的電極連接，這個(gè)過(guò)程被稱為金屬化。金屬化是很成熟的工藝，并且很容易應(yīng)用于半導(dǎo)體發(fā)光二極管工業(yè)。
工藝步驟702鍵合LED外延晶片和硅支持襯底晶片，成為鍵合LED晶片。鍵合硅支持襯底晶片和大功率LED外延晶片的方法包括，但不限于晶片鍵合(wafer bonding)，植金球鍵合，等。
工藝步驟703把鍵合LED晶片切割為單個(gè)LED通孔倒扣焊芯片。
注意，支持襯底晶片的材料是從一組材料中選出，該組材料包括，但不限于，硅晶片，氮化鋁陶瓷片，等。支持襯底芯片的尺寸和形狀與LED芯片相同圖7b展示支持襯底晶片的金屬化的截面圖。第一電極711和第二電極712淀積在支持襯底晶片710的第一面上，第三電極714和第四電極716淀積在支持襯底晶片710的第二面上，第一電極711和第三電極714由通孔/金屬填充塞713電連接，第二電極712和第四電極716由通孔/金屬填充塞715電連接。第一電極711和第二電極712的形狀和位置與層疊于其上的LED芯片的兩個(gè)電極相對(duì)應(yīng)。第三電極714和第四電極716的形狀和位置與封裝時(shí)將要鍵合于其上的熱沉的兩個(gè)電極相對(duì)應(yīng)。
圖7c展示鍵合LED晶片的截面圖。LED外延晶片720和支持襯底晶片727通過(guò)鍵合盤鍵合，成為鍵合LED晶片。例如，2英寸LED外延晶片上約有1,800個(gè)1毫米×1毫米的大功率LED芯片，共有約3,600個(gè)鍵合盤。圖7c展示LED2芯片的第一電極723和第二電極725通過(guò)鍵合盤724和726鍵合到支持襯底晶片727的第一電極728和第二電極733上。支持襯底晶片727的第一電極728和第二電極733分別通過(guò)通孔/金屬填充塞729和732與第三電極730和第四電極731電連接。LED外延晶片上的每一個(gè)LED芯片都通過(guò)相同的方法與其對(duì)應(yīng)的支持襯底晶片上的電極相鍵合。
最后，沿切割線721把鍵合LED晶片切割為單個(gè)的如圖3中展示的LED通孔倒扣焊芯片300。
圖8展示制造本發(fā)明的如圖4中展示的LED通孔倒扣焊芯片400的工藝的一個(gè)具體實(shí)施實(shí)例。
工藝步驟801與工藝步驟701基本相同。圖8b展示在硅支持襯底晶片的第一面上與每一個(gè)LED芯片的兩個(gè)電極對(duì)應(yīng)的位置形成兩個(gè)電極815和820，在硅支持襯底晶片的第二面上與封裝時(shí)將要鍵合的熱沉的兩個(gè)電極對(duì)應(yīng)的位置形成兩個(gè)電極817和818。硅支持襯底晶片的第一面上的兩個(gè)電極815和820分別由通孔/金屬填充塞816和819與硅支持襯底晶片的第二面上對(duì)應(yīng)的電極817和818連接。
與工藝步驟701不同之處是硅支持襯底芯片823和833的尺寸大于LED芯片811。硅支持襯底芯片823和833的形狀既可以與LED芯片811的形狀相同，也可以不同。
工藝步驟802分別鍵合每一個(gè)LED芯片到硅支持襯底晶片的第一面的預(yù)定的位置上，形成鍵合LED晶片810。鍵合的方法包括，但不限于，共晶鍵合，植金球鍵合，等。
圖8b展示一個(gè)LED芯片811的兩個(gè)電極812和813分別通過(guò)鍵合盤814和821與硅支持襯底芯片的第一面上的電極815和820鍵合的截面圖。鍵合盤的材料包括，但不限于，共晶焊焊層，金球，等。
工藝步驟803沿切割線822把鍵合LED晶片810(圖8b)，850(圖8c)和860(圖8d)切割為單個(gè)的如圖4中展示的LED通孔倒扣焊芯片400。
圖8c展示多個(gè)LED芯片811分別與鍵合LED晶片850上的對(duì)應(yīng)的硅支持襯底芯片823鍵合的頂視圖，硅支持襯底芯片823是四邊形。每一個(gè)硅支持襯底芯片823上鍵合一個(gè)LED芯片811。然后，沿切割線822把鍵合LED晶片850切割為單個(gè)的如圖4中展示的LED通孔倒扣焊芯片400。切割的方法包括，但不限于，機(jī)械方法，激光切割。圖8c中的全部虛線都是切割線822。
圖8d展示多個(gè)LED芯片811分別與鍵合LED晶片860上的對(duì)應(yīng)的硅支持襯底芯片833鍵合的頂視圖，硅支持襯底芯片833是八邊形。每一個(gè)硅支持襯底芯片833上鍵合一個(gè)LED芯片811。然后，沿切割線822把鍵合LED晶片860切割為單個(gè)的如圖4中展示的LED通孔倒扣焊芯片400。圖8d中的全部虛線都是切割線822。
注意，雖然圖8c和圖8d展示的硅支持襯底芯片823和833的形狀分別是四邊形和八邊形，硅支持襯底芯片823的形狀是從一組形狀中選出，該組形狀包括，但不限于，圓形，多邊形，等。多邊形包括，但不限于，四邊形，六邊形，八邊形，等。在圖8c和圖8d展示的硅支持襯底芯片823和833中，并沒(méi)有展示硅支持襯底芯片823和833上的電極。圖8c和圖8d只展示部分LED芯片和支持襯底芯片。
上面的具體的描述并不限制本發(fā)明的范圍，而只是提供一些本發(fā)明的具體化的例證。因此本發(fā)明的涵蓋范圍應(yīng)該由權(quán)利要求和它們的合法等同物決定，而不是由上述具體化的詳細(xì)描述和實(shí)施實(shí)例決定。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)通孔倒扣焊芯片，包括LED芯片；其中，所述的LED芯片的兩個(gè)電極在其同一表面上；支持襯底芯片；其中，所述的支持襯底芯片的第一面上具有第一和第二電極，所述的第一和第二電極互相電絕緣；其中，所述的支持襯底芯片的第二面上具有第三和第四電極，所述的第三和第四電極互相電絕緣；其中，所述的支持襯底芯片的第一面上的第一和第二電極分別通過(guò)通孔/金屬填充塞與第二面上的第三和第四電極電連接；其中，所述的支持襯底芯片的第一面上的第一和第二電極的位置和形狀與所述的LED芯片的兩個(gè)電極的位置和形狀相配合；其中，所述的支持襯底芯片的第一面上的第一和第二電極分別與所述的LED芯片的兩個(gè)電極鍵合。
2.權(quán)利要求1的LED通孔倒扣焊芯片，其中，所述的支持襯底芯片的材料是從一組材料中選出，該組材料包括，但不限于，硅晶片，氮化鋁陶瓷片，等。
3.權(quán)利要求1的LED通孔倒扣焊芯片，其中，所述的支持襯底芯片的尺寸和形狀與LED芯片的相同。
4.權(quán)利要求1的LED通孔倒扣焊芯片，其中，所述的支持襯底芯片的尺寸大于LED芯片的尺寸；其中，所述的支持襯底芯片的形狀與LED芯片的相同。
5.權(quán)利要求4的LED通孔倒扣焊芯片，其中，所述的支持襯底芯片的尺寸大于LED芯片的尺寸；其中，所述的支持襯底芯片的形狀是從一組形狀中選出，該組形狀包括，但不限于，圓形，多邊形，等；其中，所述的多邊形包括，但不限于，四邊形，六邊形，八邊形，等。
6.權(quán)利要求1的LED通孔倒扣焊芯片，其中，所述的支持襯底芯片的第一面上的第一和第二電極以及第二面上的第三和第四電極的材料是從一組材料中選出，該組材料包括，但不限于鋁，銅，金，銀，錫，等，它們的合金，以及它們的組合；其中，所述的合金包括，但不限于金錫，銀錫，鋁銅，等。
7.權(quán)利要求1的LED通孔倒扣焊芯片，其中，所述的通孔/金屬填充塞的材料是從一組材料中選出，該組材料包括，但不限于鎢，鋁，銅，金，等。
8.權(quán)利要求1的LED通孔倒扣焊芯片，其中，連接支持襯底芯片兩面的對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電極的所述的通孔/金屬填充塞的數(shù)量可以是一個(gè)也可以是多個(gè)；其中，所述的通孔/金屬填充塞的截面積具有平方微米到平方毫米量級(jí)。
9.一種制造LED通孔倒扣焊芯片的工藝，包括在支持襯底晶片的第一面上與LED外延晶片上的每一個(gè)LED芯片的兩個(gè)電極對(duì)應(yīng)的位置上形成兩個(gè)電極；在支持襯底晶片的第二面上與封裝時(shí)鍵合于其上的熱沉上的兩個(gè)電極對(duì)應(yīng)的位置上形成兩個(gè)電極；其中，所述的支持襯底晶片的第一面上的電極分別由通孔/金屬填充塞與支持襯底晶片的第二面上對(duì)應(yīng)的電極連接；鍵合所述的LED外延晶片和所述的支持襯底晶片，成為鍵合LED晶片；其中，所述的LED外延晶片上的每一個(gè)LED芯片的兩個(gè)電極與支持襯底晶片的第一面上的對(duì)應(yīng)的位置上的兩個(gè)電極相鍵合；其中，所述的鍵合LED外延晶片和支持襯底晶片的方法包括，但不限于，晶片鍵合，植金球鍵合，等；切割所述的鍵合LED晶片為單個(gè)LED通孔倒扣焊芯片；其中，支持襯底芯片的尺寸和形狀與所述的LED芯片相同。
10.一種制造LED通孔倒扣焊芯片的工藝，包括在支持襯底晶片的第一面上與每一個(gè)LED芯片的兩個(gè)電極對(duì)應(yīng)的位置上形成第一和第二電極；在所述的支持襯底晶片的第二面上與封裝時(shí)鍵合于其上的熱沉上的兩個(gè)電極對(duì)應(yīng)的位置上形成第三和第四電極；其中，所述的支持襯底晶片的第一面上的第一和第二電極分別由通孔/金屬填充塞與所述的支持襯底晶片的第二面上對(duì)應(yīng)的第三和第四電極連接；分別鍵和每一個(gè)LED芯片到所述的支持襯底晶片的第一面上的預(yù)定的位置，使得所述的每一個(gè)LED芯片的兩個(gè)電極與所述的支持襯底晶片的第一面上的對(duì)應(yīng)的位置上的第一和第二電極分別連接，成為鍵合LED晶片；其中，鍵合所述的LED芯片和所述的支持襯底晶片的方法包括，但不限于，共晶鍵合，植金球鍵合，等；切割所述的支持襯底晶片為單個(gè)的LED通孔倒扣焊芯片，其中，所述的每一個(gè)支持襯底芯片上具有一個(gè)鍵合的LED芯片。
全文摘要
本發(fā)明揭示新型的具有高可靠性的LED通孔倒扣焊芯片，以及低成本的工藝方法。LED通孔倒扣焊芯片的結(jié)構(gòu)如下絕緣的支持襯底芯片的每一面分別層疊兩個(gè)電極，在同一面上的兩個(gè)電極互相電絕緣。支持襯底芯片的第一面的兩個(gè)電極分別通過(guò)通孔/金屬填充塞與第二面的兩個(gè)電極電連接。第一面的兩個(gè)電極的位置和形狀與鍵合與其上的LED芯片的兩個(gè)電極的位置和形狀相配合。當(dāng)封裝LED通孔倒扣焊芯片時(shí)，不需要打金線，具有高可靠性，封裝管座的厚度降低。本發(fā)明還揭示不同的制造LED通孔倒扣焊芯片的工藝。
文檔編號(hào)H01L33/00GK1702880SQ20051007970
公開(kāi)日2005年11月30日 申請(qǐng)日期2005年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月27日
發(fā)明者彭暉, 彭剛 申請(qǐng)人:金芃, 彭暉