一种大功率芯片级封装器件的制作方法

1.本实用新型涉及半导体光电子技术领域，更具体而言，涉及一种大功率芯片级封装器件。


背景技术：

2.倒装led芯片的封装一般包括倒装led芯片、白墙胶和支架，芯片电极与支架通过锡膏焊接或者共晶焊接完成封装。传统的封装结构中，芯片电极通常为2
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3μm，csp封装后，白墙胶不能有效填充到芯片两电极间的间隔区域，当白墙胶不能有效填充到芯片两电极间的间隔区域时，芯片两电极间易漏蓝光，亮度受损；同时在锡膏焊接过程中，锡膏属于金属，具有朝着金属方向迁移的特性，锡膏会蔓延到白墙侧壁，渗透至外延层，导致漏电不良。现有技术中也有针对这方面异常做了电极加厚的改进，其是在支架的焊盘上先制作一层加厚焊盘，然后将未电极加厚的倒装led芯片焊接在该加厚焊盘上，但是这种改进依然不能解决上述所列的技术问题。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种大功率芯片级封装器件，以解决现有的倒装led芯片的电极厚度薄，csp封装后，白墙胶不能有效填充到芯片两电极间的间隔区域所造成的易漏蓝光问题、以及由于芯片电极厚度薄，锡膏焊接过程中，锡膏会蔓延到白墙侧壁，导致漏电不良问题。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供了以下技术方案：
5.本实用新型提供了一种大功率芯片级封装器件，包括生长衬底、发光元件阵列、白墙胶以及荧光膜层；所述发光元件阵列设于所述生长衬底上，所述荧光膜层覆盖所述生长衬底的远离发光元件阵列侧；所述发光元件阵列包括若干个相互间隔设置的发光元件，所述发光元件包括电极对及设于所述电极对上的加厚电极对；所述白墙胶包裹于各个所述发光元件四周，并填充于所述发光元件的加厚电极对之间区域和/或所述发光元件的电极对之间区域。
6.优选的，所述发光元件还包括外延层、电流扩展层和钝化层；所述外延层包括依次层叠的n型半导体层、有源层和p型半导体层，所述电流扩展层覆盖所述p型半导体层，所述钝化层覆盖所述电流扩展层以及所述外延层；所述加厚电极对和所述电极对之间还包括覆盖所述电极对端面的第一种子层和覆盖所述第一种子层及所述电极对侧面的第二种子层。
7.优选的，所述加厚电极对中任一个加厚电极均包括依次层叠的厚度为30～50um的铜层、厚度为3～5um的镍层以及厚度为的金层。
8.优选的，所述第一种子层为钛层，所述第一种子层的沉积厚度为
9.优选的，所述第二种子层为铜层，所述第二种子层的沉积厚度为
10.优选的，所述电极对中任一个电极均包括依次层叠的厚度为的铬层、
厚度为的铂层以及厚度为2～4μm的金锡层。
11.优选的，所述外延层上形成有沿所述p型半导体层边缘刻蚀开设延伸到所述n型半导体层的台阶，所述台阶暴露出所述n型半导体层。
12.优选的，所述电流扩展层为ito层，所述电流扩展层的沉积厚度为
13.优选的，所述钝化层为二氧化硅、氮化硅、氧化铝中的任意一种，或者所述钝化层为依次叠层的二氧化硅/氮化硅、依次层叠的二氧化硅/氮化硅/氧化铝沉积镀膜，所述钝化层的沉积厚度为
14.优选的，所述发光元件为led芯片或激光芯片。
15.与现有技术相比，本实用新型提供的大功率芯片级封装器件，包括生长衬底、发光元件阵列、白墙胶以及荧光膜层；其中，发光元件阵列设于生长衬底上，荧光膜层覆盖发光元件阵列的出光面。发光元件阵列包括若干个相互间隔设置的发光元件，通过将发光元件相互间隔设置，可以防止后期若进行产品切割时，发光元件活性层的材料直接暴露出来导致的漏电情况发生。发光元件包括电极对及设于该电极对上的加厚电极对，通过在电极对上设置加厚电极对，使得在进行csp封装时，白墙胶能够有效填充到电极对和/或加厚电极对之间的间隔区域内，并且白墙胶还包裹于各个发光元件四周，白墙胶具有反射作用，因此可以解决两电极间易漏蓝光导致的亮度受损问题，提升整个器件的发光亮度。另外，在锡膏焊接过程中，由于电极厚度增加，锡膏与外延层之间的距离延长，即使锡膏具有朝着金属方向迁移的特性，也能够避免锡膏通过蔓延到白墙侧壁渗透至外延层的过程，从而避免了锡膏与外延层接触导致的漏电不良问题。
附图说明
16.图1是本实用新型实施例大功率芯片级封装器件的仰视结构示意图；
17.图2是图1所示结构沿a
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a方向的剖视结构示意图；
18.图3是图1所示结构中未填充白墙胶的结构示意图；
19.图4是本实用新型实施例大功率芯片级封装器件中单个发光元件的结构示意图；
20.图5是图4所示单个发光元件中加厚电极对的结构示意图；
21.图6是现有技术提供的一种大功率芯片级封装器件的结构示意图；
22.图中：100、大功率芯片级封装器件；10、生长衬底；20、发光元件；21、电极对；22、加厚电极对；221、铜层；222、镍层；223、金层；23、外延层；231、n型半导体层；232、有源层；233、p型半导体层；24、电流扩展层；25、钝化层；26、第一种子层；27、第二种子层；30、白墙胶；40、荧光膜层；
具体实施方式
23.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
24.参阅图1
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4所示，本实用新型实施例提供了一种大功率芯片级封装器件100，包括生长衬底10、发光元件阵列、白墙胶30以及荧光膜层40。其中，发光元件阵列设于生长衬底
10上，荧光膜层40覆盖生长衬底10的远离发光元件阵列侧。进一步的，发光元件阵列包括若干个相互间隔设置的发光元件20，每个所述发光元件20包括电极对21及设于该电极对21上的加厚电极对22。白墙胶30包裹于各个所述发光元件20的四周，并填充于各个所述发光元件20的加厚电极对22之间区域和/或各个所述发光元件20的电极对21之间区域。
25.现有技术中，参阅图6所示的一种大功率芯片级封装器件，后期进行产品切割时，如按照图6中所示的m线进行切割，即会连同发光元件的活性层一起切割，产品切割后发光元件侧边直接露出外延层活性材料，封装过程中容易产生漏电情况。而，在本实施例中，通过将发光元件20相互间隔设置，后期若进行产品切割时，只需要切割相邻发光元件20之间的生长衬底10即可，因此可以防止发光元件20活性层的材料直接暴露出来导致的漏电情况发生。另外，通过在电极对21上设置加厚电极对22，使得在进行csp封装时，白墙胶30能够有效填充到电极对21和/或加厚电极对22之间的间隔区域内，白墙胶30具有反射作用，因此可以解决两电极间易漏蓝光导致的亮度受损问题，提升整个器件的发光亮度。另外，在锡膏焊接过程中，由于电极厚度增加，锡膏与外延层之间的距离延长，即使锡膏具有朝着金属方向迁移的特性，也能够避免锡膏通过蔓延到白墙侧壁渗透至外延层的过程，从而避免了锡膏与外延层接触导致的漏电不良问题。
26.可选的，生长衬底10可以为蓝宝石衬底、gan衬底、硅衬底或碳化硅衬底等。在本实施例中，生长衬底10为蓝宝石衬底。
27.可选的，发光元件20为led芯片或激光芯片。
28.具体的，如图4中所示，发光元件20还包括外延层23、电流扩展层24和钝化层25。外延层23包括依次层叠的n型半导体层231、有源层232和p型半导体层233，电流扩展层24覆盖该p型半导体层233，钝化层25覆盖该电流扩展层24以及外延层23。加厚电极对22和电极对21之间还包括覆盖电极对21端面的第一种子层26和覆盖第一种子层26及电极对21侧面的第二种子层27。
29.需要说明的是，生长衬底10上还生长有缓冲层(图1
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4中均未示出)，该缓冲层介于生长衬底10和n型半导体层231之间。
30.可选的，该缓冲层，n型半导体层231、p型半导体层233的材料均为gan材料。
31.进一步的，外延层23上形成有沿p型半导体层233边缘刻蚀开设延伸到n型半导体层231的台阶，该台阶暴露出n型半导体层231，以形成n型导电区域。例如，本实施例中，是在发光元件20的四周分别排布n型导电开孔以形成所述n型导电区域。
32.可选的，电流扩展层24为ito层，沉积厚度为电流扩展层24完全覆盖p型半导体层233的表面，退火后形成p型欧姆接触。ito主要成分为氧化铟锡，是半导体透明导电膜，可同时具有低电阻率及高光穿透率的特性，符合了导电性及透光性良好的要求。ito作用是使电极对21与外延层23形成很好的欧姆接触，使电流在电极表面扩散，更好地通到电极里面，降低电压。同时通过退火在氧气氛围下将p型氮化镓层里面的mg
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h键打开，起到了活化mg的作用，更好地形成欧姆接触。
33.可选的，钝化层25为二氧化硅、氮化硅、氧化铝中的任意一种，或者为依次叠层的二氧化硅/氮化硅、依次层叠的二氧化硅/氮化硅/氧化铝沉积镀膜，沉积厚度为本实施例中，钝化层25为二氧化硅层。利用钝化层的绝缘性，可以进一步防
止外延层23的材料直接暴露出来导致的漏电情况发生。
34.电极对21设置在电流扩展层24上，与电流扩展层24电性连接。电极对21的总厚度为3～5μm，可选的，电极对21中任一个电极均包括依次层叠的厚度为的铬层、厚度为的铂层以及厚度为2～4μm的金锡层，所述铬层靠近所述电流扩展层24设置。
35.可选的，第一种子层26为钛层，沉积厚度为第一种子层26的主要作用是使电极对21与即将电镀的第二种子层27形成更好的粘附作用，同时也可以防止电镀第二种子层27时，第二种子层金属离子向电极对21处产生金属扩散，导致发光元件20电性不良。
36.可选的，第二种子层27为铜层，沉积厚度为第二种子层27的作用是实现晶圆整面电性导通，保证后续电镀工艺的可进行及产品良率。而选择cu层作为第二种子层27，是因为cu比p半导体层233的导电性好，因此可以提升使用电镀工艺增厚电极时的电镀效果。
37.可选的，结合图5所示，加厚电极对22中任一个加厚电极均包括依次层叠的厚度为30～50um的铜层221、厚度为3～5um的镍层222以及厚度为的金层223，所述铜层221靠近所述第二种子层27设置。
38.可选的，白墙胶采用有机硅、环氧树脂和二氧化钛中的一种或者多种的组合。
39.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。