[发明专利]应用于半导体封装的有机硅组合物及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种可应用于半导体器件封装领域的封装材料，特别是一种应用于半导体封装的有机硅组合物及其应用，例如在封装晶圆级WLP LED、封装芯片尺寸CSP LED、LED灯丝灯等半导体器件中的应用，等等。

背景技术

LED(半导体发光二极管)因具有低能耗、长寿命、小体积等优点，而被广泛应用于照明、背光等领域。而封装工序是LED制程中的一个非常重要的工序，其对于LED的工作性能、成本等有着非常显著的影响。

传统LED封装工艺基本是器件级工艺，其成本较高，且难以进行高密度封装。以目前普遍使用的一种LED器件封装工艺为例，LED芯片是粘合到一展平的过渡基板上的倒焊晶片，该过渡基板包括用于在LED和该过渡基板之间电连接的金属电路。然后，该过渡基板与粘合在一起的LED芯片被连接至散热片。而且，包括被塑料壳体支撑的引线的LED封装器件被打线粘合到硅过渡基板从而实现电连接。接着一预先制好的透镜(密封剂)覆盖住LED芯片、线路和过渡基板。整个封装器件最终被安装到进行电信号分布和散热的载板(诸如PCB板)上，其工序非常繁杂，封装结构亦非常复杂，成本较高。

因而，业界又提出了晶圆级LED封装(WLP)技术，以期有效降低成本。进一步的讲，最明显的降低LED制造成本的方式是增加晶圆尺寸，以此同时处理尽可能多的元件。这也是为何要采用晶圆级封装而避免芯片级封装方式的原由.晶圆级芯片封装技术是对整片晶圆进行封装测试后再切割得到单个成品芯片器件的技术，封装后的器件尺寸与裸片一致。经晶圆级芯片尺寸封装技术后的器件尺寸达到了高度微型化，器件成本随着芯片尺寸的减小和晶圆尺寸的增大而显着降低。

目前晶圆级封装技术主要有晶圆级光学透镜(wafer level optics)，晶圆级反射层涂覆(wafer level coating of reflective layer)，晶圆级荧光粉包覆(wafer level phosphor coating)、晶 圆-晶圆键合(wafer to wafer bonding)等，但其均在不同方面存在一些缺陷。例如，对于晶圆级荧光粉包覆技术来说，若涉及正装芯片(wire bond chips)，则：采用标准晶圆制作技术及现有硅胶封装材料而要实现引线是困难的，因而导致相关制程只能配合特定硅胶而实施；硅胶一般需要在高温下固化(超过150C)；含荧光粉的固化硅胶膜难以刻蚀，例如，氯基(CF₄等)等离子体刻蚀效率很低，而湿法刻蚀也非常的低效。若涉及倒装芯片(flip chips)，则：其尚非主流技术；需涉及荧光粉沉积和封装过程，若采用CVD(化学气相沉积)、PECVD(等离子体增强化学气相沉积)、ALD(原子层沉积)等技术，设备十分昂贵；若采用旋涂技术，则材料浪费极多，且存在不均一的问题；若采用喷雾技术，则存在均一性问题，同时还需要考虑流体学方面的问题；另外点胶技术(dispensing)等不适用于晶圆级封装。

近年来，随着LED在器件材料、芯片工艺、封装制程技术等方面的研究不断进步，尤其是倒转芯片的逐渐成熟与荧光粉涂覆技术的多样化，一种新的芯片尺寸级封装CSP(Chip Scale Package)技术应运而生。由于其单元面积的光通量最大化(高光密度)以及芯片与封装BOM成本最大比(低封装成本)，使其有望在lm/$上打开颠覆性的突破口。近期，CSP在业界引起较大议论，它既是众多封装形式的一种，也被行业寄予期望，被认为是一种“终极”封装形式，但这种技术仍有一些问题有待解决，例如如何实现荧光粉的高效率涂敷、均匀涂敷，目前使用的喷涂工艺或注塑工艺都存在涂敷效率低、生产效率低、或荧光粉涂敷不均匀等问题。

另外一方面，目前白光照明LED器件普遍采用的是灌封封装工艺技术(Encapsulation)，即将荧光粉与有机硅胶按照一定比例混合后，通过点胶(Dispensing)注入已经完成固晶和金线绑定的支架上，完成LED芯片表面的荧光粉涂覆。此制程由于工艺简单、生产成本较低且生产效率高，而被业界广泛使用。然而在此传统工艺中，荧光粉层的厚度和分布位置难以得到精确控制，这对成品LED的出光均匀性造成了极大的不良影响。与此同时，当荧光粉在混合物中的含量过高后(例如超过40wt％)，荧光粉在混合物中的沉淀日益明显，难以控制批次的一致性，因而也不适合点胶工艺。

发明内容