詳解基于MEMS的LED芯片封裝光學特性

圖6(a)和(b)分別給出了反射腔的深度h和開口L與LED光強的關(guān)系，從圖中可得，反射腔的深度越深，光強越大；開12t越小，光強越火。但是在反射角確定的情況一F，深度和開r_l的寬度是相互制約的。當深度一定的時候，開口越小，則槽的底部會越小、，而槽的底部受芯片尺寸的約束。因此開口有一個極限最小值。隅理，當開幾一定的時候，深度越深，底部幾寸越小，罔此深度有一個檄大值，所以在設(shè)計槽的K寸的時候應(yīng)該結(jié)合芯片的尺寸進行綜合考慮。本文中所采用的芯片尺寸為0 4x0 4 x 0 15mm。

2 工藝流程設(shè)計

基于MEMS的LED芯片封裝主要包括兩個大的部分，第一個部分是加工帶有反射腔的硅基體；第二部分是LED芯片的貼片、引線等通用工藝。由于該封裝結(jié)構(gòu)的第二個部分和標準的LED封裝工藝相同，因此本文卡要詳細的介紹第一部分的主要工藝流程(如圖7)。

首先準備一片具有(100)晶向的硅片(a)；通過熱氧化在硅的表面形成層二氧化硅；光刻二氧化硅，形成需要的開口尺寸和形狀(b)；用KOH腐蝕硅基體形成需要的凹槽，通過腐蝕液的濃度和腐蝕時間控制槽的深度(c)：除占表面殘余的二氧化硅；對硅基進行背碰腐蝕，生成通孔(d)；利用電鍍的方法在通孔內(nèi)沉積金屬導(dǎo)電材料(e)；在硅的表面濺射會屬層作為反射面，光刻金屬表面和引線區(qū)，形成封裝電極(f)。接下來就可以進行LED的貼片等后續(xù)工藝。

3 結(jié)論

本文提出了一種基于MEMS工藝的LED芯片封裝技術(shù)，利用Tracepro軟件仿真分析了反射腔的結(jié)構(gòu)參數(shù)對LED光強的影響，通過分析指出。利用各向異性腐蝕硅形成的角度作為反射腔的反射角，可以改善LED芯片的反光性能和發(fā)光效率。仿真結(jié)果顯示反射腔的深度越大，則反射效率越高，腔的開口越小，反射效率越高。文章最后給出該封裝結(jié)構(gòu)的工藝流程設(shè)汁。通過分析表明，基于MEMS工藝LED封裝技術(shù)可以降低器件的封裴尺寸，提高發(fā)光效率。