CN101521252A - 具有导电导热基板的发光二极管制造方法及其结构 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种具有导电导热基板的发光二极管制造方法及其结构。该制造方法包括以下步骤：提供一第一基板；形成一发光磊晶层于该第一基板上；结合一第二基板于该发光磊晶层的第一表面上；移除该第一基板；以及形成一电极。该具有导电导热基板的发光二极管结构包括：一第二基板；一发光磊晶层；以及一电极。本发明由于使用具有高导热系数的导热绝缘基材，因此发光二极管出光时所产生的热可有效排除，达到稳定出光品质的功效；并且由于使用非金属的导热绝缘基材，所以可降低发光二极管的制造成本。

Description

具有导电导热基板的发光二极管制造方法及其结构

技术领域

本发明涉及一种具有导电导热基板的发光二极管制造方法及其结构，特别是涉及一种应用于使用可导电及导热基板的发光二极管制造方法及其结构。

背景技术

现有习知使用蓝宝石基板的发光二极管，由于蓝宝石基板的导热效果差，使得发光二极管在出光时所产生的热无法有效排除，因此降低了发光二极管的出光效率，并且缩短了发光二极管使用寿命。且蓝宝石基板具有不导电的特性，因此容易产生静电累积的问题。

如中国台湾专利第I224876号「形成具有金属基板的发光二极管的制造方法」中所揭露的制造方法，其包括下列步骤：提供一暂时基板；依序形成一发光二极管磊晶层及一第一电极层于暂时基板上；形成一金属永久基板于第一电极层上；移除暂时基板，使发光二极管磊晶层的一表面露出；形成多数个第二电极层于发光二极管磊晶层的表面；以及切割金属永久基板、第一电极层及发光二极管磊晶层，以形成多数个发光二极管。

上述的前案是利用金属永久基板取代蓝宝石基板，用以改善导热不良的问题及达到抗静电的功效，然而金属永久基板是以金属材料制作的，虽然可以帮助导热，然而却也提高了发光二极管的制作成本。

由此可见，上述现有的形成具有金属基板的发光二极管的制造方法在制造方法、产品结构及使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般制造方法及产品又没有适切的方法及结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的具有导电导热基板的发光二极管制造方法及其结构，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的形成具有金属基板的发光二极管的制造方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的具有导电导热基板的发光二极管制造方法及其结构，能够改进一般现有的形成具有金属基板的发光二极管的制造方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的形成具有金属基板的发光二极管的制造方法存在的缺陷，而提供一种新的具有导电导热基板的发光二极管制造方法及其结构，所要解决的技术问题是使其藉由使用具有局部导电的非金属且具有高导热系数的导热绝缘基材，除可以帮助发光二极管有效散热之外，也可以降低制作成本，非常适于实用。

本发明的另一目的在于，克服现有的形成具有金属基板的发光二极管的制造方法存在的缺陷，而提供一种新的具有导电导热基板的发光二极管制造方法及其结构，所要解决的技术问题是使其在导热绝缘基材中设置有导电部，因此在封装时，可通过金属层及导电部与导线支架电性相连，进一步可以达到热电分离的功效，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其包括以下步骤：提供一第一基板；形成一发光磊晶层于该第一基板上，其是具有一第一表面及一第二表面；结合一第二基板于该第一表面上，又该第二基板是具有：一导热绝缘基材；一第一金属层及一第二金属层，其是分别形成于该导热绝缘基材的两侧面，且该第一金属层是与该第一表面结合；以及一导电部，其是形成于该导热绝缘基材，且分别与该第一金属层及该第二金属层导电相连；移除该第一基板，其是自该第二表面被移除；以及形成一电极，其是形成于该第二表面上。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其中所述的第一基板为一蓝宝石基板。

前述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其中所述的发光磊晶层是依序由一n型半导体层、一主动层及一p型半导体层所堆叠组成。

前述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其中所述的第一金属层的材质为一铝金属、一锡金属或一铝锡合金的金属。

前述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其中所述的导热绝缘基材为一氮化铝基材。

前述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其中所述的导热绝缘基材为一陶瓷基材。

前述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其中所述的导热绝缘基材为一碳化硅基材。

前述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其中所述的第二金属层的材质为一铝金属、一锡金属或一铝锡合金的金属。

前述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其中所述的导电部是由至少一导电通道所构成。

前述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其中所述的导电部是由至少一金属膜所构成。

前述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其中所述的移除该第一基板的步骤所使用的方法是选自于激光掀离、湿式蚀刻法、化学抛光法或其组合。

前述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其中所述的电极为一透明电极。

前述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其中所述的电极为一金属电极。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种具有导电导热基板的发光二极管结构，其包括：一第二基板，其是具有：一导热绝缘基材；一第一金属层及一第二金属层，其是分别形成于该导热绝缘基材的两侧面；以及一导电部，其是形成于该导热绝缘基材，且分别与该第一金属层及该第二金属层导电相连；一发光磊晶层，其是具有：一第一表面及一第二表面，又该第一表面是与该第一金属层结合；以及一电极，其是设置于该第二表面上。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的具有导电导热基板的发光二极管结构，其中所述的导热绝缘基材为一氮化铝基材。

前述的具有导电导热基板的发光二极管结构，其中所述的导热绝缘基材为一陶瓷基材。

前述的具有导电导热基板的发光二极管结构，其中所述的导热绝缘基材为一碳化硅基材。

前述的具有导电导热基板的发光二极管结构，其中所述的第一金属层的材质为一铝金属、一锡金属或一铝锡合金的金属。

前述的具有导电导热基板的发光二极管结构，其中所述的第二金属层的材质为一铝金属、一锡金属或一铝锡合金的金属。

前述的具有导电导热基板的发光二极管结构，其中所述的第二金属层是由多数个金属板所形成。

前述的具有导电导热基板的发光二极管结构，其中所述的导电部是由至少一导电通道所构成。

前述的具有导电导热基板的发光二极管结构，其中所述的导电部是由至少一金属膜所构成。

前述的具有导电导热基板的发光二极管结构，其中所述的发光磊晶层是依序由一n型半导体层、一主动层及一p型半导体层所堆叠组成。

前述的具有导电导热基板的发光二极管结构，其中所述的电极为一透明电极。

前述的具有导电导热基板的发光二极管结构，其中所述的电极为一金属电极。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的主要技术内容如下：

为达到上述目的，本发明提供了一种具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其包括下列步骤：提供一第一基板；形成一发光磊晶层于第一基板上，其是具有一第一表面及一第二表面；结合一第二基板于第一表面上，第二基板是具有：一导热绝缘基材；一第一金属层及一第二金属层，其是分别形成于导热绝缘基材的两侧面，且第一金属层是与第一表面结合；以及一导电部，其是形成于导热绝缘基材，且分别与第一金属层及第二金属层导电相连；移除第一基板，其是自第二表面被移除；以及形成一电极，其是形成于第二表面上。

此外，为达到上述目的，本发明还提供了一种具有导电导热基板的发光二极管结构，其包括：一第二基板，其是具有：一导热绝缘基材；一第一金属层及一第二金属层，其是分别形成于导热绝缘基材的两侧面；以及一导电部，其是形成于导热绝缘基材，且分别与第一金属层及第二金属层导电相连；一发光磊晶层，其是具有：一第一表面及一第二表面，又第一表面是与第一金属层结合；以及一电极，其是设置于第二表面上。

借由上述技术方案，本发明具有导电导热基板的发光二极管制造方法及其结构至少具有下列优点及有益效果：

一、由于使用具有高导热系数的导热绝缘基材，因此发光二极管出光时所产生的热可有效排除，达到稳定出光品质的功效。

二、由于使用非金属的导热绝缘基材，所以可降低发光二极管的制造成本。

综上所述，本发明是一种具有导电导热基板的发光二极管制造方法及其结构，其包括下列步骤：提供第一基板；形成发光磊晶层于第一基板上；结合第二基板于发光磊晶层的第一表面上；移除第一基板；以及形成电极。藉由此制造方法可以获得具有导电导热基板的发光二极管结构，且发光二极管结构中第二基板为可导电及导热的基板，因此可有效散除发光二极管出光时所产生的热。本发明具有上述优点及实用价值，其不论在制造方法、产品结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的形成具有金属基板的发光二极管的制造方法具有增进的突出功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明的一种具有导电导热基板的发光二极管制造方法较佳实施例的流程图。

图2A至图2E是本发明的一种具有导电导热基板的发光二极管制造方法较佳实施例的制程图。

图3是本发明的一种具有导电导热基板的发光二极管结构较佳实施例的分解立体图一。

图4是本发明的一种具有导电导热基板的发光二极管结构较佳实施例的分解立体图二。

图5是本发明的一种具有导电导热基板的发光二极管结构较佳实施例的分解立体图三。

100：具有导电导热基板的发光二极管       10：第一基板

20：发光磊晶层                          21：p型半导体层

22：主动层                              23：n型半导体层

24：第一表面                            25：第二表面

30：第二基板                            32：导热绝缘基材

31：第一金属层                          33：第二金属层

34：导电部                              341：导电通道

342：金属层                             40：电极

具体实施方式

为了更进一步阐述本发明为达成预定的发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的具有导电导热基板的发光二极管制造方法及其结构其具体实施方式、制造方法、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参阅图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效获得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

图1是本发明的一种具有导电导热基板的发光二极管制造方法较佳实施例的流程图。图2A至图2E是本发明的一种具有导电导热基板的发光二极管制造方法较佳实施例的制程图。图3是本发明的一种具有导电导热基板的发光二极管结构较佳实施例的分解立体图一。图4是本发明的一种具有导电导热基板的发光二极管结构较佳实施例的分解立体图二。图5是本发明的一种具有导电导热基板的发光二极管结构较佳实施例的分解立体图三。

请参阅图1所示，本发明较佳实施例的一种具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其包括下列步骤：提供一第一基板S10；形成一发光磊晶层于第一基板上S20；结合一第二基板于发光磊晶层的第一表面上S30；移除第一基板S40；以及形成一电极S50。

提供一第一基板S10：请参阅图2A所示，第一基板10可以为适合磊晶成长的一蓝宝石基板。

形成一发光磊晶层于第一基板上S20：请参阅图2B所示，发光磊晶层20是磊晶形成于第一基板10上，且发光磊晶层20是可以依序由一n型半导体层23、一主动层22及一p型半导体层21所堆叠组成。又发光磊晶层20是具有一第一表面24及一第二表面25，且其分别为n型半导体层23及p型半导体层21的表面。为当有电流依序经过p型半导体层21、主动层22及n型半导体层23时，由于电子与电洞结合，使得电能转换成光能，因此可以由主动层22出光。

结合一第二基板于发光磊晶层的第一表面上S30：请参阅图2B及图2C所示，其中第二基板30为一可导电及导热的基板，且第二基板30是可以藉由高温加压的方式结合于发光磊晶层20的第一表面24上。又第二基板30是具有：一导热绝缘基材32；一第一金属层31及一第二金属层33；以及一导电部34。

导热绝缘基材32，其可以为一具有高导热系数且绝缘的材质，例如：氮化铝、陶瓷、碳化硅......。

第一金属层31及第二金属层33，其是分别形成于导热绝缘基材32的相对的两侧面，且第一金属层31是与发光磊晶层20的第一表面24结合。第一金属层31及第二金属层33的材质可以为一具有高导电系数的金属，例如：一铝金属、一锡金属或一铝锡合金的金属。

导电部34，其是形成于导热绝缘基材32中，并贯穿导热绝缘基材32，且分别与第一金属层31及第二金属层33导电相连。而导电部34是可以由至少一导电通道341所构成，且导电通道341的材质可以为铜、银、金、铝......等。

移除第一基板S40：请参阅图2D所示，第一基板10是自发光磊晶层20的一第二表面25被移除。而移除第一基板10的方法可以选自于激光掀离、湿式蚀刻法、化学抛光法或其组合。

形成一电极S50：请参阅图2E所示，电极40是形成于发光磊晶层20的第二表面25上，且电极40可以为一透明电极，亦可以为一金属电极。而电极40是用以在封装过程中提供打线，使得具有导电导热基板的发光二极管100可与导线支架导电相连。

而藉由实施上述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，是可以得到如图3所示的一种具有导电导热基板的发光二极管100，其包括：一第二基板30；一发光磊晶层20；以及一电极40。而第二基板30是由导热绝缘基材32、第一金属层31、第二金属层33以及一导电部34所构成，且导电部34是由至少一导电通道341所构成。

由于导电部34可以为至少一导电通道341所构成，使得如图4所示，第二金属层33亦可以为由多数个金属板所形成，且每一金属板是与导电通道341导电相连。

请参阅图5所示，导电部34亦可以为至少一金属层342所构成，且金属层342是形成于导热绝缘基材32的侧边，又金属层342形成的方式可以为蒸镀、溅镀......等。又金属层342是分别与第一金属层31及第二金属层33导电相连。

当导通具有导电导热基板的发光二极管100时，由于第二基板30中具有导电部34，且导电部34是分别与第一金属层31及第二金属层33电性相连，因此当有电流自第一金属层31流入第二基板30时，电流可通过导电部34而传递至第二金属层33。

因此具有导电导热基板的发光二极管100在封装过程中，可直接使用第二基板30的第二金属层33与导线支架导电相连，并再藉由打线方式，使得电极40及导电支架与外部电源导电相连。

而通过外部电源输入电流之后，发光磊晶层20将被导通出光，且其所产生的热可以通过第二基板30中的第一金属层31传递至导热绝缘基材32而快速被排除，使得具有导电导热基板的发光二极管100可维持稳定的出光品质，并也可避免因高温而缩短使用寿命。除此之外，具有导电导热基板的发光二极管100由于导热绝缘基材32及导电部34的设置，因此可达到热电分离的功效。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (25)

1、一种具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其特征在于其包括以下步骤：

提供一第一基板；

形成一发光磊晶层于该第一基板上，其是具有一第一表面及一第二表面；

结合一第二基板于该第一表面上，又该第二基板是具有：一导热绝缘基材；一第一金属层及一第二金属层，其是分别形成于该导热绝缘基材的两侧面，且该第一金属层是与该第一表面结合；以及一导电部，其是形成于该导热绝缘基材，且分别与该第一金属层及该第二金属层导电相连；

移除该第一基板，其是自该第二表面被移除；以及

形成一电极，其是形成于该第二表面上。

2、根据权利要求1所述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其特征在于其中所述的第一基板为一蓝宝石基板。

3、根据权利要求1所述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其特征在于其中所述的发光磊晶层是依序由一n型半导体层、一主动层及一p型半导体层所堆叠组成。

4、根据权利要求1所述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其特征在于其中所述的第一金属层的材质为一铝金属、一锡金属或一铝锡合金的金属。

5、根据权利要求1所述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其特征在于其中所述的导热绝缘基材为一氮化铝基材。

6、根据权利要求1所述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其特征在于其中所述的导热绝缘基材为一陶瓷基材。

7、根据权利要求1所述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其特征在于其中所述的导热绝缘基材为一碳化硅基材。

8、根据权利要求1所述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其特征在于其中所述的第二金属层的材质为一铝金属、一锡金属或一铝锡合金的金属。

9、根据权利要求1所述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其特征在于其中所述的导电部是由至少一导电通道所构成。

10、根据权利要求1所述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其特征在于其中所述的导电部是由至少一金属膜所构成。

11、根据权利要求1所述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其特征在于其中所述的移除该第一基板的步骤所使用的方法是选自于激光掀离、湿式蚀刻法、化学抛光法或其组合。

12、根据权利要求1所述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其特征在于其中所述的电极为一透明电极。

13、根据权利要求1所述的具有导电导热基板的发光二极管制造方法，其特征在于其中所述的电极为一金属电极。

14、一种具有导电导热基板的发光二极管结构，其特征在于其包括：

一第二基板，其是具有：一导热绝缘基材；一第一金属层及一第二金属层，其是分别形成于该导热绝缘基材的两侧面；以及一导电部，其是形成于该导热绝缘基材，且分别与该第一金属层及该第二金属层导电相连；

一发光磊晶层，其是具有：一第一表面及一第二表面，又该第一表面是与该第一金属层结合；以及

一电极，其是设置于该第二表面上。

15、根据权利要求14所述的具有导电导热基板的发光二极管结构，其特征在于其中所述的导热绝缘基材为一氮化铝基材。

16、根据权利要求14所述的具有导电导热基板的发光二极管结构，其特征在于其中所述的导热绝缘基材为一陶瓷基材。

17、根据权利要求14所述的具有导电导热基板的发光二极管结构，其特征在于其中所述的导热绝缘基材为一碳化硅基材。

18、根据权利要求14所述的具有导电导热基板的发光二极管结构，其特征在于其中所述的第一金属层的材质为一铝金属、一锡金属或一铝锡合金的金属。

19、根据权利要求14所述的具有导电导热基板的发光二极管结构，其特征在于其中所述的第二金属层的材质为一铝金属、一锡金属或一铝锡合金的金属。

20、根据权利要求14所述的具有导电导热基板的发光二极管结构，其特征在于其中所述的第二金属层是由多数个金属板所形成。

21、根据权利要求14所述的具有导电导热基板的发光二极管结构，其特征在于其中所述的导电部是由至少一导电通道所构成。

22、根据权利要求14所述的具有导电导热基板的发光二极管结构，其特征在于其中所述的导电部是由至少一金属膜所构成。

23、根据权利要求14所述的具有导电导热基板的发光二极管结构，其特征在于其中所述的发光磊晶层是依序由一n型半导体层、一主动层及一p型半导体层所堆叠组成。

24、根据权利要求14所述的具有导电导热基板的发光二极管结构，其特征在于其中所述的电极为一透明电极。

25、根据权利要求14所述的具有导电导热基板的发光二极管结构，其特征在于其中所述的电极为一金属电极。

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