CN102280539A

CN102280539A - 白光led芯片制造方法及其产品和白光led

Info

Publication number: CN102280539A
Application number: CN2011102374373A
Authority: CN
Inventors: 殷仕乐
Original assignee: Shenzhen Refond Optoelectronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Refond Optoelectronics Co Ltd
Priority date: 2011-08-18
Filing date: 2011-08-18
Publication date: 2011-12-14

Abstract

本发明适用于LED生产技术领域，提供了一种白光LED芯片制造方法及其产品和白光LED；该白光LED芯片制造方法包括如下步骤：步骤一，将基板切割成合适的尺寸进行蚀刻以便制作电极；步骤二，在基板上制作电极；步骤三，研磨、抛光基板背面的衬底至需要的厚度；步骤四，在已经制作好电极的基板的正面上涂布一层荧光粉硅胶层并烘烤使其固化；步骤五，在已经涂布好的荧光粉硅胶层的表面利用抛光机进行抛光至刚好露出电极；步骤六，将步骤五得到的芯片组进行切割，得到单颗的白光LED芯片。本发明提供的白光LED芯片制造方法，工艺简单，制得的白光LED芯片，在产品封装时，不需要采用荧光粉点胶封装工艺，并且发光亮度均匀，出光效率高。

Description

白光LED芯片制造方法及其产品和白光LED

技术领域

本发明属于LED生产技术领域，更具体地说，是涉及一种白光LED芯片制造方法及其产品和白光LED。

背景技术

传统的白光LED为采用GaN蓝光芯片在封装时用混有荧光粉的胶体包裹起来，通电发蓝光后激发荧光粉后转化黄光与未能被激发的蓝光混合成白光的方式发射出来。该芯片工艺为在基板上采用MOCVD工艺生长，GaN外延发光层后经芯片化学、黄光、蒸镀、蚀刻等工艺制作金属电极，再经研磨、抛光、切割等工艺制作成单颗的芯片。现有的一种LED封装白光的制作工艺为：将单颗的芯片采用封装工艺将芯片固定到PCB板、陶瓷基板或者金属支架上经打线工艺再经荧光粉点胶封胶工艺后制作成白光LED封装产品。该种工艺生产白光LED较为复杂，出光率也较低，且因为芯片表面荧光粉厚度不一，即芯片表面受激发荧光粉的量不一，蓝光芯片激发荧光粉发出的黄光与未激发荧光粉溢出的蓝光混合的比例不一，必然会存在光斑现象。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题在于提供一种白光LED芯片制造方法，通过该方法制得的白光LED芯片，在产品封装时，不需要采用荧光粉点胶封装工艺，并且发光亮度均匀，提高出光效率。

为解决上述技术问题，本发明的采用的技术方案是：提供一种白光LED芯片制造方法，包括如下步骤：

步骤一，将基板切割成合适的尺寸进行蚀刻以便制作电极；

步骤二，在基板上制作出电极；

步骤三，研磨、抛光基板背面的衬底至需要的厚度；

步骤四，在已经制作好电极的基板的正面上涂布一层荧光粉硅胶层并烘烤使其固化；

步骤五，在已经涂布好的荧光粉硅胶层的表面利用抛光机进行抛光至刚好露出电极；

步骤六，将步骤五得到的芯片组进行切割，得到单颗的白光LED芯片。

进一步地，所述步骤一中，所述基板包括由下至上顺次相设的金属合金衬底、N-GaN层、LED发光层、P-GaN层。

进一步地，所述步骤二中，所述电极高出所述基板的发光面20μm～60μm。

进一步地，所述步骤四中，所述荧光粉硅胶层的厚度为60μm～100μm。

优选地，所述步骤五中的切割方式为激光切割。

本发明提供的白光LED芯片制造方法的有益效果在于：本发明制造方法工艺简单，而且通过该方法制得的白光LED芯片，在LED产品封装时，不需要采用荧光粉点胶封装工艺，并且发出的白光均匀，出光效率高。

本发明所要解决的另一个技术问题在于提供一种白光LED芯片，该芯片发光时光斑现象得到大大改善，且出光率高。

为解决上述技术问题，本发明的采用的技术方案是：提供一种白光LED芯片，该白光LED芯片采用上述所述的白光LED芯片制造方法制得，包括一基板，所述基板上设有电极，所述基板上还设有厚度与所述电极的高度相等的覆盖于发光面上的荧光粉硅胶层。

具体地，所述基板包括由下至上顺次相设的金属合金衬底、N-GaN层、LED发光层、P-GaN层。

进一步地，所述电极的高度及所述荧光粉硅胶层的厚度均为20μm～60μm。

本发明提供的白光LED芯片的有益效果在于：本发明白光LED芯片的生产工艺简单，封装时可避免荧光粉点胶工艺，且芯片表面的荧光粉硅胶层厚度均一，发出的白光均匀，没有光斑，出光率也较高。

本发明所要解决的另一个技术问题在于提供一种白光LED，以解决现有的白光LED光斑现象严重且出光率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明的采用的技术方案是：提供一种白光LED，包括管芯，所述管芯具有上述所述的白光LED芯片的结构。

进一步地，还包括支架、引脚及连接所述管芯的电极与所述引脚的金线，并通过封装材料封装而成，所述封装材料为硅胶或者环氧树脂，所述支架为金属基板、PCB板、硅基板或者陶瓷基板。

本发明提供的白光LED的有益效果在于：本发明白光LED，其管芯具有上述所述的白光LED芯片结构，因此封装工艺简化，不需要荧光粉点胶工艺，同时发出的白光亮度均匀，且出光率高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的白光LED芯片制造方法中P-电极和N-电极制作完成后的剖面结构示意图；

图2为图1的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的白光LED芯片制造方法中涂布完荧光粉硅胶层后的剖面结构示意图；

图4为图3的俯视结构示意图；

图5为本发明实施例提供的白光LED芯片制造方法中将荧光粉硅胶层抛光打磨露出电极后的剖面结构示意图；

图6为图5的俯视结构示意图；

图7为本发明提供的白光LED的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参照图1及图6，现对本发明提供的白光LED芯片制造方法进行说明。所述白光LED芯片制造方法，包括如下步骤：

步骤一，将基板1切割成合适的尺寸进行蚀刻以便制作电极；

步骤二，在基板1上制作出电极21和电极22；其工艺可采用蒸镀，电极须具一定的高度，高出的部分即为后续喷涂荧光粉硅胶层的厚度。具体请参见图1及图2。

步骤三，研磨、抛光基板1背面的衬底至需要的厚度；

步骤四，在已经制作好电极的基板1的正面上涂布一层荧光粉硅胶层3并烘烤使其固化；目的在于使芯片表面全部覆盖一层荧光粉硅胶层3，涵盖发光区及电极部分，参见图3及图4。

步骤五，在已经涂布好的荧光粉硅胶层3的表面利用抛光机进行抛光至刚好露出电极，以方便LED封装端打线工艺；具体结构请参见图5及图6。

步骤六，将步骤五得到的芯片组进行切割，得到单颗的白光LED芯片，可选择正切和背切工艺。

与现有技术相比，本发明提供的白光LED芯片制造方法工艺简单，而且通过该方法制得的白光LED芯片，在LED产品封装时，不需要采用荧光粉点胶封装工艺，并且发出的白光亮度均匀，出光效率高。

进一步地，作为本发明提供的白光LED芯片制造方法的一种具体实施方式，所述步骤一中，所述基板包括由下至上顺次相设的金属合金衬底、N-GaN层、LED发光层、P-GaN层。采用金属合金衬底，其生产技术成熟，可提升LED的发光面积，且价格适中，散热性能好，可以选择采用GaP基、GaN基，或者ZnO基。

进一步地，作为本发明提供的白光LED芯片制造方法的一种具体实施方式，所述步骤二中，所述电极21和电极22高出基板1的发光面20μm～60μm。以保证后续涂布荧光粉硅胶层3的厚度，从而保证白光的激发效果。

进一步地，作为本发明提供的白光LED芯片制造方法的一种具体实施方式，所述步骤四中，所述荧光粉硅胶层3的厚度为60μm～100μm。该荧光粉硅胶层3须具一定的厚度，且厚度均匀，以保证白光的激发效果。

进一步地，作为本发明提供的白光LED芯片制造方法的一种优选实施方式，所述步骤五中的切割方式为激光切割。采用激光切割有利于提高芯片切割的成品率，而且可以实现狭窄切割，切割宽度可达到微米级，使得切割工艺更快，外延片的产出量更高，适于大规模生产。

本发明还提供一种白光LED芯片，请参见图5及图6，该白光LED芯片采用上述所述的白光LED芯片制造方法制得，包括一基板1，所述基板1上设有电极21和电极22，所述基板1上还设有厚度与所述电极21和电极22的高度相等的覆盖于发光面上的荧光粉硅胶层3。

与现有技术相比，本发明提供的白光LED芯片的生产工艺简单，封装时可避免荧光粉点胶工艺，且芯片表面的荧光粉硅胶层3厚度均一，发出的白光亮度均匀，出光率也较高。

进一步地，作为本发明提供的白光LED芯片的一种具体实施方式，所述基板包括由下至上顺次相设的金属合金衬底、N-GaN层、LED发光层、P-GaN层。采用金属合金衬底，其生产技术成熟，可提升LED的发光面积，且价格适中，散热性能好，可以选择采用GaP基、GaN基，或者ZnO基。

进一步地，作为本发明提供的白光LED芯片的一种具体实施方式，所述电极21和电极22的高度及所述荧光粉硅胶层3的厚度均为20μm～60μm。荧光粉硅胶层3的厚度保证了白光的激发效果。

本发明还提供一种白光LED，请参见图5至图7，该白光LED，包括管芯10，所述管芯10具有上述所述的白光LED芯片的结构。其管芯10可以为单颗，也可以为两颗或者多颗，根据实际需要进行数量选择封装。

与现有技术相比，本发明提供的白光LED，其管芯10具有上述所述的白光LED芯片结构，封装时不需要荧光粉点胶工艺，因此封装工艺简化，同时发出的白光亮度均匀，且出光率高，性能优越于现有的日光灯。

进一步地，请参见图7，作为本发明提供的白光LED芯片的一种具体实施方式，该白光LED还包括支架20、引脚30及连接所述管芯10的电极与所述引脚30的金线40，通过封装材料封装而成，所述封装材料为硅胶或者环氧树脂，所述支架为金属基板、PCB板、硅基板或者陶瓷基板。采用硅胶或者环氧树脂进行封装，可保护管芯10不受外界侵蚀，同时起到透镜或者漫射透镜的功能，控制光的发散角；当管芯的折射率与空气的折射率太大时，易发生全反射导致过多光损失，通过选择合适的折射率的硅胶或者环氧树脂作过渡，可以提高管芯的光出射效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种白光LED芯片制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，将基板切割成合适的尺寸进行蚀刻以便制作电极；

步骤二，在基板上制作出电极；

步骤三，研磨、抛光基板背面的衬底至需要的厚度；

2.根据权利要求1所述的白光LED芯片制造方法，其特征在于，所述步骤一中，所述基板包括由下至上顺次相设的金属合金衬底、N-GaN层、LED发光层、P-GaN层。

3.根据权利要求1所述的白光LED芯片制造方法，其特征在于，所述步骤二中，所述电极高出所述基板的发光面20μm～60μm。

4.根据权利要求1所述的白光LED芯片制造方法，其特征在于，所述步骤四中，所述荧光粉硅胶层的厚度为60μm～100μm。

5.根据权利要求1所述的白光LED芯片制造方法，其特征在于，所述步骤五中的切割方式为激光切割。

6.一种权利要求1至4任一项所述的制造方法制得的白光LED芯片，包括一基板，所述基板上设有电极，其特征在于：所述基板上还设有厚度与所述电极的高度相等的覆盖于发光面上的荧光粉硅胶层。

7.根据权利要求5所述的白光LED芯片，其特征在于，所述基板包括由下至上顺次相设的金属合金衬底、N-GaN层、LED发光层、P-GaN层。

8.根据权利要求5所述的白光LED芯片，其特征在于，所述电极的高度及所述荧光粉硅胶层的厚度均为20μm～60μm。

9.一种白光LED，包括管芯，其特征在于，所述管芯具有权利要求6至8任一项所述的白光LED芯片结构。

10.根据权利要求9所述的白光LED，其特征在于，还包括支架、引脚及连接所述管芯的电极与所述引脚的金线，并通过封装材料封装而成，所述封装材料为硅胶或者环氧树脂，所述支架为金属基板、PCB板、硅基板或者陶瓷基板。