CN103904189A - 发光芯片组合及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种发光芯片组合，包括软性基座及安装于基座上的发光芯片，发光芯片包括依次堆叠的第一半导体层、发光层、第二半导体层及电极，电极通过掺杂有导电粒子的软性绝缘层接合至基座，导电粒子将电极与基座导通。由于软性绝缘层的作用，发光芯片不易从基座上脱落，并且可确保二者之间的电连接。本发明还提供一种发光芯片组合的制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种芯片组合，特别是指一种发光芯片组合。
背景技术
发光二极管作为新兴的光源，已被广泛地应用于各种用途当中。发光二极管通常包括基座、安装于基座上的芯片及覆盖芯片的封装体。芯片由基板及依次生长于基板上的N型半导体层、发光层及P型半导体层组成。芯片还分别在其N型半导体层及P型半导体层上形成P电极及N电极，以与基座电连接，从而将电流引入芯片内以驱动发光层发光。
为提升出光效率，当前有部分芯片是采用倒装的形式固定于基座上。倒装的芯片的二电极分别通过二锡球焊接至基座上的二导电层，从而实现与基座的电连接。有业者采用软性材料来制造基座，以得到具有可挠性的发光二极管。然而，由于芯片的二电极是通过刚性的锡球焊接在软性基座的导电层上，在软性基座发生弯曲的过程中，电极、锡球及导电层之间极易由于内部的应力作用发生分离，导致发光二极管出现断路。
发明内容
因此，有必要提供一种不易发生断路的发光芯片组合及其制造方法。
一种发光芯片组合，包括芯片及承载芯片的软性基座，芯片包括基板及依次堆叠于基板上的第一半导体层、发光层、第二半导体层及电极，电极通过掺杂有导电粒子的软性绝缘层接合在基座上而实现芯片与基座之间的电连接。
一种发光芯片组合的制造方法，包括：提供软性基座及发光芯片，发光芯片包括依次堆叠的第一半导体层、发光层、第二半导体层及电极；在基座上涂覆包含导电粒子的软性绝缘层；将发光芯片置于软性绝缘层上，使电极于软性绝缘层接触；施加压力，使发光芯片相对基板逐渐靠近，直至电极通过导电粒子与基座导通。
由于采用软性绝缘层来接合芯片的电极及基座，其可抵消由于基座的弯曲而给芯片的电极所造成的应力，使电极与基座之间不易发生脱落。并且，软性绝缘层中所掺杂的导电粒子可确保电极与基座之间的电连接，从而使电流能够从基座进入芯片内，驱动芯片正常发光。
下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1示出本发明一实施例的发光芯片组合。
图2为图1中的发光芯片组合的制造过程。
主要元件符号说明
| 发光芯片组合 | 10 |
| 基座 | 20 |
| 基底 | 22 |
| 第一导电层 | 24 |
| 第二导电层 | 26 |
| 发光芯片 | 30 |
| 第一电极 | 31 |
| 基板 | 32 |
| 第二电极 | 33 |
| 第一半导体层 | 34 |
| 区域 | 340 |
| 发光层 | 36 |
| 第二半导体层 | 38 |
| 接合层 | 40 |
| 软性绝缘层 | 42 |
| 导电粒子 | 44 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，示出本发明一实施例的发光芯片组合10。发光芯片组合10包括一基座20及一固定于基座20上的发光芯片30。
基座20包括基底22及覆盖于基底22顶面的第一导电层24及第二导电层26。基座20可以为一集成于发光二极管内部的基座，也可以为一软性电路板。本实施例中，基底22由软性的材料制造，如聚酰亚胺或聚酯薄膜等。基底22可在外力的作用下发生一定程度的弯曲。第一导电层24及第二导电层26通过印刷等方式形成于基底22顶面。第一导电层24及第二导电层26优选采用金属薄膜制造，以提供优良的导电能力。第一导电层24与第二导电层26之间通过间隙隔开，以避免二者直接导通。
发光芯片30包括基板32及依次形成于基板32上的第一半导体层34、发光层36及第二半导体层38。本实施例中，基板32由蓝宝石等透光性材料制成，以供发光层36发出的光线透射出发光芯片30外。当然，基板32也可通过研磨、激光剥离等方式去除，以直接暴露出第一半导体层34顶面，使发光层36发出的光线能够直接从第一半导体层34出射。第一半导体层34、第二半导体层38及发光层36采用氮化镓、氮化铟镓、氮化铝铟镓等材料制成。本实施例中，第一半导体层34为N型层，第二半导体层38为P型层，发光层36为多重量子阱层。发光层36及第二半导体层38的面积小于第一半导体层34的面积，从而在第一半导体层34的底面形成一外露的区域340。一第一电极31通过蒸镀等方式形成于第一半导体层34的外露区域340上，一第二电极33通过蒸镀等方式形成于第二半导体层38底面。第一电极31及第二电极33均优选采用金属材料制成，以将电流从外界引入发光芯片30内。第一电极31高于第二电极33，且二者之间相互隔开。
发光芯片30通过一接合层40固定于基座20上。本实施例中，接合层40为一异方性导电胶。接合层40包括软性绝缘层42及掺杂于软性绝缘层42内的大量的导电粒子44。软性绝缘层42优选采用环氧树脂、硅胶等绝缘材料制成，其厚度介于20~85μm。导电粒子44为镀镍的树脂球，其具有一定的弹性，可在受到外力的作用下发生形变。导电粒子44的粒径介于1~15μm之间。导电粒子44均匀地掺杂于软性绝缘层42内。软性绝缘层42内的导电粒子44仅会沿接合层40的厚度方向(即竖向)导通，沿接合层40的长度或宽度方向(即横向)不导通，因此接合层40仅在竖向导电，从而防止由于横向导通而发生的短路现象。
请一并参阅图2，接合层40在未固化之前呈可流动的粘胶状，其预先涂覆在基座20的顶面而覆盖第一导电层24、第二导电层26及二者之间的间隙。然后，将发光芯片30的第一电极31及第二电极33朝向接合层40移动直至嵌入接合层40内。之后，加热接合层40至200摄氏度左右，并同时对发光芯片30施加向下的压力，使其第一电极31及第二电极33朝向基座20的第一导电层24及第二导电层26移动。此时，接合层40内的导电粒子44被压缩而发生弹性形变，形成椭球状结构。在200摄氏度左右维持上述压力一段时间，直至接合层40的软性绝缘层42固化成凝胶状，此时第二半导体层38、发光层36及部分第一半导体层34没入软性绝缘层42内。待软性绝缘层42固化后，将压力释放，此时导电粒子44产生恢复形变的趋势。由于接合层40的厚度被缩减，导致导电粒子44的回弹的空间被压缩而无法完全恢复原有形状，因此导电粒子44在恢复形变的过程中将相互挤压，从而紧密地连接在一起而在沿着接合层40的厚度方向上保持连续。优选地，导电粒子44的最终形变量最好大于40%，从而使接合层40具有较佳的竖向导电能力。发光芯片30的第一电极31通过位于其正下方的导电粒子44与基座20的第一导电层24导通，第二电极33通过位于其正下方的导电粒子44与基座20的第二导电层26导通，从而实现发光芯片30与基座20之间的电连接。
由于采用软性绝缘层42来接合发光芯片30及基座20，因此可抵消由于基座20弯曲而带来的内部应力，从而防止发光芯片30从基座20上脱落的现象发生。并且，由于软性绝缘层42内还掺杂有导电粒子44，因此可确保发光芯片30与基座20之间的电连接，从而使电流能从第一导电层24及第二导电层26进入发光芯片30内而驱动发光层36发光。
可以理解地，当发光芯片30具备竖直导通型的结构时(即第一电极31及第二电极33分别位于发光芯片30的底部及顶部，此时第一电极通常使用导电基板替代)时，其仅有一个电极需要采用接合层40与基座20的导电层连接，其另一电极可通过导线(图未示)与基座20的另一导电层连接。
还可以理解地，在移除发光芯片30的基板32的情况下，第一半导体层34的顶面将暴露在外。此时第一半导体层34的顶面还可通过蚀刻等手段进行粗化，形成粗糙表面。由此，从发光层36所发出的光线可以更大的几率从第一半导体层34的粗糙表面出射，从而提升发光芯片30的出光效率。
Claims (10)
1.一种发光芯片组合，包括软性基座及安装于基座上的发光芯片，发光芯片包括依次堆叠的第一半导体层、发光层、第二半导体层及电极，其特征在于：电极通过掺杂有导电粒子的软性绝缘层接合至基座，导电粒子将电极与基座导通。
2.如权利要求1所述的发光芯片组合，其特征在于：第二半导体层及发光层嵌入软性绝缘层内。
3.如权利要求1所述的发光芯片组合，其特征在于：导电粒子为弹性的镀镍树脂球。
4.如权利要求1所述的发光芯片组合，其特征在于：导电粒子沿着软性绝缘层的厚度方向相互挤压。
5.一种发光芯片组合的制造方法，包括：
提供软性基座及发光芯片，发光芯片包括依次堆叠的第一半导体层、发光层、第二半导体层及电极；
在基座上涂覆包含导电粒子的软性绝缘层；
将发光芯片置于软性绝缘层上，使电极与软性绝缘层接触；
施加压力，使发光芯片相对基板逐渐靠近，直至电极通过导电粒子与基座导通。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：在施加压力的过程中还对软性绝缘层进行加热，直至软性绝缘层固化成凝胶状再释放压力。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：导电粒子在施加压力的过程中发生形变，并在释放压力之后恢复部分形变而沿着软性绝缘层的厚度方向相互挤压。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：导电粒子在恢复部分形变之后的的形变量仍大于40%。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于：在软性绝缘层固化之后第二半导体层及发光层均嵌入软性绝缘层内。
10.如权利要求5所述的方法，其特征在于：导电粒子为镀镍的树脂球。
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