CN104638097B - 红光led倒装芯片的制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种红光LED倒装芯片的制作方法,包括如下步骤:步骤1:采用激光钻孔工艺在基板上得到两个通孔;步骤2:在两个通孔的侧壁制备金属,形成导电通孔;步骤3:在两个通孔上下面的周围制作金属电极,使上下面的金属电极连通;步骤4:将一红光LED垂直结构芯片固晶在基板上的一通孔上,使红光LED垂直结构芯片与通孔上的金属电极连接;步骤5:在红光LED垂直结构芯片的周围及上面制备绝缘层,并暴露出红光LED垂直结构芯片上的P电极;步骤6:在红光LED垂直结构芯片上的P电极及基板上的另一通孔上的金属电极之间制备导电电极,形成基片;步骤7:将基片进行封胶,完成制备。
Description
技术领域
本发明涉及光电器件技术领域,尤其涉及一种红光LED倒装芯片的制作方法
背景技术
LED显示屏是八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体,它利用LED发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成大面积显示屏幕,LED显示屏以可靠性高、亮度高、使用寿命长、环境适应能力强、耐冲击、性能稳定等特点,将成为平板显示领域的主流产品
随着LED芯片制造、集成封装、显示控制和工艺技术的不断进步,高清LED显示产品将引领LED显示的发展趋势。LED小点间距显示产品具有亮度高、整体无拼缝、寿命长、高效节能、响应时间短、大视角等优势,预计高清LED显示产品将在未来爆发式增长。
实现高清显示的关键技术是缩小显示屏的发光像素。目前比较好的方法是将红、绿、蓝倒装芯片通过倒装焊工艺或共晶焊工艺直接固晶在多层PCB板上,倒装芯片无需打金线,直接在PCB板上层制备好金属电极形成LED芯片的点阵排列,比过去使用正装红、绿和蓝芯片节约了打金线连接电极的空间,因此像素点间距大大缩小。
在倒装LED芯片的制备工艺中,红光LED倒装芯片的制备难度远远大于蓝光和绿光LED倒装芯片。红光LED是在砷化镓半导体衬底上同质外延铝镓砷等发光材料制备而成,若制备成同面电极的倒装结构芯片,需要剥离掉这个半导体衬底,再粘接一个绝缘衬底才能进行后续的与蓝光和绿光LED一样的芯片制备工艺,比如:刻蚀、光刻、蒸镀、腐蚀等工艺。因此,红光LED由于制备工艺步骤多、周期长和工艺难度大,使得最终的成品率低、成本较高。
发明内容
鉴于上述技术问题,本发明提供了一种红光LED倒装芯片的制作方法,采用现有砷化镓衬底的红光垂直结构LED芯片,通过在制备有导电通孔和金属电极的基板上固晶红光垂直结构LED芯片,再进行导电电极连接工艺和封胶保护工艺,形成基板背面双电极的红光LED倒装芯片。红光LED倒装芯片的尺寸在原红光LED垂直结构芯片的1.2倍以内,工艺简单,成品率高、成本低。
本发明提供一种红光LED倒装芯片的制作方法,包括如下步骤:
步骤1:采用激光钻孔工艺在基板上得到两个通孔;
步骤2:在两个通孔的侧壁制备金属,形成导电通孔;
步骤3:在两个通孔上下面的周围制作金属电极,使上下面的金属电极连通;
步骤4:将一红光LED垂直结构芯片固晶在基板上的一通孔上,使红光LED垂直结构芯片与通孔上的金属电极连接;
步骤5:在红光LED垂直结构芯片的周围及上面制备绝缘层,并暴露出红光LED垂直结构芯片上的P电极;
步骤6:在红光LED垂直结构芯片上的P电极及基板上的另一通孔上的金属电极之间制备导电电极,形成基片;
步骤7:将基片进行封胶,完成制备。
从上述技术方案可以看出,本发明提供的红光LED倒装芯片的制作方法,具有以下有益效果:采用现有的红光垂直结构LED,通过在制备有导电通孔和金属电极的基板上固晶红光垂直结构LED芯片,进行金属电极转移工艺和封胶保护工艺,形成基板背面双电极的红光LED倒装芯片。无需剥离红光LED原有的砷化镓衬底,无需粘接绝缘衬底,工艺简单、成品率高、成本低。
附图说明
为进一步说明本发明的技术内容,以下结合实施例及附图详细说明如后,其中:
图1本发明的的工艺流程图;
图2是本发明基板的结构图;
图3是本发明制备工艺步骤2的结构图;
图4是本发明制备工艺步骤3的结构图;
图5是本发明制备工艺结束后的结构示意图。
其中
1-基板
11-基板通孔 2-红光LED垂直结构芯片
12-基板侧壁金属 21-红光红光LED垂直结构芯片N电极
13-基板上金属电极 22-红光红光LED垂直结构芯片发光体
14-基板下金属电极 23-红光红光LED垂直结构芯片P电极
3-绝缘层
4-导电电极
5-硅胶
具体实施方式
请参阅图1-图5所示,本发明提供一种红光LED倒装芯片的制作方法,包括如下步骤:
步骤1:采用激光钻孔工艺在基板1(图2中)上得到两个通孔11(图3中)。其中所述基板1是高阻硅、陶瓷或PCB材料;
步骤2:在两个通孔11的侧壁制备金属12(图3中)。其中所述金属为Au、Al、Ag或Pt,或Au、Al、Ag、Pt与Ti、Cr、Ni的合金,金属厚度为1-4μm。采用溅射工艺制备侧壁金属12。
步骤3:在两个通孔11上下面的周围制作金属电极13、14,形成导电通孔。金属电极13通过通孔11的侧壁金属12与金属电极14连接在一起(图4中)。其中所述金属电极为Au、Al、Ag或Pt,或Au、Al、Ag、Pt与Ti、Cr、Ni的合金,金属厚度为1-4μm。金属电极13、14的制备是采用电子束蒸发、溅射或其他薄膜淀积工艺。
步骤4:将一红光LED垂直结构芯片2固晶在基板1上的一通孔11上,使红光LED垂直结构芯片2与通孔11上的金属电极13连接,所述红光LED垂直结构芯片2包括一N电极21、一发光体22和一P电极23。其中所述固晶工艺是直接固晶工艺、倒装焊工艺或共晶焊工艺。直接固晶工艺是通过导电银浆将红光LED垂直结构芯片2粘接在基板1的金属电极13上,加温固化。倒装焊工艺是通过植金球于基板1的金属电极13上,通过超声焊将红光LED垂直结构芯片2与金属电极13上的金球粘结在一起。共晶焊工艺是通过助焊剂和回流焊将LED垂直结构芯片2粘结在基板1的金属电极13上。
步骤5:在红光LED垂直结构芯片2的周围及上面制备绝缘层3,并暴露出红光LED垂直结构芯片2上的P电极23。其中所述绝缘层制备工艺是PECVD工艺(等离子增强型化学气相淀积)或离子束溅射工艺。绝缘层材料为二氧化硅、氮化硅或氧化钛绝缘膜。绝缘层的厚度为0.2-2μm。
步骤6:在红光LED垂直结构芯片2上电极及基板1上的另一通孔11上的金属电极13之间制备导电电极4,形成基片。所述导电电极为Au、Al、Ag或Pt,或Au、Al、Ag、Pt与Ti、Cr、Ni的合金,金属厚度为1-4μm。
绝缘层3的作用是防止红光LED垂直结构芯片2与导电电极4短路。红光LED垂直结构芯片2的P电极23通过导电电极4、基板1上的另一金属电极13以及另一通孔的侧壁金属12,连接到了基板1的另一金属电极14。所以,具有上下电极的红光LED垂直结构芯片2变成了具有同面电极结构的未封胶的红光倒装结构芯片。
步骤7:将基片进行封胶(参阅图5),完成制备。对已进行完固晶和导电电极连接工艺的红光LED垂直结构芯片2的表面和侧面涂覆硅胶进行保护,硅胶在150度固化后,对其表面进行磨平处理,最终形成红光LED倒装芯片。这个红光LED倒装芯片尺寸是原来的红光垂直结构芯片尺寸的1.2倍以内。
以上所述,仅为本发明中的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内,可轻易想到的变换或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种红光LED倒装芯片的制作方法,包括如下步骤:
步骤1:采用激光钻孔工艺在基板上得到两个通孔;
步骤2:在两个通孔的侧壁制备金属,形成导电通孔;
步骤3:在两个通孔上下面的周围制作金属电极,使上下面的金属电极连通;
步骤4:将一红光LED垂直结构芯片固晶在基板上的一通孔上,使红光LED垂直结构芯片与通孔上的金属电极连接;
步骤5:在红光LED垂直结构芯片的周围及上面制备绝缘层,并暴露出红光LED垂直结构芯片上的P电极;
步骤6:在红光LED垂直结构芯片上的P电极及基板上的另一通孔上的金属电极之间制备导电电极,形成基片;
步骤7:将基片进行封胶,完成制备。
2.根据权利要求1所述的红光LED倒装芯片的制作方法,其中所述红光LED垂直结构芯片包括一N电极、一发光体和一P电极。
3.根据权利要求1所述的红光LED倒装芯片的制作方法,其中所述基板是高阻硅、陶瓷或PCB材料。
4.根据权利要求1所述的红光LED倒装芯片的制作方法,其中基板1上下电极金属的厚度为1-4μm。
5.根据权利要求1所述的红光LED倒装芯片的制作方法,其中所述固晶工艺是直接固晶、倒装焊工艺或共晶焊工艺。
6.根据权利要求1所述的红光LED倒装芯片的制作方法,其中所述绝缘层的材料为二氧化硅、氮化硅或氧化钛的绝缘膜,绝缘层的厚度为0.2-2μm。
7.根据权利要求1所述的红光LED倒装芯片的制作方法,其中所述导电电极的材料为Au、Al、Ag或Pt,或Au、Al、Ag、Pt与Ti、Cr、Ni的合金,导电电极的厚度为1-4μm。
8.根据权利要求1所述的红光LED倒装芯片的制作方法,其中所述在两个通孔的侧壁制备金属的材料为Au、Al、Ag或Pt,或Au、Al、Ag、Pt与Ti、Cr、Ni的合金,其厚度为1-4μm。
9.根据权利要求1所述的红光LED倒装芯片的制作方法,其中所述两个通孔上下面的金属电极的材料为Au、Al、Ag或Pt,或Au、Al、Ag、Pt与Ti、Cr、Ni的合金,其厚度为1-4μm。
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