CN106252474A - 一种倒装白光led芯片及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种倒装白光LED芯片及其制造方法，在衬底背离发光微结构一侧固定一荧光膜片，从而完成倒装LED芯片白光封装，不需要再利用环氧树脂等进行固化封装，简化封装工艺，提高封装效率；另外，本发明直接将多个发光微结构嵌入到荧光膜片中，从而消除传统倒装LED芯片在封装时由于荧光粉侧面喷涂不均造成的漏蓝光、光色不均匀、光型不佳等问题，提高了倒装LED芯片白光封装的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体照明领域，尤其涉及一种LED芯片及其制造方法。
背景技术
LED作为新一代固体冷光源，具有低能耗、寿命长、易控制、安全环保等特点，是理想的节能环保产品，适用各种照明场所。
倒装结构LED芯片具有电流分布均匀、散热好、电压低、效率高等优点，迅速受到广泛的关注，并取得了一系列进展。由于倒装结构LED芯片是从蓝宝石背面出光，因此在传统的封装过程中需要在单颗倒装结构LED芯片的蓝宝石背面涂抹荧光粉，然后利用环氧树脂进行固化。与传统的正装结构LED芯片相比，现有技术的倒装结构LED芯片在封装工艺上已经得到了很大的简化，但依然存在较多的问题，如倒装芯片的荧光粉涂抹不均匀，出现漏蓝，光色不均匀、光型不佳等问题，此外，封装填充材料的填充工艺等问题，制约了倒装结构LED芯片的广泛应用。
发明内容
为了简化倒装LED芯片的封装工艺，扩展倒装LED芯片的应用领域，本发明提供一种倒装白光LED芯片及其制造方法。
一种倒装白光LED芯片的制造方法，包括：
提供一衬底；
在所述衬底任意一表面形成多个发光微结构，所述发光微结构包括位于所述衬底表面的第一半导体层，位于所述第一半导体层背离所述衬底一侧的有源层和第一电极，位于所述有源层背离所述衬底一侧的第二半导体层，位于所述第二半导体层背离所述衬底一侧的导电反射膜层，位于所述导电反射膜层背离所述衬底一侧的第二电极，所述第一电极与所述第二电极之间相互绝缘；
沿所述发光微结构的边缘对所述衬底进行切割；
固定一荧光膜片于所述衬底背离所述发光微结构一侧，其中，所述发光微结构嵌入到所述荧光膜片中；
沿所述发光微结构的边缘对所述荧光膜片进行切割，以得到多个倒装白光LED芯片。
优选的，所述荧光膜片由荧光粉和硅胶材料通过恒温热压机热压成片状形成。
优选的，所述恒温热压机热压的温度范围为80℃~250℃。
优选的，所述荧光膜片中荧光粉的比例在3-50%之间。
优选的，在固定一荧光膜片于所述衬底背离所述发光微结构一侧之前，所述制造方法还包括：
在所述荧光膜片表面喷涂一层有机胶黏剂。
优选的，所述机胶黏剂由环氧树脂、聚氨酯、聚醋酸乙烯中的一种或多种制成。
优选的，所述固定一荧光膜片于所述衬底背离所述发光微结构一侧的制造过程为：
将所述衬底背离所述发光微结构一侧放置在所述荧光膜片涂有有机黏剂一侧上，在真空环境下对所述衬底进行热压塑封，使所述衬底均匀嵌入荧光膜片中。
优选的，所述热压塑封的温度范围为80℃~250℃。
优选的，在切割所述衬底后，且固定所述荧光膜片之前，所述制造方法还包括：
将所述的多个发光微结构之间距离进行扩张。
优选的，所述多个发光微结构之间距离为50μm~5000μm，包括端点值。
相应的，本发明还提供了一种倒装白光LED芯片，所述LED芯片采用上述制作方法制作而成。
相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：
本发明提供的一种倒装白光LED芯片及其制作方法，包括：提供一衬底；在所述衬底任意一表面形成多个发光微结构，所述发光微结构包括位于所述衬底表面的第一半导体层，位于所述第一半导体层背离所述衬底一侧的有源层和第一电极，位于所述有源层背离所述衬底一侧的第二半导体层，位于所述第二半导体层背离所述衬底一侧的导电反射膜层，位于所述导电反射膜层背离所述衬底一侧的第二电极，所述第一电极与所述第二电极之间相互绝缘；沿所述发光微结构的边缘对所述衬底进行切割；固定一荧光膜片于所述衬底背离所述发光微结构一侧，其中，所述发光微结构嵌入到所述荧光膜片中；沿所述发光微结构的边缘对所述荧光膜片进行切割，以得到多个倒装白光LED芯片。
由上述内容可知，本发明提供的技术方案，在衬底背离发光微结构一侧固定一荧光膜片，从而完成倒装LED芯片白光封装，不需要再利用环氧树脂等进行固化封装，简化封装工艺，提高封装效率；另外，本发明直接将多个发光微结构嵌入到荧光膜片中，从而消除传统倒装LED芯片在封装时由于荧光粉侧面喷涂不均造成的漏蓝光、光色不均匀、光型不佳等问题，提高了倒装LED芯片白光封装的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种倒装白光LED芯片的制作方法流程图；
图2a至图2e为图1制作方法流程图对应的结构流程图；
图3为本申请实施例提供的一种发光微结构的制作方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
S1、提供一衬底。
参考图2a所示，本申请实施例提供的衬底100为透光材料衬底，其中，本申请实施例提供的衬底为蓝宝石衬底、碳化硅衬底或氮化镓衬底；除上述材质衬底外，在本申请其他实施例中衬底还可以为其他材质，对此本申请不做具体限制。
S2、在衬底任意一表面制作发光微结构。
参考图2b所示，在衬底100任意一表面形成多个发光微结构200，发光微结构200包括位于衬底100表面的第一半导体层201，位于第一半导体层201背离衬底100一侧的有源层202和第一电极205，位于有源层202背离衬底100一侧的第二半导体层203，位于第二半导体层203背离衬底100一侧的导电反射膜层204，位于导电反射膜层204背离衬底100一侧的第二电极206，第一电极205与第二电极206之间相互绝缘。
具体的，参考图3所示，为本申请实施例提供的一种发光微结构的制作方法的流程图，其中，发光微结构的形成过程为：
S21、在衬底任意一表面形成第一半导体层。
S22、在第一半导体层背离衬底一侧形成有源层。
S23、在有源层背离衬底一侧形成第二半导体层。
具体的，本申请实施例提供的第一半导体层和第二半导体层均为氮化镓基半导体层，有源层为氮化镓基有源层；或者，第一半导体层和第二半导体层均为砷化镓基半导体层，有源层为砷化镓基有源层；此外，本申请实施例提供的第一半导体层、第二半导体层和有源层的材质还可以为其他材质，对此本申请不做具体限制。
其中，第一半导体层可以为N型半导体层，则第二半导体层为P型半导体层；或者，第一半导体层为P型半导体层，而第二半导体层为N型半导体层，对于第一半导体层和第二半导体层的导电类型，需要根据实际应用进行设计，对此本申请不做具体限制。
此外，在形成第二半导体层后，且刻蚀裸露第一半导体层的预设区域前，即在步骤S23后，且在步骤S24前，制作方法还包括：
在第二半导体层背离衬底一侧形成欧姆接触层，其中，导电反射膜层位于欧姆接触层背离衬底一侧。
S24、采用刻蚀工艺将第一半导体层背离衬底一侧的预设区域裸露。
预设区域即为形成第一电极的区域，其中，第一电极的面积小于预设区域的面积，避免第一电极与有源层、第二半导体层等叠层接触。本申请实施例提供的刻蚀工艺可以为干法刻蚀工艺，也可以为湿法刻蚀工艺，对此本申请不做具体限制，需要根据实际应用进行选取。
S25、在第二半导体层背离衬底一侧形成导电反射膜层。
导电反射膜层的反射面朝向衬底一侧，以将有源区发出的光反射至衬底出射。其中，导电反射膜层优选为金属反射膜层；其中，在形成导电反射膜层后，且形成第一电极和第二电极前，即在步骤S25后，且在步骤S26前，制作方法还包括：
在导电反射膜层背离衬底一侧形成金属扩散阻挡层，其中，第二电极形成于金属扩散阻挡层背离衬底一侧。
具体的，当导电反射膜层为金属反射膜层时，可以采用沉积工艺制备具有高反射率的金属反射膜层；此外，可以采用磁控溅射方式制备金属扩散阻挡层。
进一步的，在形成导电反射膜层后，且形成第一电极和第二电极前，即在步骤S25后，且在步骤S26前，制作方法还包括：
形成覆盖导电反射膜层、且延伸覆盖至第一半导体层的预设区域的钝化层；
其中，钝化层对应预设区域的区域设置有第一开口，以用于形成第一电极，以及，钝化层对应导电反射膜层的区域设置有第二开口，以用于形成第二电极。
需要说明的是，当制作过程中在导电反射膜层背离衬底一侧制备有金属扩散阻挡层，则本申请实施例提供的钝化层制备于金属扩散阻挡层背离衬底一侧。
S26、在第一半导体层的预设区域、且背离衬底一侧形成第一电极，且在导电反射膜层背离衬底一侧形成第二电极，第一电极与第二电极之间相互绝缘。
S3、沿发光微结构的边缘对衬底进行切割。
参考图2c所示，以发光微结构200的边缘为切割道，对衬底100进行切割。其中，本申请实施例提供的制作方法，可以采用机械或激光切割工艺，对衬底进行切割。
S4、固定一荧光膜片于所述衬底背离所述发光微结构一侧。
参考图2d所示，在衬底100背离发光微结构200一侧固定一荧光膜片300，其中，发光微结构200嵌入在荧光膜片300中。为了提高倒装LED芯片的亮度和稳定性，解决传统倒装LED芯片封装过程中由于荧光粉侧面喷涂不均匀而造成的漏蓝现象、光色不均匀、光色不佳等问题，本申请实施例提供的荧光膜片由荧光粉和硅胶材料通过恒温热压机热压成片状形成，其中，荧光膜片中荧光粉的比例在3-50%之间；此外，在本申请其他实施例中，还可以采用其他材质的荧光膜片，对此本申请不做具体限制；另外，本申请实施例对于荧光膜片的厚度范围不做具体限制，需要根据实际应用进行具体设计。
具体的，在本申请实施例衬底背离发光微结构一侧固定一荧光膜片之前，制造方法还包括：在荧光膜片300表面喷涂一层有机胶黏剂，其中，有机胶黏剂由环氧树脂、聚氨酯、聚醋酸乙烯中的一种或多种制成。
此外，本申请实施例提供的制作方法，可以采用热压塑封方式将发光微结构嵌入在荧光膜片中。具体的，将衬底背离发光微结构一侧放置在荧光膜片涂有有机黏剂一侧上，在真空环境下对衬底进行热压塑封，使衬底及发光微结构均匀嵌入荧光膜片中。其中，热压塑封的温度范围为80℃~250℃。
S5、沿发光微结构的边缘对荧光膜片进行切割，以得到多个倒装白光LED芯片。
参考图2e所示，以发光微结构200的边缘为切割道，对荧光膜片300进行切割，以得到多个倒装白光LED芯片。其中，本申请实施例提供的制作方法，可以采用机械或激光切割工艺，对荧光膜片进行切割。
进一步的，在形成多个发光微结构后，且衬底切割之前，即在步骤S2后，且在步骤S3前，制作方法还包括：
将衬底减薄至预设厚度范围，预设厚度范围为100μm~500μm，包括端点值。
其中，本申请实施例对于衬底减薄后的厚度不做具体限制，衬底可以为200μm、400μm等，需要根据实际应用进行具体设计。
进一步的，在衬底切割后，且固定荧光膜片之前，即在步骤S3后，且在步骤S4前，制作方法还包括：
将多个发光微结构之间的距离进行扩张，使发光微结构之间的距离为50μm~5000μm，包括端点值。
相应的，本申请实施例还提供了一种倒装白光LED芯片，倒装白光LED芯片采用上述实施例提供的制作方法制作而成。
本申请实施例提供的一种倒装白光LED芯片及其制作方法，包括：提供一衬底；在所述衬底任意一表面形成多个发光微结构，所述发光微结构包括位于所述衬底表面的第一半导体层，位于所述第一半导体层背离所述衬底一侧的有源层和第一电极，位于所述有源层背离所述衬底一侧的第二半导体层，位于所述第二半导体层背离所述衬底一侧的导电反射膜层，位于所述导电反射膜层背离所述衬底一侧的第二电极，所述第一电极与所述第二电极之间相互绝缘；沿所述发光微结构的边缘对所述衬底进行切割；固定一荧光膜片于所述衬底背离所述发光微结构一侧，其中，所述发光微结构嵌入到所述荧光膜片中；沿所述发光微结构的边缘对所述荧光膜片进行切割，以得到多个倒装白光LED芯片。
由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，在衬底背离发光微结构一侧固定一荧光膜片，从而完成倒装LED芯片白光封装，不需要再利用环氧树脂等进行固化封装，简化封装工艺，提高封装效率；另外，本发明直接将多个发光微结构嵌入到荧光膜片中，从而消除传统倒装LED芯片在封装时由于荧光粉侧面喷涂不均造成的漏蓝光、光色不均匀、光型不佳等问题，提高了倒装LED芯片白光封装的稳定性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种倒装白光LED芯片的制造方法，包括：
提供一衬底；
在所述衬底任意一表面形成多个发光微结构，所述发光微结构包括位于所述衬底表面的第一半导体层，位于所述第一半导体层背离所述衬底一侧的有源层和第一电极，位于所述有源层背离所述衬底一侧的第二半导体层，位于所述第二半导体层背离所述衬底一侧的导电反射膜层，位于所述导电反射膜层背离所述衬底一侧的第二电极，所述第一电极与所述第二电极之间相互绝缘；
沿所述发光微结构的边缘对所述衬底进行切割；
固定一荧光膜片于所述衬底背离所述发光微结构一侧，其中，所述发光微结构嵌入到所述荧光膜片中；
沿所述发光微结构的边缘对所述荧光膜片进行切割，以得到多个倒装白光LED芯片。
2.根据权利要求1所述的LED芯片的制造方法，其特征在于，所述荧光膜片由荧光粉和硅胶材料通过恒温热压机热压成片状形成。
3.根据权利要求2所述的LED芯片的制造方法，其特征在于，所述恒温热压机热压的温度范围为80℃~250℃。
4.根据权利要求2-3中任一所述的LED芯片的制造方法，其特征在于，所述荧光膜片中荧光粉的比例在3-50%之间。
5.根据权利要求1所述的LED芯片的制造方法，其特征在于，在固定一荧光膜片于所述衬底背离所述发光微结构一侧之前，所述制造方法还包括：
在所述荧光膜片表面喷涂一层有机胶黏剂。
6.根据权利要求5所述的LED芯片的制造方法，其特征在于，所述机胶黏剂由环氧树脂、聚氨酯、聚醋酸乙烯中的一种或多种制成。
7.根据权利要求5所述的LED芯片的制造方法，其特征在于，所述固定一荧光膜片于所述衬底背离所述发光微结构一侧的制造过程为：
将所述衬底背离所述发光微结构一侧放置在所述荧光膜片涂有有机黏剂一侧上，在真空环境下对所述衬底进行热压塑封，使所述衬底均匀嵌入荧光膜片中。
8.根据权利要求7所述的LED芯片的制造方法，其特征在于，所述热压塑封的温度范围为80℃~250℃。
9.根据权利要求1所述的LED芯片的制造方法，其特征在于，在切割所述衬底后，且固定所述荧光膜片之前，所述制造方法还包括：
将所述的多个发光微结构之间距离进行扩张。
10.根据权利要求9所述的LED芯片的制造方法，其特征在于，所述多个发光微结构之间距离为50μm~5000μm，包括端点值。
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