CN111129251A - 一种高焊接性倒装led芯片的电极结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高焊接性倒装LED芯片的电极结构，包括包括自上而下依次设置的Cr金属层、Al金属层或Al合金层、TiAl基合金层、Ni金属层或Ni合金层、以及Au金属层，所述TiAl基合金层3由n层Ti金属层和n层Al金属层周期性交错设置形成，其中，n≥2。本发明能够在不更改目前锡膏种类和回流焊温度的条件下，提升焊接强度，使其在灯丝灯应用中不会出现电极脱落现象，而且与常规的Pt/Au电极外观无任何差异，对芯片亮度无影响。
Description
技术领域
本发明属于倒装LED芯片技术领域，特别是涉及一种高焊接性倒装LED芯片的电极结构。
背景技术
目前倒装芯片固晶封装主要是利用锡膏焊接，焊接强度不仅依靠锡膏材料的粘度、回流焊温度，LED芯片电极也起着关键的作用。常用的倒装LED电极结构是Pt/Au结尾，与锡膏形成金属间化合物，达到固晶效果。
常用的Pt/Au结尾的倒装LED电极能应用于一般照明、显示、数码等SMD、COB封装形式，但对于如柔性灯丝等特殊应用产品，常规的倒装LED电极结构会出现电极脱落现象，导致灯丝灯失效。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种高焊接性倒装LED芯片的电极结构，能够在不更改目前锡膏种类和回流焊温度的条件下，提升焊接强度，使其在灯丝灯应用中不会出现电极脱落现象。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高焊接性倒装LED芯片的电极结构，其包括自上而下依次设置的Cr金属层、Al金属层或Al合金层、TiAl基合金层、Ni金属层或Ni合金层、以及Au金属层，所述TiAl基合金层由n层Ti金属层和n层Al金属层周期性交错设置形成，其中，n≥2。
优选地，所述Cr金属层的厚度参数为1A～50A。
优选地，所述Al金属层或Al合金层的厚度参数为1000A～5000A。
优选地，所述TiAl基合金层中的每层Ti金属层的厚度参数为300A～2000A。
优选地，所述TiAl基合金层中的每层Al金属层的厚度参数为1000A～5000A。
优选地，所述Ni金属层或Ni合金层的厚度参数为1000A～5000A。
优选地，所述Au金属层的厚度参数为5000A～10000A。
实施本发明提供的一种高焊接性倒装LED芯片的电极结构，与现有技术相比较，其有益效果在于：
本发明的电极结构通过Cr金属层、Al金属层或Al合金层、TiAl基合金层、Ni金属层或Ni合金层、以及Au金属层的复合设计；其中，Cr金属层用于欧姆接触及粘附；Al金属层或Al合金层用于反射芯片发出来的光；TiAl基合金层为多周期结构，一方面用于反射芯片发出来的光，另一方面用于改善Al金属抗蚀性差及热稳定性差的特性；Ni金属层或Ni合金层作为Au金属层与TiAl基合金层的阻挡层，用于阻止Al和Au形成合金；Au金属层用于抗氧化及粘附。可见，本发明的电极结构能够在不更改目前锡膏种类和回流焊温度的条件下，提升焊接强度，使其在灯丝灯应用中不会出现电极脱落现象，而且与常规的Pt/Au电极外观无任何差异，对芯片亮度无影响。另外，经多次实验证明，本发明的Ni/Au结尾电极比常规的Pt/Au结尾电极焊接后的推力高50％。
附图说明
图1为本发明提供的一种高焊接性倒装LED芯片的电极结构的结构示意图；
图中所示：
1、衬底层，2、GaN基外延层，21、P型GaN层，22、N型GaN层，3、ITO薄膜层，4、Ag金属反射层，5、P型电极层，6、N型电极层，7、SiO2保护层，8、P型金属连接层，9、N型金属连接层，10、SiO2钝化层，11、P型电极焊接层，12、N型电极焊接层，13、隔离沟槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明的优选实施例，一种高焊接性倒装LED芯片的电极结构，其包括自上而下依次设置的Cr金属层1、Al金属层或Al合金层、TiAl基合金层3、Ni金属层或Ni合金层4、以及Au金属层5，所述TiAl基合金层3由n层Ti金属层和n层Al金属层周期性交错设置形成，其中，n≥2。
示例性的，所述Cr金属层1的厚度参数为1A～50A；所述Al金属层或Al合金层的厚度参数为1000A～5000A。所述TiAl基合金层3中的每层Ti金属层的厚度参数为300A～2000A；所述TiAl基合金层3中的每层Al金属层的厚度参数为1000A～5000A；所述Ni金属层或Ni合金层4的厚度参数为1000A～5000A；所述Au金属层5的厚度参数为5000A～10000A。
由此，本发明的电极结构通过Cr金属层1、Al金属层或Al合金层、TiAl基合金层3、Ni金属层或Ni合金层4、以及Au金属层5的复合设计；其中，Cr金属层1用于欧姆接触及粘附；Al金属层或Al合金层用于反射芯片发出来的光；TiAl基合金层3为多周期结构，一方面用于反射芯片发出来的光，另一方面用于改善Al金属抗蚀性差及热稳定性差的特性；Ni金属层或Ni合金层4作为Au金属层5与TiAl基合金层3的阻挡层，用于阻止Al和Au形成合金；Au金属层5用于抗氧化及粘附。可见，本发明的电极结构能够在不更改目前锡膏种类和回流焊温度的条件下，提升焊接强度，使其在灯丝灯应用中不会出现电极脱落现象，而且与常规的Pt/Au电极外观无任何差异，对芯片亮度无影响。另外，经多次实验证明，本发明的Ni/Au结尾电极比常规的Pt/Au结尾电极焊接后的推力高50％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种高焊接性倒装LED芯片的电极结构，其特征在于，包括自上而下依次设置的Cr金属层、Al金属层或Al合金层、TiAl基合金层、Ni金属层或Ni合金层、以及Au金属层，所述TiAl基合金层由n层Ti金属层和n层Al金属层周期性交错设置形成，其中，n≥2。
2.如权利要求1所述的一种高焊接性倒装LED芯片的电极结构，其特征在于，所述Cr金属层的厚度参数为1A～50A。
3.如权利要求1所述的一种高焊接性倒装LED芯片的电极结构，其特征在于，所述Al金属层或Al合金层的厚度参数为1000A～5000A。
4.如权利要求1所述的一种高焊接性倒装LED芯片的电极结构，其特征在于，所述TiAl基合金层中的每层Ti金属层的厚度参数为300A～2000A。
5.如权利要求1所述的一种高焊接性倒装LED芯片的电极结构，其特征在于，所述TiAl基合金层中的每层Al金属层的厚度参数为1000A～5000A。
6.如权利要求1所述的一种高焊接性倒装LED芯片的电极结构，其特征在于，所述Ni金属层或Ni合金层的厚度参数为1000A～5000A。
7.如权利要求1所述的一种高焊接性倒装LED芯片的电极结构，其特征在于，所述Au金属层的厚度参数为5000A～10000A。
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