CN113644175A - 一种新型全光谱白光微led芯片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型全光谱白光微LED芯片，其技术方案要点是：包括本体，本体由蓝宝石衬底、N‑GaN、MQW、P‑GaN、P电极以及N电极组成，蓝宝石衬底、N‑GaN、MQW、P‑GaN、P电极自上至下依次设置，本体通过固晶胶固定设置在PCB板上，N电极的纵截面为倒冂字形，P电极和N电极交错设置，基座上开设有第一凹槽和第二凹槽，N电极对准第二凹槽，基座的下方设置有散热机构，散热机构的上端穿过第二凹槽，PCB板上开设有容纳槽，散热机构的上端延伸入容纳槽内，本发明中N电极位于本体的下方中部，LED芯片内的电流均匀分布在N电极，热量均匀分布在N电极，且本发明中的散热机构位于N电极的正下方，不会出现LED芯片局部发热明显情况。

Description

一种新型全光谱白光微LED芯片
技术领域
本发明涉及LED芯片技术领域，特别涉及一种新型全光谱白光微LED芯片。
背景技术
发光二极管简称为LED。由含镓(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成。当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光，氮化镓二极管发蓝光。因化学性质又分有机发光二极管OLED和无机发光二极管LED。
参照授权公告号CN212303694U的中国实用新型专利，其公开了一种倒装LED芯片，倒装LED芯片包括衬底和依次设于其上的半导体层、透明导电层和绝缘保护层，半导体层、透明导电层和绝缘保护层分别形成有贯通其上下表面的第一通孔、第二通孔和第三通孔，第一通孔、第二通孔和第三通孔的中轴线重合，暴露出所述衬底的部分上表面；第一通孔、第二通孔和第三通孔的侧壁面与其所暴露出的所述衬底上表面围设形成顶针伸入区。
上述这种倒装LED芯片通过分别设置第一通孔、第二通孔和第三通孔形成顶针伸入区，可使顶针在顶起LED芯片时，沿顶针伸入区进入到LED芯片正面内部，相抵于高硬度的衬底，而不会刺在薄而脆的绝缘保护层或导电层上，以避免所述绝缘保护层被尖锐的顶针扎破而使该层脱落，但是上述这种LED芯片仍旧存在一些缺点，例如：该LED芯片的N电极位于LED芯片的一侧，LED芯片在使用时热量集中在N电极上，使得LED芯片局部发热明显，导致LED芯片寿命降低。
发明内容
针对背景技术中提到的问题，本发明的目的是提供一种新型全光谱白光微LED芯片，以解决背景技术中提到的现有的LED芯片的N电极位于LED芯片的一侧，LED芯片在使用时热量集中在N电极上，使得LED芯片局部发热明显，导致芯片寿命降低的问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种新型全光谱白光微LED芯片，包括本体，所述本体由蓝宝石衬底、N-GaN、MQW、P-GaN、P电极以及N电极组成，所述蓝宝石衬底、所述N-GaN、所述MQW、所述P-GaN、所述P电极自上至下依次设置，所述本体通过固晶胶固定设置在PCB板上，所述N电极的纵截面为倒冂字形，所述P电极和所述N电极交错设置，所述N电极的数量不少于一个，所述P电极的数量不少于两个，基座上开设有第一凹槽和第二凹槽，所述PCB板位于所述第一凹槽内，所述N电极对准第二凹槽，所述基座的下方设置有散热机构，所述散热机构的上端穿过所述第二凹槽，所述PCB板上开设有容纳槽，所述散热机构的上端延伸入所述容纳槽内。
通过上述技术方案，本发明中N电极位于本体的下方中部，N电极的纵截面为倒冂字形，LED芯片内的电流均匀分布在N电极，热量均匀分布在N电极，且本发明中的散热机构位于N电极的正下方，利用散热机构进行散热，防止热量积累在N电极上，导致LED芯片寿命降低。
进一步的，所述本体通过LED专用灌封胶封装。
通过上述技术方案，LED专用灌封胶封装的存在可以起到保护LED芯片增加LED的光通量，粘度小，易脱泡，适合灌封及模压成型，使LED有较好的耐久性和可靠。
进一步的，所述散热机构由导热板、固定板、多个导热管以及多个散热片组成，所述导热板的上端延伸至所述容纳槽内，所述固定板位于所述导热板的下方并与所述导热板固定设置，所述导热管与所述固定板固定设置。
通过上述技术方案，在使用时，本体产生的热量经传导至导热板上，经导热板传导至多个导热管上，再经导热管传导至散热片上，在散热片上进行散热，防止热量积累在N电极上，导致LED芯片寿命降低。
进一步的，所述散热片上固定设置有套筒，所述导热管贯穿所述套筒并与所述套筒固定设置，所述套筒与所述导热管之间填充有导热灌封胶。
通过上述技术方案，套筒的存在可增加导热管与散热片之间的热交换面积，导热灌封胶的存在可填充导热管与套筒之间的间隙，提升导热管与套筒之间的的热交换速度。
进一步的，所述导热板的上端固定设置有多个凸点。
通过上述技术方案，在使用时，凸点的存在可增大导热板的上表面。
进一步的，所述导热板的上端填充有导热硅脂。
通过上述技术方案，在使用时，导热硅脂的存在可填充导热板与本体之间的间隙，提升本体与导热板之间的的热交换速度。
进一步的，所述本体与所述PCB板之间的固晶胶的厚度为20-30μm，所述固晶胶的导热率不小于10W/mK。
进一步的，所述基座使用PA导热塑料制成。
通过上述技术方案，PA导热塑料制成的基座具有良好的电绝缘性的同时，还具有一定的导热性能，有有利于将PCB板上热量传导至基座上，通过基座进行散热。
综上，本发明主要具有以下有益效果：本发明中N电极位于本体的下方中部，N电极的纵截面为倒冂字形，LED芯片内的电流均匀分布在N电极，热量均匀分布在N电极，且本发明中的散热机构位于N电极的正下方，本体与散热机构之间设置有导热硅脂，导热硅脂的存在可填充导热板与本体之间的间隙，提升本体与导热板之间的的热交换速度，N电极上产生的热量经传导至导热板上，经导热板传导至多个导热管上，再经导热管传导至散热片上，在散热片上进行散热，防止热量积累在N电极上，导致LED芯片寿命降低。
附图说明
图1是本实施例的结构示意图；
图2是本实施例的右视图；
图3是本实施例的正面剖视图；
图4是本实施例中芯片的内部结构示意图。
附图标记：1、本体；101、蓝宝石衬底；102、N-GaN；103、MQW；104、P-GaN；105、P电极；106、N电极；2、基座；201、第一凹槽；202、第二凹槽；3、散热机构；301、导热板；302、固定板；303、导热管；304、散热片；4、套筒；5、凸点；6、导热硅脂；7、PCB板；701、容纳槽。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“中”“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参考图1-图4，一种新型全光谱白光微LED芯片，包括本体1，本体1由蓝宝石衬底101、N-GaN102、MQW103、P-GaN104、P电极105以及N电极106组成，蓝宝石衬底101、N-GaN102、MQW103、P-GaN104、P电极105自上至下依次设置，本体1通过固晶胶固定设置在PCB板7上，N电极106的纵截面为倒冂字形，P电极105的数量不少于两个，N电极106的数量不少于一个，P电极105和N电极106交错设置，基座2上开设有第一凹槽201和第二凹槽202，PCB板7位于第一凹槽201内，N电极106对准第二凹槽202，基座2的下方设置有散热机构3，散热机构3的上端穿过第二凹槽202，PCB板7上开设有容纳槽701，散热机构3的上端延伸入容纳槽701内，本实施例中，P电极105的数量为两个，N电极106的数量为一个，在P-GaN104上制备Ag反射镜，并和P-GaN104形成欧姆接触，在制备N电极106时：①采用负胶光刻定义N电极106区域；②电子束蒸发Cr/Ti/Al(10nm/20nm/1000nm)叠层作为N电极106；③剥离去胶，先用蓝膜去除光刻胶和多余金属电极，再用去胶液清洗去除残胶后冲水甩干，可用于提高倒装LED芯片的光提取效率，N电极106的外表面需设置二氧化硅进行隔离，需要在蓝宝石衬底101上分别沉积金属Ag薄膜和级联式宽带DBR，提高其反射率在沉积级联式宽带DBR时可采用以下流程：①PECVD沉积200nm厚二氧化硅；②采用日本光驰OTFC-1550电子束蒸发台蒸镀所设计的32层二氧化钛/二氧化硅膜系；③采用PECVD在DBR上镀一层SiNx保护层，增加钝化效果，厚度为100nm；④采用正胶光刻定义钝化层开孔图形；⑤采用ICP进行干法刻蚀，将光刻胶开孔处的介质层完全刻蚀。刻蚀后在DBR薄膜内部形成倒梯形的小孔，为保证焊盘电极和P、N电极在刻蚀小孔连接，要求DBR开孔斜面要尽量平缓；⑥去胶，用去胶液清洗去除残胶后冲水甩干，使用固晶胶进行粘合时时应将应将固晶胶充分混合，并确保固晶胶的真空度，尽可能的避免的在固晶胶层中产生气泡。
参考图4，本体1通过LED专用灌封胶封装，LED专用灌封胶设置在本体1的前后左右四端面。
参考图3，散热机构3由导热板301、固定板302、多个导热管303以及多个散热片304组成，导热板301的上端延伸至容纳槽701内，固定板302位于导热板301的下方并与导热板301固定设置，导热管303与固定板302固定设置，本实施例中，导热板301和固定板302一体成型，固定板302可通过铆钉固定在基座2的下方，导热管303为紫铜材质，导热管303为Y型，导热管303的数量为三个。
参考图3，散热片304上固定设置有套筒4，导热管303贯穿套筒4并与套筒4固定设置，套筒4与导热管303之间填充有导热灌封胶，本实施例中，套筒4与散热片304一体成型设置，散热片304的长度为30mm，散热片304的宽度为10mm。
参考图3，导热板301的上端固定设置有多个凸点5，本实施例中，凸点5的形状为半球型，凸点5与导热板301一体成型。
参考图3，导热板301的上端填充有导热硅脂6，导热硅脂6的厚度为0.5-1mm。
参考图3，本体1与PCB板7之间的固晶胶的厚度为20-30μm，固晶胶的导热率不小于10W/mK。
参考图1，基座2使用PA导热塑料制成，也可使用其他绝缘且导热系数较高的材料代替。
综上所述，本发明中N电极106位于本体1的下方中部，N电极106的纵截面为倒冂字形，LED芯片内的电流均匀分布在N电极106，热量均匀分布在N电极106，蓝宝石衬底101上分别沉积金属Ag薄膜和级联式宽带DBR，且本发明中的散热机构3位于N电极106的正下方，本体1与散热机构3之间设置有导热硅脂6，通过散热片304上进行散热，防止热量积累在N电极106上，导致LED芯片寿命降低。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种新型全光谱白光微LED芯片，包括本体(1)，其特征在于：所述本体(1)由蓝宝石衬底(101)、N-GaN(102)、MQW(103)、P-GaN(104)、P电极(105)以及N电极(106)组成，所述蓝宝石衬底(101)、所述N-GaN(102)、所述MQW(103)、所述P-GaN(104)、所述P电极(105)自上至下依次设置，所述本体(1)通过固晶胶固定设置在PCB板(7)上，所述N电极(106)的纵截面为倒冂字形，所述P电极(105)的数量不少于两个，所述N电极(106)的数量不少于一个，所述P电极(105)和所述N电极(106)交错设置，基座(2)上开设有第一凹槽(201)和第二凹槽(202)，所述PCB板(7)位于所述第一凹槽(201)内，所述N电极(106)对准第二凹槽(202)，所述基座(2)的下方设置有散热机构(3)，所述散热机构(3)的上端穿过所述第二凹槽(202)，所述PCB板(7)上开设有容纳槽(701)，所述散热机构(3)的上端延伸入所述容纳槽(701)内。
2.根据权利要求1所述的一种新型全光谱白光微LED芯片，其特征在于：所述本体(1)通过LED专用灌封胶封装。
3.根据权利要求1所述的一种新型全光谱白光微LED芯片，其特征在于：所述散热机构(3)由导热板(301)、固定板(302)、多个导热管(303)以及多个散热片(304)组成，所述导热板(301)的上端延伸至所述容纳槽(701)内，所述固定板(302)位于所述导热板(301)的下方并与所述导热板(301)固定设置，所述导热管(303)与所述固定板(302)固定设置。
4.根据权利要求3所述的一种新型全光谱白光微LED芯片，其特征在于：所述散热片(304)上固定设置有套筒(4)，所述导热管(303)贯穿所述套筒(4)并与所述套筒(4)固定设置，所述套筒(4)与所述导热管(303)之间填充有导热灌封胶。
5.根据权利要求1所述的一种新型全光谱白光微LED芯片，其特征在于：所述导热板(301)的上端固定设置有多个凸点(5)。
6.根据权利要求1所述的一种新型全光谱白光微LED芯片，其特征在于：所述导热板(301)的上端填充有导热硅脂(6)。
7.根据权利要求1所述的一种新型全光谱白光微LED芯片，其特征在于：所述本体(1)与所述PCB板(7)之间的固晶胶的厚度为20-30μm，所述固晶胶的导热率不小于10W/mK。
8.根据权利要求1所述的一种新型全光谱白光微LED芯片，其特征在于：所述基座(2)使用PA导热塑料制成。
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