CN117810315A - 发光二极管芯片的制作方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种发光二极管芯片的制作方法，属于半导体技术领域。该方法包括：提供一发光二极管芯片，所述发光二极管芯片包括衬底及位于所述衬底的一侧的发光结构；将剥离膜贴附在所述发光结构远离所述衬底的一侧；通过蜡将所述发光二极管芯片的贴有所述剥离膜的一侧与陶瓷基板固定连接；对所述发光二极管芯片进行减薄；对所述陶瓷基板进行加热使蜡融化，以使所述发光二极管芯片与所述陶瓷基板分离；将所述发光二极管芯上的所述剥离膜剥除。本公开能提高发光二极管芯片的制作效率，降低发光二极管芯片的制作成本。

Description

发光二极管芯片的制作方法

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，特别涉及一种发光二极管芯片(Light EmittingDiode，LED)的制作方法。

背景技术

LED芯片作为一种发光电子元件，具有节能、环保、寿命长、体积小等优点，因而被广泛应用于显示、照明和城市夜景等各种领域。

在LED芯片的制作过程中，需要对LED芯片进行减薄处理。LED芯片的减薄工艺流程通常包括：先使用蜡液将LED芯片固定在陶瓷板上，且LED芯片的衬底远离陶瓷板；再对衬底进行减薄、研磨和抛光，使LED芯片的厚度达到要求；最后，对陶瓷板进行加热，使蜡液融化，将LED芯片与陶瓷板分离。

由于LED芯片上有残留的蜡液，所以需要对LED芯片进行清洗，但清洗流程耗时长，环节多，增加了LED芯片的制作成本。

发明内容

本公开实施例提供了一种发光二极管芯片的制作方法，能够提高发光二极管芯片的制作效率，降低发光二极管芯片的制作成本。

本公开实施例提供了一种发光二极管芯片的制作方法，所述制作方法包括：

提供一发光二极管芯片，所述发光二极管芯片包括衬底及位于所述衬底的一侧的发光结构；

将剥离膜贴附在所述发光结构远离所述衬底的一侧；

通过蜡将所述发光二极管芯片的贴有所述剥离膜的一侧与陶瓷基板固定连接；

对所述发光二极管芯片的衬底进行减薄；

对所述陶瓷基板进行加热使蜡融化，以使所述发光二极管芯片与所述陶瓷基板分离；

将所述发光二极管芯上的所述剥离膜剥除。

可选地，所述将剥离膜贴附在所述发光结构远离所述衬底的一侧，包括：

将所述发光二极管芯片放置在用于真空吸附的机座上；

将所述剥离膜覆盖在所述发光结构远离所述衬底的一侧；

排出所述剥离膜与所述发光结构之间的空气。

可选地，所述用于真空吸附的机座的吸附压力范围为-90kpa～-80kpa。

可选地，所述通过蜡将所述发光二极管芯片的贴有所述剥离膜的一侧与陶瓷基板固定连接，包括：

在所述陶瓷基板上涂抹蜡液；

将所述发光二极管芯片移至所述陶瓷基板的涂有所述蜡液区域的上方并下压；

等待所述蜡液凝固，使所述发光二极管芯片的贴有所述剥离膜的一侧固定在所述陶瓷基板的涂有所述蜡液的位置上。

可选地，所述将所述发光二极管芯片移至所述陶瓷基板的涂有所述蜡液的区域的上方并下压，包括：

使用真空吸盘将所述发光二极管芯片下压，下压时间范围为1min～2min；

使用带真空的压片轴下压，下压时间范围为1min～3min，所述压片轴的压力范围为-0.7Mpa～-0.6Mpa。

可选地，所述在陶瓷基板上涂抹蜡液，包括：

将所述陶瓷基板加热至95℃～100℃，在所述陶瓷基板上均匀涂抹所述蜡液。

可选地，所述制作方法还包括：

对贴附在所述发光二极管芯片上的所述剥离膜进行裁剪，使所述剥离膜与所述发光二极管芯或者所述陶瓷基板大小相同。

可选地，所述剥离膜为单面膜或双面膜。

可选地，所述剥离膜为热剥离膜或UV剥离膜。

可选地，所述剥离膜为UV剥离膜，所述将所述发光二极管芯片上的所述剥离膜剥除，包括：使用UV曝光照射以使所述发光二极管芯片与所述UV剥离膜分离。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本公开实施例提供的发光二极管芯片的制作方法中，首先将剥离膜覆盖在发光二极管芯片的发光结构上，再将发光二极管芯片大的贴有剥离膜的一侧与陶瓷基板通过蜡进行连接固定，从而便于对发光二极管芯片的衬底进行减薄处理。

由于剥离膜在发光二极管芯片和蜡液之间起到了隔离作用，完成下蜡步骤之后剥离剥离膜即可，发光二极管芯片上不会有蜡液残留，因而省去了下蜡清洗残蜡的环节。同时由于剥离膜具有特殊性质，对剥离膜进行简单的处理就能使其失去粘性，从而让发光二极管芯片与剥离膜易于分离且无残留物，增加了发光二极管芯片的制作效率，降低了发光二极管芯片的制作成本。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例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公开的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例提供的一种发光二极管芯片的制作方法流程图；

图2为本公开实施例提供的一种发光二极管芯片的制作方法过程图；

图3为本公开实施例提供的一种发光二极管芯片的制作方法过程图；

图4为本公开实施例提供的一种发光二极管芯片的制作方法过程图；

图5为本公开实施例提供的一种发光二极管芯片的制作方法过程图；

图6为本公开实施例提供的一种发光二极管芯片的制作方法过程图。

图中各标记说明如下：

10：发光二极管芯片；

20：剥离膜；

30：蜡液；

40：陶瓷基板。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

图1为本公开实施例提供的一种发光二极管芯片的制作方法流程图。如图1所示，该方法包括：

步骤S11：提供一发光二极管芯片，发光二极管芯片包括衬底及位于衬底的一侧的发光结构。

可选地，衬底可以为蓝宝石衬底、硅衬底或碳化硅衬底。同时，衬底可以为平片衬底，也可以为图形化衬底。本公开实施例对此不做限制。

可选地，发光结构包括依次层叠在衬底上的n型层、有源层、p型层、n电极和p电极。

可选地，n型层可以为n型GaN层、n型AlGaN层等，p型层可以为p型GaN层、p型AlGaN层等，本公开实施例对此不作限制。

可选地，有源层可以为多量子阱层。其中多量子阱层采取的材料可以是AlGaN/AlGaN、InAlGaN/InAlGaN或InGaN/AlGaN等，本公开实施例对此不作限制。

示例性地，多量子阱层可以包括交替层叠的3至8个周期的AlxGa1-xN量子阱层和AlyGa1-yN量子垒层，其中0＜x＜y＜1。

在本实施例中，发光结构包括依次层叠在衬底上的n型层、有源层、p型层、n电极和p电极。

在其他实施例中发光结构也可以为其他材料和结构，本公开实施例对发光结构的具体结构不做限制。

步骤S12：将剥离膜贴附在发光结构远离衬底的一侧。

可选地，剥离膜20可以为热剥离膜或紫外光敏(Ultra Violet，UV)剥离膜。

其中，热剥离膜在常温状态下具有粘性，加热后粘性消失，从而能够被轻松剥离，既不会产生残留也不会对发光二极管芯片产生损坏。

UV剥离膜在未被紫外光照射的情况下也具有粘性，当UV剥离膜经过紫外光曝光照射后粘性消失，从而能够易于剥离，也不会产生残留或是对发光二极管芯片产生损坏。

可选地，剥离膜20可以为单面膜或双面膜。

其中，单面膜是指单面具有粘性的膜层，双面膜是指双面具有粘性的膜层。使用单面膜作为剥离膜时，其有粘性的一面与发光二极管芯片贴附连接，另一面靠蜡液凝固与陶瓷基板之间连接固定。

使用双面膜作为剥离膜时，其有粘性的一面与发光二极管芯片贴附连接，另一面除了靠蜡液凝固与陶瓷基板之间连接固定以外，本身也具有粘性，因而能进一步保证后续减薄工序中发光二极管芯片不易脱落。

图2为本公开实施例提供的一种发光二极管芯片的制作方法过程图。

如图2所示，本公开实施例中，剥离膜20为单面的热剥离膜，且剥离膜20为大于发光二极管芯片10的矩形。

在其他实施例中，剥离膜可以为圆形、椭圆形等其他形状，对此本公开实施例不作限制。

实现时，首先将热剥离膜20表面的离型纸撕除，再将热剥离膜20带有粘性的一侧覆盖在发光二极管芯片10的发光结构上。

可选地，步骤S12包括：将发光二极管芯片10放置在用于真空吸附的机座上；将剥离膜20覆盖在发光二极管芯片10的发光结构的远离衬底的一侧；排出剥离膜20与发光结构之间的空气。

可选地，用于真空吸附的机座的吸附压力范围为-90kpa～-80kpa。

该机座的底座带有纳米真空孔，因而该吸附压力能够将发光二极管芯片10吸附并固定住，以保证剥离膜20贴合发光二极管芯片10的操作顺利进行，同时避免吸附压力过大对发光二极管芯片10产生损坏。

排出剥离膜20与发光二极管芯片10的发光结构之间的空气，在实现时可使用滚轮来回滚压以尽可能地排出剥离膜20与发光结构之间的空气形成完全贴合，滚轮工具的使用能让剥离膜20与发光二极管芯片10之间贴合更紧密。

可选地，步骤S12还包括：贴附后对剥离膜20进行裁剪，使剥离膜20与发光二极管芯片10或者陶瓷基板40大小相同，再使用夹具将贴有热剥离膜的发光二极管芯片取出。

图3为本公开实施例提供的一种发光二极管芯片的制作方法过程图。

如图3所示，本实施例以对剥离膜20进行裁剪，使剥离膜20与发光二极管芯片10大小相同进行了举例。

剥离膜20与发光二极管芯片10大小相同能保证剥离膜20对发光二极管芯片10具有较好的保护效果，同时避免了多余的剥离膜20在发光二极管芯片10接触蜡液30时出现折叠等情况，使得发光二极管芯片10固定为倾斜状态从而影响后续的减薄操作。

步骤S13：通过蜡将发光二极管芯片的贴有剥离膜的一侧与陶瓷基板固定连接。

可选地，步骤S13包括：在陶瓷基板上涂抹蜡液；将发光二极管芯片移至陶瓷基板的涂有蜡液的区域的上方并下压；等待蜡液凝固，使发光二极管芯片的贴有剥离膜的一侧固定在陶瓷基板的涂有所述蜡液的位置上。

可选地，在陶瓷基板上涂抹蜡液包括：将陶瓷基板40加热至95℃～100℃，在陶瓷基板上均匀涂抹蜡液。

其中，陶瓷基板40加热至95℃～100℃时，能确保固体蜡快速融化。

实现时，可使用固体蜡在加热过的陶瓷基板40的多处区域上进行涂抹以形成均匀的蜡液30。

另外，还可以使用喷蜡工具将液体蜡喷滴到陶瓷基板40上以形成蜡液。

图4为本公开实施例提供的一种发光二极管芯片的制作方法过程图。

如图4所示，陶瓷基板40上有多处区域涂有蜡液30，可放置多个发光二极管芯片10。

本公开实施例中，蜡液30的位置与真空吸盘所吸附的发光二极管芯片10的位置相对应。

在其他实施例中，蜡液30的位置还可以为其他数量和分布方式，本公开实施例对涂有蜡液区域的分布和数量不做限制。

可选地，蜡液30的厚度可以是1μm～7μm。

该厚度范围的蜡液30能在固定发光二极管芯片10的同时避免了蜡液30过厚容易出现气泡的情况，从而避免气泡影响固定效果，导致后续减薄工序中发光二极管芯片10出现不稳定等情况。

图5为本公开实施例提供的一种发光二极管芯片的制作方法过程图。

如图5所示，实现时，可将贴有剥离膜20的发光二极管芯片10放入夹具中，再使用真空吸盘将贴有剥离膜20的发光二极管芯片10从夹具中取出，平移至陶瓷基板40的涂有蜡液30的区域的上方再下压，最后等待蜡液30凝固，使发光二极管芯片10贴有剥离膜30的一侧固定在陶瓷基板40的涂有蜡液30的位置上。

其中，真空吸盘将贴有剥离膜20的发光二极管芯片10取出时，真空吸盘与发光二极管芯片10的衬底一侧连接，从而在下压时发光二极管芯片10的贴有剥离膜20的一侧与陶瓷基板40的涂有蜡液30的区域相连接。

真空吸盘能同时将多个发光二极管芯片10从夹具中一次取出，并放置到陶瓷基板40上对应的多个蜡液所在的位置，轻微加压，并保持一段时间，最后真空吸盘释放发光二极管芯片10。

可选地，将发光二极管芯片10移至陶瓷基板40的涂有蜡液30的区域的上方并下压，包括：使用真空吸盘进行下压，下压时间范围为1min～2min；再使用带真空的压片轴下压，下压时间范围为1min～3min，压片轴的压力范围为-0.7Mpa～-0.6Mpa。

首先使用真空吸盘自然下压一到两分钟，经过此次加压使得发光二极管芯片10完全接触蜡液30，再在全自动上蜡机或者粘片机中使用带真空的压片轴在-0.7Mpa～-0.6Mpa的压力下二次加压一到三分钟，从而能够保证蜡液30均匀分布在发光二极管芯片10下方，使得蜡液30凝固后发光二极管芯片10能与陶瓷基板40稳定连接。

在下压过程中多余的蜡会被挤出，需要在芯片上覆盖吸蜡纸再进行第二次下压，使用吸蜡纸能对挤压出来的蜡进行吸收，避免下压工具与蜡接触从而产生粘连，使得在下压工具的撤离过程中产生影响。

下压工序可由人工手动操作各类工具完成，也可使用自动化的压片装置，相对人工手动操作，自动化压片装置更为方便快捷，且操作完成质量较高，出现误差的几率较小。

可选地，等待蜡液30凝固可以为下压后将陶瓷基板40的温度冷却至35℃～40℃。

由于蜡具有易融性，陶瓷基板还有余热时，蜡液处于半凝固状态，不能很好地固定住发光二极管芯片，而35℃～40℃时蜡液已处于凝固状态，因而需要将陶瓷基板冷却至35℃～40℃以确保蜡液完全凝固，从而保证后续减薄、研磨处理过程中发光二极管芯片不会出现移动，

同时以具体温度作为冷却工序的完成标准确保了发光二极管芯片的制作质量和效率。

通过步骤S11至S13，可以实现发光二极管芯片10的贴有剥离膜20的一侧与陶瓷基板40之间通过蜡的固定连接，从而使得发光二极管芯片10在不与蜡接触的情况下也能完成后续的减薄工序。

步骤S14：对发光二极管芯片的衬底进行减薄。

实现时，可以将固定在陶瓷基板40上的发光二极管芯片10放入减薄设备中，并将其固定在设备转轴上，再通过另一转轴上的钻石砂轮转动摩擦衬底，从而减薄发光二极管芯片10的厚度。

在减薄过程中会先进行粗磨，再进行精磨，最后进行抛光，从而得到符合厚度以及质量要求的发光二极管芯片10。

具体地，减薄的第一步为粗磨，粗磨包括用无水乙醇和无尘纸等将陶瓷基板以及发光二极管芯片擦拭干净，再开始研磨，使得发光二极管芯片的厚度粗略达到目标值，研磨完毕后，使用纯水冲洗陶瓷基板以及发光二极管芯片，再使用氮气枪吹净陶瓷基板和发光二极管芯片。

第二步为精磨，精磨相对粗磨研磨速率较慢，以提高表面质量为主要目的，同时使得发光二极管芯片厚度的误差范围更小。

第三步为抛光，抛光过程需将陶瓷基板从减薄设备上取下，放入抛光设备中，让发光二极管芯片与抛光盘上的抛光垫接触从而进行抛光。

可选地，步骤S4还包括：减薄完成之后，使用毛刷、纯水和碳酸钠进行清洗，再使用氮气枪吹净发光二极管芯片10以及陶瓷基盘40表面，最后使用无尘纸擦干。避免各类残留物残留，导致芯片在后续操作中破片或产生划痕。

步骤S15：对陶瓷基板进行加热使蜡融化，以使发光二极管芯片与陶瓷基板分离。

实现时，使用加热板将陶瓷基板40适当加热，直至融化蜡液30，此时发光二极管芯片10与陶瓷基板40的连接自然分离。

可选地，步骤S15还包括蜡液30融化后，用刀片和镊子将光二极管芯片10推下，放入传片盒。

步骤S16：将发光二极管芯片上的剥离膜剥除。

图6为本公开实施例提供的一种发光二极管芯片的制作方法过程图。

如图6所示，发光二极管芯片10与蜡液30之间隔有剥离膜20。当剥离膜20为热剥离膜时，热剥离膜在加热后粘性消失，因而前述步骤中将陶瓷基板40加热使蜡融化的过程中，热剥离膜粘性已经消失，从而与发光二极管芯片10之间易于分离。

其中，陶瓷基板40使用加热板加热，加热板的固定加热温度为100℃到120℃，而热剥离膜粘性能够消失的温度为35℃到45℃，因而在加热陶瓷基板40的过程中能保证热剥离膜的粘性消失。

当剥离膜20为UV剥离膜时，该步骤S16可采取UV曝光照射的方式使UV剥离膜的粘性消失，从而让发光二极管芯片10与UV剥离膜易于分离。

其中，UV曝光照射即使用紫外线对UV剥离膜进行照射，照射时间为三分钟到四分钟，该照射时间能保证UV剥离膜的粘性消失。

将发光二极管芯片10上的剥离膜20剥除时，发光二极管芯片10置于LED固化机中固定，使用镊子从发光二极管芯片10的边缘夹取剥离膜20，挑起剥离膜20的边缘后夹住剥离膜20进行撕离，从而剥除剥离膜20。

另外，还可以使用剥离膜剥除装置对剥离膜20进行剥除，使用剥离膜剥除装置则需将发光二极管芯片10放入剥离装置内，由机械进行剥离后取出即可。

相对人工剥离，使用剥离膜剥除装置能减少剥离过程中，发光二极管芯片10可能出现的掉落、划伤等情况，更为安全便捷。

可选地，步骤S16还包括对完成减薄的发光二极管芯片进行抽检以及将合格的发光二极管芯片装入传片盒，进入减薄工序后的划片等后续操作，以使发光二极管芯片能够独立使用。

本公开实施例提供的发光二极管芯片的制作方法中，首先将剥离膜覆盖在发光二极管芯片的发光结构上，再将发光二极管芯片大的贴有剥离膜的一侧与陶瓷基板通过蜡进行连接固定，从而便于对发光二极管芯片的衬底进行减薄处理。

由于剥离膜在发光二极管芯片和蜡液之间起到了隔离作用，完成下蜡步骤之后剥离剥离膜即可，发光二极管芯片上不会有蜡液残留，因而省去了下蜡清洗残蜡的环节。同时由于剥离膜具有特殊性质，对剥离膜进行简单的处理就能使其失去粘性，从而让发光二极管芯片与剥离膜易于分离且无残留物，增加了发光二极管芯片的制作效率，降低了发光二极管芯片的制作成本。

以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发光二极管芯片的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

提供一发光二极管芯片(10)，所述发光二极管芯片(10)包括衬底及位于所述衬底的一侧的发光结构；

将剥离膜(20)贴附在所述发光结构远离所述衬底的一侧；

通过蜡将所述发光二极管芯片(10)的贴有所述剥离膜(20)的一侧与陶瓷基板(40)固定连接；

对所述发光二极管芯片(10)的衬底进行减薄；

对所述陶瓷基板(40)进行加热使蜡融化，以使所述发光二极管芯片(10)与所述陶瓷基板(40)分离；

将所述发光二极管芯片(10)上的所述剥离膜(20)剥除。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述将剥离膜(20)贴附在所述发光结构远离所述衬底的一侧，包括：

将所述发光二极管芯片(10)放置在用于真空吸附的机座上；

将所述剥离膜(20)覆盖在所述发光结构远离所述衬底的一侧；

排出所述剥离膜(20)与所述发光结构之间的空气。

3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述用于真空吸附的机座的吸附压力范围为-90kpa～-80kpa。

4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述通过蜡将所述发光二极管芯片(10)的贴有所述剥离膜(20)的一侧与陶瓷基板(40)固定连接，包括：

在所述陶瓷基板(40)上涂抹蜡液(30)；

将所述发光二极管芯片(10)移至所述陶瓷基板(40)的涂有所述蜡液(30)区域的上方并下压；

等待所述蜡液(30)凝固，使所述发光二极管芯片(10)的贴有所述剥离膜(20)的一侧固定在所述陶瓷基板(40)的涂有所述蜡液(30)的位置上。

5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述将所述发光二极管芯片(10)移至所述陶瓷基板(40)的涂有所述蜡液(30)的区域的上方并下压，包括：

使用真空吸盘将所述发光二极管芯片(10)下压，下压时间范围为1min～2min；

使用带真空的压片轴下压，下压时间范围为1min～3min，所述压片轴的压力范围为-0.7Mpa～-0.6Mpa。

6.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述在陶瓷基板(40)上涂抹蜡液(30)，包括：将所述陶瓷基板(40)加热至95℃～100℃，在所述陶瓷基板(40)上均匀涂抹所述蜡液(30)。

7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：

对贴附在所述发光二极管芯片(10)上的所述剥离膜(20)进行裁剪，使所述剥离膜(20)与所述发光二极管芯片(10)或者所述陶瓷基板(40)大小相同。

8.根据权利要求1至7任一项所述的制作方法，其特征在于，所述剥离膜(20)为单面膜或双面膜。

9.根据权利要求1至7任一项所述的制作方法，其特征在于，所述剥离膜(20)为热剥离膜或UV剥离膜。

10.根据权利要求1至7任一项所述的制作方法，其特征在于，所述剥离膜(20)为UV剥离膜，所述将所述发光二极管芯片(10)上的所述剥离膜(20)剥除，包括：

使用UV曝光照射以使所述发光二极管芯片(10)与所述UV剥离膜分离。