CN218602470U - 一种铜焊盘倒装led芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铜焊盘倒装LED芯片，包括N型氮化镓层，P型氮化镓层，金属层，铜凸点，以及蓝宝石衬底；通过在LED芯片焊接层制备铜凸点替代纯金或金锡合金，通过金属层将铜凸点与N型氮化镓层和P型氮化镓层连接固定，连接凸起使金属层在焊接前既可固定在氮化镓芯片的表面，通过连接块与连接凹槽配合，方便铜凸点与金属层定位连接，并且在焊接时使锡膏能够完整地包裹在铜凸点与氮化镓芯片的连接处，以及通过连接底座包裹住凸点主体，使铜凸点与氮化镓芯片焊接固定更牢固，从而保证焊接时焊接点处的金属量足够，达到提高焊接性能提高焊接良品率的技术效果。

Description

一种铜焊盘倒装LED芯片

技术领域

本实用新型涉及半导体器件、半导体照明领域，特别是涉及一种铜焊盘倒装LED芯片。

背景技术

现有倒装LED芯片有两种主流技术：第一种是芯片焊盘表面金属为纯金，固晶过程中需要在PCB板焊盘上放置锡膏，锡膏的作用是在高温后连接LED芯片和PCB板。芯片表面焊盘纯金厚度为1.2微米作用，成本高；焊接过程中需要点锡膏或刷锡膏，工艺复杂，而且焊盘之间锡膏容易连接短路，生产良率低。

第二种种是芯片焊盘采用金锡合金，固晶过程中PCB板焊盘上涂助焊剂，高温后助焊剂挥发，金锡合金连接LED芯片和PCB板。金锡合金一般厚度在4um以上，成本高；金锡合金厚度只有4um，焊接金属量少，容易出现虚焊、脱焊、焊接空洞大，良率低；为提高LED倒装芯片焊接性能，降低焊盘制备成本，因此提出一种铜焊盘倒装LED芯片。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种铜焊盘倒装LED芯片，产生了提高焊接性能提高焊接良品率的技术效果。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种铜焊盘倒装LED芯片，包括N型氮化镓层，所述N型氮化镓层底部设置有P型氮化镓层，所述P型氮化镓层底部设置有金属层，所述金属层底部焊接固定有铜凸点，以及所述N型氮化镓层顶部设置有蓝宝石衬底；所述金属层包括连接底座，设置在连接底座顶部的连接凸起，以及设置在连接凸起底部的连接凹槽；所述铜凸点包括凸点主体，以及设置在凸点主体顶部的连接块。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述N型氮化镓层直接覆盖在蓝宝石衬底的表面，所述N型氮化镓层的表面设置有用于焊接连接的凹槽结构，以及所述P型氮化镓层上设置有与N型氮化镓层表面的凹槽结构对应的通孔。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述金属层设置为由钛镍金、钛铜、铬镍金、铬镍锡金、钛镍银、铬镍银、铬镍锡银以及能够连接氮化镓芯片和铜凸点的材料构成的多层金属结构。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述连接底座覆盖在P型氮化镓层底部的通孔周围，所述连接凸起的顶部嵌入安装在N型氮化镓层底部的凹槽结构内，以及所述连接凸起的外侧边缘与P型氮化镓层底部的通孔内壁紧密贴合。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述连接凹槽嵌入到连接凸起的底部，所述连接块与凸点主体为整体结构，以及所述连接块嵌入固定到连接凹槽内部，并且连接块的外壁与连接凹槽的内壁紧密贴合。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述凸点主体的顶部面积小于连接底座的边缘面积，以及所述凸点主体的顶部表面与连接底座的表面贴合。

与现有技术相比，本实用新型能达到的有益效果是：

1、本实用新型通过连接凸起使金属层在焊接前既可固定在氮化镓芯片的表面，通过连接块与连接凹槽配合，方便铜凸点与金属层定位连接，并且在焊接时使锡膏能够完整地包裹在铜凸点与氮化镓芯片的连接处，以及通过连接底座包裹住凸点主体，使铜凸点与氮化镓芯片焊接固定更牢固，从而保证焊接时焊接点处的金属量足够，达到提高焊接性能提高焊接良品率的技术效果。

2、本实用新型通过金属层熔化将铜凸点与N型氮化镓层和P型氮化镓层连接固定，通过将金属层与N型氮化镓层表面的凹槽结构和P型氮化镓表面的通孔配合，方便熔化后的锡膏将铜凸点与N型氮化镓层和P型氮化镓层连接，通过金属层将铜凸点与氮化镓芯片固定，将锡球或锡块直接制备在芯片焊盘上，替代金锡合金，锡球或锡块成本低，可以做4um以上的厚度，减低成本；在固晶过程中不需要点锡膏或刷锡膏，从而达到简化工艺提高加工效率的技术效果；

附图说明

图1为本实用新型的完整结构示意图；

图2为本实用新型的侧视图结构图；

图3为本实用新型的图2中局部放大结构图。

其中：1、N型氮化镓层；2、P型氮化镓层；3、金属层；4、铜凸点；5、蓝宝石衬底；31、连接底座；32、连接凸起；33、连接凹槽；41、凸点主体；42、连接块。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型，但下述实施例仅仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例:

如图1-3所示，一种铜焊盘倒装LED芯片，包括N型氮化镓层1，N型氮化镓层1底部设置有P型氮化镓层2，P型氮化镓层2底部设置有金属层3，金属层3底部焊接固定有铜凸点4，以及N型氮化镓层1顶部设置有蓝宝石衬底5；金属层3包括连接底座31，设置在连接底座31顶部的连接凸起32，以及设置在连接凸起32底部的连接凹槽33；铜凸点4包括凸点主体41，以及设置在凸点主体41顶部的连接块42，在焊接时通过直接将金属层3制备在N型氮化镓层1和P型氮化镓层2的底部，之后再将铜凸点4与金属层3配合安装，通过金属层3将铜凸点4与N型氮化镓层1和P型氮化镓层2连接固定。

在其他实施例中，N型氮化镓层1直接覆盖在蓝宝石衬底5的表面，N型氮化镓层1的表面设置有用于焊接连接的凹槽结构，以及P型氮化镓层2上设置有与N型氮化镓层1表面的凹槽结构对应的通孔，通过将金属层3与N型氮化镓层1表面的凹槽结构和P型氮化镓2表面的通孔配合，方便熔化后的锡膏将铜凸点4与N型氮化镓层1和P型氮化镓层2连接。

在其他实施例中，金属层3设置为由钛镍金、钛铜、铬镍金、铬镍锡金、钛镍银、铬镍银、铬镍锡银以及能够连接氮化镓芯片和铜凸点4的材料构成的多层金属结构，通过金属层3将铜凸点4与氮化镓芯片固定。

在其他实施例中，连接底座31覆盖在P型氮化镓层2底部的通孔周围，连接凸起32的顶部嵌入安装在N型氮化镓层1底部的凹槽结构内，以及连接凸起32的外侧边缘与P型氮化镓层2底部的通孔内壁紧密贴合，通过连接凸起32使金属层3在焊接前既可固定在氮化镓芯片的表面。

在其他实施例中，连接凹槽33嵌入到连接凸起32的底部，连接块42与凸点主体41为整体结构，以及连接块42嵌入固定到连接凹槽33内部，并且连接块42的外壁与连接凹槽33的内壁紧密贴合，通过连接块42与连接凹槽33配合，方便铜凸点4与金属层3定位连接，并且在焊接时使金属层3熔化产生的锡膏能够完整地包裹在铜凸点4与氮化镓芯片的连接处。

在其他实施例中，凸点主体41的顶部面积小于连接底座31的边缘面积，以及凸点主体41的顶部表面与连接底座31的表面贴合，金属层3在焊接时熔化，使融化后的连接底座31包裹住凸点主体41，使铜凸点4与氮化镓芯片焊接固定更牢固。

本实用新型的工作原理：使用时，通过直接将金属层3制备在N型氮化镓层1和P型氮化镓层2的底部，之后再将铜凸点4与金属层3配合安装，通过金属层3将铜凸点4与N型氮化镓层1和P型氮化镓层2连接固定，通过将金属层3与N型氮化镓层1表面的凹槽结构和P型氮化镓2表面的通孔配合，方便熔化后的锡膏将铜凸点4与N型氮化镓层1和P型氮化镓层2连接，通过金属层3将铜凸点4与氮化镓芯片固定，通过连接凸起32使金属层3在焊接前既可固定在氮化镓芯片的表面，通过连接块42与连接凹槽33配合，方便铜凸点4与金属层3定位连接，并且在焊接时使锡膏能够完整地包裹在铜凸点4与氮化镓芯片的连接处，以及通过连接底座31包裹住凸点主体41，使铜凸点4与氮化镓芯片焊接固定更牢固。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种铜焊盘倒装LED芯片，包括N型氮化镓层(1)，其特征在于：所述N型氮化镓层(1)底部设置有P型氮化镓层(2)，所述P型氮化镓层(2)底部设置有金属层(3)，所述金属层(3)底部焊接固定有铜凸点(4)，以及所述N型氮化镓层(1)顶部设置有蓝宝石衬底(5)；所述金属层(3)包括连接底座(31)，设置在连接底座(31)顶部的连接凸起(32)，以及设置在连接凸起(32)底部的连接凹槽(33)；所述铜凸点(4)包括凸点主体(41)，以及设置在凸点主体(41)顶部的连接块(42)。

2.根据权利要求1所述的一种铜焊盘倒装LED芯片，其特征在于：所述N型氮化镓层(1)直接覆盖在蓝宝石衬底(5)的表面，所述N型氮化镓层(1)的表面设置有用于焊接连接的凹槽结构，以及所述P型氮化镓层(2)上设置有与N型氮化镓层(1)表面的凹槽结构对应的通孔。

3.根据权利要求1所述的一种铜焊盘倒装LED芯片，其特征在于：所述金属层(3)设置为由钛镍金、钛铜、铬镍金、铬镍锡金、钛镍银、铬镍银、铬镍锡银以及能够连接氮化镓芯片和铜凸点(4)的材料构成的多层金属结构。

4.根据权利要求1所述的一种铜焊盘倒装LED芯片，其特征在于：所述连接底座(31)覆盖在P型氮化镓层(2)底部的通孔周围，所述连接凸起(32)的顶部嵌入安装在N型氮化镓层(1)底部的凹槽结构内，以及所述连接凸起(32)的外侧边缘与P型氮化镓层(2)底部的通孔内壁紧密贴合。

5.根据权利要求1所述的一种铜焊盘倒装LED芯片，其特征在于：所述连接凹槽(33)嵌入到连接凸起(32)的底部，所述连接块(42)与凸点主体(41)为整体结构，以及所述连接块(42)嵌入固定到连接凹槽(33)内部，并且连接块(42)的外壁与连接凹槽(33)的内壁紧密贴合。

6.根据权利要求1所述的一种铜焊盘倒装LED芯片，其特征在于：所述凸点主体(41)的顶部面积小于连接底座(31)的边缘面积，以及所述凸点主体(41)的顶部表面与连接底座(31)的表面贴合。

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