免焊線的正裝led芯片的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種免焊線的正裝LED芯片，其特征在于：包括：外延芯片，外延芯片包括襯底、緩沖層、N型層、發(fā)光層、電子阻擋層、P型層和ITO層，在ITO層上形成有網(wǎng)狀手指；形成于外延芯片上的N型電極、P型電極和熒光粉層；形成于外延芯片的上側(cè)和四周的隔離層；位于N型電極與相應(yīng)的外置電路以及P型電極和相應(yīng)的外置電路之間的焊料層，同時也公開了該LED產(chǎn)品的制作方法。本實用新型能增大光的提取率，并提升光源品質(zhì)，且無需金線，減少制作成本并提升LED的可靠性，同時通過點焊實現(xiàn)電極與外置電路相連，提高了LED的良率。
【專利說明】免焊線的正裝LED芯片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及LED生產(chǎn)技術(shù)，尤其是一種免焊線的正裝LED芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]照明對于人類于暗處及夜間的活動非常重要，古時候的人利用原始的方式來取得光源，例如燒材、燒油或燒蠟等方式，甚至利用能在夜間發(fā)光的螢火蟲做為夜間光源予以使用，但隨著科技的進步，從過去的白熾燈泡及日光燈直至現(xiàn)今的發(fā)光二極管(lightemitting diode, LED),人類開始嘗試其他不同方法獲得光源。作為新一代環(huán)保型固態(tài)光源，GaN基LED已成為人們關(guān)注的焦點，與傳統(tǒng)光源相比，LED具有壽命長、可靠性高、體積小、功耗低、響應(yīng)速度快、易于調(diào)制和集成等優(yōu)點。在信息顯示、圖像處理等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，未來必將替代白熾燈、熒光燈，進入普通照明領(lǐng)域。但LED仍面臨諸多問題，如制作工藝相對較復(fù)雜，光譜分布不均勻，光提取效率等問題。因此如何提高LED的發(fā)光效率，降低生產(chǎn)成本是LED面臨的一個主要技術(shù)瓶頸。
[0003]GaN基LED發(fā)光效率由發(fā)光二極管的內(nèi)量子效率和光提取率決定。隨著材料生長技術(shù)以及器件結(jié)構(gòu)設(shè)計的進步，但受材料吸收，電極吸收，GaN/空氣界面全反射臨界角，電流擁擠等多種因素的影響，芯片出現(xiàn)了三種結(jié)構(gòu)，I)正裝結(jié)構(gòu)、2)倒裝結(jié)構(gòu)、3)垂直結(jié)構(gòu)。倒裝結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的正裝結(jié)構(gòu)相比，具備避免電極對光線的吸收，同時藍(lán)寶石的折射率小于GaN材料，界面將有更多的光線的出射角小于全反射臨界角，而有效提高LED的提取效率。但倒裝結(jié)構(gòu)也面臨不可避免的技術(shù)難題，如倒裝結(jié)構(gòu)所需設(shè)備相對于正裝芯片結(jié)構(gòu)的設(shè)備較貴，同時倒裝結(jié)構(gòu)精確度要求更高等多種問題。垂直結(jié)構(gòu)相對于傳統(tǒng)正裝結(jié)構(gòu)在散熱效果和電流擁擠上有了很大的改善，但垂直結(jié)構(gòu)需將藍(lán)寶石剝離，且剝離工藝復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型在傳統(tǒng)的正裝結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，提供一種免焊線的正裝LED芯片，其光源品質(zhì)好且能降低原材料成本和點膠難度。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案為:一種免焊線的正裝LED芯片，包括:
[0006]一外延芯片，外延芯片包括襯底、緩沖層、N型層、發(fā)光層、電子阻擋層、P型層和ITO層，在ITO層上形成有網(wǎng)狀手指；
[0007]一N型電極，形成于外延芯片的N型層上，該N型電極與外延芯片電性耦合；
[0008]—P型電極，形成于外延芯片的P型層上，該P型電極與外延芯片電性耦合，P型電極與網(wǎng)狀手指金屬連接；
[0009]一熒光粉層，形成于外延芯片上，熒光粉層高度與N型電極及P型電極等高，或不等聞;
[0010]一隔離層，形成于外延芯片的上側(cè)和四周；
[0011 ] 一焊料層，位于N型電極與相應(yīng)的外置電路以及P型電極和相應(yīng)的外置電路之間。
[0012]所述外沿芯片按設(shè)計尺寸大小分為小功率芯片、中功率芯片、大功率芯片及高壓-H-* I I
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[0013]N型電極高度、P型電極高度、熒光粉層高度相一致或者高度差為LED總厚度的5%之內(nèi)。
[0014]所述隔離層為二氧化硅、氮化硅或聚酰亞胺材料中的一種或多種組合，厚度為0.5微米-30微米之間。
[0015]所述N型電極、P型電極、焊料層和網(wǎng)狀手指的材料均為Ag、Cu、Al、N1、In、Sn、T1、Pt、Cr、Au和Wu中的一種或者多種組成的合金。
[0016]一種免焊線的正裝LED芯片的封裝方法，包括如下步驟:1、清洗襯底；2、采用MOCVD技術(shù)生長外延芯片結(jié)構(gòu)中的緩沖層、N型層、發(fā)光層、電子阻擋層、P型層；3、使用ICP、掩膜或光刻技術(shù)刻蝕出N型電極和P型電極；4、使用反應(yīng)等離子沉積技術(shù)制作ITO層和網(wǎng)狀手指，并使P型電極與網(wǎng)狀手指連接；5、采用PECVD技術(shù)制作隔離層；6、涂覆或黏貼熒光粉；7、熒光粉固化；8、點焊。
[0017]優(yōu)選地，所述電極制作中，電極可分布在對角或者兩邊；電極的數(shù)目可以大于兩個；并依據(jù)尺寸大小設(shè)定電極的形狀與位置。
[0018]優(yōu)選地，所述點焊步驟中，焊料直接點在電極上，多余焊料沿著外延芯片側(cè)壁流下，流下的焊料直接與外置電路相連。
[0019]本實用新型的有益效果為:提供了一種免焊線的正裝LED芯片，一方面通過外延芯片的設(shè)計能增大光的提取率，并提升光源品質(zhì)；一方面無金線減少了制作成本，并且無金線遮蔽可提升光效，還降低了由熒光粉與芯片熱失配帶來的金線斷裂的問題，提升了 LED的可靠性；另一方面采用點焊工藝就能實現(xiàn)電極與外置電路相連，簡化工藝步驟并提高了LED的良率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型各實施例主體結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；
[0021]圖2為本實用新型的實施例1所提供的俯視示意圖；
[0022]圖3為本實用新型的實施例2所提供的俯視示意圖；
[0023]圖4為本實用新型的實施例3所提供的俯視示意圖；
[0024]圖5為本實用新型的實施例4所提供的俯視示意圖。
[0025]圖中，1-襯底；2_緩沖層；3-N型層；4_發(fā)光層；5_電子阻擋層；6_P型層；7_IT0層；8-隔離層；9-Ρ型電極；10_熒光粉層；I1-N型電極；12_焊料層。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步說明:
[0027]如圖1所示，本實用新型提供的免焊線的正裝LED芯片，各實施例基本結(jié)構(gòu)相同，均包括襯底(1)，形成于襯底(I)上的緩沖層(2)，形成于緩沖層(2)上的N型層(3)，形成于N型層(3)上的發(fā)光層(4)，形成于發(fā)光層(4)上的電子阻擋層(5)，形成于電子阻擋層(5)上的P型層(6)，形成于P型層(6)上的ITO層(7)，形成于N型層(3)上的N型電極(11)，形成于P型層(6)上的P型電極(9)，形成于ITO (7)上的網(wǎng)狀手指(網(wǎng)狀的電流傳輸線)，形成于ITO (7)、Ν型層(3)和側(cè)壁上的隔離層(8)，形成于ITO (7)上的熒光粉層(10)，形成于P型電極(9)或N型電極(11)和外延芯片側(cè)壁上的焊料層(12)。
[0028]如圖2所示，實施例1的特點在于N型電極(11)和P型電極(9)呈對角設(shè)置，制作過程為:1、形成外延芯片基本結(jié)構(gòu)后，通過ICP在外延芯片上制作一對對角電極；2、進一步處理后，制作熒光粉層(10)并通過點焊使電極與外置電路相連。
[0029]如圖3所示，實施例2的特點在于N型電極(11)和P型電極(9)呈相對設(shè)置，制作過程為:1、形成外延芯片基本結(jié)構(gòu)后，通過ICP在外延芯片上制作一對電極；2、進一步處理后，制作熒光粉層(10)和進行點焊。
[0030]如圖4所示，實施例3的特點在于有兩個N型電極(11)和一個P型電極(9)，制作過程為:1、形成外延芯片基本結(jié)構(gòu)后，通過ICP在外延芯片上制作兩個N型電極(11)和一個P型電極(9) ;2、進一步處理后，制作熒光粉層(10)和進行點焊。
[0031]如圖5所示，實施例4的特點在于是在高壓芯片的基礎(chǔ)上制作對角設(shè)置的N型電極(11)和P型電極(9)，制作過程為:1、形成高壓芯片基本結(jié)構(gòu)后，通過ICP在高壓芯片上制作一對對角電極；2、進一步處理后，制作熒光粉層和進行點焊。
[0032]上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理和最佳實施例，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種免焊線的正裝LED芯片，其特征在于:包括: 一外延芯片，外延芯片包括襯底、緩沖層、N型層、發(fā)光層、電子阻擋層、P型層和ITO層，在ITO層上形成有網(wǎng)狀手指； 一N型電極，形成于外延芯片的N型層上，該N型電極與外延芯片電性耦合； —P型電極，形成于外延芯片的P型層上，該P型電極與外延芯片電性耦合，P型電極與網(wǎng)狀手指金屬連接； 一突光粉層，形成于外延芯片上； 一隔離層，形成于外延芯片的上側(cè)和四周； 一焊料層，位于N型電極與相應(yīng)的外置電路以及P型電極和相應(yīng)的外置電路之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的免焊線的正裝LED芯片，其特征在于:N型電極高度、P型電極高度、熒光粉層高度相一致或者高度差為LED總厚度的5%之內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的免焊線的正裝LED芯片，其特征在于:所述隔離層厚度為0.5微米-30微米之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的免焊線的正裝LED芯片，其特征在于:所述隔離層為二氧化硅、氮化硅或聚酰亞胺材料。
【文檔編號】H01L33/62GK203659932SQ201320770179
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月30日
【發(fā)明者】葉國光, 李秦豫, 羅長得 申請人:廣東德力光電有限公司