去除led芯粒背鍍層的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種去除LED芯粒背鍍層的方法，LED芯粒的背面設(shè)置背鍍層，包括以下步驟：1)貼膜：將LED芯粒的背面粘附于可撕除膜上，得到粘附芯粒；2)涂蠟：將粘附芯粒中LED芯粒的正面和側(cè)壁涂抹蠟液，并將粘附芯粒中LED芯粒的正面固接于固定板上，之后將可撕除膜去除，得到涂蠟芯粒；3)去背鍍層：將涂蠟芯粒浸入去層液中浸泡，得到去層芯粒；4)脫蠟：將去層芯粒置于脫蠟液中去除LED芯粒正面和側(cè)壁的蠟和固定板，得到脫蠟LED芯粒；背鍍層包括DBR層，DBR層浸泡于去層液中1～5分鐘后去除。該方法采用蝕刻液對(duì)芯粒表面的背鍍層進(jìn)行去除，通過(guò)協(xié)調(diào)背鍍層中各元素的被蝕刻速度和去背鍍時(shí)間，使得去除背鍍層后，LED芯粒除亮度外的各項(xiàng)性能不受任何影響。
【專(zhuān)利說(shuō)明】去除LED芯粒背鍍層的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及LED(發(fā)光二極光）芯片領(lǐng)域，特別地，涉及一種去除LED芯粒背鍍層 的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] LED芯片是一種能將電能轉(zhuǎn)化成光能的半導(dǎo)體電子元件。LED芯片是以藍(lán)寶石、硅 或碳化硅作為襯底，在其上生長(zhǎng)GaN基材料外延層。當(dāng)電流流過(guò)LED芯片時(shí)，電子與空穴在 LED芯片的外延層結(jié)構(gòu)內(nèi)發(fā)生復(fù)合而發(fā)單色光。LED照明已廣泛應(yīng)用于日常生活各領(lǐng)域。
[0003] 為增加 LED芯片的亮度，通常采用在LED芯片背面設(shè)置DBR(布拉格反射層）或 0DR (全角反射鏡）層來(lái)提高LED芯片的反射率，從而提高亮度。
[0004] DBR層是由兩種折射率不同的材料以A層-B層-A層的方式交替排列組成的周期 性結(jié)構(gòu)，每層材料的光學(xué)厚度為其中心反射波長(zhǎng)的1/4。目前常用氧化硅和氧化鈦相互交替 的DBR層結(jié)構(gòu)，也有加入氧化鉭的DBR結(jié)構(gòu)。DBR層對(duì)垂直入射的光反射效果較好，其反射 率可達(dá)99%以上。
[0005] 0DR層設(shè)置于DBR層上，通過(guò)在DBR層上蒸鍍Al、Cr、Au或其它金屬形成。
[0006] 在實(shí)際生產(chǎn)和研發(fā)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因工藝或設(shè)備故障導(dǎo)致品質(zhì)異?；蛘咭?qū)?驗(yàn)需求而必須將DBR層和0DR層去掉的情況。例如生產(chǎn)時(shí)誤將無(wú)需背鍍的芯片做了背鍍， 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)芯片已切割成了芯粒，無(wú)法按常規(guī)方法返工。在研發(fā)過(guò)程中，有時(shí)需要將同規(guī)格 芯粒做有背鍍和無(wú)背鍍兩種對(duì)比封裝，以確認(rèn)背鍍效果。目前，尚未見(jiàn)到有關(guān)芯粒上DBR或 0DR的去除方法，一旦出現(xiàn)這種故障就只能將產(chǎn)品做降價(jià)處理，從而給企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明目的在于提供一種去除LED芯粒背鍍層的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法有 效去除LED芯粒背鍍層的技術(shù)問(wèn)題。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種去除LED芯粒背鍍層的方法，LED芯粒的背面 設(shè)置背鍍層，包括以下步驟：1)貼膜：將LED芯粒的背面粘附于可撕除膜上，得到粘附芯粒； 2)涂蠟：將粘附芯粒中LED芯粒的正面和側(cè)壁涂抹蠟液，并將粘附芯粒中LED芯粒的正面 固接于固定板上，之后將可撕除膜去除，得到涂蠟芯粒；3)去背鍍層：將涂蠟芯粒浸入去層 液中浸泡，得到去層芯粒；4)脫蠟：將去層芯粒置于脫蠟液中去除LED芯粒正面和側(cè)壁的蠟 和固定板，得到脫蠟LED芯粒；背鍍層包括DBR層，DBR層浸泡于去層液中1?5分鐘后去 除。
[0009] 進(jìn)一步地，背鍍層由依次為生長(zhǎng)疊置于LED芯粒背面上的DBR層或0DR層組成，當(dāng) 背鍍層為0DR層時(shí)去層液包括腐蝕液和蝕刻液，步驟3)中包括：a)去除金屬層：將涂蠟芯 粒浸入腐蝕液中浸泡，將涂蠟芯粒背面的0DR層去除，得到第一去層芯粒；b)去除無(wú)機(jī)材料 層：將第一去層芯粒浸入蝕刻液中浸泡，將DBR層去除，得到去層芯粒。
[0010] 進(jìn)一步地，將第一去層芯粒浸入蝕刻液中浸泡2?3分鐘。
[0011] 進(jìn)一步地，第一去層芯粒經(jīng)清洗后再進(jìn)入b)步驟中。
[0012] 進(jìn)一步地，蝕刻液為Β0Ε溶液。
[0013] 進(jìn)一步地，步驟1)中，同時(shí)將多個(gè)LED芯粒的背面粘附于同一可撕除膜上。
[0014] 進(jìn)一步地，步驟2)中，去除可撕除膜的步驟前還包括：升高固定板的溫度，并在固 定板表面上設(shè)置液態(tài)蠟層，將粘附芯粒的正面粘附于固定板上的液體蠟層上，降低固定板 的溫度，使液態(tài)蠟層凝固。
[0015] 進(jìn)一步地，還包括對(duì)脫蠟LED芯粒進(jìn)行清洗和烘干的步驟.
[0016] 進(jìn)一步地，烘干步驟中烘干溫度為50?70°C .
[0017] 進(jìn)一步地，清洗步驟中采用異丙醇清洗5-15分鐘。
[0018] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0019] 本發(fā)明提供的去除LED芯粒背鍍層的方法采用蝕刻液對(duì)芯粒表面的背鍍層進(jìn)行 去除，通過(guò)協(xié)調(diào)背鍍層中各組分的被蝕刻速度和去背鍍時(shí)間，使得去除背鍍層后，LED芯粒 除亮度外的各項(xiàng)性能不受任何影響。能保證去除背鍍層后的LED芯粒能直接返回正常工序 進(jìn)行后續(xù)生產(chǎn)，同時(shí)保證用于實(shí)驗(yàn)研究的LED芯片的發(fā)光亮度具有可比性。
[0020] 除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。 下面將參照?qǐng)D，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021] 構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí) 施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0022] 圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定 和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0024] 參見(jiàn)圖1，本發(fā)明提供的去除LED芯粒背鍍層的方法包括以下步驟：
[0025] 1)貼膜：將多個(gè)LED芯粒的背面粘附于可撕除膜上，得到粘附芯粒；
[0026] 2)涂蠟：將粘附芯粒的正面和側(cè)壁涂抹蠟液，并將粘附芯粒的正面固接于固定板 上，之后將可撕除膜去除，得到涂蠟芯粒；
[0027] 3)去背鍍層：將涂蠟芯粒浸入去層液中，浸泡，得到去層芯粒；
[0028] 4)脫蠟：將去層芯粒置于脫蠟液中去除LED芯粒正面和側(cè)壁的蠟和固定板，得到 去層LED芯粒。
[0029] 本發(fā)明提到方法首先將需要去除背鍍層的LED芯粒收集起來(lái)，將其正面固接于可 撕除膜上?？伤撼た梢詾樗{(lán)膜等常用LED芯片生產(chǎn)用膜，可撕除膜撕除時(shí)不會(huì)傷及LED 芯粒的背面結(jié)構(gòu)。僅起到固定多個(gè)LED芯粒位置的作用。以便后續(xù)操作進(jìn)行。
[0030] 將所得粘附芯粒的正面和側(cè)壁涂抹蠟液，粘附芯粒的正面涂抹蠟液后，具有粘附 性，可將固定板粘附于粘附芯粒的正面，以將粘附芯粒的位置固定。去除可撕除膜步驟前還 包括以下步驟：將固定板表面設(shè)置液態(tài)蠟層，將粘附芯粒的正面粘附于固定板上的液體蠟 層內(nèi)，降低固定板的溫度，使液態(tài)蠟層凝固。固定板可以為任意能承受后續(xù)去層液腐蝕的平 板，優(yōu)選采用廢棄LED芯片。通過(guò)固定板將粘附芯粒的正面固定后，將可撕除膜除去，此時(shí) 粘附芯粒的背面裸露，便于后續(xù)去背鍍層操作。同時(shí)粘附芯粒的側(cè)壁和與固定板相接的縫 隙受到所涂蠟液的保護(hù)，避免后續(xù)去背鍍層時(shí)，去層液對(duì)LED芯粒正面結(jié)構(gòu)的破壞。之前設(shè) 置的可撕除膜還能保護(hù)LED芯粒的背鍍層，防止涂蠟時(shí)，蠟液對(duì)其造成污染，一旦LED芯粒 的背鍍層受到蠟液的污染，后續(xù)去背鍍層步驟將難以將其去除。
[0031] 將涂蠟芯粒浸入去層液中進(jìn)行去層處理。此時(shí)根據(jù)需要選擇相應(yīng)的去層液將背鍍 層去除，背鍍層去除完全，且未腐蝕LED芯粒的外延層結(jié)構(gòu)時(shí)脫離去層液，得到去層芯粒。 LED芯粒的背面設(shè)置背鍍層為DBR層或0DR層。DBR層為由至少兩種不同的無(wú)機(jī)材料交叉 疊置多次而成。如以3102和110 2疊置作為一個(gè)單元。充分該單元多次得到DBR層。0DR層 在至少兩種不同的無(wú)機(jī)材料交叉疊置多次形成的無(wú)機(jī)層時(shí)還設(shè)有金屬層。0DR層中的無(wú)機(jī) 層與DBR層結(jié)構(gòu)相同。
[0032] 當(dāng)所處理LED芯粒背面設(shè)置為0DR層為背鍍層時(shí)，先采用具有腐蝕該金屬層的腐 蝕液將金屬層去除，再用蝕刻液將無(wú)機(jī)材料層去除。當(dāng)所處理LED芯粒背面僅設(shè)置DBR層 時(shí)，采用蝕刻液將其去除。浸泡以LED芯粒的背鍍層去除完全，且未蝕刻LED芯粒的外延層 結(jié)構(gòu)為宜。
[0033] 優(yōu)選步驟3)還包括以下步驟：
[0034] a)去除金屬層：將涂蠟芯粒浸入腐蝕液中，將涂蠟芯粒背面的0DR層去除，得到第 一去層芯粒；
[0035] b)去除無(wú)機(jī)材料層：將第一去層芯粒浸入蝕刻液中，將DBR層去除，得到去層芯 粒。
[0036] 去層液包括可以去除金屬層的腐蝕液和去除DBR層、無(wú)機(jī)材料層的蝕刻液?？梢?根據(jù)所需去除的金屬層的種類(lèi)選擇相應(yīng)的腐蝕液，當(dāng)金屬層為黃金或鋁時(shí)，采用王水進(jìn)行 腐蝕去除。鉻層采用鉻蝕刻液去除。由于LED芯粒四周均得到蠟液的保護(hù)，因而在去除該 層的過(guò)程中，不會(huì)受到結(jié)構(gòu)損傷。在0DR層底面還設(shè)置有無(wú)機(jī)材料層，無(wú)機(jī)材料層采用蝕刻 液進(jìn)行去除。此時(shí)LED芯粒的背鍍層去除完全，而LED芯粒的外延層結(jié)構(gòu)未受到任何腐蝕， 從而保留了 LED芯粒的完整性能。
[0037] 優(yōu)選去除鉻所用腐蝕液為鉻腐蝕液，去除鋁、黃金等其它金屬用王水，去除后能保 證腐蝕后LED芯粒的其他結(jié)構(gòu)不會(huì)受到損傷，避免對(duì)LED芯粒亮度的影響。
[0038] 優(yōu)選所用蝕刻液可為常用蝕刻液，優(yōu)選蝕刻液為Β0Ε溶液。Β0Ε溶液由NH4和HF 按體積比為9 : 1混合。采用該濃度的蝕刻液能保證充分除去DBR層的同時(shí)，不損傷LED 芯粒的結(jié)構(gòu)。且價(jià)格便宜，獲取容易，使用簡(jiǎn)便。
[0039] 優(yōu)選所用蝕刻液為B0E(Buffer Oxide Etche)由NH4 :HF按體積比為9 : 1混合 得到。采用該蝕刻液，蝕刻終點(diǎn)易于控制。
[0040] a)步驟后還需對(duì)第一去層芯粒進(jìn)行清洗，以降低所用腐蝕液對(duì)后續(xù)步驟的干擾。
[0041] 浸泡過(guò)程中為了保證對(duì)0DR層和DBR層去除完全。根據(jù)所用酸對(duì)相應(yīng)金屬的腐蝕 速率計(jì)算得出相應(yīng)的浸泡時(shí)間，從而避免由于浸泡時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致腐蝕液對(duì)LED芯粒結(jié)構(gòu)的 破壞作用。比如當(dāng)0DR層為Au或A1時(shí)，采用王水對(duì)其進(jìn)行腐蝕。王水用鹽酸和硝酸混合 配制而成，鹽酸與硝酸的體積比為3 : 1。王水的腐蝕Au的速率為5埃-8埃每秒，王水腐 蝕A1的速率為30埃-60埃每秒。去除Cr采用市售鉻蝕刻液，使用溫度為50?80°C，腐蝕 鉻的速率為4埃-7埃每秒。
[0042] 金屬層常用材料:Al、Cr、Au。上述材料疊置時(shí)，生長(zhǎng)過(guò)程中常需以前一材料作為 基礎(chǔ)生長(zhǎng)后一材料。因各生產(chǎn)廠家的機(jī)型、蒸鍍的工藝條件、Si02和Ti02的層數(shù)和致密 性、金屬層的厚度各不相同，去除時(shí)，難以根據(jù)現(xiàn)有材料的性能對(duì)其進(jìn)行分析。常會(huì)出現(xiàn)過(guò) 度蝕刻，造成對(duì)LED芯粒芯粒的不良影響。本申請(qǐng)通過(guò)協(xié)調(diào)蝕刻去除0DR層的浸泡時(shí)間，在 保證去除該鑲嵌層的情況下，避免對(duì)LED芯粒的破壞。優(yōu)選去除DBR層時(shí)浸泡時(shí)間為1? 5分鐘。按此條件浸泡能保證充分去除DBR層的同時(shí)完全不損失所得LED芯粒除亮度外的 其它參數(shù)。更優(yōu)選浸泡時(shí)間為2?3分鐘，采用該浸泡時(shí)間，能完全保留所得LED芯粒除亮 度外的其它參數(shù)。浸泡時(shí)間的獲取并不能通過(guò)已知蝕刻液的腐蝕速率和所需腐蝕層厚度獲 得，因?yàn)楦g過(guò)程中所腐蝕DBR層為混合層，多種不同組分交叉疊置，蝕刻液對(duì)其蝕刻能力 無(wú)法統(tǒng)一。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)節(jié)浸泡時(shí)間，能避免蝕刻液對(duì)由多種材料制成的0DR層產(chǎn)生 局部過(guò)度腐蝕或局部腐蝕不完全的問(wèn)題。同時(shí)還能使得去除背鍍層后的LED芯粒除亮度外 的各項(xiàng)性能達(dá)到?jīng)]有設(shè)置背鍍層的LED芯粒的標(biāo)準(zhǔn)。
[0043] 浸泡溫度根據(jù)所用去層液的常規(guī)使用溫度確定。優(yōu)選浸泡溫度為室溫。在該溫度 下去背鍍層，能保證所用蝕刻液的腐蝕速率與所處理LED芯粒協(xié)同達(dá)到最優(yōu)，既能快速腐 蝕，又能避免過(guò)度腐蝕對(duì)LED芯粒結(jié)構(gòu)的破壞。同時(shí)蝕刻液為現(xiàn)有技術(shù)中常用的各類(lèi)蝕刻 液，如Β0Ε溶液。
[0044] 脫蠟：將去層芯粒置于脫蠟液中去除LED芯粒正面和側(cè)壁的蠟和固定板，得到去 層LED芯粒。所用脫蠟液可以為去蠟液或具有去蠟作用的去膠液。由于固定板通過(guò)蠟液將 LED芯粒連接固定，因而當(dāng)將去層芯粒進(jìn)入脫蠟液中后，粘附于其上的多個(gè)LED芯粒從固定 板上脫落。優(yōu)選脫蠟步驟中條件為去蠟液溫度為150?200°C，脫蠟時(shí)間為10?20分鐘。 在此溫度下進(jìn)行脫蠟，能避免過(guò)度脫蠟導(dǎo)致對(duì)LED芯粒結(jié)構(gòu)的破壞，繼而降低所得LED芯粒 的亮度等各項(xiàng)性能。
[0045] 收集所得脫蠟LED芯粒后對(duì)其進(jìn)行清洗，優(yōu)選采用異丙醇進(jìn)行清洗10分鐘以將前 述各類(lèi)試劑對(duì)LED芯粒的腐蝕作用去除。之后烘干清洗后的芯粒即得到去除背鍍層的LED 芯粒。優(yōu)選烘干溫度為50?70°C，在此溫度下烘干，既能保證所得LED芯粒的結(jié)構(gòu)不受損 傷，又能保證異丙醇快速揮發(fā)完全。
[0046] 本發(fā)明所提供方法簡(jiǎn)便易行，能充分滿(mǎn)足除去LED芯粒背鍍層的需要，采用該方 法能充分保護(hù)LED芯粒的各個(gè)結(jié)構(gòu)，同時(shí)保證去除背鍍層后LED芯粒的亮度相對(duì)未設(shè)置背 鍍層的LED芯粒衰減為0。
[0047] 實(shí)施例
[0048] 以下實(shí)施例中所用材料和設(shè)備均為市售。
[0049] 以下實(shí)施例和對(duì)比例所用具有背鍍層的LED芯粒：亮度為140. 5?142. 5mW、電壓 為3. 33?3. 34V、波長(zhǎng)為452. 5?453. 5nm。該LED芯粒來(lái)源于一片外延片。LED芯粒背面 設(shè)有DBR層由11層Si02和Ti02相互交替生長(zhǎng)得到。DBR層中各層厚度及其成分列于表1 中。
[0050] 表1 DBR層中各層厚度及其成分
[0051]

【權(quán)利要求】
1. 一種去除LED芯粒背鍍層的方法，所述LED芯粒的背面設(shè)置背鍍層，其特征在于，包 括以下步驟： 1) 貼膜：將所述LED芯粒的背面粘附于可撕除膜上，得到粘附芯粒； 2) 涂蠟：將所述粘附芯粒中所述LED芯粒的正面和側(cè)壁涂抹蠟液，并將所述粘附芯粒 中所述LED芯粒的正面固接于固定板上，之后將所述可撕除膜去除，得到涂蠟芯粒； 3) 去背鍍層：將所述涂蠟芯粒浸入去層液中浸泡，得到去層芯粒； 4) 脫蠟：將所述去層芯粒置于脫蠟液中去除所述LED芯粒正面和側(cè)壁的蠟和所述固定 板，得到脫蠟LED芯粒； 所述背鍍層包括DBR層，所述DBR層浸泡于所述去層液中1?5分鐘后去除。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述背鍍層為生長(zhǎng)于所述LED芯粒背面的 DBR層或ODR層，ODR層由無(wú)機(jī)材料層和金屬層組成，當(dāng)所述背鍍層為ODR層時(shí)所述去層液 包括腐蝕液和蝕刻液，所述步驟3)中包括 ： a) 去除金屬層：將所述涂蠟芯粒浸入腐蝕液中浸泡，將所述涂蠟芯粒背面的所述ODR 層去除，得到第一去層芯粒； b) 去除無(wú)機(jī)材料層：將所述第一去層芯粒浸入蝕刻液中浸泡，將所述DBR層去除，得到 所述去層芯粒。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，將所述第一去層芯粒浸入蝕刻液中浸泡 2?3分鐘。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一去層芯粒經(jīng)清洗后再進(jìn)入b)步 驟中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述蝕刻液為BOE溶液。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟1)中，同時(shí)將多個(gè)所述LED芯粒 的背面粘附于同一可撕除膜上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中，去除所述可撕除膜的步驟 前還包括：升高所述固定板的溫度，并在所述固定板表面上設(shè)置液態(tài)蠟層，將所述粘附芯粒 的正面粘附于所述固定板上的液體蠟層上，降低所述固定板的溫度，使液態(tài)蠟層凝固。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括對(duì)所述脫蠟LED芯粒 進(jìn)行清洗和烘干的步驟。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述烘干步驟中烘干溫度為50?70°C .
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述清洗步驟中采用異丙醇清洗5-15分 鐘。
【文檔編號(hào)】H01L33/00GK104091863SQ201410325865
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】胡棄疾, 汪延明, 苗振林 申請(qǐng)人:湘能華磊光電股份有限公司