一種基于芯片工藝制程的led燈絲制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于LED燈絲的制作方法，屬于LED燈絲制備技術領域。
【背景技術】
[0002]LED燈絲具有出色的性能，可以實現(xiàn)360度全角度發(fā)光，大角度發(fā)光且不需加透鏡，就可實現(xiàn)立體光源，帶來前所未有的照明體驗。另外，其具有白熾燈相似的形態(tài)和配光曲線，是真正意義上的代替白光熾最理想的光源。
[0003]目前LED燈絲燈主要由LED燈絲、驅(qū)動電源、玻璃燈柱支架、玻璃泡、燈頭五金件幾部分組成。這些成品組件除了 LED燈絲其它都是低成本的材料，材料成本并不高，然而現(xiàn)在最高成本LED燈絲的生產(chǎn)工藝復雜(切割成本高)，生產(chǎn)效率不高(自動化程度低)，導致其生產(chǎn)成本始終較高，根據(jù)統(tǒng)計，LED燈絲占據(jù)成品Β0Μ(物料清單)成本的80%左右。
[0004]但是LED燈絲燈最大問題在于散熱，若能將熱散發(fā)出來，可減少許多成本，而對于散熱起關鍵作用的就是基板，即對于基板的傳導散熱功能提出更高的要求。一般玻璃導熱率不到5W/(m.V )，為防止熱傳導不出來不得不降低電流，有些封裝廠商在透明板下使用藍寶石，但是又帶來成本大幅度上升。
[0005]不過，針對燈絲燈產(chǎn)品，目前封裝廠都在追求更高的性價比，同時也在力圖提升光色一致性、抗冷熱沖擊性能、壽命等等技術參數(shù)。由于工藝上的差異，對材料的要求各異，這也導致相關的材料廠商苦不堪言，疲于應對。
[0006]中國專利文獻CN 104319342公開的《一種LED燈絲》，包括透明基板以及設置于透明基板上的LED晶片，所述LED晶片通過金屬導線電性連接形成通路，所述基板固晶的一面上通過物理或化學的方式形成有熒光膠層，所述LED晶片固置于熒光膠層上且完全位于熒光膠層范圍內(nèi)，所述晶片上通過點膠或模壓方式形成有熒光膠包覆層，所述熒光膠包覆層完全包覆所述LED晶片以及導線。
[0007]但是上述燈絲生產(chǎn)工藝復雜，生產(chǎn)效率不高(自動化程度低)，導致其成本成本價格還比較貴，比如:物料成本(散熱好的基板)、人工成本、效率、良率、研發(fā)成本；并存在散熱性差以及熒光粉與基板受熱易剝離等問題，另外，還存在現(xiàn)行封裝工藝共有的點膠異常、芯片擺歪、芯片塌陷等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對現(xiàn)有以上的技術不足，本發(fā)明提供了一種低成本、高產(chǎn)出率的基于芯片工藝制程的LED燈絲制備方法。
[0009]本發(fā)明的基于芯片工藝制程的LED燈絲制備方法，包括以下步驟:
[0010](I)制備發(fā)光二極管(LED)芯片；
[0011 ] 通過MOCVD工藝依次在藍寶石襯底上制備GaN層、N型GaN層、量子阱有源區(qū)、P型GaN層和透明導電層，在透明導電層上制作P電極，在N型GaN層上通過臺面制作N電極，制成發(fā)光二極管芯片；并按固定周期在每個周期單元兩端均刻蝕出臺面(采用ICP刻蝕)，刻蝕深度到達襯底上表面；刻蝕深度為70 ym-75 μπι;
[0012](2)將步驟(I)制備的發(fā)光二極管芯片沿N型GaN層的上表層進行半切，半切深度為 60 μ m-70 μ m ；
[0013]這樣，實現(xiàn)了對發(fā)光二極管的水平環(huán)切，在藍寶石襯底上形成縫隙，為后續(xù)的芯片串聯(lián)做準備。
[0014](3)沿按固定周期刻蝕出的臺面進行裂片，使發(fā)光二極管芯片成為獨立的芯片單元，未切開的襯底成為承載各個芯片單元的基板；
[0015](4)將相鄰芯片單元進行連線導通；
[0016](5)在各個芯片單元上制作熒光膠包覆層，將各個芯片單元完全包覆。該基板厚度為 35 μ m-45 μ m ；
[0017]本發(fā)明將LED芯片制程技術與封裝技術進行融合，突破了 LED封裝技術難以解決的難題，解決了 LED燈絲制程中對散熱起關鍵作用的基板選擇以及熒光粉與基板剝離等問題，并且使從外延、芯片至LED燈絲的整體成本降低50%，可直接進行封裝，無需進行點膠、固晶等操作，解決各封裝企業(yè)產(chǎn)出率低的問題，同時解決現(xiàn)行封裝工藝的點膠、芯片擺歪、芯片塌陷等問題。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明中制備的LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是相鄰芯片單元之間隔斷縫隙示意圖。
[0020]圖3是本發(fā)明基于芯片工藝制程制備的LED燈絲的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中:1、熒光膠包覆層，2、芯片單元，3、藍寶石襯底，4、引腳，5、P電極，6、N電極，
7、N型GaN層，8、GaN層，9、隔斷間隙，10、透明導電膜，11、量子阱有源區(qū)，12、P型GaN層，
13、臺面，14、引線電極。
【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明的基于芯片工藝制程的LED燈絲制備方法，制備過程是在LED芯片的外延生長、電極制作步驟完成后，對芯片進行逐顆半切；然后按照固定的周期進行裂片，對裂片后的單元芯片，通過金屬導線電性對單元芯片連接形成通路，在LED芯片單元上制作熒光膠包覆層，完全包覆LED芯片單元。具體包括步驟如下:
[0023](I)如圖1所示，采用MOCVD工藝依次在Al2O3 (藍寶石)襯底3上制備GaN層8、N型GaN層7、量子阱有源區(qū)11、P型GaN層12和透明導電層10 (參見圖3)。在透明導電層10上制作P電極5，在N型GaN層7上制作臺面，在該臺面上制作N電極6，制成LED芯片。并按固定周期采用ICP在每個周期單元兩端均刻蝕出臺面13，刻蝕深度為70 μ m-75 μ m，到達襯底3上表面。在刻蝕出的臺面13上制作金屬引線電極14。
[0024](2)將步驟(I)制備的LED芯片沿N型GaN7的上表層進行半切，半切深度60 μ m-70 μ m0
[0025]將LED芯片沿N型GaN7的上表層進行半切，實現(xiàn)了對所述發(fā)光二極管的水平環(huán)切，在藍寶石襯底上形成隔斷縫隙9，如圖2所示，為后續(xù)的芯片單元連接做準備。另外，未切開的Al2O3 (藍寶石)襯底3成為承載各個芯片單元的基板，該基板厚度為35 μ m-45 μ m ；
[0026](3)將LED芯片按照固定周期沿ICP刻蝕出的臺面13進行裂片，使之成為獨立的芯片單元2 (含未切開的襯底)，各個芯片單元2均連接在未切開的襯底3上，如圖3所示。
[0027](4)將相鄰芯片單元2之間進行連線導通，并由外側(cè)芯片單元上ICP刻蝕出的臺面13上的金屬引線電極14接出引腳4。參見圖1。
[0028](5)在各個芯片單元2上通過物理、化學等方式形成熒光膠包覆層1，將各個芯片單元2完全包覆。最終制成如圖1所示結(jié)構(gòu)的LED燈絲。
【主權項】
1.一種基于芯片工藝制程的LED燈絲制備方法，其特征是，包括以下步驟: (1)制備發(fā)光二極管芯片； 通過MOCVD工藝依次在藍寶石襯底上制備GaN層、N型GaN層、量子阱有源區(qū)、P型GaN層和透明導電層，在透明導電層上制作P電極，在N型GaN層上通過臺面制作N電極，制成發(fā)光二極管芯片；并按固定周期在每個周期單元兩端均刻蝕出臺面，刻蝕深度到達襯底上表面； (2)將步驟(I)制備的發(fā)光二極管芯片沿N型GaN層的上表層進行半切； (3)沿按固定周期刻蝕出的臺面進行裂片，使發(fā)光二極管芯片成為獨立的芯片單元，未切開的襯底成為承載各個芯片單元的基板； (4)將相鄰芯片單元進行連線導通； (5)在各個芯片單元上制作熒光膠包覆層，將各個芯片單元完全包覆。2.根據(jù)權利要求1所述基于芯片工藝制程的LED燈絲制備方法，其特征是，所述步驟(1)中臺面的刻蝕深度為70-75μ m。3.根據(jù)權利要求1所述基于芯片工藝制程的LED燈絲制備方法，其特征是，所述步驟(2)中半切深度為60μπι-70 μπι。4.根據(jù)權利要求1所述基于芯片工藝制程的LED燈絲制備方法，其特征是，所述步驟(3)中基板的厚度為35μm-45 μπι。
【專利摘要】一種基于芯片工藝制程的LED燈絲制備方法，包括以下步驟：（1）制備發(fā)光二極管芯片；（2）將發(fā)光二極管芯片沿N型GaN層的上表層進行半切；（3）沿按固定周期刻蝕出的臺面進行裂片，使發(fā)光二極管芯片成為獨立的芯片單元，未切開的襯底成為承載各個芯片單元的基板；（4）將相鄰芯片單元進行連線導通；（5）在各個芯片單元上制作熒光膠包覆層，將各個芯片單元完全包覆。本發(fā)明將LED芯片制程技術與封裝技術進行融合，解決了LED燈絲制程中對散熱起關鍵作用的基板選擇以及熒光粉與基板剝離等問題，成本降低50%，可直接進行封裝，無需進行點膠、固晶等操作，解決現(xiàn)行封裝工藝的點膠、芯片擺歪、芯片塌陷等問題。
【IPC分類】H01L21/78, H01L33/62, H01L33/00, H01L33/50
【公開號】CN104979437
【申請?zhí)枴緾N201510289568
【發(fā)明人】閆寶華, 夏偉, 李君 , 曹志芳
【申請人】山東浪潮華光光電子股份有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年5月29日