發(fā)光二極管芯片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種發(fā)光二極管芯片結(jié)構(gòu)，特別涉及一種發(fā)光二極管芯片電極相關(guān)的結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(英文為L(zhǎng)ight Emitting D1de，簡(jiǎn)稱LED)是利用半導(dǎo)體的P-N結(jié)電致發(fā)光原理制成的一種半導(dǎo)體發(fā)光器件。LED具有環(huán)保、亮度高、功耗低、壽命長(zhǎng)、工作電壓低、易集成化等優(yōu)點(diǎn)，是繼白熾燈、熒光燈和高強(qiáng)度放電(英文縮寫(xiě)為HID)燈(如高壓鈉燈和金鹵燈)之后的第四代新光源。
[0003]當(dāng)前LED芯片主要有三種結(jié)構(gòu):正裝芯片、垂直芯片和倒裝芯片。其中正裝芯片和垂直芯片在發(fā)光面上都具有電極，用來(lái)進(jìn)行電氣連接。電極是多層金屬結(jié)構(gòu)，可見(jiàn)光不可穿透，因此會(huì)使真實(shí)發(fā)光面面積縮??；另外，電極的表面通常是Au，其對(duì)于可見(jiàn)光，尤其是600nm以下的光反射率較低，因此當(dāng)芯片應(yīng)用于封裝結(jié)構(gòu)后，受熒光粉散射的藍(lán)光，以及熒光粉激發(fā)的光入射到Au表面后大量的光被吸收，造成光損失。還有一些結(jié)構(gòu)通過(guò)表面鍍銀來(lái)提升反射率，但是由于硅膠材料有透氣性，容易造成硫化產(chǎn)生，這樣不僅不能提升亮度，還存在可靠性問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型提供了一種發(fā)光二極管芯片結(jié)構(gòu)，可以大大減弱芯片表面金屬對(duì)光的吸收，從而使得相同亮度的芯片，用于封裝結(jié)構(gòu)后，可以得到更高的亮度。除此之外，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)不會(huì)引起焊線不良、硫化等可靠性的問(wèn)題，并且還可以保護(hù)芯片電極。
[0005]發(fā)光從下至上依次包括:基板；外延疊層以及金屬電極，其特征在于:所述金屬電極外表面覆蓋非金屬反射層。
[0006]所述非金屬反射層覆蓋金屬電極的上表面，也可以覆蓋金屬電極的側(cè)表面。所述非金屬反射層還可以只覆蓋電極上表面的一部分，焊線的區(qū)域不被反射層覆蓋。
[0007]所述金屬電極裸露部分上表面，以進(jìn)行焊線。
[0008]所述非金屬反射層為白色反射材料。更優(yōu)的，再所述非金屬反射表面覆蓋有透明保護(hù)層。
[0009]本實(shí)用新型的芯片結(jié)構(gòu)應(yīng)用于封裝結(jié)構(gòu)時(shí)，封裝結(jié)構(gòu)的亮度可以得到大幅的提升，而且由于非金屬漫反射，可以使封裝結(jié)構(gòu)的顏色更加均勻。
[0010]本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本實(shí)用新型而了解。本實(shí)用新型的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說(shuō)明】
[0011]附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，附圖數(shù)據(jù)是描述概要，不是按比例繪制。
[0012]圖l(a)~(c)為本實(shí)用新型之實(shí)施例1中的垂直芯片之前技術(shù)示意圖，分別為芯片俯視圖，截面圖以及應(yīng)用于封裝的截面圖。
[0013]圖2(a)~(c)為實(shí)施例1中的本實(shí)用新型所述技術(shù)的示意圖，分別為芯片俯視圖，截面圖以及應(yīng)用于封裝的截面圖。
[0014]圖3為實(shí)施例1中的本實(shí)用新型所述技術(shù)的示意圖，反射層覆蓋電極的上表面和側(cè)表面。
[0015]圖4(a)~(c)為實(shí)施例1中的本實(shí)用新型所述技術(shù)的示意圖，反射層僅覆蓋部分電極上表面；(a):俯視圖；(b):截面圖；(c)反射層表面覆蓋透明保護(hù)層的截面圖。
[0016]圖5 (a) ~ (c)為本實(shí)用新型之實(shí)施例2中的正裝芯片之前技術(shù)示意圖，分別為芯片俯視圖，截面圖以及應(yīng)用于封裝的截面圖。
[0017]圖6(a)~(c)為實(shí)施例2中的本實(shí)用新型所述技術(shù)的示意圖，分別為芯片俯視圖，截面圖以及應(yīng)用于封裝的截面圖。
[0018]圖7為實(shí)施例2中的本實(shí)用新型所述技術(shù)的示意圖，反射層覆蓋電極的上表面和側(cè)表面。
[0019]圖8(a)~(c)為實(shí)施例2中的本實(shí)用新型所述技術(shù)的示意圖，反射層僅覆蓋部分電極上表面；(a):俯視圖；(b):截面圖；(c)反射層表面覆蓋透明保護(hù)層的截面圖。
[0020]圖中各標(biāo)號(hào)表不如下:101:垂直芯片金屬電極；102，202:波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換物質(zhì)(如焚光粉);103，203:封裝支架；104:光學(xué)透鏡;105，205:反射層;106，206:透明保護(hù)層;201:正裝芯片金屬電極；
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合示意圖對(duì)本實(shí)用新型的LED芯片進(jìn)行詳細(xì)的描述，借此對(duì)本實(shí)用新型如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要說(shuō)明的是，只要不構(gòu)成沖突，本實(shí)用新型中的各個(gè)實(shí)施例以及各實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0022]實(shí)施例1
[0023]圖1為垂直芯片的簡(jiǎn)單示意圖。其中圖1(a)和(b)分別是俯視圖和截面圖。從圖中可以看出，金屬電極101覆蓋在發(fā)光表面。對(duì)于大功率的垂直芯片，金屬電極通常占到發(fā)光面積的5%~20%，對(duì)芯片的出光造成很大影響。不僅如此，該技術(shù)的芯片應(yīng)用到封裝結(jié)構(gòu)后，如圖1(c)所示，芯片出射的光部分經(jīng)由波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換物質(zhì)(如熒光粉)102散射又重新入射到芯片時(shí)，部分光會(huì)被金屬電極101吸收。激發(fā)的焚光粉102的光也有部分被金屬電極吸收。因此造成明顯的光損失，影響整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)的亮度。
[0024]而本實(shí)用新型所述的技術(shù)，如圖2所示，在金屬電極101上全部或者部分的覆蓋一層反射層105，圖2(a)和圖2(b)分別顯示了此芯片結(jié)構(gòu)的俯視示意圖和截面示意圖，示意圖中著重顯示了電極的結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用本實(shí)用新型所述技術(shù)的芯片應(yīng)用于封裝結(jié)構(gòu)后，如圖2(c)所示，芯片出射的光部分經(jīng)由波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換物質(zhì)(如熒光粉)102散射又重新入射到芯片時(shí)，原本會(huì)本金屬電極101吸收的光遇到反射層105，重新被反射。同理，對(duì)于激光的熒光粉102的光也不再被金屬電極101吸收，而是形成反射。從而可以明顯的提升整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)的亮度。
[0025]圖3示出了反射層不僅覆蓋在金屬電極101的上表面，還覆蓋了其側(cè)表面，從而使部分入射到側(cè)表面的光也被反射，進(jìn)一步提升亮度。
[0026]由于芯片在應(yīng)用于封裝時(shí)，需要進(jìn)行焊線，因此反射層105覆蓋金屬電極時(shí)，焊線區(qū)域的金屬電極101裸露出來(lái)，只覆蓋其它不進(jìn)行焊線的區(qū)域，這樣不會(huì)影響焊線的可靠性，如圖4所示。另外，反射層105的材質(zhì)為白色反射材料，可以包含Ti02的白反介電材料，白色有機(jī)材料等。
[0027]此外，如圖4(c)所示，還可以在反射層105上覆蓋透明保護(hù)層106，如Al203，Si02，SiNx，甚至有機(jī)透明膠等材料，以提升芯片的可靠性。
[0028]實(shí)施例2
[0029]實(shí)施例1所用的芯片為垂直芯片，在本實(shí)施例中，所用的芯片為正裝芯片。與實(shí)施例1中的垂直芯片類似，現(xiàn)有的技術(shù)金屬電極201所用的金屬通常為Au，反射率較低(如圖5所示)。本實(shí)用新型所述的技術(shù)采用了反射層205，從而使得應(yīng)用于封裝結(jié)構(gòu)時(shí)，如圖6所示，原來(lái)被金屬電極201吸收的光，在本實(shí)用新型所述的芯片結(jié)構(gòu)中，被反射層205反射，從而提升了整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)的亮度。如果反射層205不僅覆蓋上表面，還覆蓋側(cè)表面，如圖7所不，則殼度有進(jìn)一步提升。
[0030]另外，如圖8所示，還可以在反射層205上覆蓋透明保護(hù)層206，如A1203，Si02，SiNx，甚至有機(jī)透明膠等材料，以提升芯片的可靠性。
[0031]綜上所述，本實(shí)用新型在發(fā)光二極管芯片的金屬電極外表面設(shè)置非金屬反射層，當(dāng)發(fā)光二極管芯片應(yīng)用于封裝結(jié)構(gòu)時(shí)，可以有效地反射波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換物質(zhì)入射到芯片電極的光，從而提升封裝結(jié)構(gòu)的光效；入射到芯片電極的可見(jiàn)光被漫反射，從而提升封裝結(jié)構(gòu)顏色均勻性；保護(hù)芯片電極，防止受到硫化影響。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.發(fā)光二極管芯片，從下至上依次包括:基板；外延疊層以及金屬電極，其特征在于:所述金屬電極外表面覆蓋非金屬反射層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管芯片，其特征在于:所述非金屬反射層覆蓋金屬電極的上表面。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管芯片，其特征在于:所述非金屬反射層覆蓋金屬電極的側(cè)表面。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管芯片，其特征在于:所述非金屬反射層只覆蓋金屬電極上表面的一部分。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管芯片，其特征在于:所述金屬電極裸露部分上表面，以進(jìn)行焊線。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管芯片，其特征在于:所述非金屬反射層為白色反射材料。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管芯片，其特征在于:在所述非金屬反射層表面覆蓋透明保護(hù)層。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種發(fā)光二極管芯片，從下至上依次包括：基板、外延疊層以及金屬電極，其特征在于：所述金屬電極外表面覆蓋非金屬反射層，所述發(fā)光二極管芯片應(yīng)用于封裝結(jié)構(gòu)時(shí)，可以有效地反射波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換物質(zhì)入射到芯片電極的光，從而提升封裝結(jié)構(gòu)的光效；入射到芯片電極的可見(jiàn)光被漫反射，從而提升封裝結(jié)構(gòu)顏色均勻性；保護(hù)芯片電極，防止受到硫化影響。
【IPC分類】H01L33/46
【公開(kāi)號(hào)】CN205050864
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520720373
【發(fā)明人】時(shí)軍朋, 蔡培崧, 林振端, 黃昊, 趙志偉
【申請(qǐng)人】廈門(mén)市三安光電科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年9月17日