一种强粘结性、高可靠性白光LED芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种强粘结性、高可靠性白光LED芯片，包括LED芯片本体和荧光转换层，在所述芯片本体与荧光转换层之间设置有一由改性聚氨酯类材料形成的中间层，在所述中间层与所述荧光转换层的结合面形成多个开口宽度小于内部宽度的封闭型凹槽。本实用新型专利技术提供的中间层有效的增加芯片与荧光转换层的粘结力，提高白光芯片的可靠性。另外，由于所述白光芯片对封装胶的粘结性要求不高，增加了胶水的选择范围。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
—种强粘结性、高可靠性白光LED芯片
本技术属于LED
，具体涉及一种强粘结性、高可靠性白光LED芯片。
技术介绍
晶圆级封装(Wafer Level Packaging, WLP)即是在晶圆加工过程中完成封装、测试，之后切割成单颗芯片，得到封装好成品。目前WLP已在IC领域成熟应用。相比LED传统封装，WLP具有显著的优点而逐渐成为LED封装的热点技术。白光LED芯片是指发白光的LED芯片，通过WLP制得，即在外延片到芯片的制作过程中，给芯片外加荧光转换层，同时保证芯片可与支架载体进行电连接，并可配上一次光学透镜。同现有技术相比，该方法简化了芯片和封装的部分环节，免去了封装阶段的点荧光胶工序，缩短了生产周期同时无需支架，有效的降低了成本。由于WLP过程中荧光转换层的荧光粉分布可控制得很均匀，因而光源的光色均匀性好、落bin率很高。然而，由于白光芯片没有支架保护，荧光转换层易遭受外力作用而剥离，芯片很容易受到外界环境的侵蚀，导致白光芯片可靠性很差。这就要求荧光转换层和芯片之间具有非常牢固的结合，因而对封装胶的性能要求较为苛刻。另一方面，芯片材料(如GaN、蓝宝石、SiC等)与现有封装胶的粘接力有限。一种手段是，改善现有封装胶的性质或开发新型封装胶来解决粘结性问题。但需要耗费大量的投入，同时周期很长。即便开发出性能符合要求的胶水，其与不同材料的芯片的兼容性有差异，使用范围有限。另一种做法就是，增加芯片与荧光转换层之间的接触面积，从而提高粘接性能。为了实现上述目的，很容易想到的就是在芯片衬底层的表面制作成锯齿状咬合槽以增加结合力，如美国专利US20090121241A1，如图1所示，它就是在其芯片衬底层1204上制作了锯齿状咬合槽，这在一定程度上提高了芯片与荧光转换层之间的结合力，并且有效减少芯片内部的全反射、提高出光效率。 申请人:通过仔细研究发现，美国专利US20090121241A1的这种做法虽然在一定程度上提高了芯片与荧光转换层之间的结合力，但是按照其方式制作出来的产品芯片与荧光转换层之间的结合力并没有得到很大的提升。 申请人:进一步研究发现，造成上述问题的原因是:由于现有衬底为材料多为蓝宝石衬底，这种材料再通过光刻或化学蚀刻过程中只能形成齿尖向外延伸的锯齿，这些锯齿构成开口大于内部的喇叭状凹槽，这种形状咬合结构的咬合力并不好，开口大于内部就很容易受到冲击力脱落。
技术实现思路
针对现有白光芯片中芯片与荧光转换层难以牢固结合的情况，本技术的目在于提供一种强粘结性、高可靠性白光LED芯片。为了实现上述技术目的，本技术所采用的技术方案如下:一种强粘结性、高可靠性白光LED芯片，包括LED芯片本体和荧光转换层，其特征在于:在所述芯片本体与荧光转换层之间设置有一由改性聚氨酯类材料形成的中间层，在所述中间层与所述荧光转换层的结合面形成多个开口宽度小于内部宽度的封闭型凹槽。进一步的，所述LED芯片本体包括衬底层、覆盖在所述衬底层上的N层、部分覆盖在所述N层上的发光层、覆盖在所述发光层上的P层、覆盖在所述P层上的第一 P电极、覆盖在所述第一 P电极上的第一反光层、覆盖在第一反光层上的第二P电极、部分覆盖在所述N层上的第一 N电极、覆盖在所述第一 N电极上的第二 N电极、以及隔离N单元和P单元的绝缘层，所述N单元包括N层、第一 N电极和第二 N电极，所述P单元包括发光层、P层、第一P电极、第一反光层和第二 P电极；所述中间层设置在芯片本体与突光转换层之间，具体是:所述中间层设置在芯片本体的衬底层与荧光转换层之间。进一步的，所述中间层的透光率大于80%，所述中间层的折射率大于荧光转换层且小于衬底层的折射率。进一步的，所述LED芯片本体包括N层、部分覆盖在所述N层上的发光层、覆盖在所述发光层上的P层、覆盖在所述P层上的第一 P电极、覆盖在所述第一 P电极上的第一反光层、覆盖在第一反光层上的第二 P电极、部分覆盖在所述N层上的第一 N电极、覆盖在所述第一 N电极上的第二 N电极、以及隔离N单元和P单元的绝缘层，所述N单元包括N层、第一 N电极和第二 N电极,所述P单兀包括发光层、P层、第一 P电极、第一反光层和第二P电极；所述中间层设置在芯片本体与荧光转换层之间，具体是:所述中间层设置在芯片本体的N层与突光转换层之间。进一步的，在所述中间层与所述荧光转换层之间还设置有一粘接层。进一步的，所述封闭型凹槽呈开口宽度小于内部宽度的类W形或者呈上小下大的梯形。进一步的，所述LED芯片本体的P层和N层由第三主族元素的氮化物组成。进一步的，所述荧光转换层由荧光粉和封装胶组成；所述荧光粉由钇铝石榴石、镥铝石榴石、硅酸盐、氮化物中的一种或多种组成；所述封装胶为硅胶、硅树脂或环氧树脂。进一步的，所述封闭型凹槽由刻蚀、激光表面蚀纹或纳米压印形成。所述荧光转换层与中间层的结合方式为喷涂、模定(molding)、键合中的一种或多种组成。本技术突破在芯片与荧光转换层本身的形状和结构上做文章的常规思维，间接在所述芯片本体与荧光转换层之间增加了一中间层，并从众多材料中挑选了改性聚氨酯类材料，该材料具有良好的粘接性能，能够与芯片本体的外延层粘接牢固，而且其具有良好的耐热性可以提高LED的可靠性，最关键的是这种高分子材料可以采用现有的工艺制成开口宽度小于内部宽度的封闭型凹槽，其与荧光转换层的结合面的封闭型凹槽实际上是一种紧密的咬合结构。因此，本技术不仅增加了芯片与荧光转换层之间的接触面积，这些封闭型凹槽还能够将荧光转换层牢牢咬住，从而有效的增加了芯片与荧光转换层的粘结力，提高白光芯片的可靠性。另外，由于技术从结构上提高了结合力，那么白光芯片对胶水的粘结性要求不高，就间接增加了胶水的选择范围。所以相对于现有技术，本技术的有益效果是:1、在芯片与荧光转换层之间设置改性聚氨酯类材料制成的中间层，该中间层上做封闭型凹槽，一方面增加了芯片与荧光转换层之间的接触面积，另一方面这些凹槽能够将荧光转换层牢牢咬住，从而有效的增加了芯片与荧光转换层的粘结力，提高LED白光芯片的可靠性；2、降低了芯片对封装胶粘结性能的要求，增加了封装胶的选择范围。【附图说明】图1是现有芯片与荧光转换层结合面的结构示意图；图2为本技术的主体结构示意图；图3为本技术实施例1的具体结构示意图；图4为本技术实施例2的具体结构示意图；图5为本技术实施例3的具体结构示意图；图6为本技术实例I和实施例2的封闭型凹槽的结构示意图；图7为本技术实施例3的封闭型凹槽的结构示意图。图中:1204、现有芯片衬底1、LED芯片本体2、中间层21、结合面3、突光转换层4、粘接层11、衬底层12、N 层13、发光层14、P 层15、第一 P电极16、第一反光层17、第二 P电极18、第一 N电极19、第二 N 电极110、绝缘层【具体实施方式】为了充分地了解本技术的目的、特征和效果，以下将结合附图对本技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明。本如图2所示，本技术公开了一种强粘结性、高可靠性白光LED芯片，包括LED芯片本体I和荧光转换层3，其中LED芯片本体I就是LED发光部分，荧光转换层3就是能够将LED发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强粘结性、高可靠性白光LED芯片，包括LED芯片本体和荧光转换层，其特征在于：在所述芯片本体与荧光转换层之间设置有一由改性聚氨酯类材料形成的中间层，在所述中间层与所述荧光转换层的结合面形成多个开口宽度小于内部宽度的封闭型凹槽。

【技术特征摘要】
1.一种强粘结性、高可靠性白光LED芯片，包括LED芯片本体和荧光转换层，其特征在于:在所述芯片本体与荧光转换层之间设置有一由改性聚氨酯类材料形成的中间层，在所述中间层与所述荧光转换层的结合面形成多个开口宽度小于内部宽度的封闭型凹槽。2.根据权利要求1所述的强粘结性、高可靠性白光LED芯片，其特征在于: 所述LED芯片本体包括衬底层、覆盖在所述衬底层上的N层、部分覆盖在所述N层上的发光层、覆盖在所述发光层上的P层、覆盖在所述P层上的第一 P电极、覆盖在所述第一 P电极上的第一反光层、覆盖在第一反光层上的第二 P电极、部分覆盖在所述N层上的第一 N电极、覆盖在所述第一 N电极上的第二 N电极、以及隔离N单元和P单元的绝缘层，所述N单兀包括N层、第一 N电极和第二 N电极,所述P单兀包括发光层、P层、第一 P电极、第一反光层和第二 P电极； 所述中间层设置在芯片本体与荧光转换层之间，具体是:所述中间层设置在芯片本体的衬底层与荧光转换层之间。3.根据权利要求2所述的强粘结性、高可靠性白光LED芯片，其特征在于: 所述中间层的透光率大于80%，所述中间层的折射率大于荧光转换层且小于衬底层的折射率。4.根据权利要求1所述的强粘结性、高可靠性白光LED芯片，其特征在于: 所述LED芯片本体包括N层、部分覆盖在所述N层上的发光层、覆盖在所述发光层上的P层、覆盖在所述P层上的第一P电极、覆盖在所述第一P电极上的第一反光层、覆盖在第...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚述光，许朝军，万垂铭，姜志荣，陈海英，肖国伟，
申请(专利权)人：晶科电子广州有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44