一种高导热结构LED芯片制造技术

本实用新型专利技术属于光电技术领域，具体涉及一种高导热结构LED芯片。所述高导热结构LED芯片包括基板和蓝宝石衬底，所述蓝宝石衬底面向基板一侧设有N半导体层，所述N半导体层面向基板一侧表面的两端分别设有发光层和N电极，所述发光层一侧表面与N半导体层连接另一侧表面依次设有P半导体层和P电极；所述N电极通过第一导热金属层与基板连接，所述P电极通过第二导热金属层与基板连接，所述第一导热金属层、第二导热金属层、发光层、P半导体层、P电极和N电极的裸露外表面设有绝缘材料层。本实用新型专利技术高导热结构LED芯片工作时的热量通过电极和导热金属层传导至高散热基板上，散热性能是正装芯片的6倍。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术属于光电
，具体涉及一种高导热结构LED芯片。所述高导热结构LED芯片包括基板和蓝宝石衬底，所述蓝宝石衬底面向基板一侧设有N半导体层，所述N半导体层面向基板一侧表面的两端分别设有发光层和N电极，所述发光层一侧表面与N半导体层连接另一侧表面依次设有P半导体层和P电极；所述N电极通过第一导热金属层与基板连接，所述P电极通过第二导热金属层与基板连接，所述第一导热金属层、第二导热金属层、发光层、P半导体层、P电极和N电极的裸露外表面设有绝缘材料层。本技术高导热结构LED芯片工作时的热量通过电极和导热金属层传导至高散热基板上，散热性能是正装芯片的6倍。【专利说明】一种高导热结构LED芯片
本技术属于光电
，具体涉及一种高导热结构LED芯片。
技术介绍
散热问题是大功率型LED需重点解决的技术难题，散热效果的优劣直接关系到灯的寿命和节能效果。LED是靠电子在能带间跃迁产生光的，其光谱中不含有红外部分，所以LED芯片的热量不能靠辐射散发。如果LED芯片中的热量不能及时散发出去，会加速器件的老化。一旦LED芯片的温度超过最高临界温度(跟据不同外延及工艺，芯片温度大概为1500C )，往往会造成LED芯片永久性失效。传统LED芯片正装结构(见图1)包括金线11、蓝宝石衬底12、电极13、固金导热胶层14、高导热基板15组成，其热量需要经过蓝宝石传递，蓝宝石导热系数46W/MK，致使PN结温大部分热量被阻隔，只有少部分热量通过传导至基板，且正装结构的P/N电极层与发光为同侧，P/N电极面积阻挡部分发光层。 技术内容 本技术所要解决的技术问题是:提供一种散热效率高、性能稳定的高导热结构LED芯片。 为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为:提供一种高导热结构LED芯片，包括基板和蓝宝石衬底，所述蓝宝石衬底面向基板一侧设有N半导体层，所述N半导体层面向基板一侧表面的两端分别设有发光层和N电极，所述发光层一侧表面与N半导体层连接另一侧表面依次设有P半导体层和P电极； 所述N电极通过第一导热金属层与基板连接，所述P电极通过第二导热金属层与基板连接，所述第一导热金属层、第二导热金属层、发光层、P半导体层、P电极和N电极的裸露外表面设有绝缘材料层。 本技术的有益效果在于:1、本技术高导热结构LED芯片相对于传统LED芯片，减少了金线封装工艺，省掉导线架、打线步骤，应用时，无需固晶和打线封装，而是直接采用回流焊接在基板上，因此成本更低廉；2、本技术高导热结构LED芯片不会出现因金线虚焊或接触不良引起的不亮、闪烁、光衰大等问题，因此，相比于传统封装芯片，稳定性更好；3、相比于传统封装芯片，本技术高导热结构LED芯片密度增加了 16倍，封装体积却缩小了 80%，灯具设计空间更大；4、本技术高导热结构LED芯片在应用时无固晶胶、无高阻热系数的蓝宝石夹在芯片内部，其工作时的热量通过电极和导热金属层传导至高散热基板上，散热性能是正装芯片的6倍。5、本技术高导热结构LED芯片的P/N电极层与发光不在同侧，P/N电极面积不阻挡发光层，提高了光的出射面积。 【专利附图】【附图说明】 图1为LED芯片传统正装结构示意图； 图2为本技术【具体实施方式】中高导热结构LED芯片生成导通金属层时的结构示意图； 图3为本技术【具体实施方式】中高导热结构LED芯片的结构示意图； 标号说明: 11、金线；12、蓝宝石衬底；13、电极；14、固金导热胶层；15、高导热基板； 21、蓝宝石衬底；22、N半导体层；23、发光层；24、P半导体层；25、P电极；26、N电极；27、导通金属层；28、第一导热金属层；29、第二导热金属层；30、绝缘材料层。 【具体实施方式】 为详细说明本技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。 本技术最关键的构思在于:提供一条导热通道让热量从PN结往外散出，将PN结产生的热量通过高导热材料传导至高散热基板上，热量传递避开蓝宝石层，高导热材料既可以将热量进行传递，又可以满足外部电路连接。 现有的正装LED芯片热量导出结构:半导体(热源)_金层电极(导热系数317w/mk)_蓝宝石(导热系数46w/mk)。 本技术高导热结构LED芯片热量导出结构:半导体(热源)_金层电极(导热系数317w/mk)-铜层(导热系数401w/mk)。 实施例1 请参照图2、图3，本技术提供一种高导热结构LED芯片，包括基板和蓝宝石衬底21，所述蓝宝石衬底21面向基板一侧设有N半导体层22，所述N半导体层22面向基板一侧表面的两端分别设有发光层23和N电极26,所述发光层23 —侧表面与N半导体层22连接另一侧表面依次设有P半导体层24和P电极25 ； 所述N电极26通过第一导热金属层28与基板连接，所述P电极25通过第二导热金属层29与基板连接，所述第一导热金属层28、第二导热金属层29、发光层23、P半导体层24、P电极25和N电极26的裸露外表面设有绝缘材料层30。 优选的，上述的高导热结构LED芯片中，所述蓝宝石衬底21的厚度为150-250微米，所述P半导体层24的厚度为1-5微米，N半导体层22的厚度为1_5微米，所述P电极25的厚度为0.1-0.8微米，所述N电极26的厚度为0.1-0.8微米，所述第一导热金属层28的厚度为10-600微米，所述第二导热金属层29的厚度为10-600微米。 优选的，上述的高导热结构LED芯片中，所述绝缘材料为绝缘树脂。所述第一导热金属层28和第二导热金属层29的材质为铜。所述P电极25和N电极26的材质为AU。 上述高导热结构LED芯片的制备方法具体如下: 步骤S1:在蓝宝石衬底21面向基板的一侧设置N半导体层22，所述N半导体层22面向基板一侧的表面的两端分别设有发光层23和N电极26，所述发光层23 —侧表面与N半导体层22连接另一侧表面依次设有P半导体层24和P电极25 ； 步骤S2:采用真空溅镀，在发光层23、P半导体层24、P电极25、N电极26和N半导体面向基板一侧的表面生成导通金属层27使P电极25和N电极26导通互连； 步骤S3:利用黄光制程，露出P电极25和N电极26，采用电镀工艺，在P电极25和N金电极上分别电镀第一导热金属层28和第二导热金属层29 ； 步骤S4:去除步骤S2所述导通金属层27 ； 步骤S5:将裸露出来的导热金属层、发光层23、P半导体层24、P电极25、N电极26和N半导体面向基板一侧的表面采用绝缘材料填充； 步骤S6:研磨使第一导热金属层28不与P电极25连接的一端露出并与基板焊接，研磨使第二导热金属层29不与N电极26连接的一端露出并与基板焊接。 优选的，上述的高导热结构LED芯片的制备方法还包括步骤S7:将蓝宝石衬底21减薄或完全去除。 优选的，上述的高导热结构LED芯片的制备方法中，所述第一导热金属层28和第二导热金属层29的材质为铜，所述第一导热金属层28不与P电极25和基板连接的表面设有抗氧化层，所述第二导热金属层29不与N电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高导热结构LED芯片，其特征在于，包括基板和蓝宝石衬底，所述蓝宝石衬底面向基板一侧设有N半导体层，所述N半导体层面向基板一侧表面的两端分别设有发光层和N电极，所述发光层一侧表面与N半导体层连接另一侧表面依次设有P半导体层和P电极；所述N电极通过第一导热金属层与基板连接，所述P电极通过第二导热金属层与基板连接，所述第一导热金属层、第二导热金属层、发光层、P半导体层、P电极和N电极的裸露外表面设有绝缘材料层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：左友斌，杨建山，
申请(专利权)人：厦门英诺尔电子科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35