一种实现微型LED显示器件封装制作方法技术

本申请涉及一种实现微型LED显示器件封装制作方法，通过设计新型的微型LED阵列显示器件结构，结合电极外引光刻工艺与贴片封装工艺，以进行微型LED阵列显示器件与驱动电路板的封装集成。一方面通过制备电极外引结构，可以增大像素的电极面积，使得贴片键合过程更容易操作且精确度更高，有效简化键合的步骤；另一方面结合漏印锡膏技术，将芯片与基板键合，减少金线或者合金等物料的使用，并且通过采用芯片高像素密度阵列式制作，提升生产效率，并降低生产成本。降低生产成本。降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种实现微型LED显示器件封装制作方法


[0001]本申请涉及照明显示领域，尤其是涉及一种实现微型LED显示器件封装制作方法。

技术介绍

[0002]近年来，高性能III族氮化物LED在显示、固态照明、通信等领域取得了巨大的发展。当LED像素尺寸小于100μm时被定义为微型LED（micro
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LED），其具有亮度高、功耗低以及高可靠性等优良特性，同时由于其单个像素以及阵列像素间距可以降低至μm级别，相比于传统的LCD和OLED等显示器具有独到的优势，也被称为“新一代显示技术”，在微投影、透明显示、AR、VR等领域有广泛的应用前景。目前，市场上对于LED阵列显示器的封装路线主要是基于贴片机、固晶机、焊线机等设备与电路板进行焊接。对于micro
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LED阵列显示器件封装，通常是将micro
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LED阵列与TFT或CMOS等驱动电路进行倒装键合，由于micro
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LED阵列显示器件像素以及电极尺寸较小，在封装过程中需要高精度的键合设备，键合工艺要求较高，并且还需要相关键合设备辅助，封装成本高而且在封装过程中也存在对micro
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LED显示器件造成一定损害的风险。
[0003]为解决上述问题，现有技术中，专利公开号为CN213150775U的中国申请专利，其公开了一种采用TFT驱动的micro
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LED显示封装单元。该封装单元将LED晶圆固定在电路板的正面，封装胶层封装在电路板正面并覆盖LED晶圆；电路板顶层与底层分别蚀刻发光面焊盘与转接焊盘；LED晶圆的红绿蓝芯片焊接于发光面焊盘上，然后发光面焊盘与转接焊盘通过电路板打孔实现信号连接，该单元的驱动部分为带有红绿蓝TFT驱动的玻璃基板；红绿蓝TFT驱动上固定有信号线焊盘，信号线焊盘与对应的焊线线弧固定连接。虽然该技术TFT驱动的玻璃基板在LCD领域中比较成熟，但是不难发现该技术的制备过程复杂，并且随着微型LED尺寸的进一步减小，电路板制程也越发困难，制作成本也急剧提高。
[0004]因此，现有技术无法解决当前micro
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LED阵列显示器件封装技术存在的难题。针对micro
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LED的封装技术现状和需求，仍然需要开发一种简单、高效且成本低的micro
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LED封装制作技术，弥补现有micro
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LED封装技术的缺点，加速micro
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LED显示技术的产业化进程。

技术实现思路

[0005]为了使micro
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LED的封装制作更加简单、高效且降低成本，本申请提供一种实现微型LED显示器件封装制作方法。
[0006]本申请提供的一种实现微型LED显示器件封装制作方法采用如下的技术方案：一种实现微型LED显示器件封装制作方法，包括：步骤一：在预设衬底上通过MOCVD进行GaN基LED外延生长形成外延片，所述外延片的外延结构包括GaN缓冲层、n型GaN层、InGaN/GaN多量子阱层、AlGaN电子阻挡层和p型GaN层；步骤二：在基于步骤一的所述外延片上蒸镀铟锡氧化物薄膜，进行图案化曝光显影并蚀刻至所述衬底，使所述外延片形成第一台面结构；
步骤三：在基于步骤二的所述外延片上进行图案化曝光显影并蚀刻至所述n型GaN层，使所述外延片形成第二台面结构；步骤四：基于步骤三在所述外延片表面进行图案化曝光显影，蒸镀预定厚度的金属并剥离作为n型扩展金属电极；步骤五：基于步骤四在所述外延片表面沉积介电材料形成钝化层；步骤六：对所述钝化层进行图案化曝光显影并对形成钝化层的所述介电材料进行蚀刻，以在所述n型GaN层表面和铟锡氧化物薄膜表面开孔，在开孔处分别蒸镀外引电极，得到新结构的微型LED阵列显示器件，所述外引电极包括n外引金属电极和p外引金属电极；步骤七：利用贴片工艺，将所述微型LED阵列显示器件的所述外引电极作为焊接区，结合漏印锡膏技术，进行所述微型LED阵列显示器件上电极与基板的焊接。
[0007]通过采用上述技术方案，能根据步骤一至步骤七，设计新的微型LED阵列显示器件结构，将微型LED的微小电极外引变大后作为焊接区，结合LED贴片技术进行相关封装工艺，解决微型LED封装技术工艺复杂、成本高的问题，使micro
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LED的封装制作更加简单、高效且降低成本。
[0008]可选的，所述步骤一中的预设衬底设置为蓝宝石、GaN或SiC衬底。
[0009]通过采用上述技术方案，预设衬底为蓝宝石、GaN或SiC衬底时，增加微型LED显示器件的透光性。
[0010]可选的，所述步骤二之前还包括：对进行步骤一后的所述外延片进行表面清洗。
[0011]通过采用上述技术方案，进行表面清洗以去除表面的杂质。
[0012]可选的，所述步骤二中进行图案化曝光前还包括：在所述外延片上旋涂光刻胶。
[0013]通过采用上述技术方案，通过光刻胶的曝光显影进行图案化，使外延片中需要的部分能通过旋涂的光刻胶曝光显影后作为光阻保留下来。
[0014]可选的，所述步骤二中的蚀刻包括湿法化学腐蚀和干法等离子蚀刻。
[0015]通过采用上述技术方案，采用湿法化学腐蚀和干法等离子蚀刻使能将外延片中对应的外延层材料进行蚀刻。
[0016]可选的，所述步骤二包括：在基于步骤一的所述外延片蒸镀预设厚度的铟锡氧化物薄膜作为透明电流扩展层，并对所述外延片的外延结构进行图案化曝光、显影后进行湿法化学腐蚀与干法等离子蚀刻至衬底面，形成所述外延结构的第一台面结构。
[0017]通过采用上述技术方案，使能通过图案化曝光、显影后进行湿法化学腐蚀与干法等离子蚀刻至衬底面，形成第一台面结构。
[0018]可选的，所述步骤三包括：对所述第一台面结构进行图案化曝光、显影并进行湿法化学腐蚀至所述铟锡氧化物薄膜、与干法等离子蚀刻至所述n型GaN层，形成第二台面结构。
[0019]通过采用上述技术方案，以通过湿法化学腐蚀与等离子蚀刻分别刻蚀不同的层面，形成第二台面结构。
[0020]可选的，所述n型外引电极为蒸镀在所述第二台面结构中所述n型GaN层的两端，且与所述n型扩展金属电极连接。
[0021]通过采用上述技术方案，通过n型扩展金属电极与外引型金属电极连接，以形成大尺寸外引焊接区，提升微型LED显示器件的性能，降低封装难点。
[0022]可选的，所述步骤七包括：步骤七一：设计好对应电极分布的电路板与钢网版图，并制备电路板与钢网，通过钢网对准电路板电极分布，在电路板上进行锡膏漏印并刮除工艺，在对应电极上沉积合适厚度的锡膏；步骤七二：将制作好的所述电极外引型微型LED阵列显示器件与沉积完成锡膏的电路板在贴片机下进行对准焊接，然后利用热风枪进行锡膏固化，得到封装完成的芯片阵列。
[0023]通过采用上述技术方案，使得贴片键合过程更加容易操作且精确度更高，有效简化键合的步骤。
[0024本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现微型LED显示器件封装制作方法，其特征在于，包括：步骤一：在预设衬底（11）上通过MOCVD进行GaN基LED外延生长形成外延片，所述外延片的外延结构包括GaN缓冲层（12）、n型GaN层（13）、InGaN/GaN多量子阱层（14）、AlGaN电子阻挡层（15）和p型GaN层（16）；步骤二：在基于步骤一的所述外延片上蒸镀铟锡氧化物薄膜（17），进行图案化曝光显影并蚀刻至所述衬底，使所述外延片形成第一台面结构；步骤三：在基于步骤二的所述外延片上进行图案化曝光显影并蚀刻至所述n型GaN层（13），使所述外延片形成第二台面结构；步骤四：基于步骤三在所述外延片表面进行图案化曝光显影，蒸镀预定厚度的金属并剥离作为n型扩展金属电极（18）；步骤五：基于步骤四在所述外延片表面沉积介电材料形成钝化层（111）；步骤六：对所述钝化层（111）进行图案化曝光显影并对形成钝化层（111）的所述介电材料进行蚀刻，以在所述n型GaN层（13）表面和铟锡氧化物薄膜（17）表面开孔，在开孔处分别蒸镀外引电极（19），得到新结构的微型LED阵列显示器件（1），所述外引电极（19）包括n外引金属电极（191）和p外引金属电极（192）；步骤七：利用贴片工艺，将所述微型LED阵列显示器件（1）的所述外引电极（19）作为焊接区，结合漏印锡膏技术，进行所述微型LED阵列显示器件（1）上电极与基板（2）的焊接。2.根据权利要求1所述的一种实现微型LED显示器件封装制作方法，其特征在于，所述步骤一中的预设衬底（11）设置为蓝宝石、GaN或SiC衬底。3.根据权利要求1所述的一种实现微型LED显示器件封装制作方法，其特征在于，所述步骤二之前还包括：对进行步骤一后的所述外延片进行表面清洗。4.根据权利要求1所述的一种实现微型LED显示器...

【专利技术属性】
技术研发人员：田朋飞，汪舟，袁泽兴，崔旭高，顾而丹，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：