專利名稱：Led倒裝晶元金屬膜層及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED晶元表面涂層處理方法，尤其涉及一種采用倒裝技術(shù)的LED 晶元的金屬膜層及制備方法。
背景技術(shù)：
LED倒裝晶元技術(shù)逐漸成為替代傳統(tǒng)LED晶元的新技術(shù)，如中國專利 200410058989. 8所揭示，因為采用倒裝技術(shù)的LED晶元，其發(fā)光面與電極焊接面為兩個不同的平面，因而不需要打金線，所以制造成本低并且發(fā)光效率高。由于省略掉打金線這一道生產(chǎn)工藝，因此在LED晶元的金屬涂層工藝上與傳統(tǒng)的金屬涂層工藝(通常采用Cr+Pt+Au 三層金屬涂層的工藝)產(chǎn)生了較大的差別。目前常用的PVD鍍膜技術(shù)主要分為三類，真空蒸發(fā)鍍膜、真空濺射鍍和真空離子束鍍膜。其中，真空濺射鍍膜是用高能粒子轟擊固體表面時能使固體表面的粒子獲得能量并逸出表面，沉積在基板上。真空離子束鍍膜是指在真空環(huán)境下(真空度為NlO-1I^ 5*^)-1! )，被引入的氣體在離子束的電磁場共同作用下被離化。被離化的離子在離子束和基片之間的電場作用下被加速，并以高能粒子的形式轟擊或沉積在基片上。被引入的氣體根據(jù)工藝的需要，可能為Ar，N2或C^2等，從而完成離子刻蝕清洗和離子束沉積等工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述的技術(shù)問題，提供一種有效的、簡單的LED倒裝晶元的金屬膜層及制備方法。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種LED倒裝晶元金屬膜層，包括依次設(shè)于所述LED晶元表面的鉻涂層、鎳涂層。優(yōu)選的，所述用于增加晶元和鎳涂層結(jié)合力的鉻涂層厚度為100CT1500A。所述起到助焊作用的鎳涂層厚度為800CT15000A。本發(fā)明還揭示了一種LED倒裝晶元金屬膜層的制備方法，包括以下步驟第一，將鍍膜真空室抽至l*10_5Pa以上的真空度；第二，向鍍膜真空室中通入高純氬氣，使鍍膜真空室的壓力保持在1.34(^1 至 2. 5*10^^ 之間；第三，開啟離子束電源，開始對待鍍膜晶元的表面進(jìn)行離子清洗工序；離子清洗過程中，施加在離子束上的工作電壓為直流1600V 1800V，工作電流在120mA 160mA之間； 離子清洗工序的時間為10分鐘；第四，結(jié)束離子清洗后，繼續(xù)在真空室中通入高純氬氣并保持壓力在1.5 至 2. 5Pa之間；第五，開啟帶有Cr靶的磁控濺射陰極，開始沉積第一層金屬Cr層的沉積；沉積時施加在陰極靶上的電源為直流電源，功率的功率密度為7 9W/cm2，金屬Cr沉積涂層厚度 ιοοοΑ 1500A;
第六，結(jié)束第一層金屬Cr層的沉積，不改變鍍膜真空室內(nèi)的壓力環(huán)境，開始第二層金屬M層的沉積；沉積時施加在陰極靶上的電源為直流電源，功率的功率密度為7 9W/cm2，金屬Ni沉積涂層厚度8000A 15000A。優(yōu)選的，所述高純氬氣為5N以上的純度。優(yōu)選的，所述離子清洗工藝過程及金屬膜層沉積工藝過程中，由于采用離子束離子轟擊和磁控濺射沉積薄膜，晶元上的溫度可始終保持在80°C以下。本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在運用磁控濺射和離子束技術(shù)在倒裝LED晶元上沉積金屬層，其金屬材料和膜層厚度配比為全新技術(shù)，替代了貴金屬鉬金Pt和黃金Au，大大降低制造成本；另外由于采用離子束清洗工藝，使金屬層與晶元之間的結(jié)合力大幅提高，從而使得LED發(fā)光模組的良率得以提高。
具體實施例方式有關(guān)本發(fā)明之前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點與功效，在以下之一較佳實施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。本發(fā)明優(yōu)選實施例的倒裝LED晶元上沉積金屬層，其工藝中運用了 2中技術(shù)磁控濺射技術(shù)和陽極層離子束技術(shù)。在采用磁控濺射技術(shù)進(jìn)行金屬涂層之前，采用陽極層離子束技術(shù)對LED晶元進(jìn)行離子轟擊清洗，去除晶元表面污染物并激活其表面能量，使得接下來的金屬涂層與晶元之間的結(jié)合力大大增加，產(chǎn)品的良率得以大幅提高。本發(fā)明中，金屬沉積所采用兩種材料Cr和Ni。金屬薄膜的膜層結(jié)構(gòu)為 1000-1500 A的Cr層加8000 15000 A的Ni層；第一層Cr層為中間層，其主要作用為增加晶元和上層M的結(jié)合力；第二層M層為助焊層，其主要作用為實現(xiàn)晶元和線路板之間的焊接。其工藝過程大致如下第一，將鍍膜真空室抽至l*10_5Pa以上的真空度；第二，向鍍膜真空室中通入高純氬氣(5N以上的純度)，使鍍膜真空室的壓力保持在 1. 3*10_1Pa 至 2. 5*10_1Pa 之間；第三，開啟離子束電源，開始對待鍍膜晶元的表面進(jìn)行離子清洗工序；離子清洗過程中，施加在離子束上的工作電壓為直流1600V 1800V，工作電流在120mA 160mA之間； 離子清洗工序的時間為10分鐘；第四，結(jié)束離子清洗后，繼續(xù)在真空室中通入高純氬氣并保持壓力在1.5 至 2. 5Pa之間；第五，開啟帶有Cr靶的磁控濺射陰極，開始沉積第一層金屬Cr層的沉積；沉積時施加在陰極靶上的電源為直流電源，功率的功率密度為7 9W/cm2，金屬Cr沉積涂層厚度 1000Π500Λ;第六，結(jié)束第一層金屬Cr層的沉積，不改變鍍膜真空室內(nèi)的壓力環(huán)境，開始第二層金屬m層的沉積；沉積時施加在陰極靶上的電源為直流電源，功率的功率密度為7 9W/cm2，金屬Ni沉積涂層厚度8000A 15000A。優(yōu)選的，所述離子清洗工藝過程及金屬膜層沉積工藝過程中，由于采用離子束離子轟擊和磁控濺射沉積薄膜，晶元上的溫度可始終保持在80°C以下。
本發(fā)明為運用磁控濺射和離子束技術(shù)在倒裝LED晶元上沉積金屬層，替代了貴金屬，大大降低制造成本；另外由于采用離子束清洗工藝，使金屬層與晶元之間的結(jié)合力大幅提高，從而使得LED發(fā)光模組的制備良率得以提高。盡管為示例目的，已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將意識到，在不脫離由所附的權(quán)利要求書公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，各種改進(jìn)、增加以及取代是可能的。
權(quán)利要求
1.一種LED倒裝晶元金屬膜層，其特征在于包括依次設(shè)于所述LED晶元表面的鉻涂層、銀涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED倒裝晶元金屬膜層，其特征在于所述用于增加晶元和鎳涂層結(jié)合力的鉻涂層厚度為1000~1500 A。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED倒裝晶元金屬膜層，其特征在于所述起到助焊作用的鎳涂層厚度為’ 8000^15000 A。
4.一種如權(quán)利要求1至3所述的任意一種LED倒裝晶元金屬膜層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟第一，將鍍膜真空室抽至1*10-51^以上的真空度；第二，向鍍膜真空室中通入高純氬氣，使鍍膜真空室的壓力保持在1.34()-1! 至 2. 5*10^^ 之間；第三，開啟離子束電源，開始對待鍍膜晶元的表面進(jìn)行離子清洗工序；離子清洗過程中，施加在離子束上的工作電壓為直流1600V 1800V，工作電流在120mA 160mA之間； 離子清洗工序的時間為10分鐘；第四，結(jié)束離子清洗后，繼續(xù)在真空室中通入高純氬氣并保持壓力在1. 5 至2. 5 之間；第五，開啟帶有Cr靶的磁控濺射陰極，開始沉積第一層金屬Cr層的沉積；沉積時施加在陰極靶上的電源為直流電源，功率的功率密度為7 9W/cm2，金屬Cr沉積涂層厚度 ΙΟΟΟΑ^ΙδΟΟ??；第六，結(jié)束第一層金屬Cr層的沉積，不改變鍍膜真空室內(nèi)的壓力環(huán)境，開始第二層金屬m層的沉積；沉積時施加在陰極靶上的電源為直流電源，功率的功率密度為7 9W/cm2， 金屬Ni沉積涂層厚度8000A 15000A。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED倒裝晶元金屬膜層的制備方法，其特征在于所述高純氬氣為5N以上的純度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED倒裝晶元金屬膜層的制備方法，其特征在于所述離子清洗工藝過程及金屬膜層沉積工藝過程中，晶元上的溫度始終保持在80°C以下。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種LED倒裝晶元的金屬膜層及制備方法，該LED倒裝晶元金屬膜層包括依次設(shè)于所述LED晶元表面的鉻涂層、鎳涂層，所述用于增加晶元和鎳涂層結(jié)合力的鉻涂層厚度為所述起到助焊作用的鎳涂層厚度為本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在運用磁控濺射和離子束技術(shù)在倒裝LED晶元上沉積金屬層，其金屬材料和膜層厚度配比為全新技術(shù)，替代了貴金屬鉑金Pt和黃金Au，大大降低制造成本；另外由于采用離子束清洗工藝，使金屬層與晶元之間的結(jié)合力大幅提高，從而使得LED發(fā)光模組的良率得以提高。
文檔編號C23C14/02GK102330056SQ201110156420
公開日2012年1月25日 申請日期2011年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者錢濤 申請人:星弧涂層科技(蘇州工業(yè)園區(qū))有限公司