去除led芯粒背鍍層的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種去除LED芯粒背鍍層的方法,LED芯粒的背面設(shè)置背鍍層,包括以下步驟:1)貼膜:將LED芯粒的背面粘附于可撕除膜上,得到粘附芯粒;2)涂蠟:將粘附芯粒中LED芯粒的正面和側(cè)壁涂抹蠟液,并將粘附芯粒中LED芯粒的正面固接于固定板上,之后將可撕除膜去除,得到涂蠟芯粒;3)去背鍍層:將涂蠟芯粒浸入去層液中浸泡,得到去層芯粒;4)脫蠟:將去層芯粒置于脫蠟液中去除LED芯粒正面和側(cè)壁的蠟和固定板,得到脫蠟LED芯粒;背鍍層包括DBR層,DBR層浸泡于去層液中1~5分鐘后去除。該方法采用蝕刻液對芯粒表面的背鍍層進行去除,通過協(xié)調(diào)背鍍層中各元素的被蝕刻速度和去背鍍時間,使得去除背鍍層后,LED芯粒除亮度外的各項性能不受任何影響。
【專利說明】去除LED芯粒背鍍層的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及LED(發(fā)光二極光)芯片領(lǐng)域,特別地,涉及一種去除LED芯粒背鍍層 的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] LED芯片是一種能將電能轉(zhuǎn)化成光能的半導(dǎo)體電子元件。LED芯片是以藍寶石、硅 或碳化硅作為襯底,在其上生長GaN基材料外延層。當電流流過LED芯片時,電子與空穴在 LED芯片的外延層結(jié)構(gòu)內(nèi)發(fā)生復(fù)合而發(fā)單色光。LED照明已廣泛應(yīng)用于日常生活各領(lǐng)域。
[0003] 為增加 LED芯片的亮度,通常采用在LED芯片背面設(shè)置DBR(布拉格反射層)或 0DR (全角反射鏡)層來提高LED芯片的反射率,從而提高亮度。
[0004] DBR層是由兩種折射率不同的材料以A層-B層-A層的方式交替排列組成的周期 性結(jié)構(gòu),每層材料的光學(xué)厚度為其中心反射波長的1/4。目前常用氧化硅和氧化鈦相互交替 的DBR層結(jié)構(gòu),也有加入氧化鉭的DBR結(jié)構(gòu)。DBR層對垂直入射的光反射效果較好,其反射 率可達99%以上。
[0005] 0DR層設(shè)置于DBR層上,通過在DBR層上蒸鍍Al、Cr、Au或其它金屬形成。
[0006] 在實際生產(chǎn)和研發(fā)過程中,經(jīng)常會出現(xiàn)因工藝或設(shè)備故障導(dǎo)致品質(zhì)異常或者因?qū)?驗需求而必須將DBR層和0DR層去掉的情況。例如生產(chǎn)時誤將無需背鍍的芯片做了背鍍, 發(fā)現(xiàn)問題時芯片已切割成了芯粒,無法按常規(guī)方法返工。在研發(fā)過程中,有時需要將同規(guī)格 芯粒做有背鍍和無背鍍兩種對比封裝,以確認背鍍效果。目前,尚未見到有關(guān)芯粒上DBR或 0DR的去除方法,一旦出現(xiàn)這種故障就只能將產(chǎn)品做降價處理,從而給企業(yè)帶來經(jīng)濟損失。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本發(fā)明目的在于提供一種去除LED芯粒背鍍層的方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)中無法有 效去除LED芯粒背鍍層的技術(shù)問題。
[0008] 為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種去除LED芯粒背鍍層的方法,LED芯粒的背面 設(shè)置背鍍層,包括以下步驟:1)貼膜:將LED芯粒的背面粘附于可撕除膜上,得到粘附芯粒; 2)涂蠟:將粘附芯粒中LED芯粒的正面和側(cè)壁涂抹蠟液,并將粘附芯粒中LED芯粒的正面 固接于固定板上,之后將可撕除膜去除,得到涂蠟芯粒;3)去背鍍層:將涂蠟芯粒浸入去層 液中浸泡,得到去層芯粒;4)脫蠟:將去層芯粒置于脫蠟液中去除LED芯粒正面和側(cè)壁的蠟 和固定板,得到脫蠟LED芯粒;背鍍層包括DBR層,DBR層浸泡于去層液中1?5分鐘后去 除。
[0009] 進一步地,背鍍層由依次為生長疊置于LED芯粒背面上的DBR層或0DR層組成,當 背鍍層為0DR層時去層液包括腐蝕液和蝕刻液,步驟3)中包括:a)去除金屬層:將涂蠟芯 粒浸入腐蝕液中浸泡,將涂蠟芯粒背面的0DR層去除,得到第一去層芯粒;b)去除無機材料 層:將第一去層芯粒浸入蝕刻液中浸泡,將DBR層去除,得到去層芯粒。
[0010] 進一步地,將第一去層芯粒浸入蝕刻液中浸泡2?3分鐘。
[0011] 進一步地,第一去層芯粒經(jīng)清洗后再進入b)步驟中。
[0012] 進一步地,蝕刻液為Β0Ε溶液。
[0013] 進一步地,步驟1)中,同時將多個LED芯粒的背面粘附于同一可撕除膜上。
[0014] 進一步地,步驟2)中,去除可撕除膜的步驟前還包括:升高固定板的溫度,并在固 定板表面上設(shè)置液態(tài)蠟層,將粘附芯粒的正面粘附于固定板上的液體蠟層上,降低固定板 的溫度,使液態(tài)蠟層凝固。
[0015] 進一步地,還包括對脫蠟LED芯粒進行清洗和烘干的步驟.
[0016] 進一步地,烘干步驟中烘干溫度為50?70°C .
[0017] 進一步地,清洗步驟中采用異丙醇清洗5-15分鐘。
[0018] 本發(fā)明具有以下有益效果:
[0019] 本發(fā)明提供的去除LED芯粒背鍍層的方法采用蝕刻液對芯粒表面的背鍍層進行 去除,通過協(xié)調(diào)背鍍層中各組分的被蝕刻速度和去背鍍時間,使得去除背鍍層后,LED芯粒 除亮度外的各項性能不受任何影響。能保證去除背鍍層后的LED芯粒能直接返回正常工序 進行后續(xù)生產(chǎn),同時保證用于實驗研究的LED芯片的發(fā)光亮度具有可比性。
[0020] 除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外,本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。 下面將參照圖,對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021] 構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解,本發(fā)明的示意性實 施例及其說明用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0022] 圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明,但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定 和覆蓋的多種不同方式實施。
[0024] 參見圖1,本發(fā)明提供的去除LED芯粒背鍍層的方法包括以下步驟:
[0025] 1)貼膜:將多個LED芯粒的背面粘附于可撕除膜上,得到粘附芯粒;
[0026] 2)涂蠟:將粘附芯粒的正面和側(cè)壁涂抹蠟液,并將粘附芯粒的正面固接于固定板 上,之后將可撕除膜去除,得到涂蠟芯粒;
[0027] 3)去背鍍層:將涂蠟芯粒浸入去層液中,浸泡,得到去層芯粒;
[0028] 4)脫蠟:將去層芯粒置于脫蠟液中去除LED芯粒正面和側(cè)壁的蠟和固定板,得到 去層LED芯粒。
[0029] 本發(fā)明提到方法首先將需要去除背鍍層的LED芯粒收集起來,將其正面固接于可 撕除膜上??伤撼た梢詾樗{膜等常用LED芯片生產(chǎn)用膜,可撕除膜撕除時不會傷及LED 芯粒的背面結(jié)構(gòu)。僅起到固定多個LED芯粒位置的作用。以便后續(xù)操作進行。
[0030] 將所得粘附芯粒的正面和側(cè)壁涂抹蠟液,粘附芯粒的正面涂抹蠟液后,具有粘附 性,可將固定板粘附于粘附芯粒的正面,以將粘附芯粒的位置固定。去除可撕除膜步驟前還 包括以下步驟:將固定板表面設(shè)置液態(tài)蠟層,將粘附芯粒的正面粘附于固定板上的液體蠟 層內(nèi),降低固定板的溫度,使液態(tài)蠟層凝固。固定板可以為任意能承受后續(xù)去層液腐蝕的平 板,優(yōu)選采用廢棄LED芯片。通過固定板將粘附芯粒的正面固定后,將可撕除膜除去,此時 粘附芯粒的背面裸露,便于后續(xù)去背鍍層操作。同時粘附芯粒的側(cè)壁和與固定板相接的縫 隙受到所涂蠟液的保護,避免后續(xù)去背鍍層時,去層液對LED芯粒正面結(jié)構(gòu)的破壞。之前設(shè) 置的可撕除膜還能保護LED芯粒的背鍍層,防止涂蠟時,蠟液對其造成污染,一旦LED芯粒 的背鍍層受到蠟液的污染,后續(xù)去背鍍層步驟將難以將其去除。
[0031] 將涂蠟芯粒浸入去層液中進行去層處理。此時根據(jù)需要選擇相應(yīng)的去層液將背鍍 層去除,背鍍層去除完全,且未腐蝕LED芯粒的外延層結(jié)構(gòu)時脫離去層液,得到去層芯粒。 LED芯粒的背面設(shè)置背鍍層為DBR層或0DR層。DBR層為由至少兩種不同的無機材料交叉 疊置多次而成。如以3102和110 2疊置作為一個單元。充分該單元多次得到DBR層。0DR層 在至少兩種不同的無機材料交叉疊置多次形成的無機層時還設(shè)有金屬層。0DR層中的無機 層與DBR層結(jié)構(gòu)相同。
[0032] 當所處理LED芯粒背面設(shè)置為0DR層為背鍍層時,先采用具有腐蝕該金屬層的腐 蝕液將金屬層去除,再用蝕刻液將無機材料層去除。當所處理LED芯粒背面僅設(shè)置DBR層 時,采用蝕刻液將其去除。浸泡以LED芯粒的背鍍層去除完全,且未蝕刻LED芯粒的外延層 結(jié)構(gòu)為宜。
[0033] 優(yōu)選步驟3)還包括以下步驟:
[0034] a)去除金屬層:將涂蠟芯粒浸入腐蝕液中,將涂蠟芯粒背面的0DR層去除,得到第 一去層芯粒;
[0035] b)去除無機材料層:將第一去層芯粒浸入蝕刻液中,將DBR層去除,得到去層芯 粒。
[0036] 去層液包括可以去除金屬層的腐蝕液和去除DBR層、無機材料層的蝕刻液。可以 根據(jù)所需去除的金屬層的種類選擇相應(yīng)的腐蝕液,當金屬層為黃金或鋁時,采用王水進行 腐蝕去除。鉻層采用鉻蝕刻液去除。由于LED芯粒四周均得到蠟液的保護,因而在去除該 層的過程中,不會受到結(jié)構(gòu)損傷。在0DR層底面還設(shè)置有無機材料層,無機材料層采用蝕刻 液進行去除。此時LED芯粒的背鍍層去除完全,而LED芯粒的外延層結(jié)構(gòu)未受到任何腐蝕, 從而保留了 LED芯粒的完整性能。
[0037] 優(yōu)選去除鉻所用腐蝕液為鉻腐蝕液,去除鋁、黃金等其它金屬用王水,去除后能保 證腐蝕后LED芯粒的其他結(jié)構(gòu)不會受到損傷,避免對LED芯粒亮度的影響。
[0038] 優(yōu)選所用蝕刻液可為常用蝕刻液,優(yōu)選蝕刻液為Β0Ε溶液。Β0Ε溶液由NH4和HF 按體積比為9 : 1混合。采用該濃度的蝕刻液能保證充分除去DBR層的同時,不損傷LED 芯粒的結(jié)構(gòu)。且價格便宜,獲取容易,使用簡便。
[0039] 優(yōu)選所用蝕刻液為B0E(Buffer Oxide Etche)由NH4 :HF按體積比為9 : 1混合 得到。采用該蝕刻液,蝕刻終點易于控制。
[0040] a)步驟后還需對第一去層芯粒進行清洗,以降低所用腐蝕液對后續(xù)步驟的干擾。
[0041] 浸泡過程中為了保證對0DR層和DBR層去除完全。根據(jù)所用酸對相應(yīng)金屬的腐蝕 速率計算得出相應(yīng)的浸泡時間,從而避免由于浸泡時間過長導(dǎo)致腐蝕液對LED芯粒結(jié)構(gòu)的 破壞作用。比如當0DR層為Au或A1時,采用王水對其進行腐蝕。王水用鹽酸和硝酸混合 配制而成,鹽酸與硝酸的體積比為3 : 1。王水的腐蝕Au的速率為5埃-8埃每秒,王水腐 蝕A1的速率為30埃-60埃每秒。去除Cr采用市售鉻蝕刻液,使用溫度為50?80°C,腐蝕 鉻的速率為4埃-7埃每秒。
[0042] 金屬層常用材料:Al、Cr、Au。上述材料疊置時,生長過程中常需以前一材料作為 基礎(chǔ)生長后一材料。因各生產(chǎn)廠家的機型、蒸鍍的工藝條件、Si02和Ti02的層數(shù)和致密 性、金屬層的厚度各不相同,去除時,難以根據(jù)現(xiàn)有材料的性能對其進行分析。常會出現(xiàn)過 度蝕刻,造成對LED芯粒芯粒的不良影響。本申請通過協(xié)調(diào)蝕刻去除0DR層的浸泡時間,在 保證去除該鑲嵌層的情況下,避免對LED芯粒的破壞。優(yōu)選去除DBR層時浸泡時間為1? 5分鐘。按此條件浸泡能保證充分去除DBR層的同時完全不損失所得LED芯粒除亮度外的 其它參數(shù)。更優(yōu)選浸泡時間為2?3分鐘,采用該浸泡時間,能完全保留所得LED芯粒除亮 度外的其它參數(shù)。浸泡時間的獲取并不能通過已知蝕刻液的腐蝕速率和所需腐蝕層厚度獲 得,因為腐蝕過程中所腐蝕DBR層為混合層,多種不同組分交叉疊置,蝕刻液對其蝕刻能力 無法統(tǒng)一。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)浸泡時間,能避免蝕刻液對由多種材料制成的0DR層產(chǎn)生 局部過度腐蝕或局部腐蝕不完全的問題。同時還能使得去除背鍍層后的LED芯粒除亮度外 的各項性能達到?jīng)]有設(shè)置背鍍層的LED芯粒的標準。
[0043] 浸泡溫度根據(jù)所用去層液的常規(guī)使用溫度確定。優(yōu)選浸泡溫度為室溫。在該溫度 下去背鍍層,能保證所用蝕刻液的腐蝕速率與所處理LED芯粒協(xié)同達到最優(yōu),既能快速腐 蝕,又能避免過度腐蝕對LED芯粒結(jié)構(gòu)的破壞。同時蝕刻液為現(xiàn)有技術(shù)中常用的各類蝕刻 液,如Β0Ε溶液。
[0044] 脫蠟:將去層芯粒置于脫蠟液中去除LED芯粒正面和側(cè)壁的蠟和固定板,得到去 層LED芯粒。所用脫蠟液可以為去蠟液或具有去蠟作用的去膠液。由于固定板通過蠟液將 LED芯粒連接固定,因而當將去層芯粒進入脫蠟液中后,粘附于其上的多個LED芯粒從固定 板上脫落。優(yōu)選脫蠟步驟中條件為去蠟液溫度為150?200°C,脫蠟時間為10?20分鐘。 在此溫度下進行脫蠟,能避免過度脫蠟導(dǎo)致對LED芯粒結(jié)構(gòu)的破壞,繼而降低所得LED芯粒 的亮度等各項性能。
[0045] 收集所得脫蠟LED芯粒后對其進行清洗,優(yōu)選采用異丙醇進行清洗10分鐘以將前 述各類試劑對LED芯粒的腐蝕作用去除。之后烘干清洗后的芯粒即得到去除背鍍層的LED 芯粒。優(yōu)選烘干溫度為50?70°C,在此溫度下烘干,既能保證所得LED芯粒的結(jié)構(gòu)不受損 傷,又能保證異丙醇快速揮發(fā)完全。
[0046] 本發(fā)明所提供方法簡便易行,能充分滿足除去LED芯粒背鍍層的需要,采用該方 法能充分保護LED芯粒的各個結(jié)構(gòu),同時保證去除背鍍層后LED芯粒的亮度相對未設(shè)置背 鍍層的LED芯粒衰減為0。
[0047] 實施例
[0048] 以下實施例中所用材料和設(shè)備均為市售。
[0049] 以下實施例和對比例所用具有背鍍層的LED芯粒:亮度為140. 5?142. 5mW、電壓 為3. 33?3. 34V、波長為452. 5?453. 5nm。該LED芯粒來源于一片外延片。LED芯粒背面 設(shè)有DBR層由11層Si02和Ti02相互交替生長得到。DBR層中各層厚度及其成分列于表1 中。
[0050] 表1 DBR層中各層厚度及其成分
[0051]
【權(quán)利要求】
1. 一種去除LED芯粒背鍍層的方法,所述LED芯粒的背面設(shè)置背鍍層,其特征在于,包 括以下步驟: 1) 貼膜:將所述LED芯粒的背面粘附于可撕除膜上,得到粘附芯粒; 2) 涂蠟:將所述粘附芯粒中所述LED芯粒的正面和側(cè)壁涂抹蠟液,并將所述粘附芯粒 中所述LED芯粒的正面固接于固定板上,之后將所述可撕除膜去除,得到涂蠟芯粒; 3) 去背鍍層:將所述涂蠟芯粒浸入去層液中浸泡,得到去層芯粒; 4) 脫蠟:將所述去層芯粒置于脫蠟液中去除所述LED芯粒正面和側(cè)壁的蠟和所述固定 板,得到脫蠟LED芯粒; 所述背鍍層包括DBR層,所述DBR層浸泡于所述去層液中1?5分鐘后去除。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述背鍍層為生長于所述LED芯粒背面的 DBR層或ODR層,ODR層由無機材料層和金屬層組成,當所述背鍍層為ODR層時所述去層液 包括腐蝕液和蝕刻液,所述步驟3)中包括 : a) 去除金屬層:將所述涂蠟芯粒浸入腐蝕液中浸泡,將所述涂蠟芯粒背面的所述ODR 層去除,得到第一去層芯粒; b) 去除無機材料層:將所述第一去層芯粒浸入蝕刻液中浸泡,將所述DBR層去除,得到 所述去層芯粒。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,將所述第一去層芯粒浸入蝕刻液中浸泡 2?3分鐘。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一去層芯粒經(jīng)清洗后再進入b)步 驟中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,所述蝕刻液為BOE溶液。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于,所述步驟1)中,同時將多個所述LED芯粒 的背面粘附于同一可撕除膜上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟2)中,去除所述可撕除膜的步驟 前還包括:升高所述固定板的溫度,并在所述固定板表面上設(shè)置液態(tài)蠟層,將所述粘附芯粒 的正面粘附于所述固定板上的液體蠟層上,降低所述固定板的溫度,使液態(tài)蠟層凝固。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項所述的方法,其特征在于,還包括對所述脫蠟LED芯粒 進行清洗和烘干的步驟。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于,所述烘干步驟中烘干溫度為50?70°C .
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于,所述清洗步驟中采用異丙醇清洗5-15分 鐘。
【文檔編號】H01L33/00GK104091863SQ201410325865
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】胡棄疾, 汪延明, 苗振林 申請人:湘能華磊光電股份有限公司