一種精準(zhǔn)制備led芯片反射層的方法及l(fā)ed芯片的制作方法
【專利摘要】一種精準(zhǔn)制備LED芯片反射層的方法，包括以下步驟：S1，制備LED的硅基板，所述LED晶片區(qū)內(nèi)設(shè)有硅通孔以及與之配合的電極；S2，在空腔內(nèi)注射光致抗蝕劑，然后烘焙形成光致抗蝕劑層，所述光致抗蝕劑層覆蓋LED晶片區(qū)上；S3，制備反射層，制備過(guò)程在室溫環(huán)境下完成；S4，去除光致抗蝕劑層，將設(shè)置反射層后的硅基板設(shè)在浸泡池中，采用超聲波去除光致抗蝕劑層使LED晶片區(qū)裸露出來(lái)；S5，在LED晶片區(qū)內(nèi)設(shè)置LED晶片。本發(fā)明通過(guò)涂覆光致抗蝕劑層，依據(jù)需要在硅基板的頂面形成反射層，然后剝離光致抗蝕劑層。解決了傳統(tǒng)工藝不能在倒裝芯片中的硅通孔的上方制備反射層的問(wèn)題，具備色溫較低、顏色均勻性高以及功率高的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種精準(zhǔn)制備LED芯片反射層的方法及LED芯片
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種精準(zhǔn)制備LED芯片反射層的方法及LED芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，如何實(shí)現(xiàn)LED高功率技術(shù)的發(fā)展始終是熱門話題，傳統(tǒng)的封裝方法是基于單芯片的封裝，這種封裝結(jié)構(gòu)生產(chǎn)效率低且昂貴，已難以滿足發(fā)展需求。因此，晶圓級(jí)LED作為更有效、簡(jiǎn)易的封裝過(guò)程孕育而生，已獲得白光LED產(chǎn)業(yè)的廣泛關(guān)注。晶圓級(jí)LED在基底上設(shè)置垂直互連的硅通孔，類似于硅基集成電路的封裝技術(shù)，被證明是很好的選擇，具有成本低、導(dǎo)熱效率高和集成能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
[0003]其中，LED芯片中的反射層會(huì)對(duì)光學(xué)效果有顯著影響，設(shè)置銀涂層反射結(jié)構(gòu)的LED芯片具有較低的色溫和更均勻的顏色分布。反射層結(jié)構(gòu)在正裝LED結(jié)構(gòu)和COB結(jié)構(gòu)應(yīng)用非常普遍，卻不能應(yīng)用在倒裝LED芯片的TSV結(jié)構(gòu)中。由于TSV中在腔內(nèi)通過(guò)光刻技術(shù)很難形成分配層結(jié)構(gòu)，因此通過(guò)傳統(tǒng)方式在倒裝LED芯片的頂部空腔制備反射層是不可能實(shí)現(xiàn)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種光學(xué)效率尚、白光質(zhì)量尚的精準(zhǔn)制備LED芯片反射層的方法及LED芯片。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)措施:
[0006]精準(zhǔn)制備LED芯片反射層的方法，包括以下步驟:
[0007]SI，制備LED的硅基板，所述硅基板的頂面形成空腔，所述空腔設(shè)有LED晶片區(qū)，所述LED晶片區(qū)內(nèi)設(shè)有硅通孔以及與之配合的電極，所述硅基板的頂面設(shè)有限位槽，所述限位槽呈環(huán)形設(shè)在LED晶片區(qū)的外圍；
[0008]S2，在空腔內(nèi)注射光致抗蝕劑，所述光致抗蝕劑層延伸至限位槽，然后烘焙形成光致抗蝕劑層，所述光致抗蝕劑層覆蓋LED晶片區(qū)上；
[0009]S3，通過(guò)濺射方式，在硅基板的頂面涂布一層反射層，制備過(guò)程在室溫環(huán)境下完成；
[0010]S4，提供浸泡池，所述浸泡池中的溶劑包含丙酮，將設(shè)置反射層后的硅基板設(shè)在浸泡池中，采用超聲波去除光致抗蝕劑層使LED晶片區(qū)裸露出來(lái)；
[0011]S5，在LED晶片區(qū)內(nèi)設(shè)置LED晶片。
[0012]本發(fā)明還可以通過(guò)以下技術(shù)措施進(jìn)一步完善:
[0013]作為進(jìn)一步改進(jìn)，制備LED的硅基板的步驟包括:
[0014]Sll，提供硅基板，所述硅基板的頂面形成空腔，在空腔內(nèi)開設(shè)若干個(gè)硅通孔；
[0015]S12，制備絕緣層，所述硅通孔的內(nèi)側(cè)壁與硅基板的底面均覆蓋有絕緣層；
[0016]S13，制備電極，采用銅柱電極，所述電極穿設(shè)在硅通孔內(nèi)，使LED晶片的兩極與外界連接。
[0017]作為進(jìn)一步改進(jìn)，定義硅基板的厚度為D，其中，0.55mm^D^0.65mm，定義限位槽的的深度d，其中，0.1d彡D彡0.2d。
[0018]作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述限位槽靠近所述LED芯片的表面為圓弧面或平面。
[0019]作為進(jìn)一步改進(jìn)，定義注射光致抗蝕劑的注射速度為V，其中，5mm/s^V^10mm/s，注射口徑為Imm?2mm，注射時(shí)間為0.1s?0.15s0
[0020]作為進(jìn)一步改進(jìn)，制備光致抗蝕劑層時(shí)，烘焙的溫度為120°C?1500C，烘焙時(shí)間為15min?25min。
[0021]作為進(jìn)一步改進(jìn)，制備反射層的步驟中，制得的反射層厚度為150nm?190nmo
[0022]作為進(jìn)一步改進(jìn)，去除光致抗蝕劑層的步驟中，超聲波沿限位槽蝕刻將光致抗蝕劑層剝離。
[0023]作為進(jìn)一步改進(jìn)，在LED晶片區(qū)內(nèi)設(shè)置LED晶片的步驟中，包括有若干個(gè)LED晶片，所述若干個(gè)LED晶片呈陣列排布。
[0024]另外，還提供了一種LED芯片，應(yīng)用上述方法制得的LED芯片，包括硅基板和若干LED晶片，所述若干LED晶片陣列的排布在硅基板頂面，所述硅基板頂面位于LED晶片的外圍設(shè)有反射層，所述反射將LED晶片發(fā)出的光向外反射出去。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0026]1、通過(guò)在制備反射層前在LED晶片區(qū)涂覆光致抗蝕劑層，這樣硅基板能暴露在反射層制備環(huán)境中，依據(jù)需要在硅基板的頂面形成反射層，然后剝離光致抗蝕劑層。解決了傳統(tǒng)工藝不能在倒裝芯片中的硅通孔的上方制備反射層的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)在倒裝LED芯片的頂部制備反射層，使倒裝LED芯片具備色溫較低、顏色均勻性高以及功率高的優(yōu)點(diǎn)。
[0027]2、通過(guò)在LED晶片區(qū)的外圍開設(shè)限位槽，制備光致抗蝕劑層時(shí)，將光致抗蝕劑層限定在限位槽所圍成的區(qū)域內(nèi)，能很好的限定光致抗蝕劑層的涂覆的范圍。而剝離光致抗蝕劑層也沿限位槽進(jìn)行剝離，能控制剝離區(qū)域，使LED晶片區(qū)僅比LED的排布范圍略大一些，反射層對(duì)LED晶片發(fā)出光線的具有更佳的反射作用。
【附圖說(shuō)明】
[0028]附圖1是本發(fā)明精準(zhǔn)制備LED芯片反射層的方法中步驟I的示意圖；
[0029]附圖2是本發(fā)明精準(zhǔn)制備LED芯片反射層的方法中步驟2的示意圖；
[0030]附圖3是本發(fā)明精準(zhǔn)制備LED芯片反射層的方法中步驟3的示意圖；
[0031]附圖4是本發(fā)明精準(zhǔn)制備LED芯片反射層的方法中步驟4的示意圖；
[0032]附圖5是本發(fā)明精準(zhǔn)制備LED芯片反射層的方法中步驟5的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0034]請(qǐng)參考圖1至圖5，精準(zhǔn)制備LED芯片反射層的方法，包括以下步驟:
[0035]SI，制備LED的硅基板10:所述硅基板10的頂面形成空腔，所述空腔設(shè)有LED晶片50區(qū)；
[0036]S2，制備光致抗蝕劑層20:在空腔內(nèi)注射光致抗蝕劑，然后烘焙形成光致抗蝕劑層20，所述光致抗蝕劑層20覆蓋LED晶片50區(qū)上；
[0037]S3，制備反射層:通過(guò)濺射方式，在硅基板10的頂面涂布一層反射層，制備過(guò)程在室溫環(huán)境下完成；
[0038]S4，去除光致抗蝕劑層20:提供浸泡池，所述浸泡池中的溶劑包含丙酮。并將設(shè)置反射層后的硅基板10設(shè)在浸泡池中，采用超聲波去除光致抗蝕劑層20使LED晶片50區(qū)裸露出來(lái)；
[0039]S5，在LED晶片50區(qū)內(nèi)設(shè)置LED晶片50。
[0040]其中，步驟I包括:
[0041]Sll，提供硅基板10，所述硅基板10的頂面形成空腔，在空腔內(nèi)開設(shè)若干個(gè)硅通孔。
[0042]S12，制備絕緣層11，所述硅通孔的內(nèi)側(cè)壁與硅基板10的底面均覆蓋有絕緣層11。優(yōu)選的，硅基板10的頂面除去空腔位置也覆蓋有絕緣層11，能更好地保護(hù)硅基板10頂面制備的電路圖形。
[0043]S13，制備電極，采用銅柱電極12，所述電極穿設(shè)在硅通孔內(nèi)，使LED晶片50的兩極與外界連接。實(shí)施例中，每個(gè)硅通孔內(nèi)對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)銅柱電極12，采用通孔與銅柱電極12的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了硅基板10的結(jié)構(gòu)，同時(shí)銅柱電極12具有散熱效果好、電連接穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。所述硅基板10的中間位置設(shè)有若干個(gè)銅柱電極12作為陽(yáng)極與外界連接，位于陽(yáng)極的外圍設(shè)有若干個(gè)銅柱電極12作為陰極與外界連接。優(yōu)選的，陽(yáng)極與最近陰極之間的距離為50um?lOOum，更為優(yōu)選為75um。
[0044]S14，制備限位槽13，在硅基板10的頂面開設(shè)限位槽13，所述限位槽13呈環(huán)形設(shè)在LED晶片50區(qū)的外圍，所述限位槽13可以通過(guò)壓印工藝或刻蝕工藝形成。優(yōu)選的，所述限位槽13靠近所述LED芯片的表面為圓弧面或平面。更優(yōu)選的，限位槽13靠近所述LED芯片的表面為平面。定義硅基板10的厚度為D，其中，0.55mm<D<0.65mm，定義限位槽13的的深度d，其中，0.ldSD彡 0.2d。
[0045]通過(guò)在LED晶片50區(qū)的外圍開設(shè)限位槽13，制備光致抗蝕劑層20時(shí)，將光致抗蝕劑層20限定在限位槽13所圍成的區(qū)域內(nèi)，能很好的限定光致抗蝕劑層20的涂覆的范圍。而剝離光致抗蝕劑層20也沿限位槽13進(jìn)行剝離，能控制剝離區(qū)域，使LED晶片50區(qū)僅比LED的排布范圍略大一些，反射層對(duì)LED晶片50發(fā)出光線的具有更佳的反射作用。
[0046]步驟2中，包括以下步驟:
[0047]S21，采用等離子清洗方式，清洗硅基板10的頂面。清洗后，在銅柱電極12漏出硅基板10頂面的部分涂覆抗氧化焊錫點(diǎn)14，用于后續(xù)貼焊LED晶片，也避免銅柱電極12的頂面被氧化。取出雜質(zhì)為后續(xù)電路與反射層的制作做準(zhǔn)備。
[0048]S22，制備光致抗蝕劑層20，定義注射光致抗蝕劑的注射速度為V，其中，5mm/s彡VSlOmm/s，注射口徑為Imm?2mm，注射時(shí)間為0.1s?0.15s。這樣每次注射的光致抗蝕劑約為2.45mm3，在LED晶片50區(qū)內(nèi)形成向上凸起的弧形結(jié)構(gòu)。烘焙的溫度為120°C?150 V，烘焙時(shí)間為15min?25min。優(yōu)選的，烘焙溫度為130 °C，烘焙時(shí)間為20min。減少光致抗蝕劑層20產(chǎn)生裂紋、縫隙、氣泡等缺陷，影響后續(xù)工藝的制備。
[0049]制備光致抗蝕劑層20時(shí)，將光致抗蝕劑層20限定在限位槽13所圍成的區(qū)域內(nèi)，能很好的限定光致抗蝕劑層20的涂覆的范圍。而剝離光致抗蝕劑層20也沿限位槽13進(jìn)行剝離，能控制剝離區(qū)域，使LED晶片50區(qū)僅比LED的排布范圍略大一些，反射層對(duì)LED晶片50發(fā)出光線的具有更佳的反射作用。
[0050]S23，在LED晶片50區(qū)內(nèi)蝕刻電路?？梢?jiàn)，制備光致抗蝕劑層20不僅為后續(xù)反射層的制備做準(zhǔn)備，也實(shí)現(xiàn)了在硅基板10頂面蝕刻電路。
[005?]步驟3中，制得的反射層厚度為150nm?190nm，所述反射層為銀反射層。且制備過(guò)程中所采用的濺射設(shè)備40具有多個(gè)口徑相等的噴射口 41，濺射設(shè)備40在移動(dòng)中進(jìn)行噴射，每次噴射在硅基板10的表面形成多個(gè)濺射點(diǎn)，更好的在硅基板10表面形成均勻的、薄的反射層。
[0052]步驟5中，包括有若干個(gè)LED晶片50，所述若干個(gè)LED晶片50呈陣列排布。LED晶片50的排布分為兩部分，第一部分設(shè)在LED晶片50區(qū)的中間位置。第二部分則設(shè)在第一部分的外偵U，可以環(huán)形陣列的環(huán)設(shè)在第一部分的外圍，也可以是位于第一部分兩側(cè)的長(zhǎng)條形陣列結(jié)構(gòu)。將LED晶片50分為兩部分陣列排布，既滿足了高功率需求，也避免了LED晶片50集中設(shè)置，在局部產(chǎn)生過(guò)大的熱量影響LED晶片50的壽命。其中，LED晶片50指至少包括第一封裝層的單晶片或者多晶片組合體的結(jié)構(gòu)，即已帶導(dǎo)電引腳或其他導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的貼片結(jié)構(gòu)。
[0053]LED晶片50排布完成后，使LED晶片50區(qū)僅比LED的排布范圍略大一些，反射層對(duì)LED晶片50發(fā)出光線的具有更佳的反射作用。
[0054]請(qǐng)參考圖4和圖5，LED芯片，應(yīng)用上述方法制得的LED芯片，包括硅基板10和若干LED晶片50，所述若干LED晶片50陣列的排布在硅基板10頂面，所述硅基板10頂面位于LED晶片50的外圍設(shè)有反射層，所述反射將LED晶片50發(fā)出的光向外反射出去。
[0055]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種精準(zhǔn)制備LED芯片反射層的方法，包括以下步驟: SI，制備LED的硅基板，所述硅基板的頂面形成空腔，所述空腔設(shè)有LED晶片區(qū)，所述LED晶片區(qū)內(nèi)設(shè)有硅通孔以及與之配合的電極，所述硅基板的頂面設(shè)有限位槽，所述限位槽呈環(huán)形設(shè)在LED晶片區(qū)的外圍； S2，在空腔內(nèi)注射光致抗蝕劑，所述光致抗蝕劑層延伸至限位槽，然后烘焙形成光致抗蝕劑層，所述光致抗蝕劑層覆蓋LED晶片區(qū)上； S3，通過(guò)濺射方式，在硅基板的頂面涂布一層反射層，制備過(guò)程在室溫環(huán)境下完成； S4，提供裝有溶劑的浸泡池，將設(shè)置反射層后的硅基板設(shè)在浸泡池中，采用超聲波去除光致抗蝕劑層使LED晶片區(qū)裸露出來(lái)； S5，在LED晶片區(qū)內(nèi)設(shè)置LED晶片。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精準(zhǔn)制備LED芯片反射層的方法，其特征在于:制備LED的硅基板的步驟包括: SI I，提供硅基板，所述硅基板的頂面形成空腔，在空腔內(nèi)開設(shè)若干個(gè)硅通孔； S12，制備絕緣層，所述硅通孔的內(nèi)側(cè)壁與硅基板的底面均覆蓋有絕緣層； S13，制備電極，采用銅柱電極，所述電極穿設(shè)在硅通孔內(nèi)，使LED晶片的兩極與外界連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精準(zhǔn)制備LED芯片反射層的方法，其特征在于:定義硅基板的厚度為D，其中，0.55mm彡D彡0.65mm，定義限位槽的的深度d，其中，0.1d彡D彡0.2d。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精準(zhǔn)制備LED芯片反射層的方法，其特征在于:所述限位槽靠近所述LED芯片的表面為圓弧面或平面。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精準(zhǔn)制備LED芯片反射層的方法，其特征在于:定義注射光致抗蝕劑的注射速度為V，其中，5mm/1mm/s，注射口徑為Imm?2mm，注射時(shí)間為0.Is?0.15s06.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精準(zhǔn)制備LED芯片反射層的方法，其特征在于:制備光致抗蝕劑層時(shí)，烘焙的溫度為120 °C?150 0C，烘焙時(shí)間為15min?25min。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精準(zhǔn)制備LED芯片反射層的方法，其特征在于:制備反射層的步驟中，制得的反射層厚度為150nm?190nmo8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的精準(zhǔn)制備LED芯片反射層的方法，其特征在于:去除光致抗蝕劑層的步驟中，超聲波沿限位槽蝕刻將光致抗蝕劑層剝離。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的精準(zhǔn)制備LED芯片反射層的方法，其特征在于:在LED晶片區(qū)內(nèi)設(shè)置LED晶片的步驟中，包括有若干個(gè)LED晶片，所述若干個(gè)LED晶片呈陣列排布。10.LED芯片，應(yīng)用權(quán)利要求1至9任意一項(xiàng)制得的LED芯片，其特征在于:包括硅基板和若干LED晶片，所述若干LED晶片陣列的排布在硅基板頂面，所述硅基板頂面位于LED晶片的外圍設(shè)有反射層，所述反射將LED晶片發(fā)出的光向外反射出去。
【文檔編號(hào)】H01L33/60GK105914291SQ201610548054
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年7月13日
【發(fā)明人】張旻澍, 謝安, 陳文哲
【申請(qǐng)人】廈門理工學(xué)院