一种倒装白光LED器件制造技术

本实用新型专利技术提供了一种倒装白光LED器件，该白光LED器件包含波长转换层和发光单元，发光单元为倒装芯片结构；发光单元的第二半导体层向外延伸以形成突出部，使得发光单元呈倒T结构；波长转换层完全覆盖发光单元的外延层衬底、第一半导体层及有源层，直达突出部的上表面，且不覆盖第发光单元的二半导体层和常规电极金属层；常规电极金属层和第一半导体层之间设置一通孔，该通孔仅贯穿于常规电极金属层、第二半导体层以及有源层，用于常规电极金属层的第一电极与第一半导体层的电性连接、以及常规电极金属层的第二电极与第二半导体层的电性连接。本实用新型专利技术可靠性高、出光效果佳，而且其制作工艺步骤简单，降低了生产成本，有效地提高了产能。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于LED
，具体涉及一种倒装白光LED器件。
技术介绍
发光二极管(LED)是响应电流而被激发以产生各种颜色的光的半导体器件，具有高效率、长寿命、不含Hg等有害物质的优点。随着LED技术的迅猛发展，LED的亮度、寿命等性能都得到了极大的提升，使得LED的应用领域越来越广泛，从路灯等室外照明到装饰灯等市内照明，均纷纷使用或更换成LED作为光源。半导体照明行业内，一般将LED芯片的结构分成正装芯片结构、垂直芯片结构和倒装芯片结构三类。与其它两种芯片结构相比，倒装芯片结构具有散热性能良好、出光效率高、饱和电流高和制作成本适中等优点，已经受到各大LED芯片厂家的高度重视。对于传统倒装白光LED产品，其封装方式是将LED晶片通过固晶胶粘接或共晶焊接的方式固定在支架的碗杯中，采用金线将晶片的正极与支架的正极相连接，将晶片的负极与支架的负极相连接，再向碗杯中填充符合目标色区的荧光胶。基于传统的封装技术，传统的白光LED器件结构的一种剖面示意图如图1所示，即作为波长转换层的荧光胶充入碗杯后，为了充分转换发光层发出的蓝光并混合形成白光，荧光胶101基本覆盖衬底102、第一半导体层103、有源层104以及第二半导体层105。比如，申请号为201510206231.2的专利文件公开了一种低热阻贴片发光二极管封装结构，该结构包括铜底材的支架、封装胶、至少一个LED芯片、一条用于使得LED芯片与支架导通的金线，其中，LED芯片固定于支架上，金线键合在LED芯片和支架上，LED芯片的外层包覆有封装胶。然而，对于这类传统的封装结构，由于支架、LED芯片上的荧光胶、封装胶的热膨胀系数不同，封装体在可靠性上存在一定的隐患；而且，对于这种封装结构，荧光材料容易涂覆不均匀、厚度不一致，进而导致白光光色不均匀、色偏等问题的产生。另外，在现有市场上，LED支架多为PPA、PCT或者EMC材质，这些材质在耐高温性、气密性等方面均存在较大缺陷。虽然陶瓷支架具有较好的耐高温性和气密性，但陶瓷支架成本接近晶片成本，又因其侧壁不能被荧光粉包覆而易漏蓝光，而且陶瓷支架封装LED所需的制造费用昂贵、设备投入大，从而导致陶瓷支架的LED产品产能偏小、价格偏高。换言之，传统的倒装白光LED产品在可靠性、出光效果、制造成本及价格等方面的缺陷成为其替代传统照明产品的较大阻碍。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种倒装白光LED器件，该LED器件可靠性高、出光效果佳，而且制造成本降低，产能得到有效提高。为解决以上技术问题，本技术采用了以下技术方案：本技术提供了一种倒装白光LED器件，该白光LED器件包含波长转换层和发光单元，所述发光单元包括外延层衬底、依次层叠生长在所述外延层衬底上的第一半导体层、有源层、第二半导体层和常规电极金属层，即所述发光单元为倒装芯片结构，其关键在于：所述第二半导体层向外延伸以形成突出部，使得所述发光单元呈倒T结构；所述波长转换层完全覆盖所述外延层衬底、所述第一半导体层、所述有源层，直至所述突出部的上表面，且所述波长转换层不覆盖所述第二半导体层和所述常规电极金属层，基于这种结构，所述波长转换层不会直接接触所述常规电极金属层，减小了电极被污染的可能性，进一步提高所述发光单元的可靠性；所述常规电极金属层和所述第一半导体层之间设置一通孔，所述通孔仅贯穿于所述常规电极金属层、所述第二半导体层以及所述有源层，所述通孔用于所述常规电极金属层的第一电极与所述第一半导体层的电性连接、以及所述常规电极金属层的第二电极与所述第二半导体层的电性连接。进一步的，所述突出部的宽度小于或者等于50微米，此宽度范围为较佳范围，既保证了波长转换层覆盖于所述突出部的上表面的牢固性，又保证了蓝光在波长转换层中的波长转换效果。进一步的，所述突出部上任意位置的宽度都相等，便于波长转换层更均匀地涂覆。进一步的，所述波长转换层上的第一侧壁边界与所述突出部上的第二侧壁边界齐平。进一步的，所述外延层衬底上的第三侧壁边界、所述第一半导体层上的第四侧壁边界和所述有源层上的第五侧壁边界共同构成第六侧壁边界，且所述第六侧壁边界呈倾斜状，使得所述发光单元的整体外观呈梯形状，此种结构一方面可以减少第一波长的光线穿越所述突出部上的第二侧壁边界的几率，从而在一定程度上减小蓝光溢出的风险，另一方面可以保证第一波长的光线穿越所述波长转换层的路程更加均匀，有效减少色差，使光色更为均一。进一步的，所述第六侧壁边界的倾角范围为60°～80°，此角度范围为较佳范围，可较大可能性地减小蓝光溢出的风险，以及保证较好的光色均匀性。进一步的，所述第六侧壁边界上任意位置的所述倾角都相等，便于波长转换层更均匀地涂覆。进一步的，所述白光LED器件还包含有透明胶层，所述透明胶层覆盖于所述波长转换层之上，通过在所述波长转换层上增加透明胶层，大大减少所述波长转换层中的荧光粉掉落的可能性，从而提高制作工艺的稳定性和所述白光LED器件的可靠性。进一步的，所述外延层衬底与所述第一半导体层之间设置缓冲层，以减小晶格失配。采用以上技术方案，本技术所取得的有益效果是：(1)本技术提供的倒装白光LED器件，首先，其仅由倒装发光单元和含有荧光粉的波长转换层组成，免去支架和金线，可靠性远高于传统封装模式，且其波长转换层不会直接接触到常规电极金属层，大大减小电极被污染的可能性，进一步提高产品可靠性；其次，该倒装白光LED器件由于波长转换层直接涂覆于倒装芯片表面之上，不同于传统支架碗杯填充荧光胶的封装形式，可以更好地控制颜色，减小色差，颜色更均一，出光效果佳，而且还可以大量减少光子在荧光粉支架间的内部散射和损耗，有效地提升产品的亮度；再者，该倒装白光LED器件所使用的制作方法，免去支架成本，节省了大量粉胶用量，而且工艺步骤更为简单，制造费用低、设备投入少，有效地降低制造成本，提高产能。(2)本技术提供的倒装白光LED器件，直接SMT封装，设计灵活，高性价比，大大节约下游灯具制造成本。(3)本技术提供的倒装白光LED器件，倒装芯片可直接贴装在热沉上，具有更好的散热性能，使用寿命更长，而且无支架形状限制，尺寸小，发光面小，非常利于LED产品的大规模集成封装。附图说明图1为现有技术中倒装白光LED器件结构的一种剖面示意图；图2为本技术实施例1的倒装白光LED器件结构的一种剖面示意图；图3a—图3d为本技术实施例1的倒装白光LED器件的制作过程示意图；其中，图3a为本技术实施例1的倒装白光LED器件的发光单元的一种剖面示意图；图3b为本技术实施例1的倒装白光LED器件的阵列型沟槽制作示意图；图3c为本技术实施例1的倒装白光LED器件的波长转换层填充或覆盖操作示意图；图3d为本技术实施例1的倒装白光LED器件的切割操作示意图；图4为本技术实施例2的倒装白光LE本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种倒装白光LED器件，该白光LED器件包含波长转换层(201)和发光单元(208)，所述发光单元(208)包括外延层衬底(202)、依次层叠生长在所述外延层衬底(202)上的第一半导体层(203)、有源层(204)、第二半导体层(205)和常规电极金属层(206)，其特征在于：所述第二半导体层(205)向外延伸以形成突出部(2051)，使得所述发光单元(208)呈倒T结构；所述波长转换层(201)完全覆盖所述外延层衬底(202)、所述第一半导体层(203)、所述有源层(204)，直至所述突出部(2051)的上表面(20511)，且所述波长转换层(201)不覆盖所述第二半导体层(205)和所述常规电极金属层(206)；所述常规电极金属层(206)和所述第一半导体层(203)之间设置一通孔(207)，所述通孔(207)仅贯穿于所述常规电极金属层(206)、所述第二半导体层(205)以及所述有源层(204)，所述通孔(207)用于所述常规电极金属层(206)的第一电极(2061)与所述第一半导体层(203)的电性连接、以及所述常规电极金属层(206)的第二电极(2062)与所述第二半导体层(205)的电性连接。...

【技术特征摘要】
1.一种倒装白光LED器件，该白光LED器件包含波长转换层(201)和发光单元(208)，所述发光单元(208)包括外延层衬底(202)、依次层叠生长在所述外延层衬底(202)上的第一半导体层(203)、有源层(204)、第二半导体层(205)和常规电极金属层(206)，其特征在于：
所述第二半导体层(205)向外延伸以形成突出部(2051)，使得所述发光单元(208)呈倒T结构；
所述波长转换层(201)完全覆盖所述外延层衬底(202)、所述第一半导体层(203)、所述有源层(204)，直至所述突出部(2051)的上表面(20511)，且所述波长转换层(201)不覆盖所述第二半导体层(205)和所述常规电极金属层(206)；
所述常规电极金属层(206)和所述第一半导体层(203)之间设置一通孔(207)，所述通孔(207)仅贯穿于所述常规电极金属层(206)、所述第二半导体层(205)以及所述有源层(204)，所述通孔(207)用于所述常规电极金属层(206)的第一电极(2061)与所述第一半导体层(203)的电性连接、以及所述常规电极金属层(206)的第二电极(2062)与所述第二半导体层(205)的电性连接。
2.根据权利要求1所述的倒装白光LED器件，其特征在于：所述突出部(2051)的宽度小于或者等...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴金明，肖国伟，姜志荣，万垂铭，曾照明，
申请(专利权)人：广东晶科电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44