倒装LED光源制造技术

本发明专利技术公开了一种倒装LED光源，其包括基板以及至少一LED芯片，所述LED芯片以具有电极的第一表面与基板正面结合，所述LED芯片的第二表面为出光面且与第一表面相背对；至少一LED芯片的至少一对P电极及N电极经多个间隔设置的导热体与所述基板正面导热连接，并且其中任一导热体在平行于所述第一表面的方向上的最大尺寸a小于所述P电极与N电极的最小间距d。本发明专利技术提供的倒装LED光源，将倒装焊技术与自对准隔离技术相结合，提高了芯片良率，降低了焊接界面热膨胀应力；同时降低了大于设备对准精度的要求，进而降低了生产成本，提高了产率。提高了产率。提高了产率。

【技术实现步骤摘要】
倒装LED光源


[0001]本专利技术涉及一种LED光源，特别涉及一种倒装LED光源，属于半导体


技术介绍

[0002]在倒装LED中，为了保证芯片良率贴合时芯片PN电极之间不产生短路，需要PN电极之间具有一定间距，另一方面为了降低结温，需要芯片与基板的接触面积尽可能大，PN电极的间距尽可能小，传统倒装技术通常需要设备具有很高的对准精度，而这样会增加生产成本。
[0003]例如，现有的倒装LED光源结构如图1所示，然，由于生产技术的限制，目前基板上的金属层间距加工精度在亚微米量级上，现有芯片上PN电极的间距d1≥150μm；其热量传输示意图如图2所示，热量运输时需要先在芯片内横向传输到电极区，再纵向传输到基板，这样会增加热量运输距离，从而增加热阻；为了提高芯片散热能力和导电性能，基板金属层需要具有与芯片电极匹配的大小尺寸，因此封装时需要设备具有很高的对准精度，该结构对准误差为PN电极的间距，否则容易造成短路；芯片发光会产生大量热量，芯片与金属层材料的接触面积大且热膨胀系数不同容易在其接触面产生热膨胀应力，导致器件可靠性降低。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要采用传统倒装技术与隔离自对准技术相结合的方法，提供了一种倒装LED光源，提高了芯片良率，降低结温，同时降低了生产成本，进而克服了现有技术中的不足。
[0005]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0006]本专利技术实施例提供了一种倒装LED光源，包括基板以及至少一LED芯片，所述LED芯片以具有电极的第一表面与基板正面结合，所述LED芯片的第二表面为出光面且与第一表面相背对；至少一LED芯片的至少一对P电极及N电极经多个间隔设置的导热体与所述基板正面导热连接，并且其中任一导热体在平行于所述第一表面的方向上的最大尺寸a小于所述P电极与N电极的最小间距d。
[0007]在一些较为具体的实施方案中，所述LED芯片的外延层包括复数个能独立发光的单胞，所述复数个单胞相互串联和/或并联设置，每一单胞与一P电极及一N电极配合，且每一对P电极及N电极均经过多个导热体与基板导热连接。
[0008]前述单胞是指具有独立完整功能的器件单元，并且任意两个单胞的导电半导体层隔离开，使任一单胞电学上独立；通过金属互连，使多个单胞实现电学连接，形成更大的器件，实现更高的器件性能，如：功率增加等。前述单胞可以为半导体激光器、LED等发光元件、二极管等电子元件。
[0009]在另一些较为具体的实施方案中，所述倒装LED光源包括多个LED芯片，每一LED芯片均与一P电极和一N电极配合，且每一对P电极及N电极均经过多个导热体与基板导热连接。
[0010]进一步的，d＞a≥2μm。
[0011]进一步的，相邻两个导热体之间的距离c≥1μm。
[0012]在一些较为具体的实施方案中，所述基板正面还分布有至少一对焊盘，所述P电极、N电极分别与一焊盘电连接。
[0013]在一些较为具体的实施方案中，所述焊盘还经贯穿基板的导电通道与设置在基板背面的导电层电连接。
[0014]在一些较为具体的实施方案中，所述基板背面还覆设有散热金属层。
[0015]在一些较为具体的实施方案中，所述导热体为形成在基板正面的岛状结构，并且相邻两个岛状结构之间彼此电学隔离。
[0016]在一些较为具体的实施方案中，所述岛状结构与所述P电极或N电极焊接固定。
[0017]在一些较为具体的实施方案中，所述导热体的材质包括金属或陶瓷，但不限于此。
[0018]在一些较为具体的实施方案中，所述导热体的形状包括长方体、正方体、圆柱、圆台或棱台形，但不限于此。
[0019]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：
[0020]1)本专利技术提供的倒装LED光源，将倒装焊技术与自对准隔离技术相结合，导热体的尺寸不再受到现有基板加工技术的限制，导热体的尺寸将减小到微米量级；
[0021]2)本专利技术实施例提供的倒装LED光源的发光区产生的热量可直接向下通过导热体传输到基板，减少了热量传输距离，进而降低了热阻，提高了芯片良率，降低了结温问题；
[0022]3)由于导热体之间电学隔离，且导热体的宽度小于P、N电极的间距，因此不会产生短路问题，进而降低了对设备对准精度的要求，其对准误差为P、N电极面积大小的一半，降低了成本；
[0023]4)单个导热体与P电极或N电极接触面积小，接触面的热应力大大减小，增加了器件的可靠性；
[0024]5)本专利技术实施例提供的倒装LED光源降低了焊接界面热膨胀应力。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1是现有技术中一种倒装LED光源的结构示意图；
[0027]图2是现有技术中一种倒装LED光源的热量传输示意图；
[0028]图3是现本专利技术实施例1中一种倒装LED光源的结构示意图；
[0029]图4是现本专利技术实施例1中一种倒装LED光源的结构示意图；
[0030]图5是现本专利技术实施例2中一种倒装LED光源的结构示意图；
[0031]图6是本专利技术一典型实施案例中一种倒装LED光源的热量传输示意图。
具体实施方式
[0032]鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的
技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
[0033]实施例1
[0034]请参阅图3和图4，一种倒装LED光源，包括基板30以及至少一LED芯片10，LED芯片10以具有电极的第一表面与基板30正面结合，LED芯片10的第二表面为出光面且与第一表面相背对。
[0035]其中，该LED芯片为具有良好的平整度的高压大功率集成倒装芯片，LED芯片10的外延层可以包括依次在衬底20上形成的N型GaN层11、有源层12、P型GaN层13；进一步的，在该外延层上还可设置绝缘层14；该外延层被加工形成呈阵列形式排布的多个单胞，多个单胞之间串联和/或并联连接，每个单胞均与一P电极15和一N电极16配合，该P电极15与N电极16彼此间隔设置，两者的最小距离可以定义为d。
[0036]或者，倒装LED光源包括基板30以及多个LED芯片(该LED芯片为具有良好的平整度的普通倒装芯片)10，多个LED芯片之间串联和/或并联，每一LED芯片10均与一P电极15和一N电极16配合，每一对P电极15与N电极16彼此间隔设置，两者的最小距离可以定义为d。
[0037]在绝缘基板30的正面上设置有多个间隔设置的导热体40，导热体40为形成在基板40正面的岛状结构，并且相邻两个岛状结构之间彼此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种倒装LED光源，其特征在于包括基板以及至少一LED芯片，所述LED芯片以具有电极的第一表面与基板正面结合，所述LED芯片的第二表面为出光面且与第一表面相背对；至少一LED芯片的至少一对P电极及N电极经多个间隔设置的导热体与所述基板正面导热连接，并且其中任一导热体在平行于所述第一表面的方向上的最大尺寸a小于所述P电极与N电极的最小间距d。2.根据权利要求1所述的倒装LED光源，其特征在于：所述LED芯片的外延层包括复数个能独立发光的单胞，所述复数个单胞相互串联和/或并联设置，每一单胞与一P电极及一N电极配合，且每一对P电极及N电极均经过多个导热体与基板导热连接。3.根据权利要求1或2所述的倒装LED光源，其特征在于：所述倒装LED光源包括多个LED芯片，每一LED芯片均与一P电极和一N电极配合，且每一对P电极及N电极均经过多个导热体与基板导热连接。4.根据权利要求1所述的倒装...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐文婷，蔡勇，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：