倒装结构的发光二极管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种倒装结构的发光二极管。发光二极管包括：至少一表面形成有电极层的晶片，以及至少邻近晶片一侧的表面为金属表面的基板；其中，电极层包括相互绝缘设置的晶片正极和晶片负极，基板的金属表面包括相应晶片正极和晶片负极绝缘设置的正极金属区和负极金属区；晶片正极与正极金属区之间、以及晶片负极与负极金属区之间分别设置有纳米银层。通过上述方式，本实用新型专利技术能够提高导热率、导电率，并且能够提高晶片与基板的结合强度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及发光二极管封装
，特别是涉及一种倒装结构的发光二极管。
技术介绍
LED（Light Emitting Diode，发光二极管）作为第四代绿色照明光源，目前已经得到广泛的应用，随着LED芯片集成度的提高及对功率型LED的需求，大功率LED散热成为亟待解决的问题。因LED芯片的节温对温度比较敏感，若热量不能及时散出，不仅会加速光衰，同时会降低其使用寿命。选用传统LED芯片的正装结构，一方面会由于金属电极的存在减小发光面积，而且金属电极具有一定的吸光作用，从而减小LED芯片出光量；另一方面，由于蓝宝石（Al2O3）晶片本身导热能力较差，使得有源层热量不能及时向热沉散出，导致PN结温度升高，从而使得正装结构不能满足大功率LED的封装要求。而选用LED芯片的倒装结构，一般采用倒装焊工艺，即一般通过倒装焊将晶片电极通过焊料或焊膏直接与热沉或导热基板相结合，从而提高了晶片的发光面积，且缩短了导热通路。主要形式有以下几种：1）焊料共晶焊接，LED晶片电极底部和高导热衬底之间通过焊料形成共晶焊接接头，通常是在晶片金电极表面通过蒸镀或其它方法形成金属层，晶片倒装时，晶片金电极表面的金属层在热和压力的作用下熔化，在晶片和热衬底或基板中间形成共晶合金。共晶层起到连接、导热和导电的作用。2）焊膏共晶焊接，倒装晶片在与导热衬底或基板键合时，中间粘结材料采用具有一定金属成分的焊膏，焊膏点涂在衬底或基板表面，键合时晶片电极与焊膏相接触，在加热过程中，焊膏中的混合金属熔化形成合金，从而将热量从金属电极传导到热沉。3）银胶，银胶固晶通常应用于正装工艺中，由于其操作工艺简单，也会应用于倒装焊中，方法与2）相同，将银胶取代焊膏涂覆于衬底或基板之上，晶片电极与银胶结合后进行加热固化即可。而采用上述倒装焊工艺，通常会带来如下两种问题：1、倒装焊通常使用Au-Sn（金-锡）焊料，该焊料存在熔点高、价格较贵、性能较脆、不易加工等缺陷。由于金锡合金的共晶温度在300℃左右，且合金熔点在共晶温度附近对成分非常敏感，故对电极和基板镀层的厚度及成分要求非常严格；Au-Sn合金的热导率在常用焊料中较高，通常其热导率范围也仅为50～60W/mK；整体上该工艺对机台性能、工艺参数、环境状况及人员技能都要求很高，可控性较差。2、而使用无铅焊膏和银胶进行倒装固晶时，由于焊膏和银胶中都含有一定的有机高分子成分，焊膏在回流焊后形成的合金会出现有机残留物，且有较多的微观空洞产生，导致其导热、导电性能均会降低；通常使用的银胶导热率也较低，固化后的胶体由于其中有机高分子的阻隔，胶体中银颗粒之间不能形成很好的热电导路，难以很好满足倒装工艺中对导热导电材料的性能要求。
技术实现思路
本技术主要解决的技术问题是提供一种倒装结构的发光二极管，能够提高导热率、导电率，并且能够提高晶片与基板的结合强度。为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种倒装结构的发光二极管，包括：至少一表面形成有电极层的晶片，以及至少邻近晶片一侧的表面为金属表面的基板；其中，电极层包括相互绝缘设置的晶片正极和晶片负极，基板的金属表面包括相应晶片正极和晶片负极绝缘设置的正极金属区和负极金属区；晶片正极与正极金属区之间、以及晶片负极与负极金属区之间分别设置有纳米银层。其中，晶片正极和晶片负极与纳米银层之间分别设置有第一过渡层。其中，第一过渡层是银或银合金。其中，基板与纳米银层之间设置有第一金属镀层，第一金属镀层的外表面即为基板的金属表面。其中，基板与第一金属镀层之间设置有用以提高其与第一金属镀层结合强度的第二过渡层。其中，第一金属镀层是银或银合金。其中，基板为陶瓷基板。其中，基板是金属基板；发光二极管包括绝缘粘结层；其中，金属基板包括相互独立的正极金属基板和负极金属基板，正极金属基板对应正极金属区，负极金属基板对应负极金属区，并且，正极金属基板和负极金属基板通过绝缘粘结层连接固定。其中，基板是金属基板；发光二极管包括导热绝缘层；导热绝缘层设置于金属基板和第一金属镀层之间。其中，纳米银层中纳米银所占比重不低于95.0%。本技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本技术通过纳米银层连接晶片的电极层与基板的金属表面，由于纳米银层中纳米银所占比重高，其致密性高，因此能够增强晶片与基板的结合强度，并且具有非常好的导热性和导电性。附图说明图1是本技术倒装结构的发光二极管第一实施方式的结构示意图；图2是本技术倒装结构的发光二极管第二实施方式的结构示意图；图3是本技术倒装结构的发光二极管第三实施方式的结构示意图；图4是图1所示基板为金属基板时发光二极管的一结构示意图；图5是图1所示基板为金属基板时发光二极管的另一结构示意图；图6是本技术倒装结构的发光二极管的制备方法第一实施方式的流程图；图7是本技术倒装结构的发光二极管的制备方法第二实施方式的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本技术进行详细说明。参阅图1，图1是本技术倒装结构的发光二极管第一实施方式的结构示意图。本技术实施方式的发光二极管包括：晶片10、基板11以及纳米银层12。其中，晶片10的至少一表面形成有电极层101，基板11至少邻近晶片10一侧的表面为金属表面111。电极层101包括相互绝缘设置的晶片正极1011和晶片负极1012，通常，电极层101由晶片10的P电极（图未示）、N电极（图未示）分别镀金属膜形成，进一步地，P电极镀金属膜作为晶片正极1011，N电极镀金属膜作为晶片负极1012，举例而言，该金属膜材料一般选用金。基板11的金属表面111包括相应晶片正极1011和晶片负极1012绝缘设置的正极金属区1111和负极金属区1112。晶片正极1011和晶片负极1012分别通过纳米银层12连接金属表面111的正极金属区1111和负极金属区1112。纳米银层12主要由纳米银形成，纳米银具有较为优良的导电、导热、结合效果，纳米银在纳米银层12中的比重设计为95%以上，在一定工艺条件下甚至可以使得纳米银在纳米银层12中的比重不低于99.9%。在发光二极管封装
，现有技术中，通常采用焊膏或银胶的方式将电极层与基板的金属表面进行固定，而焊膏或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种倒装结构的发光二极管，其特征在于，包括：?至少一表面形成有电极层的晶片，以及至少邻近所述晶片一侧的表面为金属表面的基板；?其中，所述电极层包括相互绝缘设置的晶片正极和晶片负极，所述基板的金属表面包括相应晶片正极和晶片负极绝缘设置的正极金属区和负极金属区；?所述晶片正极与正极金属区之间、以及所述晶片负极与负极金属区之间分别设置有纳米银层。

【技术特征摘要】
1.一种倒装结构的发光二极管，其特征在于，包括： 
至少一表面形成有电极层的晶片，以及至少邻近所述晶片一侧的表面为金属表面的基板； 
其中，所述电极层包括相互绝缘设置的晶片正极和晶片负极，所述基板的金属表面包括相应晶片正极和晶片负极绝缘设置的正极金属区和负极金属区； 
所述晶片正极与正极金属区之间、以及所述晶片负极与负极金属区之间分别设置有纳米银层。 
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于， 
所述晶片正极和晶片负极与纳米银层之间分别设置有第一过渡层。 
3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于， 
所述第一过渡层是银或银合金。 
4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于， 
所述基板与纳米银层之间设置有第一金属镀层，所述第一金属镀层的外表面即为基板的金属表面。 
5.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于， 
所述基板与第一金属镀层之间设置有用以提高其与第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李漫铁，屠孟龙，李扬林，
申请(专利权)人：惠州雷曼光电科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：