具有通过焊膏粘结的发光二极管的发光二极管模块以及发光二极管的制作方法_2

文档序号:9553402阅读:来源:国知局
型半导体层;多个台 面,置于第一导电型半导体层上,并且每个台面包括有源层和第二导电型半导体层;反射电 极结构,分别置于台面上;防扩散增强层,置于每个反射电极结构上;第一电极焊盘,电连 接到第一导电型半导体层;以及第二电极焊盘,电连接到防扩散增强层。
[0036] -种LED模块包括:印刷电路板;以及粘结到印刷电路板的发光二极管。在此,发 光二极管的第一电极焊盘和第二电极焊盘通过焊膏分别粘结到相应的焊盘。
[0037] 发光二极管还可包括电流散布层,电流散布层覆盖多个台面和第一导电型半导体 层,且包括分别置于台面的上部区域中且同时暴露反射电极结构的开口,电流散布层与第 一导电型半导体层形成欧姆接触,并且与多个台面绝缘。第一电极焊盘电连接到电流散布 层。
[0038] 防扩散增强层可由与电流散布层的材料相同的材料形成。因此,防扩散增强层可 通过相同的工艺与电流散布层一起形成。
[0039]电流散布层可包括铬、铝、镍、钛或金。
[0040]焊膏可包括含铅的焊料合金(例如锡-铅或锡-铅-银)或不含铅的焊料合金 (例如锡-银、锡-祕、锡-梓、锡-铺或锡 _银-铜合金)。
[0041] 基于金属的总重量,焊膏可包含50%或更多、60%或更多或者90%或更多量的 锡。
[0042]根据本发明的再一方面,一种制造发光二极管的方法包括:在基板上形成第一导 电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层;通过将第二导电型半导体层和有源层图案 化来在第一导电型半导体层上形成多个台面;在多个台面上形成反射电极结构,以分别形 成与多个台面的欧姆接触;形成电流散布层,电流散布层覆盖多个台面和第一导电型半导 体层,包括分别置于台面的上部区域中且暴露反射电极结构的开口,电流散布层与第一导 电型半导体层形成欧姆接触,且与多个台面绝缘;以及形成电连接至电流散布层的第一电 极焊盘和电连接至反射电极结构的第二电极焊盘。
[0043]在一些实施例中,第一电极焊盘和第二电极焊盘中的每一个可包括焊料阻挡层和 氧化阻挡层。焊料阻挡层可以是由选自铬、钛、镍、钼、钨钛和钨中的至少一种形成的金属 层,氧化阻挡层可以包括金、银或有机层。
[0044] 该LED制造方法还可包括:在反射电极结构上形成防扩散增强层。
[0045]防扩散增强层可以与电流散布层一起形成,并且第二电极焊盘可连接至防扩散增 强层。
[0046] 该LED制造方法还可包括:在形成电流散布层之前,形成下绝缘层,下绝缘层覆盖 多个台面和第一导电型半导体层,且包括暴露第一导电型半导体层的开口以及分别置于 台面的上部区域且暴露反射电极结构的开口。
[0047] 该LED制造方法还可包括:在电流散布层上形成上绝缘层。上绝缘层可包括暴露 反射电极结构的开口,且可覆盖电流散布层的开口的侧壁。
[0048]下绝缘层可包括氧化娃层,上绝缘层可包括氮化娃层。
[0049]在基板上形成第一电极焊盘和第二电极焊盘之后,可以通过研磨和/或抛光被部 分地去除以变薄。其后,将基板划分以提供彼此隔离的单独的LED芯片。随后,可将波长转 换器覆盖在LED芯片上,并且具有波长转换器的LED芯片通过焊膏被安装在印刷电路板上, 从而提供LED模块。
[0050] 可通过在LED芯片上涂覆含磷树脂,接着固化来形成波长转换器,或者可以通过 经由气溶胶喷射器在LED芯片上喷涂磷光粉来形成波长转换器。
[0051]【有益效果】
[0052]本发明的实施例提供了一种能够防止焊膏中的金属元素扩散的发光二极管以及 一种包括该发光二极管的LED模块。此外,本发明的实施例提供了一种具有改进的电流散 布性能的发光二极管,具体而言,提供了一种倒装芯片型发光二极管。另外,本发明的实施 例提供了一种使用电流散布层来改善反射性并因此改善光提取效率的发光二极管。此外, 根据本发明的实施例的发光二极管具有简单的台面结构,从而能够简化LED制造工艺。另 一方面,焊膏可覆盖倒装芯片型发光二极管的电极焊盘的上表面,同时覆盖其侧表面的至 少一部分。此外,焊膏可以接触邻近于电极焊盘的发光二极管的下表面,由此在发光二极管 内产生的热量可通过焊膏释放。此外,焊膏可以覆盖发光二极管的侧表面的至少一部分,以 反射通过发光二极管的侧表面发出的光,从而提高发光效率。
【附图说明】
[0053]图1是根据本发明的一个实施例的发光二极管模块的示意性侧截面图。
[0054] 图2至图11是示出了根据本发明的一个实施例的制造发光二极管的方法的视图, 其中(a)是平面图,(b)是沿着图2至图10中的每一个的线A-A截取的截面图。
[0055] 图12至图14是示出了根据本发明的另一实施例的制造发光二极管的方法的视 图,其中(a)是平面图,(b)是沿着线A-A截取的截面图。
[0056] 图15至图17是示出了根据本发明的另一实施例的制造发光二极管的方法的视 图,其中(a)是平面图,(b)是沿着线A-A截取的截面图。
[0057] 图19是通过根据本发明的一个实施例的方法所制造的LED模块的扫描电子显微 镜(SEM)截面图。
【具体实施方式】
[0058] 在下文中,将参考附图更加详细地描述本发明的实施例。应当理解以下实施例仅 以说明的方式给出,以便为本领域技术人员提供对本发明的透彻理解。因此,本发明不限于 以下实施例且可以用不同方式来实施。此外,为了清晰起见,某些元件、层或特征的宽度、长 度和厚度可被放大,并且在所有附图中将使用相同的附图标记来表示相似的部件。
[0059]图1是根据本发明的一个实施例的发光二极管模块的示意性侧截面图。
[0060] 参照图1,LED模块包括:具有焊盘53a、53b的印刷电路板51 ;以及经由焊膏55粘 结到印刷电路板51的发光二极管100。发光二极管100包括第一导电型半导体层23、台面 M、第一电极焊盘43a和第二电极焊盘43b。此外,发光二极管100可以包括在其下表面上的 上绝缘层41。台面Μ包括有源层(未示出)和第二导电型半导体层(未示出)。此外,发 光二极管可以包括基板21和波长转换器45。
[0061] 印刷电路板是具有在其上形成的印刷电路的基板,并且可以包括能够提供LED模 块的任何基板。
[0062] 在相关技术中,LED芯片安装在其上具有引线框或引线电极的印刷电路板上,并且 被封装以提供LED封装,其随之被安装在印刷电路板上。相反地,在该实施例中,在LED芯 片上所形成的第一电极焊盘43a和第二电极焊盘43b经由焊膏直接被安装在印刷电路板51 上。
[0063] 在印刷电路板上,发光二极管被倒置于倒装芯片结构中,并且基板21的下表面, 也就是与台面Μ相对的基板的表面,覆盖有波长转换器45。波长转换器45可以不仅覆盖基 板21的下表面而且还覆盖基板21的侧表面。在此,基板21可以是用于生长GaN基半导体 层的生长基板,例如,图案化的蓝宝石基板(PSS)。此外,多个台面Μ可以被布置在第一导电 型半导体层23上以彼此隔开。
[0064] 焊膏55用来在印刷电路板上将第一电极焊盘43a和第二电极焊盘43b与焊盘 53a、53b粘结。如图1所示,焊膏55可以覆盖第一电极焊盘43a和第二电极焊盘43b的下 表面,并且可以覆盖第一电极焊盘43a和第二电极焊盘43b的侧表面的至少一部分。此外, 焊膏55可以接触位于发光二极管100的下表面上的上绝缘层41。焊膏55直接接触发光二 极管100的下表面,从而有助于发光二极管100通过焊膏55散热。此外,焊膏55可以覆盖 发光二极管100的侧表面的一部分。焊膏55可以覆盖基板的侧表面的一部分。通过这种 结构,发光二极管100可以使用焊膏55来反射从其侧表面发出的光,从而改善从发光二极 管100发出的光的效率。
[0065] 本文所使用的术语"焊膏"在结构的描述中是指由糊剂(其为金属粉末、助焊剂和 有机材料的混合物)形成的最终粘结层。然而,在制造LED模块的方法的描述中,术语"焊 膏"可指这样的糊剂,其为金属粉末、焊剂和有机材料的混合物。
[0066] 作为最终粘结层,焊膏55包含锡和其它金属。锡可以基于焊膏中金属的总重量以 50wt%或更多的量存在。在另一实施例中,基于焊膏中金属的总重量,锡以60wt%或更多的 量存在。在另一实施例中,基于焊膏中金属的总重量,锡以90wt%或更多的量存在。
[0067] 焊膏55可以例如以63wt% /37wt%的量包含锡/铅,或者可
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