一种倒装LED芯片及其制作方法与流程

一种倒装led芯片及其制作方法
技术领域
1.本发明属于倒装led芯片技术领域，具体涉及一种倒装led芯片及其制作方法。


背景技术：

2.发光二极管作为光电子产业中极具影响力的新产品，具有体积小、亮度高、使用寿命长、颜色丰富多彩、能耗低、安全性高等特点而被广泛应用于普通照明、显示屏、信号灯、背光源、特种照明、户内显示、液晶显示，车载照明，车载显示等领域。
3.近年来，在芯片领域，倒装芯片技术正异军突起，由于倒装led芯片具有散热性能好、低电压、高亮度、高可靠性、高饱和电流密度的优点，在大功率、户外照明的应用市场上大受欢迎，且应用逐渐成熟。
4.现有的倒装led芯片会在芯片金属键合层上通过刷锡工艺制备锡电极，以便于封装，虽然现有的刷锡工艺已经很成熟，但在工艺极限情况下，仍然存在一张晶圆上锡电极高度不一的情况，导致一个晶圆上芯片最低与最高的高度差较大，而较大的高度差会导致芯片切割完进行翻模的过程中，芯片侧翻，损伤芯片，同时，较大的高度差还会导致在固晶过程中，吸嘴抓取不到芯片或抓歪的情况发生，为了解决上述问题，可以通过优化刷锡工艺，提升刷锡精度来实现锡电极高度的一致性，但无疑会大幅度增加芯片制造的成本。


技术实现要素：

5.基于此，本发明实施例当中提供了一种倒装led芯片及其制作方法，旨在解决现有技术中，倒装led芯片的金属键合层上通过刷锡工艺制备得到的锡电极高度差较大的问题。
6.本发明实施例的第一方面提供了一种倒装led芯片的制作方法，包括以下步骤：
7.将led晶元的锡电极朝上，并固定于载台上；
8.控制磨平工件台上的刮盘旋转，且移动至所述锡电极正上方，当所述刮盘转速达到工作转速时，控制所述载台向所述磨平工件台的方向移动，当所述刮盘与所述锡电极接触时，进入预备状态；
9.控制所述载台从所述预备状态进入工作状态，所述工作状态为所述载台匀速向所述磨平工件台移动既定距离，以使所述刮盘与所述锡电极接触，完成研磨。
10.优选地，所述工作转速为1000rpm～3000rpm。
11.优选地，所述将led晶元的锡电极朝上，并固定于载台上的步骤具体为：
12.将所述led晶元的锡电极朝上放置在所述载台上；
13.打开真空发生器，将所述led晶元的锡电极吸附在所述载台上。
14.优选地，所述工作状态中，所述载台向所述磨平工件台行进的移动速度为500nm/min。
15.优选地，所述刮盘的材料为单晶金刚石。
16.优选地，所述将led晶元的锡电极朝上，并固定于载台上的步骤之前还包括：
17.获取锡电极的高度要求值；
18.检测所述led晶元上所有锡电极的待磨高度值，并获取所述待磨高度值的最大高度值和最小高度值；
19.判断所述所述待磨高度值的最小高度是否大于等于所述高度要求值；
20.若是，则执行将led晶元的锡电极朝上，并固定于载台上的步骤。
21.优选地，所述既定距离的值为所述待磨高度值的最大高度值与所述高度要求值的差值。
22.优选地，根据所述既定距离和所述移动速度可以计算出移动时间。
23.优选地，所述控制所述载台从所述预备状态进入工作状态，所述工作状态为所述载台匀速向所述磨平工件台移动既定距离，以使所述刮盘与所述锡电极接触，完成研磨的步骤之后包括：
24.检测所述led晶元上所有锡电极的当前高度值，并获取所述当前高度值的最大高度值和最小高度值；
25.获取ttv值，所述ttv值为所述当前高度值的最大高度值与所述当前高度值的最小高度值之差；
26.判断所述ttv值是否小于阈值；
27.若是，则工艺完成。
28.本发明实施例的第二方面提供了一种倒装led芯片，所述倒装led芯片由上述的倒装led芯片的制作方法制备。
29.与现有技术相比，实施本发明具有如下有益效果：
30.通过将带有锡电极的led晶元固定在磨平工件台下方的载台上，由于磨平工件台上安置有旋转刮盘，当高度不一的锡电极与具有一定转速的刮盘接触时，锡电极的表面将被磨平，通过调整既定距离，可使高度不一的锡电极磨平至高度一致的锡电极，从而解决了倒装led芯片的金属键合层上通过刷锡工艺制备得到的锡电极高度差较大的问题。
附图说明
31.图1为本发明实施例一提出的倒装led芯片的制作方法的流程图；
32.图2为本发明实施例二提出的倒装led芯片的制作方法的流程图。
33.以下具体实施方式将结合上述附图进一步说明。
具体实施方式
34.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
35.需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
36.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具
体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
37.实施例1
38.请参阅图1，图1示出了本发明实施例一提出的倒装led芯片的制作方法，所述方法具体包括步骤s01至步骤s03。
39.步骤s01，将led晶元的锡电极朝上，并固定于载台上。
40.需要说明的是，led晶元固定于载台上时，锡电极朝上，同时保证led晶元与磨平工件台上的刮盘相对平行，另外，还要保证led晶元固定的稳定性，在刮盘与锡电极接触的时候，转动的刮盘不会使led晶元晃动，从而确保磨平精度。
41.步骤s02，控制磨平工件台上的刮盘旋转，且移动至所述锡电极正上方，当所述刮盘转速达到工作转速时，控制所述载台向所述磨平工件台的方向移动，当所述刮盘与所述锡电极接触时，进入预备状态。
42.在本实施例当中，整个磨平工艺的工作环境为温度为20℃～25℃，湿度为50％～60％，启动磨平工件台上刮盘的同时，带有刮盘的磨平工件台缓慢移动至待磨锡电极的上方，且刮盘的转速逐渐提升至工作转速，需要说明的是，工作转速为1000rpm～3000rpm，当刮盘达到工作转速时，位于磨平工件台下的载台缓慢向磨平工件台方向移动，由于在刮盘上设置有压力感应装置，当刮盘与锡电极接触时，进入预备状态，该预备状态为刮盘保持工作转速而载台不继续向磨平工件台移动的状态，预备状态存在的目的是为了当出现紧急情况时，操作人员有足够的时间反应，停止设备的进一步运作，另一方面是为了调整载台向磨平工件台移动的速度，因为在进入预备状态之前，载台向磨平工件台移动的速度相对较快，可以提高工作效率。
43.步骤s03，控制所述载台从所述预备状态进入工作状态，所述工作状态为所述载台匀速向所述磨平工件台移动既定距离，以使所述刮盘与所述锡电极接触，完成研磨。
44.具体的，刮盘的材料为单晶金刚石，该材料具有较高的硬度，不易磨损，稳定性较好，适用于磨平锡电极。从预备状态进入工作状态后，载台以500nm/min的匀速向磨平工件台移动既定距离，可以理解的，每分钟锡电极被磨去500nm，而既定距离为一片led晶元上最高锡电极到目标厚度的锡电极的距离，根据该距离和载台的移动速度可以计算出移动时间，通过控制移动时间来调制锡电极的研磨厚度。
45.另外，在研磨过程中，研磨出的锡渣被载台内置的吸尘装置吸走，存储于空腔内，需要定期对腔体进行清理。
46.综上，本发明上述实施例当中的倒装led芯片的制作方法，通过将带有锡电极的led晶元固定在磨平工件台下方的载台上，由于磨平工件台上安置有旋转刮盘，当高度不一的锡电极与具有一定转速的刮盘接触时，锡电极的表面将被磨平，通过调整既定距离，可使高度不一的锡电极磨平至高度一致的锡电极，从而解决了倒装led芯片的金属键合层上通过刷锡工艺制备得到的锡电极高度差较大的问题。
47.实施例2
48.请参阅图2，图2示出了本发明实施例二提出的倒装led芯片的制作方法，所述方法具体包括步骤s10至步骤s18。
49.步骤s10，获取锡电极的高度要求值。
50.可以理解的，锡电极的高度要求值为锡电极的目标厚度，根据不同的芯片，锡电极的目标厚度也不同。
51.步骤s11，检测所述led晶元上所有锡电极的待磨高度值，并获取所述待磨高度值的最大高度值和最小高度值。
52.需要说明的是，对led晶元进行刷锡工艺后，锡电极的高度为15μm～150μm，由于刷锡工艺的局限性，锡电极的高度会出现高低不平的情况，如果出现待磨锡电极高度值的最大高度值与最小高度值相差较大，在后道的翻模，夹取等工艺中，会出现损伤芯片的情况，大部分的led晶元进行刷锡过后，tvv大于3，其中，tvv指的是锡电极高度最高处与最低处的差值。
53.步骤s12，判断所述所述待磨高度值的最小高度是否大于等于所述高度要求值，若是，则执行步骤s13。
54.具体的，获取到锡电极待磨高度值的最小高度后，需要与锡电极的高度要求值进行比对，可以理解的，当高度要求值大于锡电极待磨高度值的最小高度值时，载台将运输led晶元至锡电极的高度要求处，此时刮盘将无法对锡电极待磨高度值的最小高度处进行研磨，需要对led晶元重新刷锡，以使锡电极待磨高度值的最小高度值达到高度要求值。
55.步骤s13，将led晶元的锡电极朝上，并固定于载台上。
56.步骤s14，控制磨平工件台上的刮盘旋转，且移动至所述锡电极正上方，当所述刮盘转速达到工作转速时，控制所述载台向所述磨平工件台的方向移动，当所述刮盘与所述锡电极接触时，进入预备状态。
57.步骤s15，控制所述载台从所述预备状态进入工作状态，所述工作状态为所述载台匀速向所述磨平工件台移动既定距离，以使所述刮盘与所述锡电极接触，完成研磨。
58.步骤s16，检测所述led晶元上所有锡电极的当前高度值，并获取所述当前高度值的最大高度值和最小高度值。
59.步骤s17，获取ttv值，所述ttv值为所述当前高度值的最大高度值与所述当前高度值的最小高度值之差。
60.步骤s18，判断所述ttv值是否小于阈值，若是，则工艺完成。
61.在本实施例当中，阈值为3，当ttv值小于3时，代表整个晶元上研磨后的锡电极最大高度值与最小高度值之差在3以内，具有较高的一致性，可以满足后道工序的制作，提升芯片良率。
62.实施例3
63.本实施例当中的倒装led芯片的制作方法包括如下步骤：
64.将led晶元放置在载台上，并开启真空发生器，随后led晶元被吸附于载台上，其中，led晶元上的芯片型号为4040芯片，4040芯片上的锡电极高度控制为80μm
±
5μm，实际tvv为8.4，控制磨平工件台上的刮盘旋转，且移动至锡电极正上方，当刮盘转速达到2500rpm时，载台缓慢向上移动，直至与高度最高的锡电极接触后停止移动，后以500nm/min移动速度向上移动60min，60min结束后，载台复位，锡电极高度被磨平至50μm
±
1.5μm，ttv为2.8。
65.实施例4
66.本实施例当中的倒装led芯片的制作方法包括如下步骤：
67.将led晶元放置在载台上，并开启真空发生器，随后led晶元被吸附于载台上，其中，led晶元上的芯片型号为1030芯片，1030芯片上的锡电极高度控制为15μm
±
2μm，实际tvv为3.8，控制磨平工件台上的刮盘旋转，且移动至锡电极正上方，当刮盘转速达到1500rpm时，载台缓慢向上移动，直至与高度最高的锡电极接触后停止移动，后以500nm/min移动速度向上移动10min，10min结束后，载台复位，锡电极高度被磨平至10μm
±
1μm，ttv为2.6。
68.实施例5
69.本实施例当中的倒装led芯片的制作方法包括如下步骤：
70.将led晶元放置在载台上，并开启真空发生器，随后led晶元被吸附于载台上，其中，led晶元上的芯片型号为0620芯片，0620芯片上的锡电极高度控制为30μm
±
2.5μm，实际tvv为4.2，控制磨平工件台上的刮盘旋转，且移动至锡电极正上方，当刮盘转速达到2000rpm时，载台缓慢向上移动，直至与高度最高的锡电极接触后停止移动，后以500nm/min移动速度向上移动20min，20min结束后，载台复位，锡电极高度被磨平至20μm
±
1μm，ttv为2.6。
71.实施例6
72.本实施例当中的倒装led芯片的制作方法包括如下步骤：
73.将led晶元放置在载台上，并开启真空发生器，随后led晶元被吸附于载台上，其中，led晶元上的芯片型号为3939芯片，3939芯片上的锡电极高度控制为80μm
±
5μm，实际tvv为7.9，控制磨平工件台上的刮盘旋转，且移动至锡电极正上方，当刮盘转速达到2500rpm时，载台缓慢向上移动，直至与高度最高的锡电极接触后停止移动，后以500nm/min移动速度向上移动60min，60min结束后，载台复位，锡电极高度被磨平至50μm
±
1.5μm，ttv为2.8。
74.实施例7
75.本实施例当中的倒装led芯片的制作方法包括如下步骤：
76.将led晶元放置在载台上，并开启真空发生器，随后led晶元被吸附于载台上，其中，led晶元上的芯片型号为3030芯片，3030芯片上的锡电极高度控制为90μm
±
5μm，实际tvv为8.8，控制磨平工件台上的刮盘旋转，且移动至锡电极正上方，当刮盘转速达到2500rpm时，载台缓慢向上移动，直至与高度最高的锡电极接触后停止移动，后以500nm/min移动速度向上移动60min，60min结束后，载台复位，锡电极高度被磨平至60μm
±
1.5μm，ttv为2.8。
77.实施例8
78.本实施例当中的倒装led芯片的制作方法包括如下步骤：
79.将led晶元放置在载台上，并开启真空发生器，随后led晶元被吸附于载台上，其中，led晶元上的芯片型号为3535芯片，3535芯片上的锡电极高度控制为90μm
±
5μm，实际tvv为8.7，控制磨平工件台上的刮盘旋转，且移动至锡电极正上方，当刮盘转速达到2500rpm时，载台缓慢向上移动，直至与高度最高的锡电极接触后停止移动，后以500nm/min移动速度向上移动60min，60min结束后，载台复位，锡电极高度被磨平至60μm
±
1.5μm，ttv为2.9。
80.请参阅下表1，所示为，如表1所示为本发明上述实施例3-8对应的参数：
81.表1
[0082][0083][0084]
从表中可以看出，经过该方法研磨后，锡电极的tvv都从大于3控制到了3以内，其中，4040芯片tvv从8.4减小到2.8,1030芯片tvv从3.8减小到2.6，0620芯片tvv从4.2减小到2.6，3939芯片tvv从7.9减小到2.8，3030芯片tvv从8.8减小到2.8，3535芯片tvv从8.7减小到2.9，改善效果明显。
[0085]
实施例9
[0086]
本发明实施例9提供倒装led芯片，所述倒装led芯片可由上述实施例一当中的倒装led芯片的制作方法制备得到。
[0087]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0088]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。