[发明专利]一种提高倒装焊芯片亮度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高倒装焊芯片亮度的方法，尤其涉及一种在倒装芯片配套基板上镀上金属增加光的反射，从而提高芯片亮度的方法，属于LED技术领域。

背景技术

所谓的发光二极管(LED)就是将具备直接能隙的半导体材料做成P/N二极管，在热平衡的条件下，大部份的电子没有足够的能量跃升至导电带。再施以顺向偏压，则电子会跃升至导电带，而电子在原价键带上的原位置即产生空穴。在适当的偏压下，电子、空穴便会在P/N界面区域(P-N Juction)结合而发光，电源的电流会不断地补充电子和空穴给N型半导体和P型半导体，使得电子、空穴结合而发光得以持续进行。LED发光的原理是电子和空穴的结合，电子所带的能量，以光的形式释放出来，称为自发放射。一般LED所放出的光便是属于此种类型。

传统的发光二极管LED制作方法是在衬底上外延成长单晶材料结构，通常是负型半导体材料、发光层与正型半导体材料，随着材料与结构的不同，所发出的光颜色也有了变化，例如氮化镓通常用于蓝光与绿光的材料，而且衬底与材料结构有很大的差别，蓝绿与紫光通常以绝缘的蓝宝石为衬底外延铟镓氮结构，外延制程后还要经过电极的制作、负极区域的刻蚀、芯片表面的光刻与清洗、发光特性的检测、减薄切割成一颗颗的芯片，所以一颗传统的蓝绿光芯片结构如图1所示，可分成正、负极焊点1、透明电极2、正型氮化镓3、发光层4、负型氮化镓6、本质型氮化镓缓冲7、蓝宝石衬底8组成，由于蓝宝石衬底8的散热较差，以及发光层与导热区距离较大，所以传统的发光二极管芯片只能做小面积约0.3mm×0.3mm与低电流20毫安的应用，功率只有约0.07w，而大尺寸芯片因散热原因而光效低。随着芯片制程能力不断地提升，发光二极管要求的发光效率与亮度不断地增加，传统的制程已不敷未来的应用，散热佳、发光效率高与高功率的发光二极管芯片已渐渐步出舞台，倒装焊工艺的发光二极管于是渐渐取代传统的工艺成为大功率芯片的主流工艺倒装大功率芯片外延的结构与传统的发光二极管结构相同，但芯片制作工艺却不尽相同，如图2所示，它将芯片的衬底8变为发光正面，电极9与硅热沉基板12上的金球10贴合，因此倒装焊芯片与硅热沉基板12热沉区很接近，散热效果增加，大电流驱动也不会有余热，所以芯片面积可以加大到1mm×1mm甚至更大，也可以在大电流下使用350毫安甚至更高，进而达到1瓦甚至更高功率。但由于硅热沉基板12上的金属电路11占硅热沉基板12表面面积比例较少，且同样对光的吸收率较高，因此当光照在硅热沉基板12上时，绝大多数的光被硅热沉基板12吸收，反射很少；另外，用于倒装焊芯片与硅热沉基板结合的金属球10为金球，本身对光的吸收也很多，从而造成目前倒装芯片的发光效率只有～301m/W。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高倒装焊芯片亮度的方法。

为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种提高倒装焊芯片亮度的方法，其特征在于，将高反射率的金属取代传统高吸光金属电路、增大金属电路面积，从而降低硅基板的吸光区域，以及吸光的金球镀上一层高反射率金属，降低金属吸光，其方法为：

(1)首先将50～500μm厚的硅热沉基板放在热反应炉中使其表面氧化，

生成0.1～10um厚的一层二氧化硅，用曝光机光刻出占硅热沉基板的表面面积在40％～95％的相邻两块二氧化硅膜，用1％～30％氢氟酸缓冲溶液将不需要的二氧化硅蚀刻掉；

(2)用蒸镀机蒸镀上一层0.1～10μm厚的高反射率的金属钛镍银于二氧化硅膜上，用硝酸铁蚀刻出占硅热沉基板的表面面积百分比在60％～98％的相邻两块钛镍银金属正负电极；

(3)其次在两块正负电极表面用植球机分别植上金球，接着在两块正负电极和金球上用蒸镀机镀上一层0.1～10μm的高反射率金属层，然后通过1％～30％氢氟酸溶液蚀刻的金属层黏附在正负电极和金球上；

(4)最后用邦定机将芯片倒置，使芯片电极与金球对准，再通过邦定机的加热、超声，使芯片电极与金球牢固结合。