[发明专利]贴面式发光器件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光器件及其制作方法，具体为SMT式（表面贴装技术Surface Mounted Technology的缩写）发光器件及其制作方法。

背景技术

目前LED发光器件广泛采用SMT封装形式，如图1所示，其目的是降低器件热阻，提高器件稳定性；其常规做法是：将传统LED芯片100放置于封装体120内，并在封装体下方引出引脚110，使其可直接贴装于目标板上，如PCB电路板，另外在封装体上可涂布荧光粉材料使其形成混色光发光器件。目前SMT焊接方式主要有共晶焊接和回流焊两种方式。

发明内容

本发明提出了一种贴面式发光器件及其制作，其改变传统SMT的封装形式，在结构上将芯片通过电极焊盘直接贴面焊接于承载基板上，在制作方法在完成芯片工艺后直接进行焊接步骤，省略了封装步骤，主要适用于倒装LED器件。

根据本发明的第一个方面：一种适用于SMT的发光二极管芯片，包括：LED外延结构，具有相对的两个表面，其中第一表面为出光面；P、N电极焊盘，位于所述外延结构的第二表面上，具有足够的厚度以支撑所述LED外延结构，所述P、N电极焊盘分别具有相对的两个表面，其中第一表面靠近所述LED外延结构；绝缘体，形成于所述P、N焊盘之间，防止所述P、N电极焊盘发生短路；所述P、N电极焊盘直接用于SMT封装上使用。

根据本发明的第二个方面，一种贴面式LED发光器件，包括芯片结构和承载基板，其中芯片结构包括：LED外延结构，具有相对的两个表面，其中第一表面为出光面；P、N电极焊盘，位于所述外延结构的第二表面上，具有足够的厚度以支撑所述LED外延结构，所述P、N电极焊盘分别具有相对的两个表面，其中第一表面靠近所述LED外延结构；绝缘体，形成于所述P、N焊盘之间，防止所述P、N电极焊盘发生短路；所述芯片通过所述P、N电极焊盘直接SMT封装于所述承载基板上。

根据本发明的第三个方面，一种贴面式LED发光器件的制作方法，步骤如下：

1）外延生长：采用外延生长工艺在一生长衬底上形成LED外延结构；

2）芯片制作：在所述LED外延结构的表面定义P、N电极区及隔离区，并在所述各区域分别制作P、N电极焊盘和绝缘体，其中所述P、N电极焊盘具有足够的厚度以支撑所述LED外延结构，所述绝缘体形成于所述P、N焊盘之间，防止所述P、N电极焊盘发生短路；移除生长衬底，并单一化所述LED外延结构形成LED芯片；

3）SMT封装：提供一承载基板，将所述LED芯片的P、N电极焊盘直接SMT封装于所述承载基板上，形成贴面式LED发光器件。

具体地，所述LED外延结构为倒装薄膜结构。在一些实施例中，可在所述薄膜LED表面上制作一图案化钝化层。在一些实施例中，可在所述薄膜LED表面上涂布荧光粉材料。

所述P、N电极焊盘的具有足够的厚度以支撑所述LED外延结构。在一些实施例中，所述P电极焊盘的厚度为50μm以上，N电极焊盘的厚度为50μm以上。在一些实施例中，所述P、N电极焊盘所占整体发光区域面积大于80%以上，剩馀面积为绝缘体结构。

所述P、N电极焊盘之间具有一定的间隙D。所述绝缘体填充所述P、N电极焊盘之间的间隙，优先地，所述绝缘体与P、N电极焊盘体间紧密接合（基本无间隙），保证了外延结构的物理支撑。在一些实施例中，所述绝缘体具有相对的两个表面，其中第一表面靠近所述LED外延结构，第二表面凸出于所述P、N电极焊盘的任一第二表面。绝缘体突出所述电极焊盘的第二表面，有效防止了在芯片在后面SMT工艺中的P、N电极短路问题。在一些实施例中，所述P、N电极焊盘的下表面位于同一水平面上，所述P、N电极焊盘的下表面与绝缘体的下表面的高度差H与P、N电极焊盘的间隙D的关系为：H/D为0.5~2。在一些实施例中，所述P、N电极焊盘的间隙D为20~150μm。在一些实施例中，所述绝缘体的熔点或软化点低于所述P、N电极焊盘的熔点，其材料可选用胶体材料，如SU8，BCB或干膜等。在一些实施例中，所述绝缘体下表面与所述P、N电极焊盘的下表面的高度差H为20μm~150 μm。