[发明专利]一种用于微型LED器件的柔性聚酰亚胺衬底及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于微型LED器件的柔性聚酰亚胺衬底及其制备方法。所述衬底由粗化铜柱以及改性聚酰亚胺组成。本发明的制备方法包括如下步骤：铜柱图案的制备，铜柱的成形以及粗化，聚酰亚胺的改性以及固化等。本发明的衬底以聚酰亚胺为主体，利用其柔性抵抗外界应力的冲击，可改善芯片及器件的力学性能，避免芯片开裂问题；本发明提出的制备方法，用铜柱粗化的方式，增加铜柱表面粗糙度，利用聚酰亚胺固化前流动性强的特点，提高铜电极与衬底主体材料的结合强度，从而避免电极从衬底脱落的问题。

技术领域

本发明涉及光学器件制造领域，具体涉及一种用于微型LED器件的柔性聚酰亚胺衬底及其制备方法。

背景技术

LED光源具有节能、寿命长、反应时间快、高亮度、安全可靠等优势，正逐步取代传统光源，在照明和显示等领域的应用越来越广泛。目前由于各种产品的小型化，对LED器件的体积要求越来越高，而芯片级别的微型LED器件正因其小尺寸而备受瞩目。

微型LED器件以倒装芯片为基础，只需芯片上涂覆含荧光粉的封装胶即可完成封装步骤，由于免除金线、支架、固晶胶及导线架、打线等工序，具有体积小、光通量高、可靠性高、集中性好、光学性能调整灵活等优点。由于倒装芯片发光层由脆性易裂材料制成，且位于芯片下方，厚度薄，器件封装及使用过程传至芯片底层的外部应力容易造成发光层的裂纹，导致芯片漏电和短路，影响器件可靠性和适用性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于微型LED器件的柔性聚酰亚胺衬底及其制备方法。

为避免芯片开裂问题，需要在底部添加衬底以代替芯片承受外力，衬底的材料对其力学性能影响很大，而聚酰亚胺作为综合性能最佳的有机高分子材料之一，工作温度范围大，绝缘性能强，机械强度高，且可通过添加的改性材料方便进行各种性能的调整，适合作为微型LED器件的衬底材料。

本发明提供的制备方法采用光学蚀刻的方法制备出所需铜电极，并通过粗化方法提高铜电极与聚酰亚胺的结合力，在保证聚酰亚胺绝缘性能的前提下利用硅烷或者氮化铝提高其导热性能，适合微型LED器件的力学性能改善。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

本发明提供的一种用于微型LED器件的柔性聚酰亚胺衬底，所述衬底由粗化铜柱(1)和改性聚酰亚胺(2)组成；所述粗化铜柱(1)为方柱，其侧面通过化学粗化获得较粗糙表面，以提高与改性聚酰亚胺(2)的结合强度；所述改性聚酰亚胺(2)与粗化铜柱(1)高度相同，通过填入含银硅胶、氮化铝的改性材料以提高导热性。

进一步地，改性聚酰亚胺(2)与粗化铜柱(1)同一高度，通过填入含银硅胶、氮化铝的一种改性材料以提高导热性；

进一步地，所述粗化铜柱(1)的长度为1-1.3mm，宽度为0.5-0.7mm，高度为0.3-0.5mm。

进一步地，所述粗化铜柱(1)作为衬底导电区与发光芯片电极(4)连接，同一芯片(3)对应的两个相邻铜柱间隔为0.2-0.4mm，不同芯片对应但相邻的两个铜柱间隔为1-1.5mm。

本发明提供的一种制备所述用于微型LED器件的柔性聚酰亚胺衬底的方法，包括如下步骤：

1)铜柱图案的制备：为后续倒入聚酰亚胺的原料，除铜柱外设计一个外围边框以形成腔体，把铜柱及外围边框的黑色图案打印在透明胶片上，将铜板(5)的上表面进行抛光和除油处理，贴合透明胶片及光致抗蚀薄膜后，在固化紫外灯下照射10-20s，然后把铜板浸入显影液中浸泡40-60s，洗涤，获得所需铜柱图案；

2)铜柱的成形及粗化：完成步骤1)的铜板浸泡在蚀刻溶液中蚀刻80-150min，清水洗涤，然后再浸泡在粗化剂溶液中粗化30-70min，清水洗涤，最后浸泡在光致抗蚀薄膜的脱膜溶液中60-120s，清水洗涤并晾干，获得粗化铜柱及铜板腔体(6)；