一種扇形結(jié)構(gòu)的led芯片及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種扇形結(jié)構(gòu)的LED芯片及其制造方法，該芯片整體呈圓盤(pán)狀，芯片包括基板層、焊片層、芯片層及散熱透光層，焊片層設(shè)置在基板層與芯片層之間，散熱透光層設(shè)在芯片層上，基板層具有圓形的外緣邊界，在基板層的頂面上布置有多個(gè)正負(fù)極區(qū)域，焊片層包括多個(gè)子焊片，每一個(gè)子焊片都唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)正極區(qū)域或者負(fù)極區(qū)域，芯片層包括若干PN結(jié)，PN結(jié)的數(shù)量與正負(fù)極區(qū)域的數(shù)量相等，一個(gè)PN結(jié)通過(guò)焊片層唯一對(duì)應(yīng)的連接在一個(gè)正負(fù)極區(qū)域上。本發(fā)明使用了扇形的LED芯片，使得在極小的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了方形LED芯片不能實(shí)現(xiàn)的光效果，以及發(fā)光均勻無(wú)黃斑，構(gòu)成散熱透光層的透明陶瓷的導(dǎo)熱率為14W/mK是硅膠的100倍，散熱效果好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種扇形結(jié)構(gòu)的LED芯片及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LED芯片及其制造方法，特別是指一種扇形結(jié)構(gòu)的LED芯片及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，LED芯片也稱(chēng)led發(fā)光芯片，其是led燈具的核心組件，其主要的功能是將電能轉(zhuǎn)化為光能，LED芯片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。當(dāng)這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái)的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)P-N結(jié)。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)作用于LED芯片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。
[0003]在具體實(shí)施的時(shí)候LED芯片的制作流程主要分為兩部分，首先在襯底上制作氮化鎵(GaN)基的外延片，這個(gè)過(guò)程主要是在金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積外延片爐(MOCVD)中完成的。準(zhǔn)備好制作GaN基外延片所需的材料源和各種高純的氣體之后，按照工藝的要求就可以逐步把外延片做好。常用的襯底主要有藍(lán)寶石、碳化硅和硅襯底，還有GaAs、AIN、ZnO等材料。MOCVD是利用氣相反應(yīng)物(前驅(qū)物)及III族的有機(jī)金屬和V族的NH3在襯底表面進(jìn)行反應(yīng)，將所需的產(chǎn)物沉積在襯底表面。通過(guò)控制溫度、壓力、反應(yīng)物濃度和種類(lèi)比例，從而控制鍍膜成分、晶相等品質(zhì)。MOCVD外延爐是制作LED外延片最常用的設(shè)備。然后是對(duì)LED PN結(jié)的兩個(gè)電極進(jìn)行加工，電極加工也是制作LED芯片的關(guān)鍵工序，包括清洗、蒸鍍、黃光、化學(xué)蝕刻、熔合、研磨；然后對(duì)LED毛片進(jìn)行劃片、測(cè)試和分選，就可以得到所需的LED芯片。
[0004]但是就目前市面上出現(xiàn)的LED芯片而言其整體一般都是方形結(jié)構(gòu)的，受其結(jié)構(gòu)的限制決定了這種LED芯片必然具有光通量較低，散熱效果不高的缺點(diǎn)，從而大大的影響了LED芯片的使有用壽命，而此是為傳統(tǒng)技術(shù)的主要缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種扇形結(jié)構(gòu)的LED芯片及其制造方法，其整體采用扇形芯片進(jìn)行封裝，這樣可以一個(gè)極小的圓內(nèi)，最大程度的激發(fā)芯片能量，方便人們使用，而此就是本發(fā)明的主要目的。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種扇形結(jié)構(gòu)的LED芯片，包括基板層、焊片層、芯片層以及散熱透光層，基板層位于最底層，焊片層設(shè)置在基板層與該芯片層之間，散熱透光層覆蓋在芯片層上；其特征在于:
[0007]所述基板層整體呈圓盤(pán)狀，在基板層的圓盤(pán)面上布置有若干個(gè)正負(fù)極區(qū)域；正負(fù)極區(qū)域整體呈扇形，正負(fù)極區(qū)域一分為二成兩個(gè)形狀和面積完全相同的扇形，分別為正極區(qū)域和負(fù)極區(qū)域；若干個(gè)正負(fù)極區(qū)域均以圓盤(pán)面的圓心為圓心順序布滿(mǎn)在基板層的圓盤(pán)面上，若干個(gè)正極區(qū)域與負(fù)極區(qū)域呈間隔排列；
[0008]所述焊片層包括若干個(gè)子焊片，每一個(gè)子焊片都唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)正極區(qū)域或者負(fù)極區(qū)域；
[0009]所述芯片層包括若干個(gè)PN結(jié)，PN結(jié)整體呈扇形，PN結(jié)一分為二成兩個(gè)形狀和面積完全相同的扇形，分別為正極部分和負(fù)極部分；每一個(gè)正極部分的扇形形狀以及扇形面積與所述基板層的正極區(qū)域相同，且一個(gè)正極部分通過(guò)一個(gè)子焊片唯一對(duì)應(yīng)地連接在一個(gè)正極區(qū)域上；每一個(gè)負(fù)極部分的扇形形狀以及扇形面積與所述基板層的負(fù)極區(qū)域相同，且一個(gè)負(fù)極部分通過(guò)一個(gè)子焊片唯一對(duì)應(yīng)地連接在一個(gè)負(fù)極區(qū)域上；
[0010]位于正極部分和正極區(qū)域之間的子焊片與位于負(fù)極部分和負(fù)極區(qū)域之間的子焊片不接觸；
[0011]所述PN結(jié)之間串聯(lián)連接，所述散熱透光層由具有散熱透光的材料制成。
[0012]進(jìn)一步的，所述基板層由陶瓷或者金屬材料制成，其頂面上鍍有金或者銀層，金或者銀層的厚度在0.05-0.1mm之間。
[0013]進(jìn)一步的，所述焊片層為共晶焊片層，所述共晶焊片層為AuSn合金，其中Au的質(zhì)量百分比為30%-70%，所述共晶焊片層的厚度在0.05-0.15mm之間。
[0014]進(jìn)一步的，所述焊片層為共晶焊片層，所述共晶焊片層為AuSnAg合金，其中AiuAg的總體質(zhì)量百分比為30%-70%，Au與Ag之間的質(zhì)量比例在1:1至1:5之間，所述共晶焊片層的厚度在0.05-0.15mm之間。
[0015]進(jìn)一步的，所述每一個(gè)正極區(qū)域、負(fù)極區(qū)域、正極部分、負(fù)極部分以及子焊片整體都呈扇形，其中，正極區(qū)域、負(fù)極區(qū)域、正極部分、負(fù)極部分的扇形形狀以及扇形面積相同，子焊片的扇形形狀以及扇形面積小于正極區(qū)域、負(fù)極區(qū)域、正極部分、負(fù)極部分的扇形形狀以及扇形面積。
[0016]進(jìn)一步的，所述散熱透光層由熒光透明陶瓷制成，熒光透明陶瓷為釔鋁石榴石透明陶瓷片。
[0017]進(jìn)一步的，在所述基板層的圓盤(pán)面上布置有四個(gè)正負(fù)極區(qū)域，組成一個(gè)正負(fù)極區(qū)域的正極區(qū)域和負(fù)極區(qū)域的扇形面積為該基板層圓盤(pán)面面積的1/8 ;所述焊片層包括八個(gè)子焊片，所述芯片層包括四個(gè)PN結(jié)，組成一個(gè)PN結(jié)的正極部分以及負(fù)極部分的扇形面積為基板層圓面積的1/8。
[0018]一種制作扇形結(jié)構(gòu)的LED芯片的制造方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0019]第一步、制作基板層，
[0020]基板層由陶瓷或者金屬材料制成，基板層的圓盤(pán)面上鍍有金或者銀層，金或者銀層的厚度在0.05-0.1mm之間，基板層具有圓形的外緣邊界，在基板層的圓盤(pán)面上布置若干個(gè)正負(fù)極區(qū)域，每一個(gè)該正負(fù)極區(qū)域都具有弧邊以及連接在該弧邊兩端的兩條半徑線(xiàn)，正負(fù)極區(qū)域整體呈扇形，弧邊與該基板層的外緣邊界相重疊，每一個(gè)正負(fù)極區(qū)域都包括正極區(qū)域以及負(fù)極區(qū)域，若干個(gè)正負(fù)極區(qū)域順序布滿(mǎn)在該基板層的頂面上，若干個(gè)正負(fù)極區(qū)域的正極區(qū)域與負(fù)極區(qū)域間隔設(shè)置；
[0021]第二步、將芯片層利用焊片層焊接在第一步的基板層上，得到半成品，
[0022]焊片層為共晶焊片層，焊片層包括若干個(gè)子焊片，每一個(gè)子焊片都唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)正極區(qū)域或者負(fù)極區(qū)域，焊片層的厚度在0.05-0.15mm之間，芯片層包括若干PN結(jié)，每一個(gè)PN結(jié)都具有弧邊以及連接在弧邊兩端的兩條半徑線(xiàn)，PN結(jié)整體呈扇形，并且，PN結(jié)的扇形形狀以及扇形面積與基板層的正負(fù)極區(qū)域相同，PN結(jié)的數(shù)量與正負(fù)極區(qū)域的數(shù)量相等，一個(gè)PN結(jié)通過(guò)焊片層唯一對(duì)應(yīng)的連接在一個(gè)正負(fù)極區(qū)域上，每一個(gè)PN結(jié)都包括正極部分以及負(fù)極部分，其中，正極部分通過(guò)一個(gè)子焊片唯一對(duì)應(yīng)的連接在一個(gè)正負(fù)極區(qū)域的正極區(qū)域上，負(fù)極部分通過(guò)另外一個(gè)子焊片唯一對(duì)應(yīng)的連接在一個(gè)正負(fù)極區(qū)域的負(fù)極區(qū)域上，位于正極部分與正極區(qū)域之間的子焊片與位于負(fù)極部分與該極區(qū)域之間的子焊片不接觸；
[0023]PN結(jié)之間串聯(lián)連接，在200至300攝氏度的情況下將芯片層利用焊片層焊接在第一步的基板層上；
[0024]第三步、初檢并封裝，
[0025]將第二步中的半成品進(jìn)行初步通電點(diǎn)亮檢測(cè)，如果焊接在基板層上的芯片層的每一個(gè)PN結(jié)都發(fā)光則點(diǎn)入無(wú)機(jī)二氧化硅液體膠，并進(jìn)行烘烤固化，點(diǎn)入無(wú)機(jī)二氧化硅液體膠的膠量以完全淹沒(méi)該半成品為準(zhǔn)，在烘烤固化的過(guò)程中控制溫度在200至300攝氏度的情況下烘烤20至40分鐘，在完成烘烤后需要檢查該半成品表面的凝固情況；
[0026]第四步、將散熱透光層蓋設(shè)在第三步中的經(jīng)過(guò)初檢并封裝的半成品上，以完成整體生產(chǎn)過(guò)程，
[0027]散熱透光層由熒光透明陶瓷制成，熒光透明陶瓷為釔鋁石榴石透明陶瓷片，首先在第三步中的經(jīng)過(guò)初檢并封裝的半成品上點(diǎn)上無(wú)機(jī)二氧化硅液體膠，之后將該散熱透光層蓋設(shè)在該半成品上，之后控制溫度在180至220攝氏度烘烤50至70分鐘進(jìn)行固化后得到成品，將該成品依次進(jìn)行點(diǎn)亮分揀并選出合格的成品以完成整體生產(chǎn)過(guò)程。
[0028]進(jìn)一步的，在所述第二步中每一個(gè)正極區(qū)域、負(fù)極區(qū)域、正極部分、負(fù)極部分以及子焊片整體都呈扇形，其中，正極區(qū)域、負(fù)極區(qū)域、正極部分、負(fù)極部分的扇形形狀以及扇形面積相同，子焊片的扇形形狀以及扇形面積小于正極區(qū)域、負(fù)極區(qū)域、正極部分、負(fù)極部分的扇形形狀以及扇形面積。
[0029]進(jìn)一步的,在所述第二步中共晶焊片層為AuSn合金或者AuSnAg合金,其中Au的質(zhì)量百分比為30%-70%或者Au、Ag的總體質(zhì)量百分比為30%-70%，當(dāng)共晶焊片層中Au或Au以及Ag的重量百分比為70%的時(shí)候，焊接溫度為200攝氏度，當(dāng)該共晶焊片層中Au或Au以及Ag的重量百分比為30%的時(shí)候，焊接溫度為300攝氏度。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明主要技術(shù)要點(diǎn)在于使用了扇形的LED芯片，使得在極小的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了方形LED芯片不能實(shí)現(xiàn)的光效果，以及發(fā)光均勻無(wú)黃斑，構(gòu)成散熱透光層的透明陶瓷的導(dǎo)熱率為14W/mK是硅膠的100倍，散熱效果好；另外透明陶瓷片的燒結(jié)溫度大于1000度，故長(zhǎng)時(shí)間使用光衰小，無(wú)熱淬滅現(xiàn)象。傳統(tǒng)的LED芯片的整體形狀為方形，所以其投射出的光線(xiàn)在背景物體上所形成的光斑必然也為方形，而本發(fā)明的LED芯片的整體形狀為圓形，所以其投射出的光線(xiàn)在背景物體上所形成的光斑必然也為圓形，對(duì)于周長(zhǎng)相同的方形與圓形而言，圓形的面積大于方形，所以本發(fā)明的LED芯片的光通量必然大于傳統(tǒng)方形芯片的光通量，所以使得本發(fā)明的LED芯片在極小的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了方形LED芯片不能實(shí)現(xiàn)的光效。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為本發(fā)明基板層的主視圖。
[0032]圖2為本發(fā)明的層狀結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖3為本發(fā)明焊片層的主視圖。[0034]圖4為本發(fā)明芯片層的主視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]如圖1至4所示，一種扇形結(jié)構(gòu)的LED芯片，該芯片整體具有圓形的邊界，也就是說(shuō)該芯片整體為圓形。
[0036]該芯片包括基板層10、焊片層20、芯片層30以及散熱透光層40，該焊片層20設(shè)置在該基板層10與該芯片層30之間，該散熱透光層40蓋設(shè)在該芯片層30上。
[0037]在具體工作的時(shí)候，該芯片層30通電發(fā)光，光線(xiàn)透過(guò)該散熱透光層40照射出來(lái)。
[0038]該基板層10由陶瓷或者金屬材料制成。
[0039]在具體實(shí)施的時(shí)候，該基板層10的頂面上鍍有金或者銀層，金或者銀層的厚度在
0.05-0.1mm之間，該基板層10具有圓形的外緣邊界。
[0040]在該基板層10的頂面上布置有若干個(gè)正負(fù)極區(qū)域11，每一個(gè)該正負(fù)極區(qū)域11都具有弧邊111以及連接在該弧邊111兩端的兩條半徑線(xiàn)112，該正負(fù)極區(qū)域11整體呈扇形。
[0041]該弧邊111與該基板層10的外緣邊界相重疊，每一個(gè)該正負(fù)極區(qū)域11都包括正極區(qū)域113以及負(fù)極區(qū)域114，若干個(gè)該正負(fù)極區(qū)域11順序布滿(mǎn)在該基板層10的頂面上，若干個(gè)該正負(fù)極區(qū)域11的該正極區(qū)域113與該負(fù)極區(qū)域114間隔設(shè)置。
[0042]該焊片層20為共晶焊片層，該共晶焊片層可以為AuSn合金，其中Au的質(zhì)量百分比為30%-70%其余為Sn。
[0043]該共晶焊片層也可以為AuSnAg合金，其中Au、Ag的總體質(zhì)量百分比為30%_70%其余為Sn，Au與Ag之間的質(zhì)量比例在1:1至1:5之間。
[0044]該焊片層20包括若干個(gè)子焊片21，每一個(gè)該子焊片21都唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)該正極區(qū)域113或者該負(fù)極區(qū)域114，該焊片層20的厚度在0.05-0.15mm之間。
[0045]該芯片層30包括若干PN結(jié)31，每一個(gè)該P(yáng)N結(jié)31都具有弧邊311以及連接在該弧邊311兩端的兩條半徑線(xiàn)312，該P(yáng)N結(jié)31整體呈扇形，并且，該P(yáng)N結(jié)31的扇形形狀以及扇形面積與該基板層10的該正負(fù)極區(qū)域11相同。
[0046]該P(yáng)N結(jié)31的數(shù)量與該正負(fù)極區(qū)域11的數(shù)量相等，一個(gè)該P(yáng)N結(jié)31通過(guò)該焊片層20唯一對(duì)應(yīng)的連接在一個(gè)該正負(fù)極區(qū)域11上。
[0047]每一個(gè)該P(yáng)N結(jié)31都包括正極部分313以及負(fù)極部分314，其中，該正極部分313通過(guò)一個(gè)該子焊片21唯一對(duì)應(yīng)的連接在一個(gè)該正負(fù)極區(qū)域11的該正極區(qū)域113上。
[0048]該負(fù)極部分314通過(guò)另外一個(gè)該子焊片21唯一對(duì)應(yīng)的連接在一個(gè)該正負(fù)極區(qū)域11的該負(fù)極區(qū)域114上。
[0049]位于該正極部分313與該正極區(qū)域113之間的該子焊片21與位于該負(fù)極部分314與該負(fù)極區(qū)域114之間的該子焊片21不接觸。
[0050]該P(yáng)N結(jié)31之間串聯(lián)連接。
[0051]在具體實(shí)施的時(shí)候，每一個(gè)該正極區(qū)域113、該負(fù)極區(qū)域114、該正極部分313、該負(fù)極部分314以及該子焊片21整體都呈扇形，其中，該正極區(qū)域113、該負(fù)極區(qū)域114、該正極部分313、該負(fù)極部分314的扇形形狀以及扇形面積相同。
[0052]該子焊片21的扇形形狀以及扇形面積小于該正極區(qū)域113、該負(fù)極區(qū)域114、該正極部分313、該負(fù)極部分314的扇形形狀以及扇形面積。[0053]該散熱透光層40由具有散熱透光的材料制成，在具體實(shí)施的時(shí)候該散熱透光層40由熒光透明陶瓷制成，熒光透明陶瓷也就是釔鋁石榴石透明陶瓷片(YAG)。
[0054]該散熱透光層40的厚度以及透光度可以在具體實(shí)施的時(shí)候具體確定。
[0055]本發(fā)明在具體實(shí)施的時(shí)候，其一種較佳實(shí)施方式為，在該基板層10的頂面上布置有四個(gè)正負(fù)極區(qū)域11。
[0056]組成一個(gè)該正負(fù)極區(qū)域11的該正極區(qū)域113以及該負(fù)極區(qū)域114的扇形面積為該基板層10圓面積的1/8。
[0057]該焊片層20包括八個(gè)該子焊片21，該芯片層30包括四個(gè)該P(yáng)N結(jié)31，組成一個(gè)該P(yáng)N結(jié)31的該正極部分313以及該負(fù)極部分314的扇形面積為該基板層10圓面積的1/8。
[0058]一種制作扇形結(jié)構(gòu)LED芯片的制造方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0059]第一步、制作基板層10。
[0060]該基板層10由陶瓷或者金屬材料制成，在具體實(shí)施的時(shí)候，該基板層10的頂面上鍍有金或者銀層，金或者銀層的厚度在0.05-0.1mm之間。
[0061]該基板層10具有圓形的外緣邊界。
[0062]在該基板層10的頂面上布置若干個(gè)正負(fù)極區(qū)域11，每一個(gè)該正負(fù)極區(qū)域11都具有弧邊111以及連接在該弧邊111兩端的兩條半徑線(xiàn)112，該正負(fù)極區(qū)域11整體呈扇形。
[0063]該弧邊111與該基板層10的外緣邊界相重疊。
[0064]每一個(gè)該正負(fù)極區(qū)域11都包括正極區(qū)域113以及負(fù)極區(qū)域114，若干個(gè)該正負(fù)極區(qū)域11順序布滿(mǎn)在該基板層10的頂面上，若干個(gè)該正負(fù)極區(qū)域11的該正極區(qū)域113與該負(fù)極區(qū)域114間隔設(shè)置。
[0065]第二步、將芯片層30利用焊片層20焊接在第一步的該基板層10上，得到半成品100。
[0066]該焊片層20為共晶焊片層，該焊片層20包括若干個(gè)子焊片21，每一個(gè)該子焊片21都唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)該正極區(qū)域113或者該負(fù)極區(qū)域114，該焊片層20的厚度在
0.05-0.15mm 之間。
[0067]該芯片層30包括若干PN結(jié)31，每一個(gè)該P(yáng)N結(jié)31都具有弧邊311以及連接在該弧邊311兩端的兩條半徑線(xiàn)312，該P(yáng)N結(jié)31整體呈扇形，并且，該P(yáng)N結(jié)31的扇形形狀以及扇形面積與該基板層10的該正負(fù)極區(qū)域11相同。
[0068]該P(yáng)N結(jié)31的數(shù)量與該正負(fù)極區(qū)域11的數(shù)量相等。
[0069]一個(gè)該P(yáng)N結(jié)31通過(guò)該焊片層20唯一對(duì)應(yīng)的連接在一個(gè)該正負(fù)極區(qū)域11上。
[0070]每一個(gè)該P(yáng)N結(jié)31都包括正極部分313以及負(fù)極部分314，其中，該正極部分313通過(guò)一個(gè)該子焊片21唯一對(duì)應(yīng)的連接在一個(gè)該正負(fù)極區(qū)域11的該正極區(qū)域113上。
[0071]該負(fù)極部分314通過(guò)另外一個(gè)該子焊片21唯一對(duì)應(yīng)的連接在一個(gè)該正負(fù)極區(qū)域11的該負(fù)極區(qū)域114上。
[0072]位于該正極部分313與該正極區(qū)域113之間的該子焊片21與位于該負(fù)極部分314與該負(fù)極區(qū)域114之間的該子焊片21不接觸。
[0073]該P(yáng)N結(jié)31之間串聯(lián)連接。
[0074]在具體實(shí)施的時(shí)候，每一個(gè)該正極區(qū)域113、該負(fù)極區(qū)域114、該正極部分313、該負(fù)極部分314以及該子焊片21整體都呈扇形，其中，該正極區(qū)域113、該負(fù)極區(qū)域114、該正極部分313、該負(fù)極部分314的扇形形狀以及扇形面積相同。
[0075]該子焊片21的扇形形狀以及扇形面積小于該正極區(qū)域113、該負(fù)極區(qū)域114、該正極部分313、該負(fù)極部分314的扇形形狀以及扇形面積。
[0076]在200至300攝氏度的情況下將該芯片層30利用該焊片層20焊接在第一步的該基板層10上。
[0077]在具體實(shí)施的時(shí)候該共晶焊片層可以為AuSn合金，其中Au的質(zhì)量百分比為30%-70% 其余為 Sn。
[0078]該共晶焊片層也可以為AuSnAg合金，其中Au、Ag的總體質(zhì)量百分比為30%_70%其余為Sn，Au與Ag之間的質(zhì)量比例在1:1至1:5之間。
[0079]當(dāng)該共晶焊片層中Au或Au以及Ag的重量百分比為70%的時(shí)候，焊接溫度為200攝氏度，當(dāng)該共晶焊片層中Au或Au以及Ag的重量百分比為30%的時(shí)候，焊接溫度為300攝氏度。
[0080]第三步、初檢并封裝。
[0081]將第二步中的該半成品100進(jìn)行初步通電點(diǎn)亮檢測(cè)，如果焊接在該基板層10上的該芯片層30的每一個(gè)該P(yáng)N結(jié)31都發(fā)光則點(diǎn)入無(wú)機(jī)二氧化硅液體膠，并進(jìn)行烘烤固化，點(diǎn)入無(wú)機(jī)二氧化硅液體膠的膠量以完全淹沒(méi)該半成品100為準(zhǔn)，在烘烤固化的過(guò)程中控制溫度在200至300攝氏度的情況下烘烤20至40分鐘。
[0082]在完成烘烤后需要檢查該半成品100表面的凝固情況。
[0083]第四步、將散熱透光層40蓋設(shè)在第三步中的經(jīng)過(guò)初檢并封裝的半成品100上，以完成整體生產(chǎn)過(guò)程。
[0084]該散熱透光層40由具有散熱透光的材料制成。
[0085]在具體實(shí)施的時(shí)候該散熱透光層40由熒光透明陶瓷制成，熒光透明陶瓷也就是釔鋁石榴石透明陶瓷片(YAG )。
[0086]首先在第三步中的經(jīng)過(guò)初檢并封裝的半成品100上點(diǎn)上無(wú)機(jī)二氧化硅液體膠，之后將該散熱透光層40蓋設(shè)在該半成品100上，之后控制溫度在180至220攝氏度烘烤50至70分鐘進(jìn)行固化后得到成品200。
[0087]將該成品200依次進(jìn)行點(diǎn)亮分揀并選出合格的成品以完成整體生產(chǎn)過(guò)程。
[0088]在具體實(shí)施的時(shí)候在一片半成品100上點(diǎn)上的無(wú)機(jī)二氧化硅液體膠量以3ml為佳。
[0089]本發(fā)明的產(chǎn)品以及生產(chǎn)方法中主要利用扇形芯片進(jìn)行封裝，特別是采用倒裝技術(shù)封裝，這樣可以在一個(gè)極小的圓面內(nèi)，最大程度的激發(fā)芯片能量，使得本發(fā)明產(chǎn)品尺寸在0
2.6-3.0 mm的范圍內(nèi)，其光通量能夠達(dá)到大于等于13001m。
[0090]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。
[0091]本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等同物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種扇形結(jié)構(gòu)的LED芯片，包括基板層、焊片層、芯片層以及散熱透光層，基板層位于最底層，焊片層設(shè)置在基板層與該芯片層之間，散熱透光層覆蓋在芯片層上；其特征在于: 所述基板層整體呈圓盤(pán)狀，在基板層的圓盤(pán)面上布置有若干個(gè)正負(fù)極區(qū)域；正負(fù)極區(qū)域整體呈扇形，正負(fù)極區(qū)域一分為二成兩個(gè)形狀和面積完全相同的扇形，分別為正極區(qū)域和負(fù)極區(qū)域；若干個(gè)正負(fù)極區(qū)域均以圓盤(pán)面的圓心為圓心順序布滿(mǎn)在基板層的圓盤(pán)面上，若干個(gè)正極區(qū)域與負(fù)極區(qū)域呈間隔排列； 所述焊片層包括若干個(gè)子焊片，每一個(gè)子焊片都唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)正極區(qū)域或者負(fù)極區(qū)域； 所述芯片層包括若干個(gè)PN結(jié)，PN結(jié)整體呈扇形，PN結(jié)一分為二成兩個(gè)形狀和面積完全相同的扇形，分別為正極部分和負(fù)極部分；每一個(gè)正極部分的扇形形狀以及扇形面積與所述基板層的正極區(qū)域相同，且一個(gè)正極部分通過(guò)一個(gè)子焊片唯一對(duì)應(yīng)地連接在一個(gè)正極區(qū)域上；每一個(gè)負(fù)極部分的扇形形狀以及扇形面積與所述基板層的負(fù)極區(qū)域相同，且一個(gè)負(fù)極部分通過(guò)一個(gè)子焊片唯一對(duì)應(yīng)地連接在一個(gè)負(fù)極區(qū)域上； 位于正極部分和正極區(qū)域之間的子焊片與位于負(fù)極部分和負(fù)極區(qū)域之間的子焊片不接觸； 所述PN結(jié)之間串聯(lián)連接， 所述散熱透光層由具有散熱透光的材料制成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種扇形結(jié)構(gòu)的LED芯片，其特征在于:所述基板層由陶瓷或者金屬材料制成，其頂面上鍍有金或者銀層，金或者銀層的厚度在0.05-0.1mm之間。
3.如權(quán)利要求1所述的一種扇形結(jié)構(gòu)的LED芯片，其特征在于:所述焊片層為共晶焊片層，所述共晶焊片層為AuSn合金，其中Au的質(zhì)量百分比為30%-70%，所述共晶焊片層的厚度在0.05-0.15mm之間。
4.如權(quán)利要求1所述的一種扇形結(jié)構(gòu)的LED芯片，其特征在于:所述焊片層為共晶焊片層，所述共晶焊片層為AuSnAg合金，其中Au、Ag的總體質(zhì)量百分比為30%_70%，Au與Ag之間的質(zhì)量比例在1:1至1:5之間，所述共晶焊片層的厚度在0.05-0.15mm之間。
5.如權(quán)利要求1所述的一種扇形結(jié)構(gòu)的LED芯片，其特征在于:所述每一個(gè)正極區(qū)域、負(fù)極區(qū)域、正極部分、負(fù)極部分以及子焊片整體都呈扇形，其中，正極區(qū)域、負(fù)極區(qū)域、正極部分、負(fù)極部分的扇形形狀以及扇形面積相同，子焊片的扇形形狀以及扇形面積小于正極區(qū)域、負(fù)極區(qū)域、正極部分、負(fù)極部分的扇形形狀以及扇形面積。
6.如權(quán)利要求1所述的一種扇形結(jié)構(gòu)的LED芯片，其特征在于:所述散熱透光層由熒光透明陶瓷制成，熒光透明陶瓷為釔鋁石榴石透明陶瓷片。
7.如權(quán)利要求1至6中至少一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種扇形結(jié)構(gòu)的LED芯片，其特征在于:在所述基板層的圓盤(pán)面上布置有四個(gè)正負(fù)極區(qū)域，組成一個(gè)正負(fù)極區(qū)域的正極區(qū)域和負(fù)極區(qū)域的扇形面積為該基板層圓盤(pán)面面積的1/8 ;所述焊片層包括八個(gè)子焊片，所述芯片層包括四個(gè)PN結(jié)，組成一個(gè)PN結(jié)的正極部分以及負(fù)極部分的扇形面積為基板層圓面積的 1/8。
8.一種制作扇形結(jié)構(gòu)的LED芯片的制造方法，其特征在于，包括如下步驟: 第一步、制作基板層， 基板層由陶瓷或者金屬材料制成，基板層的圓盤(pán)面上鍍有金或者銀層，金或者銀層的厚度在0.05-0.1mm之間，基板層具有圓形的外緣邊界，在基板層的圓盤(pán)面上布置若干個(gè)正負(fù)極區(qū)域，每一個(gè)該正負(fù)極區(qū)域都具有弧邊以及連接在該弧邊兩端的兩條半徑線(xiàn)，正負(fù)極區(qū)域整體呈扇形，弧邊與該基板層的外緣邊界相重疊，每一個(gè)正負(fù)極區(qū)域都包括正極區(qū)域以及負(fù)極區(qū)域，若干個(gè)正負(fù)極區(qū)域順序布滿(mǎn)在該基板層的頂面上，若干個(gè)正負(fù)極區(qū)域的正極區(qū)域與負(fù)極區(qū)域間隔設(shè)置； 第二步、將芯片層利用焊片層焊接在第一步的基板層上，得到半成品， 焊片層為共晶焊片層，焊片層包括若干個(gè)子焊片，每一個(gè)子焊片都唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)正極區(qū)域或者負(fù)極區(qū)域，焊片層的厚度在0.05-0.15mm之間，芯片層包括若干PN結(jié)，每一個(gè)PN結(jié)都具有弧邊以及連接在弧邊兩端的兩條半徑線(xiàn)，PN結(jié)整體呈扇形，并且，PN結(jié)的扇形形狀以及扇形面積與基板層的正負(fù)極區(qū)域相同，PN結(jié)的數(shù)量與正負(fù)極區(qū)域的數(shù)量相等，一個(gè)PN結(jié)通過(guò)焊片層唯一對(duì)應(yīng)的連接在一個(gè)正負(fù)極區(qū)域上，每一個(gè)PN結(jié)都包括正極部分以及負(fù)極部分，其中，正極部分通過(guò)一個(gè)子焊片唯一對(duì)應(yīng)的連接在一個(gè)正負(fù)極區(qū)域的正極區(qū)域上，負(fù)極部分通過(guò)另外一個(gè)子焊片唯一對(duì)應(yīng)的連接在一個(gè)正負(fù)極區(qū)域的負(fù)極區(qū)域上，位于正極部分與正極區(qū)域之間的子焊片與位于負(fù)極部分與該極區(qū)域之間的子焊片不接觸； PN結(jié)之間串聯(lián)連接，在200至300攝氏度的情況下將芯片層利用焊片層焊接在第一步的基板層上； 第三步、初檢并封裝， 將第二步中的半成品進(jìn)行初步通電點(diǎn)亮檢測(cè)，如果焊接在基板層上的芯片層的每一個(gè)PN結(jié)都發(fā)光則點(diǎn)入無(wú)機(jī)二氧化硅液體膠，并進(jìn)行烘烤固化，點(diǎn)入無(wú)機(jī)二氧化硅液體膠的膠量以完全淹沒(méi)該半成品為準(zhǔn)，在烘烤固化的過(guò)程中控制溫度在200至300攝氏度的情況下烘烤20至40分鐘，在完成烘烤后需要檢查該半成品表面的凝固情況； 第四步、將散熱透光層蓋設(shè)在第三步中的經(jīng)過(guò)初檢并封裝的半成品上，以完成整體生產(chǎn)過(guò)程， 散熱透光層由熒光透明陶瓷制`成，熒光透明陶瓷為釔招石榴石透明陶瓷片，首先在第三步中的經(jīng)過(guò)初檢并封裝的半成品上點(diǎn)上無(wú)機(jī)二氧化硅液體膠，之后將該散熱透光層蓋設(shè)在該半成品上，之后控制溫度在180至220攝氏度烘烤50至70分鐘進(jìn)行固化后得到成品，將該成品依次進(jìn)行點(diǎn)亮分揀并選出合格的成品以完成整體生產(chǎn)過(guò)程。
9.如權(quán)利要求8所述的一種制作扇形結(jié)構(gòu)的LED芯片的制造方法，其特征在于:在所述第二步中每一個(gè)正極區(qū)域、負(fù)極區(qū)域、正極部分、負(fù)極部分以及子焊片整體都呈扇形，其中，正極區(qū)域、負(fù)極區(qū)域、正極部分、負(fù)極部分的扇形形狀以及扇形面積相同，子焊片的扇形形狀以及扇形面積小于正極區(qū)域、負(fù)極區(qū)域、正極部分、負(fù)極部分的扇形形狀以及扇形面積。
10.如權(quán)利要求8所述的一種制作扇形結(jié)構(gòu)的LED芯片的制造方法，其特征在于:在所述第二步中共晶焊片層為AuSn合金或者AuSnAg合金，其中Au的質(zhì)量百分比為30%_70%或者AiuAg的總體質(zhì)量百分比為30%-70%，當(dāng)共晶焊片層中Au或Au以及Ag的重量百分比為70%的時(shí)候，焊接溫度為200攝氏度，當(dāng)該共晶焊片層中Au或Au以及Ag的重量百分比為30%的時(shí)候，焊接溫度為300攝氏度。
【文檔編號(hào)】H01L33/20GK103715321SQ201310685345
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】鄒軍 申請(qǐng)人:浙江億米光電科技有限公司