本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域,特別涉及一種便于加工的LED芯片。
背景技術(shù):
發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode,LED)是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件。這種電子元件早在1962年出現(xiàn),早期只能發(fā)出低光度的紅光,之后發(fā)展出其他單色光的版本,時(shí)至今日能發(fā)出的光已遍及可見(jiàn)光、紅外線及紫外線,光度也提高到相當(dāng)?shù)墓舛取S捎谄渚哂泄?jié)能、環(huán)保、安全、壽命長(zhǎng)、低功耗、低熱、高亮度、防水、微型、防震、易調(diào)光、光束集中、維護(hù)簡(jiǎn)便等特點(diǎn),可以廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明等領(lǐng)域。
傳統(tǒng)的LED芯片封裝工藝步驟如下:第一,將LED芯片通過(guò)界面導(dǎo)熱材料固定在支架內(nèi),即固晶工藝,此時(shí)LED芯片的金屬電極面朝上;第二,通過(guò)金線鍵合工藝實(shí)現(xiàn)芯片電極與外電路的連接,然后使用高透明的樹(shù)脂將LED芯片包裝起來(lái),以保護(hù)發(fā)光器件和封裝結(jié)構(gòu)。
傳統(tǒng)的LED芯片封裝工藝主要存在以下三點(diǎn)不足:芯片的傳熱效率低,多芯片組裝的復(fù)雜性高,并且封裝效率低。具體表現(xiàn)如下:第一,芯片的傳熱性能受到界面材料的導(dǎo)熱能力的限制,尤其是市場(chǎng)對(duì)大功率的LED芯片的需求越來(lái)越大,而采用傳統(tǒng)封裝工藝的LED芯片的散熱問(wèn)題越發(fā)突出;第二,隨著多芯片構(gòu)成的大功率、多色彩的LED模組所應(yīng)用的領(lǐng)域越來(lái)越廣泛,采用傳統(tǒng)引線鍵合工藝,引線會(huì)占據(jù)相當(dāng)一部分空間,導(dǎo)致封裝體積過(guò)大,不利于產(chǎn)品的小型化,同時(shí)生產(chǎn)效率低;第三,傳統(tǒng)封裝工藝流程復(fù)雜,生產(chǎn)效率低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種便于加工的LED芯片,以解決現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)致的上述多項(xiàng)缺陷。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型提供以下的技術(shù)方案:一種便于加工的LED芯片,所述LED芯片包括:
襯底,所述襯底有上表面和下表面;
位于所述襯底上表面上的N型半導(dǎo)體層,所述N型半導(dǎo)體層為階梯型,N型半導(dǎo)體層包括頂端平鋪的第一表面、豎直的第二表面和底端平鋪的第三表面,所述第二表面為鋸齒狀;
位于所述N型半導(dǎo)體上的發(fā)光層,所述發(fā)光層位于第一表面上;
位于所述發(fā)光層上的P型半導(dǎo)體層;
位于所述P型半導(dǎo)體層上和N型半導(dǎo)體第三表面上的電流阻擋層;
形成于所述電流阻擋層中處于P型半導(dǎo)體層上的P型電極;
形成與所述電流阻擋層中處于N型半導(dǎo)體層第三表面上的N型電極。
優(yōu)選的,所述電流阻擋層上設(shè)有金屬犧牲層。
優(yōu)選的,所述P型電極與N型電極之間的所述電流阻擋層的面積與整個(gè)電極面的面積之比處于1/3-1/2的范圍內(nèi)。
優(yōu)選的,所述襯底下表面設(shè)有絕緣導(dǎo)熱層。
優(yōu)選的,所述絕緣導(dǎo)熱層下表面設(shè)有鋁制散熱片。
采用以上技術(shù)方案的有益效果是:本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的一種LED燈,通過(guò)將N型電極和P型電極的面積之比控制在合理的范圍內(nèi),解決了表面張力導(dǎo)致偏位虛焊的缺陷;通過(guò)在P型電極和N型電極的焊盤(pán)上生長(zhǎng)凸點(diǎn),有效地抵消了電極焊盤(pán)之間的高度差,有效地減小了偏位虛焊,改善了封裝效果;同時(shí),由于將電極之間的鈍化層的面積(絕緣間距)控制在合理的范圍內(nèi),有效防止了SMT中的短路失效,N型半導(dǎo)體層的第二表面呈鋸齒狀,使得從LED內(nèi)部發(fā)光區(qū)發(fā)出的光在鋸齒狀的界面多次散射,改變了全反射的出射角,增加了光出射的幾率,從而能提高了LED的發(fā)光效率。本方案LED芯片的亮度比傳統(tǒng)方法提高了3%,且絕緣導(dǎo)熱層和鋁制散熱片可以有效的給LED芯片散熱,增強(qiáng)其使用壽命。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中,1-襯底,2-N型半導(dǎo)體層,3-發(fā)光層,4-P型半導(dǎo)體層,5-P型電極,6-電流阻擋層,7-絕緣導(dǎo)熱層,8-N型電極,9-金屬犧牲層,10-鋁制散熱片,21-第一表面,22-第二表面,23-第三表面。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式。
圖1出示本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式:一種便于加工的LED芯片,所述LED芯片包括:
襯底1,所述襯底1有上表面和下表面,襯底1可以是藍(lán)寶石、SiC、GaN等;
位于所述襯底1上表面上的N型半導(dǎo)體層2,所述N型半導(dǎo)體層2為階梯型,N型半導(dǎo)體層2包括頂端平鋪的第一表面21、豎直的第二表面22和底端平鋪的第三表面23,所述第二表面22為鋸齒狀,鋸齒的三角形頂角為40°-47°,鋸齒的三角形邊長(zhǎng)為1um-1.3um,LED芯片內(nèi)部還設(shè)置有內(nèi)部發(fā)光層3,如量子阱發(fā)光區(qū),從該LED芯片內(nèi)部發(fā)光區(qū)發(fā)出的光在鋸齒狀的界面多次散射,改變了全反射的出射角,增加了光出射的幾率,從而能提高LED的發(fā)光效率,本方案的LED芯片亮度比傳統(tǒng)方法提高了3%;
位于所述N型半導(dǎo)體上的發(fā)光層3,所述發(fā)光層3位于第一表面21上,N形半導(dǎo)體層的材料是N型GaN;
位于所述發(fā)光層3上的P型半導(dǎo)體層4,P形半導(dǎo)體層的材料是P型GaN等;
位于所述P型半導(dǎo)體層4上和N型半導(dǎo)體第三表面23上的電流阻擋層6,由于將電極之間的電流阻擋層6的面積控制在合理的范圍內(nèi),有效防止了SMT中的短路失效;
形成于所述電流阻擋層6中處于P型半導(dǎo)體層4上的P型電極5;
形成與所述電流阻擋層6中處于N型半導(dǎo)體層2第三表面23上的N型電極8,電極材料可以是鋁、硅、鈦、鎢、銅、銀、鎳、金、銀、銦、錫等中的一種金屬材料或者多種金屬材料形成的多層膜或合金。
本實(shí)施例中,所述電流阻擋層6上設(shè)有金屬犧牲層9,保護(hù)LED芯片,在進(jìn)行SMT工藝的時(shí)候,除去金屬犧牲層9。
本實(shí)施例中,所述P型電極5與N型電極8之間的所述電流阻擋層6的面積與整個(gè)電極面的面積之比處于1/3-1/2的范圍內(nèi)。
本實(shí)施例中,所述襯底1下表面設(shè)有絕緣導(dǎo)熱層7,可以傳遞LED工作時(shí)產(chǎn)生的熱量,且可以絕緣,防止發(fā)生短路。
本實(shí)施例中,所述絕緣導(dǎo)熱層7下表面設(shè)有鋁制散熱片10,將絕緣導(dǎo)熱層7傳遞過(guò)來(lái)的熱量散發(fā)掉,降低LED芯片的熱量,優(yōu)化LED芯片的工作溫度。
以上所說(shuō)的“電極面”的面積指兩電極的面積與絕緣部分和電流阻擋層6的面積之和。
基于上述:本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的一種LED燈,通過(guò)將N型電極8和P型電極5的面積之比控制在合理的范圍內(nèi),解決了表面張力導(dǎo)致偏位虛焊的缺陷;通過(guò)在P型電極5和N型電極8的焊盤(pán)上生長(zhǎng)凸點(diǎn),有效地抵消了電極焊盤(pán)之間的高度差,有效地減小了偏位虛焊,改善了封裝效果;同時(shí),由于將電極之間的鈍化層的面積(絕緣間距)控制在合理的范圍內(nèi),有效防止了SMT中的短路失效,N型半導(dǎo)體層2的第二表面22呈鋸齒狀,使得從LED內(nèi)部發(fā)光區(qū)發(fā)出的光在鋸齒狀的界面多次散射,改變了全反射的出射角,增加了光出射的幾率,從而能提高了LED的發(fā)光效率。本方案LED芯片的亮度比傳統(tǒng)方法提高了3%,且絕緣導(dǎo)熱層7和鋁制散熱片10可以有效的給LED芯片散熱,增強(qiáng)其使用壽命。
以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。