一種晶圓級白光led芯片的制備方法及其實現(xiàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)光二極管的制造領(lǐng)域。更具體而言，本發(fā)明涉及一種用絲網(wǎng)漏印技術(shù)制備垂直結(jié)構(gòu)白光LED芯片的方法及其實現(xiàn)該方法的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(Light Emitting D1de,簡稱LED)廣泛運用于照明領(lǐng)域,而照明領(lǐng)域的光一般為白光，實現(xiàn)白光發(fā)光二極管制作的方法通常是先形成藍光芯片，然后在封裝的時候在封裝材料中加入熒光粉，藍光芯片發(fā)出的藍光激發(fā)封裝材料里的熒光粉發(fā)出黃光或綠光或紅光或多種顏色的混合光，由藍光和這些被激發(fā)出的光共同混合形成白光。一般來說藍光芯片的制備和白光封裝是相對獨立的工序，先將藍光芯片按波長和光功率進行分檔，然后不同檔次的藍光芯片再封裝成白光，這種獲得白光LED燈珠的過程稱為傳統(tǒng)封裝。傳統(tǒng)封裝主要存在以下缺點:1)藍光芯片安裝在封裝支架后，需要對每顆芯片進行點熒光膠，這樣工作效率低下，封裝設(shè)備投入大，制造成本高；2)每顆芯片的熒光膠量一致性很難得到保證，因此封裝良率偏低；3)熒光膠在整個芯片的臺面上無法均勻分布，尤其是微觀的熒光粉量很難與微觀的藍光發(fā)光強度相匹配，這樣封裝品質(zhì)很難保證；4)芯片焊線后點熒光膠，容易導(dǎo)致焊線的金球部分熒光膠的含量偏多，導(dǎo)致掛球現(xiàn)象，大大降低封裝良率和封裝品質(zhì)。因此，光斑不均勻的白光LED做成燈具后，會導(dǎo)致燈具的白光在空間分布上不均勻。
[0003]目前的藍光芯片主要有同側(cè)結(jié)構(gòu)的器件結(jié)構(gòu)、垂直結(jié)構(gòu)的器件。對于同側(cè)結(jié)構(gòu)的器件，它的襯底一般是透藍光的藍寶石襯底和碳化硅襯底，芯片即使背面鍍上不透光的反射膜，也會有5個面同時出光，因而這種結(jié)構(gòu)的器件最難獲得光斑均勻的白光，在芯片側(cè)邊會存在明顯的黃圈。垂直結(jié)構(gòu)的器件，由于發(fā)光薄膜是從外延襯底轉(zhuǎn)移到新的不透光的支撐基板上，對于該結(jié)構(gòu)的器件而言它只有一個面發(fā)光，因而，它最容易獲得光斑均勻的白光。如果能同時將該硅襯底的垂直結(jié)構(gòu)的芯片，做成白光芯片，則這種芯片不但制造工藝簡單，而且很容易獲得光斑均勻的白光，并且封裝的時候僅需焊線和做透鏡，不需要經(jīng)過繁雜難控制的點熒光膠過程。如果將垂直結(jié)構(gòu)的晶圓片直接做成白光芯片，則這種芯片能大大降低半導(dǎo)體照明的產(chǎn)業(yè)鏈成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個目的是提供一種操作方法簡單、成本低、工作效率高、能有效保證熒光膠厚度均勻的晶圓級白光LED芯片的制備方法。
[0005]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種晶圓級白光LED芯片的制備方法，該方法包括如下步驟:
在生長襯底上外延生長銦鎵鋁氮半導(dǎo)體發(fā)光薄膜，形成垂直結(jié)構(gòu)的銦鎵鋁氮發(fā)光二極管晶圓片；
在所述晶圓片上貼合一網(wǎng)狀掩膜體，其中所述網(wǎng)狀掩膜體的掩膜圖形覆蓋了所述晶圓片上所有芯片的η電極焊盤；
在所述貼合了網(wǎng)狀掩膜體的晶圓片上涂覆熒光膠；
用刮刀刮平所述熒光膠并對其進行脫泡和初步固化；
將所述網(wǎng)狀掩膜體與晶圓片分離；二次固化所述熒光膠；
對所述晶圓片劃片獲得單顆芯片。
[0006]優(yōu)選地，所述晶圓片的芯片陣列之間的切割道大于20um。
[0007]優(yōu)選地，所述網(wǎng)狀掩膜體的材料包括下列材料中的一種:金屬、高分子材料。
[0008]優(yōu)選地，所述掩膜圖形的厚度不小于20um，形成的方法包括下列方法中的一種:電鍍、沖壓、化學(xué)腐蝕。
[0009]優(yōu)選地，所述網(wǎng)狀掩膜體上的漏印區(qū)與η電極焊盤邊界的交疊區(qū)寬度不小于熒光膠厚度的50%。
[0010]優(yōu)選地，所述刮刀的刀刃輪廓與晶圓片的翹曲度相匹配。
[0011]優(yōu)選地，所述網(wǎng)狀掩膜體與晶圓片分離的方法包括下列方法中的一種:一次性瞬間分離、卷繞分離、溶劑溶解分離。
[0012]本發(fā)明提供的晶圓級白光LED芯片的制備方法的有益效果在于:該方法制作的白光LED芯片熒光粉不會被破壞，發(fā)光亮度均勻，出光效率高，制作工藝簡單可靠。
[0013]本發(fā)明的另一個目的是提供一種實現(xiàn)上述晶圓級白光LED芯片制備的裝置，通過該裝置制作的白光LED芯片熒光粉不會被破壞，發(fā)光亮度均勻，出光效率高，產(chǎn)品良率高。
[0014]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種用于制備晶圓級白光LED芯片的裝置，該裝置包括:裝夾網(wǎng)狀掩膜體的裝載裝置，與所述裝載裝置相互平行并能真空吸住晶圓片的承載裝置，位于所述裝載裝置上方的點膠裝置，抽真空裝置，垂直高度可調(diào)并做平面移動的刮刀裝置，加熱裝置，等離子體清洗裝置，反光探頭檢測裝置。
[0015]優(yōu)選地，所述裝載裝置能夠?qū)崿F(xiàn)平面旋轉(zhuǎn)和三維移動。
[0016]優(yōu)選地，所述承載裝置能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)速可調(diào)的平面旋轉(zhuǎn)和三維移動。
[0017]優(yōu)選地，所述加熱裝置的溫度和時間可調(diào)。
[0018]本發(fā)明提供的實現(xiàn)晶圓級白光LED芯片制備的裝置，該裝置操作簡單精確，且使用該裝置制作的白光LED芯片熒光粉不會被破壞，發(fā)光亮度均勻，出光效率高，產(chǎn)品良率聞。
【附圖說明】
[0019]圖1A至圖1H是本發(fā)明的一個實施例的實現(xiàn)過程示意圖。
[0020]圖2Α至圖2D是本發(fā)明的另一個實施例的實現(xiàn)過程示意圖。
【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明的實施方式適合于垂直結(jié)構(gòu)發(fā)白光LED芯片的制備。該垂直結(jié)構(gòu)白光LED芯片的熒光膠是采用絲網(wǎng)漏印技術(shù)涂覆在LED芯片的發(fā)光臺面上的，該垂直結(jié)構(gòu)LED芯片的電極上或切割道上被網(wǎng)狀掩膜體上的掩膜圖形覆蓋，因此焊盤上不會印上熒光膠，而發(fā)光臺面上會被印上熒光膠，該白光芯片的發(fā)光臺面上的熒光膠層是不需要進行研磨等機械加工。
[0022]實施例1
圖1是本發(fā)明一個具體的制備晶圓級白光LED芯片的步驟。首先，將硅襯底上外延生長的銦鎵鋁氮半導(dǎo)體發(fā)光薄膜轉(zhuǎn)移到導(dǎo)電基板上，獲得垂直結(jié)構(gòu)的銦鎵鋁氮LED晶圓片，如圖1A所示。圖中101是晶圓片的導(dǎo)電支撐基板；102是芯片陣列之間的切割道間隙；103是芯片的η電極焊盤；104是銦鎵鋁氮薄膜的藍光發(fā)光臺面。該芯片陣列的出光面是氮極性面，該芯片陣列的η電極是做在氮極性面上的，該芯片陣列的P電極被金屬連接在導(dǎo)電基板和氮化鎵臺面之間，該芯片陣列的P電極含有金屬銀，該芯片陣列的出光面是經(jīng)過了粗化的表面。
[0023]圖1B是本發(fā)明一種網(wǎng)狀掩膜體的示意圖。圖中105是網(wǎng)狀掩膜體上的掩膜圖形，是做在絲網(wǎng)上的與晶圓片芯片陣列圖形相對應(yīng)的掩膜圖形，被該圖形掩膜的芯片區(qū)域?qū)⒉粫┯∩蠠晒饽z；106是網(wǎng)狀掩膜體上的漏印區(qū)。網(wǎng)狀掩膜體上的掩模圖形105具有一定的厚度，其厚度不小于20微米，該掩膜圖形105可以是感光材料制備的，也可以是非感光材料或金屬制備。為了使得該掩膜圖形105與芯片陣列實現(xiàn)密切貼合，該掩膜圖形105可以是多層材料結(jié)構(gòu)，其中與芯片陣列貼合的那面的材料是最軟的。為了使整個網(wǎng)狀掩膜體在熒光膠預(yù)固化后能夠順利的與熒光膠脫離，可以在對版貼合前，在網(wǎng)狀掩膜體上涂一層脫模劑。
[0024]對網(wǎng)狀掩膜體做了必要的上述處理后，將網(wǎng)狀掩膜體與晶圓片對版，如圖1C所示。為了防止芯片臺面漏藍光，網(wǎng)狀掩膜體的漏印區(qū)106必須與發(fā)光臺面104和芯片焊盤103有一定的交疊區(qū)域，該交疊區(qū)域的寬度不小于熒光膠厚度的50%。網(wǎng)狀掩膜體上可以設(shè)置切割道的掩膜圖形，也可以不設(shè)置切割道的掩膜圖形。
[0025]圖1D是網(wǎng)狀掩