[发明专利]一种强粘结性、高可靠性白光LED芯片

说明书

技术领域

本发明属于LED技术领域，具体涉及一种强粘结性、高可靠性白光LED芯片。

背景技术

晶圆级封装（Wafer Level Packaging，WLP）即是在晶圆加工过程中完成封装、测试，之后切割成单颗芯片，得到封装好成品。目前WLP已在IC领域成熟应用。相比LED传统封装，WLP具有显著的优点而逐渐成为LED封装的热点技术。

白光LED芯片是指发白光的LED芯片，通过WLP制得，即在外延片到芯片的制作过程中，给芯片外加荧光转换层，同时保证芯片可与支架载体进行电连接，并可配上一次光学透镜。同现有技术相比，该方法简化了芯片和封装的部分环节，免去了封装阶段的点荧光胶工序，缩短了生产周期同时无需支架，有效的降低了成本。由于WLP过程中荧光转换层的荧光粉分布可控制得很均匀，因而光源的光色均匀性好、落bin率很高。

然而，由于白光芯片没有支架保护，荧光转换层易遭受外力作用而剥离，芯片很容易受到外界环境的侵蚀，导致白光芯片可靠性很差。这就要求荧光转换层和芯片之间具有非常牢固的结合，因而对封装胶的性能要求较为苛刻。另一方面，芯片材料（如GaN、蓝宝石、SiC等）与现有封装胶的粘接力有限。

一种手段是，改善现有封装胶的性质或开发新型封装胶来解决粘结性问题。但需要耗费大量的投入，同时周期很长。即便开发出性能符合要求的胶水，其与不同材料的芯片的兼容性有差异，使用范围有限。

另一种做法就是，增加芯片与荧光转换层之间的接触面积，从而提高粘接性能。为了实现上述目的，很容易想到的就是在芯片衬底层的表面制作成锯齿状咬合槽以增加结合力，如美国专利US20090121241A1，如图1所示，它就是在其芯片衬底层1204上制作了锯齿状咬合槽，这在一定程度上提高了芯片与荧光转换层之间的结合力，并且有效减少芯片内部的全反射、提高出光效率。

申请人通过仔细研究发现，美国专利US20090121241A1的这种做法虽然在一定程度上提高了芯片与荧光转换层之间的结合力，但是按照其方式制作出来的产品芯片与荧光转换层之间的结合力并没有得到很大的提升。申请人进一步研究发现，造成上述问题的原因是：由于现有衬底为材料多为蓝宝石衬底，这种材料再通过光刻或化学蚀刻过程中只能形成齿尖向外延伸的锯齿，这些锯齿构成开口大于内部的喇叭状凹槽，这种形状咬合结构的咬合力并不好，开口大于内部就很容易受到冲击力脱落。

发明内容

针对现有白光芯片中芯片与荧光转换层难以牢固结合的情况，本发明的目在于提供一种强粘结性、高可靠性白光LED芯片。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种强粘结性、高可靠性白光LED芯片，包括LED芯片本体和荧光转换层，其特征在于：在所述芯片本体与荧光转换层之间设置有一由改性聚氨酯类材料形成的中间层，在所述中间层与所述荧光转换层的结合面形成多个开口宽度小于内部宽度的封闭型凹槽。

进一步的，所述LED芯片本体包括衬底层、覆盖在所述衬底层上的N层、部分覆盖在所述N层上的发光层、覆盖在所述发光层上的P层、覆盖在所述P层上的第一P电极、覆盖在所述第一P电极上的第一反光层、覆盖在第一反光层上的第二P电极、部分覆盖在所述N层上的第一N电极、覆盖在所述第一N电极上的第二N电极、以及隔离N单元和P单元的绝缘层，所述N单元包括N层、第一N电极和第二N电极，所述P单元包括发光层、P层、第一P电极、第一反光层和第二P电极；所述中间层设置在芯片本体与荧光转换层之间，具体是：所述中间层设置在芯片本体的衬底层与荧光转换层之间。

进一步的，所述中间层的透光率大于80%，所述中间层的折射率大于荧光转换层且小于衬底层的折射率。

进一步的，所述LED芯片本体包括N层、部分覆盖在所述N层上的发光层、覆盖在所述发光层上的P层、覆盖在所述P层上的第一P电极、覆盖在所述第一P电极上的第一反光层、覆盖在第一反光层上的第二P电极、部分覆盖在所述N层上的第一N电极、覆盖在所述第一N电极上的第二N电极、以及隔离N单元和P单元的绝缘层，所述N单元包括N层、第一N电极和第二N电极，所述P单元包括发光层、P层、第一P电极、第一反光层和第二P电极；所述中间层设置在芯片本体与荧光转换层之间，具体是：所述中间层设置在芯片本体的N层与荧光转换层之间。

进一步的，在所述中间层与所述荧光转换层之间还设置有一粘接层。

进一步的，所述封闭型凹槽呈开口宽度小于内部宽度的类W形或者呈上小下大的梯形。

进一步的，所述LED芯片本体的P层和N层由第三主族元素的氮化物组成。