[發(fā)明專(zhuān)利]改善熱傳導(dǎo)的LED芯片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210045092.6
• 申請(qǐng)日: 2012-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102569573A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭文平;黃慧詩(shī);謝志堅(jiān);柯志杰;鄧群雄
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇新廣聯(lián)科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L33/10
• 分類(lèi)號(hào): H01L33/10;H01L33/02;H01L33/64
• 代理公司: 無(wú)錫市大為專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種LED芯片結(jié)構(gòu)，尤其是一種改善熱傳導(dǎo)的LED芯片，屬于LED芯片的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

LED（Lighting?Emitting?Diode）即發(fā)光二極管，是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。當(dāng)前節(jié)能環(huán)保是全球重要問(wèn)題，低碳生活逐漸深入人心。在照明領(lǐng)域，功率LED發(fā)光產(chǎn)品的應(yīng)用正吸引著世人的目光，二十一世紀(jì)將進(jìn)入以L(fǎng)ED為代表的新型照明光源時(shí)代。LED具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)牢固，響應(yīng)時(shí)間快等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于各種普通照明、背光源、顯示、指示和城市夜景等領(lǐng)域。

功率型LED芯片的發(fā)光效率約32%，68%的能量轉(zhuǎn)換為熱能，散熱的問(wèn)題是制約其照明領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵因素，芯片溫度升高時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度會(huì)下降，而且可靠性和壽命也會(huì)跟著下降。散熱基本上有3種方式，一是傳導(dǎo)式散熱，二是對(duì)流式散熱，三是輻射式散熱。散熱最主要的問(wèn)題點(diǎn)就在面積，而輻射散熱量非常小，所以最主要的是散熱方式是傳導(dǎo)和對(duì)流兩方面。

熱模式歐姆定理ΔT=QR，即溫差ΔT=熱流Qx熱阻R；熱阻越大，就有越大的熱產(chǎn)生在元器件內(nèi)。熱傳遞有垂直和水平方向，垂直方向?yàn)榇?lián)方式，串聯(lián)越多熱阻越大，厚度相對(duì)要求越薄。水平方向?yàn)椴⑦B方式，并連熱阻數(shù)越多，熱傳導(dǎo)效果越好。

目前解決LED芯片熱傳導(dǎo)最好的技術(shù)為藍(lán)寶石移除的垂直式LED，移除藍(lán)寶石后的LED轉(zhuǎn)貼至導(dǎo)熱極佳的硅或金屬基板上，大大降低了芯片的熱阻。但垂直式LED相較傳統(tǒng)水平式LED工藝繁瑣，設(shè)備和原輔材料較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種改善熱傳導(dǎo)的LED芯片，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，降低了LED芯片自身的熱阻，提高了LED芯片的可靠性及壽命。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述改善熱傳導(dǎo)的LED芯片，包括LED芯片本體，所述LED芯片本體包括襯底及位于所述襯底上方的P電極與N電極；所述襯底對(duì)應(yīng)設(shè)置P電極與N電極另一側(cè)表面鍍有反射層，所述反射層上設(shè)有鍵合層；襯底通過(guò)鍵合層與導(dǎo)熱基板鍵合連接。

所述導(dǎo)熱基板為鉬、鋁、鎳、銅、銅鎢、氮化鋁中材料的一種或幾種。所述反射層為金屬層、合金層、DBR全反射膜中的一種或幾種。

所述襯底的厚度為10~50μm。所述襯底為藍(lán)寶石基板。

所述襯底上設(shè)有外延發(fā)光層，所述外延發(fā)光層包括位于襯底上的N型氮化鎵層、位于N型氮化鎵層上的量子阱及位于所述量子阱上的P型氮化鎵層；P電極與P型氮化鎵層電連接，N電極與N型氮化鎵層電連接。

所述鍵合層的材料包括金或錫。所述金屬層的材料包括銀或鋁。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：LED芯片本體包括襯底，襯底上蒸鍍有反射層，反射層上蒸鍍有鍵合層，襯底通過(guò)鍵合層與導(dǎo)熱基板連接成一體；LED芯片本體工作時(shí)產(chǎn)生的熱量能通過(guò)導(dǎo)熱基板及時(shí)高效的傳導(dǎo)出去，降低了LED芯片自身的熱阻，提高了LED芯片的可靠性及壽命；同時(shí)襯底減薄后，能夠減少光線(xiàn)在襯底內(nèi)傳輸時(shí)的吸收，提高了LED芯片的出光效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2~圖4為形成本發(fā)明結(jié)構(gòu)的具體工藝步驟剖視圖，其中：

圖2為襯底上設(shè)置中轉(zhuǎn)基板后的剖視圖。

圖3為襯底與導(dǎo)熱基板鍵合后的剖視圖。

圖4為去除圖3中中轉(zhuǎn)基板后的剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1~圖4所示：本發(fā)明包括導(dǎo)熱基板1、鍵合層2、反射層3、襯底4、外延發(fā)光層5、N電極6、P電極7、保護(hù)層8、中轉(zhuǎn)鍵合層9、中轉(zhuǎn)基板10及LED芯片本體11。

如圖1所示：為了降低LED芯片本身的熱阻，提高LED芯片的可靠性及壽命，本發(fā)明包括LED芯片本體11，所述LED芯片本體11包括襯底4，所述襯底4的上方設(shè)有P電極7與N電極6；襯底4對(duì)應(yīng)設(shè)置N電極6與P電極7另一側(cè)的表面鍍有反射層3，所述反射層3上設(shè)有鍵合層2，襯底4通過(guò)鍵合層2與導(dǎo)熱基板1鍵合連接成一體。導(dǎo)熱基板1具有良好的散熱性能，導(dǎo)熱基板1的材料為鉬、鋁、鎳、銅、銅鎢、氮化鋁中的一種或幾種。反射層3為金屬層、合金層、DBR（分布式布拉格反射鏡）全反射膜中的一種或幾種；其中，金屬層為鋁或銀，合金層為鋁或銀的多層復(fù)合結(jié)構(gòu)；鍵合層2為金或錫；通過(guò)反射層3能提高出光效率，同時(shí)，通過(guò)導(dǎo)熱基板1能夠?qū)ED芯片本體11工作時(shí)產(chǎn)生的熱量及時(shí)散發(fā)出去，改善LED芯片本體11的熱傳導(dǎo)性能。