[發明專利]一種LED熒光粉涂層的集成制備方法

有效

• 申請號: 201210237092.6
• 申請日: 2012-07-10
• 公開（公告）號: CN102723425A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 饒海波;丁坤;宋繼榮;謝立坤;王瑋
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L33/50
• 分類號: H01L33/50
• 代理公司: 成都華典專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐;楊保剛

技術領域

本發明屬于光電技術領域，具體涉及一種LED熒光粉涂層的集成制備方法。

背景技術

LED即發光二極管是light?emitting?diode的簡稱，根據發光材料不同的化學結構和屬性，可以分為無機LED（一般謂之LED）和有機LED（即OLEDs），1993年，藍色GaN?基發光二極管技術獲得突破，在此基礎上1996年實現了無機白光LED。由于具有低電壓驅動、全固態、低功耗、長效可靠等優點，白光LED器件在照明相關領域的應用研究都受到了學術和產業界的高度重視，是一種符合環保節能綠色照明理念的高效光源。因此，目前以白光LED為主的半導體照明技術（第四代照明技術）在全世界范圍內得到了大力的推動和發展，正在形成巨大的產業。目前最常見的白光LED實現方式是熒光粉轉換型，例如在藍光LED芯片表面涂敷一層黃色熒光粉的（黃+藍）白光LED。關于熒光粉層的實現技術，當前國內主要采用的是傳統的灌封工藝，即熒光粉混合硅膠的點膠工藝。通過點膠，在LED芯片及周圍灌封熒光粉與膠體的混合體，這種熒光粉硅膠涂層，既作為LED芯片發光的散射層，又作為LED光的波長（顏色）轉換層（熒光粉轉換），最后由LED芯片的散射光和熒光粉轉換光在空間混色達到要求的效果。但這樣得到的熒光粉涂層由于結構不均勻，可控性差，從而導致LED出光的均勻性差。

平面涂層（conformal?coating，或稱保形涂層）是目前一種先進的白光LED熒光粉涂層概念和方案，即在芯片表面形成一層厚度一致的熒光粉層，通過芯片表面熒光粉涂層的均勻化，來實現一致性的白光出射效果。與傳統的點膠工藝相比，熒光粉平面涂層的結構、形狀以及熒光粉濃度都具有很好的均勻一致性，目前已見諸報道的各種平面涂層技術多具有半導體工藝屬性，其過程的可控性、集成性、穩定性都應該高于傳統點膠灌封工藝，生產應用上表現出明顯的優勢。

本實驗室早期的中國專利ZL200710049460.3揭示了一種在LED表面制備平面熒光粉涂層的方法，利用感光膠形成的圖案來暴露出LED出光方向的表面（即需要涂覆熒光粉層的區域），然后在此區域通過多種方法涂覆熒光粉，從而獲得具有確定圖形的平面熒光粉層。

本實驗室早期的中國專利ZL200710049612.X揭示了一種基于水溶性感光膠的功率型白光LED熒光粉平面涂層工藝，利用熒光粉感光膠分散體涂層，通過曝光顯影，在LED出光方向的表面上形成需要的熒光粉涂層圖案，但此方案的熒光粉涂層中仍然存在著感光膠有機成份，即涂層成份是熒光粉感光膠分散體的結構，其較差的光、熱穩定性會給器件的性能帶來不良影響。

發明內容

本發明所要解決的問題是如何運用基于感光原理的粉漿法工藝來實現LED芯片熒光粉平面涂層（conformal?coating）的集成涂覆，提供了一種晶圓級封裝的熒光粉涂層粉漿法工藝以及芯片電極圖案的實現（清潔和暴露）方法，解決現有熒光粉涂層技術在LED芯片集成封裝應用中如何實現電極圖案與熒光粉涂層分離的問題。

本發明的技術方案為：一種LED熒光粉涂層的集成制備方法，包括以下步驟：

（1）配制熒光粉與感光膠體的分散體：將包含熒光粉的顆粒與感光膠體（或稱感光液）均勻分散，形成熒光粉感光膠分散體--—熒光粉粉漿；

（2）涂敷：將步驟（1）得到的熒光粉粉漿涂敷在LED芯片（Wafer）的出光方向的表面上，形成熒光粉感光膠分散體涂層；

（3）曝光、顯影：通過曝光顯影得到所需厚度和形狀的熒光粉感光膠分散體涂層圖案；

（4）熒光粉分散介質的置換：去除熒光粉感光膠分散體涂層中的感光膠成份，得到不含有機感光膠成份的熒光粉粉層；然后用耐高溫透明膠體（例如硅膠）浸潤、灌封，得到由新膠體分散的熒光粉涂層圖案，通過分散膠體的置換，改善熒光粉涂層的物理化學性質；

（5）實現電極圖案：把電極表面的涂層殘留去除掉，即清潔電極表面，露出芯片（wafer）的電極圖案。

在步驟（1）中，所述的感光膠體可以是正性光致抗蝕劑，也可以是負性光致抗蝕劑；其屬性的不同不影響熒光粉感光膠分散體涂層圖案的實現，不同屬性的感光膠配合對應圖案的掩膜板。