CN100508221C - 用于混合色的发光二极管光源的生产方法 - Google Patents

用于混合色的发光二极管光源的生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN100508221C
CN100508221C CNB2003801024785A CN200380102478A CN100508221C CN 100508221 C CN100508221 C CN 100508221C CN B2003801024785 A CNB2003801024785 A CN B2003801024785A CN 200380102478 A CN200380102478 A CN 200380102478A CN 100508221 C CN100508221 C CN 100508221C
Authority
CN
China
Prior art keywords
chip
conversion material
luminescent conversion
led source
color bits
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2003801024785A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1708863A (zh
Inventor
B·布劳恩
H·布伦纳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Publication of CN1708863A publication Critical patent/CN1708863A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100508221C publication Critical patent/CN100508221C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

本发明说明了一种尤其是混合色的发光二极管光源的生产方法,其中至少从芯片所辐射出来的一次辐射的一部分借助于发光转换被转变。这里涉及到一种带有前面(即朝着辐射方向的一侧)电触点的芯片,在它的表面被涂敷一薄层形式的发光转换材料。此外,前面电触点在涂敷发光转换材料之前,通过在电接触面上涂敷导电材料被增厚。本方法通过色位(IEC色板)的控制和发光转换材料涂层的薄化可以对确定的色位有目的地校准。而且本方法尤其适用于由在晶片结合体上的大量同样形式的芯片来同时生产多个发光二极管光源。

Description

用于混合色的发光二极管光源的生产方法
技术领域
本专利申请要求德国专利申请10257664.5和10250633.7的优先权,就此将所述专利公开的内容通过援引来采纳。
本发明涉及一种生产发光二极管光源的方法,其中至少由芯片中辐射出来的一次辐射的一部分被改变了波长,在这里一种发光转换元件以薄层的形式直接涂在芯片表面上。
背景技术
一种带有发光转换元件的器件,例如在公开的文件WO 97/50132中已是熟知的了,它包括一个半导体芯片(该芯片在工作时辐射出一次辐射)以及一种发光转换元件,通过它一次辐射的一部分转换成另外一种波长的光。由此产生的发光二极管光源的可见射线是通过两种射线的叠加而得到的,由此尤其特别的是也可以让辐射光源产生出白色光。
通常发光转换元件具有一种发光材料,该发光材料嵌在基材中。例如无机发光材料,像含有稀土金属(特别是铈)的石榴石,或有机发光材料,如珍珠发光材料都适合作为发光材料。其它适合的发光材料,例如在WO 98/12757提及的,它们的内容就此只需援引采纳。
为了使射线特别好地混合并以此获得色彩尽可能均匀的射线,把发光材料直接均匀地涂在芯片的表面上是合适的,以使通过发光转换元件产生的一次辐射路程差尽可能小。比如说可以在芯片尚未装到导线架上并且还没有接电之前,就把发光转换材料以一定厚度的薄薄的均匀涂层的形式涂到发光二极管芯片的表面上。薄涂层的涂敷可以通过不同的方式来实现,它尤其适用于用发光二极管芯片同时生产多个发光二极管光源,该发光二极管芯片和大量同样形式的芯片位于同一个晶片结合体上。而且由于转换材料的沉积,发光二极管光源的色位波动在很大程度上被避免了。
然而,当所使用的发光二极管芯片前面(也即朝着辐射方向的面上)具有电触点层,例如在碳化硅(SiC)基材上的氮化镓(GaN)基的二极管通常就是这样,简单地涂敷薄涂层并不是件很容易的事。在对这种发光二极管芯片的表面涂敷时必须注意保证它的接电性能。
发明内容
因此,本发明的任务是开发一种方法,用其可以实现带有前面电触点的发光二极管芯片的简单和成本经济地涂敷。
上述任务通过下述方法来解决。根据本发明提供了一种用于混合色的发光二极管光源的生产方法,其中至少由芯片所辐射出来的一次辐射的一部分借助于发光转换被转变。该方法的步骤为:准备一个芯片,它具有一个电接触面形式的前面电触点;通过将一种导电材料涂敷到电接触面上来使前面电触点增厚;用一种发光转换材料来涂敷芯片,使得所涂敷的导电材料至少部分地无发光转换材料。
按照上述的方法,尤其是使得能够在晶片结合体上由同样的发光二极管芯片同时生产多个发光二极管光源。
在下文中还描述了本发明的有利的改进方案。
而且在本方法中,有利的是发光二极管光源色位(CIE色板)可以非常简单地进行控制,而且也使在生产过程中色位的控制校准成为可能。
在该方法中,要准备好一个发光二极管芯片,它至少具有一种电接触面形式的一个上面电触点。这个电触点紧接着通过将一种导电材料涂敷到电接触面上使其变厚而被增高,触点的高度至少要同发光转换层最后设置的厚度一样。在进一步的加工步骤中,用发光转换材料对芯片表面进行涂敷。
采用按照本发明的方法可以在不考虑前面触点的情况下进行前面可接电芯片的涂敷。因此通过把电触点,确切地说是把电接触面暴露出来(例如借助于一个掩模(Maske)),这样一个昂贵的涂敷过程被减少到了既简单又成本经济地涂敷整个表面。
所述是发光转换材料优选具有一种可透射辐射的基材,该基材可用发光材料掺入。
这种基材例如可以具有二氧化硅(SiO2)和/或者三氧化二铝(Al2O3),由此发光转换材料可达到所需的稠度(例如硬度),以使其可以在多种方式下容易地和可控地被薄化。
在本方法的一个特别优选的实施例中,可透射辐射的基材具有一种氧化物和/或者氮化物,它的折射指数位于1.5和34之间。由于在边界面的反射,辐射强度的损失可通过一种发光转换材料得以避免,该发光转换材料的折射指数同发光二极管芯片表面的折射指数没有强烈区别且位于发光二极管芯片表面的折射指数和环境折射指数之间。
本方法具有特别的优点,即被发光转换材料覆盖的电接点紧接着通过发光转换材料的薄化至少部分地被露出来。也就是说电接点不必全部露出来,更确切地说,仅仅当电接点的一部分表面被露出来就足够了。这一简单的措施使许多涂敷方法的应用成为可能,例如汽相渗镀或者溅射,因为用这种方法前面的电接点会被覆盖。
在本方法的一个优选实施例中,发光转换材料的涂层紧接着通过薄化被平整。例如在涂敷中,由于前面增高了的电触点可导致涂层的不平整性。通过涂层的薄化可获得发光二极管光源色位(CIE色板)更小的波动以及发光二极管光源色位(CIE色板)更好的可重复性。
由于上面的电触点,发光二极管光源的色位可以紧接着以其特别有利的方式进行控制。这一控制优选可以在涂敷的发光转换材料薄化的过程中来进行,即当上面电触点一露出来就可以了。
发光转换材料涂层的厚度可以非常实用的通过涂层的薄化来校准。
而且通过发光二极管光源色位的控制,可以在发光转换涂层的厚度和色位之间测定它们的相互关系。为了通过把涂敷的发光转换材料薄化有目的地校准色位,应用这一方法特别有利。
本方法尤其适用于通过应用大量同样形式的、最好共同位于原有晶片结合体上的芯片来同时生产多个发光二极管光源。因此对于晶片结合体上芯片的相应加工步骤至少基本上是同时进行的。由此使得发光二极管光源的生产明显更富效率且更加成本经济。
因为发光二极管芯片的光不仅仅从前面辐射而且也可以从侧面辐射,因此在这类芯片中就特别有利,将发光二极管芯片的侧面也至少部分地用发光二极管转换材料进行涂敷。在对晶片结合体上的大量发光二极管芯片进行涂敷时就非常合适,在涂敷前沿着单个芯片间的分界线加工出沟槽,该沟槽在紧接着的芯片涂敷过程中至少部分地被发光转换材料填满。
另外一种方案是,首先将整个晶片结合体用底面牢固地设置于一载体上,接着将芯片由晶片结合体上进行分割,并使其仍然都粘牢在载体上,也就是说它们借助于载体接下来仍然保持在一个结合体上。同样也保证了发光二极管芯片的侧面在接下来的涂敷中至少部分地被发光转换材料所覆盖。
在应用按照本发明的方法时,由大量在晶片结合体上的同样的芯片同时生产多个发光二极管光源可有利地采用这种方案,即在发光转换材料薄化的过程中检查发光二极管光源的色位。在晶片结合体上发光二极管光源的色位及位置的确定和掌握提供了这种可能性,对发光二极管光源根据其色位进行分类,因此取得发光二极管光源更准确的色位规格详细资料。
按照本发明的方法可尤其有利地应用于此,即对整个晶片结合体上的发光二极管光源尽可能准确地校准一个确定的色位。因为一个晶片结合体上的发光二极管芯片的高度在整个晶片上并不是均匀的,高度的波动例如可能达到20个微米,从而发光转换材料在整个晶片上的均匀薄化会导致发光转换涂层形成不同的厚度。这个问题可以借助于按照本发明的方法来解决,方法是在晶片上的发光二极管光源的色位和位置被确定和掌握之后,对晶片按有相似色位的发光二极管光源的区域进行划分。通过对每一单个区域的发光转换涂层按区域有选择地薄化,同时对相应区域的发光二极管光源中一个光源的色位反复进行控制,就可实现对每一个这样区域的确定色位的校准。
附图说明
其它优点和优选的实施方式接下来借助图1a到2b示出的三个实施例说明。如图所示:
图1a到1f:在第一个实施例的不同加工阶段下,一个晶片的示意剖面图,
图2a到2b:在第二个实施例的不同加工阶段下,一个晶片的示意剖面图和
图3a到3b:按照本发明方法的第三个实施例,在不同加工阶段下,一个晶片的示意剖面图。
具体实施方式
图1a所示的是一个晶片1,包括一个碳化硅(SiC)基体11和一个带有发出辐射活性区(未示出)的氮化镓铟(InGaN)基的外延半导体层列10。活性区例如具有一个产生辐射的p-n结,或者一个产生辐射的单一或多重量子结构。这种结构对普通技术人员来说是很熟悉的,因此就不再进一步说明了。例如在WO 01/39282 A2中描述了一种多重量子结构,它的内容可通过援引采纳。在晶片1上,电接触面2总是位于前面的芯片栅格(chipraster)内。
在图1b中对其它加工步骤作了说明,通过将导电材料3涂敷到电接触面2上实现了电触点的增高。导电材料3近似于椭圆形状,例如可由金子构成。导电材料3仅仅需要一个最小高度,并不需要都有相同的高度,这个事实是本方法的另外一个优点。
紧接着如图1c所示,晶片结合体1的整个前面的表面用发光转换材料4来涂敷,其中可通过汽相渗镀、溅射、旋转喷涂或其他方法进行表面的涂敷。发光转换材料可以由含有铈(Ce)的石榴石材料构成,特别是由钇铝石榴石(YAG):铈(Ce)构成。在这一步骤中重要的是,用发光转换材料4涂敷的涂层必须在整个晶片区域内达到一定的最小厚度。
通过对硬化了的发光转换涂层紧接着薄化,涂敷了发光转换材料4的涂层可获得一个均匀的厚度,如图1d所示。涂层的薄化借助于一个磨削面5的磨损来实现。
只要导电材料3通过薄化一被露出来,在单个芯片区域上就可以有目的地电接触和接通电压了。这时借助于一个光谱仪7就可以测定辐射光6的色位,如图1e所示。可以有目的地进一步将其薄化,例如直到发光二极管辐射出全部的白光。
例如还可以将发光转换材料在所有的芯片上基本上以同样的程度薄化。因为一个晶片的发光二极管芯片的色位分布在整个晶片上并且通常情况下是变化的,人们可以有选择地在带有相似色位的发光二极管的区域内将晶片进行划分,紧接着发光转换材料按照区域有选择地被薄化,例如通过在薄化的过程中,对一个区域内的发光二极管光源的色位有利地重复进行控制可校准一个区域内的发光二极管光源的色位。例如通过完成一个所谓的晶片图,可紧接着测定并掌握所有发光二极管光源在晶片上的相应色位和相应位置。
最后如图1f所示,沿着分界线8在晶片结合体1上对芯片进行分割。例如这可以借助锯切来实现。这时分割完的芯片就可以根据它们的色位来分类。
在图2a和2b中说明的按照本发明方法的第二个实施例与根据图1a到1f上述的实施例不同,在涂敷发光转换材料4之前,在晶片1上的芯片栅格前面上,沿着分界线13加工出了沟槽12(图2a),这例如可以通过锯切来实现。在进一步的加工过程中,将在芯片的前面上涂敷发光转换材料4,以使在沟槽12上的涂层至少超过在电接触面2上涂敷的导电材料3的厚度(图2b)。因此沟槽12的侧面14完全被发光转换材料4所覆盖。在沟槽12中所涂敷的发光转换材料4将使得在芯片侧面发出的辐射被同样转换。如图2b所示,在发光转换材料4被薄化以后,芯片将沿着分界线13被分割。
代替在晶片前面沿着分界线加工沟槽的方式,另外一种方案中可将晶片用其底面粘在一载体上,同时紧接着将芯片在晶片结合体上分割开,同时通过载体芯片仍牢固地连在一起,同时每个芯片相互之间都将保持一个确定的距离(未示出)。分割可以例如通过锯切实现。例如可以使用一种带粘性的和/或者有弹性的薄膜作为载体。例如一个有弹性的薄膜在芯片被分割以后可以被拉长,以使芯片相互间的距离可均匀地在一个或者多个方向上增大。
紧接着在载体上可以涂敷发光转换材料,以使在相邻芯片间的空间部分地或全部地被填满。在本实施例中可以实现,直至芯片背面的所有表面全部被发光转换材料所覆盖,以此方式制造的发光二极管的光源可实现特别均匀的辐射特性。
在图3a和3b中所示的第三种实施例,与根据图1a到1f所示的上述实施例不同,发光转换材料4被涂敷后,不覆盖前面涂敷的导电材料3。这例如可以通过使用粘度非常小的发光转换材料4来实现,它涂敷在两个电触点间的至少一个位置上,同时由于粘度小而被均匀地分布在表面上。在此发光转换材料的薄化被取消了,导电材料3至少部分地未被覆盖。在发光转换材料4时效硬化后,发光二极管光源就可以被分割开了。
借助于实施例对本方法的说明当然不能视为本发明就局限于此。例如芯片的前面可以是基材背对半导体涂层列的面,例如用于倒装晶片安装(Flip-chip-Montage)所设置的液晶显示器(LED)芯片就是这种情况。而且芯片在其芯片的前面上可以有多个电触点。一般说来本发明包括了每一项新的特征以及每个所公布的特征的组合,尤其包括了专利权利要求书中的每一项特征的组合,即使这一组合在专利权利要求书中没有作详尽的说明。

Claims (12)

1.特别用于混合色的发光二极管光源的生产方法,其中由芯片所辐射出来的一次辐射的至少一部分借助于发光转换被转变,
所述方法的步骤为:
-准备一个芯片,它具有一个电接触面形式的前面电触点,
-通过将一种导电材料涂敷到电接触面上来使前面电触点增厚,
-用一种发光转换材料来涂敷芯片,并且在用该发光转换材料来涂敷芯片的期间,保持所涂敷的导电材料至少有一部分无发光转换材料。
2.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,发光转换材料具有一种能够透射辐射的基材,所述基材掺入有一种发光材料。
3.按照权利要求2所述的方法,其特征在于,所述能够透射辐射的基材具有二氧化硅和/或三氧化二铝。
4.按照权利要求2所述的方法,其特征在于,所述能够透射辐射的基材具有折射系数位于1.5至3.4之间的一种氧化物和/或一种氮化物。
5.按照权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,发光转换材料的涂层通过薄化被平整。
6.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,通过发光转换材料涂层的薄化来校准它的厚度。
7.按照权利要求6所述的方法,其特征在于,在借助于发光二极管光源的色位控制进行薄化的过程中,发光二极管光源的色位通过发光转换材料涂层的厚度来校准。
8.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,
-发射出一次辐射的芯片同大量同样形式的其它芯片位于同一晶片结合体上,
-整个晶片结合体上的芯片的相应加工步骤总是同时进行,
-芯片紧接着被分割成发光二极管光源。
9.按照权利要求8所述的方法,其特征在于,在用发光转换材料涂敷芯片之前,沿着单个芯片之间的分界线加工出沟槽,以使这些沟槽在紧接着用发光转换材料涂敷芯片时至少部分地被发光转换材料填满。
10.按照权利要求8所述的方法,其特征在于,在用发光转换材料涂敷芯片之前
-将整个晶片结合体用其底面粘到一载体上,
-在晶片结合体上的芯片被分割开,并使芯片仍牢固地粘在载体上,
-分割开的芯片的侧面在芯片涂敷时至少部分地被发光转换材料所覆盖,
-紧接着通过载体和发光转换材料将晶片结合体上的芯片分割为单个的发光二极管光源。
11.按照权利要求8至10中任一项所述的方法,其特征在于,在芯片被分割成发光二极管光源之前确定和掌握发光二极管光源的色位和位置,分割后的发光二极管光源根据它们的色位来分类。
12.按照权利要求8至10中任一项所述的方法,其特征在于,在芯片被分割之前按顺序地实施下列加工步骤:
-确定和掌握发光二极管光源的色位和位置,
-晶片按有相似色位的发光二极管光源的区域进行划分,
-通过对单个区域的发光转换材料有选择地薄化,校准具有相似色位的发光二极管光源区域的每一确定的色位。
CNB2003801024785A 2002-10-30 2003-10-21 用于混合色的发光二极管光源的生产方法 Expired - Fee Related CN100508221C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10250633 2002-10-30
DE10250633.7 2002-10-30
DE10257664.5 2002-12-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1708863A CN1708863A (zh) 2005-12-14
CN100508221C true CN100508221C (zh) 2009-07-01

Family

ID=35581891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2003801024785A Expired - Fee Related CN100508221C (zh) 2002-10-30 2003-10-21 用于混合色的发光二极管光源的生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100508221C (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009048401A1 (de) 2009-10-06 2011-04-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils und optoelektronisches Halbleiterbauteil
JP6166659B2 (ja) * 2010-12-08 2017-07-19 ブリッジラックス インコーポレイテッド ウェハレベル蛍光体堆積システム
US8841145B2 (en) 2010-12-08 2014-09-23 Bridgelux, Inc. System for wafer-level phosphor deposition

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1111689A2 (en) * 1999-12-21 2001-06-27 Toshiba Corporation Semiconductor light emitting element and manufacturing method thereof
JP2001177158A (ja) * 1999-12-16 2001-06-29 Matsushita Electronics Industry Corp 半導体発光装置及びその製造方法
US6350668B1 (en) * 1999-06-07 2002-02-26 Kishore K. Chakravorty Low cost chip size package and method of fabricating the same
JP2002118293A (ja) * 2000-07-31 2002-04-19 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置とその形成方法
EP1221724A2 (de) * 1996-09-20 2002-07-10 Osram Opto Semiconductors GmbH & Co. OHG Wellenlängenkonvertierende Vergussmasse, deren Verwendung und Verfahren zu deren Herstellung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1221724A2 (de) * 1996-09-20 2002-07-10 Osram Opto Semiconductors GmbH & Co. OHG Wellenlängenkonvertierende Vergussmasse, deren Verwendung und Verfahren zu deren Herstellung
US6350668B1 (en) * 1999-06-07 2002-02-26 Kishore K. Chakravorty Low cost chip size package and method of fabricating the same
JP2001177158A (ja) * 1999-12-16 2001-06-29 Matsushita Electronics Industry Corp 半導体発光装置及びその製造方法
EP1111689A2 (en) * 1999-12-21 2001-06-27 Toshiba Corporation Semiconductor light emitting element and manufacturing method thereof
JP2002118293A (ja) * 2000-07-31 2002-04-19 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置とその形成方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1708863A (zh) 2005-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7824941B2 (en) Method for producing an LED light source comprising a luminescence conversion element
CN101490860B (zh) 带有波长转换材料的光电子半导体芯片和带有这种半导体芯片的半导体器件以及用于制造光电子半导体芯片的方法
US8963168B1 (en) LED lamp using blue and cyan LEDs and a phosphor
EP1142032B1 (en) Light emitting diode comprising a thin phosphor-conversion film
CN1319180C (zh) 以介质磷光粉作光变换的发光二极管
US7965036B2 (en) Light-emitting diode device generating light of multi-wavelengths
US8038497B2 (en) Methods of fabricating light emitting devices by selective deposition of light conversion materials based on measured emission characteristics
EP2126983B1 (en) Light emitting device including a filter
US7582914B2 (en) White light emitting diode device
TW536835B (en) Phosphor converted light emitting diode
US20130049021A1 (en) White leds with emission wavelength correction
TWI492422B (zh) 具有螢光粉層之發光二極體晶片的製作方法
CN103717705A (zh) 镓取代的钇铝石榴石荧光粉和包含它的发光装置
CN102683557A (zh) 半导体发光装置及其制备方法
US7510890B2 (en) Method for producing a luminescence diode chip
US8633500B2 (en) Light emitting diodes and methods for manufacturing light emitting diodes
CN102569608A (zh) 发光装置及其制造方法和发光装置封装件及封装方法
US9318667B2 (en) Method for producing a light-emitting diode and light-emitting diode
JP2001210874A (ja) 発光ダイオードチップおよび発光ダイオード
CN100508221C (zh) 用于混合色的发光二极管光源的生产方法
CN101353572A (zh) 波长转换***
JP2003249112A (ja) 面状発光装置及びそれを用いたディスプレイ装置
CN104183688A (zh) 波长转换***
US20240162391A1 (en) Lumiphoric material arrangements for cover structures of light-emitting diode packages

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090701

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee