CN207967048U - 一种基于高压倒装芯片的led光源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于高压倒装芯片的LED光源，包括LED芯片芯粒和蓝宝石衬底，所述蓝宝石衬底下端左右两侧均设置有氮化镓缓冲层，所述氮化镓缓冲层下端设置有第一N型氮化镓层，所述第一N型氮化镓层的下端设置有多量子阱，所述多量子阱下端设置有P型阻挡层，所述P型阻挡层下端设置第二N型氮化镓层，所述多量子阱的右下方设置有P电极，所述P电极的右端连接有N电极，利用倒装结构实现蓝宝石衬底朝上，电极朝下，光从衬底向上发出，热量通过电极向下流向导热性较好的基板，缩短散热通道，降低热阻的问题，以及实现高集成度，增大芯片可靠性。而且保证较高电压下的安全性的功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及高压倒装芯片的LED技术领域，具体为一种基于高压倒装芯片的LED光源。
背景技术
Flip chip又称倒装片，是在I/O pad上沉积锡铅球，然后将芯片翻转加热利用熔融的锡铅球与陶瓷基板相结合此技术替换常规打线接合，逐渐成为未来的封装主流，当前主要应用于高时脉的CPU、GPU等产品为主。与COB相比，该封装形式的芯片结构和I/O端(锡球)方向朝下，由于I/O引出端分布于整个芯片表面，故在封装密度和处理速度上Flip chip已达到顶峰，特别是它可以采用类似SMT技术的手段来加工，因此是芯片封装技术及高密度安装的最终方向。倒装片连接有三种主要类型C4、DCA和FCAA。柔性面光源可以贴附于任意形状物体的表面，从而可将照明与建筑墙面、家具和装饰品等室内物体相结合，实现“见光不见灯”“照明与艺术相结合”的照明效果，为消费者提供更优质的照明体验。LED经多年发展，技术已逐步成熟，大幅度降低了其生产成本，因此可以充分发挥其成本与规模优势，实现成本合理、品质稳定的LED柔性面光源照明产品。
申请号为201610325659.3，名称为一种LED倒装芯片、其封装方法及LED面光源的发明专利：
该发明的有益效果是LED倒装芯片的反射层、衬底层和发光层依次层叠设置，电极设置于所述发光层远离衬底层的一面，发光层发出的光线向衬底层方向射出，经反射层反射之后，从衬底层的侧面以及电极所在的面均匀射出，LED倒装芯片靠近反射层的表面不再出光，不会在LED倒装芯片的顶部形成亮斑。该发明LED面光源，上述的LED倒装芯片设置在线路板上，线路板和倒装芯片设在封装层的收容槽内，从而LED倒装芯片发出的光经过封装层折射后均匀射出，形成出光均匀的面光源。
现有的高压倒装芯片的LED光源仍然存在以下缺陷：
(1)现有的高压倒装芯片的LED光源中的横向结构，热导率较低的蓝宝石衬底朝下导致LED芯片散热效果不佳，可能导致芯片烧坏的危险；
(2)现有的高压倒装芯片的LED光源，芯片的集成度低，而且无法承受较高电压的驱动，适用性不强。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足,本实用新型提供一种基于高压倒装芯片的LED光源，能有效的解决背景技术提出的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于高压倒装芯片的LED光源，包括PCB板，所述PCB板的上表面设置有LED光源，所述LED光源包括有LED芯片，所述LED芯片的周围设置有封装胶，所述LED芯片的底端设置有焊接板，所述LED芯片上层涂有荧光粉层，所述LED芯片与所述PCB板之间设置有陶瓷基板；
所述LED芯片芯粒包括蓝宝石衬底，所述蓝宝石衬底下端左右两侧均设置有氮化镓缓冲层，所述氮化镓缓冲层下端设置有第一N型氮化镓层，所述第一N型氮化镓层的下端设置有多量子阱，所述多量子阱下端设置有P型阻挡层，所述P型阻挡层下端设置第二N型氮化镓层，所述多量子阱的右下方设置有P电极，所述P电极的右端连接有N电极。
进一步地，所述LED芯片直接被焊接在印刷有电路的基板上。
进一步地，所述LED芯片与所述陶瓷基板之间设置有热沉。
进一步地，所述第二N型氮化镓层的下端设置有镍银反射镜，所述镍银反射镜下端设置有二氧化硅。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型利用将横向结构的LED芯片上下结构颠倒，提出了一种倒装LED芯片结构。这种倒装芯片结构实际上是在传统工艺的基础上，将芯片的发光区与电极区设计在外延片的不同面，蓝宝石衬底朝上，电极朝下，光从衬底向上发出，热量通过电极向下流向导热性较好的基板，缩短散热通道，降低热阻；
(2)本实用新型通过高压倒装LED芯片是在高压LED芯片的基础上，在半导体P型材料上蒸镀一层蓝光反射层，并在其上溅射大面积的覆晶电极，该电极与高压芯片的p、n电极内部连通。实现高集成度，增大芯片可靠性。而且保证较高电压下的安全性。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型LED芯片剖面示意图；
图3为本实用新型LED芯片芯粒连接示意图。
图中标号：
1-PCB板；2-LED光源；
201-LED芯片；202-封装胶；203-焊接板；204-荧光粉层；205-陶瓷基板；206-蓝宝石衬底；207-氮化镓缓冲层；208-N型氮化镓；209-多量子阱；210-P型阻挡层；211-镍银反射镜；212-二氧化硅；213-P电极；214-N电极；215-热沉；
2081-第一N型氮化镓层；2082-第二N型氮化镓层。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1与图2所示，本实用新型提供了一种基于高压倒装芯片的LED光源包括PCB板1，所述PCB板1的上表面设置有LED光源2，所述LED光源2包括有LED芯片201，所述LED芯片201的周围设置有封装胶202，所述LED芯片201的底端设置有焊接板203，所述LED芯片201上层涂有荧光粉层204，所述LED芯片201与所述PCB板1之间设置有陶瓷基板205。
本是实用新型工作原理，LED芯片201发光经过封装胶202的荧光粉层204增强照明强度，而且LED芯片201上下结构颠倒，将芯片的发光区与电极区设计在外延片的不同面，蓝宝石衬底206朝上，电极朝下，光从蓝宝石衬底206向上发出，热量通过电极向下流向导热性较好的基板，缩短散热通道，降低热阻。
如图1与图2所示，所述LED芯片201直接被焊接在印刷有电路的基板上。
直接被焊接在印刷有电路的基板的设计可以实现无金线、无支架的目的，可减少投入成本。
如图2所示，所述LED芯片201与所述陶瓷基板205之间设置有热沉215。形成芯片—焊接层—陶瓷基板—热沉—大气的模型。相较于传统装LED，散热通道被大大缩短，更有利于散热。
如图3所示，所述LED芯片201芯粒包括蓝宝石衬底206，所述蓝宝石衬底206下端左右两侧均设置有氮化镓缓冲层207，所述氮化镓缓冲层207下端设置有第一N型氮化镓层2081，所述第一N型氮化镓层2081的下端设置有多量子阱209，所述多量子阱209下端设置有P型阻挡层210，所述P型阻挡层210下端设置第二N型氮化镓层2082，所述多量子阱209的右下方设置有P电极213，所述P电极213的右端连接有N电极214。芯粒单元一一串联，可以有效地避免各芯粒间电压、波长、亮度的误差，从而可以更为方便的解决倒装芯片光源模组的性能一致性问题。
在半导体P型材料上蒸镀一层蓝光反射层，并在其上溅射大面积的覆晶电极，该电极与高压芯片的p、n电极内部连通，该芯片由多个LED芯粒单元串联而成。这种结构的LED芯片，集成度可以做的更高；驱动电流范围远宽于高压正装结构，芯片的热阻远低于同样功率下高压正装LED芯片的热阻，可以有效提升芯片的可靠性。P电极213与N电极214相连接，带动整个芯片的正常运行。
如图3所示，所述第二N型氮化镓层2082的下端设置有镍银反射镜211，所述镍银反射镜211下端设置有二氧化硅212。
相邻两个芯粒单元之间沉积了一层二氧化硅绝缘层的深沟槽，将各个芯粒单元物理隔断，实现了电气隔离，在绝缘层上淀积金属互连线将各个芯粒单元串联起来。镍银反射镜211有效将光线多重反射增强光线收集。
值得说明的是：将多量子阱放在PIN结构的Ⅰ区中，在外电场下量子阱激子吸收峰会向长波方向移动。这样对于给定波长的入射光，在不同电场下多量子阱有不同的吸收系数。据此提出的自电光效应器件，在相同功率光输入下可输出两种不同功率的光，形成光双稳器件。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (4)
1.一种基于高压倒装芯片的LED光源，其特征在于：包括PCB板(1)，所述PCB板(1)的上表面设置有LED光源(2)，所述LED光源(2)包括有LED芯片(201)，所述LED芯片(201)的周围设置有封装胶(202)，所述LED芯片(201)的底端设置有焊接板(203)，所述LED芯片(201)上层涂有荧光粉层(204)，所述LED芯片(201)与所述PCB板(1)之间设置有陶瓷基板(205)；
所述LED芯片(201)芯粒包括蓝宝石衬底(206)，所述蓝宝石衬底(206)下端左右两侧均设置有氮化镓缓冲层(207)，所述氮化镓缓冲层(207)下端设置有第一N型氮化镓层(2081)，所述第一N型氮化镓层(2081)的下端设置有多量子阱(209)，所述多量子阱(209)下端设置有P型阻挡层(210)，所述P型阻挡层(210)下端设置第二N型氮化镓层(2082)，所述多量子阱(209)的右下方设置有P电极(213)，所述P电极(213)的右端连接有N电极(214)。
2.根据权利要求1所述的一种基于高压倒装芯片的LED光源，其特征在于：所述LED芯片(201)直接被焊接在印刷有电路的基板上。
3.根据权利要求1所述的一种基于高压倒装芯片的LED光源，其特征在于：所述LED芯片(201)与所述陶瓷基板(205)之间设置有热沉(215)。
4.根据权利要求1所述的一种基于高压倒装芯片的LED光源，其特征在于：所述第二N型氮化镓层(2082)的下端设置有镍银反射镜(211)，所述镍银反射镜(211)下端设置有二氧化硅(212)。
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| CN111312886A (zh) * | 2020-02-20 | 2020-06-19 | 北京京东方光电科技有限公司 | 发光二极管组件 |
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