[发明专利]一种发光二极管器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于发光器件的制造领域，涉及一种发光二极管器件及其制造方法，尤其涉及一种采用COB芯片封装技术的发光二极管器件及其制造方法。

背景技术

发光二极管(LED)是一种具有节能和环保特性的照明光源，集高光效、低能耗、低维护成本等优良性能于一身。理论上预计，LED照明灯的发光效率可以达到甚至超过白炽灯的10倍、日光灯的2倍。目前LED已广泛应用于手机背光、LCD显示屏背光、建筑景观、指示、特殊照明等，并日益向普通照明、汽车照明等领域拓展。随着LED照明产品功率与发光效率的提高，结构和材料的选择对LED的性能及使用寿命将有决定性影响。LED的其中一种结构是以倒装焊方式将LED芯片倒装焊接在衬底上，其优点在于其可靠性及散热能力较传统的正装芯片结构更佳。

请参阅图1，其为现有的一种传统倒装焊发光二极管的芯片单元结构。该芯片单元包括一LED芯片10和一电路板20。该LED芯片10包括一N极和一P极，在该N极和P极的表面覆盖一电极层12，该电极层12表面覆盖一金属焊垫14。该电路板20上表面设置一导电层22。该LED芯片10的金属焊垫14通过凸点焊球46与该电路板20上的导电层22连接。由于电极ICP刻蚀N极的深度比较大，因此该LED芯片10的N极和P极之间具有一高度落差，为使倒装焊接后LED芯片10与电路板20之间的连接更牢固，需要增加N极上的金属焊垫14的厚度，使N极和P极上的金属焊垫14处于同一平面上。但是，在LED芯片10上增加金属焊垫14的厚度的工艺较为复杂，且在制造过程中也可能会对LED芯片10的性能产生不利影响。

请参阅图2，其是公开号为US7321161B2的美国发明专利申请公开的一种LED芯片倒装焊封装结构的剖面示意图。该封装结构包括一LED芯片10、一衬底60、一支架30及灌封胶40。该LED芯片10倒装在该衬底60上，该衬底60设置在支架30上，该衬底60上的电极62通过金线50与支架30上的支架电极32连接。该灌封胶18把芯片封装在支架30内。热沉36设置在支架30下方中央。整个支架还需要与铝基板或者PCB电路板相连才能够制作成为照明灯具或者发光器件。这种封装结构，芯片要通过支架才能够与热沉或者电路板相连，芯片发出的热量经过支架才传导到热沉或者电路板上，散热通道长。另外，支架以及金线连接占用一定的封装成本。封装时灌封胶的热应力容易使金线变形，甚至折断，从而使降低产品的良品率和可靠性。由于每一个芯片都需要封装在支架上，实现多芯片集成的发光器件需要二次装配到电路板上，工序繁琐。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种工艺简单、能迅速散热的发光二极管发光器件。

同时，本发明还提供了所述发光二极管器件的制造方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种发光二极管器件，其特征在于：包括至少一LED芯片和一电路板。该LED芯片具有一N极和一P极，在该N极和P极的表面覆盖一电极层，其中，该N极和P极表面的电极层的厚度相同。该电路板的上表面覆盖一绝缘层，该绝缘层的上表面覆盖一导电层，在该导电层对应该LED芯片的N极的区域的上表面设置有一金属层，该金属层的厚度为该LED芯片的N极与P极之间的高度差。该LED芯片倒装设置在该电路板的上，其中，该LED芯片的P极通过电极层与导电层连接，该LED芯片的N极通过电极层和金属层与导电层连接。

一种发光器件的制造方法，其特征在于：包括如下步骤

步骤S1：制造LED芯片，在蓝宝石衬底上生长有多层氮化镓的外延圆片，经过光刻、刻蚀、金属层沉积和钝化层保护的系列工艺步骤，在LED芯片上形成P极和N极，然后在P极和N极的表面形成电极层；

步骤S2：制造电路板，在电路板的上表面覆盖一绝缘层，然后在该绝缘层的上表面覆盖一导电层，接着在该导电层的表面形成一金属层；

步骤S3：将LED芯片倒装在该电路板上，且使该LED芯片的P极对应的电极层与该电路板上的导电层连接，使该LED芯片的N极对应的电极层与该电路板上的金属层连接。

进一步，该步骤S2还包括步骤：在该导电层的表面形成一介电层；在该步骤S3之前或之后还包括步骤：将一反射杯设置在该电路板的介电层上表面，并使该LED芯片位于该反射杯的收容空间内。

进一步，该步骤S1还包括步骤：在该电极层表面形成金属焊垫；该步骤S3的步骤替换为：将LED芯片倒装在该电路板上，且使该LED芯片的P极对应的电极层与该电路板上的金属焊垫连接，使该LED芯片的N极对应的电极层与该电路板上的金属焊垫连接。