[实用新型]一种半导体发光芯片、及半导体照明灯具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种半导体发光芯片，更进一步涉及一种适用于回流焊的半导体发光芯片结构。

背景技术

随着半导体发光芯片发光效率的提升和制造成本的下降，半导体发光芯片已被广泛应用于背光、显示和照明等领域。

一种常见的半导体发光芯片结构如图1所示，包括蓝宝石衬底11、n型导电层12、发光层13、p型导电层14、n型电极15、p型电极16、导电线19a、19b、绝缘层110、焊盘121a、121b、LED支架120、固晶胶120a。为了减少遮光效应和增加有效发光面积，电极15和16的尺寸被尽量缩小，一般直径在75-95微米之间，以满足焊线的需要。所述发光芯片通常用固晶胶120a固定在LED支架120上，然后超声压焊导电线19a和19b，再用灌封胶（如环氧树脂、硅胶），把整个发光芯片以及导电线19a和19b、焊盘121a和121b包裹起来，达到防潮防湿和绝缘等作用。封装后的LED才能应用到背光显示和照明等领域。

另一种常见的半导体发光芯片结构如图2所示，包括蓝宝石衬底21、n型导电层22、发光层23、p型导电层24、n型电极25、p型电极26、反射接触层26a、n型电极台阶24a、共晶焊料29a和29b、LED支架220、焊盘220a和220b、绝缘层210。为了克服图1所示发光芯片和相应LED支架之间的固晶胶120a隔热效应，导电线19a和19b导热效果差、易断裂，以及电极15和16遮光效应等缺陷与问题，图2所述发光芯片的半导体叠层以面朝下的方式固定在LED支架220上，蓝宝石衬底21为出光方向避免了电极遮光效应。

为了提升导热性能和改善电流扩展效果，电极26通常覆盖整个p型导电层24的表面，电极25和26又通常采用共晶焊形式固定到LED支架220上，避免金丝焊接所可能导致的缺失。通常在电极25和26之间的n型电极台阶24a表面和/或n型电极通孔侧壁有一绝缘层210以保证电极间绝缘和减少n型电极台阶和/或n型电极通孔侧壁的漏电。由于绝缘层210介于电极26 和p型导电层24之间并紧贴在p型导电层24的表面，增加绝缘层210的宽度会减少发光层23或电极26的面积，直接导致有效发光面积的减少。有限的绝缘层宽度使得图2所示的发光芯片必须采用焊接精度较高的共晶焊技术与设备把发光芯片固定到LED支架220上，导致制造成本高，效率低。焊接后的发光芯片同样要用灌封胶把整个发光芯片包裹起来，以达到防潮防湿绝缘等作用。

一种常见的采用上述LED制造的半导体照明灯具（以球泡灯为例）如图3所示，包括LED381（LED381包括灌封体390、荧光层390a、支架320、发光芯片380、焊垫35）、焊料34、焊盘33、绝缘层32、铝基板31、灯体上板330、散热灯体350、导电线356、电源355、灯头353、电源线354、和灯罩391，铝基板31和设置在铝基板31之上的绝缘层32、焊盘33、发光二极管（LED）381构成通常所述的光源模组。

由于发光芯片380不能像其它电子元器件，如电阻，一样直接粘贴焊接在铝基板31或灯体上板330的上面，使得人们必须先把发光芯片380封装成LED381以后才能粘贴焊接在铝基板上使用。用于制造LED的固晶焊线专用设备昂贵，封装工艺复杂，且必须使用定制的LED支架，无法直接在不同形状和大小的铝基板31或灯体上板330上实现LED封装，导致半导体照明灯具的制造流程长、步骤多、成本高。

从结构上看，发光芯片380通过固晶工艺固定到LED支架320上，LED381又通过回流焊工艺固定到铝基板31上，铝基板有通过机械紧固方式固定到灯体上板330上。三次重复固定不仅浪费大量原材料，增加灯具重量，也增加许多无实质意义的工艺环节和生产设备，使灯具综合制造成本居高不下。

从散热效果看，发光芯片380的热量须通过固晶界面、LED支架320、焊料34、焊盘33、绝缘层32、铝基板31，再转导到灯体上板330，最后通过散热灯体350散到大气中。显然，导热途径很长，界面很多，其中固晶界面、LED支架320和绝缘层32导热热阻大，往往成为导热瓶颈，使得整灯的散热效果并不随着大面积散热灯体350的使用而得到改善。散热不佳，反会导致发光芯片380光衰加快，也会缩短整灯的使用寿命。显而易见，由图1和图2所示发光芯片结构决定的发光模组或照明灯具制造方法和步骤存在本质的缺陷。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种结构简单、使用方便、制造成本低的半导体发光芯片。

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种结构简单、使用方便、制造成本低的半导体照明灯具。