Led倒裝晶元金屬膜層及製備方法
2023-06-11 16:22:56
專利名稱：Led倒裝晶元金屬膜層及製備方法
技術領域：
本發明涉及一種LED晶元表面塗層處理方法，尤其涉及一種採用倒裝技術的LED 晶元的金屬膜層及製備方法。
背景技術：
LED倒裝晶元技術逐漸成為替代傳統LED晶元的新技術，如中國專利 200410058989. 8所揭示，因為採用倒裝技術的LED晶元，其發光面與電極焊接面為兩個不同的平面，因而不需要打金線，所以製造成本低並且發光效率高。由於省略掉打金線這一道生產工藝，因此在LED晶元的金屬塗層工藝上與傳統的金屬塗層工藝(通常採用Cr+Pt+Au 三層金屬塗層的工藝)產生了較大的差別。目前常用的PVD鍍膜技術主要分為三類，真空蒸發鍍膜、真空濺射鍍和真空離子束鍍膜。其中，真空濺射鍍膜是用高能粒子轟擊固體表面時能使固體表面的粒子獲得能量並逸出表面，沉積在基板上。真空離子束鍍膜是指在真空環境下(真空度為NlO-1I^ 5*^)-1! )，被引入的氣體在離子束的電磁場共同作用下被離化。被離化的離子在離子束和基片之間的電場作用下被加速，並以高能粒子的形式轟擊或沉積在基片上。被引入的氣體根據工藝的需要，可能為Ar，N2或C^2等，從而完成離子刻蝕清洗和離子束沉積等工藝。
發明內容
本發明的目的在於解決上述的技術問題，提供一種有效的、簡單的LED倒裝晶元的金屬膜層及製備方法。本發明的目的通過以下技術方案來實現一種LED倒裝晶元金屬膜層，包括依次設於所述LED晶元表面的鉻塗層、鎳塗層。優選的，所述用於增加晶元和鎳塗層結合力的鉻塗層厚度為100CT1500A。所述起到助焊作用的鎳塗層厚度為800CT15000A。本發明還揭示了一種LED倒裝晶元金屬膜層的製備方法，包括以下步驟第一，將鍍膜真空室抽至l*10_5Pa以上的真空度；第二，向鍍膜真空室中通入高純氬氣，使鍍膜真空室的壓力保持在1.34(^1 至 2. 5*10^^ 之間；第三，開啟離子束電源，開始對待鍍膜晶元的表面進行離子清洗工序；離子清洗過程中，施加在離子束上的工作電壓為直流1600V 1800V，工作電流在120mA 160mA之間； 離子清洗工序的時間為10分鐘；第四，結束離子清洗後，繼續在真空室中通入高純氬氣並保持壓力在1.5 至 2. 5Pa之間；第五，開啟帶有Cr靶的磁控濺射陰極，開始沉積第一層金屬Cr層的沉積；沉積時施加在陰極靶上的電源為直流電源，功率的功率密度為7 9W/cm2，金屬Cr沉積塗層厚度 ιοοοΑ 1500A;
第六，結束第一層金屬Cr層的沉積，不改變鍍膜真空室內的壓力環境，開始第二層金屬M層的沉積；沉積時施加在陰極靶上的電源為直流電源，功率的功率密度為7 9W/cm2，金屬Ni沉積塗層厚度8000A 15000A。優選的，所述高純氬氣為5N以上的純度。優選的，所述離子清洗工藝過程及金屬膜層沉積工藝過程中，由於採用離子束離子轟擊和磁控濺射沉積薄膜，晶元上的溫度可始終保持在80°C以下。本發明的有益效果主要體現在運用磁控濺射和離子束技術在倒裝LED晶元上沉積金屬層，其金屬材料和膜層厚度配比為全新技術，替代了貴金屬鉬金Pt和黃金Au，大大降低製造成本；另外由於採用離子束清洗工藝，使金屬層與晶元之間的結合力大幅提高，從而使得LED發光模組的良率得以提高。
具體實施例方式有關本發明之前述及其它技術內容、特點與功效，在以下之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。本發明優選實施例的倒裝LED晶元上沉積金屬層，其工藝中運用了 2中技術磁控濺射技術和陽極層離子束技術。在採用磁控濺射技術進行金屬塗層之前，採用陽極層離子束技術對LED晶元進行離子轟擊清洗，去除晶元表面汙染物並激活其表面能量，使得接下來的金屬塗層與晶元之間的結合力大大增加，產品的良率得以大幅提高。本發明中，金屬沉積所採用兩種材料Cr和Ni。金屬薄膜的膜層結構為 1000-1500 A的Cr層加8000 15000 A的Ni層；第一層Cr層為中間層，其主要作用為增加晶元和上層M的結合力；第二層M層為助焊層，其主要作用為實現晶元和線路板之間的焊接。其工藝過程大致如下第一，將鍍膜真空室抽至l*10_5Pa以上的真空度；第二，向鍍膜真空室中通入高純氬氣(5N以上的純度)，使鍍膜真空室的壓力保持在 1. 3*10_1Pa 至 2. 5*10_1Pa 之間；第三，開啟離子束電源，開始對待鍍膜晶元的表面進行離子清洗工序；離子清洗過程中，施加在離子束上的工作電壓為直流1600V 1800V，工作電流在120mA 160mA之間； 離子清洗工序的時間為10分鐘；第四，結束離子清洗後，繼續在真空室中通入高純氬氣並保持壓力在1.5 至 2. 5Pa之間；第五，開啟帶有Cr靶的磁控濺射陰極，開始沉積第一層金屬Cr層的沉積；沉積時施加在陰極靶上的電源為直流電源，功率的功率密度為7 9W/cm2，金屬Cr沉積塗層厚度 1000Π500Λ;第六，結束第一層金屬Cr層的沉積，不改變鍍膜真空室內的壓力環境，開始第二層金屬m層的沉積；沉積時施加在陰極靶上的電源為直流電源，功率的功率密度為7 9W/cm2，金屬Ni沉積塗層厚度8000A 15000A。優選的，所述離子清洗工藝過程及金屬膜層沉積工藝過程中，由於採用離子束離子轟擊和磁控濺射沉積薄膜，晶元上的溫度可始終保持在80°C以下。
本發明為運用磁控濺射和離子束技術在倒裝LED晶元上沉積金屬層，替代了貴金屬，大大降低製造成本；另外由於採用離子束清洗工藝，使金屬層與晶元之間的結合力大幅提高，從而使得LED發光模組的製備良率得以提高。儘管為示例目的，已經公開了本發明的優選實施方式，但是本領域的普通技術人員將意識到，在不脫離由所附的權利要求書公開的本發明的範圍和精神的情況下，各種改進、增加以及取代是可能的。
權利要求
1.一種LED倒裝晶元金屬膜層，其特徵在於包括依次設於所述LED晶元表面的鉻塗層、銀塗層。
2.根據權利要求1所述的LED倒裝晶元金屬膜層，其特徵在於所述用於增加晶元和鎳塗層結合力的鉻塗層厚度為1000~1500 A。
3.根據權利要求1所述的LED倒裝晶元金屬膜層，其特徵在於所述起到助焊作用的鎳塗層厚度為』 8000^15000 A。
4.一種如權利要求1至3所述的任意一種LED倒裝晶元金屬膜層的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟第一，將鍍膜真空室抽至1*10-51^以上的真空度；第二，向鍍膜真空室中通入高純氬氣，使鍍膜真空室的壓力保持在1.34-1! 至 2. 5*10^^ 之間；第三，開啟離子束電源，開始對待鍍膜晶元的表面進行離子清洗工序；離子清洗過程中，施加在離子束上的工作電壓為直流1600V 1800V，工作電流在120mA 160mA之間； 離子清洗工序的時間為10分鐘；第四，結束離子清洗後，繼續在真空室中通入高純氬氣並保持壓力在1. 5 至2. 5 之間；第五，開啟帶有Cr靶的磁控濺射陰極，開始沉積第一層金屬Cr層的沉積；沉積時施加在陰極靶上的電源為直流電源，功率的功率密度為7 9W/cm2，金屬Cr沉積塗層厚度 ΙΟΟΟΑ^ΙδΟΟΑ；第六，結束第一層金屬Cr層的沉積，不改變鍍膜真空室內的壓力環境，開始第二層金屬m層的沉積；沉積時施加在陰極靶上的電源為直流電源，功率的功率密度為7 9W/cm2， 金屬Ni沉積塗層厚度8000A 15000A。
5.根據權利要求4所述的LED倒裝晶元金屬膜層的製備方法，其特徵在於所述高純氬氣為5N以上的純度。
6.根據權利要求4所述的LED倒裝晶元金屬膜層的製備方法，其特徵在於所述離子清洗工藝過程及金屬膜層沉積工藝過程中，晶元上的溫度始終保持在80°C以下。
全文摘要
本發明提供了一種LED倒裝晶元的金屬膜層及製備方法，該LED倒裝晶元金屬膜層包括依次設於所述LED晶元表面的鉻塗層、鎳塗層，所述用於增加晶元和鎳塗層結合力的鉻塗層厚度為所述起到助焊作用的鎳塗層厚度為本發明的有益效果主要體現在運用磁控濺射和離子束技術在倒裝LED晶元上沉積金屬層，其金屬材料和膜層厚度配比為全新技術，替代了貴金屬鉑金Pt和黃金Au，大大降低製造成本；另外由於採用離子束清洗工藝，使金屬層與晶元之間的結合力大幅提高，從而使得LED發光模組的良率得以提高。
文檔編號C23C14/02GK102330056SQ201110156420
公開日2012年1月25日 申請日期2011年6月13日 優先權日2011年6月13日
發明者錢濤 申請人:星弧塗層科技(蘇州工業園區)有限公司