LED晶片的键合方法
阅读：1发布：2023-02-04
专利汇可以提供LED晶片的键合方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开一种LED晶片的键合方法，所述LED晶片的键合方法包括以下步骤：提供一衬底；于所述衬底表面生长LED晶片，并使所述LED晶片的表面形成第一键合结构；提供一 背板 ；于所述背板表面布置结合层，并使所述结合层的表面形成可与所述第一键合结构相键合的第二键合结构；将所述LED晶片与所述结合层对位，并使所述第一键合结构和所述第二键合结构相键合。本发明的技术方案能够提高背板的利用率。，下面是LED晶片的键合方法专利的具体信息内容。
1.一种LED晶片的键合方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一衬底；
于所述衬底表面生长LED晶片，并使所述LED晶片的表面形成第一键合结构；
提供一背板；
于所述背板表面布置结合层，并使所述结合层的表面形成可与所述第一键合结构相键合的第二键合结构；
将所述LED晶片与所述结合层对位，并使所述第一键合结构和所述第二键合结构相键合；
其中，所述第一键合结构为凸起，所述第二键合结构为凹陷；或者，所述第一键合结构为凹陷，所述第二键合结构为凸起。
2.如权利要求1所述的键合方法，其特征在于，所述衬底为氧化锌衬底、氮化铝衬底、氧化铝衬底、或碳化硅衬底。
3.如权利要求1所述的键合方法，其特征在于，所述结合层为金属或金属氧化物。
4.如权利要求3所述的键合方法，其特征在于，所述结合层为金属铟或氧化铟锡。
5.如权利要求1至4中任一项所述的键合方法，其特征在于，所述“于所述衬底表面生长LED晶片，并使所述LED晶片的表面形成第一键合结构”的步骤，包括：
于所述衬底表面布置第一成型夹具，并使所述第一成型夹具与所述衬底之间形成晶片生长间隙；
于所述晶片生长间隙中生长LED晶片；
剥离所述第一成型夹具，以使所述LED晶片的表面形成第一键合结构。
6.如权利要求1至4中任一项所述的键合方法，其特征在于，所述“于所述背板表面布置结合层，并使所述结合层的表面形成可与所述第一键合结构相键合的第二键合结构”的步骤，包括：
于所述背板表面布置结合层；
利用第二成型夹具对所述结合层进行压印；
剥离所述第二成型夹具，以使所述结合层的表面形成可与所述第一键合结构相键合的第二键合结构。
7.如权利要求1至4中任一项所述的键合方法，其特征在于，所述“将所述LED晶片与所述结合层对位，并使所述第一键合结构和所述第二键合结构相键合”的步骤之后，还包括：
剥离所述衬底。
8.如权利要求7所述的键合方法，其特征在于，所述“剥离所述衬底”的步骤之后，还包括：
于所述LED晶片上装设阴极。
LED晶片的键合方法
技术领域
[0001] 本发明涉及LED技术领域，特别涉及一种LED晶片的键合方法。
背景技术
[0002] 随着技术的发展与进步，MicroLED已经展现出了超越OLED的许多优势。例如，MicroLED的LED晶片更小、寿命更长，并且，MicroLED在模组厚度、功耗、亮度、屏幕响应时间、解析度、显示效果等方面都远超OLED。因此，MicroLED是一项极具竞争力的技术。可是，在MicroLED的制造过程中，却存在着需要将LED晶片精确定位至背板的难题。目前，为解决这样的难题，普遍的做法是在背板和衬底上设置对准标记，以利用对准标记实现精确定位。但是，采用这样的方式时，对准标记会占据背板上的宝贵空间，造成背板的利用率低下。
发明内容
[0003] 本发明的主要目的是提供一种LED晶片的键合方法，旨在提高背板的利用率。
[0004] 为实现上述目的，本发明提出的LED晶片的键合方法，包括以下步骤：
[0005] 提供一衬底；
[0006] 于所述衬底表面生长LED晶片，并使所述LED晶片的表面形成第一键合结构；
[0007] 提供一背板；
[0008] 于所述背板表面布置结合层，并使所述结合层的表面形成可与所述第一键合结构相键合的第二键合结构；
[0009] 将所述LED晶片与所述结合层对位，并使所述第一键合结构和所述第二键合结构相键合。
[0011] 可选地，所述结合层为金属或金属氧化物。
[0012] 可选地，所述结合层为金属铟或氧化铟锡。
[0013] 可选地，所述“于所述衬底表面生长LED晶片，并使所述LED晶片的表面形成第一键合结构”的步骤，包括：
[0014] 于所述衬底表面布置第一成型夹具，并使所述第一成型夹具与所述衬底之间形成晶片生长间隙；
[0015] 于所述晶片生长间隙中生长LED晶片；
[0016] 剥离所述第一成型夹具，以使所述LED晶片的表面形成第一键合结构；
[0017] 其中，所述第一成型夹具面向所述衬底的表面形成有所述第二键合结构。
[0018] 可选地，所述第一键合结构为凸起或凹陷。
[0019] 可选地，所述“于所述背板表面布置结合层，并使所述结合层的表面形成可与所述第一键合结构相键合的第二键合结构”的步骤，包括：
[0020] 于所述背板表面布置结合层；
[0021] 利用第二成型夹具对所述结合层进行压印；
[0022] 剥离所述第二成型夹具，以使所述结合层的表面形成可与所述第一键合结构相键合的第二键合结构；
[0023] 其中，所述第二成型夹具面向所述结合层的表面形成有所述第一键合结构。
[0024] 可选地，所述第二键合结构为凸起或凹陷。
[0025] 可选地，所述“将所述LED晶片与所述结合层对位，并使所述第一键合结构和所述第二键合结构相键合”的步骤之后，还包括：
[0026] 剥离所述衬底。
[0027] 可选地，所述“剥离所述衬底”的步骤之后，还包括：
[0029] 本发明的技术方案，通过于LED晶片的表面形成第一键合结构，并于背板上结合层的表面形成可与第一键合结构相键合的第二键合结构，这样，当将LED晶片转移至背板时，便可通过第一键合结构与第二键合结构的键合实现LED晶片于结合层的限位固定，实现LED晶片于结合层的精确定位，即实现LED晶片于背板的精确定位。如此，利用第一键合结构与第二键合结构的键合定位，替代了传统工艺中于背板和衬底上设置对准标记的定位方式，避免了背板上的宝贵空间被对准标记占据，从而节省了背板的空间，提高了背板的利用率。附图说明
[0030] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0031] 图1为本发明LED晶片的键合方法一实施例的流程示意图；
[0032] 图2为图1中步骤“于所述衬底表面生长LED晶片，并使所述LED晶片的表面形成第一键合结构”的细化步骤的流程示意图；
[0033] 图3为图1中步骤“于所述背板表面布置结合层，并使所述结合层的表面形成可与所述第一键合结构相键合的第二键合结构”的细化步骤的流程示意图。
[0034] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0035] 以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明，并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0036] 本发明提出一种LED晶片的键合方法。
[0037] 请参阅图1，在本发明LED晶片的键合方法一实施例中，该LED晶片的键合方法包括以下步骤：
[0038] 步骤S100，提供一衬底。
[0039] 具体地，衬底一般可选择蓝宝石衬底，蓝宝石衬底有许多的优点：首先，蓝宝石衬底的生产技术成熟、质量较好；其次，蓝宝石衬底的稳定性很好，能够运用在高温生长过程中；最后，蓝宝石衬底的机械强度高，易于处理和清洗。当然，衬底也可选择导热性能十分优异的碳化硅衬底或硅衬底。
[0040] 此外，衬底还可选择砷化镓衬底或其他合理的材料。
[0041] 步骤S200，于所述衬底表面生长LED晶片，并使所述LED晶片的表面形成第一键合结构。
[0042] 具体地，将衬底加热至晶片生长温度，并于该衬底的表面生长LED晶片。一般地，晶片生长温度为900℃～1200℃。并且，为了使LED晶片的表面形成第一键合结构，一般可以采取以下两种方式实现：
[0043] 第一，对LED晶片的生长过程进行控制。即，对LED晶片的生长空间加以限制，使LED晶片按照预先设定的形状进行生长，以使其生长完成后的表面形成第一键合结构。例如，采用内表面具有特定形状的模具罩设于衬底表面，使LED晶片于模具和衬底所限定的空间内生长。这样，控制过程简单、可靠，模具制造方便、快捷。并且，模具可重复使用，使得生产过程得以简化、生产效率得以提高。
[0044] 第二，对生长完成后的LED晶片进行表面处理。即，对生长完成后的LED晶片的表面进行如刻蚀处理、切割处理、打磨处理、和/或其他合理的表面处理等过程，以使LED晶片的表面在表面处理之后形成第一键合结构。其中，刻蚀处理可通过微纳刻蚀的方式得以实现，即，利用激光对LED晶片的表面进行刻蚀，以在LED晶片的表面刻蚀形成第一键合结构。这样，具有各向异性好，选择比高，可控性、灵活性、重复性好，细线条操作安全，易实现自动化，无化学废液，处理过程未引入污染，洁净度高等优点。当然，刻蚀处理还可通过气相腐蚀、等离子体腐蚀等方式得以实现。
[0045] 步骤S300，提供一背板。
[0046] 步骤S400，于所述背板表面布置结合层，并使所述结合层的表面形成可与所述第一键合结构相键合的第二键合结构。
[0047] 具体地，为了使结合层的表面形成第二键合结构，一般可以采取以下两种方式实现：
[0048] 第一，采用压印的方式对结合层的表面进行压印处理。即，采用具有特定表面形状的模具对结合层的表面进行压印处理，以使模具退去后的结合层的表面形成第二键合结构。这样，控制过程简单、可靠，模具制造方便、快捷。并且，模具可重复使用，使得生产过程得以简化、生产效率得以提高。
[0049] 第二，对结合层进行表面处理。即，对结合层的表面进行如刻蚀处理、切割处理、打磨处理、和/或其他合理的表面处理等过程，以使结合层的表面在表面处理之后形成第二键合结构。其中，刻蚀处理可通过微纳刻蚀的方式得以实现，即，利用激光对结合层的表面进行刻蚀，以在结合层的表面刻蚀形成第二键合结构。这样，具有各向异性好，选择比高，可控性、灵活性、重复性好，细线条操作安全，易实现自动化，无化学废液，处理过程未引入污染，洁净度高等优点。当然，刻蚀处理还可通过气相腐蚀、等离子体腐蚀等方式得以实现。
[0050] 并且，需要说明的是，第二键合结构可与第一键合结构相键合。例如，当第一键合结构为凸块时，相应地，第二键合结构为形状、大小与凸块相匹配的凹槽，这样，当第一键合结构与第二键合结构相键合时，凸块可插设并卡持于凹槽内，从而实现LED晶片与结合层(或背板)的精确定位。此外，第一键合结构也可以为凹槽，相应地，第二键合结构为形状、大小与凹槽相匹配的凸块。当然，第一键合结构还可以为其他合理的形式，例如，凸起和凹陷的组合形式，此时，第二键合结构为相应的合理的形成，例如，凹陷和凸起的组合形成。
[0051] 步骤S500，将所述LED晶片与所述结合层对位，并使所述第一键合结构和所述第二键合结构相键合。
[0052] 具体地，当LED晶片的第一键合结构与结合层的第二键合结构相键合时，LED晶片于结合层得以限位固定，即LED晶片于结合层得以精确定位，也即LED晶片于背板得以精确定位。
[0053] 因此，可以理解的，本发明的技术方案，通过于LED晶片的表面形成第一键合结构，并于背板上结合层的表面形成可与第一键合结构相键合的第二键合结构，这样，当将LED晶片转移至背板时，便可通过第一键合结构与第二键合结构的键合实现LED晶片于结合层的限位固定，实现LED晶片于结合层的精确定位，即实现LED晶片于背板的精确定位。如此，利用第一键合结构与第二键合结构的键合定位，替代了传统工艺中于背板和衬底上设置对准标记的定位方式，避免了背板上的宝贵空间被对准标记占据，从而节省了背板的空间，提高了背板的利用率。
[0054] 进一步地，所述衬底为氧化锌衬底、氮化铝衬底、氧化铝衬底、或碳化硅衬底。
[0055] 这样，衬底的材质经过了特殊的选择，其热膨胀系数可达到LED晶片的热膨胀系数的3倍～10倍，如此，在将衬底和LED晶片一同冷却至室温的过程中，衬底相对于LED晶片的收缩比率将得以增大，衬底和LED晶片之间因二者收缩程度不同而产生剪切作用将得以增强，从而可使得衬底和LED晶片之间产生更多的微缝，使得衬底和LED晶片之间的结合力得以降低，从而可使得衬底的剥离过程进行得更加省时、更加便利。
[0056] 进一步地，所述结合层为金属或金属氧化物。
[0057] 这样，结合层采用金属材料或金属氧化物材料，可使得结合层质地柔和，此时，利用模具对结合层进行的压印过程更加易于实现，第二键合结构的形成更加简单、便捷、且可靠，并且，模具不易损坏，可重复多次使用。
[0058] 进一步地，所述结合层为金属铟或氧化铟锡。
[0059] 这样，结合层自身即可导电，背板通过结合层便可实现与LED晶片的电性连接。此时，背板即可作为阳极，而不需要在LED晶片上重新接入阳极，如此，进一步简化了LED产品的结构和生产过程，提升了生产效率。
[0060] 请参阅图2，本发明LED晶片的键合方法，其步骤S200——“于所述衬底表面生长LED晶片，并使所述LED晶片的表面形成第一键合结构”，包括：
[0061] 步骤S210，于所述衬底表面布置第一成型夹具，并使所述第一成型夹具与所述衬底之间形成晶片生长间隙；
[0062] 步骤S220，于所述晶片生长间隙中生长LED晶片；
[0063] 步骤S230，剥离所述第一成型夹具，以使所述LED晶片的表面形成第一键合结构；
[0064] 其中，所述第一成型夹具面向所述衬底的表面形成有所述第二键合结构。
[0065] 本实施例中，第一键合结构的形成是利用第一成型夹具对LED晶片的生长过程进行控制——对LED晶片的生长空间加以限制而实现的。具体地，第一成型夹具的表面形成有第二键合结构(本实施例中为若干间隔设置的凹槽)，将第一成型夹具布置于衬底的表面，并将第一成型夹具的形成有第二键合结构的表面面向衬底布置，且于第一成型夹具和衬底之间留有晶片生长间隙。将衬底和第一成型夹具一同加热至晶片生长温度，使LED晶片在晶片生长间隙中生长。可以理解的，由于晶片生长间隙的大小是固定的，LED晶片的面向第一成型夹具的表面便会与第一成型夹具的第二键合结构键合，当退去第一成型夹具时，即在LED晶片的表面形成了第一键合结构(本实施例中为若干间隔设置的凸块)。第一键合结构与第二键合结构键合时，每一凸块插设于一凹槽内。
[0066] 这样的过程，不仅工艺简单，操作方便，有效提升了生产效率，而且重复性好、可靠性高。同时，第一成型夹具不易损坏，可重复多次使用，资源使用更加合理。
[0067] 优选地，所述第一键合结构为凸起或凹陷。本实施例中，第一键合结构为若干间隔设置的凸块，相应地，第二键合结构为若干间隔设置的凹槽。当第一键合结构与第二键合结构键合时，每一凸块插设于一凹槽内，如此，不仅可实现LED晶片的精确定位，而且还可防止LED晶片与结合层(或背板)相对滑动，保障LED晶片的定位的精确性和可靠性，保证下游产品的质量。
[0068] 当然，在其他实施例中，第一键合结构也可以为若干间隔设置的凹槽，相应地，第二键合结构为若干间隔设置的凸块。
[0069] 可以理解的，第一键合结构为凸起或凹陷的设置，结构简单、可靠，不仅可使得第一成型夹具的加工制造更加简单、便捷，简化了生产工艺，提升了生产效率，而且还可使得第一成型夹具的剥离(退去)过程更加方便、快读，提升了生产效率，同时还可使得LED晶片的定位过程更加精确和有效。
[0070] 请参阅图3，本发明LED晶片的键合方法，其步骤S400——“于所述背板表面布置结合层，并使所述结合层的表面形成可与所述第一键合结构相键合的第二键合结构”，包括：
[0071] 步骤S410，于所述背板表面布置结合层；
[0072] 步骤S420，利用第二成型夹具对所述结合层进行压印；
[0073] 步骤S430，剥离所述第二成型夹具，以使所述结合层的表面形成可与所述第一键合结构相键合的第二键合结构；
[0074] 其中，所述第二成型夹具面向所述结合层的表面形成有所述第一键合结构。
[0075] 本实施例中，第二键合结构的形成是利用第二成型夹具对结合层进行压印而实现的。具体地，第二成型夹具的表面形成有第一键合结构(本实施例中为若干间隔设置的凸块)，将第二成型夹具的形成有第一键合结构的表面面向结合层，并对结合层进行压印，保压一定时间。可以理解的，结合层的面向第二成型夹具的表面会与第二成型夹具的第一键合结构键合，当退去第二成型夹具时，即在结合层的表面形成了第二键合结构(本实施例中为若干间隔设置的凹槽)。第二键合结构与第一键合结构键合时，每一凸块插设于一凹槽内。
[0076] 这样的过程，不仅工艺简单，操作方便，有效提升了生产效率，而且重复性好、可靠性高。
[0077] 优选地，所述第二键合结构为凸起或凹陷。本实施例中，第二键合结构为若干间隔设置的凹槽，相应地，第一键合结构为若干间隔设置的凸块。当第二键合结构与第一键合结构键合时，每一凸块插设于一凹槽内，如此，不仅可实现LED晶片的精确定位，而且还可防止LED晶片与结合层(或背板)相对滑动，保障LED晶片的定位的精确性和可靠性，保证下游产品的质量。
[0078] 当然，在其他实施例中，第二键合结构也可以为若干间隔设置的凸块，相应地，第一键合结构为若干间隔设置的凹槽。
[0079] 可以理解的，第二键合结构为凸起或凹陷的设置，结构简单、可靠，不仅可使得第二成型夹具的加工制造更加简单、便捷，简化了生产工艺，提升了生产效率，而且还可使得第二成型夹具的剥离(退去)过程更加方便、快读，提升了生产效率，同时还可使得LED晶片的定位过程更加精确和有效。
[0080] 请再次参阅图1，本发明LED晶片的键合方法在步骤S500——“将所述LED晶片与所述结合层对位，并使所述第一键合结构和所述第二键合结构相键合”之后，还包括：
[0081] 步骤S600，剥离所述衬底；
[0082] 步骤S700，于所述LED晶片上装设阴极。
[0083] 可以理解的，由于LED晶片与结合层之间存在键合，衬底的剥离过程、阴极的装设过程可更加易于实现，并且得到的产品结构更加可靠。
[0084] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
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