專利名稱：發(fā)光二極管封裝結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種封裝結構,尤其涉及一種發(fā)光二極管封裝結構(light-emittingdiode package structure)。
背景技術：
發(fā)光二極管具有一 P/N接面，而對發(fā)光二極管的P/N接面施加電壓可使發(fā)光二極管發(fā)光。發(fā)光二極管組件可廣泛地使用在各種應用中，例如指示器(indicator)、招牌、照明、以及其它種類的照明組件。發(fā)光二極管(light-emitting diode,LED)由于體積小、使用壽命長、耗電量低與亮度高等優(yōu)點，已逐漸取代傳統(tǒng)的燈泡，成為目前最重要的發(fā)光組件。
傳統(tǒng)上是以表面黏著技術制程(surface mount technology, SMT)制作發(fā)光二極管。圖IA ID顯示一目前使用表面黏著技術的封裝制程剖面示意圖，其中該封裝結構為一水平式封裝結構。在圖IA中，首先提供一支架(lead-frame) 11，其包括一散熱塊11a、多個導線腳lib、及一主體部分11c。接著，如第IB圖所示，使用固晶膠將發(fā)光二極管芯片21固定于支架11中的散熱塊Ila上，其中芯片21包括兩個電性相反的電極21b、21c于芯片21的表面上。在固定芯片21后，進行打線31使芯片21上的電極21a、21b電性連接至多個導線腳11b，其中導線31如圖IC所示。完成打線31后，在主體部分Ilc的其中包括芯片21、導線31、及導線腳Ilb的凹槽中，灌入封裝膠41以完成封裝，如圖ID所示。以傳統(tǒng)表面黏著技術制程制作發(fā)光二極管，需將發(fā)光二極管芯片以固晶、打線、點膠等制程制作于支架上，之后再使用焊錫膏經回焊將封裝結構固定于已鋪設線路的電路板上。此制程不僅繁瑣費時，還有斷線、封裝膠剝離、固晶膠散熱不佳等缺點，且制作出的發(fā)光二極管封裝結構具有毫米尺寸，無法將尺寸進一步微縮。因此，需提出一種改良的發(fā)光二極管封裝結構以克服上列缺點。

發(fā)明內容
本發(fā)明有關一種發(fā)光二極管封裝結構，包括一熒光基板；一發(fā)光二極管芯片，設置于該突光基板上，該發(fā)光二極管芯片具有一對電極；一線路，設置于該突光基板上，且電性連接至該發(fā)光二極管芯片的該對電極；一保護層，形成于該發(fā)光二極管芯片上，且具有一開口露出部分該發(fā)光二極管芯片；及一散熱塊，設置于該保護層上且填入該開口。為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下


圖IA ID顯示一目前使用表面黏著技術的封裝制程剖面示意圖。圖2為一根據(jù)本發(fā)明實施例的發(fā)光二極管封裝結構200的剖面圖。附圖標記10:熒光基板
11 :支架I la、60:散熱塊lib:導線腳lie:主體部分15 :出光方向20、21 :發(fā)光二極管芯片20a、21a、21b :電極30 :線路
31 :導線40:保護層41 :封裝膠40a:開口50 :黏著層70 :共晶層200 :發(fā)光二極管封裝結構t、T:厚度
具體實施例方式以下特舉出本發(fā)明的實施例，并配合附圖作詳細說明，而在附圖或說明中所使用的相同符號表示相同或類似的部分，且在附圖中，實施例的形狀或是厚度可擴大，并以簡化或是方便標示。再者，附圖中各組件的部分將以分別描述說明之，值得注意的是，附圖中未顯示或描述的組件，為所屬技術領域的普通技術人員所知的形狀。此外，當某一層被描述為在另一層(或基底)“上”時，其可代表該層與另一層(或基底)為直接接觸，或兩者之間另有其它層存在。另外，特定的實施例僅為揭示本發(fā)明使用的特定方式，其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝結構是先將一發(fā)光二極管芯片固定于一熒光基板上，再以半導體制程將線路、保護層、散熱塊或散熱基板等制作完成，可形成具有微米等級的超薄發(fā)光二極管封裝體。圖2為一根據(jù)本發(fā)明實施例的發(fā)光二極管封裝結構200的剖面圖。首先，提供一熒光基板10，其中熒光基板10可包括陶瓷熒光基板或硅膠熒光基板。熒光基板10的厚度可約為10-40 μ m。在一些實施例中，陶瓷熒光基板10的形成可藉由鍛燒熒光粉及陶瓷粉末的混合物，其中陶瓷粉末為例如氧化鋁或氧化硅粉末。在其它實施例中，硅膠熒光基板10的形成可藉由先混煉熒光粉及塑料的混合物，再將混煉后的混合物射出加工處理而得到想要的基板，其中塑料為例如環(huán)形嵌段共聚物(cyclic block copolymer,CBC)或環(huán)烯烴共聚物(cyclic olefin copolymer, C0C)。接著，設置一發(fā)光二極管芯片20于熒光基板10上。發(fā)光二極管芯片20具有一對設置于芯片20的上表面的電極20a,其分別為P電極和N電極。在一些實施例中，芯片20的設置方式可藉由先形成一透明膠(未顯示)，包括環(huán)氧樹脂或硅膠，于熒光基板10即將設置發(fā)光二極管芯片20的區(qū)域上，再將芯片20設置于透明膠上，藉此接合芯片20與熒光基板10。發(fā)光二極管芯片20可為一水平式芯片，且至少包括一 P型半導體層、一主動區(qū)域及一 η型半導體層，其中主動區(qū)域位于P型及η型半導體層之間。另外，在芯片20相反于熒光基板10的一側，可選擇性地形成一金屬反射層，金屬反射層的材質可為Al、Ag、Ni、Ph、Pd、Pt、Ru、Au及上述任意組合。上述P型、η型半導體層可為III-V族半導體材料，例如111-￥族6&”才料，并以八1!^>(1_!￡_#(0彡叉彡1，0彡y彡I)表示。從發(fā)光二極管芯片20所發(fā)出的光較佳為藍光或紫外光，但也可為其它合適波長，且所發(fā)出的光將以圖2所示的方向為基準，朝熒光基板10向下發(fā)出，如箭號15所示。若發(fā)光二極管芯片20所發(fā)出的光為藍光或紫外光，可選擇合適的熒光基板發(fā)光二極管封裝結構200的最終出光顏色混合為白光。在一些實施例中，發(fā)光二極管芯片20的厚度可約為70-90 μ m。在設置發(fā)光二極管芯片20于突光基板10上之后，設置一線路30于突光基板10上。線路30位于熒光基板10的上表面上，此外，線路30還沿芯片20的側壁延伸且電性連接至上述電極20a，因此線路30至少有一部分被設置于芯片20上。線路30的材料可為金、銅或其它具有良好導電性的金屬。線路30的形成可利用沉積、微影、蝕刻等技術，其中沉積可利用化學氣相沉積、物理氣相沉積、電鍍或其它合適的沉積方法，而蝕刻可為干蝕刻或濕 蝕刻。接著，形成一保護層40于發(fā)光二極管芯片20上，其中保護層40具有一開口 40a于芯片20的上方，部分露出發(fā)光二極管芯片20。例如可先利用化學氣相沉積或其它合適的沉積方法將保護層40毯覆性地覆蓋在上方，再以微影及蝕刻制程形成開口 40a。開口 40a的大小或形狀并不限定，且可依需要調整。保護層40的厚度可約為90-110 μ m。保護層40的材料可包括聚亞酰胺、苯環(huán)丁烯(butylcyclobutene, BCB)、聚對二甲苯(parylene)、萘聚合物(polynaphthalenes)、氟碳化物(fIuorocarbons)、丙烯酸酯(acrylates)或前述的組合。在形成保護層40之后，在一些實施例中，還包括順應性地形成一黏著層50于保護層40的上表面及開口 40a中。黏著層50的作用主要在于接合保護層40及即將形成的散熱塊60。黏著層50的材質可包括Ti及Cu。黏著層50的厚度可約為5-10 μ m。在其它實施例中，可不形成上述黏著層。接著，設置一散熱塊60于保護層40上，且填入該開口 40a。散熱塊60的材料可為一般現(xiàn)有的各種散熱材料，例如銅、鋁或鋁合金。散熱塊60最厚部分的厚度t可約為40-60 μm。在散熱塊60形成于保護層40上之后，可形成一共晶層70于散熱塊60上方。共晶層70的材質可為金錫合金(AuSn)或擇自下列材料至少其一 Au、Ti、Ni、Pt、Rh、Al、In及Sn。共晶層70的厚度可約為-1-5 μ m。共晶層70的作用在于可藉由該層將發(fā)光二極管封裝結構200接合至例如一電路板，而使用熔點較低的共晶材質可使之后的接合得以在較低溫度下進行。另外，除散熱塊6所提供良好的導熱外，共晶層也可提供額外的導熱，使發(fā)光二極管封裝結構200的整體導熱性質更加良好。參見圖2，根據(jù)于本發(fā)明的實施例所提供的發(fā)光二極管封裝結構200包括熒光基板10，以及在熒光基板10上依序形成的發(fā)光二極管芯片20、線路30、保護層40、黏著層50、散熱塊60及共晶層70。發(fā)光二極管芯片20設置于突光基板10上,且具有一對設置于芯片20的上表面的電極20a。線路30設置于熒光基板10上，并沿芯片20的側壁延伸且電性連接至電極20a，因此線路30至少有一部分被設置于芯片20上。保護層40形成于芯片20上，且具有一開口露出部分芯片20。散熱塊60形成于保護層40上，且填入保護層40的開□。因此，如圖2所示，本發(fā)明實施例的發(fā)光二極管封裝結構200可具有約130-200 μ m的總厚度T，例如小于約200 μ m。這也就是說，本發(fā)明所提供的發(fā)光二極管封裝結構可具有微米等級的總厚度。本發(fā)明的發(fā)光二極管封裝結構還具有下列優(yōu)點，例如在制程中不需打線、不需封裝膠、并且在芯片與基板間無間隙而可增加散熱，因此可克服例如制程繁雜費時、斷線、封裝膠剝離、固晶膠散熱不佳等的缺點。 本發(fā)明雖以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何所屬技術領域的普通技術人員，當可做些許的更動與潤飾，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1.一種發(fā)光二極管封裝結構，包括 一突光基板； 一發(fā)光二極管芯片，設置于該熒光基板上，該發(fā)光二極管芯片具有一對電極； 一線路，設置于該熒光基板上，且電性連接至該發(fā)光二極管芯片的該對電極； 一保護層，形成于該發(fā)光二極管芯片上，且具有一開口露出部分該發(fā)光二極管芯片；及 一散熱塊，設置于該保護層上且填入該開口。
2.根據(jù)權利要求I所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該熒光基板包括陶瓷熒光基板或娃膠突光基板。
3.根據(jù)權利要求I所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該保護層包括聚亞酰胺、苯環(huán)丁烯、聚對二甲苯、萘聚合物、氟碳化物、丙烯酸酯或前述的組合。
4.根據(jù)權利要求I所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中還包括一黏著層，順應性地形成于該保護層的上表面及該開口中。
5.根據(jù)權利要求4所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該黏著層的材質包括Ti及Cu。
6.根據(jù)權利要求I所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中還包括一共晶層，形成于該散熱塊上方。
7.根據(jù)權利要求6所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該共晶層的材質為金錫合金。
8.根據(jù)權利要求6所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該共晶層的厚度約為-1-5μ m。
9.根據(jù)權利要求I所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中還包括一透明膠，形成于該熒光基板及該發(fā)光二極管芯片之間。
10.根據(jù)權利要求9所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該透明膠包括環(huán)氧樹脂或硅膠。
11.根據(jù)權利要求I所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中發(fā)光二極管封裝結構的厚度不超過200微米。
12.根據(jù)權利要求I所述的發(fā)光二極管封裝結構，其中該對電極設置于該發(fā)光二極管芯片的上表面，且該線路沿該發(fā)光二極管芯片的側壁延伸至該對電極。
全文摘要
一種發(fā)光二極管封裝結構，包括一熒光基板；一發(fā)光二極管芯片，設置于熒光基板上，發(fā)光二極管芯片具有一對電極；一線路，設置于熒光基板上，且電性連接至發(fā)光二極管芯片的電極；一保護層，形成于發(fā)光二極管芯片上，且具有一開口露出部分發(fā)光二極管芯片；及一散熱塊，設置于保護層上且填入開口。
文檔編號H01L33/54GK102881802SQ201110270900
公開日2013年1月16日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權日2011年7月11日
發(fā)明者張翌誠, 李育群 申請人:隆達電子股份有限公司