專利名稱：晶片級發(fā)光二極管封裝件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶片級發(fā)光二極管封裝件和該晶片級發(fā)光二極管封裝件的制造方法，更具體地，涉及一種可以防止潮氣通過結(jié)合面滲透并防止熱變形的發(fā)生，由此改善產(chǎn)品可靠性，增加從發(fā)光芯片產(chǎn)生的光的反射效率，并增加光提取效率，由此改善封裝件的光學(xué)性質(zhì)的晶片級發(fā)光二極管封裝件和該晶片級發(fā)光二極管封裝件的制造方法。
背景技術(shù)：
通常，發(fā)光二極管(LED)是指發(fā)光的半導(dǎo)體裝置，產(chǎn)生的光的顏色可以根據(jù)諸如GaAs、AlGaAs、GaN和InGaInP的化合物半導(dǎo)體材料的變化而改變。
通過對LED施加電流，在P型半導(dǎo)體和η型半導(dǎo)體之間的結(jié)處發(fā)生電子-空穴復(fù)合,這導(dǎo)致LED中光的產(chǎn)生。
LED裝置的被測量的特性可以包括顏色、亮度、發(fā)光強(qiáng)度、熱和電可靠性等。盡管可以通過在LED裝置中使用的化合物半導(dǎo)體材料確定裝置的特性，但是其中安裝了發(fā)光芯片的封裝件的結(jié)構(gòu)可能會(huì)影響裝置的特性。
僅依賴于封裝組件的開發(fā)，當(dāng)裝置產(chǎn)生光時(shí)，封裝結(jié)構(gòu)可能不會(huì)實(shí)現(xiàn)足夠的散熱特性(是指朝著封裝結(jié)構(gòu)的外部的散熱)。
由于可能需要LED封裝件不僅表現(xiàn)出熱和電可靠性，而且表現(xiàn)出光學(xué)特性，因此它可能具有與典型的半導(dǎo)體封裝件的結(jié)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)。
引線框架型成型(mold)封裝件是LED封裝件的示例。引線框架型成型封裝件包括封裝體和成對的引線框架，封裝體是注射成型的樹脂材料，所述注射成型的樹脂材料形成其中設(shè)置有發(fā)光芯片的空腔，成對的引線框架在封裝體的內(nèi)部一體地成形以彼此隔開預(yù)定的間隔。這里，發(fā)光芯片通過金屬線引線鍵合到引線框架。
陶瓷型成型封裝件是LED封裝件的另一個(gè)示例，其中，通過彼此堆疊多層陶瓷片來形成陶瓷基板，安裝在陶瓷基板的上表面上的發(fā)光芯片通過金屬線電連接到形成在陶瓷基板的上表面上的電極圖案，并且透明樹脂材料包封陶瓷基板的上表面，由此形成密封件。
然而，現(xiàn)有技術(shù)的這些成型封裝件在它們可簡化制造工藝、通過減小尺寸而實(shí)現(xiàn)小型化以及有助于實(shí)現(xiàn)批量處理的程度方面受到限制。因此，已經(jīng)引入了晶片級封裝技術(shù)以實(shí)現(xiàn)LED的簡化、小型化和批量處理。
Park等人申請的第10-2006-0095271號韓國專利申請公布公開了一種以晶片級制造LED封裝件的方法。通過在晶片基板上安裝多個(gè)發(fā)光芯片，在安裝的發(fā)光芯片的上表面上涂覆熒光糊，固化熒光糊，并以芯片尺寸切割得到的結(jié)構(gòu)來制造晶片級LED封裝件。
然而，在這種制造LED封裝件的方法中，晶片基板和熒光糊形成異質(zhì)結(jié)合，并具有不同的熱膨脹系數(shù)。因此，外部的潮氣會(huì)通過晶片基板和熒光糊之間的界面滲透到封裝件中，并可能發(fā)生熱變形，從而成為可能會(huì)增加缺陷率的因素。
另外，現(xiàn)有技術(shù)的晶片級LED封裝件在以下方面能力有限:通過增加在發(fā)光芯片工作時(shí)光向外部的反射效率或通過增加光穿過發(fā)光芯片的芯片基板的透射率來增加光提 取效率。發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提出了本發(fā)明，因此本發(fā)明的目的是提供一種能夠防止潮氣通過結(jié)合面滲透并防止熱變形的發(fā)生，由此改善產(chǎn)品可靠性，增加當(dāng)發(fā)光芯片產(chǎn)生光時(shí)的反射效率，并增加光提取效率，由此改善封裝件的光學(xué)性質(zhì)的晶片級發(fā)光二極管(LED)封裝件以及制造該晶片級發(fā)光二極管(LED)封裝件的方法。
問題的解決方案
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，晶片級發(fā)光二極管封裝件包括:下基板，具有在其上表面上的絕緣反射層和電極圖案、在其下側(cè)上的外部端子以及將電極圖案電連接到外部端子的導(dǎo)電通孔；上基板，結(jié)合到下基板，并且具有形成空腔的開口，形成空腔的開口穿過上基板的與電極圖案對應(yīng)的區(qū)域；以及發(fā)光芯片，安裝在電極圖案上。發(fā)光芯片是不具有芯片基板的發(fā)光結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，晶片級發(fā)光二極管封裝件還包括波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。所述波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)是形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)的上表面上的熒光層、涂覆在發(fā)光結(jié)構(gòu)和上基板的上表面上的熒光膜或者填充形成空腔的開口的樹脂熒光材料。
優(yōu)選地，外部端子包括電極焊盤和低共熔電極，電極焊盤與導(dǎo)電通孔的下端接觸，低共熔電極堆疊在電極焊盤上。
優(yōu)選地，上基板和下基板均由選自SiC、S1、GaN和AlN中的一種制成。
優(yōu)選地，形成空腔的開口在以預(yù)定角度傾斜的斜面上具有反射層。
優(yōu)選地，絕緣反射層和反射層由相同的反射材料或不同的反射材料制成。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，制造晶片級發(fā)光二極管封裝件的方法包括以下步驟:準(zhǔn)備在其上表面上具有至少一個(gè)絕緣反射層的下基板；形成導(dǎo)電通孔，導(dǎo)電通孔將形成在下基板上的電極圖案連接到形成在下基板上的外部電極；將上基板結(jié)合到下基板的上表面上，上基板具有形成空腔的開口 ；在通過形成空腔的開口暴露的電極圖案上安裝發(fā)光芯片；通過輻射激光束來去除發(fā)光芯片的芯片基板；使上基板變薄，以使得上基板的厚度相當(dāng)于去除了芯片基板的發(fā)光芯片的厚度；以及通過切割得到的包括上基板和下基板的結(jié)構(gòu)來制造單獨(dú)的發(fā)光二極管封裝件。
優(yōu)選地，所述方法還包括在去除芯片基板之后形成波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的步驟。波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換從發(fā)光芯片產(chǎn)生的光的波長。
優(yōu)選地，所述波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)是形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)的上表面上的熒光層、涂覆在發(fā)光結(jié)構(gòu)和上基板的上表面上的熒光膜或填充形成空腔的開口的樹脂熒光材料。
優(yōu)選地，形成空腔的開口設(shè)置為以預(yù)定角度傾斜的斜面，在斜面上設(shè)置反射層，使得它反射當(dāng)發(fā)光芯片工作時(shí)產(chǎn)生的光。
優(yōu)選地，絕緣反射層和反射層由相同的反射材料或不同的反射材料制成。
本發(fā)明的有益效果
如上所述，具有開口(該開口預(yù)計(jì)形成空腔)的上基板與在其上表面上具有絕緣反射層和電極圖案的下基板通過在下基板的頂部上堆疊上基板而結(jié)合到彼此，發(fā)光芯片安裝在結(jié)合到上基板的下基板上，使用激光束去除發(fā)光芯片的芯片基板，減小上基板的厚度，使得上基板的上表面對應(yīng)于去除了芯片基板的發(fā)光結(jié)構(gòu)的上表面。因此，從發(fā)光結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的光可以出射到外部而不經(jīng)過芯片基板，由此增加光提取效率并改善封裝件的光學(xué)特性。另外，能夠防止潮氣通過結(jié)合面滲透和熱變形的發(fā)生，由此增加了封裝產(chǎn)品的可靠性。
另外，形成在上基板和下基板之間的界面處的絕緣反射層和形成在開口(該開口預(yù)計(jì)形成空腔)的斜面上的反射層可以增加當(dāng)發(fā)光芯片工作時(shí)光向外反射的效率，由此進(jìn)一步改善了封裝件的光學(xué)特性。


圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7和圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的晶片級LED封裝件的制造方法的剖視圖。
圖9是示出了在根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的晶片級LED封裝件的制造方法中形成熒光膜的步驟的剖視圖。
圖10是示出了在根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例的晶片級LED封裝件的制造方法中形成熒光樹脂材料的步驟的剖視圖。
圖11是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的晶片級LED封裝件的剖視圖。
圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的晶片級LED封裝件的剖視圖。
圖13是示出了根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例的晶片級LED封裝件的剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下參照附圖更充分地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)施，并且不應(yīng)該解釋為局限于這里所闡述的示例性實(shí)施例。確切地說，提供這些示例性實(shí)施例以使得本公開是徹底的，并且這些示例性實(shí)施例將把本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清晰起見，可以夸大層和區(qū)域的尺寸和相對尺寸。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
將理解的是，當(dāng)元件或?qū)颖环Q作在另一元件或?qū)印吧稀被颉斑B接到”另一元件或?qū)訒r(shí),該元件或?qū)涌梢灾苯釉诹硪辉驅(qū)由?、或直接連接到另一元件或?qū)?，或者可以存在中間元件或中間層。相反，當(dāng)元件被稱作“直接在”另一元件或?qū)印吧稀被颉爸苯舆B接到”另一元件或?qū)訒r(shí)，不存在中間元件或中間層。
如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7和圖8中所示，根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的晶片級LED封裝件100的制造方法包括以下步驟:準(zhǔn)備下基板；形成導(dǎo)電通孔(conductive vias);結(jié)合上基板；安裝發(fā)光芯片；去除芯片基板；減小上基板的厚度；以及切割得到的結(jié)構(gòu)。
如圖1中所示，準(zhǔn)備下基板的步驟包括提供下基板110。下基板110具有形成在其上表面上的至少一個(gè)絕緣反射層112。發(fā)光芯片130可以安裝在絕緣反射層112上。
下基板110可以由從SiC、S1、GaN和AlN中選擇的基板材料制成。絕緣反射層112可以形成為分布式布拉格反射器(DBR)，DBR折射并反射從發(fā)光芯片130產(chǎn)生的特定的波長范圍內(nèi)的光。絕緣反射層112可以由鈦(Ti)氧化物、硅(Si)氧化物、鈮(Nb)氧化物和Si氮化物制成，以在其上表面上形成可以結(jié)合到上基板120 (見圖4)的絕緣層，同時(shí)增加光提 取效率。
如圖2和圖3中所示，在形成導(dǎo)電通孔的步驟中，形成導(dǎo)電通孔118，使得它們將形成在絕緣反射層112(在下基板110的上表面上)上的電極圖案114電連接到形成在下基板110的下側(cè)上的外部端子116。
S卩，形成過孔(through-holes)，以穿透下基板110的其上可以安裝發(fā)光芯片130的區(qū)域，且所述過孔用導(dǎo)電通孔118填充。然后，形成電極圖案114，使得它與導(dǎo)電通孔118的上端接觸。形成電極圖案114，使得當(dāng)發(fā)光芯片130安裝在下基板110的圖案化的上部區(qū)域時(shí)，電極圖案114電連接到發(fā)光芯片130。
隨后，形成外部端子116，使得它們與導(dǎo)電通孔118的下端接觸。
這里，每個(gè)外部端子116包括電極焊盤116a和沉積在電極焊盤116a上的外部電極116b，其中，電極焊盤116a圖案印刷在下基板110的下側(cè)上，使得它與導(dǎo)電通孔118的下端接觸。
外部電極116b可以由金(Au)/錫(Sn)、銦(In)、鋁(Al)、銀(Ag)或包括這些金屬的組合的合金制成，從而當(dāng)晶片級LED封裝件100安裝在金屬基板或硅基板上時(shí)，產(chǎn)生穩(wěn)定的結(jié)合力。
外部端子116是可以連接到諸如印刷電路板(PCB)的外部電路(未示出)的電力輸入端子，電力從外部電路輸入到外部端子116。
如圖4中所示，執(zhí)行結(jié)合上基板的步驟，以將上基板120結(jié)合到下基板110的上表面上。上基板120具有開口 124，每個(gè)開口 124形成空腔(在下文中稱為“形成空腔的開口”)。形成空腔的開口 124具有預(yù)定的尺寸，并穿透上基板120。
上基板120是基板構(gòu)件，其中，具有預(yù)定尺寸的形成空腔的開口 124在對應(yīng)于電極圖案114的區(qū)域穿過該基板構(gòu)件，電極圖案114圖案印刷在下基板110的上表面上。可以通過濕法蝕刻形成形成空腔的開口 124。
通過在上基板120的上表面上通過光刻形成圖案(該圖案預(yù)計(jì)形成形成空腔的開口 124)，然后使用諸如氫氧化鉀(KOH)、四甲基氫氧化銨(TMAH)或乙二胺鄰苯二酚(EDP)的濕法蝕刻溶液蝕刻上基板120，使得蝕刻溶液穿透上基板120，來以預(yù)定尺寸形成其中可以安裝發(fā)光芯片130的形成空腔的開口 124。
上基板120可以由與下基板110的基板材料相同或不同的基板材料制成。
這里，形成空腔的開口 124是以預(yù)定的角度傾斜的斜面的形式，反射層122形成在形成空腔的開口 124的斜面上，使得反射層122可以反射當(dāng)發(fā)光芯片130工作時(shí)產(chǎn)生的光。反射層122可以由與形成在下基板110的上表面上的絕緣反射層112的反射材料相同或不同的反射材料制成。
如圖5中所示，在安裝發(fā)光芯片的步驟中，在通過上基板120的形成空腔的開口124而暴露的下基板110的電極圖案114上安裝發(fā)光芯片130，每個(gè)發(fā)光芯片130包括發(fā)光結(jié)構(gòu)131和芯片基板132。
發(fā)光芯片130包括芯片基板132和發(fā)光結(jié)構(gòu)131。發(fā)光結(jié)構(gòu)131由在芯片基板132的上表面上順序地層疊的η半導(dǎo)體層、活性層和P半導(dǎo)體層制成。
芯片基板132是生長基板，提供所述生長基板以在其上生長氮化物半導(dǎo)體層。芯片基板132是聞電阻基板，其可以是監(jiān)寶石基板。
由于藍(lán)寶石基板由具有hexa-rhombo R3c對稱性且c軸和a軸方向上的晶格常數(shù)為13.001和4.758的晶體制成，所以它可以用作用于在其上生長氮化物半導(dǎo)體的基板。藍(lán)寶石基板還具有C(OOOl)面、A (1120)面和R(1102)面，其中在C面上生長氮化物薄膜是相對更容易的。藍(lán)寶石基板在高溫下是穩(wěn)定的。
η半導(dǎo)體層和P半導(dǎo)體層可以由組成式AlxInyGa(1_x_y)N (其中0 = x= l,0 = y =1,0 = x+y = I)表示的且分別摻雜有η摻雜劑和p摻雜劑的半導(dǎo)體材料制成。所述半導(dǎo)體材料的代表性示例可以包括GaN、AlGaN和InGaN。
另外，η摻雜劑的可用的示例可以包括S1、鍺(Ge)、硒(Se)、碲(Te)、碳(C)等，ρ摻雜劑的可用的示例可以包括鎂(Mg)、鋅(Zn)、鈹(Be)等。
可以使用已知的生長氮化物半導(dǎo)體層的方法來形成η和ρ半導(dǎo)體層，所述方法的示例可以包括金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、分子束外延(MBE)和氫化物氣相外延(HVPE)等。
另外，盡管未示出，但是緩沖層可以形成在基板110上，以減少芯片基板和η半導(dǎo)體層之間的晶格失配。緩沖層可以是由II1-V族氮化物化合物半導(dǎo)體制成的作為η材料層或未摻雜的材料層的含有AlN或η-GaN的低溫成核層。
另外，活性層是其中通過電子-空穴載流子復(fù)合而發(fā)生發(fā)光的材料層?；钚詫涌梢允前T如GaN的II1-V族氮化物的化合物半導(dǎo)體層，并可具有其中多個(gè)量子阱層和量子壘層交替地彼此層疊的多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)。在MQW結(jié)構(gòu)中，量子壘層可以由AlxInyGa(1_x_y)N表示的材料制成,其中0 = x=l,0<y = l,0< x+y = I,量子講層可以由InzGa(1_z)N表示的材料制成,其中O = z = I?？梢砸跃哂蓄A(yù)定厚度的超晶格結(jié)構(gòu)的形式設(shè)置量子壘層，以使得從P半導(dǎo)體層注入的空穴可以通過隧穿(tunneling)經(jīng)過量子壘層。
從發(fā)光芯片130產(chǎn)生的光通過芯片基板132發(fā)射到外部。由于芯片基板132具有低透光率，所以優(yōu)選的是，去除芯片基板132以增加當(dāng)發(fā)光結(jié)構(gòu)131產(chǎn)生光時(shí)的光提取效率。
如圖6中所示，在去除芯片基板132的步驟中，通過將激光束L輻射到發(fā)光芯片130的芯片基板132上來去除芯片基板132，使得發(fā)光結(jié)構(gòu)131暴露于外部。
S卩，當(dāng)將波長范圍是198nm至248nm的準(zhǔn)分子激光束輻射到芯片基板132的表面上時(shí)，由于發(fā)光結(jié)構(gòu)131的氮化物半導(dǎo)體層(外延生長層)和芯片基板132 (藍(lán)寶石基板)之間的界面吸收了大部分的激光束，所以該界面的溫度急劇上升。
隨著氮化物半導(dǎo)體層和芯片基板132之間的界面的溫度急劇上升，界面處的化學(xué)鍵斷裂，使得氮化物半導(dǎo)體膜與芯片基板132即藍(lán)寶石基板分離。
這里，準(zhǔn)分子激光束的波長取決于可以在藍(lán)寶石芯片基板上方生長的緩沖層的類型，準(zhǔn)分子激光束的能量可以大于緩沖層(界面)的帶隙。具體地，由于可以減小氮化物半導(dǎo)體層上的吸光層的厚度，所以具有短波長的準(zhǔn)分子激光束可以將對氮化物半導(dǎo)體層的損害最小化。
在去除芯片基板132的步驟之后，可以形成波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)140，以將從發(fā)光結(jié)構(gòu)131發(fā)射的具有特定波長的光轉(zhuǎn)換成白光。
波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)140可以形成為圖7中示出的熒光層141、圖9中示出的熒光膜142或圖10中示出的樹脂熒光材料143。如圖7中所示，熒光層141包含熒光材料，并通過在去除了發(fā)光結(jié)構(gòu)131而暴露于外部的發(fā)光結(jié)構(gòu)131的上表面上進(jìn)行涂覆來形成熒光層141。如圖9中所示，熒光膜142包含熒光材料，并涂覆在上基板120和發(fā)光結(jié)構(gòu)131的上表面上。如圖10中所示，樹脂熒光材料143包含熒光材料，并被分配到形成在上基板中并且其中設(shè)置有發(fā)光芯片130的形成空腔的開口 124中。
盡管熒光膜142已經(jīng)被描述為結(jié)合到發(fā)光結(jié)構(gòu)131的上表面以及上基板120的上表面，但其他的布置是可以的。例如，熒光膜142可以僅結(jié)合到發(fā)光結(jié)構(gòu)131的上表面，像突光層141那樣。
包含在熒光層141、熒光膜142和樹脂熒光材料143中的熒光材料形成波長轉(zhuǎn)換器，波長轉(zhuǎn)換器將從發(fā)光結(jié)構(gòu)131產(chǎn)生的具有紅波長、藍(lán)波長或綠波長的光轉(zhuǎn)換成白光。
熒光材料可以是包含釔鋁石榴石(YAG)、鋱鋁石榴石(TAG)、硅酸鹽等的粉末，以將從發(fā)光結(jié)構(gòu)131產(chǎn)生的諸如紅光、藍(lán)光或綠光的第一波長的光轉(zhuǎn)換成第二波長的光，即白光。
隨后，如圖8中所不，執(zhí)行減小上基板120的厚度的步驟，以減少包括上基板120和下基板110的晶片級LED封裝件100的整體厚度。具體地，通過使用磨料對上基板120的上表面進(jìn)行拋光以去除上基板120的上表面，使得通過從發(fā)光芯片130去除芯片基板132而暴露的發(fā)光結(jié)構(gòu)131的上表面與上基板120的上表面基本上處于同一水平。換言之,發(fā)光結(jié)構(gòu)131的上表面和上基板120的上表面是基本上共面的。
最后，在通過去除上基板120的上表面使上基板120的厚度減小之后，如圖8中的虛線所示，使用切割工具沿著切割線切割得到的包括上基板120和下基板110的結(jié)構(gòu)，由此制造出彼此分開的單獨(dú)的晶片級LED封裝件100。
圖11是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的晶片級LED封裝件100的剖視圖。晶片級LED封裝件100包括下基板110、上基板120和發(fā)光芯片130?？梢耘c上述方法基本上相似地形成根據(jù)第一示例性實(shí)施例的晶片級LED封裝件100，且根據(jù)第一示例性實(shí)施例的晶片級LED封裝件100可以包括相同的特征。
下基板110由從SiC、S1、GaN和AlN中選擇的基板材料制成，絕緣反射層112在下基板Iio上。電極圖案114在絕緣反射層112上，其中電極圖案114電連接到發(fā)光芯片130。
這里，絕緣反射層112可以形成為DBR，DBR在其上表面中形成結(jié)合到上基板120的絕緣層，同時(shí)通過折射和反射從發(fā)光芯片130產(chǎn)生的光來增加光提取效率。
外部端子116設(shè)置在下基板110的下側(cè)上，導(dǎo)電通孔118將電極圖案114電連接到外部端子116。
這里，每個(gè)外部端子116可包括與導(dǎo)電通孔118的下端接觸的電極焊盤116a，以及堆疊在電極焊盤116a的外表面上的外部電極116b。
上基板120形成為由與下基板110的基板材料相同或不同的基板材料制成的晶片構(gòu)件。上基板120 —體地結(jié)合到具有絕緣反射層112、電極圖案114、外部端子116和導(dǎo)電通孔118的下基板110的上表面。
這里，形成空腔的開口 124在上基板120的與其上安裝發(fā)光芯片130的電極圖案114對應(yīng)的區(qū)域中穿過，并使用拋光、濕法蝕刻或干法蝕刻去除上基板120的一部分上表面，使得該上表面與從其上去除了芯片基板132的發(fā)光結(jié)構(gòu)131的上表面基本上處于同一水平。
形成空腔的開口 124是以預(yù)定角度傾斜的斜面的形式，反射層122形成在該斜面上，以通過反射當(dāng)安裝在下基板上的發(fā)光芯片工作時(shí)產(chǎn)生的具有任意波長段的光來增加光提取效率。反射層122可以由與形成在下基板110的上表面上的絕緣反射層112的反射材料相同或不同的反射材料制成。
發(fā)光芯片130包括通過倒裝芯片鍵合安裝在電極圖案114上的發(fā)光結(jié)構(gòu)131。這里，電極圖案114形成在下基板110的上表面上，并且如上所述，使用激光束L從發(fā)光結(jié)構(gòu)131去除芯片基板132?？梢允褂酶鞣N方法將發(fā)光結(jié)構(gòu)131連接到電極圖案114。例如，可以使用凸塊152將發(fā)光芯片130電連接到電極圖案114。
波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)140可以將發(fā)光結(jié)構(gòu)131中產(chǎn)生的具有特定波長的光轉(zhuǎn)換成白光。如圖11中所示，波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)140可以形成為包含熒光材料的熒光層141，通過在暴露于外部的發(fā)光結(jié)構(gòu)131的上表面上進(jìn)行涂覆來形成熒光層141。
如圖12中所不，波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)140可以設(shè)置為包含突光材料的突光膜142,突光膜142涂覆在發(fā)光結(jié)構(gòu)131和上基板120的上表面上。在形成空腔的開口 124中并在熒光膜142、發(fā)光結(jié)構(gòu)131和上基板120的上表面之間可以形成氣隙?？蛇x擇地，如圖13中所示，波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)140可以設(shè)置為包含熒光材料的樹脂熒光材料143，樹脂熒光材料143被分配到形成空腔的開口 124中。上基板120的上表面、樹脂熒光材料143的上表面和發(fā)光結(jié)構(gòu)131的上表面是共面的。
根據(jù)上述的示例性實(shí)施例，發(fā)光結(jié)構(gòu)131中產(chǎn)生的光可以發(fā)射到外部而不經(jīng)過芯片基板，由此增加光提取效率并改善封裝件的光學(xué)特性。另外，本發(fā)明的示例性實(shí)施例可以防止潮氣通過結(jié)合面滲透，并防止熱變形發(fā)生，由此增加封裝產(chǎn)品的可靠性。
另外，形成在上基板120和下基板110之間的界面處的絕緣反射層112以及形成在開口 124的斜面上的反射層122可以增加當(dāng)發(fā)光芯片130工作時(shí)光向外反射的效率，由此進(jìn)一步改善了封裝件的光學(xué)特性。
盡管參照本發(fā)明的特定的示例性實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明，但是對本領(lǐng)域技術(shù)人員來講明顯的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，在此可以做出形式和細(xì)節(jié)方面的各種改變，并且這樣的改變落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種晶片級發(fā)光二極管封裝件，所述晶片級發(fā)光二極管封裝件包括: 第一基板，包括: 絕緣反射層和電極圖案，布置在第一基板的表面上；以及 導(dǎo)電通孔； 端子，第一基板布置端子上； 第二基板，布置在第一基板上，第二基板包括形成空腔的開口，形成空腔的開口暴露電極圖案；以及 發(fā)光芯片，布置在電極圖案上， 其中，發(fā)光芯片是不具有芯片基板的倒裝芯片鍵合的發(fā)光結(jié)構(gòu)，以及 其中，導(dǎo)電通孔將電極圖案和端子電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片級發(fā)光二極管封裝件，所述晶片級發(fā)光二極管封裝件還包括波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，其中，波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)包括:熒光層，設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的表面上；熒光膜，設(shè)置在第二基板的表面和發(fā)光結(jié)構(gòu)的表面上；或者樹脂熒光材料，布置在形成空腔的開口中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片級發(fā)光二極管封裝件，其中，端子包括電極焊盤和外部電極，電極焊盤接觸導(dǎo)電通孔的第一端，外部電極布置在電極焊盤上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片級發(fā)光二極管封裝件，其中，第二基板和第一基板均包括 SiC、S1、GaN 或 A1N。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片級發(fā)光二極管封裝件，其中，形成空腔的開口的側(cè)壁包括反射層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶片級發(fā)光二極管封裝件，其中，絕緣反射層和反射層包括相同的反射材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶片級發(fā)光二極管封裝件，其中，絕緣反射層和反射層包括不同的反射材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片級發(fā)光二極管封裝件，其中，絕緣反射層包括分布式布拉格反射器。
9.根 據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片級發(fā)光二極管封裝件，其中，第二基板和發(fā)光芯片沿著晶片級發(fā)光二極管封裝件的頂水平表面基本上共面。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶片級發(fā)光二極管封裝件，其中，第二基板和發(fā)光芯片沿著晶片級發(fā)光二極管封裝件的頂水平表面基本上共面，并且 其中，熒光膜設(shè)置在晶片級發(fā)光二極管封裝件的頂水平表面上。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶片級發(fā)光二極管封裝件，其中，電極圖案接觸導(dǎo)電通孔的A-Ap ~.上山弟一觸。
12.一種制造晶片級發(fā)光二極管封裝件的方法，所述方法包括: 在第一基板的表面上形成至少一個(gè)絕緣反射層； 在所述至少一個(gè)絕緣反射層上形成電極圖案； 在第一基板中形成導(dǎo)電通孔； 在第一基板的第二表面上形成電極，第二表面背對第一表面，導(dǎo)電通孔將電極連接到電極圖案；將第二基板結(jié)合到第一基板上，第二基板包括形成空腔的開口，形成空腔的開口暴露電極圖案； 在電極圖案上安裝發(fā)光芯片，發(fā)光芯片包括芯片基板和發(fā)光結(jié)構(gòu)； 去除芯片基板； 使第二基板變薄，以使得第二基板的上表面與去除了芯片基板的發(fā)光芯片的上表面基本上共面，第二基板的上表面和發(fā)光芯片的上表面沿著晶片級發(fā)光二極管封裝件的頂水平表面共面；以及 通過切割第一基板和第二基板來制造單獨(dú)的晶片級發(fā)光二極管封裝件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，所述方法還包括:在去除芯片基板之后在發(fā)光結(jié)構(gòu)上形成波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)用于轉(zhuǎn)換從發(fā)光芯片發(fā)射的光的波長。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，波長轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的表面上的突光層、設(shè)置在第二基板的表面和發(fā)光結(jié)構(gòu)的表面上的突光膜或布置在形成空腔的開口中的樹脂熒光材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，形成空腔的開口的側(cè)壁包括反射層，反射層用于反射從發(fā)光芯片發(fā)射的光。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，絕緣反射層和反射層包括相同的反射材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求 15所述的方法，其中，絕緣反射層和反射層包括不同的材料。
18.一種發(fā)光二極管封裝件，所述發(fā)光二極管封裝件包括: 第一基板； 反射絕緣層，設(shè)置在第一基板的第一側(cè)上； 電極，設(shè)置在反射絕緣層上； 端子，設(shè)置在第一基板的第二側(cè)上，第一基板的第一側(cè)和第二側(cè)是第一基板的相反的側(cè)； 導(dǎo)電通孔，將電極和端子電連接； 第二基板，布置在第一基板的第一側(cè)上，第二基板包括暴露電極的開口 ；以及 發(fā)光芯片，布置在電極上， 其中，發(fā)光芯片是不具有芯片基板的倒裝芯片鍵合的發(fā)光結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明的示例性實(shí)施例公開了一種晶片級發(fā)光二極管封裝件，所述晶片級發(fā)光二極管封裝件包括第一基板，具有導(dǎo)電通孔以及布置在第一基板的表面上的絕緣反射層和電極圖案；端子，第一基板布置在端子；第二基板，布置在第一基板上，第二基板包括形成空腔的開口，形成空腔的開口暴露電極圖案；以及發(fā)光芯片，布置在電極圖案上。發(fā)光芯片是不具有芯片基板的倒裝鍵合的發(fā)光結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電通孔將電極圖案和端子電連接。
文檔編號H01L33/48GK103155184SQ201180047735
公開日2013年6月12日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者徐源哲 申請人:首爾Opto儀器股份有限公司