發(fā)光二極管與其制作方法及發(fā)光二極管模塊與其封裝方法
【專利摘要】本發(fā)明揭露一種發(fā)光二極管與其制作方法及發(fā)光二極管模塊與其封裝方法。發(fā)光二極管包含發(fā)光二極管芯片、第一導(dǎo)電膠與第二導(dǎo)電膠。發(fā)光二極管芯片包含第一電極與第二電極。第一導(dǎo)電膠位于第一電極上。第二導(dǎo)電膠位于第二電極上，且第一、第二導(dǎo)電膠彼此分離。
【專利說明】發(fā)光二極管與其制作方法及發(fā)光二極管模塊與其封裝方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種發(fā)光二極管。

【背景技術(shù)】
[0002]一般發(fā)光二極管模塊的封裝制程是先將發(fā)光二極管芯片固晶于支架上，接著再以打線方式將發(fā)光二極管芯片與支架之間進(jìn)行電性連接。然而因打線制程繁復(fù)，且形成的金線因結(jié)構(gòu)細(xì)長的緣故，因此可能會在后續(xù)的制程中受到損壞，而降低發(fā)光二極管模塊的合格率。因此如何在增強(qiáng)發(fā)光二極管本身結(jié)構(gòu)的同時，一并改善發(fā)光二極管模塊的封裝制程，為業(yè)界共同努力的目標(biāo)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)光二極管與其制作方法及發(fā)光二極管模塊與其封裝方法。
[0004]本發(fā)明的一方面提供一種發(fā)光二極管，包含發(fā)光二極管芯片、第一導(dǎo)電膠與第二導(dǎo)電膠。發(fā)光二極管芯片包含第一電極與第二電極。第一導(dǎo)電膠位于第一電極上。第二導(dǎo)電膠位于第二電極上，且第一、第二導(dǎo)電膠彼此分離。
[0005]在一或多個實(shí)施方式中，第一導(dǎo)電膠與第二導(dǎo)電膠皆為異方性導(dǎo)電膠(ACF)。
[0006]在一或多個實(shí)施方式中，發(fā)光二極管芯片還包含基板、第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層與第二半導(dǎo)體層。第一半導(dǎo)體層置于基板上。發(fā)光層置于部分的第一半導(dǎo)體層上，且暴露出另一部分的第一半導(dǎo)體層。第二半導(dǎo)體層置于發(fā)光層上。第一電極置于被暴露的第一半導(dǎo)體層上，且第二電極置于第二半導(dǎo)體層上方。
[0007]在一或多個實(shí)施方式中，發(fā)光二極管芯片還包含電流擴(kuò)散層、電流阻障部與保護(hù)層。電流擴(kuò)散層置于第二半導(dǎo)體層與第二電極之間。電流阻障部位于電流擴(kuò)散層與第二半導(dǎo)體層之間，且位于第二電極下方。保護(hù)層覆蓋裸露的第一半導(dǎo)體層與第二半導(dǎo)體層。
[0008]本發(fā)明的另一方面提供一種發(fā)光二極管模塊，包含支架與上述的發(fā)光二極管。支架包含物理性彼此分離的第一導(dǎo)電部與第二導(dǎo)電部。發(fā)光二極管以覆晶接合方式接合于支架上，使得第一、第二導(dǎo)電膠分別接合于第一導(dǎo)電部與第二導(dǎo)電部。
[0009]本發(fā)明的再一方面提供一種發(fā)光二極管模塊的封裝方法，包含下列步驟:提供支架，包含彼此分離的第一導(dǎo)電部與第二導(dǎo)電部。提供上述的發(fā)光二極管，并以覆晶接合方式使得發(fā)光二極管的第一、第二導(dǎo)電膠分別接合于支架之間的第一導(dǎo)電部與第二導(dǎo)電部上。施一熱壓處理，使得第一、第二導(dǎo)電膠受到擠壓而使得發(fā)光二極管的第一、第二電極分別與支架的第一、第二導(dǎo)電部電性連接，固化第一導(dǎo)電膠與第二導(dǎo)電膠，且使得發(fā)光二極管固定于支架上。
[0010]在一或多個實(shí)施方式中，熱壓處理的溫度介于120°C至150°C。
[0011]本發(fā)明的又一方面提供一種發(fā)光二極管的制作方法，包含下列步驟:提供包含第一、第二電極的發(fā)光二極管芯片。形成光阻層于發(fā)光二極管芯片上。圖案化光阻層，分別形成露出第一、第二電極上表面的第一、第二貫穿孔。形成導(dǎo)電層于光阻層上，且至少填滿第一貫穿孔與第二貫穿孔。去除部分的導(dǎo)電層，以分別于第一貫穿孔中形成第一導(dǎo)電膠，且于第二貫穿孔中形成第二導(dǎo)電膠，且第一、第二導(dǎo)電膠彼此分離。去除光阻層。
[0012]在一或多個實(shí)施方式中，導(dǎo)電層為異方性導(dǎo)電膠(ACF)。
[0013]在一或多個實(shí)施方式中，于去除部分的導(dǎo)電層的步驟中，包含進(jìn)行干蝕刻制程以去除第一貫穿孔與第二貫穿孔外的部分的導(dǎo)電層。
[0014]上述的發(fā)光二極管包含第一導(dǎo)電膠與第二導(dǎo)電膠，因此可分別替代金線以連接發(fā)光二極管芯片的第一電極與第二電極，以使得發(fā)光二極管具有較佳的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。另外上述的發(fā)光二極管模塊分別利用第一導(dǎo)電膠與第二導(dǎo)電膠，而使得第一電極與第二電極分別和第一導(dǎo)電部與第二導(dǎo)電部電性連接，因此可節(jié)省制程步驟與成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1繪示本發(fā)明一實(shí)施方式的發(fā)光二極管的剖面圖；
[0016]圖2A繪示圖1的第一導(dǎo)電膠的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2B繪示圖2A的導(dǎo)電粒子的示意圖；
[0018]圖3A?圖3E繪示圖1的發(fā)光二極管的制程剖面流程圖；
[0019]圖4A?圖4C繪示包含圖1的發(fā)光二極管的發(fā)光二極管模塊的封裝側(cè)視流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]以下將以附圖揭露本發(fā)明的多個實(shí)施方式，為明確說明起見，許多實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)將在以下敘述中一并說明。然而，應(yīng)了解到，這些實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)不應(yīng)用以限制本發(fā)明。也就是說，在本發(fā)明部分實(shí)施方式中，這些實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)是非必要的。此外，為簡化附圖起見，一些已知慣用的結(jié)構(gòu)與元件在附圖中將以簡單示意的方式繪示。
[0021]圖1繪不本發(fā)明一實(shí)施方式的發(fā)光二極管10的剖面圖。發(fā)光二極管10包含發(fā)光二極管芯片100、第一導(dǎo)電膠210與第二導(dǎo)電膠220。發(fā)光二極管芯片100包含第一電極110與第二電極120。第一導(dǎo)電膠210位于第一電極110上。第二導(dǎo)電膠220位于第二電極120上，且第一導(dǎo)電膠210與第二導(dǎo)電膠220彼此分離。
[0022]在本實(shí)施方式中，發(fā)光二極管芯片100可通過將第一電極110與第二電極120之間通以電流以發(fā)光，其中第一導(dǎo)電膠210可替代金線而連接第一電極110，使得外部電極可透過第一導(dǎo)電膠210而電性連接第一電極110。同樣的，第二導(dǎo)電膠220亦可替代金線而連接第二電極120，使得外部電極可透過第二導(dǎo)電膠220而電性連接第二電極120。因此比起連接金線，本實(shí)施方式的發(fā)光二極管10能夠具有較佳的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0023]接著請參照圖2A，其繪示圖1的第一導(dǎo)電膠210的結(jié)構(gòu)示意圖，其中此結(jié)構(gòu)亦可套用于第二導(dǎo)電膠220 (如圖1所繪示)上，因此便不再另外對第二導(dǎo)電膠220的結(jié)構(gòu)作說明。在本實(shí)施方式中，第一導(dǎo)電膠210與第二導(dǎo)電膠220皆可為異方性導(dǎo)電膠(ACF)。第一導(dǎo)電膠210包含膠層212與多個導(dǎo)電粒子214。膠層212為熱塑性膠材。導(dǎo)電粒子214分布于膠層212中，用以作為第二導(dǎo)電膠220的導(dǎo)體。
[0024]接著請參照圖2B，其繪示圖2A的導(dǎo)電粒子214的示意圖。在本實(shí)施方式中，導(dǎo)電粒子214可包含核心215、第一導(dǎo)電膜216與第二導(dǎo)電膜217。核心215的材質(zhì)例如為樹脂，第一導(dǎo)電膜216的材質(zhì)例如為鎳,而第二導(dǎo)電膜217的材質(zhì)例如為金。核心215具可壓縮性，因此可通過壓縮核心215而增加導(dǎo)電粒子214與周遭電極之間的接觸面積。
[0025]接著請回到圖1。在本實(shí)施方式中，發(fā)光二極管芯片100還包含基板130、第一半導(dǎo)體層140、發(fā)光層150與第二半導(dǎo)體層160。第一半導(dǎo)體層140置于基板130上。發(fā)光層150置于部分的第一半導(dǎo)體層140上，且暴露出另一部分的第一半導(dǎo)體層140。第二半導(dǎo)體層160置于發(fā)光層150上。第一電極110置于被暴露的第一半導(dǎo)體層140上,且第二電極120置于第二半導(dǎo)體層160上方。因此本實(shí)施方式的發(fā)光二極管芯片100可分別于第一電極110與第二電極120之間通以電流,使得發(fā)光層150發(fā)光。在本實(shí)施方式中,第一半導(dǎo)體層140可為N型半導(dǎo)體層，而第二半導(dǎo)體層160可為P型半導(dǎo)體層，然而在其他的實(shí)施方式中，第一半導(dǎo)體層140可為P型半導(dǎo)體層，而第二半導(dǎo)體層160可為N型半導(dǎo)體層。
[0026]在一或多個實(shí)施方式中，發(fā)光二極管芯片100還包含電流擴(kuò)散層170、電流阻障部180與保護(hù)層190。電流擴(kuò)散層170置于第二半導(dǎo)體層160與第二電極120之間，用以增加電流的擴(kuò)散面積，以提升電流于電流擴(kuò)散層170中分布的均勻性。電流阻障部180位于電流擴(kuò)散層170與第二半導(dǎo)體層160之間，且位于第二電極120下方。電流阻障部180用以將第二電極120下方的電流擴(kuò)散至電流阻障部180四周，以進(jìn)一步促進(jìn)電流擴(kuò)散。保護(hù)層190覆蓋裸露的第一半導(dǎo)體層140與第二半導(dǎo)體層160，用以保護(hù)其下方的結(jié)構(gòu)，避免于后續(xù)制程中受到破壞。
[0027]以上僅介紹發(fā)光二極管10的結(jié)構(gòu)，尚未對于其制程加以說明。因此以下將以圖3A?圖3E作為制程步驟的舉例說明，其中圖3A?圖3E繪示圖1的發(fā)光二極管10的制程剖面流程圖。請先參照圖3A。首先制造者可先提供包含第一電極110與第二電極120的發(fā)光二極管芯片100，因發(fā)光二極管芯片100的結(jié)構(gòu)已于上述段落中說明，因此便不再贅述。之后制造者可形成光阻層300于發(fā)光二極管芯片100上，其中形成光阻層300的方法例如為旋轉(zhuǎn)涂布法。
[0028]接著請參照圖3B。制造者可圖案化光阻層300，分別形成露出第一電極110與第二電極120上表面的第一貫穿孔310與第二貫穿孔320。而圖案化光阻層300的方法例如為微影蝕刻法。
[0029]接著請參照圖3C。制造者可形成導(dǎo)電層200于光阻層300上，且至少填滿第一貫穿孔310與第二貫穿孔320。在本實(shí)施方式中，導(dǎo)電層200的材質(zhì)例如為異方性導(dǎo)電膠(ACF)，而其結(jié)構(gòu)與材料因與圖2A以及圖2B的內(nèi)容相同，因此便不再贅述。
[0030]接著請參照圖3D。制造者可去除部分的導(dǎo)電層200 (如圖3C所繪示)，以分別于第一貫穿孔310中形成第一導(dǎo)電膠210，且于第二貫穿孔320中形成第二導(dǎo)電膠220，其中第一導(dǎo)電膠210與第二導(dǎo)電膠220彼此分離。制造者例如可進(jìn)行干蝕刻制程以去除第一貫穿孔310與第二貫穿孔320外的部分的導(dǎo)電層200，使得第一導(dǎo)電膠210與第二導(dǎo)電膠220彼此分離。詳細(xì)而言，因干蝕刻技術(shù)是利用氣體分子(即電漿)與待去除材料(如在本實(shí)施方式中為導(dǎo)電層200)之間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使材料中不需要的部分因化學(xué)反應(yīng)而去除。而氣體分子與待去除材料的反應(yīng)方向?yàn)閷?shí)質(zhì)向下反應(yīng)，因此通過控制蝕刻速率(例如控制氣體分子的流量)，制造者可較精確地將導(dǎo)電層200蝕刻至光阻層300的上表面。
[0031]接著請參照圖3E。接下來，制造者可去除光阻層300 (如圖3D所繪示)，例如同樣以干蝕刻制程以去除光阻層300。而在去除光阻層300后，制造者可選擇以離子水(1n-water)清洗發(fā)光二極管10,以避免有機(jī)物質(zhì)附著于發(fā)光二極管10的表面上。如此一來，發(fā)光二極管10的制程即完成。
[0032]接著將說明如何利用上述的發(fā)光二極管10進(jìn)行發(fā)光二極管模塊的封裝制程。接著請參照圖4A?圖4C，其繪示包含圖1的發(fā)光二極管10的發(fā)光二極管模塊的封裝側(cè)視流程圖。請先參照圖4A。制造者可先提供支架400。其中支架400包含彼此分離的第一導(dǎo)電部410與第二導(dǎo)電部420，例如在圖4A中，第一導(dǎo)電部410與第二導(dǎo)電部420之間可以不導(dǎo)電的間隔部430以分離。
[0033]接著請參照圖4B。制造者可提供發(fā)光二極管10，并以覆晶接合(Flip Chip)方式使得發(fā)光二極管10的第一導(dǎo)電膠210與第二導(dǎo)電膠220分別接合于支架400之間的第一導(dǎo)電部410與第二導(dǎo)電部420上。其中覆晶接合方式是將發(fā)光二極管10反轉(zhuǎn)以接合于支架400上。換言之，第一電極110位于發(fā)光二極管10的基板130 (如圖1所繪示)與第一導(dǎo)電部410之間，且第二電極120位于基板130與第二導(dǎo)電部420之間。
[0034]接著請參照圖4C。制造者可施一熱壓處理，使得第一導(dǎo)電膠210與第二導(dǎo)電膠220受到擠壓，而使得發(fā)光二極管10的第一電極110與第二電極120分別與支架400的第一導(dǎo)電部410與第二導(dǎo)電部420電性連接。詳細(xì)而言，制造者可加熱支架400，例如在圖4C中為自支架400下方加熱，因此第一導(dǎo)電膠210與第二導(dǎo)電膠220可受熱而呈可塑性。接著制造者可將發(fā)光二極管10朝支架400方向壓，因此第一導(dǎo)電膠210的導(dǎo)電粒子214(如圖2A所繪示)受到擠壓，藉以增加導(dǎo)電粒子214與第一電極110以及第一導(dǎo)電部410之間的接觸面積，以使得第一電極110與第一導(dǎo)電部410電性連接。而第二導(dǎo)電膠220的導(dǎo)電粒子的作用亦相同，因此便不再贅述。
[0035]在本實(shí)施方式中，熱壓處理的溫度介于120°C至150°C，此溫度不但能夠使第一導(dǎo)電膠210與第二導(dǎo)電膠220呈可塑性，亦可減低支架400中的部分材質(zhì)于加熱時產(chǎn)生黃化的機(jī)率。
[0036]接下來制造者可固化第一導(dǎo)電膠210與第二導(dǎo)電膠220，且使得發(fā)光二極管10固定于支架400上。其中固化的方法可依第一導(dǎo)電膠210與第二導(dǎo)電膠220的材質(zhì)不同而異，例如烘干固化、加熱加壓固化、加熱低溫固化或紫外線光固化，本發(fā)明不以此為限。自此便完成發(fā)光二極管模塊的封裝制程。
[0037]因此從結(jié)構(gòu)上來看，發(fā)光二極管模塊包含支架400與發(fā)光二極管10。支架400包含物理性彼此分離的第一導(dǎo)電部410與第二導(dǎo)電部420。發(fā)光二極管10以覆晶接合方式接合于支架400上，使得第一導(dǎo)電膠210與第二導(dǎo)電膠220分別接合于第一導(dǎo)電部410與第二導(dǎo)電部420。
[0038]因本實(shí)施方式的發(fā)光二極管模塊分別利用第一導(dǎo)電膠210與第二導(dǎo)電膠220,而使得第一電極110與第二電極120分別和第一導(dǎo)電部410與第二導(dǎo)電部420電性連接，即制造者不需先將發(fā)光二極管芯片100固晶于支架400上再進(jìn)行打線，因此可節(jié)省制程步驟與成本。再加上因可不需打線，因此也就不會有金線防礙發(fā)光二極管10的出光的問題。另一方面，因本實(shí)施方式的熱壓溫度介于120°C至150°C之間，亦可減少支架400中的部分材質(zhì)于加熱時產(chǎn)生黃化的機(jī)率。
[0039]雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光二極管，其特征在于，包含: 一發(fā)光二極管芯片，包含一第一電極與一第二電極； 一第一導(dǎo)電膠，位于該第一電極上；以及 一第二導(dǎo)電膠，位于該第二電極上，且該第一、第二導(dǎo)電膠彼此分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，該第一導(dǎo)電膠與該第二導(dǎo)電膠皆為異方性導(dǎo)電膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，該發(fā)光二極管芯片還包含: 一基板； 一第一半導(dǎo)體層，置于該基板上； 一發(fā)光層，置于部分的該第一半導(dǎo)體層上，且暴露出另一部分的該第一半導(dǎo)體層；以及 一第二半導(dǎo)體層，置于該發(fā)光層上， 其中該第一電極置于被暴露的該第一半導(dǎo)體層上，且該第二電極置于該第二半導(dǎo)體層上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管，其特征在于，還包含: 一電流擴(kuò)散層，置于該第二半導(dǎo)體層與該第二電極之間； 一電流阻障部，位于該電流擴(kuò)散層與該第二半導(dǎo)體層之間，且位于該第二電極下方；以及 一保護(hù)層，覆蓋裸露的該第一半導(dǎo)體層與該第二半導(dǎo)體層。
5.一種發(fā)光二極管模塊，其特征在于，包含: 一支架，包含物理性彼此分離的一第一導(dǎo)電部與一第二導(dǎo)電部；以及一如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的發(fā)光二極管，以覆晶接合方式接合于該支架上，使得該第一、第二導(dǎo)電膠分別接合于該第一導(dǎo)電部與該第二導(dǎo)電部。
6.一種發(fā)光二極管模塊的封裝方法，其特征在于，包含: 提供一支架，包含彼此分離的一第一導(dǎo)電部與一第二導(dǎo)電部； 提供一如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的發(fā)光二極管，并以覆晶接合方式使得該發(fā)光二極管的該第一、第二導(dǎo)電膠分別接合于該支架之間的該第一導(dǎo)電部與該第二導(dǎo)電部上；以及 施一熱壓處理，使得該第一、第二導(dǎo)電膠受到擠壓而使得該發(fā)光二極管的該第一、第二電極分別與該支架的該第一、第二導(dǎo)電部電性連接，固化該第一導(dǎo)電膠與該第二導(dǎo)電膠，且使得該發(fā)光二極管固定于該支架上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管模塊的封裝方法，其特征在于，該熱壓處理的溫度介于120°C至150°C。
8.一種發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，包含: 提供一包含一第一、第二電極的發(fā)光二極管芯片； 形成一光阻層于一發(fā)光二極管芯片上； 圖案化該光阻層，分別形成一露出該第一、第二電極上表面的第一、第二貫穿孔； 形成一導(dǎo)電層于該光阻層上，且至少填滿該第一貫穿孔與該第二貫穿孔； 去除部分的該導(dǎo)電層，以分別于該第一貫穿孔中形成一第一導(dǎo)電膠，且于該第二貫穿孔中形成一第二導(dǎo)電膠，且該第一、第二導(dǎo)電膠彼此分離；以及 去除該光阻層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，該導(dǎo)電層為異方性導(dǎo)電膠。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，于去除部分的該導(dǎo)電層的步驟中，包含進(jìn)行一干蝕刻制程以去除該第一貫穿孔與該第二貫穿孔外的部分的該導(dǎo)電層。
【文檔編號】H01L33/48GK104425698SQ201310449421
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】杜鉛鑫, 吳崑榮, 蔣清淇 申請人:隆達(dá)電子股份有限公司