覆晶式發(fā)光二極管元件及其封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭露一種覆晶式發(fā)光二極管元件及其封裝結(jié)構(gòu)。覆晶式發(fā)光二極管元件包含一透明基板、一第一型半導(dǎo)體層、一第二型半導(dǎo)體層、一第一導(dǎo)電接觸層、一第二導(dǎo)電接觸層、一隔離層、一保護層、一熒光轉(zhuǎn)換層以及一平衡電極圖案層。隔離層形成于第一導(dǎo)電接觸層與第二導(dǎo)電接觸層間。保護層形成于第一型半導(dǎo)體層、第二型半導(dǎo)體層、第一導(dǎo)電接觸層及第二導(dǎo)電接觸層的側(cè)邊。熒光轉(zhuǎn)換層覆蓋透明基板的一表面。平衡電極圖案層電性連接第一型半導(dǎo)體層及第二型半導(dǎo)體層，借以使電流分布均勻。保護層可保護覆晶式發(fā)光二極管元件免于外力及環(huán)境的破壞。
【專利說明】覆晶式發(fā)光二極管元件及其封裝結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種覆晶式發(fā)光二極管元件及其封裝結(jié)構(gòu)，尤其是指一種具有側(cè)邊保護層及熒光轉(zhuǎn)換層的覆晶式發(fā)光二極管元件及其封裝結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]覆晶式發(fā)光二極管的提出，是為了解決已知發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)中，出光為電極阻擋而效率不佳的問題；而覆晶封裝技術(shù)的提出，是為了解決傳統(tǒng)IC計算晶片對于電性的過度敏感問題。傳統(tǒng)IC晶粒被封裝成晶片時,需經(jīng)打線(Wire Bonding)步驟,但打線步驟不僅會增加整個制程復(fù)雜度，且會衍生額外的電感效應(yīng)，故覆晶封裝技術(shù)遂被提出以覆晶轉(zhuǎn)接板來取代打線步驟。后續(xù)有基于相同思維，將覆晶封裝技術(shù)用于覆晶式發(fā)光二極管上，以獲致相同效果。
[0003]覆晶式發(fā)光二極管與印刷電路板具有多種封裝形式，以下舉一常見的封裝形式說明。
[0004]請參考圖1，圖1繪示傳統(tǒng)覆晶(flip chip)式發(fā)光二極管封裝制程流程圖。傳統(tǒng)覆晶型發(fā)光二極管制程包含下列步驟:步驟101中，將晶圓(wafer)上形成的多個晶粒(die) 110進行擴晶后，使各晶粒110間隔加大，以利于后續(xù)吸取步驟；步驟102中，利用一第一機器手臂210及其真空吸嘴211將晶粒110取下，晶粒110上并具有突塊(Bump) 111 ；步驟103中，利用第一機器手臂210進行晶粒110翻轉(zhuǎn)；步驟104中，晶粒110被翻轉(zhuǎn)后由一第二機器手臂220及其真空吸嘴221接著后續(xù)制程。步驟105中，將晶粒110上的突塊111精準(zhǔn)定位在一覆晶轉(zhuǎn)接板(Board) 120上的導(dǎo)電接點121 ;步驟106中，加熱突塊111，使晶粒110與覆晶轉(zhuǎn)接板120電性連接；步驟107中，利用點膠技術(shù)填充晶粒110與覆晶轉(zhuǎn)接板120間的空隙，完成一晶片(chip) 130的封裝制作；此時，通常需再對晶片130進行一次烘烤，以固化點膠時的填充材料。至此，晶片130方為一可直接使用的產(chǎn)品。實際應(yīng)用時，晶片130利用覆晶轉(zhuǎn)接板120上預(yù)設(shè)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，與一印刷電路板(PCB)上的電路再進行電性連接。
[0005]近來為了形成高功率白光發(fā)光二極管，其中一種常用方法為使用發(fā)光二極管晶粒與熒光轉(zhuǎn)換層配合，通過發(fā)光二極管晶粒本身的發(fā)光，對熒光轉(zhuǎn)換層形成二次激發(fā)，令兩者的發(fā)光互相搭配而形成白光。
[0006]在上述圖1所揭示的封裝制程中，若需利用晶片130與熒光轉(zhuǎn)換層搭配進行調(diào)光的功效，則前案中，有如步驟108所示，將熒光粉混合于點膠時的填充材料中，并使填充材料與熒光粉混合物覆蓋于晶粒110上。使晶粒110發(fā)光透過熒光粉后，產(chǎn)生調(diào)光效果。
[0007]此外，亦有其他型式的覆晶式發(fā)光二極管晶粒與熒光粉的封裝方法，例如將覆晶式發(fā)光二極管晶粒置于一杯體中，再將熒光粉倒入于杯體內(nèi)覆蓋覆晶式發(fā)光二極管晶粒，而在覆晶式發(fā)光二極管晶粒上形成一熒光轉(zhuǎn)換層。
[0008]然而，不論何種方式，熒光轉(zhuǎn)換層的形成，皆需于最后制程中，再填入覆蓋發(fā)光二極管晶粒，此導(dǎo)致制程的自由度受到限制。且需額外的熒光粉封裝制程，此亦造成制造成本的上升。再者，由于發(fā)光二極管晶片本身不具有抗?jié)駳?、防氧化、防外力等作用，因此需增加后段封裝制程后，才能與印刷電路板結(jié)合形成最終的成品。也因此，需額外添購打線固晶機、覆晶機及灌膠機等設(shè)備。此不僅造成額外成本的支出，且造成工時的延長，因而導(dǎo)致產(chǎn)能下降以及造成不良率的提高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種覆晶式發(fā)光二極管元件及其封裝結(jié)構(gòu)。覆晶式發(fā)光二極管元件通過側(cè)面保護層的形成，可保護覆晶式發(fā)光二極管元件免于受外界應(yīng)力及環(huán)境(溫濕度、氧氣等)破壞，進而延長覆晶式發(fā)光二極管元件壽命。再者，通過保護層及大面積的導(dǎo)電接觸層搭配導(dǎo)電接合墊設(shè)計，覆晶式發(fā)光二極管元件本身可免除后續(xù)封裝制程而能單獨使用，可大幅節(jié)省制造成本。
[0010]本發(fā)明的一方面在提供一種覆晶式發(fā)光二極管元件，包含一第一型半導(dǎo)體層、一第二型半導(dǎo)體層、一第一導(dǎo)電接觸層、一第二導(dǎo)電接觸層、一第一導(dǎo)電接合墊、一第二導(dǎo)電接合墊、一隔離層、一保護層、一熒光轉(zhuǎn)換層以及一平衡電極圖案層。第二型半導(dǎo)體層形成于第一型半導(dǎo)體層上。第一導(dǎo)電接觸層形成于第一型半導(dǎo)體層上且不接觸第二型半導(dǎo)體層，且第一導(dǎo)電接觸層具有一裸露面。第一導(dǎo)電接合墊電性連接于第一導(dǎo)電接觸層上。第二導(dǎo)電接觸層形成于第二型半導(dǎo)體層上，且第二導(dǎo)電接觸層具有一裸露面。第二導(dǎo)電接合墊電性連接于第一導(dǎo)電接觸層上。隔離層形成于第一導(dǎo)電接觸層與第二導(dǎo)電接觸層之間，借以電性隔絕第一導(dǎo)電接觸層與第二導(dǎo)電接觸層。保護層形成于第一型半導(dǎo)體層、第二型半導(dǎo)體層、第一導(dǎo)電接觸層及第二導(dǎo)電接觸層的側(cè)邊。熒光轉(zhuǎn)換層覆蓋第一型半導(dǎo)體層的一表面。平衡電極圖案層電性連接第一型半導(dǎo)體層及第二型半導(dǎo)體層，借以使通過覆晶式發(fā)光二極管元件的電流分布均勻。其中，第一導(dǎo)電接合墊的面積及第二導(dǎo)電接合墊的面積皆大于10000微米平方。
[0011]根據(jù)一實施例，熒光轉(zhuǎn)換層覆蓋保護層的至少一表面及側(cè)邊，且熒光轉(zhuǎn)換層可包含熒光粉。此外，保護層可與第一型半導(dǎo)體層形成一容置空間，供容置熒光轉(zhuǎn)換層。另外，熒光轉(zhuǎn)換層可為一固體熒光片，固體熒光片面積大于或等于第一型半導(dǎo)體層面積。
[0012]本發(fā)明的另一方面在提供一種覆晶式發(fā)光二極管元件，包含一透明基板、一第一型半導(dǎo)體層、一第二型半導(dǎo)體層、一第一導(dǎo)電接觸層、一第二導(dǎo)電接觸層、一第一導(dǎo)電接合墊、一第二導(dǎo)電接合墊、一隔離層、一保護層以及一平衡電極圖案層。第一型半導(dǎo)體層形成于透明基板上，其中透明基板面積大于第一型半導(dǎo)體層面積。第二型半導(dǎo)體層形成于第一型半導(dǎo)體層上。第一導(dǎo)電接觸層形成于第一型半導(dǎo)體層上且不接觸第二型半導(dǎo)體層，且第一導(dǎo)電接觸層具有一裸露面。第一導(dǎo)電接合墊電性連接于第一導(dǎo)電接觸層上。第二導(dǎo)電接觸層形成于第二型半導(dǎo)體層上，且第二導(dǎo)電接觸層具有一裸露面。第二導(dǎo)電接合墊電性連接于第二導(dǎo)電接觸層上。隔離層形成于第一導(dǎo)電接觸層與第二導(dǎo)電接觸層之間，借以電性隔絕第一導(dǎo)電接觸層與第二導(dǎo)電接觸層。保護層形成于第一型半導(dǎo)體層、第二型半導(dǎo)體層、第一導(dǎo)電接觸層及第二導(dǎo)電接觸層的側(cè)邊。平衡電極圖案層電性連接第一型半導(dǎo)體層及第二型半導(dǎo)體層，借以使通過覆晶式發(fā)光二極管元件的電流分布均勻。其中，第一導(dǎo)電接合墊的面積及第二導(dǎo)電接合墊的面積皆大于10000微米平方。
[0013]根據(jù)一實施例，覆晶式發(fā)光二極管元件還包含一熒光轉(zhuǎn)換層。熒光轉(zhuǎn)換層可覆蓋透明基板的一表面，或覆蓋透明基板的至少一表面及側(cè)邊；且熒光轉(zhuǎn)換層可包含熒光粉；或熒光轉(zhuǎn)換層為一固體熒光片，固體熒光片面積大于或等于透明基板面積。此外，透明基板面積大于第一型半導(dǎo)體層面積。另外，覆晶式發(fā)光二極管元件還可包含一金屬反射層，形成于第二型半導(dǎo)體層與第二導(dǎo)電接合墊之間。并且，第一導(dǎo)電接合墊與第二導(dǎo)電接合墊或第二導(dǎo)電接合墊與第一導(dǎo)電接合墊面積比例為0.1:1至1:1。
[0014]本發(fā)明的又一方面在提供一種應(yīng)用上述覆晶式發(fā)光二極管元件的封裝結(jié)構(gòu)，包含一覆晶式發(fā)光二極管元件、二接合層及一印刷電路板。二接合層分別形成于第一導(dǎo)電接合墊及第一導(dǎo)電接合墊上。印刷電路板具有分別相對于第一導(dǎo)電接合墊及第二導(dǎo)電接合墊位置的一第一電路接合部及一第二電路接合部，并透過二接合層令第一電路接合部及第二電路接合部分別與第一導(dǎo)電接合墊及第二導(dǎo)電接合墊連接而電性導(dǎo)通。
[0015]根據(jù)一實施例，第一電路接合部面積及第二電路接合部面積總合小于或等于覆晶式發(fā)光二極管元件2倍總面積。此外，第一、第二導(dǎo)電接合墊與第第一、第二電路接合部電性連接使用一錫膏，且餳膏厚度大于等于20微米，于粘合后，錫膏爬膠高度小于覆晶式發(fā)光二極管元件高度的30%或無爬膠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1繪示傳統(tǒng)覆晶式發(fā)光二極管封裝制程流程圖；
[0017]圖2繪示依據(jù)本發(fā)明的覆晶式發(fā)光二極管元件的一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3繪示依據(jù)圖2中平衡電極圖案層的一實施例示意圖；
[0019]圖4繪示依據(jù)圖2中保護層與熒光轉(zhuǎn)換層組合結(jié)構(gòu)的另一實施例示意圖；
[0020]圖5繪示依據(jù)圖2中保護層與熒光轉(zhuǎn)換層組合結(jié)構(gòu)的再一實施例示意圖；
[0021]圖6繪示依據(jù)本發(fā)明的覆晶式發(fā)光二極管元件另一實施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖7繪示依據(jù)圖6中保護層與熒光轉(zhuǎn)換層組合結(jié)構(gòu)的另一實施例示意圖；
[0023]圖8繪示依據(jù)本發(fā)明的覆晶式發(fā)光二極管元件的封裝結(jié)構(gòu)的一實施例示意圖；
[0024]圖9繪示依據(jù)圖8中覆晶式發(fā)光二極管元件的封裝結(jié)構(gòu)的另一實施例示意圖。

【具體實施方式】
[0025]請參照圖2及圖3，圖2是依據(jù)本發(fā)明一實施例中覆晶式發(fā)光二極管元件300的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是依據(jù)圖2中，平衡電極圖案層311的一實施例示意圖。圖2中，覆晶式發(fā)光二極管元件300包含一第一型半導(dǎo)體層301、一第二型半導(dǎo)體層302、一第一導(dǎo)電接觸層303、一第二導(dǎo)電接觸層304、一隔離層305、一保護層306、一熒光轉(zhuǎn)換層307、一第一導(dǎo)電接合墊308、一第二導(dǎo)電接合墊309以及一平衡電極圖案層311 (請參照圖3)。第二型半導(dǎo)體層302形成于第一型半導(dǎo)體層301上，第一導(dǎo)電接觸層303形成于第一型半導(dǎo)體層301上且不接觸第二型半導(dǎo)體層302。第二導(dǎo)電接觸層304形成于第二型半導(dǎo)體層302上。
[0026]第一導(dǎo)電接觸層303及第二導(dǎo)電接觸層304各具有一裸露面，其一作用是供與導(dǎo)電膠粘合之用。導(dǎo)電膠可使用錫膏，且導(dǎo)電膠種類不受限制，可以各種可能形式為之。
[0027]隔離層305形成于第一導(dǎo)電接觸層303與第二導(dǎo)電接觸層304間，供電性隔絕第一導(dǎo)電接觸層303與第二導(dǎo)電接觸層304。
[0028]熒光轉(zhuǎn)換層307覆蓋第一型半導(dǎo)體層301的一表面301a，借此作為調(diào)光之用，使覆晶式發(fā)光二極管元件300可發(fā)出不同色光，例如發(fā)出白光。
[0029]本實施例中，第一導(dǎo)電接觸層303與第二導(dǎo)電接觸層304皆具有相當(dāng)大范圍的露出面積。借此，有助于發(fā)光二極管散熱，亦可作為涂布導(dǎo)電膠或為其他粘合制程之用。此外，第一型半導(dǎo)體層301可為一 P型半導(dǎo)體層，且第二型半導(dǎo)體層302可為一 η型半導(dǎo)體層，或反之亦可。第一型半導(dǎo)體層301及第二型半導(dǎo)體層302的材料可為鋁砷化鎵、砷化鎵磷化物、磷化鎵、磷化銦鎵鋁、磷化銦鎵鋁、銦氮化鎵、氮化鎵、鋁磷化鎵、硒化鋅、碳化硅等材料。
[0030]保護層306可利用旋轉(zhuǎn)涂布(Spin Coating)、蒸鍍或派鍍等方式,使其形成于第一型半導(dǎo)體層301、第二型半導(dǎo)體層302、第一導(dǎo)電接觸層303以及第二導(dǎo)電接觸層304的側(cè)邊。保護層306目的為在覆晶式發(fā)光二極管元件300外側(cè)形成一保護膜，使覆晶式發(fā)光二極管元件300免于受到外界應(yīng)力及環(huán)境(溫濕度、氧氣)的影響。此外，由于保護層306的形成，使覆晶式發(fā)光二極管元件300本身可免除后續(xù)繁復(fù)的灌膠封裝制程而形成能單獨使用的元件，不僅節(jié)省成本，更增加制程上應(yīng)用的靈活性。
[0031]第一導(dǎo)電接合墊308及第二導(dǎo)電接合墊309分別與第一導(dǎo)電接觸層303及第二導(dǎo)電接觸層304電性連接，通過第一導(dǎo)電接合墊308及第二導(dǎo)電接合墊309可擴展第一導(dǎo)電接觸層303及第二導(dǎo)電接觸層304的裸露面積，有助于發(fā)光二極管散熱，亦可作為涂布導(dǎo)電膠或為其他粘合制程之用，使覆晶式發(fā)光二極管元件300形成可獨立使用的發(fā)光元件，并可配合后續(xù)的組裝結(jié)構(gòu)(印刷電路板或是電路基座等)使用。第一導(dǎo)電接合墊308及第二導(dǎo)電接合墊309可視需求調(diào)整面積大小，兩者間彼此面積比例可為0.1:1到1:1。第一導(dǎo)電接合墊308面積及第二導(dǎo)電接合墊309面積皆大于10000微米平方，再搭配保護層306，使覆晶式發(fā)光二極管元件300形成一無需再經(jīng)由后續(xù)封裝等繁瑣制程即可單獨可使用的發(fā)光元件。需知上述實施例中，第一導(dǎo)電接觸層303及第二導(dǎo)電接觸層304即具有足夠大的裸露面積而能單獨與后續(xù)的組裝結(jié)構(gòu)搭配使用，再配合第一導(dǎo)電接合墊308及第二導(dǎo)電接合墊309，可增加使用上的彈性。
[0032]平衡電極圖案層311電性連接第一型半導(dǎo)體層301及第二型半導(dǎo)體層302，使電流于第一型半導(dǎo)體層301及第二型半導(dǎo)體層302中分布均勻，增加發(fā)光效率。平衡電極圖案層311亦可單獨或同時電性連接于覆晶式發(fā)光二極管元件300本身的第一導(dǎo)電接觸層303或第二導(dǎo)電接觸層304，并可單獨或同時電性連接于第一導(dǎo)電接合墊308及第二導(dǎo)電接合墊309。平衡電極圖案層311形狀亦得不受局限，可以任意幾何形狀為之。在一實施例中，平衡電極層圖案層311形狀如圖3所繪示。圖3中，可看到平衡電極圖案層311電性連接第一導(dǎo)電接觸層303及第二導(dǎo)電接觸層304，其具有指叉狀延伸結(jié)構(gòu)，第一導(dǎo)電接觸層303及第二導(dǎo)電接觸層304并電性連接第一導(dǎo)電接合墊308及第二導(dǎo)電接合墊309。借此，可避免電流分布過于集中，使電流分布更為均勻。
[0033]請參照圖4，圖4繪示依據(jù)圖2中保護層306與熒光轉(zhuǎn)換層307組合結(jié)構(gòu)的另一實施例不意圖。為使發(fā)光更為均勻，突光轉(zhuǎn)換層307不僅可覆蓋于第一型半導(dǎo)體層301的表面301a上，亦可延展覆蓋于保護層306側(cè)面。借此，可調(diào)整熒光轉(zhuǎn)換層307覆蓋于覆晶式發(fā)光二極管元件300的比例，而得到更為均勻的調(diào)光效果。
[0034]請參照圖5，圖5繪示依據(jù)圖2中保護層306與熒光轉(zhuǎn)換層307組合結(jié)構(gòu)的再一實施例示意圖。于制作保護層306時，使保護層306突出于第一型半導(dǎo)體層301的側(cè)邊，如此使保護層306與第一型半導(dǎo)體層301間形成一容置空間310，供容置熒光轉(zhuǎn)換層307之用，在其中一實施例中，可使用突光粉填充于容置空間310而形成突光轉(zhuǎn)換層307。突光轉(zhuǎn)換層307亦可使用一固體熒光片，設(shè)置于容置空間310內(nèi)，借此可簡化制程。
[0035]請參照圖6，圖6繪示依據(jù)本發(fā)明的覆晶式發(fā)光二極管元件另一實施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖6中，覆晶式發(fā)光二極管元件400包含一透明基板410、一第一型半導(dǎo)體層401、一第二型半導(dǎo)體層402、一第一導(dǎo)電接觸層403、一第二導(dǎo)電接觸層404、一隔離層405、一保護層406、一熒光轉(zhuǎn)換層407、一第一導(dǎo)電接合墊408、一第二導(dǎo)電接合墊409以及一平衡電極圖案層(未繪示)。第一型半導(dǎo)體層401形成于透明基板410上，且透明基版410面積大于第一型半導(dǎo)體層401面積。第二型半導(dǎo)體層402形成于第一型半導(dǎo)體層401上，第一導(dǎo)電接觸層403形成于第一型半導(dǎo)體層401上且不接觸第二型半導(dǎo)體層402。第二導(dǎo)電接觸層404形成于第二摻雜半導(dǎo)體層402上。
[0036]第一導(dǎo)電接觸層403及第二導(dǎo)電接觸層404各具有一裸露面，其一作用是供與導(dǎo)電膠粘合之用。
[0037]隔離層405形成于第一導(dǎo)電接觸層403與第二導(dǎo)電接觸層404間，供電性隔絕第一導(dǎo)電接觸層403與第二導(dǎo)電接觸層404。
[0038]熒光轉(zhuǎn)換層407覆蓋透明基板410的一表面410a，借此作為調(diào)光之用，使覆晶式發(fā)光二極管元件400可發(fā)出不同色光，例如發(fā)出白光。
[0039]保護層406可利用旋轉(zhuǎn)涂布(Spin Coating)、蒸鍍或派鍍等方式,使其形成于第一型半導(dǎo)體層401、第二型半導(dǎo)體層402、第一導(dǎo)電接觸層403以及第二導(dǎo)電接觸層404的側(cè)邊。保護層406目的為在覆晶式發(fā)光二極管元件400外側(cè)形成一保護膜，使覆晶式發(fā)光二極管元件400免于受到外界應(yīng)力及環(huán)境(溫濕度、氧氣)的影響。此外，由于保護層406的形成，使覆晶式發(fā)光二極管元件400本身可免除后續(xù)繁復(fù)的灌膠封裝制程而形成能單獨使用的元件，不僅節(jié)省成本，更增加制程上應(yīng)用的靈活性。
[0040]上述的覆晶式發(fā)光二極管元件400中，可增設(shè)一第一導(dǎo)電接合墊408及一第二導(dǎo)電接合墊409分別與第一導(dǎo)電接觸層403及第二導(dǎo)電接觸層404電性連接，通過第一導(dǎo)電接合墊408及第二導(dǎo)電接合墊409可擴展第一導(dǎo)電接觸層403及第二導(dǎo)電接觸層404的裸露面積，有助于發(fā)光二極管散熱，亦可作為涂布導(dǎo)電膠或為其他粘合制程之用，并使覆晶式發(fā)光二極管元件400形成可獨立使用的發(fā)光元件，可配合后續(xù)的組裝結(jié)構(gòu)(印刷電路板或是電路基座等)使用。第一導(dǎo)電接合墊408及第二導(dǎo)電接合墊409可視需求調(diào)整面積大小，兩者間彼此面積比例可為0.1:1至1:1。第一導(dǎo)電接合墊408面積及第二導(dǎo)電接合墊409面積皆大于10000微米平方，再搭配保護層406，使覆晶式發(fā)光二極管元件400形成一無需再經(jīng)由后續(xù)封裝等繁瑣制程即可單獨可使用的發(fā)光元件。如同前述的實施例，第一導(dǎo)電接觸層403及第二導(dǎo)電接觸層404即具有足夠大的裸露面積而能單獨與后續(xù)的組裝結(jié)構(gòu)搭配使用，再配合第一導(dǎo)電接合墊408及第二導(dǎo)電接合墊409，可增加使用上的彈性。
[0041]平衡電極圖案層電性連接第一型半導(dǎo)體層401及第二型半導(dǎo)體層402，使電流于第一型半導(dǎo)體層401及第二型半導(dǎo)體層402中分布均勻，增加發(fā)光效率。此實施例中，平衡電極圖案層的結(jié)構(gòu)與前述實施例的平衡電極圖案層311類似，不再另述。
[0042]此外，上述的覆晶式發(fā)光二極管元件400中，可在第二導(dǎo)電接觸層404與第二導(dǎo)電接合墊409間增設(shè)一金屬反射層411，可增加出光效率。
[0043]請參照圖7，圖7繪示依據(jù)圖6中保護層406與熒光轉(zhuǎn)換層407組合結(jié)構(gòu)的另一實施例示意圖。為使發(fā)光更為均勻，熒光轉(zhuǎn)換層407不僅可覆蓋于透明基板410的表面410a上，亦可延展覆蓋于透明基板410側(cè)面。借此，可調(diào)整熒光轉(zhuǎn)換層407覆蓋于覆晶式發(fā)光二極管元件400的比例，而得到更為均勻的調(diào)光效果。此外，熒光轉(zhuǎn)換層407可使用一固體熒光片，其面積大于透明基板410面積。借此，可省卻傳統(tǒng)使用熒光粉時繁雜的封膠制程，增加制程上的便利。
[0044]請參照圖8，圖8繪示依據(jù)本發(fā)明的覆晶式發(fā)光二極管元件400的封裝結(jié)構(gòu)500的一實施例示意圖。圖6中，覆晶式發(fā)光二極管元件400本身即為一可單獨使用的發(fā)光元件。在本實施例中，揭示覆晶式發(fā)光二極管元件400與一印刷電路板501結(jié)合的封裝結(jié)構(gòu)500，須知覆晶式發(fā)光二極管元件400亦可與其他形式的基板結(jié)合，并不以印刷電路板為限。覆晶式發(fā)光二極管兀件400具有一第一導(dǎo)電接合墊408及一第二導(dǎo)電接合墊409。印刷電路板501上具有一第一電路接合部502a及一第二電路接合部502b，分別對應(yīng)到第一導(dǎo)電接合墊408及第二導(dǎo)電接合墊409的位置。為使覆晶式發(fā)光二極管元件400與印刷電路板501能連接而導(dǎo)通，分別在第一導(dǎo)電接合墊408與第一電路接合部502a之間，及第二導(dǎo)電接合墊409與第二電路接合部502b之間設(shè)有一接合層503。接合層503所使用接合方式可為共晶、導(dǎo)電膠、凸塊、或錫膏制程等任何方式。在此實施例中，第一導(dǎo)電接合墊408及第二導(dǎo)電接合墊409與第一電路接合部502a及第二電路接合部502b電性連接的接合層503使用錫膏時，餳膏厚度大于等于20微米，且于粘合后，錫膏爬膠高度小于覆晶式發(fā)光二極管元件400高度的30%或無爬膠。
[0045]請參照圖9，圖9繪示依據(jù)圖8中覆晶式發(fā)光二極管元件400的封裝結(jié)構(gòu)500的另一實施例示意圖。圖9中，第一電路接合部502a及第二電路接合部502b面積總合小于或等于覆晶式發(fā)光二極管元件400的2倍總面積。
[0046]上述實施例中所揭示的覆晶式發(fā)光二極管元件(300、400)，是在晶圓制作過程中，利用沉積、曝光、顯影、蝕刻等步驟，即形成用以作為正負電極的第一導(dǎo)電接觸層(303、403)、第二導(dǎo)電接觸層(304、404)、隔離層305以及保護層306。然后，再經(jīng)切割后便可成為能夠獨立使用的發(fā)光元件結(jié)構(gòu)，而已知覆晶式發(fā)光二極管因無隔離層305及保護層306的設(shè)計，仍無法以裸晶形式單獨使用。借此，本發(fā)明的覆晶式發(fā)光二極管元件(300、400)可節(jié)省傳統(tǒng)覆晶封裝制程中的擴晶、翻轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)置、微波、點膠及烘烤等步驟及相關(guān)的昂貴設(shè)備，可大幅節(jié)省制造成本。此外，也可節(jié)省已知覆晶式發(fā)光二極管封裝制程中復(fù)雜步驟所造成的時間耗費，進而增進產(chǎn)能。
[0047]綜上所述，本發(fā)明提供一種覆晶式發(fā)光二極管元件及其封裝結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的覆晶式發(fā)光二極管元件具有下列優(yōu)點:
[0048]1.具有大電極結(jié)構(gòu)，可增加散熱，降低光衰問題。
[0049]2.具有側(cè)邊的保護層，可加強覆晶式發(fā)光二極管元件免受外部應(yīng)力及環(huán)境影響而增加可靠度、信賴度，進而增加覆晶式發(fā)光二極管元件的壽命。
[0050]3.第一導(dǎo)電接觸層及第二導(dǎo)電接觸層間設(shè)有隔離層，可作為電性隔絕之用。
[0051]4.保護層結(jié)構(gòu)上可具有各種不同設(shè)計，與熒光轉(zhuǎn)換層搭配可得到不同調(diào)光效果；并可簡化熒光轉(zhuǎn)換層封裝制程，減少額外設(shè)備成本。
[0052]5.晶圓制程階段直接形成可單獨使用的覆晶式發(fā)光二極管元件，可免除后續(xù)繁復(fù)的封裝制程，進而可減少封裝設(shè)備的不必要投資，大幅節(jié)省制造成本。
[0053]6.大電極可使用共晶、導(dǎo)電膠、凸塊、或錫膏制程使覆晶式發(fā)光二極管元件與印刷電路板連接而導(dǎo)通。
[0054]7.可增設(shè)平衡電極圖案層，使電流分布更為均勻，增加發(fā)光效率。
【權(quán)利要求】
1.一種覆晶式發(fā)光二極管元件，其特征在于，包含: 一第一型半導(dǎo)體層； 一第二型半導(dǎo)體層，形成于該第一型半導(dǎo)體層上； 一第一導(dǎo)電接觸層，形成于該第一型半導(dǎo)體層上且不接觸該第二型半導(dǎo)體層，其中該第一導(dǎo)電接觸層具有一裸露面； 一第一導(dǎo)電接合墊，電性連接于該第一導(dǎo)電接觸層上； 一第二導(dǎo)電接觸層，形成于該第二型半導(dǎo)體層上，且該第二導(dǎo)電接觸層具有一裸露面； 一第二導(dǎo)電接合墊，電性連接于該第二導(dǎo)電接觸層上； 一隔離層，形成于該第一導(dǎo)電接觸層與該第二導(dǎo)電接觸層之間，借以電性隔絕該第一導(dǎo)電接觸層與該第二導(dǎo)電接觸層； 一保護層，該保護層形成于該第一型半導(dǎo)體層、該第二型半導(dǎo)體層、該第一導(dǎo)電接觸層及該第二導(dǎo)電接觸層的側(cè)邊； 一突光轉(zhuǎn)換層，該突光轉(zhuǎn)換層覆蓋該第一型半導(dǎo)體層的一表面；以及一平衡電極圖案層，電性連接該第一型半導(dǎo)體層及該第二型半導(dǎo)體層，借以使通過該覆晶式發(fā)光二極管元件的電流分布均勻； 其中，該第一導(dǎo)電接合墊的面積及該第二導(dǎo)電接合墊的面積皆大于10000微米平方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的覆晶式發(fā)光二極管元件，其特征在于，該熒光轉(zhuǎn)換層覆蓋該保護層的至少一表面及側(cè)邊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的覆晶式發(fā)光二極管元件，其特征在于，該熒光轉(zhuǎn)換層包含熒光粉或固體熒光片，該固體熒光片面積大于或等于該第一型半導(dǎo)體層面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的覆晶式發(fā)光二極管元件，其特征在于，該保護層與該第一型半導(dǎo)體層形成一容置空間，供容置該熒光轉(zhuǎn)換層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的覆晶式發(fā)光二極管元件，其特征在于，還包含: 一透明基板，形成于該第一型半導(dǎo)體層上，其中該透明基板面積大于該第一型半導(dǎo)體層面積。
6.一種覆晶式發(fā)光二極管元件，其特征在于，包含: 一透明基板； 一第一型半導(dǎo)體層，形成于該透明基板上，其中該透明基板面積大于該第一型半導(dǎo)體層面積； 一第二型半導(dǎo)體層，形成于該第一型半導(dǎo)體層上； 一第一導(dǎo)電接觸層，形成于該第一型半導(dǎo)體層上且不接觸該第二型半導(dǎo)體層，其中該第一導(dǎo)電接觸層具有一裸露面； 一第一導(dǎo)電接合墊，電性連接于該第一導(dǎo)電接觸層上； 一第二導(dǎo)電接觸層，形成于該第二型半導(dǎo)體層上，且該第二導(dǎo)電接觸層具有一裸露面； 一第二導(dǎo)電接合墊，電性連接于該第二導(dǎo)電接觸層上； 一隔離層，形成于該第一導(dǎo)電接觸層與該第二導(dǎo)電接觸層之間，借以電性隔絕該第一導(dǎo)電接觸層與該第二導(dǎo)電接觸層； 一保護層，該保護層形成于該第一型半導(dǎo)體層、該第二型半導(dǎo)體層、該第一導(dǎo)電接觸層及該第二導(dǎo)電接觸層的側(cè)邊；以及 一平衡電極圖案層，電性連接該第一型半導(dǎo)體層及該第二型半導(dǎo)體層，借以使通過該覆晶式發(fā)光二極管元件的電流分布均勻； 其中，該第一導(dǎo)電接合墊的面積及該第二導(dǎo)電接合墊的面積皆大于10000微米平方。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的覆晶式發(fā)光二極管元件，其特征在于，還包含: 一熒光轉(zhuǎn)換層，該熒光轉(zhuǎn)換層覆蓋該透明基板的一表面或覆蓋該透明基板的至少一表面及側(cè)邊； 其中，該熒光轉(zhuǎn)換層包含熒光粉或固體熒光片，且該固體熒光片面積大于或等于該透明基板面積。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的覆晶式發(fā)光二極管元件，其特征在于，該第一導(dǎo)電接合墊與該第二導(dǎo)電接合墊或該第二導(dǎo)電接合墊與該第一導(dǎo)電接合墊面積比例為0.1:1至1:1。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的覆晶式發(fā)光二極管元件，其特征在于，還包含: 一金屬反射層，形成于該第二型半導(dǎo)體層與該第二導(dǎo)電接合墊之間。
10.一種應(yīng)用如權(quán)利要求6所述的覆晶式發(fā)光二極管元件的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含: 一覆晶式發(fā)光二極管元件； 二接合層，分別形成于該覆晶式發(fā)光二極管元件的該第一導(dǎo)電接合墊及該第二導(dǎo)電接合墊上；以及 一印刷電路板，該印刷電路板具有分別相對于該第一導(dǎo)電接合墊及該第二導(dǎo)電接合墊位置的一第一電路接合部及一第二電路接合部，其中透過該二接合層令該第一、第二電路接合部分別與該第一、第二導(dǎo)電接合墊連接而電性導(dǎo)通。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一電路接合部及該第二電路接合部面積總合小于或等于該覆晶式發(fā)光二極管元件2倍總面積。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一、第二導(dǎo)電接合墊與該第一、第二電路接合部電性連接的接合層使用一錫膏，且該餳膏厚度大于等于20微米，且于粘合后，該錫膏爬膠高度小于該覆晶式發(fā)光二極管元件高度的30%或無爬膠。
【文檔編號】H01L33/62GK104183682SQ201310199969
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月27日
【發(fā)明者】楊凱任, 沈志秋, 林裕承 申請人:崴發(fā)控股有限公司