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TWI455366B - 發光二極體封裝結構的製造方法 - Google Patents

發光二極體封裝結構的製造方法 Download PDF

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TWI455366B TW100125881A TW100125881A TWI455366B TW I455366 B TWI455366 B TW I455366B TW 100125881 A TW100125881 A TW 100125881A TW 100125881 A TW100125881 A TW 100125881A TW I455366 B TWI455366 B TW I455366B
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Description

發光二極體封裝結構的製造方法
本發明涉及一種半導體的製造方法，尤其涉及一種發光二極體封裝結構的製造方法。
相比於傳統的發光源，發光二極體(Light Emitting Diode，LED)具有重量輕、體積小、污染低、壽命長等優點，其作為一種新型的發光源，已經被越來越多地應用到各領域當中，如路燈、交通燈、信號燈、射燈及裝飾燈等。
習知的發光二極體封裝結構通常採用基板作為封裝襯底，在基板上形成電極，並將發光二極體晶片裝設於基板上並與電極電連接。然而如今的發光二極體元件愈來愈趨向於輕、薄的外觀方向發展，而此種結構的發光二極體封裝結構的整體厚度受限於基板的厚度而無法更薄；另外，由於發光二極體產生的熱量藉由電極傳遞至基板後再向外散發，電極與基板之間通常會存在較大的熱阻，因此不利於高功率發光二極體燈具的散熱。
有鑒於此，有必要提供一種厚度更薄且散熱良好的發光二極體封裝結構的製造方法。
一種發光二極體封裝結構的製造方法，包括以下步驟： 提供一基板；鋪設一黏貼層於該基板上；形成若干對金屬層於黏貼層上；於黏貼層上形成反射層，該反射層設有若干凹槽以分別環繞每一對金屬層，該黏貼層對基板的結合力大於該黏貼層對反射層的結合力；將發光二極體晶片分別置於凹槽內，且與凹槽內對應的金屬層形成電連接；形成封裝層於凹槽內，以覆蓋發光二極體晶片於封裝層以內；將所述基板連同黏貼層與位於該黏貼層上的所述反射層和金屬層分離。
本發明所提供的發光二極體封裝結構的製造方法中，在臨時基板上形成電極、裝設發光二極體晶片、並完成封裝，最後將該臨時基板去除，從而使最後得到的發光二極體封裝結構的厚度不受基板的限制而更輕薄；且由於發光二極體晶片直接固定於電極上，去除基板使得電極直接暴露於發光二極體封裝結構之外，並且由於沒有基板的阻擋，故在工作過程中發光二極體晶片產生的熱量的傳導路徑縮短，散熱效果更好，提高發光二極體封裝結構的使用壽命。
下面參照附圖，結合具體實施例對本發明作進一步的描述。
10‧‧‧發光二極體封裝結構
11、50‧‧‧金屬層
12‧‧‧發光二極體晶片
13、60‧‧‧反射層
14、70‧‧‧封裝層
20‧‧‧臨時基板
30‧‧‧黏貼層
40‧‧‧阻隔層
42‧‧‧阻隔部
41‧‧‧穿孔
61‧‧‧凹槽
62‧‧‧反射面
圖1為本發明一實施方式的發光二極體封裝結構的剖面示意圖。
圖2為本發明一實施方式的發光二極體封裝結構的製造方法流程圖。
圖3至圖10為本發明一實施方式的發光二極體封裝結構的製造過程中各步驟所得的發光二極體封裝結構的剖面示意圖。
如圖1所示，本發明實施方式提供的發光二極體封裝結構10包括兩個作為電極的金屬層11，裝設於其中一個金屬層11上且與兩個金屬層11電連接的發光二極體晶片12，圍設發光二極體晶片12的反射層13，以及密封發光二極體晶片12的封裝層14。
本發明還提供上述發光二極體封裝結構10的製造方法，如圖2所示，以下，將結合其他附圖對該製造方法進行詳細說明。
請參閱圖3，提供一臨時基板20，該臨時基板20呈平板狀。該臨時基板20可採用金屬材料製成。
請參閱圖4，於該臨時基板20的上表面形成一黏貼層30，該黏貼層30完全覆蓋於臨時基板20的上表面。該黏貼層30採用對臨時基板20的結合力強於對後續步驟中形成於該黏貼層30上的反射層60的結合力。本實施方式中，該黏貼層30採用導電材料製成，如導電塑膠、導電橡膠等。該導電材料對金屬材料的結合力強於對塑膠等材料的結合力，且該導電材料可以作為電鍍金屬層50的基底，從而可以採用電鍍的方式形成金屬層50。
請參閱圖5，於該黏貼層30上鋪設一阻隔層40。該阻隔層40包括不連續的鋪設於黏貼層30上的若干阻隔部42。具體的，任意相鄰兩阻隔部42之間形成一穿孔41，其中所述穿孔41成對設置，即所 述穿孔41的數量為雙數。所述黏貼層30於對應設有所述穿孔41的部分暴露於阻隔層40的穿孔41中。該阻隔層40可採用光致抗蝕劑材料藉由微影或黃光制程等方式形成於黏貼層30上。較佳的，該阻隔層40採用熔點較低的材料製成，使該阻隔層40在稍稍加熱後能夠熔化去除。具有穿孔41的阻隔層40可以在後續形成金屬層50的過程中使金屬層50方便、準確的形成於預先設定的位置，提高元件製作的精度。
請參閱圖6，於阻隔層40的穿孔41中分別形成金屬層50。所述金屬層50成對形成於黏貼層30上，其中，同一對金屬層50的兩金屬層50之間間隔較小，而相鄰兩對金屬層50的兩金屬層50之間的間隔較大。任意相鄰的兩個金屬層50間藉由阻隔部42相隔。本實施方式中，金屬層50是藉由電鍍的方式形成於黏貼層30上，由於該黏貼層30採用導電材料製成，從而有利於藉由電鍍方式形成所述金屬層50於黏貼層30上。作為本實施方式的另一變更實施方式，所述黏貼層30上可以不形成阻隔層40，從而將所述金屬層50直接形成於黏貼層30上。
請參閱圖7，去除阻隔層40，使黏貼層30上僅保留所述金屬層50，所述金屬層50彼此間隔設置。去除該阻隔層40的方法根據該阻隔層40的材料而有所不同，如若該阻隔層40為光致抗蝕劑材料製成，則可採用將阻隔層40浸泡於氫氧化鉀溶液中去除；若該阻隔層40為熔點較低的材料，則可以採用加熱熔化的方式去除該阻隔層40。
請參閱圖8，在黏貼層30上形成反射層60。該反射層60可採用模壓的方式鋪設於黏貼層30上，該反射層60的厚度大於金屬層50的 厚度。該反射層60與黏貼層30的結合面積大於金屬層50與黏貼層30的結合面積。該反射層60於每對金屬層50相對應的位置處形成一凹槽61，以使每一對金屬層50裸露於反射層60的對應的凹槽61內，該反射層60包括分別環繞每對金屬層50的外圍的傾斜的反射面62，所述傾斜的反射面62分別圍設形成所述凹槽61。本實施方式中，所述凹槽61大致呈倒立的圓臺狀，金屬層50位於凹槽61的底部。具體實施時，所述凹槽61也可為其他形狀。所述黏貼層30對該反射層60的結合力較小，並小於黏貼層30對臨時基板20的結合力。該反射層60可選用PPA樹脂(聚鄰苯二醯胺樹脂)或其他高反射性的塑膠製成。
請參閱圖9，將發光二極體晶片12分別固定反射層60的凹槽61內，並使發光二極體晶片12與位於對應凹槽61內的電極電連接，再形成封裝層70覆蓋所述發光二極體晶片12於凹槽61內。所述發光二極體晶片12的數量可根據需要來設定，本實施方式中，該發光二極體晶片12的數量為兩個。每一發光二極體晶片12固定於凹槽61的的金屬層50上，並且藉由固晶打線的方式與相鄰的兩金屬層50分別電連接。在其他實施方式中，該發光二極體晶片12也可以利用覆晶或共晶的方式與金屬層50結合。該兩金屬層50作為發光二極體封裝結構10的電極以與外部電源如電路板連接而向該發光二極體晶片12供電。所述封裝層70分別填充於凹槽61內。其中，所述封裝層70可採用點膠工藝完成，先在反射層60所包圍的空間內利用點膠機點上封裝膠，使封裝膠覆蓋發光二極體晶片12並填滿凹槽61，然後用模具擠壓使封裝層70的頂端與反射層60的頂端平齊。形成所述封裝層70的過程中，可在準備封裝膠時混合螢光粉，或者在所述封裝層70成型後於封裝層70的上表面塗覆一層螢 光層，以滿足對出射光線的光學特性的不同需求。
請參閱圖10，藉由機械剝離的方式將臨時基板20連同黏貼層30與位於黏貼層30上的反射層60、金屬層50分離。由於黏貼層30與臨時基板20的結合力大於黏貼層30與反射層60之間的結合力，而黏貼層30與反射層60之間的結合力較小，且由於金屬層50與黏貼層30的結合面積遠小於反射層60與黏貼層30的結合面積，因此在不產生破壞的前提下，採用剝離的方式可輕易將臨時基板20和黏貼層30與反射層60進行分離，並順帶將金屬層50與黏貼層30剝離，形成僅包括金屬層50、發光二極體晶片12、反射層60及封裝層70的陣列式的發光二極體封裝結構。同時使分離下來的臨時基板20和黏貼層30可重複使用。
可以理解的，可以根據需要對分離後形成的陣列式的發光二極體封裝結構進行測試、切割，從而得到單個無基板的發光二極體封裝結構10，如圖1所示。
本實施方式所提供的發光二極體封裝結構的製造方法中，採用臨時基板20，並在該臨時基板20上形成對臨時基板20的結合力大於對反射層60的結合力的黏貼層30，從而利於後續制程中去除該臨時基板20，使製作過程簡單。採用無基板的結構不僅使發光二極體封裝結構10的整體厚度更薄，而且製成後的發光二極體的電極直接暴露於外部環境中，有利於發光二極體產生的熱量藉由電極直接向外散發，提高散熱效率。此外，由於採用了黏貼層30作為過渡層，使去除後的臨時基板20可以反復利用，節省材料。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限 制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
50‧‧‧金屬層
12‧‧‧發光二極體晶片
60‧‧‧反射層
70‧‧‧封裝層
20‧‧‧臨時基板
30‧‧‧黏貼層

Claims (10)

  1. 一種發光二極體封裝結構的製造方法，包括以下步驟：提供一基板；鋪設一黏貼層於該基板上；形成若干對金屬層於黏貼層上；於黏貼層上形成反射層，反射層直接與黏貼層連接，該反射層設有若干凹槽以分別環繞每一對金屬層，該黏貼層對基板的結合力大於該黏貼層對反射層的結合力；將發光二極體晶片分別置於凹槽內，且與凹槽內對應的金屬層形成電連接；形成封裝層於凹槽內，以覆蓋發光二極體晶片於封裝層以內；將所述基板連同黏貼層與位於該黏貼層上的所述反射層和金屬層分離。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中，還包括在形成若干金屬層之前設置一阻隔層於黏貼層上的步驟，該阻隔層不連續的分佈於黏貼層上。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中，該阻隔層包括若干穿孔，所述穿孔成對設置，所述金屬層分別形成於所述穿孔中。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中，還包括在形成若干金屬層之後去除該阻隔層的步驟。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中，該阻隔層採用光致抗蝕劑材料利用微影或黃光制程的方式形成。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中，所 述基板連同黏貼層與位於該黏貼層上的所述反射層和金屬層是採用機械剝離的方式進行分離。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中，該黏貼層採用導電材料製成，所述金屬層藉由電鍍的方式形成於該黏貼層上，所述金屬層與黏貼層的結合面積小於反射層與黏貼層的結合面積。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中，該基板採用金屬材料製成，該反射層採用PPA樹脂材料製成，該黏貼層對金屬的結合力大於對PPA樹脂的結合力。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中，所述黏貼層採用導電塑膠或導電橡膠材料製成。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體封裝結構的製造方法，其中，還包括在將該基板連同黏貼層與位於黏貼層上該金屬層和反射層分離後對進行切割的步驟，以得到單個發光二極體封裝結構，每個發光二極體封裝結構包含至少一發光二極體晶片。
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