專利名稱：發(fā)光器件封裝及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光器件封裝及其制造方法。
背景技術(shù)：
通常，發(fā)光器件基本上包括p型和n型半導(dǎo)體的結(jié)，并且是如下類型的光電器件，其中在對其施加電壓時(shí)，由于電子和空穴的復(fù)合，與半導(dǎo)體的帶隙相對應(yīng)的能量以光的形式發(fā)射。
從發(fā)光器件輸出的光的量與流過該器件的電流成正比地增加。
已經(jīng)對如下發(fā)光器件進(jìn)行了積極的研究，即其功耗低、不使用有害物質(zhì)、色彩再現(xiàn)性能好并且壽命延長到好幾萬小時(shí)或更長。
借助于薄膜生長技術(shù)和器件材料的發(fā)展，使用直接躍遷類型半導(dǎo)體的III-V族或者II-VI族化合物半導(dǎo)體材料的諸如發(fā)光二極管(LED)或激光二極管的發(fā)光器件能夠?qū)崿F(xiàn)紅色、綠色和紫外線。
此外，通過使用熒光物質(zhì)或者通過組合光，發(fā)光器件能夠?qū)崿F(xiàn)具有高效率的白色光源。
隨著這種技術(shù)的發(fā)展，發(fā)光器件不僅被用在用于顯示的設(shè)備中，而且被用在諸如發(fā)射模塊、液晶顯示(LCD)的背光、能夠替代熒光燈或者白熾燈泡的發(fā)光系統(tǒng)、標(biāo)志牌以及汽車的儀表板等各領(lǐng)域。
同時(shí)，如果在紅色或者紅外發(fā)光器件中襯底是n型的，則在襯底的上表面上依次層疊n型層、有源層和p型層，在襯底的下表面下形成n型電極層，并且在p型層的上表面上形成p型電極層。
如果在紅色發(fā)光器件中的n型和p型電極層之間施加正向電壓，則電子通過n型層注入到有源層中，而空穴通過p型層注入到有源層中。
此時(shí)，注入到有源層中的電子和空穴復(fù)合，并且然后發(fā)射與有源層的帶隙或者能級差相對應(yīng)的光。
如上所述，紅色或者紅外發(fā)光器件具有n型和p型電極層彼此面對且襯底位于二者其間的結(jié)構(gòu)。
因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，至少一個(gè)電極應(yīng)該進(jìn)行引線接合，從而紅色或紅外發(fā)光器件能夠與基座或印刷電路板(PCB)接觸并且與其它器件電氣地連接。
因此，應(yīng)該提供用于向基座或PCB進(jìn)行引線接合的一定空間。這使得增加了封裝的尺寸，并且由于引線的短路或者斷路而引起封裝的可靠性的降低。
將參考圖1來描述該現(xiàn)有技術(shù)。
圖1是使用引線接合的現(xiàn)有發(fā)光器件的剖面圖。在襯底(100)的上表面上形成有第一和第二導(dǎo)電盤(110，111)，它們彼此隔開。
此外，形成在發(fā)光器件(120)的下表面下的第二電極層(123)接合到第一導(dǎo)電盤(110)的上表面上，并且形成在發(fā)光器件(120)的上表面上的第一電極層(122)和第二導(dǎo)電盤(111)被引線接合，以在其間進(jìn)行電氣連接。
由硅(Si)或陶瓷制成的基座、或者PCB用作襯底(100)。
第一導(dǎo)電盤(110)形成在襯底(100)的上表面上。
此外，第一導(dǎo)電盤(110)具有與形成在發(fā)光器件(120)的下表面下的第二電極(123)相同的極性。
例如，如果形成在發(fā)光器件(120)的下表面下的第二電極(123)是n型的，則第一導(dǎo)電盤(110)也是n型的。如果形成在發(fā)光器件(120)的下表面下的第二電極(123)是p型的，則第一導(dǎo)電盤(110)也是p型的。
第二導(dǎo)電盤(111)形成在襯底(100)的上表面上，使得其與第一導(dǎo)電盤(110)分開。
發(fā)光器件(120)被接合到第一導(dǎo)電盤(110)的上表面上。
圖2是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)排列并封裝發(fā)光器件的狀態(tài)的剖面圖。在發(fā)光器件封裝的襯底(100)上形成多個(gè)導(dǎo)電盤(112a，112b，112c，112d，112e，112f)。
此外，紅色發(fā)光器件(130)的下電極(131)用導(dǎo)電粘結(jié)劑(135)接合到導(dǎo)電盤(112a)的上表面，并且紅色發(fā)光器件(130)的上電極(132)被接合到另一導(dǎo)電盤(112b)。
此外，綠色發(fā)光器件(140)用粘結(jié)劑(145)接合到襯底(100)，并且綠色發(fā)光器件(140)的兩個(gè)上電極(141，142)分別被引線接合到兩個(gè)導(dǎo)電盤(112c，112d)。
此外，藍(lán)色發(fā)光器件(150)用粘結(jié)劑(155)接合到襯底(100)，并且藍(lán)色發(fā)光器件(150)的兩個(gè)上電極(151，152)分別被引線接合到兩個(gè)導(dǎo)電盤(112e，112f)。
該發(fā)光器件封裝在襯底上貼裝了紅色、綠色和藍(lán)色發(fā)光器件，以實(shí)現(xiàn)發(fā)射白光的封裝。此時(shí)，執(zhí)行了幾次引線接合。
如上所述，不利之處在于，在現(xiàn)有的發(fā)光器件中，還需要用于引線接合發(fā)光器件的空間，這導(dǎo)致增加了封裝的尺寸。
此外，由于接合的引線會短路或者斷路，所以器件之間的連接的可靠性受到損害。
此外，引線接合不適合于批量生產(chǎn)。
同時(shí)，大致有兩種方法能夠被用于制作白色發(fā)光二極管。首先，是在藍(lán)色或者UV LED芯片上組合熒光物質(zhì)以獲得白光的單芯片型方法。其次，是兩個(gè)或者三個(gè)LED芯片彼此組合以獲得白光的多芯片型方法。此時(shí)，如果使用單芯片型方法，必然需要在制作的LED上涂覆磷光體。
圖3a和3b是示意性地示出了將磷光體涂覆于現(xiàn)有的發(fā)光器件封裝的狀態(tài)的示意圖。具有一個(gè)依次層疊在另一個(gè)上的p型層(157)、有源層(156)和n型層(155)的LED被結(jié)合到基座(160)，且p-歐姆接觸金屬層(162)介于LED和基座之間，并且在n型層(155)上形成有n-歐姆接觸金屬層(163)。
在此，引線(159)被接合到n-歐姆接觸金屬層(163)，其中通過引線(159)來為LED提供電流。
此時(shí)，涂覆磷光體以包圍LED和一部分引線(159)，如圖3a和3b所示。
通常，為了形成磷光體薄膜，優(yōu)選的是在器件的要涂覆磷光體的上表面上沒有凸凹部分。但是，由于在圖3a和3b所示的現(xiàn)有發(fā)光器件封裝中，引線被接合到LED的頂部，因此難以涂覆磷光體而不損壞引線。
此外，為了執(zhí)行引線接合，在考慮焊盤的圖案面積的情況下制作器件。但是，如果包含焊盤和引線的引線接合部分位于LED的頂部，則會發(fā)生部分地隱蔽垂直發(fā)光面積的缺點(diǎn)。
也就是說，盡管引線接合需要大約0.1×0.1mm2的面積，但是引線接合部分隱蔽了0.3×0.3mm2的芯片中的發(fā)光面積的1/9。
此外，在制造高性能LED中的趨勢是，其整個(gè)面積變大，并且如果需要，可以增加歐姆金屬盤的數(shù)量以降低電阻。
由于高性能LED以高電流來工作，所以顯然應(yīng)該減小串聯(lián)電阻以防止熱積累。此外，使歐姆接觸金屬較厚以減小電壓降，由此增強(qiáng)光提取效率。
但是，由于對淀積厚金屬的限制和位于LED的頂部的引線焊盤的面積應(yīng)該增加以防止由于歐姆接觸金屬之內(nèi)的電壓降引起的LED性能的惡化，所以LED的垂直發(fā)光面積不可避免地增加。

發(fā)明內(nèi)容
設(shè)計(jì)了本發(fā)明以解決上述問題。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種發(fā)光器件封裝及其制造方法，其中發(fā)光器件被電氣地連接到其它器件而不使用引線接合，從而能夠降低用于引線接合的空間，以減封裝的尺寸，并且能夠減少由引線接合引起的短路或者斷路，以提高封裝的可靠性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種發(fā)光器件封裝以及制造方法，其中在其上貼裝有發(fā)光器件的襯底上涂覆光透射材料膜，從而能夠省去能保護(hù)發(fā)光器件的其它鈍化膜，并且不需要引線接合，以允許降低制造成本和批量生產(chǎn)。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種發(fā)光器件封裝以及制造方法，其中在發(fā)光器件處使用導(dǎo)電互連部分而不使用引線，從而能夠容易地進(jìn)行磷光體的均勻涂布，并且能夠減小吸收垂直發(fā)射光的面積，以提高器件的光提取。
根據(jù)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第一優(yōu)選方面，提供一種發(fā)光器件封裝，包括具有形成在其上的導(dǎo)電盤的襯底；發(fā)光器件，其貼裝在襯底上，并且具有形成在發(fā)光器件的頂部和底部中的至少一個(gè)上的電極盤；光透射材料膜，用于包圍導(dǎo)電盤和發(fā)光器件，同時(shí)暴露出導(dǎo)電盤和形成在發(fā)光器件的頂部和底部中的至少一個(gè)上的電極盤的每一個(gè)的一部分；以及導(dǎo)電線，其沿著光透射材料膜的表面從導(dǎo)電盤的暴露部分形成到發(fā)光器件的電極盤的暴露部分。
根據(jù)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第二優(yōu)選方面，提供一種發(fā)光器件封裝，包括具有形成在其上的一對導(dǎo)電盤的襯底；發(fā)光器件，其貼裝在襯底上，并且具有形成在發(fā)光器件的頂部上的一對電極盤；光透射材料膜，用于包圍導(dǎo)電盤和發(fā)光器件，同時(shí)暴露出該對導(dǎo)電盤的每一個(gè)的一部分和該對電極盤的每一個(gè)的一部分；以及一對導(dǎo)電線，其沿著光透射材料膜的表面從該對導(dǎo)電盤的每一個(gè)的暴露部分形成到該對電極盤的每一個(gè)的暴露部分。
根據(jù)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第三優(yōu)選方面，提供一種發(fā)光器件封裝，包括發(fā)光器件；導(dǎo)電盤，其位于發(fā)光器件外部并且電氣地連接到外部電源；以及至少一個(gè)互連部分，用于將發(fā)光器件的一面或者兩面連接到導(dǎo)電盤。
根據(jù)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第四優(yōu)選方面，提供一種用于制造發(fā)光器件封裝的方法，包括將具有形成在發(fā)光器件的頂部和底部中的至少一個(gè)上的電極盤的發(fā)光器件貼裝在具有形成在其上的導(dǎo)電盤的襯底上；形成光透射材料膜，用于包圍導(dǎo)電盤和發(fā)光器件，同時(shí)暴露出導(dǎo)電盤和形成在發(fā)光器件的頂部和底部中的至少一個(gè)上的電極盤的每一個(gè)的一部分；以及形成導(dǎo)電線，其沿著光透射材料膜的表面從導(dǎo)電盤的暴露部分形成到發(fā)光器件的電極盤的暴露部分。
根據(jù)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第五優(yōu)選方面，提供一種用于制造發(fā)光器件封裝的方法，包括將形成有一對電極盤的發(fā)光器件貼裝在具有形成在其上的一對導(dǎo)電盤的襯底上；形成光透射材料膜，用于包圍導(dǎo)電盤和發(fā)光器件，同時(shí)暴露出該對導(dǎo)電盤的每一個(gè)的一部分和該對電極盤的每一個(gè)的一部分；以及形成一對導(dǎo)電線，其沿著光透射材料膜的表面從該對導(dǎo)電盤的每一個(gè)的暴露部分形成到該對電極盤的每一個(gè)的暴露部分。


從結(jié)合附圖給出的優(yōu)選實(shí)施例的如下描述中，本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加清楚，其中圖1是使用引線接合的現(xiàn)有發(fā)光器件的剖面圖；圖2是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)排列并封裝發(fā)光器件的狀態(tài)的剖面圖；圖3a和3b是示意性地示出了將磷光體涂布于現(xiàn)有發(fā)光器件封裝的狀態(tài)的剖面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的剖面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的具有應(yīng)用于此的非導(dǎo)電襯底的發(fā)光器件封裝的剖面圖；
圖6是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的具有應(yīng)用于此的非導(dǎo)電襯底的發(fā)光器件封裝的剖面圖；圖7a到7c是示出了制造根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的工藝的剖面圖；圖8a和8b是示出了根據(jù)本發(fā)明形成光透射材料膜的工藝的例子的剖面圖；圖9a和9b是示出了根據(jù)本發(fā)明形成光透射材料膜的工藝的另一個(gè)例子的剖面圖；圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的示意性剖面圖；圖11a到11c是示出了制造根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的工藝的剖面圖；圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明排列并封裝的發(fā)光器件的狀態(tài)的剖面圖；圖13是通過排列根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件來實(shí)現(xiàn)白色光源的封裝的剖面圖；圖14是通過排列根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件來實(shí)現(xiàn)白色光源的另一個(gè)封裝的剖面圖；圖15是示出了在根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的發(fā)光器件封裝上絲網(wǎng)印刷磷光體的狀態(tài)的示意性剖面圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的另一個(gè)發(fā)光器件封裝的剖面圖；圖17是具有存在于其上的引線接合部分的現(xiàn)有激光剝離GaN基光發(fā)射二極管(LED)的平面圖；圖18a到18d是示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例導(dǎo)電盤位于LED部分之外的狀態(tài)的平面圖；圖19a到19d是示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例制造具有互連部分的高性能激光剝離發(fā)光器件封裝的工藝的示意圖；圖20是示出了導(dǎo)電盤與單元芯片的整個(gè)面積的面積比的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的示意性剖面圖。該發(fā)光器件封裝包括具有形成在其上的導(dǎo)電盤(210)的襯底(200)；發(fā)光器件(300)，其貼裝在襯底(200)上，并且具有分別形成在發(fā)光器件(300)的頂部和底部上的電極盤(301，302)；光透射材料膜(400)，其包圍導(dǎo)電盤(210)和發(fā)光器件(300)，同時(shí)暴露出導(dǎo)電盤(210)和形成在發(fā)光器件(300)的頂部上的電極盤(301)中的每一個(gè)的一部分；以及導(dǎo)電線(500)，其沿著光透射材料膜(400)的表面從導(dǎo)電盤(210)的暴露部分形成到發(fā)光器件(300)的暴露部分。
在此，光透射材料膜(400)優(yōu)選地由能夠透射光的光敏材料制成。
優(yōu)選地，光敏材料是幾乎能夠透射所有光而不吸收紅色或紅外線的光敏材料，并且是具有優(yōu)良耐熱和耐化學(xué)性的SU-8聚合物。
此外，在光透射材料膜(400)中可以分散能夠?qū)陌l(fā)光器件(300)發(fā)射的光進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換的磷光體。
在該情況中，從發(fā)光器件(300)發(fā)射的并由磷光體進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換的光被進(jìn)行顏色混合，由此引入了白色光源。
此外，具有分別形成在其頂部和底部上的電極盤(301，302)的發(fā)光器件(300)優(yōu)選地是紅色或紅外發(fā)光器件。
同時(shí)，使用粘結(jié)劑(310)將發(fā)光器件(300)貼裝在襯底(200)上。粘結(jié)劑310優(yōu)選的是導(dǎo)電膠或焊料金屬。
此外，襯底(200)包括由諸如硅的半導(dǎo)體制成的半導(dǎo)體襯底、非導(dǎo)電襯底、或者諸如金屬的導(dǎo)電材料制成的導(dǎo)電襯底。
此外，發(fā)光器件(300)優(yōu)選的是發(fā)光二極管(LED)，該發(fā)光二極管包括具有第一極性的半導(dǎo)體層、有源層和具有與第一極性相反的極性的半導(dǎo)體層。
而且，光透射材料膜(400)暴露出導(dǎo)電盤(210)和形成在發(fā)光器件(300)的頂部上的電極盤(301)中的每一個(gè)的一部分。如圖4所示，光透射材料膜(400)可以形成為完全包圍導(dǎo)電盤(210)和發(fā)光器件(300)的結(jié)構(gòu)，或者僅形成在位于沿著從導(dǎo)電盤(210)到電極盤(301)的最短距離的區(qū)域中。
由于兩種情況具有它們自身的優(yōu)點(diǎn)，所以光透射材料膜可以自由設(shè)計(jì)。
而且，光透射材料膜(400)優(yōu)選地形成在發(fā)光器件(300)的一部分上，并且還設(shè)置包圍光透射材料膜(400)和發(fā)光器件(300)的磷光體膜。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的具有應(yīng)用于此的非導(dǎo)電襯底的發(fā)光器件封裝的剖面圖。如果圖4的結(jié)構(gòu)中使用的襯底被圖5所示的非導(dǎo)電襯底(201)代替，則該發(fā)光器件封裝具有如下結(jié)構(gòu)，其中在非導(dǎo)電襯底(201)的上部區(qū)域上形成另一個(gè)導(dǎo)電盤(211)，其與通過導(dǎo)電線(500)連接到發(fā)光器件(300)的電極盤(301)的導(dǎo)電盤(210)分隔開，并且形成在發(fā)光器件(300)下的電極盤(302)使用導(dǎo)電粘結(jié)劑(311)接合到另一個(gè)導(dǎo)電盤(211)。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的具有應(yīng)用于此的導(dǎo)電襯底的發(fā)光器件封裝的剖面圖。如果圖4的結(jié)構(gòu)中使用的襯底被導(dǎo)電襯底(202)替代，則發(fā)光器件封裝具有如下結(jié)構(gòu)，其中絕緣膜(250)介于導(dǎo)電襯底(202)和通過導(dǎo)電線(500)連接到發(fā)光器件(300)的電極盤(301)的導(dǎo)電盤(210)之間，并且形成在發(fā)光器件(300)下的電極盤(302)使用導(dǎo)電粘結(jié)劑(311)接合到導(dǎo)電襯底(202)。
圖7a到7c是示出了制造根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的工藝的剖面圖。首先，將具有分別形成在其頂部和底部上的電極盤(301，302)的發(fā)光器件(300)貼裝在具有形成在其上的導(dǎo)電盤(210)的襯底(200)上(圖7a)。
此后，形成包圍導(dǎo)電盤(210)和發(fā)光器件(300)的光透射材料膜(400)，同時(shí)暴露出導(dǎo)電盤(210)和形成在發(fā)光器件(300)的頂部上的電極盤(301)中的每一個(gè)的一部分(圖7b)。
如后面將描述的，通過如下工藝形成光透射材料膜(400)在導(dǎo)電盤(210)和發(fā)光器件(300)上涂覆光透射材料以形成一膜，并選擇性地去除該膜以暴露出導(dǎo)電盤(210)和形成在發(fā)光器件(300)的頂部上的電極盤(301)的各部分。
接著，沿著光透射材料膜(400)的表面從導(dǎo)電盤(210)的暴露部分到發(fā)光器件(300)的電極盤(301)的暴露部分形成導(dǎo)電線(500)(圖7c)。
在此，當(dāng)使用導(dǎo)電材料使導(dǎo)電盤(210)的暴露部分和形成在發(fā)光器件(300)的頂部上的電極盤(301)彼此連接時(shí)，形成導(dǎo)電線(500)。
從內(nèi)阻的角度考慮，導(dǎo)電線(500)應(yīng)該以均勻厚度進(jìn)行連接，以降低公差。
因此，通過剝離或者硬掩模技術(shù)，使用導(dǎo)電材料，使導(dǎo)電盤(210)和發(fā)光器件(300)的電極盤(301)彼此連接。
在剝離技術(shù)中，當(dāng)光透射材料膜(400)由光敏材料制成，并且在光透射材料膜(400)上淀積導(dǎo)電材料之后通過使用適當(dāng)?shù)囊后w溶液來選擇性地刻蝕光透射材料膜(400)時(shí)，已經(jīng)被刻蝕的光透射材料膜(400)的導(dǎo)電材料被剝離并去除。
因此，借助于剝離技術(shù)，通過導(dǎo)電材料使導(dǎo)電盤(210)和發(fā)光器件(300)的電極盤(301)彼此連接。
此外，在硬掩模技術(shù)中，形成固定框架以通過導(dǎo)電材料使導(dǎo)電盤(210)和發(fā)光器件(300)的電極盤(301)彼此連接，并且然后將導(dǎo)電材料噴射到形成的框架上。
因此，借助于噴射，通過導(dǎo)電材料使導(dǎo)電盤(210)和發(fā)光器件(300)的電極盤(301)彼此連接。
圖8a和8b是示出了根據(jù)本發(fā)明形成光透射材料膜的工藝的例子的剖面圖。為了形成圖7b所示的光透射材料膜(400)，首先將光透射材料涂覆在襯底(200)上，同時(shí)包圍導(dǎo)電盤(210)和發(fā)光器件(300)。
通過光透射材料的涂覆形成的膜被定義為涂覆膜(410)。
此外，當(dāng)涂覆光透射材料時(shí)，如圖8a所示使用噴涂技術(shù)。
噴涂技術(shù)是能夠在襯底中存在大臺階的情況下進(jìn)行均勻涂覆的技術(shù)。
也就是說，當(dāng)發(fā)光器件(300)被接合到襯底(200)時(shí)，被接合了發(fā)光器件(300)的襯底部分的高度顯著地高于沒有接合發(fā)光器件(300)的襯底部分的高度。
因此，盡管在襯底(200)的整個(gè)表面上均勻地涂覆光透射材料是相當(dāng)困難的，但是噴涂技術(shù)使得光透射材料能夠以均勻的厚度被涂覆在其中存在大臺階的結(jié)構(gòu)上，由此從內(nèi)部電阻的角度看降低了公差。
此后，對涂覆膜(410)進(jìn)行構(gòu)圖，以暴露出導(dǎo)電盤(210)和形成的發(fā)光器件(300)的頂部上的電極盤(301)中的每一個(gè)的一部分(圖8b)。
因而，通過圖8a和8b的工藝形成了圖7b所示的光透射材料膜(400)。
同時(shí)，優(yōu)選地通過光刻工藝來進(jìn)行構(gòu)圖。
此時(shí)，如果光透射材料膜(400)是光敏材料，那么能夠更加容易地執(zhí)行光刻工藝。
例如，在光敏材料的上表面上形成掩模，并且在其上進(jìn)行光輻射。然后，根據(jù)光敏材料的特性，被光輻射或者沒有被光輻射的光敏材料部分能夠使用丙酮等物質(zhì)容易地去除。
也就是說，借助于刻蝕，暴露出導(dǎo)電盤(210)和發(fā)光器件(300)的電極盤(301)的各部分。
圖9a和9b是示出了根據(jù)本發(fā)明形成光透射材料膜的工藝的另一個(gè)例子的剖面圖?？梢愿鶕?jù)圖8a所示的導(dǎo)電盤和發(fā)光器件的形狀來形成光透射材料膜?；蛘?，形成頂部平坦的平坦膜，同時(shí)包圍導(dǎo)電盤(210)和發(fā)光器件(300)，由此有助于形成導(dǎo)電線。
也就是說，在該方法中，在圖7a的工藝之后，形成頂部平坦且包圍導(dǎo)電盤(210)和發(fā)光器件(300)的光透射材料膜(400)(圖9a)。
然后，通過去除從光透射材料膜(400)的頂部到導(dǎo)電盤(210)和發(fā)光器件(300)的電極盤(301)的各部分光透射材料膜(400)來形成一對溝槽(401，402)，將導(dǎo)電材料(511，512)分別填充到該對溝槽(401，402)中，并且執(zhí)行形成連接導(dǎo)電材料(511，512)的導(dǎo)電層(513)的工藝(圖9b)。
因而，導(dǎo)電線包括分別填充在該對溝槽(401，402)中的導(dǎo)電材料(511，512)，其中溝槽(401，402)是通過去除從光透射材料膜(400)的頂部到導(dǎo)電盤(210)和發(fā)光器件(300)的電極盤(301)的光透射材料膜(400)的各部分而形成的；以及導(dǎo)電層(513)，其形成在光透射材料膜(400)上，用于使填充在該對溝槽(401，402)中的導(dǎo)電材料(511，512)彼此連接。
圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的示意性剖面圖。第二實(shí)施例的發(fā)光器件封裝包括具有形成在其上的一對導(dǎo)電盤(210，211)的襯底(200)；發(fā)光器件(350)，其貼裝在襯底(200)的頂部上，并且具有形成在其上的一對電極盤(351，352)；光透射材料膜(400)，用于包圍導(dǎo)電盤(210，211)和發(fā)光器件(350)，同時(shí)暴露出該對導(dǎo)電盤(210，211)的各部分和該對電極盤(351，352)的各部分；以及一對導(dǎo)電線(500a，500b)，其分別沿著從該對導(dǎo)電盤(210，211)的暴露部分到該對電極盤(351，352)的暴露部分的光透射材料膜(400)的表面形成。
在此，如果襯底(200)是導(dǎo)電襯底，則在導(dǎo)電盤(210，211)和襯底(200)之間插入絕緣膜。
此外，發(fā)光器件(350)優(yōu)選地是綠色或者藍(lán)色發(fā)光器件。
圖11a到11c是示出了制造根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的工藝的剖面圖。如圖11a所示，具有在其上形成的一對電極盤(351，352)的發(fā)光器件(350)被接合到具有在其上的一對導(dǎo)電盤(210，211)的襯底(200)的頂部。
然后，形成包圍導(dǎo)電盤(210，211)和發(fā)光器件(350)的光透射材料膜(400)，同時(shí)暴露出該對導(dǎo)電盤(210，211)的各部分和該對電極盤(351，352)的各部分(圖11b)。
最后，分別沿著從該對導(dǎo)電盤(210，211)的暴露部分到該對電極盤(351，352)的暴露部分的光透射材料膜(400)的表面形成一對導(dǎo)電線(501，502)(圖11c)。
圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明排列并封裝的發(fā)光器件的狀態(tài)的剖面圖。具有分別形成在其頂部和底部上的電極盤(301，302；305，306)的多個(gè)發(fā)光器件(300a，300b)被接合，以對應(yīng)于多個(gè)導(dǎo)電盤(213b，213c)。
此時(shí)，發(fā)光器件(300a，300b)沒有接合到導(dǎo)電盤(213a)，并且光透射材料膜(400)包圍導(dǎo)電盤(213a，213b，213c)和發(fā)光器件(300a，300b)，同時(shí)暴露出導(dǎo)電盤(213a，213b，213c)和分別形成的發(fā)光器件(300a，300b)的頂部上的電極盤(301，305)的各部分。
此外，沿著光透射材料膜(400)的表面形成用于將沒有接合發(fā)光器件(300a，300b)的導(dǎo)電盤(213a)連接到與其相鄰的發(fā)光器件(300a)的電極盤(301)，并且沿著光透射材料膜(400)的表面形成用于將接合了發(fā)光器件(300a)的導(dǎo)電盤(213b)連接到另一發(fā)光器件(300b)的電極盤(305)。
因此，能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)發(fā)光器件并聯(lián)連接而不使用引線接合技術(shù)的封裝。
圖13是通過排列根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件來實(shí)現(xiàn)白色光源的封裝的剖面圖。將具有在其頂部和底部上分別形成的電極盤(301，302)的發(fā)光器件(300)以與第一實(shí)施例相同的方式封裝在襯底(200)上。
此外，將每一個(gè)都具有在其上形成的一對電極盤(351，352；361，362)的兩個(gè)發(fā)光器件(350，360)以與第二實(shí)施例相同的方式封裝。
具有分別在其頂部和底部上形成的電極盤(301，302)的發(fā)光器件(300)是紅色發(fā)光器件，每一個(gè)都具有在其上形成的一對電極盤(351，352；361，362)的發(fā)光器件(350，360)是綠色和藍(lán)色發(fā)光器件。
因而，能夠?qū)崿F(xiàn)能發(fā)射白光的封裝，其中紅色、綠色和藍(lán)色發(fā)光器件被貼裝在襯底上，并且這些發(fā)光器件電氣地彼此連接而沒有引線接合。
圖14是通過排列根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件來實(shí)現(xiàn)白色光源的另一個(gè)封裝的剖面圖。在襯底(200)上形成有六個(gè)導(dǎo)電盤(214a，214b，214c，214d，214e，214f)，并且使用兩個(gè)導(dǎo)電盤(214a，214b)將具有在其頂部和底部上分別形成的電極盤(301，302)的發(fā)光器件(300)貼裝在襯底(200)上，并然后進(jìn)行封裝而沒有引線接合。
每一個(gè)都具有形成在其底部上的一對電極盤(351，352；361，362)的兩個(gè)發(fā)光器件(350，360)被倒裝接合到其余的四個(gè)導(dǎo)電盤(214c，214d，214e，214f)。
因此，封裝了三個(gè)發(fā)光器件而不使用引線。如果倒裝接合到導(dǎo)電盤的兩個(gè)發(fā)光器件(350，360)分別是綠色和藍(lán)色發(fā)光器件(350，360)，并沒有倒裝接合的發(fā)光器件(300)是紅色發(fā)光器件，則能夠?qū)崿F(xiàn)能發(fā)射白光的封裝。
下面的實(shí)施例是本發(fā)明的第三實(shí)施例。發(fā)光器件封裝包括發(fā)光器件；導(dǎo)電盤，其位于發(fā)光器件外部并且電氣地連接到外部電源；以及一個(gè)或多個(gè)互連部分，用于將導(dǎo)電盤連接到發(fā)光器件的一面或者兩面，下面將描述用于制造該發(fā)光器件封裝的方法。
顯然，在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，也沒有引線接合地制造封裝。
圖15是示出了在根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的發(fā)光器件封裝上絲網(wǎng)印刷磷光體的狀態(tài)的示意性剖面圖。如果形成將多個(gè)發(fā)光器件貼裝在襯底上并且每個(gè)發(fā)光器件通過互連部分(717)連接到導(dǎo)電盤的封裝，則存在如圖5所示的能夠借助于絲網(wǎng)印刷一次涂布磷光體(718)的優(yōu)點(diǎn)，由此降低了制造成本并能夠批量生產(chǎn)。
此外，圖15中的參考標(biāo)號“719”表示透明絕緣膜，并且其由與第一和第二實(shí)施例中的光透射材料膜相同或不同的材料制成。
此外，肉眼看基本上是透明的并且光能夠透過的絕緣材料優(yōu)選地被形成為本發(fā)明的第三實(shí)施例中的透明絕緣膜(719)。
此外，在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，沿著發(fā)光器件的側(cè)面并且根據(jù)形成在襯底(710)上的、從作為發(fā)光器件的上電極的歐姆接觸金屬層(713)到形成在襯底(710)上的n型導(dǎo)電盤(715)的絕緣膜(720)的形狀，形成透明絕緣膜，如圖15所示。
圖16是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的另一個(gè)發(fā)光器件封裝的剖面圖。一對導(dǎo)電盤，例如n型導(dǎo)電盤(715)和p型導(dǎo)電盤(716)，存在于形成在襯底(710)的平面中的絕緣膜(720)上，并且將LED的p型層、有源層和n型層依次形成為p型導(dǎo)電盤(716)上的堆疊結(jié)構(gòu)。
此時(shí)，p-歐姆接觸金屬層(712)被接合到與p型層相鄰的p型導(dǎo)電盤的表面上。
本領(lǐng)域內(nèi)公知的襯底可以被用作其上貼裝有LED的襯底(710)，并且襯底可以由CuW、Si、AlN陶瓷、Al2O3陶瓷等制成。
襯底的尺寸可以比LED的尺寸大，或者在LED生長在藍(lán)寶石襯底上的情況下，比藍(lán)寶石襯底的尺寸大或者與藍(lán)寶石襯底的尺寸相同。
圖15所示，使用本領(lǐng)域公知的III-V族化合物，通過依次層疊p型層(707)、有源層(706)和n型層(705)來形成LED，并且該化合物的非限制性例子包括GaAs、GaP、GaN、InP、InAs、InSb、GaAlN、InGaN、InAlGaN及其混合物。
此外，盡管p型和n型層可以不用p型和n型摻雜劑進(jìn)行摻雜，但是它們優(yōu)選地用摻雜劑摻雜。
而且，有源層可以是單量子阱或者多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)。
處了上述p型層、有源層和n型層之外，LED可以包括其他緩沖層。
通過調(diào)整III-V族化合物的組分，能夠自由地制作具有長波長到短波長的LED。因此，本發(fā)明不限于具有460nm的波長的藍(lán)色氮基LED，而是可以應(yīng)用于所有的LED。
絕緣膜形成在布置在LED的最上層上的n-歐姆接觸金屬層(713)和位于LED之外的n型導(dǎo)電盤(715)之間的連接路徑上，并且用于將n-歐姆接觸金屬層(713)電氣地連接到n型導(dǎo)電盤(715)的互連部分形成在絕緣膜上。
該對導(dǎo)電盤(715，716)電氣地連接到引線框架，該引線框架繼而連接到外部電源。
上述構(gòu)成的發(fā)光器件封裝能夠根據(jù)下面將描述的原理來工作。
也就是說，當(dāng)通過連接到外部電源的引線(709)在該對導(dǎo)電盤(715，716)之間施加特定電壓時(shí)，通過n型導(dǎo)電盤(715)、互連部分(717)、n型歐姆接觸金屬層(713)和n型層來連接陰極，并通過p型導(dǎo)電盤(716)、p型歐姆接觸金屬層(712)和p型層來連接陽極，從而電流能夠流動。
因此，在電子和空穴在有源層中復(fù)合的同時(shí)，發(fā)射與有源層的帶隙或者能級差相對應(yīng)的光。
同時(shí)，將參考圖17和18a到18d來描述根據(jù)本發(fā)明的LED中的互連部分(717)和連接于此的連接部分，例如n-歐姆接觸金屬層(713)、n型導(dǎo)電盤(715)和p型導(dǎo)電盤(716)的布置。
圖17是具有存在于其上的引線接合部分(722)的現(xiàn)有LED的平面圖。
可以看出，如上所述存在下述問題，即由于存在于LED上的引線接合部分而使垂直發(fā)光面積被部分地隱蔽。
相反，圖18a到18d是示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例導(dǎo)電盤和LED的表面的情況，優(yōu)選地，導(dǎo)電盤和形成在LED上的歐姆接觸金屬層(713)通過互連部分(717)彼此電氣地連接。
實(shí)際上，由于在LED外部存在導(dǎo)電盤，能夠使垂直發(fā)光面積最大化，并且還能夠期望對互連部分的數(shù)量和位置等的控制使得制造工藝簡單，提高光提取效率等。將對其進(jìn)行如下描述。
圖18a是發(fā)光器件的平面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例導(dǎo)電盤位于LED外部的情況。該圖示出了如下情況，其中歐姆接觸金屬被淀積為n型層(705)上的彼此不連接的兩個(gè)圖案，透明絕緣膜(719)形成在用于使歐姆接觸金屬和導(dǎo)電盤彼此連接的互連部分(717)的連接路徑上，并且互連部分(717)被放置在各圖案的歐姆接觸金屬的相對側(cè)。
在此，在圖18a中，連接到互連部分(717)的導(dǎo)電盤是n型導(dǎo)電盤(715)，圖18a中的參考標(biāo)號“710”表示襯底，并且參考標(biāo)號716表示p型導(dǎo)電盤。
此時(shí)，引線(709)的寬度是大約25μm。如果在引線接合中產(chǎn)生的焊球的直徑是大約100μm，則產(chǎn)生焊球的導(dǎo)電盤，例如n型盤(715)應(yīng)該具有至少100μm×100μm的大小。
如果如現(xiàn)有技術(shù)中那樣，在LED的頂部存在引線接合部分，則至少100μm×100μm的面積遮擋了垂直光發(fā)射。相反，由于在使用根據(jù)本發(fā)明的互連部分(717)的LED中消耗很小的面積，所以減少了遮光面積。
圖18b示出了本發(fā)明的修改例，并且是示出了如下情況的平面圖，其中歐姆接觸金屬層被淀積成n型層(705)上的彼此不連接的兩個(gè)圖案，透明絕緣膜(719)形成在用于使歐姆接觸金屬和導(dǎo)電盤彼此連接的互連部分(717)的連接路徑上，并且互連部分(717)被放置在各圖案的歐姆接觸金屬的一側(cè)。
如果導(dǎo)電盤如上所述位于一側(cè)而不是相對側(cè)，則在排列導(dǎo)電盤和單元芯片的工藝中能夠大大減小空間裕度，由此有助于操作。
此外，如果使用一個(gè)互連部分(717)，則在n-歐姆接觸金屬(713)的電阻大的情況下，光會由于電壓降而不均勻地分布。相反，使用多個(gè)互連部分(717)能夠表現(xiàn)出防止光的非均勻分布的優(yōu)點(diǎn)。圖18c示出了本發(fā)明的另一個(gè)修改例，并且是示出了如下情況的頂視圖，其中歐姆接觸金屬層由n型層(705)上的一個(gè)圖案形成，并且形成歐姆接觸金屬層和僅一個(gè)互連部分(717)。
在LED的上部面積小的情況下，理想的是通過減少互連部分(717)的數(shù)量來減少被隱蔽的面積。因而，應(yīng)該通過淀積具有足夠大的厚度的n-歐姆接觸金屬(713)來驅(qū)動器件。
為此，應(yīng)該形成n-歐姆接觸金屬層(713)以定義單元。
當(dāng)金屬自身的電阻小的時(shí)候，電壓降小，從而能夠以理想的電流來驅(qū)動器件。因而，n-歐姆接觸金屬層(713)應(yīng)該以足夠大的厚度來淀積。
但是，由于高性能LED具有較大的上部面積，所以即使n-歐姆接觸金屬層(713)被淀積為具有較大厚度，但是在僅使用一個(gè)互連部分(717)來驅(qū)動LED中，也存在對防止電壓降的限制。
因此，優(yōu)選的是形成兩個(gè)和多個(gè)互連部分(717)，并且排列互連部分(717)和n-歐姆接觸金屬層(713)使得上部面積被隱蔽得盡可能小。
圖18d示出了再一個(gè)實(shí)施例，并且是示出了如下情況的平面圖，其中在淀積歐姆接觸金屬之前，在用于連接歐姆接觸金屬層的互連部分和導(dǎo)電盤之間的連接路徑上形成透明絕緣膜(719)，并且互連部分(717)和歐姆接觸金屬層同時(shí)形成。如果互連部分(717)和歐姆接觸金屬層以此方式同時(shí)形成，則工藝步驟被簡化，這導(dǎo)致了降低成本的優(yōu)點(diǎn)。
在此，歐姆接觸金屬層是指圖18d中的n-歐姆接觸金屬層(713)。
根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的發(fā)光器件封裝對制造方法、輸出方法和發(fā)射光的波長范圍沒有限制。
因而，盡管本發(fā)明的發(fā)光器件封裝可以根據(jù)各種方法來制造，但是用于制造根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的方法可以包括如下步驟(a)在襯底上形成至少一個(gè)導(dǎo)電盤；(b)將制作的LED接合到襯底上；以及(c)形成至少一個(gè)導(dǎo)電互連部分，用于將LED的一面或者兩面電氣地連接到導(dǎo)電盤。
1)首先將至少一個(gè)，優(yōu)選的是兩個(gè)或者更多導(dǎo)電焊盤接合或者淀積在諸如基座的襯底上的適當(dāng)選擇的位置。
2)在諸如藍(lán)寶石襯底的第一襯底上層疊有n型層、有源層和p型層的LED被接合到第二襯底上。
此時(shí)，在低輸出LED的情況下，當(dāng)LED部分的層疊順序保持在第一襯底和第二襯底相鄰的狀態(tài)中時(shí)，進(jìn)行接合。
此外，在高輸出或者激光剝離型LED器件的情況中，在LED部分被倒轉(zhuǎn)的狀態(tài)中，進(jìn)行接合，即LED部分的表面被接合到第二基板的前表面。
而且，在低輸出LED器件的情況中，在LED部分生長在第一襯底，即藍(lán)寶石襯底的狀態(tài)中接合LED部分。在激光剝離型LED器件的情況中，生長在藍(lán)寶石襯底上的LED部分被以倒轉(zhuǎn)的順序接合，并且然后借助于激光照射來分離藍(lán)寶石襯底。
因而，藍(lán)寶石襯底不存在于最終的LED器件中。
關(guān)于將LED接合到第二襯底時(shí)可用的物質(zhì)，該物質(zhì)應(yīng)該將電流提供到LED并且容易地散失從LED產(chǎn)生的熱量。因而，可以沒有限制地使用能夠在300℃或更低的低溫度下容易地接合的物質(zhì)。其非限制性例子包括AuSn、AgSn、PbSn、Sn、銀漿等。
3)為了電氣地連接導(dǎo)電盤和歐姆接觸金屬層，其中歐姆接觸金屬層形成在LED的一面或者兩面上、優(yōu)選的是位于第二襯底上的相同平面中的LED的表面上，借助于薄膜淀積構(gòu)圖來形成由導(dǎo)電金屬制成的至少一個(gè)互連部分。
為了參考，正確的是在形成互連部分之前，在與互連部分相同的連接路徑上形成透明絕緣膜，并且使絕緣膜的寬度等于或者大于互連部分的寬度。
此時(shí)，可以在LED的表面上形成凸凹部分，從而通過增加全反射角，大量的光能夠從其逸出。
此外，在歐姆接觸金屬淀積在LED的表面上的情況中，可以如圖18a到18d所示形成一個(gè)或者兩個(gè)或者更多分立的圖案。
而且，歐姆接觸金屬不僅可以使用光刻工藝來實(shí)現(xiàn)，而且也可以使用遮光板來實(shí)現(xiàn)，并且可以根據(jù)引線的寬度來適當(dāng)?shù)剡x擇這些實(shí)現(xiàn)技術(shù)。
在根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的具有至少一個(gè)互連部分的發(fā)光器件封裝中，可以依次執(zhí)行如下步驟或反之亦然執(zhí)行用于將導(dǎo)電盤連接到例如引線框架的外部電源的引線接合，并且然后只涂覆磷光體或者涂覆磷光體和在其中混合的成型材料的混合物。
此外，在執(zhí)行這些步驟之后，接合到第二襯底的LED可以被分離成單元芯片，或者被分離成單元芯片的LED可以被接合到第二襯底。
該單元芯片分離步驟不限于前面所述，而是可以在考慮使用者的目的或者制造工藝的容易度的情況下來適當(dāng)?shù)卦O(shè)置。
同時(shí)，用于制造根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例使用互連部分的發(fā)光器件封裝的方法可以包括激光剝離(LLO)方法。
作為其例子，該方法可以包括如下步驟(a)在生長在第一襯底上的LED的p型層上淀積p-歐姆接觸金屬；(b)處理第一襯底的后表面；(c)將其上已經(jīng)生長了LED的第一襯底分離成單元芯片；(d)將通過分離第一襯底而獲得的每一個(gè)單元芯片的p-歐姆接觸金屬層的表面接合到形成在第二襯底上的兩個(gè)或者更多導(dǎo)電盤的第一導(dǎo)電盤；(e)將激光照射到接合于第二襯底的每一個(gè)單元芯片的襯底表面上，以去除第一襯底；(f)在第一襯底被去除的情況下，在暴露出的LED的n型層上淀積n-歐姆接觸金屬；(g)在用于連接n-歐姆接觸金屬的表面和位于第二襯底上的第二導(dǎo)電盤的路徑上形成絕緣膜，并且形成用于連接n-歐姆接觸金屬的表面和第二導(dǎo)電盤的至少一個(gè)導(dǎo)電互連部分；以及(h)將第一和第二導(dǎo)電盤的每一個(gè)引線接合到外部電源，并且涂覆磷光體或者用具有混合在其中的磷光體的成型材料進(jìn)行處理。
此時(shí)，圖19a到19d示出了制造激光剝離LED的部分工藝，其中將第一基板，例如藍(lán)寶石基板，完全接合到第二基板，并且然后借助于激光照射來去除藍(lán)寶石基板。各工藝如下。
(1)P型歐姆接觸形成(見圖19a)首先清潔晶片，在該晶片中已經(jīng)在藍(lán)寶石襯底(708)上生長了例如GaN基LED晶體結(jié)構(gòu)的LED。然后，借助于真空淀積，在晶片的上面的p型GaN表面上形成p型歐姆接觸金屬，并且執(zhí)行熱處理以完成p型歐姆接觸金屬。
(2)藍(lán)寶石的表面的拋光處理為了形成使激光易于透過藍(lán)寶石襯底的鏡面，對具有大約430μm厚度的藍(lán)寶石襯底的表面進(jìn)行拋光，使得藍(lán)寶石襯底的厚度為大約80到100μm。
(3)單元芯片形成在藍(lán)寶石襯底被接合到基座襯底或者從基座襯底分離藍(lán)寶石襯底之前，其通過劃片/斷裂處理被分離成單元芯片。
(4)基座襯底的接合(見圖19b)在高輸出LED的情況下，基座襯底用于增強(qiáng)散熱效率。此時(shí)，在襯底(710)上淀積絕緣膜(720)以防止短路，并且在絕緣膜(720)上形成導(dǎo)電盤，例如n型導(dǎo)電盤(715)和p型導(dǎo)電盤(716)。
藍(lán)寶石襯底已經(jīng)被拋光的單元芯片被倒轉(zhuǎn)，使得藍(lán)寶石襯底面向上，并且使用粘結(jié)劑將LED的p型歐姆接觸金屬的表面接合到基座襯底或者其上的p型導(dǎo)電盤。
當(dāng)單元芯片被接合到襯底(710)時(shí)，在考慮到襯底(710)的后續(xù)劃片工藝的情況下，單元芯片優(yōu)選地以其間大約幾百微米的間隔周期地排列(見圖19b)。
(5)激光照射(見圖19c)將激光照射到每個(gè)芯片的藍(lán)寶石襯底表面上，以去除藍(lán)寶石襯底。
如果照射激光，則透過藍(lán)寶石襯底的激光束被例如GaN的發(fā)光部分吸收，并且在藍(lán)寶石和GaN之間的界面處的GaN被分解。因而，產(chǎn)生了金屬鎵和氮?dú)猓瑥亩{(lán)寶石襯底能夠從LED晶體結(jié)構(gòu)上分離。
(6)n型歐姆接觸金屬的形成(見圖19d)在去除了藍(lán)寶石襯底的情況下，如果需要，在暴露的n型層、優(yōu)選的是n-GaN的表面上執(zhí)行拋光或者干法(濕法)刻蝕工藝，并且然后在其上淀積n型歐姆接觸金屬(713)。
此時(shí)，GaN分解時(shí)產(chǎn)生的金屬鎵存在于暴露的GaN的表面上。
由于表面上的該金屬鎵層減少了從LED發(fā)射的光，所以用鹽酸將其去除，并且然后如果需要，通過執(zhí)行干法(濕法)刻蝕工藝，對未摻雜的GaN層進(jìn)行刻蝕，以暴露出n+-GaN層。如果需要，可以真空淀積用于n-歐姆接觸形成的金屬(例如，Ti/Al基金屬)。
(7)互連部分的形成在暴露的n型層和位于導(dǎo)電襯底上的n型導(dǎo)電盤之間、優(yōu)選地在n-歐姆接觸金屬層和n型導(dǎo)電盤之間的連接路徑上形成透明絕緣膜，其中暴露的n型層是LED的最上層，并且然后使用導(dǎo)電金屬，通過淀積的薄膜構(gòu)圖來形成至少一個(gè)互連部分。
(8)引線接合和成型材料處理(磷光體涂布)為了將n型導(dǎo)電盤連接到例如引線框架的外部電源，執(zhí)行金引線接合。同樣，通過引線接合，也將p型導(dǎo)電盤連接到外部電源。
此時(shí)，可以借助于薄膜淀積構(gòu)圖來進(jìn)行n型導(dǎo)電盤至外部電源的連接。
(9)磷光體涂布或者成型材料處理此后，涂布諸如環(huán)氧樹脂的成型材料或者具有混合于其中的磷光體的材料，以完成LED封裝的制造。如果需要，可以以相反的順序執(zhí)行步驟(8)和(9)。
盡管結(jié)合高輸出LED進(jìn)行了上述說明，但是本發(fā)明也可以應(yīng)用于低輸出LED。
作為制造發(fā)光器件封裝的方法的例子，其中發(fā)光器件封裝具有應(yīng)用于此的這樣的低輸出LED，該方法可以包括如下步驟(a)刻蝕生長在第一襯底上的LED，以暴露出LED的n型層，并且在其上淀積n-歐姆接觸金屬；(b)在位于LED的頂部的p型層上淀積p-歐姆接觸金屬；(c)處理第一襯底的表面，并且將第一襯底分離成單元芯片；(d)將每一個(gè)分離的單元芯片的第一襯底表面接合到形成有導(dǎo)電盤部分的第二襯底上；(e)在連接p-歐姆接觸金屬的表面和位于第二襯底上的導(dǎo)電盤部分的路徑上形成絕緣膜，并且形成將p-歐姆接觸金屬的表面連接到導(dǎo)電盤部分的至少一個(gè)導(dǎo)電互連部分；以及(f)將導(dǎo)電盤部分引線接合到外部電源，并且涂覆磷光體或者執(zhí)行具有混合于其中的磷光體的成型材料處理。
此時(shí)，可以以適當(dāng)?shù)馗淖兊捻樞騺韴?zhí)行將第一襯底分離成單元芯片的步驟，以促進(jìn)制造工藝的容易度和工藝的簡化。
用于制造根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的方法僅是優(yōu)選的制造例子。因此，本發(fā)明不限于此。
本發(fā)明的發(fā)光器件包括本領(lǐng)域中已知的典型LED，例如，藍(lán)色GaN基LED，以及能夠發(fā)射所有波長的光的其它發(fā)光器件。優(yōu)選地，發(fā)光器件是需要進(jìn)行磷光體涂覆的白色LED器件。
此外，本發(fā)明能夠被應(yīng)用于所有LED器件，包括低輸出型LED器件、高輸出倒裝型LED器件以及通過激光剝離技術(shù)或其它技術(shù)制造的LED器件。
而且，本發(fā)明提供包括具有上述結(jié)構(gòu)的LED器件并且根據(jù)上述方法來制造的發(fā)光裝置。
該發(fā)光裝置包括具有LED器件的所有發(fā)光裝置，諸如照明裝置、指示器、殺菌燈和顯示器。
圖20是示出了引線焊盤的面積的占據(jù)比隨芯片面積的變化的圖。該圖示出了當(dāng)引線焊盤位于LED的頂部上時(shí)，垂直發(fā)射光的遮擋量的計(jì)算結(jié)果。
在圖20中，由于當(dāng)直接在LED的頂部上執(zhí)行引線接合時(shí)遮擋垂直發(fā)射光的引線的面積和在使用互連部分的結(jié)構(gòu)的情況中互連部分的遮擋面積之間的差異很小，所以不考慮這兩個(gè)因素的差異。
引線焊盤(導(dǎo)電盤)的數(shù)量從1變化到10，并且考慮如下條件，其中盤與整個(gè)面積的面積比小于3％，并且芯片具有1×1mm2或更多的面積，這通常應(yīng)用于高輸出LED。
在1×1mm2芯片中，如果盤的數(shù)量是3或者更少，則滿足小于3％的面積比。如果盤的數(shù)量是4或者更多，則面積比變?yōu)?％或更多。
實(shí)際上，在1×1mm2芯片中，兩個(gè)焊盤允許在圖18a所示的歐姆接觸金屬的布置中充分地執(zhí)行電流驅(qū)動，并且用三個(gè)或者更少的焊盤能夠滿足小于3％的面積比的條件。因而，能夠用兩個(gè)或者三個(gè)焊盤來驅(qū)動器件。
但是，如果芯片的面積是4mm2或者更大，則即使焊盤數(shù)量是10，焊盤占據(jù)的面積比也小于3％。因此，遮擋垂直發(fā)射光的效果不大。如果需要小于3％的面積比，則根據(jù)圖20適當(dāng)?shù)卣{(diào)整要形成的焊盤的數(shù)量。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的發(fā)光器件封裝中，用于引線接合的導(dǎo)電盤位于LED之外，并且LED的一面或者兩面電氣地連接到導(dǎo)電盤，這與對位于LED的頂部上的歐姆接觸金屬直接進(jìn)行引線接合的現(xiàn)有技術(shù)相反。
如上所述，在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，這種連接結(jié)構(gòu)被稱作“互連部分”，并且如第一和第二實(shí)施例中那樣是一種導(dǎo)電線。
從根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的發(fā)光器件的上述結(jié)構(gòu)特征而獲得的優(yōu)點(diǎn)如下1)現(xiàn)有LED被制作成具有如下結(jié)構(gòu)，其中通過對存在于LED的頂部上的歐姆接觸金屬層直接執(zhí)行引線接合，使引線接合部分存在于圖3a和3b所示的LED的頂部上。
由于以此方式存在于LED的頂部上的引線接合部分，所以難以執(zhí)行以小的厚度均勻涂布熒光體的后續(xù)操作，并且由于環(huán)氧樹脂或者硅的表面張力而使磷光體形成為球形，從而通過磷光體的光的傳播距離存在差異。因而，被磷光體吸收的光的量發(fā)生變化，這導(dǎo)致了顏色的不均勻和光輸出的減少。
此外，通過以圖3b所示的薄膜形式涂布磷光體，可以減少磷光體的吸收的差異。但是，由于引線焊盤的位置基本上不變化而是位于LED的頂部上，所以應(yīng)用磷光體器具仍是困難的，并且涂布所需的成本和工藝的難度增加。
相反，由于在本發(fā)明中引線接合部分自身的位置基本上移動到LED部分之外，所以能夠?qū)⒘坠怏w涂覆為LED部分的頂部上的薄膜，并且因此可以使磷光體中的光損耗最小化。
2)此外，由于從LED的表面去除了引線接合引起的三維障礙，所以借助于諸如絲網(wǎng)印刷的方法，熒光體能夠被同時(shí)涂覆到規(guī)則地排列在襯底上的各單元芯片。因而，通過降低制造成本和批量生產(chǎn)能夠提高經(jīng)濟(jì)效益。
3)而且，在第三實(shí)施例中，能夠減少吸收垂直發(fā)射光的面積，以基本上提高發(fā)光二極管的光提取效率。
此外，本發(fā)明中的第三實(shí)施例中的互連部分起到用于電氣連接的引線的作用，并且優(yōu)選地具有借助于構(gòu)圖而淀積的薄膜的形狀。如果形成互連部分的材料是導(dǎo)電材料，則其具體例子包括但不限于Ag、Cu、Au、Al、Ti、Ni、Cr、Rh、Ir、Mo、W、Co、Zn、Cd、Ru、In、Os、Fe、Sn混合物(合金)。
互連部分是存在于LED內(nèi)的電氣互連線的一部分。互連部分的一端連接到位于LED之外的導(dǎo)電盤，其另一端連接到LED的一面或者兩面，優(yōu)選地是LED的頂部。
此外，連接到本發(fā)明的第三實(shí)施例中的互連部分的導(dǎo)電盤可以通過引線連接到外部電源，例如，引線框架。此外，通過與互連部分相似的特征從導(dǎo)電盤到外部電源的連接，即淀積薄膜的構(gòu)圖特征而不是引線，也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
而且，導(dǎo)電盤可以存在于LED之外，例如，在接合了LED的相同基板上。如果需要，優(yōu)選地存在兩個(gè)或者更多導(dǎo)電盤。用于形成導(dǎo)電盤的材料不限于特定材料，而是可以是任何材料，只要其具有導(dǎo)電性。導(dǎo)電盤優(yōu)選地由Au、Ag、Cu、Al、Cr、Ti、Ni、In、Pt或其混合物制成。
而且，導(dǎo)電盤所在的襯底可以具有導(dǎo)電性，并且通過形成在襯底上的絕緣膜使導(dǎo)電盤與導(dǎo)電襯底電氣絕緣。
LED的一面可以通過前述互連部分電氣地連接到導(dǎo)電盤，接合到襯底的LED的另一面可以電氣地連接到外部電源。此時(shí)，LED的另一面可以通過與LED的底部相鄰的另一導(dǎo)電盤電氣地連接到引線，并繼而連接到外部電源。
在LED的表面和導(dǎo)電盤通過互連部分彼此連接的連接路徑上，應(yīng)該形成絕緣膜，由此防止電氣短路。在絕緣膜上形成互連部分時(shí)，在連接到互連部分的LED的接觸部分上不形成絕緣膜是適當(dāng)?shù)?，從而互連部分能夠連接到LED。
此外，本發(fā)明的第三實(shí)施例中的絕緣膜優(yōu)選地具有透明性，以使通過LED的側(cè)面和頂面發(fā)射的光的吸收最小化。對于絕緣膜的可用組分，對其沒有限制，只要該組分具有非導(dǎo)電性和透明性。例如，組分包括SiO2、SiNx等。
而且，盡管對于絕緣膜和互連部分的寬度沒有特別限制，但優(yōu)選的是，絕緣膜的寬度大于互連部分的寬度，并且互連部分的寬度小于引線的寬度。
優(yōu)選地，LED的一面或者兩面，優(yōu)選的是通過本發(fā)明的第三實(shí)施例中的互連部分連接的LED的表面，是當(dāng)LED被貼裝在襯底上時(shí)與襯底不相鄰的表面。
特別地，LED的表面優(yōu)選地連接到歐姆接觸金屬層，以通過電阻減小來提高發(fā)光效率。
此時(shí)，根據(jù)制造LED的方法，例如，制造低/中等輸出型LED的方法、制造高輸出型LED的方法、激光剝離方法等，歐姆接觸金屬層可以是n-歐姆接觸金屬層或者p歐姆接觸金屬層。此外，歐姆接觸金屬層可以由一個(gè)、或者兩個(gè)或更多分立圖案形成，并且每個(gè)圖案可以被連接到至少一個(gè)互連部分。
本領(lǐng)域中已知的典型金屬，例如，Ni、Au、Pt等能夠被用于歐姆接觸金屬層，并且Ag、Al、Cr等金屬層可以被附加地用于對光進(jìn)行反射。如果需要，可以進(jìn)一步增加金屬層以改善接合。
而且，在根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的具有至少一個(gè)互連部分的LED中，只由磷光體或者由成型材料和磷光體的混合物制成的層可以形成在互連部分和LED的部分表面或者整個(gè)表面上。
此外，磷光體層還可以形成在導(dǎo)電盤的部分或者整個(gè)表面上，并且優(yōu)選地形成在導(dǎo)電盤的部分表面上，以有助于引線接合到外部電源。如果磷光體層形成在導(dǎo)電盤的整個(gè)表面上，則可以通過形成孔來執(zhí)行引線接合。
如上所述，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)在于，發(fā)光器件被電氣地連接到其它器件而不使用引線接合，由此節(jié)省了用于引線接合的空間并且減小了封裝的尺寸。
此外，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)在于，減少了由引線接合引起的短路或者斷路，這導(dǎo)致提高了封裝的可靠性。
而且，存在的優(yōu)點(diǎn)在于，將光透射材料膜涂覆在其上貼裝有發(fā)光器件的襯底上，從而不需要能夠保護(hù)發(fā)光器件的其它鈍化膜，并且不需要引線接合，從而能夠降低制造成本并且能夠進(jìn)行批量生產(chǎn)。
而且，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)在于，通過使用導(dǎo)電互連部分，在發(fā)光器件中不存在引線，從而能夠容易地且均勻地涂覆磷光體，并且能夠減少吸收垂直發(fā)射光的面積，從而能夠增強(qiáng)器件的光提取。
盡管結(jié)合具體實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，在本發(fā)明的技術(shù)精神和范圍內(nèi)可以對其進(jìn)行各種修改和變化。還顯然的是，此修改和變化落在由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件封裝，包括具有形成在其上的導(dǎo)電盤的襯底；發(fā)光器件，其貼裝在襯底上，并且具有形成在發(fā)光器件的頂部和底部中的至少一個(gè)上的電極盤；光透射材料膜，用于包圍導(dǎo)電盤和發(fā)光器件，同時(shí)暴露出導(dǎo)電盤和形成在發(fā)光器件的頂部和底部中的至少一個(gè)上的電極盤的每一個(gè)的一部分；以及導(dǎo)電線，其沿著光透射材料膜的表面從導(dǎo)電盤的暴露部分形成到發(fā)光器件的電極盤的暴露部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件封裝，其中襯底是非導(dǎo)電襯底，并且另一導(dǎo)電盤與所述導(dǎo)電盤分開地形成在非導(dǎo)電襯底的上部區(qū)域上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件封裝，其中襯底是導(dǎo)電襯底，并且進(jìn)一步在導(dǎo)電盤和導(dǎo)電襯底之間插入絕緣膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件封裝，其中發(fā)光器件是發(fā)射紅色或者紅外線的器件。
5.一種發(fā)光器件封裝，包括具有形成在其上的一對導(dǎo)電盤的襯底；發(fā)光器件，其貼裝在襯底上，并且具有形成在發(fā)光器件的頂部上的一對電極盤；光透射材料膜，用于包圍導(dǎo)電盤和發(fā)光器件，同時(shí)暴露出該對導(dǎo)電盤的每一個(gè)的一部分和該對電極盤的每一個(gè)的一部分；以及一對導(dǎo)電線，其沿著光透射材料膜的表面從該對導(dǎo)電盤的每一個(gè)的暴露部分形成到該對電極盤的每一個(gè)的暴露部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的發(fā)光器件封裝，其中發(fā)光器件是綠色或者藍(lán)色發(fā)光器件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6的任何一個(gè)的發(fā)光器件封裝，其中光透射材料膜由能夠透射光的光敏物質(zhì)制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6的任何一個(gè)的發(fā)光器件封裝，其中用于對從發(fā)光器件發(fā)射的光的波長進(jìn)行轉(zhuǎn)換的磷光體分散在光透射材料膜中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6的任何一個(gè)的發(fā)光器件封裝，其中光透射材料膜被形成為與導(dǎo)電盤和發(fā)光器件的形狀一致。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件封裝，其中光透射材料膜具有平坦的上部并且包圍導(dǎo)電盤和發(fā)光器件，并且導(dǎo)電線包括導(dǎo)電材料，其填充在一對溝槽中，該對溝槽是通過去除從光透射材料膜的頂部分別到導(dǎo)電盤和發(fā)光器件的電極盤的各部分光透射材料膜而形成的，以及導(dǎo)電層，其形成在光透射材料膜的頂部上，以使在該對溝槽中填充的導(dǎo)電材料彼此連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件封裝，其中光透射材料膜形成在位于從導(dǎo)電盤到電極盤的最短距離的區(qū)域上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-6的任何一個(gè)的發(fā)光器件封裝，其中光透射材料膜部分地僅形成在發(fā)光器件的區(qū)域上，并且發(fā)光器件封裝還具有用于包圍光透射材料膜和發(fā)光器件的磷光體膜。
13.一種發(fā)光器件封裝，包括發(fā)光器件；導(dǎo)電盤，其位于發(fā)光器件外部并且電氣地連接到外部電源；以及至少一個(gè)互連部分，用于將發(fā)光器件的一面或者兩面連接到導(dǎo)電盤。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光器件封裝，其中借助于薄膜淀積構(gòu)圖來形成互連部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的發(fā)光器件封裝，其中互連部分由從Ag、Cu、Au、Al、Ti、Ni、Cr、Rh、Ir、Mo、W、Co、Zn、Cd、Ru、In、Os、Fe和Sn構(gòu)成的組中選擇的至少一種金屬制成。
16.根據(jù)權(quán)利要求13或14的發(fā)光器件封裝，其中在發(fā)光二極管部分的表面和導(dǎo)電盤部分通過互連部分連接的連接路徑上形成絕緣膜，互連部分形成在絕緣膜上，并且連接到互連部分的發(fā)光二極管部分的接觸部分被電氣地連接。
17.用于制造發(fā)光器件封裝的方法，包括如下步驟將具有形成在發(fā)光器件的頂部和底部中的至少一個(gè)上的電極盤的發(fā)光器件貼裝在具有形成在其上的導(dǎo)電盤的襯底上；形成用于包圍導(dǎo)電盤和發(fā)光器件的光透射材料膜，同時(shí)暴露出導(dǎo)電盤和形成在發(fā)光器件的頂部和底部中的至少一個(gè)上的電極盤的每一個(gè)的一部分；以及形成導(dǎo)電線，其沿著光透射材料膜的表面從導(dǎo)電盤的暴露部分形成到發(fā)光器件的電極盤的暴露部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中通過將光透射材料涂覆到導(dǎo)電盤和發(fā)光器件上以形成一膜、并且選擇性地去除該膜以暴露出導(dǎo)電盤和形成在發(fā)光器件的頂部上的電極盤的每一個(gè)的一部分，來形成光透射材料膜。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中借助于噴涂方法來形成所述膜。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中形成光透射材料膜的步驟包括如下步驟形成具有平坦的上部并且包圍導(dǎo)電盤和發(fā)光器件的平坦膜；通過去除從平坦膜的頂部分別到導(dǎo)電盤和發(fā)光器件的電極盤的各部分平坦膜來形成一對溝槽；以及用導(dǎo)電材料填充該對溝槽，并且形成使填充在各溝槽中的導(dǎo)電材料彼此連接的導(dǎo)電層。
21.一種制造發(fā)光器件封裝的方法，包括將形成有一對電極盤的發(fā)光器件接合在具有形成在其上的一對導(dǎo)電盤的襯底上；形成用于包圍導(dǎo)電盤和發(fā)光器件的光透射材料膜，同時(shí)暴露出該對導(dǎo)電盤的每一個(gè)的一部分和該對電極盤的每一個(gè)的一部分；以及形成一對導(dǎo)電線，其沿著光透射材料膜的表面從該對導(dǎo)電盤的每一個(gè)的暴露部分形成到該對電極盤的每一個(gè)的暴露部分。
22.根據(jù)權(quán)利要求17或21的方法，其中光透射材料膜由能夠透射光的光敏物質(zhì)制成。
23.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中用于對從發(fā)光器件發(fā)射的光的波長進(jìn)行轉(zhuǎn)換的磷光體分散在光透射材料膜中。
24.據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中通過執(zhí)行剝離工藝或者硬掩模工藝來形成導(dǎo)電線。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)光器件封裝及其制造方法。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，發(fā)光器件被電氣地連接到其它器件而不使用引線接合，由此節(jié)省了用于引線接合的空間并且減小了封裝的尺寸。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)在于，通過使用導(dǎo)電互連部分，在發(fā)光器件中不存在引線，從而能夠容易地且均勻地涂覆磷光體，并且能夠減少吸收垂直發(fā)射光的面積，從而能夠增強(qiáng)器件的光提取。
文檔編號H01L23/488GK1866561SQ20061008405
公開日2006年11月22日 申請日期2006年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月17日
發(fā)明者金根浩, 李承燁 申請人:Lg電子株式會社, Lg伊諾特有限公司