一種光電元件的封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法
【專利說明】一種光電元件的封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法
[0001]本申請(qǐng)為申請(qǐng)日為2011年9月16日、申請(qǐng)?zhí)?01110282195.X、發(fā)明名稱“包含光電元件的封裝的裝置及封裝方法”的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝，尤其涉及發(fā)光二極管的封裝。
【背景技術(shù)】
[0003]半導(dǎo)體集成電路(IC)工業(yè)歷經(jīng)了快速的成長(zhǎng)。隨著IC材料和設(shè)計(jì)上的進(jìn)步已發(fā)展出各種形式的IC以提供不同的目的，其中一種IC為光電元件，例如發(fā)光二極管(LED)元件。傳統(tǒng)封裝這些LED元件的方法可能具有低散熱效率、低可靠度、以及造價(jià)昂貴等問題。
[0004]因此，雖然目前存在的LED元件的封裝方法一般已足夠達(dá)到其目的需求，但是并非在各方面皆令人滿意。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種裝置，包含一發(fā)光二極管元件的封裝，該封裝包含:一絕緣結(jié)構(gòu)；以及第一和第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，各延伸穿過該絕緣結(jié)構(gòu)；其中:該發(fā)光二極管元件的底面的一大部分區(qū)域與該第一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的頂面產(chǎn)生接觸；且該發(fā)光二極管元件的頂面通過一連接線與該第二導(dǎo)電結(jié)構(gòu)接合。
[0006]本發(fā)明另提供一種裝置，包含一光電元件的封裝結(jié)構(gòu)，該封裝結(jié)構(gòu)包含:一絕緣結(jié)構(gòu)；以及一導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，部分置于該絕緣結(jié)構(gòu)中的；其中該光電元件的一大部分的表面與此導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)直接接觸。
[0007]本發(fā)明還提供一種發(fā)光二極管元件的封裝方法，包含:形成一絕緣結(jié)構(gòu)；形成一導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，該導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)部分位于該絕緣結(jié)構(gòu)中；提供該發(fā)光二極管元件，其具有一頂面及一底面；將該發(fā)光二極管元件接合至該導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，該接合使該發(fā)光二極管元件的頂面及底面的其中之一的大部分與該導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)直接接觸。
[0008]本發(fā)明的實(shí)施例提供的光電元件具有較好的散熱能力；本發(fā)明的實(shí)施例的“堆積”方法有助于簡(jiǎn)化了制造程序并減少制造成本；此外，本發(fā)明的實(shí)施例不需形成高深寬比的孔道。
[0009]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明一種光電元件的封裝方法的流程圖。
[0011]圖2至圖9為本發(fā)明圖1的方法的一實(shí)施例中，一光電元件在各種階段的封裝的剖面示意圖。
[0012]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0013]11?方法13?步驟
[0014]15?步驟16?步驟
[0015]17?步驟19?步驟
[0016]35?載板40?犧牲層
[0017]50?導(dǎo)電籽晶層60?圖案化絕緣層
[0018]65?開口66?開口
[0019]70?導(dǎo)電接觸墊71?導(dǎo)電接觸墊
[0020]80?圖案化絕緣層85?開口
[0021]86?開口87?開口
[0022]88?開口90?絕緣結(jié)構(gòu)
[0023]95?導(dǎo)電特征96?導(dǎo)電特征
[0024]97?導(dǎo)電特征98?導(dǎo)電特征
[0025]100?橫向尺寸102?橫向尺寸
[0026]110?導(dǎo)電籽晶層120?圖案化絕緣
[0027]125 ?開口126 ?開口
[0028]130?導(dǎo)電接觸墊131?導(dǎo)電接觸墊
[0029]140?阻擋層141?阻擋層
[0030]150?接合接點(diǎn)160?導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)
[0031]161?導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)170?光電元件
[0032]180?基板190?摻雜層
[0033]191?摻雜層200?多重量子阱(MQW)層
[0034]220?導(dǎo)電接觸墊250?連接線
[0035]270?密封結(jié)構(gòu)280?切割框架
[0036]300?印刷電路板(PCB)裝置
【具體實(shí)施方式】
[0037]本發(fā)明接下來將會(huì)提供許多不同的實(shí)施例以實(shí)施本發(fā)明中不同的特征。各特定實(shí)施例中的構(gòu)成及配置將會(huì)在以下作描述以簡(jiǎn)化本發(fā)明。這些為實(shí)施例并非用于限定本發(fā)明。此外，一第一元件形成于一第二元件“上方”、“之上”、“下方”或“之下”可包含實(shí)施例中的該第一元件與第二元件直接接觸，或也可包含該第一元件與第二元件之間還有其他額外元件使該第一元件與第二元件無直接接觸。各種元件可能以任意不同比例顯示以使圖示清晰簡(jiǎn)潔。
[0038]圖1為本發(fā)明一種光電元件的封裝方法11的流程圖。圖2至圖9為本發(fā)明圖1的方法11的一實(shí)施例中，一光電元件在各種階段的封裝的剖面示意圖。
[0039]參閱圖1，方法11開始于提供絕緣結(jié)構(gòu)的步驟13，方法11繼續(xù)進(jìn)行至形成部分的導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)于絕緣結(jié)構(gòu)中的步驟15。方法11接著進(jìn)行至提供一具有頂面及底面的光電元件的步驟17。方法11持續(xù)進(jìn)行至將光電元件接合至導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)的步驟19。此接合使光電元件的頂面及底面的其中之一的一大部分(substantial)與導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)直接接觸。
[0040]參閱圖2，提供一載板(carrier substrate) 35，其包含一透明材料。載板35為一個(gè)暫時(shí)基板(temporary substrate)且容易于后續(xù)工藝中移除。接著于載板35上方形成犧牲層40，其可包含一膠粘材料(glue material)或一黏合材料(adhesive material)，且其可包含不止一層。
[0041]然后形成一導(dǎo)電籽晶層(conductive seed layer) 50于犧牲層40上方。導(dǎo)電籽晶層50具有良好導(dǎo)熱及導(dǎo)電性。導(dǎo)電籽晶層50包含一金屬材料，例如T1、Ta、Cu、Al、Ni或其他合適的材料?？赏ㄟ^本技術(shù)領(lǐng)域所公知的物理氣相沉積(PVD)工藝來形成導(dǎo)電籽晶層50，其也可稱為一底部導(dǎo)電籽晶層(bottom conductive seed layer)。
[0042]形成一圖案化絕緣層60于導(dǎo)電籽晶層50上方。圖案化絕緣層60包含開口 65及66。在本實(shí)施例中，圖案化絕緣層包含一可直接被圖案化的材料。例如，圖案化絕緣層60可包含一光感材料(photo-sensitive material)，如光致抗蝕劑、聚合物材料、或環(huán)氧材料等。本實(shí)施例中圖案化絕緣層60的形成不需要一蝕刻工藝來形成開口 65及66。反而是使用光刻(photolithography)工藝直接從光掩模(photomask)(未示出)轉(zhuǎn)移所欲圖像圖案至光致抗蝕劑，以形成圖案化絕緣層60。絕緣層60也可稱為一底墊模板(bottom padmold) ο
[0043]參閱圖3，形成導(dǎo)電接觸墊70及71以分別填充開口 65及66 (如圖2所示)。導(dǎo)電接觸墊70及71具有良好的導(dǎo)熱及導(dǎo)電性，其包含一金屬材料，例如Cu、N1、Al、或其他合適的導(dǎo)電材料。通過本技術(shù)領(lǐng)域所公知的電鍍工藝來形成導(dǎo)電墊片70及71。導(dǎo)電籽晶層50作為電鍍工藝的籽晶層。電鍍工藝形成導(dǎo)電墊片70及71，其大體上與圖案化絕緣層60共平面。換言之，可調(diào)整電鍍工藝，好讓導(dǎo)電墊片70及71填充開口 65及66時(shí)既不會(huì)過度填充也不會(huì)填充不足(如圖2所示)。
[0044]其后，形成一圖案化絕緣層80于導(dǎo)電墊片70和71以及圖案化絕緣層60的上方。圖案化絕緣層80包含開口 85、86、87、及88。與圖案化絕緣層60類似，在本實(shí)施例中圖案化絕緣層80包含一可直接被圖案化的材料，例如一光致抗蝕劑材料。同樣地，本實(shí)施例中圖案化絕緣層80的形成不使用蝕刻工藝來形成開口 85-88。反而是使用光刻工藝直接從光掩模(未示出)轉(zhuǎn)移所欲圖像圖案至光致抗蝕劑，以形成圖案化絕緣層80。絕緣層80也可稱為一中介板(interposer mold)。圖案化絕緣層60及80可共同視為一絕緣結(jié)構(gòu)90。
[0045]此處形成的開口 85-88僅作為范例，且在其他實(shí)施例的圖案化絕緣層80中可形成更少或更多開口。
[0046]參閱圖4，形成導(dǎo)電特征(又稱為導(dǎo)電管柱)95、96、97、及98以分別填充開口 85、86、87、及88 (如圖3所示)。導(dǎo)電特征95-98具有良好的導(dǎo)熱及導(dǎo)電性，其包含一金屬材料，例如Cu、N1、Al、或其他合適的導(dǎo)電材料。通過本技術(shù)領(lǐng)域所公知的電鍍工藝來形成導(dǎo)電特征95-98。電