專利名稱：發(fā)光結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及發(fā)光結(jié)構(gòu)與其制造方法，此發(fā)光結(jié)構(gòu)包含半導(dǎo)體發(fā)光元件與電極。其電極形成凹面，可將半導(dǎo)體發(fā)光元件所發(fā)出的光加以反射，進(jìn)而提升半導(dǎo)體發(fā)光元件的出光效率。透過本發(fā)明的制造方法，可以更有效率的完成封裝與波長轉(zhuǎn)換材料涂布的工藝。
背景技術(shù)：
目前常見的發(fā)光結(jié)構(gòu)工藝是將如發(fā)光二極管的發(fā)光元件在完成外延工藝后，透過切割的方式形成單一的管芯，接著再將管芯個(gè)別安置在次載體上，此次載體可以是導(dǎo)線架 (lead frame)或大尺寸鑲嵌基底(mounting substrate)，以進(jìn)行引線、焊接、熒光粉覆蓋與后續(xù)封裝工藝。由于上述的工藝需要多道步驟完成，不僅耗時(shí)，且大幅增加生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種發(fā)光結(jié)構(gòu)，其包含半導(dǎo)體發(fā)光元件，此半導(dǎo)體發(fā)光元件包含第一接點(diǎn)與第二接點(diǎn)。上述的發(fā)光結(jié)構(gòu)又包括第一電極電連接第一接點(diǎn)與第二電極電連接第二接點(diǎn)，且第一電極與第二電極形成凹面。其中半導(dǎo)體發(fā)光元件位于凹面內(nèi)。本發(fā)明又披露一種發(fā)光結(jié)構(gòu)的制造方法，其步驟至少包括提供載板，提供多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件于載板上；形成表面為曲面的膠層于半導(dǎo)體發(fā)光元件的側(cè)壁；與形成金屬層于膠層上。金屬層在膠層上形成相應(yīng)的曲面，并進(jìn)一步形成第一電極與第二電極。去除膠層與載板使得第一電極與第二電極所形成的凹面可反射半導(dǎo)體發(fā)光元件所射出的光線。


圖1A-1G顯示為本發(fā)明實(shí)施例的制造流程；圖2為本發(fā)明實(shí)施例；圖3為本發(fā)明的又一實(shí)施例；圖4A-4G顯示為本發(fā)明又一實(shí)施例的制造流程；附圖標(biāo)記說明10 載板；20:半導(dǎo)體發(fā)光元件；30:膠層；50:發(fā)光結(jié)構(gòu)；60 波長轉(zhuǎn)換層；70:封裝層；200:第一表面；201 第一接點(diǎn);202:第二接點(diǎn)；
204:走道區(qū)；400a:第一電極；400b:第二電極；402 溝槽；405:凹面；
具體實(shí)施例方式本發(fā)明揭示一種發(fā)光結(jié)構(gòu)及其制作方法。圖IA至圖IG為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例制造流程的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖IA所示，提供載板10，在載板10上有多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件20。 半導(dǎo)體發(fā)光元件20之間有走道區(qū)204。上述多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件20可發(fā)出具有相同或不同波長的光，其發(fā)光范圍可從紫外光至紅外線。半導(dǎo)體發(fā)光元件20可為發(fā)光二極管，包含第一表面200，其中第一表面200至少包含第一接點(diǎn)201與第二接點(diǎn)202可將電流傳至半導(dǎo)體發(fā)光元件20中使其發(fā)光。載板10可為半導(dǎo)體發(fā)光元件20的生長基板，例如藍(lán)寶石 (Sapphire)、碳化硅(SiC)、氧化鋅(SiO)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁(AlN)或砷化鎵(GaAs)等， 多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件20可透過已知的半導(dǎo)體生長技術(shù)形成在載板10上。接著，如圖IB所示，形成膠層30于走道區(qū)204。此膠層30主要形成于半導(dǎo)體發(fā)光元件20的側(cè)壁并形成表面301。其中上述膠層30可以利用旋轉(zhuǎn)涂布、印刷或鑄模灌膠等方式形成，且膠層30的材料可為彈性材料，例如為硅橡膠(silicone riAber)、硅樹脂(silicone resin)、硅膠、彈性聚氨酯(PU)、多孔聚氨酯(PU)、丙烯酸橡膠(acrylic rubber)或管芯切割膠，如藍(lán)膜或紫外(UV)膠。膠層30形成的過程中可能會有部分覆蓋半導(dǎo)體發(fā)光元件20的第一接點(diǎn)201與第二接點(diǎn)202，此時(shí)，可如圖IC所示以拋光工藝 (polishprocess)，將覆蓋半導(dǎo)體發(fā)光元件20的部分膠層30移除，露出半導(dǎo)體發(fā)光元件20 的第一接點(diǎn)201與第二接點(diǎn)202。隨后，如圖ID所示，形成金屬層40于膠層30與半導(dǎo)體發(fā)光元件20上。此金屬層 40可以利用電鍍、蒸鍍或?yàn)R鍍等方式形成，且金屬層40的材料可選自銅(Cu)、鋁(Al)、金 (Au)、銀(Ag)或其合金等具導(dǎo)電性并高反射率的材料。由于金屬層40形成時(shí)乃是依循其下方組成物的形狀，因此，在膠層30上的金屬層40會沿著膠層30的表面301形成相應(yīng)面 401，并與半導(dǎo)體發(fā)光元件20的第一接點(diǎn)201與第二接點(diǎn)202接觸。其中該相應(yīng)面401可為曲面、斜面、或部分曲面與部分斜面的組合。接著，如圖IE所示，可以黃光(photolithography)與蝕刻技術(shù)圖案化金屬層40 形成多個(gè)溝槽402，其中位于半導(dǎo)體發(fā)光元件20上方的溝槽402可將半導(dǎo)體發(fā)光元件20 上方的金屬層40分隔成第一電極400a與第二電極400b。第一電極400a電連接第一接點(diǎn) 201，第二電極400b電連接第二接點(diǎn)202。位于走道區(qū)204上方的溝槽402可將兩相鄰半導(dǎo)體發(fā)光元件20間電性隔離。隨后，如圖IF所示，可以激光剝離、蝕刻等方式將載板10移除，最后再如圖IG所示將膠層30移除，使得第一電極400a與第二電極400b的相應(yīng)面401露出并完成多個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)50。在此要特別提出的是，此發(fā)光結(jié)構(gòu)50所包含的第一電極400a與第二電極400b由于具有導(dǎo)電功能，因此可經(jīng)由與第一電極400a電連接的第一接點(diǎn)201以及與第二電極400b 電連接的第二接點(diǎn)202將外部電流導(dǎo)入半導(dǎo)體發(fā)光元件20中并使其發(fā)光。因此不需再以如黃光導(dǎo)線接合、引線接合的方式將導(dǎo)線接到發(fā)光元件的第一接點(diǎn)201與第二接點(diǎn)202。又由于第一電極400a與第二電極400b的相應(yīng)面401形成凹面405，而此凹面405為具有反射功能的金屬表面，因此當(dāng)位于此凹面405內(nèi)的半導(dǎo)體發(fā)光元件20自半導(dǎo)體發(fā)光元件20的一側(cè)出光面206發(fā)出光線15 (以虛線表示)時(shí)，相應(yīng)面401會將光線15反射以增加半導(dǎo)體發(fā)光元件20的整體出光效率。接著，可進(jìn)一步以波長轉(zhuǎn)換層60包覆半導(dǎo)體發(fā)光元件20，如圖2所示。其中上述波長轉(zhuǎn)換層60可以旋轉(zhuǎn)涂布、沉積、點(diǎn)膠、刮刀或鑄膜灌膠等方式制成。波長轉(zhuǎn)換層60包含至少一種材料選自于藍(lán)色熒光粉、黃色熒光粉、綠色熒光粉、紅色熒光粉、硒化鋅、硒化鎘鋅、III族磷化物、III族砷化物、以及III族氮化物所組成的材料群組。所述的藍(lán)色熒光粉是指能將入射至熒光粉的光線轉(zhuǎn)換為藍(lán)光的熒光粉；其他諸如黃色熒光粉、綠色熒光粉、及紅色熒光粉亦具有類似的意義。各熒光粉材料及其組成屬該領(lǐng)域的已知技術(shù)，不在此贅述。 波長轉(zhuǎn)換層60可以將半導(dǎo)體發(fā)光元件20所發(fā)出第一波長全部或部分轉(zhuǎn)換為第二波長。在完成波長轉(zhuǎn)換層60包覆后，也可以如點(diǎn)膠的方式在發(fā)光結(jié)構(gòu)50上形成封裝層70。封裝層 70可設(shè)計(jì)成具有透鏡效果的結(jié)構(gòu)，以增加出光效率。圖3顯示本發(fā)明的另一實(shí)施例，主要是將上述圖2所示完成封裝的發(fā)光結(jié)構(gòu)50置于次載體80上，此次載體80可為印刷電路板或具有內(nèi)連栓塞(viaplug)的載板。通過此具有設(shè)計(jì)電路的次載體80將控制信號導(dǎo)入發(fā)光結(jié)構(gòu)50。發(fā)光結(jié)構(gòu)50可以如高周波焊接工藝將其焊于載體80上。圖4A至圖4G為本發(fā)明另一實(shí)施例制造流程的示意圖。如圖4A所示，提供載板 10，并可以旋轉(zhuǎn)涂布、蒸鍍或印刷等方式形成上下表面具黏性的連接層12以將多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件20固定在載板10上。多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件20之間具有多個(gè)走道區(qū)204。上述多個(gè)半導(dǎo)體光電元件20可發(fā)出具有相同或不同波長的光，其發(fā)光范圍可從紫外光至紅外線。 半導(dǎo)體發(fā)光元件20可為發(fā)光二極管，至少包含第一接點(diǎn)201與第二接點(diǎn)202將電流傳至半導(dǎo)體發(fā)光元件20中使其發(fā)光。載板10可為臨時(shí)基板，多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件20可先在他處制作完成后，再轉(zhuǎn)移至載板10上。上述載板10的材料可選自硅橡膠(silicone)、玻璃、石英、陶瓷或合金。接著，如圖4B所示，形成膠層30于走道區(qū)204。此膠層30主要形成于半導(dǎo)體發(fā)光元件20的側(cè)壁并形成表面301。其中上述膠層30可以利用旋轉(zhuǎn)涂布、印刷或鑄模灌膠等方式形成，且膠層30的材料可為彈性材料，例如為硅橡膠(silicone riAber)、硅樹脂 (silicone resin)、硅膠、彈性PU、多孔PU、丙烯酸橡膠(acrylic rubber)或管芯切割膠， 如藍(lán)膜或UV膠。膠層30形成的過程中可能會有部分覆蓋半導(dǎo)體發(fā)光元件20的第一接點(diǎn) 201與第二接點(diǎn)202，此時(shí)，可如圖4C所示以拋光工藝(polish process)，將覆蓋半導(dǎo)體發(fā)光元件20的部分膠層30移除，使半導(dǎo)體發(fā)光元件20的第一接點(diǎn)201與第二接點(diǎn)202露出。隨后，如圖4D所示，形成金屬層40于膠層30與半導(dǎo)體發(fā)光元件20上。此金屬層 40可以利用電鍍、蒸鍍或?yàn)R鍍等方式形成，且金屬層40的材料可選自銅(Cu)、鋁(Al)、金 (Au)、銀(Ag)或其合金等具導(dǎo)電性并高反射率的材料。由于金屬層40形成時(shí)乃是依循其下方組成物的形狀，因此，在膠層30上的金屬層40會沿著膠層30的表面301形成相應(yīng)面 401。金屬層40與半導(dǎo)體發(fā)光元件20的第一接點(diǎn)201與第二接點(diǎn)202接觸。其中相應(yīng)面 401可為曲面、斜面、或部分曲面與部分斜面的組合。
接著，如圖4E所示，可以黃光(photolithography)與蝕刻技術(shù)圖案化金屬層40 形成多個(gè)溝槽402，其中位于半導(dǎo)體發(fā)光元件20上方的溝槽402可將半導(dǎo)體發(fā)光元件20 上方的金屬層40分隔成第一電極400a與第二電極400b。第一電極400a電連接第一接點(diǎn) 201，同樣地，第二電極400b電連接第二接點(diǎn)202。位于走道區(qū)204上方的溝槽402可將兩相鄰半導(dǎo)體發(fā)光元件20間電性隔離。隨后，如圖4F所示，可以激光剝離、蝕刻等方式將載板10與連接層12移除，最后再如圖4G所示將膠層30移除，使得第一電極400a與第二電極400b的相應(yīng)面401露出并完成多個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)50。在此要特別提出的是，此發(fā)光結(jié)構(gòu)50所包含的第一電極400a與第二電極400b由于具有導(dǎo)電功能，因此可經(jīng)由與第一電極400a電連接的第一接點(diǎn)201以及與第二電極400b電連接的第二接點(diǎn)202將外部電流導(dǎo)入半導(dǎo)體發(fā)光元件20使其發(fā)光。因此不需再以如黃光導(dǎo)線接合、引線接合的方式將導(dǎo)線接到發(fā)光元件的第一接點(diǎn)201與第二接點(diǎn)202。又由于第一電極400a與第二電極400b的相應(yīng)面401形成凹面405，而此凹面405 為具有反射功能的金屬表面。因此當(dāng)位于此凹面405內(nèi)的半導(dǎo)體發(fā)光元件20自半導(dǎo)體發(fā)光元件20的一側(cè)出光面206發(fā)出光線15 (以虛線表示)時(shí)，相應(yīng)面401會將光線15反射以增加半導(dǎo)體發(fā)光元件20的整體出光效率。本發(fā)明所列舉的各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明，并非用以限制本發(fā)明的范圍。任何人對本發(fā)明所作的任何顯而易知的修飾或變更皆不脫離本發(fā)明的精神與范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光結(jié)構(gòu)，包含半導(dǎo)體發(fā)光元件包含第一表面，其中該第一表面具有第一接點(diǎn)及第二接點(diǎn)；第一電極電連接該第一接點(diǎn)；以及第二電極電連接該第二接點(diǎn)，該第一電極與該第二電極形成凹面；其中該半導(dǎo)體發(fā)光元件位于該凹面上。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光結(jié)構(gòu)，其中該發(fā)光結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包含溝槽，以分隔該第一電極與該第二電極。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光結(jié)構(gòu)，其中該發(fā)光結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包含波長轉(zhuǎn)換層，以包覆該半導(dǎo)體發(fā)光元件。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光結(jié)構(gòu)，其中該發(fā)光結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包含封裝層。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)光結(jié)構(gòu)，其中該封裝層具有透鏡效果，用于增加該發(fā)光結(jié)構(gòu)的出光效率。
6.一種發(fā)光結(jié)構(gòu)，包含載板；多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件位于該載板上，其中該半導(dǎo)體發(fā)光元件包含第一表面，該第一表面具有第一接點(diǎn)及第二接點(diǎn)；第一電極電連接該第一接點(diǎn)；以及第二電極電連接該第二接點(diǎn)，該第一電極與該第二電極形成凹面；其中該半導(dǎo)體發(fā)光元件位于該凹面上。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光結(jié)構(gòu)，其中該載板為該多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件的生長基板或臨時(shí)基板。
8.一種發(fā)光結(jié)構(gòu)的制造方法，包含提供載板；提供多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件于該載板上；形成膠層于該多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件的側(cè)壁，其中該膠層具有表面；形成金屬層于該膠層及該多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件上，其中該金屬層具有相應(yīng)面朝向該膠層的該表面；圖案化該金屬層以形成多個(gè)電極對應(yīng)各該多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件；以及去除該載板。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光結(jié)構(gòu)的制造方法，進(jìn)一步包含移除該膠層以露出該相應(yīng)面，其中該相應(yīng)面為凹面，且該多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件位于該凹面上。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光結(jié)構(gòu)的制造方法，進(jìn)一步形成波長轉(zhuǎn)換層及/或封裝層在該多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)光結(jié)構(gòu)及其制造方法。該發(fā)光結(jié)構(gòu)包含半導(dǎo)體發(fā)光元件，此半導(dǎo)體發(fā)光元件包含第一接點(diǎn)與第二接點(diǎn)。上述的發(fā)光結(jié)構(gòu)又包括第一電極電連接第一接點(diǎn)與第二電極電連接第二接點(diǎn)，且第一電極與第二電極形成凹面。其中半導(dǎo)體發(fā)光元件位于凹面內(nèi)。
文檔編號H01L33/54GK102403432SQ20101028295
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者許嘉良 申請人:晶元光電股份有限公司