專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)光二極管元件及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光元件，且特別是涉及一種發(fā)光二極管(LED)元件及其制作方法。
背景技術(shù)：
請(qǐng)參照?qǐng)D1，其是繪示一種現(xiàn)有發(fā)光二極管元件的剖視圖。此發(fā)光二極管元件100主要包含發(fā)光二極管芯片102、封裝基座104、導(dǎo)線114、導(dǎo)線架112與封裝膠體116 。在此發(fā)光二極管元件100中，導(dǎo)線架112包含導(dǎo)腳108a與108b、以及金屬導(dǎo)熱塊110。其中，導(dǎo)腳108b與金屬導(dǎo)熱塊110接合,而導(dǎo)腳108a則與金屬導(dǎo)熱塊110以及導(dǎo)腳108b電性分離。封裝基座104與導(dǎo)線架112結(jié)合，但暴露出每個(gè)導(dǎo)腳108a與108b的一部分、以及金屬導(dǎo)熱塊110的底面的一部分。此外，封裝基座104具有凹槽118，其中凹槽118暴露出封裝基座104的金屬導(dǎo)熱塊110的表面的一部分、以及導(dǎo)腳108a的表面的一部分。發(fā)光二極管芯片102設(shè)置于封裝基座104的凹槽118中，且固定在金屬導(dǎo)熱塊110遭凹槽118所暴露出的表面上。發(fā)光二極管芯片102可通過(guò)導(dǎo)線114以及直接與金屬導(dǎo)熱塊110接合的方式，而分別與導(dǎo)腳108a和108b電連接。因此，經(jīng)由導(dǎo)腳108a與108b，外部電源可供應(yīng)電力予發(fā)光二極管芯片102,來(lái)使發(fā)光二極管芯片102發(fā)光。封裝基座104的凹槽118的側(cè)壁上通常設(shè)有反射層106，以利將發(fā)光二極管芯片102朝凹槽118側(cè)壁所發(fā)射的光朝發(fā)光二極管元件100的正面反射，而可提高發(fā)光二極管元件100的光取出效率。封裝膠體116則填滿凹槽118中，以包覆住發(fā)光二極管芯片102、導(dǎo)線114、反射層106、以及凹槽118所暴露出的金屬導(dǎo)熱塊110的表面與導(dǎo)腳108a的表面。為了解決發(fā)光二極管芯片102在大電流操作下所導(dǎo)致的散熱問(wèn)題，導(dǎo)線架112具有金屬導(dǎo)熱塊110的設(shè)計(jì)。利用金屬導(dǎo)熱塊110，可將發(fā)光二極管芯片102運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的熱往下導(dǎo)出。如此一來(lái)，可避免運(yùn)作時(shí)所產(chǎn)生的熱量累積發(fā)光二極管芯片102，進(jìn)而可增進(jìn)發(fā)光二極管芯片102的發(fā)光效率與可靠度。然而，在這樣的導(dǎo)線架112設(shè)計(jì)中，由于金屬導(dǎo)熱塊110與導(dǎo)腳108b相互連接，但卻又具有不同厚度，如此會(huì)大幅增加導(dǎo)線架112制作制作工藝的困難度。此外,封裝基座104是利用將聚-鄰-苯二甲酰胺(Polyphthalamide ；PPA)材料注塑成型的方式制作而成。然而，PPA材料散熱效果不佳，因此封裝基座104無(wú)法將發(fā)光二極管芯片102運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的熱量有效散逸。目前，為了解決散熱問(wèn)題，而采用陶瓷材料，例如低溫共燒陶瓷(Low TemperatureCo-fire Ceramic ;LTCC)，來(lái)作為封裝基座的材料。由于陶瓷材料具有良好的散熱特性，因此以陶瓷材料來(lái)作為封裝基座的材料，可有助于發(fā)光二極管元件的散熱。然而，由于低溫共燒陶瓷材料本身多為多層堆疊結(jié)構(gòu)，且質(zhì)地較脆，因此不易制作成封裝基座。特別是，目前大都利用激光方式來(lái)制作封裝基座的反射碗杯，但是激光方式不僅制作成本極為高昂，也無(wú)法制作平滑且具特定角度的反射碗杯的側(cè)壁。如此一來(lái)，會(huì)造成發(fā)光二極管芯片的出光的反射角度不佳，進(jìn)而影響發(fā)光二極管元件的光形，并導(dǎo)致發(fā)光二極管元件的亮度下降。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)光二極管元件與制作方法，其是采用金屬來(lái)作為封裝基座的本體，故發(fā)光二極管元件可具有較佳的散熱效能。本發(fā)明的目的在于 提供一種發(fā)光二極管元件與制作方法，其利用金屬板材來(lái)制作封裝基座本體，因此利用簡(jiǎn)單的機(jī)械加工方式即可順利形成封裝基座的碗杯狀凹槽的斜邊。如此一來(lái)，不僅可提升發(fā)光二極管芯片的出光反射效果，獲得所需的出光光形與亮度，更可大幅降低封裝基座的凹槽制作的復(fù)雜度，有效降低制作成本。本發(fā)明的又一目的在于提供一種發(fā)光二極管元件與制作方法，其可在封裝基座的金屬基板上制作發(fā)光二極管芯片設(shè)置的凹槽時(shí)，同時(shí)以簡(jiǎn)單的機(jī)械加工方式在金屬基板上制作發(fā)光二極管元件的導(dǎo)線接腳。因此，發(fā)光二極管元件的導(dǎo)線接腳制作容易。根據(jù)本發(fā)明的上述目的，提出一種發(fā)光二極管元件。此發(fā)光二極管元件包含一金屬散熱座、一金屬層、一封裝基座、一發(fā)光二極管芯片、一第一電極墊與一第二電極墊、以及一封裝膠體。金屬層覆蓋在金屬散熱座上。封裝基座設(shè)于金屬層上，且具有一凹槽。其中，封裝基座包含一金屬基板、以及一絕緣層包覆住金屬基板。發(fā)光二極管芯片設(shè)于凹槽中。其中，發(fā)光二極管芯片具有不同電性的第一電性電極與第二電性電極。第一電極墊與第二電極墊設(shè)于封裝基座上，且分別與第一電性電極和第二電性電極電連接。封裝膠體包覆住凹槽及發(fā)光二極管芯片。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，上述的金屬基板的材料可包含鋁或銅。此外，絕緣層的材料可包含氧化鋁、氮化硅或二氧化硅。依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，上述的金屬散熱座與金屬層還包含有第一間隙，以使第一電極墊與第二電極墊電性分離于第一間隙的二側(cè)。此外，封裝基座更具有二通孔貫穿封裝基座，且封裝基座包含二導(dǎo)線接腳分別設(shè)于前述通孔中，以將第一電極墊和第二電極墊分別電連接至位于第一間隙的二側(cè)的金屬散熱座。依據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，上述的金屬散熱座與金屬層還包含有第二間隙，且第一間隙與第二間隙分別位于發(fā)光二極管芯片的二側(cè)。根據(jù)本發(fā)明的上述目的，另提出一種發(fā)光二極管元件的制作方法，包含下列步驟。提供一封裝基座，其中此封裝基座具有至少一凹槽，且封裝基座包含一金屬基板、以及一絕緣層包覆住金屬基板。形成一第一電極墊與一第二電極墊于封裝基座上。提供一暫時(shí)基板，其中此暫時(shí)基板上設(shè)有一高分子材料層。將封裝基座與至少一發(fā)光二極管芯片嵌設(shè)于高分子材料層中，并使發(fā)光二極管芯片位于凹槽中。其中，此發(fā)光二極管芯片具有不同電性的一第一電性電極與一第二電性電極。形成一金屬層覆蓋在高分子材料層、封裝基座與發(fā)光二極管芯片上。形成一金屬散熱座于金屬層上。移除暫時(shí)基板與高分子材料層，以暴露出第一電性電極、第二電性電極、第一電極墊與第二電極墊。將第一電性電極和第二電性電極分別與第一電極墊和第二電極墊電連接。形成一封裝膠體包覆住凹槽與發(fā)光二極管芯片。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，上述提供封裝基座的步驟可包含提供一金屬平板；形成一貫穿槽于金屬平板中，以形成該金屬基板；以及形成絕緣層包覆住金屬基板。依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，上述的金屬平板的材料可包含鋁，形成貫穿槽的步驟包含可利用一機(jī)械加工方式，且形成絕緣層的步驟可包含利用一陽(yáng)極處理方式，以形成一氧化鋁層來(lái)作為絕緣層。依據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，上述的金屬平板的材料可包含銅，形成貫穿槽的步驟可包含利 用一機(jī)械加工方式，且形成絕緣層的步驟可包含利用一沉積方式，以形成絕緣層。依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，上述提供封裝基座的步驟可還包含于形成絕緣層的步驟前，形成二通孔貫穿金屬平板且分別位于貫穿槽的二側(cè)。而且，在形成金屬層的步驟前，上述發(fā)光二極管元件的制作方法可更包含形成二導(dǎo)線接腳分別位于前述的通孔中，其中這些導(dǎo)線接腳適用以分別將第一電極墊和第二電極墊電連接至金屬層。此外，上述形成金屬層的步驟與形成金屬散熱座的步驟可包含形成一第一間隙穿設(shè)于金屬散熱座與金屬層所構(gòu)成的堆疊結(jié)構(gòu)中，以使第一電極墊與第二電極墊電性分離于第一間隙的二側(cè)。依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，上述形成金屬層的步驟與形成金屬散熱座的步驟可更包含形成一第二間隙穿設(shè)于堆疊結(jié)構(gòu)中，第一間隙與第二間隙分別位于發(fā)光二極管芯片的二側(cè)。本發(fā)明通過(guò)采用金屬板材來(lái)作為封裝基座的本體，可同時(shí)兼顧發(fā)光二極管元件的散熱效果的提升、以及封裝基座的凹槽反射面的制作復(fù)雜度的降低。


為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所附附圖的說(shuō)明如下圖I是現(xiàn)有發(fā)光二極管元件的剖視圖；圖2A至圖2J是本發(fā)明的一實(shí)施方式的一種發(fā)光二極管元件的制作工藝剖視圖；圖3是本發(fā)明的另一實(shí)施方式的一種發(fā)光二極管元件的剖視圖；圖4是本發(fā)明的又一實(shí)施方式的一種發(fā)光二極管元件的剖視圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明100:發(fā)光二極管元件102:發(fā)光二極管芯片104 :封裝基座106 :反射層108a:導(dǎo)腳108b :導(dǎo)腳110:金屬導(dǎo)熱塊112:導(dǎo)線架114:導(dǎo)線116:封裝膠體118:凹槽200 :金屬平板200a :金屬基板200b :金屬基板202 :表面204 :表面206 :貫穿槽208 :絕緣層210 :封裝基座210a :封裝基座210b:封裝基座212 :槽214 :側(cè)壁216 :反射層218:電極墊220:電極墊222 :暫時(shí)基板224 :表面226 :高分子材料層228 :發(fā)光二極管芯片
230 :基板232:第一電性半導(dǎo)體層234:發(fā)光層236:第二電性半導(dǎo)體層238:第一電性電極240:第二電性電極242 :表面244 :表面246 :表面248 :金屬層248a:金屬層248b :金屬層250 :金屬散熱座250a :金屬散熱座250b :金屬散熱座251 :表面252 :連接導(dǎo)線254 :連接導(dǎo)線256 :連接導(dǎo)線258 :連接導(dǎo)線260 :封裝膠體262 :發(fā)光二極管元件264 :通孔266 :通孔268 :導(dǎo)線接腳270 :導(dǎo)線接腳272:間隙274:發(fā)光二極管元件276:間隙278:發(fā)光二極管元件Θ :夾角
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參照?qǐng)D2A至圖2J，其是繪示依照本發(fā)明的一實(shí)施方式的一種發(fā)光二極管元件的制作工藝剖視圖。在本實(shí)施方式中，制作如圖2J所示的發(fā)光二極管元件262時(shí)，可先制作并提供封裝基座210 (請(qǐng)先參照?qǐng)D2C)。如圖2A所示，在制作此封裝基座210時(shí)，先提供金屬平板200。金屬平板200的厚度較佳約為封裝凹槽或封裝碗杯的深度。金屬平板200具相對(duì)的兩表面202與204。金屬平板200的材料可采用容易加工的金屬。在一實(shí)施例中，金屬平板200的材料可例如為鋁。在另一實(shí)施例中，金屬平板200的材料可例如為銅。接著，如圖2B所示，利用例如機(jī)械加工方式，而在金屬平板200的預(yù)設(shè)位置上形成貫穿槽206，用于形成金屬基板200a。貫穿槽206貫穿于金屬平板200的表面202與204之間。貫穿槽206可例如為碗杯型。在一實(shí)施例中，貫穿槽206的側(cè)壁斜面與金屬平板200的底部表面204的夾角Θ的范圍可例如為0° <夾角Θ <90°，夾角Θ的范圍較佳可介于30。與60。之間。接下來(lái)，形成絕緣層208包覆住金屬基板200a，而形成封裝基座210。其中，此絕緣層208包覆住金屬基板200a的所有表面。此外，由于金屬基板200a具有貫穿槽206，因此通過(guò)在金屬基板200a的表面包覆一層絕緣層208而形成的封裝基座210也具有凹槽212穿設(shè)于封裝基座210中。在一實(shí)施例中，金屬平板200的材料可包含鋁，因而可利用例如陽(yáng)極處理方式，在金屬基板200的所有表面上形成一層氧化鋁，來(lái)作為絕緣層208的材料。由于，氧化鋁層的厚度若太厚可能會(huì)影響金屬基座210的散熱與反射效果。因此，可控制氧化鋁層的厚度來(lái)降低絕緣層208對(duì)金屬基座210的散熱效能與反射率的影響。在一例子中，氧化鋁層的厚度可例如控制在5 μ m至45 μ m之間。此外，由于氧化招層的外觀顏色容易偏黑而具有吸光效果，因此在另一些實(shí)施例中，更可選擇性地利用例如濺射或蒸鍍方式，形成反射層216覆蓋在凹槽212的側(cè)壁214上，以提升凹槽212的側(cè)壁214的光反射率。在一例子中，反射層216的材料可例如為二氧化鈦(TiO2)或銀。
在另一實(shí)施例中，金屬平板200的材料可包含銅，因而可利用例如沉積方式形成一層氮化硅或二氧化硅，來(lái)作為絕緣層208的材料。在一例子中，沉積方式可例如為電子束蒸鍍(E-gun Evaporation)沉積或派射(Sputtering)沉積方式。接著，如圖2C所示，可利用例如沉積、光刻與蝕刻制作工藝；沉積與浮離(Lift-off)制作工藝；或網(wǎng)印制作工藝等方式，形成電極墊218與220于封裝基座210上。其中，電極墊218與220鄰設(shè)于凹槽212旁，且位于凹槽212的相對(duì)兩側(cè)。然后，提供暫時(shí)基板222。其中，此暫時(shí)基板222可例如為一平板。暫時(shí)基板222較佳是采用較為堅(jiān)硬且耐酸堿的材料。接下來(lái)，利用例如涂布方式，形成高分子材料層226于暫時(shí)基板222的表面224上。在一實(shí)施例中，高分子材料層226可例如包含光致抗蝕劑或熱熔膠。接著，如圖2D所示，將封裝基座210與發(fā)光二極管芯片228壓入高分子材料層226的表面242中。并且，如圖2E所示，使封裝基座210與發(fā)光二極管芯片228嵌設(shè)于高分子材料層226中，以及使發(fā)光二極管芯片228位于封裝基座210的凹槽212中。在一實(shí)施例中，當(dāng)嵌設(shè)于高分子材料層226中時(shí)，封裝基座210的底部表面246和發(fā)光二極管芯片228的底部表面244較佳是約齊平。在一實(shí)施例中，發(fā)光二極管芯片228主要可包含基板230、第一電性半導(dǎo)體層232、發(fā)光層234、第二電性半導(dǎo)體層236、以及第一電性電極238與第二電性電極240。其中，第一電性半導(dǎo)體層232位于基板230上，發(fā)光層234位于部分的第一電性半導(dǎo)體層232上，第二電性半導(dǎo)體層236位于發(fā)光層234上，第一電性電極238位于第一電性半導(dǎo)體層232暴露出的另一部分上，而第二電性電極240則位于部分的第二電性半導(dǎo)體層236上，如圖2D所示。在本發(fā)明中，第一電性與第二電性為不同的電性。例如，第一電性與第二電性的其中一者為η型，另一者則為P型。如圖2D所示，將封裝基座210與發(fā)光二極管芯片228嵌設(shè)于高分子材料層226中時(shí)，是以將封裝基座210設(shè)有電極墊218與220的一側(cè)、以及發(fā)光二極管芯片228設(shè)有第一電性電極238與第二電性電極240的一側(cè),朝向高分子材料層226的表面242的方式,壓入高分子材料層226中。因此，如圖2Ε所示，封裝基座210的電極墊218與220、以及第一電性電極238與第二電性電極240均埋設(shè)在高分子材料層226中。在一實(shí)施例中，設(shè)置發(fā)光二極管芯片228與封裝基座210時(shí)，可先將封裝基座210嵌設(shè)在高分子材料層226中，再將發(fā)光二極管芯片228嵌設(shè)在封裝基座210的凹槽212中的高分子材料層226中。在另一實(shí)施例中，可先將發(fā)光二極管芯片228嵌設(shè)在高分子材料層226中，再將封裝基座210嵌設(shè)在高分子材料層226中，并使發(fā)光二極管芯片228位于封裝基座210的凹槽212中。在又一些實(shí)施例中，可同時(shí)將發(fā)光二極管芯片228與封裝基座210嵌設(shè)在高分子材料層226中。在本發(fā)明中，封裝基座可具有多個(gè)凹槽，且可提供數(shù)個(gè)發(fā)光二極管芯片分別設(shè)置在這些凹槽中。如此一來(lái)，可同時(shí)制作多個(gè)發(fā)光二極管元件。接著，如圖2F所示，利用例如沉積方式形成金屬層248覆蓋在高分子材料層226的表面242、封裝基座210的底部表面246與發(fā)光二極管芯片228的底部表面244上。此沉積方式可例如為蒸鍍、派射、無(wú)電電鍍(electroless plating)、或電子束蒸鍍。在一實(shí)施例中，金屬層248可為一單一層結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施例中，金屬層248可為一多層復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。金屬層248的厚度較佳是控制在小于3 μ m。
在一實(shí)施例中，金屬層248的材料可例如為氧化銦錫(ITO)、金(Au)、銀(Ag)、鉬(Pt)、鈀(Pd)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鋁(Al)、銦(In)、鎢(W)、銅(Cu)，或者含有鎳、鉻、鈦、鉭、鋁、銦、鎢或銅的合金。在一較佳實(shí)施例中，金屬層248的材料可采用高反射性的金屬材料，例如銀、鉬、鋁、金、鎳或鈦。接下來(lái)，如圖2G所示，利用例如沉積方式形成金屬散熱座250于金屬層248上。在一較佳實(shí)施例中，此沉積方式可米用電鍍方式。金屬散熱座250可較為厚一點(diǎn)，以提供發(fā)光二極管芯片228較大的散熱效能。在一實(shí)施例中，金屬散熱座250的厚度可介于50μπι至500 μ m之間。完成金屬散熱座250的沉積后，可進(jìn)一步對(duì)金屬散熱座250的表面251進(jìn)行研磨。經(jīng)研磨后，金屬散熱座250的表面251的粗糙度(從表面251的最高點(diǎn)至最低點(diǎn))介于80A至10 μ m之間。接下來(lái)，如圖2H所示，自封裝基座210上移除暫時(shí)基板222與高分子材料層226，而暴露出凹槽212內(nèi)的金屬層248、發(fā)光二極管芯片228和其第一電性電極238與第二電性電極240、以及封裝基座210和其上電極墊218與220。在一實(shí)施例中，當(dāng)高分子材料層226的材料為熱熔膠時(shí)，可利用加熱方式使高分子材料層226呈現(xiàn)熔融狀態(tài)，并由此同時(shí)使暫時(shí)基板222自封裝基座210上剝離。在另一實(shí)施例中，當(dāng)高分子材料層226的材料為光致抗蝕劑時(shí)，可利用去光致抗蝕劑液去除高分子材料層226，并由此同時(shí)使暫時(shí)基板222自封裝基座210上剝離。接著,如圖21所示,利用例如打線接合(wire-bonding)方式，以連接導(dǎo)線252與254分別連接發(fā)光二極管芯片228的第一電性電極238與電極墊218、以及第二電性電極240與電極墊220，用于使第一電性電極238與第二電性電極240分別與電極墊218與220電連接。其中，連接導(dǎo)線252與254可例如為金線。此外，在本實(shí)施方式中，同樣可利用例如打線接合方式，而以連接導(dǎo)線256與258，分別將電極墊218與220連接至一外部電源(未繪示)，以利用此外部電源來(lái)提供發(fā)光二極管芯片228電力。同樣地，連接導(dǎo)線256與258可例如為金線。隨后，將封裝膠體260填入封裝基座210的凹槽212中，而完成發(fā)光二極管元件262的制作。如圖2J所示，封裝膠體260完全填滿凹槽212，且完全包覆住凹槽212中的發(fā)光二極管芯片228、及連接導(dǎo)線252與254，并包覆住部分的電極墊218與220。封裝膠體260較佳是包覆住電極墊218和連接導(dǎo)線252與256接合之處、以及電極墊220和連接導(dǎo)線254與258接合之處，以確保電極墊218和連接導(dǎo)線252與256的接合、以及電極墊220和連接導(dǎo)線254與258的接合。在一實(shí)施例中，封裝膠體260中可摻雜有熒光粉，例如釔鋁石榴石(YAG)系列或BOSE系列等熒光粉。本發(fā)明的發(fā)光二極管元件也可以其他方式來(lái)與外部電源連接，而無(wú)需通過(guò)連接導(dǎo)線。請(qǐng)參照?qǐng)D3，其是繪示依照本發(fā)明的另一實(shí)施方式的一種發(fā)光二極管元件的剖視圖。在此實(shí)施方式中，發(fā)光二極管元件274的架構(gòu)大致上與上述實(shí)施方式中的發(fā)光二極管元件262相同。然，發(fā)光二極管元件262與274 二者之間的差異主要在于封裝基座210a相較于封裝基座210多了通孔264與266，且通孔264與266分別填設(shè)有導(dǎo)線接腳268與270 ;以及金屬層248a與金屬散熱座250a所構(gòu)成的堆疊結(jié)構(gòu)相較于金屬層248與金屬散熱座250所構(gòu)成的堆疊結(jié)構(gòu)多了間隙272。
請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D2A、圖2B與圖3，在制作封裝基座210a時(shí)，可在利用例如機(jī)械加工方式，在金屬平板200形成貫穿槽206時(shí)，同時(shí)在金屬平板200的預(yù)設(shè)位置上形成二通孔264與266。其中，通孔264與266貫穿金屬平板200，且通孔264與266分別位于貫穿槽206的二側(cè)。因此，經(jīng)對(duì)金屬平板200機(jī)械加工后，所形成的金屬基板除了貫穿槽206外，更具有通孔264與266。在通孔264與266形成后，再形成絕緣層208包覆住此金屬基板的所有表面，包含通孔264與266的內(nèi)側(cè)面。形成絕緣層208的方法可如前述實(shí)施例的方式，在此不再贅述。并且，在通孔264與266上方分別形成電極墊218與220覆蓋通孔264與266，而形成如圖3所示的封裝基座210a。此外，請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D2E、圖2F與圖3，將封裝基座210a與發(fā)光二極管芯片228嵌設(shè)于高分子材料層226后，在形成金屬層248a之前，可先利用例如沉積的方式，形成二導(dǎo)線接腳268與270分別填充在通孔264與266中。在一實(shí)施例中，此沉積方式可例如為電鍍或無(wú)電電鍍方式。如圖3所示，電極墊218與220分別位于封裝基座210a的通孔264與266 —端的開(kāi)口上，且分別完全遮蓋住通孔264與266的開(kāi)口。因此，分別形成在通孔264與266中的導(dǎo)線接腳268與270，可分別與電極墊218與220接觸，而產(chǎn)生電連接。在導(dǎo)線接腳268與270形成后，即可形成金屬層248a。金屬層248a覆蓋在發(fā)光二極管芯片228的底部表面244、封裝基座210a的底部表面246、導(dǎo)線接腳268與270上。金屬層248a覆蓋住導(dǎo)線接腳268與270，而和導(dǎo)線接腳268與270接觸。如此一來(lái)，導(dǎo)線接腳268與270可分別將電極墊218和220電連接至金屬層248a。接著，形成金屬散熱座250a覆蓋在金屬層248a上。在一實(shí)施例中，制作金屬層248a與金屬散熱座250a時(shí)，可先形成一層連續(xù)的金屬層(僅繪示其中的金屬層248a的部分)，再形成一層連續(xù)的金屬散熱層(僅繪示其中的金屬散熱座250a的部分)覆蓋在此連續(xù)的金屬層上。接著，利用例如機(jī)械加工方式或水刀激光切割方式，在此連續(xù)的金屬層與連續(xù)的金屬散熱層所構(gòu)成的堆疊結(jié)構(gòu)的預(yù)設(shè)位置上形成間隙272，而形成金屬層248a與金屬散熱座250a。在另一實(shí)施例中，制作金屬層248a與金屬散熱座250a時(shí),可利用無(wú)電電鍍方式，設(shè)計(jì)使金屬層248a與金屬散熱座250在成長(zhǎng)的同時(shí)便均包含有分離的二部分。如此一來(lái)，隨著金屬層248a與金屬散熱座250a的成長(zhǎng)，間隙272可同時(shí)形成在金屬層248a與金屬散熱座250a所構(gòu)成的堆疊結(jié)構(gòu)中。間隙272形成于發(fā)光二極管芯片228的一側(cè)旁，并且電極墊218與220分別位于間隙272的二側(cè)，且間隙272暴露出部分的封裝基座210a。此外，間隙272的設(shè)置可使封裝基座210a上的電極墊218與220不會(huì)因下方的金屬層248a與金屬散熱座250a而短路。因此，間隙272可使電極墊218與220電性分離于間隙272的二側(cè)。在一實(shí)施例中，更可在間隙272中填入電性絕緣材料(未繪示)，以進(jìn)一步確保電極墊218與220可電性分離于間隙272的二側(cè)。通過(guò)間隙272的設(shè)置，電極墊218可通過(guò)導(dǎo)線接腳268、間隙272 —側(cè)的金屬層248a的部分、與此側(cè)的金屬散熱座250a的部分,而與外部電源的一電極達(dá)到電連接。另一方面，電極墊220則可通過(guò)導(dǎo)線接腳270、間隙272另一側(cè)的金屬層248a的部分、與此側(cè)的金屬散熱座250a的部分，而與外部電源的另一電極達(dá)到電連接。
本發(fā)明的發(fā)光二極管元件也可包含二間隙，而使發(fā)光二極管元件具有熱電分離的運(yùn)轉(zhuǎn)特性。請(qǐng)參照?qǐng)D4，其是繪示依照本發(fā)明的又一實(shí)施方式的一種發(fā)光二極管元件的剖視圖。在此實(shí)施方式中，發(fā)光二極管元件278的架構(gòu)大致上與上述實(shí)施方式中的發(fā)光二極管元件274相同。然，發(fā)光二極管元件274與278 二者之間的差異主要在于除了間隙272之外，金屬層248b與金屬散熱座250b所構(gòu)成的堆疊結(jié)構(gòu)相較于金屬層248a與金屬散熱座250a所構(gòu)成的堆疊結(jié)構(gòu)又多了一個(gè)間隙276。也就是說(shuō)，本實(shí)施方式可在制作間隙272時(shí)，一并在金屬層248b與金屬散熱座250b所構(gòu)成的堆疊結(jié)構(gòu)中制作出另一間隙276。
在發(fā)光二極管元件278中，間隙272與276分別形成在發(fā)光二極管芯片228的兩側(cè)旁，且間隙272與276分別介于電極墊220與發(fā)光二極管芯片228之間、以及電極墊218與發(fā)光二極管芯片228之間。其中，間隙272與276均暴露出部分的封裝基座210a。此外，間隙272或276的設(shè)置，可使封裝基座210a上的電極墊218與220不會(huì)因?yàn)橄路降慕饘賹?48b與金屬散熱座250b導(dǎo)致短路。因此，間隙272或276可使電極墊218與220電性分離于間隙272或276的二側(cè)。通過(guò)間隙272與276的設(shè)置，電極墊218可通過(guò)導(dǎo)線接腳268、間隙276外側(cè)的金屬層248b的部分、與此外側(cè)的金屬散熱座250b的部分,而與外部電源的一電極達(dá)到電連接。另一方面，電極墊220則可通過(guò)導(dǎo)線接腳270、間隙272外側(cè)的金屬層248b的部分、與此外側(cè)的金屬散熱座250b的部分，而與外部電源的另一電極達(dá)到電連接。另外，由于發(fā)光二極管芯片228下方與電極墊218和220之間分別隔設(shè)有間隙276與272，因此發(fā)光二極管芯片228運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的熱，主要是通過(guò)介于間隙272與276之間的金屬層248b與金屬散熱座250b來(lái)傳導(dǎo)。如此一來(lái)，對(duì)于發(fā)光二極管芯片228而言,金屬層248b與金屬散熱座250b傳導(dǎo)其電力與熱的部分是分開(kāi)的。故,發(fā)光二極管兀件278具有熱電分離的運(yùn)轉(zhuǎn)特性。由上述的實(shí)施方式可知，本發(fā)明的一優(yōu)點(diǎn)就是因?yàn)椴捎媒饘賮?lái)作為封裝基座的本體，因此發(fā)光二極管元件可具有較佳的散熱效能。由上述的實(shí)施方式可知，本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)就是因?yàn)槔媒饘侔宀膩?lái)制作封裝基座本體，因此利用簡(jiǎn)單的機(jī)械加工方式即可順利形成封裝基座的碗杯狀凹槽的斜邊。如此一來(lái)，不僅可提升發(fā)光二極管芯片的出光反射效果，獲得所需的出光光形與亮度，更可大幅降低封裝基座的凹槽制作的復(fù)雜度，有效降低制作成本。由上述的實(shí)施方式可知，本發(fā)明的又一優(yōu)點(diǎn)就是因?yàn)榭稍诜庋b基座的金屬基板上制作發(fā)光二極管芯片設(shè)置的凹槽時(shí)，同時(shí)以簡(jiǎn)單的機(jī)械加工方式在金屬基板上制作發(fā)光二極管元件的導(dǎo)線接腳。因此，發(fā)光二極管元件的導(dǎo)線接腳制作容易。雖然結(jié)合以上一較佳實(shí)施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何在此技術(shù)領(lǐng)域中熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管元件，包含金屬散熱座；金屬層，覆蓋在該金屬散熱座上；封裝基座，設(shè)于該金屬層上，且具有凹槽，其中該封裝基座包含金屬基板、以及絕緣層， 其包覆住該金屬基板；發(fā)光二極管芯片，設(shè)于該凹槽中，其中該發(fā)光二極管芯片具有不同電性的一第一電性電極與一第二電性電極；第一電極墊與一第二電極墊，設(shè)于該封裝基座上，且分別與該第一電性電極和該第二電性電極電連接；以及封裝膠體，包覆住該凹槽及該發(fā)光二極管芯片。
2.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管元件，其中該金屬基板的材料包含鋁或銅。
3.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管元件，其中該絕緣層的材料包含氧化鋁、氮化硅或二氧化硅。
4.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管元件，還包含兩連接導(dǎo)線，分別將該第一電極墊和該第二電極墊連接至一外部電源。
5.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管元件，其中該金屬散熱座與該金屬層還包含有第一間隙，以使該第一電極墊與該第二電極墊電性分離于該第一間隙的二側(cè)；以及該封裝基座還具有兩通孔，貫穿該封裝基座，且該封裝基座包含兩導(dǎo)線接腳，分別設(shè)于該些通孔中，以將該第一電極墊和該第二電極墊分別電連接至位于該第一間隙的該些側(cè)的該金屬散熱座。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管兀件,其中該金屬散熱座與該金屬層還包含有第二間隙，且該第一間隙與該第二間隙分別位于該發(fā)光二極管芯片的兩側(cè)。
7.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管元件，還包含反射層，覆蓋在該凹槽的側(cè)壁上。
8.一種發(fā)光二極管元件的制作方法，包含提供一封裝基座，其中該封裝基座具有至少一凹槽，且該封裝基座包含金屬基板、以及絕緣層，包覆住該金屬基板；形成一第一電極墊與一第二電極墊于該封裝基座上；提供一暫時(shí)基板，其中該暫時(shí)基板上設(shè)有一高分子材料層；將該封裝基座與至少一發(fā)光二極管芯片嵌設(shè)于該高分子材料層中，并使該發(fā)光二極管芯片位于該凹槽中，其中該發(fā)光二極管芯片具有不同電性的第一電性電極與第二電性電極；形成一金屬層覆蓋在該高分子材料層、該封裝基座與該發(fā)光二極管芯片上；形成一金屬散熱座于該金屬層上；移除該暫時(shí)基板與該高分子材料層，以暴露出該第一電性電極、該第二電性電極、該第一電極墊與該第二電極墊；將該第一電性電極和該第二電性電極分別與該第一電極墊和該第二電極墊電連接；以及形成一封裝膠體包覆住該凹槽及該發(fā)光二極管芯片。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管元件的制作方法，其中提供該封裝基座的步驟包含提供一金屬平板；形成一貫穿槽于該金屬平板中，以形成該金屬基板；以及形成該絕緣層包覆住該金屬基板。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管元件的制作方法，其中該金屬平板的材料包含鋁；形成該貫穿槽的步驟包含利用一機(jī)械加工方式；以及形成該絕緣層的步驟包含利用一陽(yáng)極處理方式，以形成一氧化鋁層來(lái)作為該絕緣層。
11.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管元件的制作方法，其中該金屬平板的材料包含銅；形成該貫穿槽的步驟包含利用一機(jī)械加工方式；以及形成該絕緣層的步驟包含利用一沉積方式，以形成該絕緣層。
12.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管元件的制作方法，其中提供該封裝基座的步驟還包含于形成該絕緣層的步驟前，形成兩通孔，貫穿該金屬平板且分別位于該貫穿槽的兩側(cè)；在形成該金屬層的步驟前，該發(fā)光二極管元件的制作方法還包含形成兩導(dǎo)線接腳，分別位于該些通孔中，其中該些導(dǎo)線接腳適用以分別將該第一電極墊和該第二電極墊電連接至該金屬層；以及形成該金屬層的步驟與形成該金屬散熱座的步驟包含形成一第一間隙穿設(shè)于該金屬散熱座與該金屬層所構(gòu)成的一堆疊結(jié)構(gòu)中，以使該第一電極墊與該第二電極墊電性分離于該第一間隙的兩側(cè)。
13.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光二極管元件的制作方法，其中形成該金屬層的步驟與形成該金屬散熱座的步驟還包含形成一第二間隙穿設(shè)于該堆疊結(jié)構(gòu)中，該第一間隙與該第二間隙分別位于該發(fā)光二極管芯片的兩側(cè)。
14.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光二極管元件的制作方法，其中形成該第一間隙的步驟包含利用一機(jī)械加工方式或一水刀激光切割的方式，在該堆疊結(jié)構(gòu)中形成該第一間隙。
15.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光二極管元件的制作方法，其中形成該第一間隙的步驟是在該金屬層與該金屬散熱座成長(zhǎng)時(shí)，同時(shí)形成在該堆疊結(jié)構(gòu)中。
16.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管元件的制作方法，其中提供該封裝基座的步驟包含形成一反射層覆蓋在該凹槽的側(cè)壁上。
17.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管元件的制作方法，其中該高分子材料層包含光致抗蝕劑或熱熔膠。
18.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管元件的制作方法，還包含利用兩連接導(dǎo)線分別將該第一電極墊和該第二電極墊連接至一外部電源。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種發(fā)光二極管元件及其制作方法。該發(fā)光二極管元件包含金屬散熱座、金屬層、封裝基座、發(fā)光二極管芯片、第一與第二電極墊、及封裝膠體。金屬層覆蓋在金屬散熱座上。封裝基座設(shè)于金屬層上，且具有一凹槽。其中，封裝基座包含金屬基板、及絕緣層包覆住金屬基板。發(fā)光二極管芯片設(shè)于凹槽中，且發(fā)光二極管芯片具有不同電性的第一與第二電性電極。第一與第二電極墊設(shè)于封裝基座上，且分別與第一和第二電性電極電連接。封裝膠體包覆住凹槽及發(fā)光二極管芯片。
文檔編號(hào)H01L33/48GK102623609SQ201110135000
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月1日
發(fā)明者簡(jiǎn)竹模 申請(qǐng)人:佛山市奇明光電有限公司, 奇力光電科技股份有限公司