CN101400197B - 具覆晶结构的发光二极管装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具覆晶结构的发光二极管装置，包含一第一基材，该基材为非导电性材质；两导电支架，该些导电支架为两不同极性的导电支架；一覆晶芯片，该覆晶芯片包含两电极，包含一第一电极以及一第二电极；两导电引脚，该些导电引脚分别位于该些电极与该些导电支架之间，并电气地连接相对应的电极与导电支架，用以增加相对应的电极与导电支架间的接触面积；以及一封装体，该封装体将该覆晶芯片包覆密封。覆晶芯片包含一内金属层，此内金属层的布局可提升覆晶芯片的发光效率。导电引脚位于覆晶芯片与导电支架之间，并提供覆晶芯片更大的热传导面积。

Description

具覆晶结构的发光二极管装置
技术领域
本发明涉及一种发光二极管装置，尤其涉及一种具覆晶结构的发光二极管装置。
背景技术
现有技术的覆晶封装技术被广泛应用于各式半导体元件的封装工艺中。对于发光二极管而言，覆晶封装技术具有可提升发光效率的优点，然而由于一般覆晶封装工艺仅使用焊球(solder ball)对焊球，或焊球对焊垫(solder pad)等接触面积有限的电性连接方式，使覆晶芯片发光时所产生的热能不易通过数量有限的焊球很快被导出，且热能的累积会使发光二极管的发光效率降低。
另外，覆晶芯片中包含了基材、N型半导体层状结构、发光层与P型半导体层状结构。其中的N型半导体层状结构与P型半导体层状结构分别包含一金属层，此金属层的线路布局攸关发光层是否可被均匀分布的电流所驱动，进而使发光层能均匀发光。
因此，提供一个不需大幅更动制造流程，增加的结构简单，且散热与发光效率均佳的发光二极管结构是十分重要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种散热效率更佳的具覆晶结构的发光二极管装置。
本发明的另一目的在于提供一种发光效率更佳的具覆晶结构的发光二极管装置。
为实现上述目的，根据本发明的实施例的上述目的，提出一种具覆晶结构的发光二极管装置，而此种发光二极管装置在焊垫上设置低熔点的金属材料作为导电引脚，这些导电引脚能大幅提升覆晶芯片与散热底座的接触面积，因而，使发光二极管装置的散热能力大幅提升。
根据本发明的实施例的另一目的，提出一种发光二极管装置具有一覆晶芯片。该覆晶芯片包含基材、N型半导体夹层结构、发光层与P型半导体夹层结构。
其中的N型半导体夹层结构与P型半导体夹层结构分别包含一金属层，这两个金属层的线路布局系以中心对称的形式铺设，既可以提升电流分布的均匀性，也能让发光层所发出的部分光线透过两个金属层的线路空隙发射至覆晶芯片之外，使发光二极管装置的发光效率更为提升。
通过上述的结构组成及实施例，本发明的实施例与现有技术相较具有下列优点：
1.因在覆晶芯片的焊垫上分别设置以低熔点金属材料构成的导电引脚，这些导电引脚使得覆晶芯片与散热底座的接触面积增加，故在单位时间内所能传导的覆晶芯片产生的热能也随之增加，使发光二极管装置的散热效率得以提升。
2.覆晶芯片中的N型半导体夹层结构与P型半导体夹层结构分别包含一金属层。这些金属层的线路布局呈中心对称，既能提升电流分布的均匀性，也可让更多发光层所发出的光线通过两个金属层的线路空隙发射至覆晶芯片之外，以提升发光二极管装置的发光效率。
附图说明
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的详细说明如下：
图1为依照本发明的一较佳实施例的一种发光二极管装置的示意剖面图；
图2为依照本发明的一较佳实施例的一种覆晶芯片的示意剖面图；
图3A为依照本发明的一较佳实施例的一种金属层线路布局的示意图；
图3B为依照本发明的一较佳实施例的一种金属层线路布局的示意图；
图3C为依照本发明的一较佳实施例的一种金属层线路布局的示意图。
其中，附图标记：
100：发光二极管装置    110：第一基材
121：第一导电支架      122：第二导电支架
130：覆晶芯片             131：第一导电引脚
132：第二导电引脚         140：封装体
210：第二基材             220：N型半导体夹层结构
221：第一金属层           230：发光层
240：P型半导体夹层结构    241：第二金属层
251：第一电极             252：第二电极
261：第一电流密度分布     262：第二电流密度分布
310：金属层               320：金属层
330：金属层
具体实施方式
参照图1，其绘示依照本发明的较佳实施例的一种发光二极管装置的示意剖面图。发光二极管装置100包含第一基材110、第一导电支架121、第二导电支架122、覆晶芯片130、第一导电引脚131、第二导电引脚132与封装体140。
第一基材110为非导电性材质，并将第一导电支架121与第二导电支架122分隔开来，避免形成电性连接而构成短路。而覆晶芯片130的两个不同极性的焊垫分别以第一导电引脚131及第二导电引脚132与第一导电支架121及第二导电支架122相连形成电气连接，用以增加相对应的电极与导电支架间的接触面积。最后，再以封装体140将覆晶芯片130包覆密封。
其中的第一导电引脚131及第二导电引脚132的材质包含纯金属材料或低熔点金属合金材料。纯金属材料为金、银、铜或铝；低熔点金属合金材料则为在一大气压力下，熔点低于350℃的金属材料，例如金锡合金，锡，铋或锡铋合金。
参照图2，其绘示依照本发明的较佳实施例的一种覆晶芯片的示意剖面图。覆晶芯片130包含第二基材210、N型半导体夹层结构220、发光层230、P型半导体夹层结构240、第一电极251与第二电极252。
覆晶芯片130由不同极性的第一电极251与第二电极252所通入的电流所驱动。其中的N型半导体夹层结构220包含第一金属层221，且第一金属层221上设置一第一电极251。而P型半导体夹层结构240包含第二金属层241，且第二金属层241上设置一第二电极252。
由于在N型半导体夹层结构220及P型半导体夹层结构240之间设有发光层230，而发光层230由通过第一金属层221及第二金属层241的电流所驱动发光，因此，第一金属层221及第二金属层241的线路布局便会影响通过发光层230的电流密度分布状况。
在N型半导体夹层结构220中的第一电流密度分布261与在P型半导体夹层结构240中的第二电流密度分布262十分均匀，故发光层230也可均匀发光，进而使覆晶芯片130的发光效率良好。
参照图3A、图3B与图3C，其分别绘示依照本发明的较佳实施例的一种金属层线路布局的示意图。图2中的第一金属层221或第二金属层241的三种线路布局形式实施例，如图3A、图3B与图3C的金属层310、320与330。
从金属层310、320与330的线路布局可知，金属层310、320与330并不会完全覆盖住图2中的N型半导体夹层结构220或P型半导体夹层结构240，而使得发光层230的光线无法自N型半导体夹层结构220或P型半导体夹层结构240折射至覆晶芯片130之外。
另外，由于金属层310、320与330的线路布局分别采中心对称的形式。金属层310为第一实施例由四条金属线构成封闭的边框，而边框内包含两条成十字交叉的内联机，而两条内联机的两端分别于四条边框相接(如图3A)。金属层320为第二实施例由四条金属线构成封闭的边框，而四个边框各自延伸出一条内联机，该些内联机至并朝金属层320的边框几何中心延伸附近(如图3B)。金属层330为第三实施例由四条金属线构成封闭的边框，且由边框的四个角落(边角)各自延伸出一条内联机，该些内联机至并朝金属层320的几何边框中心附近延伸(如图3C)。故能达成使电流密度分布均匀的目标。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种具覆晶结构的发光二极管装置，其特征在于，至少包含：
一第一基材，为非导电性材质；
一第一导电支架及一第二导电支架，分别为不同极性；
一覆晶芯片，至少包含
一第二基材；
一N型半导体层状构造，设置于该第二基材上，且包含一第一金属层，在该第一金属层上设有一第一电极；
一发光层，设于该N型半导体层状构造上；以及
一P型半导体层状构造，设置于该发光层上，且该P型半导体层状构造包含一第二金属层，在该第二金属层上设有一第二电极，其中该发光层设于该N型半导体层状构造与该P型半导体层状构造之间；
一第一导电引脚，位于该第一电极与该第一导电支架之间，并电气地连接该第一电极与该第一导电支架，用以增加该第一电极与该第一导电支架之间的接触面积；
一第二导电引脚，位于该第二电极与该第二导电支架之间，并电气地连接该第二电极与该第二导电支架，用以增加该第二电极与该第二导电支架之间的接触面积；以及
一封装体，将该覆晶芯片包覆密封。
2.根据权利要求1所述的具覆晶结构的发光二极管装置，其特征在于，该些导电引脚的材料为一纯金属材料。
3.根据权利要求2所述的具覆晶结构的发光二极管装置，其特征在于，该纯金属材料包含金、银、铜或铝。
4.根据权利要求1所述的具覆晶结构的发光二极管装置，其特征在于，该些导电引脚的材料为一低熔点金属合金材料，该低熔点金属合金材料为在一大气压力下，熔点低于350℃的金属材料。
5.根据权利要求4所述的具覆晶结构的发光二极管装置，其特征在于，该低熔点金属合金材料包含金锡合金、锡、铋或锡铋合金。
6.根据权利要求1所述的具覆晶结构的发光二极管装置，其特征在于，该第一金属层与该第二金属层分别包含一边框以及两内联机，该边框包含四条金属线，两内联机呈十字交叉，且其端部分别与该边框的金属线电气地连接。
7.根据权利要求1所述的具覆晶结构的发光二极管装置，其特征在于，该第一金属层与该第二金属层分别包含一边框以及四内联机，该边框包含四条金属线以及一中心，各该内联机的一端电气地连接于其中一金属线，另一端朝该中心延伸。
8.根据权利要求1所述的具覆晶结构的发光二极管装置，其特征在于，该第一金属层与该第二金属层分别包含一边框以及四内联机，该边框包含四边角以及一中心，各该内联机的一端电气地连接于其中一边角，另一端朝该中心延伸。
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