CN101414591B - 岛状式承载板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种岛状式承载板及其制作方法，用以承载至少一发光组件，该发光组件具有至少一电性接点，该岛状式承载板包含有：基板；至少一个以上的岛状结构，位于该基板上并对应该电性接点，该岛状结构具有顶面与斜面；以及导电层，设置于岛状结构表面并至少覆盖顶面，以与电性接点电性连接。本发明的岛状式承载板，可以提高发光组件的光萃取效率，避免发光组件由下方出光再度反射回发光组件时，所造成二度吸收的能量损失。
Description
技术领域
本发明涉及一种承载基板，特别是涉及一种用来承载发光组件并具有岛状结构的承载基板及其制作方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)的发光原理是利用不同渗杂〔Doping〕形成p-n接面，当电子与空穴结合时以光的形式放出能量，光形式基本上为无穷多点光源的集合。发光二极管具有高耐久性、寿命长、轻巧、耗电量低等优点，且不含水银等有害物质，因此当今的照明市场对于发光二极管照明寄予极大厚望。
发光二极管的发光效率一般称为组件的外部量子效率(External QuantumEfficiency；EQE)，其为组件的内部量子效率(Internal Quantum Efficiency；IQE)及组件的光萃取效率(Light Extraction Efficiency；LEE)的乘积。所谓组件的内部量子效率其实就是组件本身的电光转换效率，主要与组件本身的特性如组件材料的能带、缺陷、杂质及组件的外延组成及结构等相关。而组件的光萃取效率指的则是组件内部产生的光子，在经过组件本身的吸收、折射、反射后实际上在组件外部可测量到的光子数目。因此相关于光萃取效率的因素包括了组件材料本身的吸收系数、折射率，组件的几何结构、表面粗糙度、组件及封装材料的折射率差及组件封装的形式等。而上述两种效率的乘积，就是整个组件的发光效果，也就是组件的外部量子效率。
在封装形式方面，除了公知的晶面朝上(Face-Up)的架构外，目前大都积极朝向晶面向下(Face-Down)的芯片倒装焊(Flip-Chip)形式发展，因为此种形式可大幅改善散热及光萃取的效果。目前较热门的芯片倒装焊架构有两种：一种是薄型发光二极管，主要是将镀上反射层后的外延层翻转以连接层固定在承载基板〔Sub-mount〕上，然后剥离成长基板并粗化其上表面。另一种是芯片倒装焊发光二极管，大体上的架构与薄型化类似，最大的差别在于其是以数个金属球与承载基板固定，外延层与承载基板之间夹着一层可出光的空间，可减少芯片倒装焊LED下方出光再度进入组件内部被吸收的量。
参考第图1，为公知的芯片倒装焊架构示意图。在图1中，公知的芯片倒装焊架构是将发光组件11利用金属球12与承载基板13固定，但是由发光组件下方所发出的光线，仍会经由承载基板13表面反射进入发光组件11中，造成二度吸收，减弱最后出光的能量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种岛状式承载板(Hilly-Submount)及其制作方法，其中岛状式承载板是一种具有岛状结构的基板，来避免发光组件下方出光后再度进入组件内部被吸收。
为了实现上述目的，本发明提供了一种岛状式承载板，用以承载至少一发光组件，该发光组件具有至少一电性接点，其包含有：基板、至少一个以上的岛状结构和导电层。至少一个以上的岛状结构，位于基板上并对应至少一发光组件的电性接点，且岛状结构具有顶面与斜面。该岛状结构的顶面对应该发光组件的电性接点，且该岛状结构的斜面用以将发光组件下方出光反射引导由侧方逸出；导电层，设置于岛状结构表面并至少覆盖顶面，以与发光组件电性接点电性连接。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种岛状式承载板的制作方法，用以承载至少一发光组件，且该发光组件与岛状式承载板具有至少一电性接点，该制造方法包含有：提供一基板；在该基板上形成至少一个岛状结构，且岛状结构对应电性接点，岛状结构具有顶面与斜面；在基板上形成导电层，该导电层至少覆盖顶面；及覆盖于顶面的导电层连接电性接点。
本发明的岛状式承载板及其制作方法，用以引导发光组件下方出光由侧方逸出，避免再度反射进入发光组件而造成二度吸收，提高发光组件整体的光萃取效率。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为公知的芯片倒装焊架构示意图；
图2为本发明的第一实施例示意图；
图3A为本发明的岛状结构斜面示意图；
图3B为本发明的岛状结构斜面另一示意图；
图4为本发明的第二实施例示意图；
图5为本发明的第三实施例示意图；
图6为本发明的第三实施例俯视图；
图7为本发明的第四实施例示意图；
图8为本发明的第五实施例示意图；
图9为本发明的第六实施例示意图；
图10为本发明的第七实施例示意图；
图11为本发明的第八实施例示意图；
图12为本发明的第九实施例示意图；
图13为本发明的第十实施例示意图；
图14为本发明的第一实施例制作流程图；
图15为本发明的第二实施例制作流程图；
图16为本发明的第三实施例制作流程图；
图17为本发明的第五实施例制作流程图；
图18为本发明的第六实施例制作流程图；
图19为本发明的第七实施例制作流程图；
图20为本发明的第八实施例制作流程图；
图21为本发明的第九实施例制作流程图；及
图22为本发明的第十实施例制作流程图。
其中，附图标记：
11 发光组件
12 金属球
13 承载基板
21 发光组件
22 电性接点
23 基板
24 岛状结构
25 导电层
26 顶面
27 斜面
27a 内凹曲面
27b 外凸曲面
28 连接层
29 反射层
30 透明保护层
31 透明保护层
32 绝缘层
33 出光平面
35 通道
36 内侧
37 导电物质
121 发光组件
122a 电性接点
122b 电性接点
123 基板
124a 岛状结构
124b 岛状结构
125a 导电层
125b 导电层
126 顶面
127 斜面
128 顶面
129 斜面
130a 连接层
130b 连接层
100 岛状式承载板
200 岛状式承载板
300 岛状式承载板
具体实施方式
请参考图2，为本发明的第一实施例示意图。一种岛状式承载板100，用以承载一发光组件21，该发光组件21具有一电性接点22。岛状式承载板100包含有：基板23、岛状结构24与导电层25。
其中基板23是一种具有导热性的材料，可以是半导体材料、陶瓷材料、金属材料等。
岛状结构24形成于基板23上并对应该发光组件21的电性接点22。岛状结构24具有顶面26与斜面27。
导电层25覆盖于岛状结构24的顶面26，用以电性连接该岛状结构24所对应发光组件21的电性接点22。导电层25与该发光组件21的电性接点22电性连接的方式，是通过连接层28连接。连接层28的材质为导电材料。导电层25是一种导电性材料。
本实施例的岛状式承载板100还包括有反射层29。反射层29除了覆盖于岛状结构24的斜面27外，更覆盖了基板23的表面，使更多的光线得以适当的反射。反射层29用以将该岛状式承载板100所承载的发光组件21下方所发出的光线反射引导由侧方逸出。反射层29是反射性材料。
斜面27的形状可以是平面或曲面。请参考图3A与图3B。图3A为本发明的岛状结构斜面示意图，其中岛状结构的斜面是内凹曲面27a。图3B为本发明的岛状结构斜面另一示意图，其中岛状结构的斜面是外凸曲面27b。
请参考图4，为本发明的第二实施例示意图。本实施例的岛状式承载板的结构，已于第一实施例中公开，故相同部分请对照比较，在此不作赘述。本实施例的特征在于导电层25还可以是一种兼具导电性与反射性的材料，除了有良好的导电特性外，还可以有效的将光线反射。导电层25制作于岛状结构24的顶面26与斜面27，可以简化反射层29的制作步骤。
请参考图5，为本发明的第三实施例示意图。岛状式承载板200，用以承载一个发光组件121，且该发光组件121具有两电性相异的电性接点122a与122b。岛状式承载板200包含有：基板123、两岛状结构124a与124b与两导电层125a和125b。
其中基板123是一种具有导热性的材料，可以是半导体材料、陶瓷材料、金属材料、玻璃纤维以及电木等。
两岛状结构124a与124b形成于基板123上。每一个岛状结构皆对应该发光组件之一电性接点，也就是两岛状结构124a、124b各对应该发光组件121的两电性相异的电性接点122a、22b。两岛状结构124a、124b各具有顶面126、128和斜面127、129。
两导电层125a、125b是一种兼具导电性与反射性的材料。两导电层125a、125b分别覆盖于两岛状结构124a、124b的顶面126、128和斜面127、129。分别覆盖于顶面126、128的两导电层125a、125b，用以电性连接两电性相异的电性接点122a、122b。两导电层125a、125b与两电性相异的电性接点122a、122b电性连接的方式，是通过连接层130a、130b连接。连接层130a、130b的材质为导电材料。两导电层125a、125b在两岛状结构124a、124b之间是不连接的。
虽然本发明的第三实施例公开如上，但并非用以限定本发明的发光组件、电性接点、导电层和岛状结构等组件的数目。本发明的发光组件、电性接点、导电层和岛状结构等组件的数目可以是一个，当然也可以是数个。请参考图6，为本发明的第三实施例俯视图。
请参考图7，为本发明的第四实施例的俯视示意图。本实施例的岛状式承载板300是由数个岛状式承载板200以阵列方式分布所组成。
请参考图8，为本发明的第五实施例示意图。本实施例的岛状式承载板结构已于第一实施例中提及，故相同部分请对照比较，在此不作赘述。本实施例的特征在于岛状式承载板还包括有透明保护层30，或是透光保护层。透明保护层30或透光保护层覆盖于对应斜面27的反射层29上，用以防止反射层29受到外力破坏。透明保护层30或透光保护层为供该发光组件21所发出的光线穿透的透明或透光绝缘性材料。
请参考图9，为本发明的第六实施例示意图。本实施例的岛状式承载板结构已于第二实施例中提及，故相同部分请对照比较，在此不作赘述。本实施例的特征在于岛状式承载板还包括有透明保护层31，或是透光保护层。透明保护层31或透光保护层覆盖于对应斜面27的导电层25上，用以防止导电层25受到外力破坏。透明保护层30或透光保护层为供该发光组件21所发出的光线穿透的透明或透光绝缘性材料。
请参考图10，为本发明的第七实施例示意图。本实施例的岛状式承载板结构已于第五实施例中提及，故相同部分请对照比较，在此不作赘述。本实施例的特征在于岛状式承载板之导电层25还覆盖于该斜面上。
请参考图11，为本发明的第八实施例示意图。本实施例的岛状式承载板结构已于第七实施例中提及，故相同部分请对照比较，在此不作赘述。本实施例的特征在于岛状式承载板还包含有一绝缘层32，该绝缘层设置于该导电层与该基板之间。
请参考图12，为本发明的第九实施例示意图。本实施例的岛状式承载板结构已于第八实施例中提及，故相同部分请对照比较，在此不作赘述。本实施例的特征在于岛状式承载板的透明保护层30或透光保护层覆盖于对应斜面27的反射层29上，并且与本发明岛状式承载板所承载的发光组件21下方出光平面33等高，用以承载该发光组件21。
请参考图13，为本发明的第十实施例示意图。本实施例的岛状式承载板结构已于第八实施例中提及，故相同部分请对照比较，在此不作赘述。本实施例的特征在于具有该岛状结构的该承载基板还包含有一通道35，该通道35是从该顶面贯穿至具有该岛状结构24的该基板23另一侧，且该通道35的内侧36具有导电物质37，该导电物质37与该导电层25电性连接，以将该电性接点22电性连接至该基板23具有该岛状结构24的另一侧。
请参考图14，为本发明的第一实施例制作流程图。一种岛状式承载板的制作方法，该岛状式承载板用以承载一发光组件，且该发光组件具有一电性接点，岛状式承载板制造方法包含有：首先，提供导热性基板(步骤41)。在基板上形成一岛状结构，且岛状结构对应电性接点，岛状结构具有顶面与斜面(步骤42)。在基板上形成导电层，且该导电层覆盖岛状结构的顶面(步骤43)。在该基板上形成反射层，且该反射层覆盖于斜面(步骤44)。覆盖该顶面的导电层连接该电性接点(步骤45)。
请参考图15，为本发明的第二实施例制作流程图。一种岛状式承载板的制作方法，该岛状式承载板用以承载一发光组件，且该发光组件具有一电性接点，岛状式承载板制造方法包含有：首先，提供导热性基板(步骤51)。在基板上形成一岛状结构，且岛状结构对应电性接点，岛状结构具有顶面与斜面(步骤52)。在基板上形成导电层，且该导电层覆盖岛状结构的顶面与斜面(步骤53)。覆盖该顶面的导电层连接该电性接点(步骤54)。
请参考图16，为本发明的岛状式承载板的第三实施例制作流程图。一种岛状式承载板的制作方法，该岛状式承载板用以承载一发光组件，且该发光组件具有二电性相异的接点，岛状式承载板制造方法包含有：首先，提供导热性基板(步骤61)。在基板上形成二岛状结构，且二岛状结构对应二电性相异的接点，二岛状结构各具有顶面与斜面(步骤62)。在基板上形成导电层，且该导电层覆盖二岛状结构的顶面与斜面(步骤63)。去除导电层在二岛状结构之间连接的部份(步骤64)。覆盖二岛状结构的顶面的导电层连接该二电性相异的接点(步骤65)。
请参考图17，为本发明的岛状式承载板的第五实施例制作流程图。一种岛状式承载板的制作方法，该岛状式承载板用以承载一发光组件，且该发光组件具有一电性接点，岛状式承载板制造方法包含有：首先，提供导热性基板(步骤71)。在基板上形成一岛状结构，且岛状结构对应电性接点，岛状结构具有顶面与斜面(步骤72)。在基板上形成导电层，且该导电层覆盖岛状结构的顶面(步骤73)。在该基板上形成反射层，且该反射层覆盖于斜面(步骤74)。在该基板上形成透明保护层或透光保护层，且透明保护层或透光保护层覆盖于对应该斜面的反射层上(步骤75)。覆盖该顶面的导电层连接该电性接点(步骤76)。
请参考图18，为本发明的岛状式承载板的第六实施例制作流程图。一种岛状式承载板的制作方法，该岛状式承载板用以承载一发光组件，且该发光组件具有一电性接点，岛状式承载板制造方法包含有：首先，提供导热性基板(步骤81)。在基板上形成一岛状结构，且岛状结构对应电性接点，岛状结构具有顶面与斜面(步骤82)。在基板上形成导电层，且该导电层覆盖岛状结构的顶面与斜面(步骤83)。在该基板上形成透明保护层或透光保护层，且透明保护层或透光保护层覆盖于对应该斜面的导电层上(步骤84)。覆盖该顶面的导电层连接该电性接点(步骤85)。
请参考图19，为本发明的岛状式承载板的第七实施例制作流程图。一种岛状式承载板的制作方法，该岛状式承载板用以承载一发光组件，且该发光组件具有一电性接点，岛状式承载板制造方法包含有：首先，提供导热性基板(步骤91)。在基板上形成一岛状结构，且岛状结构对应电性接点，岛状结构具有顶面与斜面(步骤92)。在基板上形成导电层，且该导电层覆盖岛状结构的顶面与斜面(步骤93)。在该基板上形成反射层，且反射层覆盖于对应该斜面的导电层上(步骤94)。在该基板上形成透明保护层或透光保护层，且透明保护层或透光保护层覆盖于对应该斜面的反射层上(步骤95)。覆盖该顶面的导电层连接该电性接点(步骤96)。
请参考图20，为本发明的岛状式承载板的第八实施例制作流程图。一种岛状式承载板的制作方法，该岛状式承载板用以承载一发光组件，且该发光组件具有一电性接点，岛状式承载板制造方法包含有：首先，提供导热性基板(步骤101)。在基板上形成一岛状结构，且岛状结构对应电性接点，岛状结构具有顶面与斜面(步骤102)。在基板上形成绝缘层，且该绝缘层覆盖岛状结构的顶面与斜面(步骤103)。在基板上形成导电层，且该导电层覆盖于绝缘层上(步骤104)。在该基板上形成反射层，且反射层覆盖于对应该斜面的导电层上(步骤105)。在该基板上形成透明保护层或透光保护层，且透明保护层或透光保护层覆盖于对应该斜面的反射层上(步骤106)。覆盖该顶面的导电层连接该电性接点(步骤107)。
请参考图21，为本发明的岛状式承载板的第九实施例制作流程图。一种岛状式承载板的制作方法，该岛状式承载板用以承载一发光组件，且该发光组件具有一电性接点，岛状式承载板制造方法包含有：首先，提供导热性基板(步骤111)。在基板上形成一岛状结构，且岛状结构对应电性接点，岛状结构具有顶面与斜面(步骤112)。在基板上形成绝缘层，且该绝缘层覆盖岛状结构的顶面与斜面(步骤113)。在基板上形成导电层，且该导电层覆盖于绝缘层上(步骤114)。在该基板上形成反射层，且反射层覆盖于对应该斜面的导电层上(步骤115)。在该基板上形成透明保护层或透光保护层，且透明保护层或透光保护层覆盖于对应该斜面的反射层上，并且与发光组件下方出光平面等高(步骤1116)。覆盖该顶面的导电层连接该电性接点(步骤117)。
请参考图22，为本发明的岛状式承载板的第十实施例制作流程图。一种岛状式承载板的制作方法，该岛状式承载板用以承载一发光组件，且该发光组件具有一电性接点，岛状式承载板制造方法包含有：首先，提供导热性基板(步骤121)。在基板上形成一岛状结构，且岛状结构对应电性接点，岛状结构具有顶面与斜面(步骤122)。从岛状结构的顶面贯穿一通道至具有岛状结构的基板另一侧(步骤123)。在基板上形成导电层，且该导电层覆盖岛状结构的顶面与斜面(步骤124)。在该通道内侧形成一导电物质，且导电物质与导电层连接，以将该电性接点电性连接至该基板具有该岛状结构的另一侧(步骤125)。覆盖该顶面的导电层连接该电性接点(步骤126)。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作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 (24)
1.一种岛状式承载板，用以承载至少一发光组件，该发光组件具有二电性相异的电性接点，其特征在于，该岛状式承载板包含有：
一基板；
二岛状结构，位于该基板上，且该二岛状结构对应该二电性相异的电性接点，该二岛状结构各具有一顶面与二斜面，该顶面与该二斜面间的夹角为钝角；以及
一导电层，设置于该基板上并至少覆盖该顶面，且覆盖于该顶面的该导电层与该电性接点连接。
2.根据权利要求1所述的岛状式承载板，其特征在于，该斜面是一平面。
3.根据权利要求1所述的岛状式承载板，其特征在于，该斜面是一曲面。
4.根据权利要求1所述的岛状式承载板，其特征在于，导电层在两岛状结构之间是不连接的。
5.根据权利要求1所述的岛状式承载板，其特征在于，该基板还包含有一通道，该通道是从该顶面贯穿至具有该岛状结构的该基板另一侧，且该通道内侧具有一导电物质，该导电物质连接该导电层，以将该电性接点电性连接至该基板具有该岛状结构的另一侧。
6.根据权利要求1所述的岛状式承载板，其特征在于，该岛状式承载基板还包含有一反射层，该反射层覆盖于该斜面与该基板具有该岛状结构的一表面。
7.根据权利要求1所述的岛状式承载板，其特征在于，该导电层还覆盖于该斜面与该基板具有该岛状结构的一表面。
8.根据权利要求6所述的岛状式承载板，其特征在于，该岛状式承载基板还包含有一透明保护层，该透明保护层覆盖于对应该斜面与该表面的该反射层，该透明保护层供该发光组件所发出的光线穿透。
9.根据权利要求7所述的岛状式承载板，其特征在于，该岛状式承载基板还包含有一绝缘层，该绝缘层设置于该导电层与该基板之间。
10.根据权利要求7所述的岛状式承载板，其特征在于，该岛状式承载基板还包含有一透明保护层，该透明保护层覆盖于对应该斜面与该表面的该反射层，该透明保护层供该发光组件所发出的光线穿透。
11.根据权利要求9所述的岛状式承载板，其特征在于，该岛状式承载基板还包含有一反射层，该反射层覆盖于对应该斜面与该表面的该导电层。
12.根据权利要求10所述的岛状式承载板，其特征在于，该岛状式承载基板还包含有一透明保护层，该透明保护层覆盖于对应该斜面与该表面的该反射层，该透明保护层供该发光组件所发出的光线穿透。
13.根据权利要求12所述的岛状式承载板，其特征在于，该透明保护层是与该发光组件下方出光平面等高，用以承载该发光组件。
14.一种岛状式承载板的制作方法，该岛状式承载板用以承载至少一发光组件，且该发光组件与该岛状式承载板具有二电性相异的电性接点，其特征在于，该制造方法包含有：
提供一基板；
在该基板上形成二岛状结构，且该二岛状结构对应该二电性相异的电性接点，该二岛状结构各具有一顶面与二斜面，该顶面与该二斜面间的夹角为钝角；
在该基板上形成一导电层，该导电层至少覆盖该顶面；及
覆盖于该顶面的该导电层连接该电性接点。
15.根据权利要求14所述的岛状式承载板的制作方法，其特征在于，导电层在两岛状结构之间是不连接的。
16.根据权利要求14所述的岛状式承载板的制作方法，其特征在于，在该形成一导电层的步骤后，还包含：形成一反射层，该反射层覆盖于该斜面与该基板具有该岛状结构的一表面上。
17.根据权利要求16所述的岛状式承载板的制作方法，其特征在于，在该形成一导电层步骤后，还包含：形成一透明保护层，该透明保护层覆盖于对应该斜面与该表面的该导电层上。
18.根据权利要求14所述的岛状式承载板的制作方法，其特征在于，该导电层还覆盖于该斜面与该基板具有该岛状结构的一表面上。
19.根据权利要求18所述的岛状式承载板的制作方法，其特征在于，在该形成一导电层步骤后，还包含：形成一透明保护层，该透明保护层覆盖于对应该斜面与该表面的该导电层上。
20.根据权利要求18所述的岛状式承载板的制作方法，其特征在于，在该形成一导电层的步骤前，还包含：形成一绝缘层，该绝缘层介于该岛状结构与该导电层之间。
21.根据权利要求20所述的岛状式承载板的制作方法，其特征在于，在该形成一导电层的步骤后，还包含：形成一反射层，该反射层覆盖于对应该斜面与该表面的该导电层上。
22.根据权利要求21所述的岛状式承载板的制作方法，其特征在于，在该形成一反射层步骤后，还包含：形成一透明保护层，该透明保护层覆盖于对应该斜面与该表面的该反射层上。
23.根据权利要求22所述的岛状式承载板的制作方法，其特征在于，该透明保护层是与该顶面上的该导电层等高，用以承载该发光组件。
24.根据权利要求14所述的岛状式承载板的制作方法，其特征在于，在形成至少一个岛状结构的步骤后，从该岛状结构的该顶面贯穿至具有该岛状结构的该基板另一侧，且该通道内侧具有一导电物质，该导电物质连接该导电层，以将该电性接点电性连接至该基板具有该岛状结构的另一侧。
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