CN101677070A - 利用微影工艺制作发光二极管及其封装胶材的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用微影工艺制作发光二极管的封装胶材的方法，于一承载有复数个发光二极管芯片的基板上，涂布一光阻层覆盖该些发光二极管芯片，接着对该光阻层施以曝光、显影，以于该光阻层形成复数个镂空区，且使该些发光二极管芯片位于该些镂空区中；再接着将一封装胶材填入该些镂空区，并覆盖该些发光二极管芯片，最后移除该光阻层；如此即可于该些发光二极管芯片的表面成型出尺寸精确且厚度、形状达一致性的封装胶材，使得发光二极管芯片所发出的光具有高均匀性及高亮度。此方法亦应用于制作发光二极管成品。

Description

利用微影工艺制作发光二极管及其封装胶材的方法
技术领域
本发明与发光二极管有关，尤其是指一种利用微影工艺制作发光二极管及其封装胶材的方法。
背景技术
按，封装胶材(如：荧光胶层)为大部分发光二极管发光所需的必要材料，其封装包覆于发光二极管芯片外围，以使得发光二极管芯片所发出的光束穿过该荧光胶层，并经混光产生预定的色光。
公知发光二极管的荧光胶层的成型制作，是于固晶、打线后进行，其成型方法主要包括有点胶、模压(molding)与网版印刷；其中，点胶工艺是通过控制点胶机，直接将荧光胶材滴覆于发光二极管芯片上，由此于芯片外层形成荧光胶层，惟，此种工艺不易控制点胶量，且胶材容易移位，故成品存有荧光胶层厚度、形状不一致及不平坦的问题，致使光均匀性及亮度不佳。另外，模压工艺则易于封装过程中产生应力，造成发光二极管芯片与基板接触不良甚至剥落，可靠度不佳。另外，网版印刷工艺虽可改善上述两种方法的缺失，惟其印刷精度仍嫌不足，使得出光质量大幅受到限制，无法因应质量目益提升的发光二极管所需。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用微影工艺制作发光二极管的封装胶材的方法，以克服背景技术中存在的缺陷。
为实现上述目的，本发明所提供的利用微影工艺制作发光二极管的封装胶材的方法，包含下列步骤：提供一承载有复数个发光二极管芯片的基板；形成一光阻层于该基板上，并覆盖该些发光二极管芯片；对该光阻层施以曝光、显影作业，以于该光阻层形成复数个镂空区，且该些发光二极管芯片位于该些镂空区中；将一封装胶材填入该些镂空区，并覆盖该些发光二极管芯片；最后移除该光阻层，如此即可于该些发光二极管芯片的表面形成尺寸精确且厚度、形状达一致性的封装胶材，使得发光二极管芯片所发出的光具有高均匀性及高亮度。
通过本发明的方法，其封装胶材尺寸精确，且厚度、形状可达一致性，使得发光二极管芯片所发出的色光具有高均匀性及高亮度。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例完成涂布光阻层的示意图。
图2是本发明上述较佳实施例进行曝光的示意图。
图3是本发明完成曝光并经显影处理后的示意图。
图4是本发明上述较佳实施例完成填入封装胶材的示意图。
图5是本发明上述较佳实施例经移除光阻层，以制得表面包覆有封装胶材的发光二极管芯片的示意图。
图6是本发明进行基板裁切的示意图。
图7是本发明进行基材拉伸的示意图。
图8是本发明制得的表面包覆有封装胶材的发光二极管。
图9至图12类同图2至图5，主要显示适用于芯片倒装发光二极管芯片的封装胶材的制作流程示意图。
图13是本发明制得的表面包覆有封装胶材的芯片倒装式发光二极管。
附图中主要组件符号说明
10基板
11发光二极管芯片
20光阻层
20a光阻    20b光阻
20c光阻    20d光阻
31光罩
30’光罩
32可透光区
34a不可透光区
34b不可透光区
40镂空区
50电极区
60封装胶材
70基材
80芯片座    81导电线    82电极
90透明胶材
100发光二极管成品
200芯片倒装式发光二极管
S曝光源
具体实施方式
以下列举本发明的较佳实施例，并配合附图详细说明于后，其中：
本发明利用微影工艺制作发光二极管的方法，包含下列步骤：
请参阅图1至图8所示，首先，备制一承载有复数个发光二极管芯片11的基板10，该基板10为外延成长基材。由于此部份的工艺为公知技艺，且非本发明的重点，故于此不予赘述；
接着，将一正型光阻(positive photoresist)均匀地涂布于该基板10表面，并覆盖该些发光二极管芯片11，如图1所示，前述涂布方法如众所周知的旋转涂布或滚轮涂布等方法皆可适用，完成涂布后的正型光阻是于该基板10表面形成一光阻层20，此时，可选择地对表面具有光阻层20的基板10施以软烤以增加光阻层20对基板10的附着力；
续请参阅图2所示，于该光阻层20上方设置一光罩30与一曝光源S，该光罩30具有一可透光区32、一不可透光区34a与一不可透光区34b；该曝光源S可为X光、可见光、电子束或离子束等光源。在完成上述的光罩30的设置后，可利用基板10表面既有的对准线，搭配光学对准系统，对准该光罩30与该基板10，使光罩30图案的尺寸得以精确复制；
接着启动该曝光源S，本实施例为X光，该X光自光罩30上方照射该光罩30，该X光经过可透光区32后照射该光阻层20，使得被照射的光阻20a解离成可溶于显影液的结构，而未被照射的光阻20b与光阻20c结构仍维持不溶于显影液的链接状。
请再参阅图3所示，当完成前述曝光作业后，续以显影液清洗该光阻层20，由显影液对经过X光照射的光阻20a产生溶解，以形成镂空区40，而未被照射的光阻20b与光阻20c则被保留下来，该被保留下来的光阻20c位于该发光二极管芯片11上，形成后续工艺预备制作的电极区50；另须说明的是，本发明的镂空区40与电极区50的形状、位置及数量可依实际需求而被选择采用不同的光罩，并非仅局限于附图所显示而已。至此，本发明由上述微影工艺，可于该些发光二极管芯片11周围的光阻层20制作出尺寸精确，且厚度、形状达一致性的镂空区40，其功效容后述。
复请参阅图4所示，接着，将一封装胶材60(如透明封装胶材、荧光胶材或透镜胶材等)填入该些镂空区40，本实施例的封装胶材60为荧光胶材，填入方式可选自点胶法、涂布法及电泳法所组成的群组其中之一，完成填入作业后，荧光胶材因受到尺寸精确、形状固定的镂空区40的限位，故于加热固化后，可成型为尺寸、形状精确且达一致性的封装结构。最后，以蚀刻法移除光阻20b与光阻20c，如图5所示，使得该电极区50呈透空状，令该些发光二极管芯片11得与外部电性连接；前述蚀刻法较佳为干式蚀刻法，此法对本实施例而言较为简便且良率较高。由上述可知，由于前述尺寸精确且厚度、形状达一致性的镂空区40内填入封装胶材60并经移除光阻20b、20c后，可制得尺寸精确且厚度、形状达一致性的封装胶材60，令通过该封装胶材60后所穿射出的光束具有高均匀性及高亮度。
请再配合参照图6，在完成封装胶材60的制作后，接着进行基板10的裁切作业，须说明的是，为使后续工艺更便于操作，可在裁切前，于该基板10底面贴附一具有延展性的基材70(如胶布)，当基板10完成裁切后，如图7所示，该些发光二极管芯片11各自独立，且可由基材70的拉长延伸而使彼此间的间距扩大(即扩晶作业)，以利机械或人力夹取该些发光二极管芯片11；另一提，各发光二极管芯片11可由激光剥离的方式移除其下方基板10，之后再电性连接至一芯片座80上，如图8所示，其中，一导电线81穿过该电极区50电性连接该发光二极管芯片11与该芯片座80上的电极82，以完成电导通。最后，可选择地进行透明胶材90的封装，如此即可制得最终的发光二极管成品100。从上述可知，由于该发光二极管成品100内的封装胶材60尺寸、形状精确且达一致性，故可使得发光二极管成品100所发出的光具有高均匀性及高亮度。
值得一提的是，在上述实施例中，如采用电子束或离子束为曝光源S时，则光罩30可省去不设，换言之，可以电子束或离子束直接对该光阻层20进行图案化工艺，如此同样可制作出尺寸精确，且厚度、形状达一致性的镂空区40。再者，上述经裁切后的发光二极管芯片11下方基板10亦可被保留下来，并连同发光二极管芯片11直接结合至芯片座80上。
另外，上述实施例的电极区50亦可省去不设，请参照图9至图13，亦即，图9的光罩30’是由省去图2的光罩30的不可透光区34b，使得曝光源S通过可透光区32，并照射图3的光阻20a与光阻20c，以形成图9中可被显影液洗去的光阻20d，该光阻20d续经显影液处理后，即可形成图10所示的结构，尔后经图11所示的封装胶材60填入步骤及图12的光阻20b移除步骤后，即可制得表面完全被封装胶材60包覆的发光二极管芯片11封装结构，之后，同样经基板10裁切、扩晶及基板10激光剥离的作业后，接着改采芯片倒装接合的方式，将发光二极管芯片11电性连结至芯片座80，并选择地以透明胶材90封装后，即可制得如图13所示的芯片倒装式发光二极管200。由上述可知，该发光二极管200的封装胶材60间接通过微影工艺而成型成尺寸、形状精确且达一致性的封装结构，故可大幅提升发光二极管200的出光质量。
以上所述者，仅为本发明的较佳可行实施例而已，故举凡应用本发明说明书及申请专利范围所为的等效方法变化，理应包含在本发明的专利范围内。

Claims (10)

1.一种利用微影工艺制作发光二极管的封装胶材的方法，包含下列步骤：
提供一承载有复数个发光二极管芯片的基板；
形成一光阻层于该基板上，并覆盖该些发光二极管芯片；
对该光阻层施以曝光、显影作业，以于该光阻层形成复数个镂空区，且该些发光二极管芯片位于该些镂空区中；
将一封装胶材填入该些镂空区，并覆盖该些发光二极管芯片；以及
移除该光阻层。
2.如权利要求1所述的利用微影工艺制作发光二极管的封装胶材的方法，其中，包含对已填入该些镂空区的封装胶材进行固化作业，而后再移除该光阻层。
3.如权利要求1所述的利用微影工艺制作发光二极管的封装胶材的方法，其中，包括于该曝光作业前执行曝光对准步骤。
4.如权利要求1所述的利用微影工艺制作发光二极管的封装胶材的方法，其中，该曝光作业包含利用一光罩搭配一曝光源对该光阻层进行曝光。
5.如权利要求1所述的利用微影工艺制作发光二极管的封装胶材的方法，其中，该曝光作业包含利用一电子束或离子束对该光阻层进行曝光。
6.如权利要求1所述的利用微影工艺制作发光二极管的封装胶材的方法，其中，利用干式蚀刻法移除该光阻层。
7.如权利要求1所述的利用微影工艺制作发光二极管的封装胶材的方法，其中，该封装胶材的填入作业选自点胶、涂布及电泳所组成的群组其中一种。
8.如权利要求1所述的利用微影工艺制作发光二极管的封装胶材的方法，其中，包含对该光阻层施以曝光、显影作业，以于该光阻层形成复数个电极区，而后经填入该封装胶材至该些镂空区及移除该光阻层后，该些电极区呈透空状，使得该些发光二极管芯片与外部连通。
9.一种利用微影工艺制作发光二极管的方法，包括：
提供一承载有复数个发光二极管芯片的基板；
形成一光阻层于该基板上，并覆盖该些发光二极管芯片；
对该光阻层施以曝光、显影作业，以于该光阻层形成复数个镂空区，且该些发光二极管芯片位于该些镂空区中；
将一封装胶材填入该些镂空区，并覆盖该些发光二极管芯片；
移除该光阻层；
裁切该基板，使得该些发光二极管芯片各自独立；以及
将各发光二极管芯片电性连接至一芯片座上。
10.如权利要求9所述的利用微影工艺制作发光二极管的方法，其中，于裁切该基板前，先贴附一具有延展性的基材于该基板底面，待该基板裁切完成后，续将该基材拉长延伸，使得相邻发光二极管芯片相对远离。
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