CN104979461A - 发光结构 - Google Patents

Abstract

一种发光结构，包括有一封装基底，以及一设置于所述封装基底上的发光体，所述封装基底包含一承载基板，以及多个排列设置于所述承载基板上的金属单元，所述金属单元外缘上任两点的距离定义出一外围端点距离。所述发光体包含有极性相异且分开设置的一第一电性金属与一第二电性金属，所述第一电性金属与所述第二电性金属之间的最短距离定义出一电性金属间距，其中所述第一电性金属与第二电性金属间的所述电性金属间距大于所述金属单元最长的所述外围端点距离。藉此，使所述封装基底与所述发光体在进行结合时，不需对位，得以随意以任何方向放置，不仅省去购买对位仪器的成本，同时可简化芯片覆晶封装流程及省略晶圆级覆晶的封装流程，提升制作效率。

Description

发光结构

技术领域

本发明涉及一种发光结构，尤其涉及一种芯片的覆晶(flip chip)组装及一种晶圆级的覆晶贴合时，不需对位的发光结构。

背景技术

发光二极管(Lighting Emitting Diodes；LED)是一种由半导体材料构成，利用半导体中的电子与电洞结合而发出光子，产生不同频率的光谱的发光元件，由于发光二极管光源具有良好的色纯度、无汞、寿命长及省电等特色，因此在照明及显示器背光源等应用上逐渐受到重视。

发光二极管的封装接合方式主要有两种，一为打线(wire bonding)方式，另一为覆晶(flip chip)方式；打线封装技术是将芯片置放于基板上，再用打线技术（wire bonding）与封装基板上的连接点连接。覆晶封装技术是将芯片连接点长凸块（bump），然后将芯片翻转过来使凸块与基板（substrate）直接连接。具体来说，覆晶方式的封装结构在进行封装时必须要将覆晶的电极与基板上的电路图案进行对位，以产生电性连接。

另外，发光二极管的芯片金属贴合方式主要有两种，一为整面金属贴合方式，另一为晶圆级的覆晶贴合方式；整面金属贴合技术是将芯片的金属层与基板的金属层相贴合。晶圆级的覆晶贴合方式是在芯片上长凸块金属，然后将芯片翻转过来使凸块金属与基板（substrate）上的金属直接连接，将成长基板去除后，进行芯片制作。具体来说，晶圆级的覆晶贴合方式的结构，在贴合进行时必须要将覆晶的凸块金属与基板上的电路图案金属进行对位，进行电性连接。

不论芯片的覆晶封装或晶圆级的覆晶贴合技术，在对位的过程中，若稍有闪失则可能会导致短路，且精准的对位仪器又十分昂贵，造成制作成本的增加。

发明内容

本发明的主要目的，在于解决现有发光二极管覆晶结构中必须要将覆晶的电性金属与承载基板的电路图案对位后才能进行后续工艺，而增加制作的成本的问题。

为达上述目的，本发明提供一种发光结构，包括有一封装基底，以及一设置于所述封装基底上的发光体，所述封装基底包含一承载基板，以及多排列设置于所述承载基板上的金属单元，每一金属单元具有一接触面，所述接触面外缘上任两点的距离定义出一外围端点距离。所述发光体包含有电性相异且分开设置于同一侧的一第一电性金属与一第二电性金属，所述第一电性金属与所述第二电性金属之间的最短的距离定义出一电性金属间距，所述第一电性金属具有一与多个所述接触面接触形成电性连接的第一表面，所述第二电性金属具有一与多个所述接触面接触形成电性连接的一第二表面，其中所述第一电性金属与第二电性金属间的所述电性金属间距大于所述接触面最长的所述外围端点距离。

于一实施例中，所述多个接触面的形状选自由方形、三角形、十字形及圆形所组成的群组。

于一实施例中，所述多个金属单元以阵列方式排列设置于所述承载基板上。

于一实施例中，所述多个金属单元彼此分开且交错设置于所述承载基板上。

于一实施例中，所述第一电性金属为一p极，所述第二电性金属为一n极。

于一实施例中，所述发光体为一三族氮系列（氮化铝镓铟）半导体发光叠层。

于一实施例中，所述承载基板为电性绝缘的硅基板或AIN、BN等高导热陶瓷基板。

于一实施例中，所述发光体更具有一粗糙表面，位于所述第一电性金属与第二电性金属的另一侧。

于一实施例中，所述承载基板包含相对于所述多个金属单元设置于所述承载基板另一侧的一第一电极与一第二电极，以及贯穿所述承载基板的第一电性连接通道与一第二电性连接通道，所述第一电性连接通道两端分别连接多个所述金属单元与所述第一电极，所述第二电性连接通道两端分别连接多个所述金属单元与所述第二电极。

于一实施例中，所述发光结构更包含一形成于所述发光体相对于所述第一电性金属与所述第二电性金属一侧的透明成长基板。

本创作的有益效果在于：由于所述承载基板上具有多个得以与所述第一电性金属及所述第二电性金属接触形成电性连接的所述金属单元，且所述第一电性金属与所述第二电性金属之间的所述电性金属间距大于所述金属单元最长的所述外围端点距离，因此，当所述第一电性金属与多个所述金属单元接触，和第二电性金属与多个所述金属单元接触时，所述第一电性金属与所述第二电性金属不会有短路现象，进而令所述封装基底与所述发光体在进行结合时，不需对位，得以随意以任何方向放置，不仅省去购买对位仪器的成本，同时可简化芯片覆晶封装流程及省略晶圆级覆晶的封装流程，提升制作效率。

以下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，为本发明一较佳实施例的结构示意图；

图2-1，为本发明一较佳实施例的封装基底俯视图；

图2-2，为本发明一较佳实施例的金属单元放大示意图(一)；

图3，为本发明一较佳实施例的发光体仰视图；

图4，为本发明一较佳实施例的组合示意图；

图5-1，为本发明另一较佳实施例封装基底俯视图；

图5-2，为本发明另一较佳实施例金属单元放大示意图(二)；

图6，为本发明再一较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，现就配合附图说明如下：

请参阅图1，为本发明一较佳实施例的结构示意图，如图所示：本发明为一种发光结构，包括有一封装基底1，以及一设置于所述封装基底1上的发光体2，所述封装基底1包含一承载基板11，多排列设置于所述承载基板11上的金属单元12，相对于所述多个金属单元12设置于所述承载基板11另一侧的一第一电极13与一第二电极14，以及贯穿所述承载基板11的第一电性连接通道15与一第二电性连接通道16，所述第一电极13可为p型电极或n型电极，所述第二电极14可为与所述第一电极13极性相异的n型电极或p型电极，所述第一电性连接通道15两端分别连接多个所述金属单元12与所述第一电极13，所述第二电性连接通道16两端分别连接多个所述金属单元12与所述第二电极14。每一金属单元12具有一接触面121，其中所述承载基板11可为一绝缘且导热良好的材质，包含至少一种材料选自由电性绝缘的硅、氮化铝(AlN)及CVD钻石所构成的群组，举例来说，所述承载基板11可为电性绝缘的硅基板或AIN、BN等高导热陶瓷基板，而所述金属单元12为一金属或合金材质，例如金、银、铝、或其合金。

所述发光体2受电压驱动时会发出光线，而所述光线的颜色取决于所述发光体2的材质，其中所述发光体2可为未经切割的晶圆中的一基本单位，也就是说所述晶圆上具有多个所述发光体2，并与所述封装基底1结合，或所述发光体2可为一预先切割完成的芯片，并直接与所述封装基底1结合。于一实施例中，所述发光体2为一三族氮系列（氮化铝镓铟）半导体发光叠层，具体来说，所述发光体2包含有极性相异且分开设置的一第一电性金属21与一第二电性金属22、一第一电性半导体层23、一活性层24、第二电性半导体层25。所述活性层24形成于所述第一电性半导体23上，所述第二电性半导体层25形成于所述活性层24上，其中部分的第二电性半导体层25及活性层24被蚀刻移除以裸露部分的所述第一电性半导体层23，且所述第一电性金属21设置于所述第一电性半导体层23上形成一欧姆接触(Ohmic contact)，所述第二电性半导体层25设置有所述第二电性金属22并与所述第二电性金属22形成一欧姆接触(Ohmic contact)。所述第一电性金属21与所述第二电性金属22的材质为一金属或合金材质，例如金、银、铝、或其合金，所述第一电性金属21与所述第二电性金属22分别具有一第一表面211与一第二表面221。

于一实施例中，如图2-1与图2-2所示，所述多个金属单元12以阵列方式排列设置于所述承载基板11上，且所述多个金属单元12彼此不相互接触(如图2-1所示)，所述接触面121外缘上任两点的距离定义出一外围端点距离A1(如图2-2所示)，所述接触面121的形状不限，可为方形、三角形、十字形或圆形等几何图形，本实施例以方形接触面121举例，但并不以为限，于本实施例中，最长的所述外围端点距离A1即为所述方形的对角线的长度。如图3所示，所述第一电性金属21与所述第二电性金属22为长条状分开排列而成的图案，所述第一电性金属21与所述第二电性金属22之间的最短距离定义出一电性金属间距A2，其中所述第一电性金属21为一p极，所述第二电性金属22为一n极，或反之所述第一电性金属21为一n极，所述第二电性金属22为一p极，而所述电性金属间距A2大于所述接触面121的最长的所述外围端点距离A1。如图4所示，在封装工艺中，将所述发光体2放置于所述封装基底1上，令所述第一电性金属21的所述第一表面211与多个所述金属单元12的所述多个接触面121接触形成电性连接，且所述第二电性金属22的所述第二表面221与另外的多个所述金属单元12的所述多个接触面121接触形成电性连接。由于所述第一电性金属21与所述第二电性金属22之间的所述电性金属间距A2大于所述金属单元12的所述接触面121上最长的所述外围端点距离A1，因此，所述第一电性金属21与所述第二电性金属22在任何角度下，皆不会接触到同一所述金属单元12的所述接触面121。进而令所述封装基底1与所述发光体2在进行结合时，不需对位，得以随意以任何方向放置，可简化封装流程，提升制作效率。其中，所述第一电性半导体23更具有通过一表面粗化工艺产生一粗糙面231，使光的摘出效率提高，同时也使得发光体2的发光效率，获得整体提升。

于另一实施例中，如图5-1与图5-2所示，所述多个金属单元12为十字形，彼此分开并交错设置于所述承载基板11上，于本实施例中，最长的所述外围端点距离A1为所述十字形最长的对角线的长度，所述电性金属间距A2仍大于最长的所述外围端点距离A1，因此同样可以以任意角度放置所述发光体2于所述封装基底1上，不需对位。

于再一实施例中，如图6所示，所述发光结构更包含一形成于所述发光体2相对于所述第一电性金属21与所述第二电性金属22一侧的透明成长基板3，所述透明成长基板3的材料选自于由蓝宝石(Al2O3)、氮化镓(GaN)以及碳化硅(SiC)所组成的群组。所述透明成长基板3得以扩散自所述发光体2产生的光线，令所述发光结构发光角度扩大。

由于所述承载基板11上具有多个得以与所述第一电性金属21及所述第二电性金属22接触形成电性连接的所述金属单元12，且所述第一电性金属21与所述第二电性金属22之间的电性金属间距A2大于所述接触面121的最长的所述外围端点距离A1，因此，当所述第一电性金属21与多个所述金属单元12的所述接触面121接触时，所述第二电性金属22并不会与已与所述第一电性金属21接触的所述多个金属单元12接触，进而令所述封装基底1与所述发光体2在进行封装时，不需对位，得以随意以任何方向放置，不仅省去购买对位仪器的成本，同时可简化封装流程，提升制作效率。

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当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 (10)

1.一种发光结构，包括有一封装基底，以及一设置于所述封装基底上的发光体，所述封装基底包含一承载基板，以及多个排列设置于所述承载基板上的金属单元，所述金属单元外缘上任两点的距离定义出一外围端点距离，所述发光体包含有极性相异且分开设置的一第一电性金属与一第二电性金属，所述第一电性金属与所述第二电性金属之间的最短距离定义出一电性金属间距，其中所述第一电性金属与第二电性金属间的所述电性金属间距大于所述金属单元最长的所述外围端点距离。

2.如权利要求1所述发光结构，其特征在于，所述多个接触面的形状选自由方形、三角形、十字形及圆形所组成的群组。

3.如权利要求1所述发光结构，其特征在于，所述多个金属单元彼此分开且交错设置于所述承载基板上。

4.如权利要求1所述发光结构，其特征在于，所述多个金属单元以阵列方式排列设置于所述承载基板上。

5.如权利要求1所述发光结构，其特征在于，所述第一电性金属为一p极，所述第二电性金属为一n极。

6.如权利要求1所述发光结构，其特征在于，所述发光体为一三族氮系列半导体发光叠层。

7.如权利要求1所述发光结构，其特征在于，所述发光体更具有一粗糙表面，位于所述第一电性金属与第二电性金属的另一侧。

8.如权利要求1所述发光结构，其特征在于，所述承载基板为硅基板或AIN、BN等高导热陶瓷基板。

9.如权利要求1所述发光结构，其特征在于，所述承载基板包含相对于所述多个金属单元设置于所述承载基板另一侧的一第一电极与一第二电极，以及贯穿所述承载基板的第一电性连接通道与一第二电性连接通道，所述第一电性连接通道两端分别连接多个所述金属单元与所述第一电极，所述第二电性连接通道两端分别连接多个所述金属单元与所述第二电极。

10.如权利要求1所述发光结构，其特征在于，更包含一透明成长基板，形成于所述发光体相对于所述第一电性金属与第二电性金属的另一侧。