CN105448904A - 发光二极管封装结构及其制造方法 - Google Patents

发光二极管封装结构及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105448904A
CN105448904A CN201410442080.6A CN201410442080A CN105448904A CN 105448904 A CN105448904 A CN 105448904A CN 201410442080 A CN201410442080 A CN 201410442080A CN 105448904 A CN105448904 A CN 105448904A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
led
protective layer
substrate
crystal particle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410442080.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105448904B (zh
Inventor
黄建翔
洪梓健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rongchuang Energy Technology Co ltd
Zhanjing Technology Shenzhen Co Ltd
Original Assignee
Rongchuang Energy Technology Co ltd
Zhanjing Technology Shenzhen Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rongchuang Energy Technology Co ltd, Zhanjing Technology Shenzhen Co Ltd filed Critical Rongchuang Energy Technology Co ltd
Priority to CN201410442080.6A priority Critical patent/CN105448904B/zh
Priority to TW103133018A priority patent/TW201611344A/zh
Priority to US14/826,397 priority patent/US20160064614A1/en
Publication of CN105448904A publication Critical patent/CN105448904A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105448904B publication Critical patent/CN105448904B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203—Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0025—Processes relating to coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H01L33/486—Containers adapted for surface mounting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

一种发光二极管封装结构，包括基板以及覆晶设置在基板上的发光二极管晶粒，所述发光二极管晶粒包括磊晶结构及设置在磊晶结构上的第一电极及第二电极，所述第一电极及第二电极包覆在保护层内。本发明还涉及这种发光二极管封装结构的制造方法。所述发光二极管晶粒的第一电极及第二电极均包覆在保护层的内部，减小了水、气等对第一电极及第二电极的侵袭，提高了整个发光二极管封装结构的可靠性。

Description

发光二极管封装结构及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体发光元件，尤其涉及一种发光二极管封装结构及其制造方法。
背景技术
传统的发光二极管包括基板、设置在基板上的电极结构、设置在基板上且与电极结构电性连接的发光二极管晶粒。发光二极管晶粒包括磊晶结构及设置在磊晶结构上的第一电极及第二电极。所述发光二极管晶粒通过第一电极与第二电极分别与所述电极结构对应焊接。然而，传统发光二极管焊接至基板后，第一电极及第二电极外露在空气中，从而导致第一电极及第二电极易被水、气等侵袭，从而导致发光二极管的可靠性较差。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可靠性高的发光二极管封装结构及其制造方法。
一种发光二极管封装结构，包括基板以及覆晶设置在基板上的发光二极管晶粒，所述发光二极管晶粒包括磊晶结构及设置在磊晶结构上的第一电极及第二电极，所述第一电极及第二电极包覆在保护层内。
一种发光二极管封装结构的制造方法，其包括：
在磊晶结构的一侧表面形成光阻层；
去除部分光阻层以形成贯穿光阻层的多个第一沟道；
在所述多个第一沟道内填充形成金属层；
去除剩余的的光阻层，以在金属层之间形成第二沟道；
在所述第二沟道内设置绝缘层，形成发光二极管晶粒，所述金属层分别形成第一电极及第二电极；
将所述发光二极管晶粒固定至基板上；
在所述发光二极管晶粒的第一电极及第二电极外露的表面形成覆盖第一电极及第二电极的保护层。
本发明的发光二极管封装结构及其制造方法中，由于所述发光二极管晶粒的第一电极及第二电极均包覆在保护层的内部，减小了水、气等对第一电极及第二电极的侵袭，提高了整个发光二极管封装结构的可靠性。
附图说明
图1为本发明第一实施例的发光二极管封装结构的组装示意图。
图2为本发明第二实施例的发光二极管封装结构的组装示意图。
图3为本发明第三实施例的发光二极管封装结构的组装示意图。
图4为本发明第四实施例的发光二极管封装结构的组装示意图。
图5为本发明第五实施例的发光二极管封装结构的组装示意图。
图6至图15为本发明一实施例的发光二极管封装结构的制造方法示意图。
主要元件符号说明
发光二极管封装结构 100
基板 10，50a
第一表面 11，501a
第二表面 12，502a
发光二极管晶粒 20，100a
磊晶结构 21，10a
第一电极 22，22a
第二电极 23
空隙 24
保护层 30，70a
导电胶 40，60a
绝缘层 50，40a
光阻层 20a
第一沟道 21a
金属层 30a
第二沟道 31a
第三沟道 33a
间隔部 35a
电极接脚 220
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
第一实施例
请参见图1，本发明的发光二极管封装结构100，包括基板10以及覆晶设置在基板10上的发光二极管晶粒20。所述发光二极管晶粒20包括磊晶结构21及设置在磊晶结构21上的第一电极22及第二电极23，所述第一电极22及第二电极23包覆在保护层30内。
所述基板10为高导热封装用板体，其包括第一表面11及与该第一表面11相对的第二表面12。所述基板10的第一表面11上设置有用以与发光二极管晶粒20电性连接的电极结构（图未示）。所述基板10的材料可包括镍(Ni)、铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)、铝(Al)等高导热金属。所述基板10可为金属基印刷电路板。优选地，所述基板10的厚度小于50um。
所述发光二极管晶粒20的第一电极22及第二电极23可直接焊接至所述基板10的电极结构上，也可通过导电胶40固定至基板10第一表面11。本实施例中，所述发光二极管晶粒20通过导电胶40直接粘结在基板10上，且所述导电胶40同所述发光二极管晶粒20的第一电极22及第二电极23一并包覆在保护层30的内部。所述第一电极22及第二电极23可由镍、银、白金、铬、金、银或复合金属等制成。所述导电胶40的制作材料包括镍（Ni）、银（Ag）、铂（Pt）、金（Au)、钛（Ti）、铬（Cr）。
优选地，所述第一电极22及第二电极23之间的空隙24内也可填充有上述保护层30。
所述保护层30由绝缘材料制成。优选地，所述保护层30为为旋涂式玻璃（Spinonglass，SOG）。所述旋涂式玻璃由硅氧烷基（Siloxane）、二氧化硅基（SIO2）、氟、碳掺杂、硅酸盐（Silicate）类等低介电系数之材料组成。
所述保护层30自所述基板10的第一表面11沿着所述第一电极22的外露的表面、第二电极23的外露的表面向上攀爬。本实施例中，所述保护层30向攀爬至恰好覆盖所述第一电极22及第二电极23外露的表面即可。
第二实施例
请参见图2，所述保护层30沿着所述第一电极22及第二电极23外露的表面攀爬并覆盖磊晶结构21部分侧面。
第三实施例
请参见图3，所述保护层30沿着所述第一电极22及第二电极23外露的表面攀爬以覆盖磊晶结构21整个侧面。
第四实施例
请参见图4，所述第一电极22及第二电极23之间的空隙24内填充所述保护层30及所述绝缘层50。所述保护层30与所述绝缘层50堆叠设置。所述保护层30设置在所述基板10的第一表面11，所述绝缘层50设置在所述保护层30与所述磊晶结构21之间。
所述绝缘层50的材料包括二氧化硅（SiO2）、氮化硅（Si3N4）、氧化铝（Al2O3）、氮化铝（AlN）、碳氧化合物。当所述绝缘层50的厚度小于20um时，磊晶结构21产生的热量自绝缘层50传导至基板10的速率较快。
本实施例中，由于所述第一电极22及第二电极23包覆在所述保护层30内部，从而减小了水、气对发光二极管晶粒20第一电极22及第二电极23的可靠性的影响，进而提高了整个发光二极管封装结构100的稳定性。
第五实施例
请参见图5，所述第一电极22a包括多个间隔设置的电极接脚220。此时，所述保护层30包覆所述多个电极接脚220于其内部。
所述电极接脚220之间填充绝缘层50。所述多个电极接脚220增大了第一电极22a与基板10电性连接的强度，即使其中一个接脚断开，也不会影响整个发光二极管晶粒20的正常工作。况且，所述磊晶结构21产生的热量可自该多个电极接脚220朝向基板10传输磊晶结构21产生的热量，大大增强了发光二极管封装结构100的散热效率。
本发明还涉及一种发光二极管封装结构的制造方法，其包括：
请参见图6，在磊晶结构10a的一侧表面形成光阻层20a。所述磊晶结构10a可包括N型半导体层、活性层及P型半导体层。所述光阻层20a覆盖磊晶结构10a的所述一侧表面。当然，所述光阻层20a也可部分覆盖所述磊晶结构10a的所述一侧表面。
所述制造方法还包括：请参见图7，在所述光阻层20a上形成多个贯穿光阻层20a的第一沟道21a。优选地，所述第一沟道21a间隔且平行设置。本实施例中，所述第一沟道21a的数目为6个。本步骤中的第一沟道21a可采用黄光微影制程得到。
所述制造方法还包括：请参见图8，在所述第一沟道21a内填充形成金属层30a。所述金属层30a的制作材料包括镍、银、白金、铬、金、银或复合金属。所述金属层30a采用蒸镀的方式形成在第一沟道21a内。
所述制造方法还包括：请参见图9，去除剩余的的光阻层20a，以在金属层30a之间形成第二沟道31a。
所述制造方法还包括：请参见图10，在所述第二沟道31a内设置绝缘层40a，形成发光二极管晶粒100a。所述绝缘层100a的厚度小于所述第二沟道31a的深度，以使所述绝缘层40a的上表面与第二沟道31a的侧壁之间形成第三沟道33a。本实施例中，所述磊晶结构10a最右端的金属层30a作为发光二极管晶粒100a的第二电极使用，所述磊晶结构10a表面的其他金属层30a作为第一电极使用。
所述制造方法还包括：请参见图11及图12，将所述发光二极管晶粒100a固定至基板50a上。所述基板50a为高导热基板，其可为金属基印刷电路板。所述基板50a包括第一表面501a及与第一表面501a相对的第二表面502a。所述基板50a包括位于第一表面501a且用以与发光二极管晶粒100a电性连接的电极结构（图未示）。
请参见图12至图14，所述将发光二极管晶粒100a固定至基板50a的过程包括：在基板50a第一表面501a上形成导电胶60a，并将所述发光二极管晶粒100a的金属层30a分别正对与之相应的导电胶60a，且将发光二极管晶粒100a和基板50a相向压合。所述发光二极管晶粒100a压合至基板50a后，所述导电胶60a填充多个第三沟道33a。本实施例中，所述基板50a与位于所述第一电极与第二电极之间的绝缘层40a之间形成间隔部35a。
所述制造方法还包括：请参见图15，在所述发光二极管晶粒100a的外露的表面形成覆盖所述金属层30a的保护层70a。所述保护层70a可以进一步填充在所述第一电极及第二电极之间的间隔部35a内。优选地，所述保护层70a为旋涂式玻璃。

Claims (10)

1.一种发光二极管封装结构，包括基板以及覆晶设置在基板上的发光二极管晶粒，所述发光二极管晶粒包括磊晶结构及设置在磊晶结构上的第一电极及第二电极，所述第一电极及第二电极包覆在保护层内。
2.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述保护层沿着所述第一电极及第二电极的外露的表面攀爬以覆盖部分磊晶结构的部分侧面。
3.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述保护层沿着所述第一电极及第二电极外露的表面攀爬以覆盖所述磊晶结构的整个侧面。
4.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述第一电极及第二电极之间形成保护层。
5.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述保护层为旋涂式玻璃。
6.如权利要求1所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述第一电极及第二电极之间形成堆叠设置的保护层和绝缘层，所述保护层设置在所述基板的表面上，所述绝缘层设置在所述磊晶结构与所述保护层之间。
7.如权利要求6所述的发光二极管封装结构，其特征在于：所述保护层由硅氧烷基、二氧化硅基、氟、碳掺杂、硅酸盐类低介电系数之材料组成，所述绝缘层的材料包括二氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝、碳氧化合物。
8.一种发光二极管封装结构的制造方法，其包括：
在磊晶结构的一侧表面形成光阻层；
去除部分光阻层以形成贯穿光阻层的多个第一沟道；
在所述多个第一沟道内填充形成金属层；
去除剩余的的光阻层，以在金属层之间形成第二沟道；
在所述第二沟道内设置绝缘层，形成发光二极管晶粒，所述金属层分别形成第一电极及第二电极；
将所述发光二极管晶粒固定至基板上；
在所述发光二极管晶粒的第一电极及第二电极外露的表面形成覆盖第一电极及第二电极的保护层。
9.如权利要求8所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述将发光二极管晶粒固定至基板的过程包括：在基板第一表面上形成导电胶，并将所述发光二极管晶粒的第一电极与第二电极分别正对与之相应的导电胶，且将发光二极管晶粒和基板相向压合。
10.如权利要求8所述的发光二极管封装结构的制造方法，其特征在于：所述保护层为旋涂式玻璃。
CN201410442080.6A 2014-09-02 2014-09-02 发光二极管封装结构及其制造方法 Active CN105448904B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410442080.6A CN105448904B (zh) 2014-09-02 2014-09-02 发光二极管封装结构及其制造方法
TW103133018A TW201611344A (zh) 2014-09-02 2014-09-24 發光二極體封裝結構及其製造方法
US14/826,397 US20160064614A1 (en) 2014-09-02 2015-08-14 Light emitting diode package and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410442080.6A CN105448904B (zh) 2014-09-02 2014-09-02 发光二极管封装结构及其制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105448904A true CN105448904A (zh) 2016-03-30
CN105448904B CN105448904B (zh) 2019-02-19

Family

ID=55403513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410442080.6A Active CN105448904B (zh) 2014-09-02 2014-09-02 发光二极管封装结构及其制造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20160064614A1 (zh)
CN (1) CN105448904B (zh)
TW (1) TW201611344A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115036519B (zh) * 2022-07-04 2024-10-01 上海电气集团股份有限公司 氟掺杂多孔碳、微孔层、气体扩散层及制备方法、应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5886401A (en) * 1997-09-02 1999-03-23 General Electric Company Structure and fabrication method for interconnecting light emitting diodes with metallization extending through vias in a polymer film overlying the light emitting diodes
CN1340864A (zh) * 2000-09-01 2002-03-20 西铁城电子股份有限公司 表面装配型发光二极管及其制造方法
US6531328B1 (en) * 2001-10-11 2003-03-11 Solidlite Corporation Packaging of light-emitting diode
CN1768434A (zh) * 2003-03-28 2006-05-03 吉尔科有限公司 发光二极管功率封装

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7687810B2 (en) * 2007-10-22 2010-03-30 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Robust LED structure for substrate lift-off
CN101621101A (zh) * 2008-06-30 2010-01-06 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管及其制造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5886401A (en) * 1997-09-02 1999-03-23 General Electric Company Structure and fabrication method for interconnecting light emitting diodes with metallization extending through vias in a polymer film overlying the light emitting diodes
CN1340864A (zh) * 2000-09-01 2002-03-20 西铁城电子股份有限公司 表面装配型发光二极管及其制造方法
US6531328B1 (en) * 2001-10-11 2003-03-11 Solidlite Corporation Packaging of light-emitting diode
CN1768434A (zh) * 2003-03-28 2006-05-03 吉尔科有限公司 发光二极管功率封装

Also Published As

Publication number Publication date
TW201611344A (zh) 2016-03-16
US20160064614A1 (en) 2016-03-03
CN105448904B (zh) 2019-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8211722B2 (en) Flip-chip GaN LED fabrication method
TWI695523B (zh) 發光二極體晶片
US9356213B2 (en) Manufacturing method of a light-emitting device having a patterned substrate
TWI429108B (zh) 半導體發光裝置
US9006005B2 (en) Flip light emitting diode chip and method of fabricating the same
US9190569B2 (en) Flip-chip light emitting diode and fabrication method
US9548433B2 (en) Light-emitting diode chip
CN104300069A (zh) 高压led芯片及其制备方法
US8097476B2 (en) Light emitting diode and wafer level package method, wafer level bonding method thereof, and circuit structure for wafer level package
US9559265B2 (en) Flip-chip LED, method for manufacturing the same and flip-chip package of the same
JP6139687B2 (ja) 互いに並んで配置された複数の活性領域を有するオプトエレクトロニクス半導体チップ
JP2011253975A (ja) 発光装置およびその製造方法
US8754439B2 (en) Light-emitting element and the manufacturing method thereof
US10134709B1 (en) Substrateless light emitting diode (LED) package for size shrinking and increased resolution of display device
KR20180000032A (ko) 반도체 발광소자 패키지
JP4474892B2 (ja) フリップチップ型ｌｅｄ
CN104733600B (zh) 一种倒装led芯片及其制备方法
CN105336829A (zh) 倒装发光二极管结构及其制作方法
US8975659B2 (en) Chip on board light emitting diode device having dissipation unit array
CN105448904A (zh) 发光二极管封装结构及其制造方法
US8507934B2 (en) Light emitting diode package and method for manufacturing the same
JP2008124267A (ja) 発光装置
CN102104037B (zh) 一种具有集成电路的发光器件及其制造方法
KR20150052513A (ko) 발광 소자 및 그 제조 방법
CN204348753U (zh) 一种高压led芯片

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant