TW200901511A - Fabrication process for package with light emitting device on a sub-mount - Google Patents
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200901511 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本揭ΤΓ疋關於在基板上具有發光裝置的封裝之製造方法。 5【先前技術】 存放發光一極體(LED)或其他發光裝置之封裝的設計是使 自封裝輸出之親量最佳化㈣㈣素。LED f被存放在包含 ，多個凡件的封裝中，其佔據比LED晶片本身大很多的面積。為 了增加自職發出之紐量，有時會在封錢内表面上提供反 f性材料，諸如鑛金屬。&了使自封裝反射出的光線量最大化， .最好封裝内部的顯要部份上提供反射性材料。 在某些封I中，led晶片被接合至導熱墊片。反射性鏡面 之鍍金屬亦可作為部份傳導墊片和鍍穿晶圓互連的薄膜堆疊。 然而，34些處理易使製程複雜化，並減少可被用來自封裝反射 15出光線的封裝表面量。 ; 【發明内容】 在一面向中，一種具有諸如LED之發光裝置的封裝之製造 方法包含：沉積第一鍍金屬，以形成將在其上安裝該發光裝置 20的傳導墊片，並形成延伸通過支撐該傳導墊片之半導體材料的 一或多個饋通(feed-through)互連。隨後，沉積第二鍍金屬，以 形成用於將該發光裝置所發出之光線反射通過該封裝之上蓋的 反射面。該第二鍍金屬的沉積與該第一鍍金屬的沉積分離 (de-coupled)，在某些情況中，其可增加反射性鑛金屬所覆蓋的 200901511 面積，從而提高自該封裝反射出的光線量。 在某些實施形態中，沉積該第一鍍金屬以便在該傳導墊片 和該等饋通互連之每一者的頂部周圍形成各個懸突部。該第二 鍍金屬被沉積在該半導體材料的表面上，使得該等懸突部係作 5為屏蔽，以實質防止該第二鍍金屬被沉積在該等懸突部正下方 的區域上。此一技術使該第二鍍金屬得以形成與該傳導墊片和 該等饋通互連電氣地中斷之反射面。 某些實施形態包含在半導體晶圓的第一側形成凹腔，並形 成從該凹腔的底部延伸至該晶圓的第二側之一或多個通孔。沉 10 積該第一鍍金屬，以形成用於安裝該發光裝置的該傳導墊片， 並形成延伸通過該一或多個通孔的饋通互連。沉積該第一鑛金 屬以便在該傳導墊片和該等饋通互連之每一者的頂部周圍形成 懸突部。該第二鍍金屬被沉積在該半導體晶圓的該第一侧上， 包含在該凹腔的底部和侧表面上，以及在該傳導墊片和該等饋 15通互連的上表面上。該等懸突部係作為屏蔽，以實質防止該第 二鍍金屬被沉積在該等懸突部正下方的區域上。自該傳導墊片 , 和該等饋通互連的上表面選擇性地移除該第二鍍金屬，使得該 剩下的第二鍍金屬形成與該傳導墊片和該等饋通互連電氣地中 斷的反射面。然後將該發光裝置安裝在該傳導墊片上。 20 附圖及以下敘述中將陳述本發明之一或多個實施例的細 節。本發明的其他特徵及優點將由詳細說明、附圖、及申請專 利範圍所闡明。 【實施方式】 200901511 如第1圖的範例所述，兩結構12、14被銲接在一起，以提供 封入諸如LED 16之發光裝置的密封封裝10。亦可使用銲接以夕^ 的技術(例如，但不限於：陽極接合和黏著接合）。上結構12作為 上盍，並可被LED 16發出的波長所穿透。 5 在所述範例中，LED晶片16被安裝在作為基底的下結構14 上之傳導塾片18上。在基底結構14的凹腔侧表面上設置有銲接 密封環20，用以密封地將上蓋12裝附於該基底。 第2圖是LED晶片16被移除之基底14的上視圖。 如第1圖和第2圖所示，LED 16被安裝在形成於基底14中的 10凹腔22内，該基底14亦包含饋通鑛金屬24。其他電路及被動元 件可被安裝在凹腔22中並封入該封裝内。饋通鍍金屬24延伸通 過基底14之下部位中的一或多個微貫孔（亦即：通孔）。如第1圖 的範例所述’饋通鐘金屬24沿者基底14的外表面延伸，並可被 電連接至印刷電路板組件的銲料隆點26。銲線28可提供從LED 15晶片16至馈通鍍金屬24的電連接。抑或，可將LED 16直接覆晶 連接至饋通鍍金屬24。鍍金屬30亦被設置於基底14的内表面 上’包含底部32和側壁34，並作為用以將LED 16所發出之額外 光線反射通過上蓋12的鏡面。 舉例來說’基底14可由矽晶圓所形成，並使用標準技術將 20凹腔22和饋通鐘金屬24之通孔|虫刻至其中。舉例來說，可使用 雙面姓刻技術。 隨後沉積墊片18和饋通連接24之鍍金屬，以及鏡面鍍金屬 30。如下文將更詳細說明地，鏡面鑛金屬3〇之沉積是與墊片18 和饋通連接24的鍍金屬之沉積分離。 200901511 第3〜7圖描繪沉積多種鍍金屬層的製造步驟。如第3圖 示，在蝕刻凹腔22和饋通鍍金屬24之通孔，以及沉積或生: 化層之後，將薄膜鍍金屬堆疊40沉積在晶圓的表面上，包人在 該凹腔和該等通孔t。在所述範例中，薄膜堆疊4〇包含鋁(A3 鈦(Ti)、鎳(Ni)和金(Au)之層。其他實施形態可包含少於」 述材料。此外，在其他實施形態中可針對該薄膜堆疊而= 外或不同的材料。 3領 ίο 15 接者，將薄鐘模42設置在除了將被沉積饋通鑛金屬24 導塾片18之區域以外的石夕晶圓表面上。可使用.光阻遮罩來 鑛模42。雖然第3〜7圖描繪關於饋通鑛金私之範例，塾 片鑛金屬18亦使射目_處理。舉例來說，可藉由包含 浸塗、喷塗或電沉積之數種技術t的任—種來沉積該光 在沉積鐘模42之後，舉例來說，使用電鑛處理來沉積饋通 連接24和W 18讀金屬。所额之鑛金屬μ、2罐被沉 使得在各導體線及/或墊片的頂部周圍有懸突部。此一縣㈨ ⑽大例係描緣於第8圖。在後續製程期間，懸突部^轉為 屏蔽，以防止鏡面鍍金屬30被沉積得太靠、 '、…、 之鑛金屬的侧邊緣。 如“领補賴和墊片 在所=範例中’金(Au)或金.錫被用來作為饋通連接 片18的鐘金屬…旦所沉積之金的厚度 金層的等向性生長便會導致形成懸突部 =，二 模42的厚度約為7〜(㈣，而該金鍍全 叫。該等懸突部的厚度約為2〜3_。同樣地，在所^例中， 懸突部延伸超過該鐘金屬的下部約2〜3陣。在其他實施形 20 200901511 態中，這些值可不同。 接著，如第4圖所述’移除鏡模42，並將剩下的薄膜堆疊4〇 圖案化，以在該矽晶圓的背面形成金屬結構’諸如銲接合(s〇lder bond)44和銲壩(solder dam)46。在所述範例中，銲接合44包含膜 5 堆疊40的所有層；銲壩46包含該A1和Ti層。 接著’如第5圖所示，鏡面鍍金屬（例如：鋁）3〇被實質沉積 在基底14之凹腔側的所有露出區域上。可使用蒸鍍或賤錢技術 來沉積鏡面鍍金屬30 ’其最終厚度應小於饋通連接24和傳導塾 片18之鍍金屬的下部之厚度。在所述範例中，鏡面鍍金屬3〇具 10有約一百奈米（nm)的厚度。如第5圖所述，該鏡面鍍金屬被沉積 在懸突部100的頂部以及基底14之凹腔側的露出區域上。然而， 如上所述，且如第9圖所更清楚描繪地，饋通連接24和傳導墊片 18的懸犬。卩1 〇〇係作為屏故，並防止該鏡面鑛金屬被沉積得太靠 近饋通連接24和墊片18的邊緣。 15 如先前敘述所闡明地，沉積鏡面鍍金屬30的處理是與沉積 饋1連接24和傳導墊片18之鍍金屬的處理分離。其可導致在防 ‘止鏡面鍍金屬3〇接觸饋通連接24和墊片18的側邊緣時，該鏡面 鑛金屬覆蓋大部份的基底14之内表面。 接著，如第6圖所不，自鍍金層24、18移除鋁鏡面鍍金屬3〇(亦 20即丄自饋通連接24和傳導墊片18的頂部移除紹）。舉例來說，其 3藉由違擇性地將光阻層4 8 (例如’藉由電沉積技術)沉積在結鏡 =屬層30的區域上而達成，而不沉積在那独鏡面鏡金屬 ^被移除的區域上（亦即，不沉積在饋通連接24和傳導塾片Μ )。然後’可藉由將吻晶圓置於純·中而移除在金(或金 200901511 -錫）饋通連接24和傳導墊片18頂部的露出之鋁鍍金屬。 在自饋通連接24和傳導墊片18移除鋁後，剝除電沉積之光 阻層48 ’如第7圖所示。結果是用於LED晶片之半導體基板的内 5表面之顯要部份被反射性（鏡面）鍍金屬所覆蓋而提高光學輸 出。由於懸突部100 ’該鏡面鍍金屬係與導體線（亦即，饋通連接 24和傳導墊片18)電氣地中斷。 、雖然先前敘述著重於形成單一封裝之基底14 ’但該處理可 被執行如晶圓級之批次處理。 1〇 在/儿積了多種鑛金屬層之後，將LED晶片16置於傳導墊片 8上，並裝附銲線28。可以聚矽氧凝膠填充凹腔22，並將可包 含塑膠或玻璃透鏡的透明之上蓋12裝附於基底Μ。 其他實施形態包含於申請專利範圍中。 【圖式簡單說明】 15 第1圖是容納發光裝置之封裝的範例之剖面圖。 第2圖是該封裝之基底的上視圖。 I 第3 ~ 7圖描繪用以沉積多種鍍金屬層的製造步驟。 第8圖是在饋通和傳導墊片鍍金屬區域頂部之懸突部的放 大圖。 20 第9圖描繪該等懸突部如何屏蔽與該饋通和傳導墊片鍍金 屬區域的側邊緣鄰接之區域不被後續沉積之鑛金屬所覆蓋。 【主要元件符號說明】 10 封裝 -10- 200901511 12 上蓋 14 基底 16 LED 18 傳導墊片 5 20 銲接密封環 22 凹腔 24 饋通鍍金屬(饋通連接) 26 銲料隆點 28 銲線 10 30 鐘金屬 32 底部 34 侧壁 40 薄膜堆疊 42 鑛模 15 44 焊接合 46 銲壩 48 光阻層 100 懸突部 -11 -
Claims (1)
- 200901511 十、申請專利範圍： 1. 一種在基板上具有發光裝置的封裝之製造方法，該方法包括： 沉積一第一鍍金屬，以形成將在其上安裝該發光裝置的傳 導墊片，並形成延伸通過支撐該傳導墊片之半導體材料的一或 5 多個饋通(feed-through)互連；以及 隨後沉積一第二鍍金屬，以形成用於將該發光裝置所發出 之光線反射通過該封裝之上蓋的反射面， 其中，沉積該第二鍍金屬是與沉積該第一鍍金屬分離 (de-coupled) ° 10 2.如申請專利範圍第1項之製造方法，其中，該第一鍍金屬係被 沉積以便在該傳導墊片和該一或多個饋通互連之每一者的頂部 周圍形成各個懸突部。 3.如申請專利範圍第2項之製造方法，更包含： 沉積該第二鐘金屬在該半導體材料的表面上，包括在該傳 15 導墊片和該一或多個饋通互連的上表面上，其中，該等懸突部 係作為屏蔽，以實質防止該第二鍍金屬被沉積在該等懸突部正 下方的區域上；以及 隨後自該傳導墊片和該一或多個饋通互連的上表面移除該 第二鑛金屬。 20 4.如申請專利範圍第3項之製造方法，更包含實質沉積該第二鍍 金屬在該半導體材料的整個侧面上。 5. 如申請專利範圍第3項之製造方法，其中，該等懸突部是透過 該第一鍍金屬的等向性生長所形成。 6. 如申請專利範圍第5項之製造方法，更包含： -12- 200901511 在該半導體材料的表面上提供一遮罩層，該遮罩層界定將 被沉積該傳導墊片和該一或多個饋通互連之該第一鍍金屬的開 口；以及 隨後沉積該第一鍵金屬，其中，該第一鑛金屬的該等向性 5 生長發生在該第一鍍金屬的厚度超過該遮罩層的厚度時。 7. 如申請專利範圍第6項之製造方法，其中，該遮罩層包括光阻。 8. 如申請專利範圍第7項之製造方法，其中，該光阻是藉由旋塗 所沉積。 9. 如申請專利範圍第7項之製造方法，其中，該光阻是藉由浸塗 10 所沉積。 10. 如申請專利範圍第7項之製造方法，其中，該光阻是藉由喷 塗所沉積。 11. 如申請專利範圍第7項之製造方法，其中，該光阻是藉由電 沉積所沉積。 15 12.如申請專利範圍第3項之製造方法，其中，該第一鍍金屬是 藉由電鍍處理所沉積，而該第二鍍金屬是藉由蒸鍍技術所沉積。 13. 如申請專利範圍第3項之製造方法，其中，該第一鍍金屬是 藉由電鍍處理所沉積，而該第二鍍金屬是藉由濺鍍技術所沉積。 14. 如申請專利範圍第3項之製造方法，其中，該等懸突部以數 20 微米的等級延伸超過該傳導墊片和該一或多個饋通互連的各個 下部。 15. 如申請專利範圍第3項之製造方法，其中，自該傳導墊片和 該一或多個饋通互連的上表面移除該第二鍍金屬包含： 選擇性地將光阻層提供在除了將被移除之該第二鍍金屬的 200901511 區域以外之該第二鍍金屬的區域上；以及 蝕刻該第二鍍金屬的露出區域。 16.如申請專利範圍第3項之製造方法，其中，該第一鍍金屬包 括金，而該第二鍛金屬包括I呂。 5 17.如申請專利範圍第3項之製造方法，其中，該第一鍍金屬包 括金和錫，而該第二鑛金屬包括紹。 18. 如申請專利範圍第3項之製造方法，更包含在該半導體材料 中蝕刻一凹腔，其中，該傳導墊片和該一或多個饋通互連被形 成在由該凹腔所界定的區域中，且其中，該第二鍍金屬被沉積 10 在該凹腔的底表面上並沿著該凹腔的侧壁。 19. 如申請專利範圍第3項之製造方法，係被執行如半導體晶圓 級之批次處理。 20. —種用以容納發光裝置之封裝的製造方法，該方法包括： 在一半導體晶圓的第一側形成一凹腔，並形成自該凹腔的 15 底部延伸至該晶圓的第二側之一或多個通孔； 沉積一第一鍍金屬，以形成用於安裝該發光裝置的傳導墊 , 片，並形成延伸通過該一或多個通孔的饋通互連，其中，沉積 該第一鍍金屬以便在該傳導墊片和該等饋通互連之每一者的頂 部周圍形成各個懸突部； 20 沉積一第二鍍金屬在該半導體晶圓的該第一侧上，包含在 該凹腔的底部和侧表面上，以及在該傳導墊片和該等饋通互連 的上表面上，其中，該等懸突部係作為屏蔽，以實質防止該第 二鍍金屬被沉積在該等懸突部正下方的區域上； 自該傳導墊片和該等饋通互連的上表面選擇性地移除該第 200901511 二鍵金屬，使得該剩下的第二鑛金屬形成與該傳導墊片和該等 饋通互連電氣地中斷的反射面；以及 將該發光裝置安裝在該傳導墊片上。 21. 如申請專利範圍第20項之製造方法，其中，該等懸突部是透 5 過該第一鍍金屬的等向性生長所形成。 22. 如申請專利範圍第21項之製造方法，更包含： 在該半導體材料的該第一側上提供遮罩層，該遮罩層界定 將被沉積該傳導墊片和該等饋通互連之該第一鍍金屬的開口； 以及 10 隨後沉積該第一鍵金屬，其中，該第一鑛金屬的該等向性 生長發生在該第一鍍金屬的厚度超過該遮罩層的厚度時。 23. 如申請專利範圍第20項之製造方法，其中，該第一鍍金屬是 藉由電鑛處理所沉積，而該第二鏡金屬是藉由蒸鐘技術所沉積。 24. 如申請專利範圍第20項之製造方法，其中，該第一鍍金屬是 15 藉由電鐘處理所沉積，而該第二鑛金屬是藉由減:鑛技術所沉積。 25. 如申請專利範圍第20項之製造方法，其中，該等懸突部以數 ^ 微米的等級延伸超過該傳導墊片和該等饋通互連的各個下部。 26. 如申請專利範圍第20項之製造方法，其中，該第一鍍金屬包 括金，而該第二鑛金屬包括I呂。 20 27.如申請專利範圍第20項之製造方法，其中，該第一鍍金屬包 括金和錫，而該第二鍍金屬包括I呂。 28. 如申請專利範圍第20項之製造方法，更包含將一發光二極體 安裝在該傳導墊片上。 29. 如申請專利範圍第28項之製造方法，更包含將該發光二極體 -15- 200901511 電耦接至該等饋通互連，並將一透明上蓋裝附在該發光二極體 上。 -16-
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