TW201434177A - 發光二極體的轉置基材與使用該轉置基材的發光裝置製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種發光二極體的轉置基材包含一基材本體以及複數第一導電層。基材本體具有一第一表面。第一導電層位於基材本體的第一表面上，其中每兩相鄰第一導電層之間的第一表面均具有一填膠凹槽。

Description

發光二極體的轉置基材與使用該轉置基材的發光裝置製造 方法
本發明是有關於一種發光二極體的轉置基材與使用該轉置基材的發光裝置製造方法。
發光二極體(Light Emitting Diode,LED)是一種發光的半導體元件，因具有省電、發光效率高、壽命長及環保等傳統光源無法達到之優點，再加上隨著不同顏色的發光二極體，如藍光、紫外光、紅光或白光，一一被開發，使得發光二極體更具選擇性，因此成為現今重要的發光裝置之一。
目前將發光二極體晶片固晶於基板上的方法很多，較常見的方式是使用點膠方式將發光二極體晶片的底面上膠後，再黏著於基板上的固晶區域。另一種方式將發光二極體晶片以覆晶方式固定於基板上，且發光二極體晶片的電極上具有共晶層，利用加熱高於其共晶溫度時，共晶層會熔化並迅速固化，以達到將發光二極體晶片迅速黏著於基板之導電層上的目的。
然而，使用上述共晶層的固晶方式，若後續使用雷 射去除發光二極體晶片之基底時，常會造成發光二極體晶片損傷等缺點。若不去除發光二極體晶片之基底，則發光二極體晶片的取光效率較不佳。
因此，本發明之一目的是在提供一種改良發光二極體的轉置基材及使用該轉置基材的發光裝置製造方法。
根據上述本發明之目的，提供一種發光二極體的轉置基材，其包含一基材本體以及複數第一導電層。基材本體具有一第一表面。第一導電層位於基材本體的第一表面上，其中每兩相鄰第一導電層之間的第一表面均具有一填膠凹槽。
依據本發明另一實施例，基材本體還包含相對於第一表面的一第二表面，第二表面上具有複數第二導電層，每一第二導電層分別對準每一第一導電層且透過基材本體的通孔彼此電性連接。
依據本發明另一實施例，基材本體為一矽基材。
依據本發明另一實施例，填膠凹槽的深度介於5微米至100微米之間。
依據本發明另一實施例，填膠凹槽的寬度介於25微米至500微米之間。
根據上述本發明之目的，提供一種發光裝置的製造方法，其包含以下步驟。提供一轉置基材，其具有複數導電層，且於每兩相鄰導電層之間的轉置基材的表面均具有 一填膠凹槽。將一設置於一基底上之發光二極體晶片以覆晶方式固晶於轉置基材上，並使發光二極體晶片之電極分別連接至兩相鄰的導電層。
依據本發明另一實施例，發光裝置的製造方法還包含以一雷射剝離步驟去除該基底，使該發光二極體晶片的表面裸露。
依據本發明另一實施例，發光裝置的製造方法還包含粗糙化處理裸露的發光二極體晶片的表面。
依據本發明另一實施例，填膠凹槽的深度介於5微米至100微米之間。
依據本發明另一實施例，填膠凹槽的寬度介於25微米至500微米之間。
依據本發明另一實施例，發光裝置的製造方法還包含以一共晶製程將該發光二極體晶片固晶於該轉置基材上。
由上述可知，應用本發明之發光二極體的轉置基材及使用該轉置基材製造發光裝置的方法，可使發光二極體晶片於覆晶轉置基材後，能沿填膠凹槽填入膠體至發光二極體晶片與轉置基材之間，進而使後續使用雷射去除發光二極體晶片之基底時，發光二極體晶片之損傷機率能降低，提高發光二極體晶片的取光效率，且出光面粗糙化處理後的發光二極體晶片出光更為均勻。
100‧‧‧轉置基材
100’‧‧‧轉置基材
102‧‧‧基材本體
102’‧‧‧基材本體
102a‧‧‧第一表面
102b‧‧‧第二表面
104‧‧‧第一導電層
104a‧‧‧第一導電層
104b‧‧‧第二導電層
104c‧‧‧導電層
106‧‧‧填膠凹槽
108‧‧‧通孔
110‧‧‧膠體
w‧‧‧寬度
d‧‧‧深度
200a‧‧‧轉置基材
200b‧‧‧轉置基材
202a‧‧‧基材本體
202b‧‧‧基材本體
204‧‧‧導電層
204a‧‧‧導電層
206‧‧‧填膠凹槽
210‧‧‧發光二極體晶片
210a‧‧‧發光二極體晶片
210b‧‧‧發光二極體晶片
210c‧‧‧發光二極體晶片
210d‧‧‧發光二極體晶片
210e‧‧‧發光二極體晶片
210f‧‧‧發光二極體晶片
210g‧‧‧發光二極體晶片
212‧‧‧基底
212a‧‧‧基底
212b‧‧‧基底
212c‧‧‧基底
213‧‧‧粗糙化表面
213a‧‧‧粗糙化表面
213b‧‧‧粗糙化表面
213c‧‧‧粗糙化表面
300‧‧‧發光裝置
第1A圖係繪示本發明第一實施例之發光二極體的轉置基材的剖面圖。
第1B圖係繪示第1A圖之轉置基材的上視圖。
第2A圖係繪示本發明第二實施例之發光二極體的轉置基材的剖面圖。
第2B圖係繪示第2A圖之轉置基材的上視圖。
第3A圖係繪示本發明第三實施例之發光二極體的轉置基材的剖面圖。
第3B圖係繪示第3A圖之轉置基材的上視圖。
第4A圖係繪示本發明第四實施例之發光二極體的轉置基材的剖面圖。
第4B圖係繪示第4A圖之轉置基材的上視圖。
第5A~5D圖係繪示本發明之一實施例之發光裝置的製造方法的部份步驟的剖面圖。
第6~7圖係繪示本發明之另一實施例之發光裝置的製造方法的部份步驟的剖面圖。
以下將以圖式及詳細說明清楚說明本發明之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本發明之較佳實施例後，當可由本發明所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明之精神與範圍。
為解決習知使用共晶層的覆晶固晶方式的製程所 造成的相關缺點，本發明提出一種適用於使用共晶層的覆晶固晶方式的的轉置基材(sub-mount)及相關製造方法，使後續使用雷射去除發光二極體晶片之基底時，發光二極體晶片之損傷機率能降低，且提高發光二極體晶片的取光效率。以下將配合圖式說明本發明之發光二極體的轉置基材及使用該轉置基材製造發光裝置的方法。
請同時參照第1A、1B圖，第1A圖係繪示本發明第一實施例之發光二極體的轉置基材的剖面圖，第1B圖係繪示第1A圖之轉置基材的上視圖。轉置基材100包含一基材本體102以及二個第一導電層104。第一導電層104位於基材本體102的第一表面102a上。兩相鄰第一導電層104之間之第一表面上具有一填膠凹槽106。填膠凹槽106故名思義是作為填膠之用，填膠凹槽106的尺寸設計使膠體易於發光二極體晶片固晶於轉置基材100後填入填膠凹槽106內。在本實施例中，填膠凹槽106的深度d介於5微米至100微米之間，但不以此為限；填膠凹槽106的寬度w介於25微米至500微米之間，但亦不以此為限。此外，基材本體102可為一矽基材，但不以此為限。
請同時參照第2A、2B圖，第2A圖係繪示本發明第二實施例之發光二極體的轉置基材的剖面圖，第2B圖係繪示第2A圖之轉置基材的上視圖。第二實施例與第一實施例的差異在於轉置基材100’的兩表面具有導電層，而轉置基材100僅在其中之一表面具有導電層。轉置基材100’包含一基材本體102’、二個第一導電層104a以及二個第二導 電層104b。第一導電層104a位於基材本體102’的第一表面102a上，第二導電層104b位於基材本體102’的第二表面102b上。第一表面102a與第二表面102b為基材本體102’的兩相對表面。此外，每一第二導電層104b分別對準對應的每一第一導電層104a且透過基材本體102’的通孔108彼此電性連接(以導電層104c連接)。轉置基材100’適用於作為表面黏著裝置(Surface Mounting Device)的基材。兩相鄰第一導電層104a之間之第一表面上具有一填膠凹槽106。填膠凹槽106故名思義是作為填膠之用，填膠凹槽106的尺寸使膠體易於發光二極體晶片固晶於轉置基材100’後填入填膠凹槽106內。與第一實施例相似的，填膠凹槽106的深度介於5微米至100微米之間，但不以此為限；填膠凹槽106的寬度介於25微米至500微米之間，但亦不以此為限。此外，基材本體102’可為一矽基材，但不以此為限。
請同時參照第3A、3B圖，第3A圖係繪示本發明第三實施例之發光二極體的轉置基材的剖面圖，第3B圖係繪示第3A圖之轉置基材的上視圖。第三實施例與第一實施例的差異在於轉置基材200a可供複數個發光二極體晶片固晶於其上，而轉置基材100僅可供單一個發光二極體晶片固晶於其上。轉置基材200a包含一基材本體202a以及4個以上第一導電層204。第一導電層204位於基材本體102的第一表面上。每兩相鄰第一導電層204之間之第一表面上具有一填膠凹槽206，因此轉置基材200a可供三個發光二極體晶片(210a、210b、210c)固晶於其上，且每一發 光二極體晶片均跨越一對應的填膠凹槽206。填膠凹槽206故名思義是作為填膠之用，填膠凹槽206的尺寸使膠體易於發光二極體晶片固晶於轉置基材200a後填入填膠凹槽206內。與第一實施例相似的，填膠凹槽206的深度介於5微米至100微米之間，但不以此為限；填膠凹槽206的寬度介於25微米至500微米之間，但亦不以此為限。此外，基材本體202a可為一矽基材，但不以此為限。
請同時參照第4A、4B圖，第4A圖係繪示本發明第四實施例之發光二極體的轉置基材的剖面圖，第4B圖係繪示第4A圖之轉置基材的上視圖。第四實施例與第三實施例的差異在於轉置基材200b可供複數個發光二極體晶片以二維陣列方式固晶於其上，而轉置基材200a僅可供複數個發光二極體晶片以一維陣列方式固晶於其上。轉置基材200b包含一基材本體202b以及3個第一導電層204a。第一導電層204a位於基材本體202b的第一表面上。兩相鄰第一導電層204a之間的第一表面上具有一填膠凹槽206，且第一導電層204a較寬(與第一導電層204比較)，因此轉置基材200a可供四個發光二極體晶片(210d、210e、210f、210g)固晶於其上，且每一發光二極體晶片均跨越一對應的填膠凹槽206。填膠凹槽206故名思義是作為填膠之用，填膠凹槽206的尺寸使膠體易於發光二極體晶片固晶於轉置基材200b後填入填膠凹槽206內。與第一實施例相似的，填膠凹槽206的深度介於5微米至100微米之間，但不以此為限；填膠凹槽206的寬度介於25微米至500微 米之間，但亦不以此為限。此外，基材本體202b可為一矽基材，但不以此為限。
請參照第5A~5D圖，其繪示本發明之一實施例之發光裝置300的製造方法的部份步驟的剖面圖。在第5A圖中，將一設置於一基底212上之發光二極體晶片210以覆晶方式固晶於轉置基材100上，並使發光二極體晶片210之電極分別連接至兩相鄰之該些導電層104。若發光二極體晶片210使用共晶製程固晶時，發光二極體晶片210與轉置基材100的間隙通常小於3微米，不利於將膠體填入發光二極體晶片210與轉置基材100的間隙中。在第5B圖中，填膠凹槽206之設計使膠體110易於沿填膠凹槽206填入至發光二極體晶片210與轉置基材100之間。在第5C圖中，當填入填膠凹槽206的膠體110凝固後，使用例如雷射剝離步驟去除發光二極體晶片210之基底212，使發光二極體晶片210的表面裸露。因為發光二極體晶片210與轉置基材100之間的膠體已凝固，當去除發光二極體晶片210之基底210時，發光二極體晶片210穩固的附著於轉置基材100上，較不易因去除基底的施力所損傷。在第5D圖中，在去除基底212後，處理裸露的發光二極體晶片210之出光面而形成一粗糙化表面213，使發光二極體晶片210的出光更為均勻。
請參照第6~7圖，其繪示本發明之另一實施例之發光裝置的製造方法的部份步驟的剖面圖。上述第5A~5D圖的製造方法亦適用於將複數個發光二極體晶片(210a、 210b、210c)固晶於一轉置基材200a上，並將膠體填入填膠凹槽206內。當填入填膠凹槽206的膠體凝固後，使用例如雷射剝離步驟去除發光二極體晶片(210a、210b、210c)之基底(212a、212b、212c)，藉以提升發光二極體晶片之取光效率；接著處理裸露的發光二極體晶片(210a、210b、210c)之出光面而形成一粗糙化表面(213a、213b、213c)，使發光二極體晶片(210a、210b、210c)的出光更為均勻。
由上述本發明實施方式可知，應用本發明之發光二極體的轉置基材及使用該轉置基材製造發光裝置的方法，可使發光二極體晶片於覆晶轉置基材後，能沿填膠凹槽填入膠體至發光二極體晶片與轉置基材之間，進而使後續使用雷射去除發光二極體晶片之基底時，發光二極體晶片之損傷機率能降低，提高發光二極體晶片的取光效率，且出光面粗糙化處理後的發光二極體晶片出光更為均勻。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧轉置基材
102‧‧‧基材本體
102a‧‧‧第一表面
104‧‧‧第一導電層
106‧‧‧填膠凹槽
d‧‧‧深度

Claims (11)

  1. 一種發光二極體的轉置基材，包含：一基材本體，具有一第一表面；以及複數第一導電層，位於該基材本體的該第一表面上，其中每兩相鄰該些第一導電層之間的該第一表面均具有一填膠凹槽。
  2. 如請求項1所述之轉置基材，其中該基材本體還包含相對於該第一表面的一第二表面，該第二表面上具有複數第二導電層，每一該些第二導電層分別對準每一該些第一導電層且透過該基材本體的通孔彼此電性連接。
  3. 如請求項1所述之轉置基材，其中該基材本體為一矽基材。
  4. 如請求項1所述之轉置基材，其中該填膠凹槽的深度介於5微米至100微米之間。
  5. 如請求項1所述之轉置基材，其中該填膠凹槽的寬度介於25微米至500微米之間。
  6. 一種發光裝置的製造方法，包含：提供一轉置基材，該轉置基材具有複數導電層，且於每兩相鄰該些導電層之間的該轉置基材的表面均具有一填膠 凹槽；將一設置於一基底上之發光二極體晶片以覆晶方式固晶於該轉置基材上，並使該發光二極體晶片之電極分別連接至兩相鄰之該些導電層；沿該填膠凹槽填入膠體至該發光二極體晶片與該轉置基材之間；以及去除該發光二極體晶片之該基底。
  7. 如請求項6所述之製造方法，還包含以一雷射剝離步驟去除該基底，使該發光二極體晶片的表面裸露。
  8. 如請求項7所述之製造方法，還包含粗糙化處理裸露的該發光二極體晶片的表面。
  9. 如請求項6所述之製造方法，其中該填膠凹槽的深度介於5微米至100微米之間。
  10. 如請求項6所述之製造方法，其中該填膠凹槽的寬度介於25微米至500微米之間。
  11. 如請求項6所述之製造方法，還包含以一共晶製程將該發光二極體晶片固晶於該轉置基材上。
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