TW201507207A - 具有圓頂狀的晶片級發光裝置封裝 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示製作於一晶圓基板上之發光裝置(LED)，該等發光裝置(LED)具有將結構支撐提供至每一LED之一或多個厚金屬層。個別LED之間的深蝕道或分隔道不包含此金屬，且該晶圓可容易地切片/分割成經單粒化自支撐LED。由於此等裝置係自支撐的，因此不需要一單獨支撐基台。在單粒化之前，可在晶圓級上施加進一步程序；在單粒化之後，可視需要將此等自支撐LED取放於一中間基板上以供進一步處理。在本發明之一實施例中，在晶圓級上或在該等發光裝置位於該中間基板上時於該等發光裝置上方形成保護性光學圓頂。

Description

具有圓頂狀的晶片級發光裝置封裝
本發明係關於發光裝置之領域，且特定而言係關於一種用於產生具有光學圓頂的晶片級發光裝置之方法。
包含薄膜覆晶裝置之薄膜發光裝置被習用地測試、單粒化(分割)、然後通常經由將數百個發光晶粒附接於一基台上之一取放程序附接至該基台。該基台提供支撐個別發光晶粒所需要之結構及允許將一外部電源耦合至發光晶粒之電路。該基台亦允許將諸如層壓及囊封之後續程序同時施加至基台上之所有裝置之後續程序，從而顯著地減小製作成本。在此處理之後，隨後將具有完成之發光裝置之基台切片/分割(「單粒化」)以產生可放置於燈中、附接至電路板等等之個別發光裝置。
然而，基台上之發光裝置之單粒化受基台所提供之結構支撐妨礙。切片設備必須能夠切斷基台，且充分厚及/或剛性以在整個層壓程序中在結構上支撐一發光裝置群組之一基台比一非結構基板更難切片。
在不需要必須被切片之一結構支撐基台之情況下提供完成之發光裝置將係有利的。
為更好地解決此等關注中之一或多者，在本發明之一實施例中，LED製作於一晶圓基板上，該等LED具有將結構支撐提供至每一LED之一或多個厚金屬層。個別LED之間的深蝕道或分隔道(lane)不包含此金屬，且該晶圓可容易地切片/分割成經單粒化自支撐LED。由於此等裝置係自支撐的，因此不需要一單獨支撐基台。在單粒化之前，可在晶圓級上施加進一步程序；在單粒化之後，此等自支撐LED可視需要取放於一中間基板上以供進一步處理。在本發明之一實施例中，在晶圓級上或在該等發光裝置位於該中間基板上時於該等發光裝置上方形成保護性光學圓頂。
20‧‧‧發光結構/發光元件
22‧‧‧基底層/導電基底層/層
24‧‧‧基底層/晶種層/導電基底層/層
26‧‧‧可移除材料/材料
28‧‧‧厚金屬層/金屬層/層/厚金屬區域/金屬區域
30‧‧‧厚金屬層/金屬層/層/厚金屬區域/金屬區域
33‧‧‧電絕緣材料/材料/絕緣材料
36‧‧‧金屬接觸墊/接觸墊/墊
38‧‧‧金屬接觸墊/接觸墊/墊
40‧‧‧基板/晶圓
84‧‧‧金屬墊/伴隨墊/墊
86‧‧‧金屬墊/伴隨墊/墊
89‧‧‧間隙
100‧‧‧裝置/發光裝置/發光元件/自支撐裝置/自支撐發光裝置/經囊封裝置
210‧‧‧半球形圓頂/圓頂/殘餘經模製材料/光學圓頂/光學囊封劑
212‧‧‧實例性替代形狀/圓頂/光學囊封劑
220‧‧‧切割線
301‧‧‧中間基板/基板/可移除基板
310‧‧‧圓頂/經塑形元件/元件/光學元件
312‧‧‧圓頂
314‧‧‧圓頂
314A‧‧‧平坦垂直分段
316‧‧‧圓頂
316A‧‧‧平坦垂直分段
318‧‧‧圓頂
318A‧‧‧平坦垂直表面
318B‧‧‧梯形輪廓
330‧‧‧反射層
410‧‧‧下部模具/模具/基板
415‧‧‧井
420‧‧‧上部模具/對應模具/模具
450‧‧‧囊封材料/殘餘囊封材料/經囊封材料
460‧‧‧膠黏反射塗層/反射塗層/選用反射懸伸部
參考隨附圖式進一步詳細且藉由實例方式來闡釋本發明，其中：圖1A至圖1E圖解說明一自支撐發光裝置之一實例性製作。
圖2A至圖2B圖解說明在晶圓級上對自支撐發光裝置之實例性囊封。
圖3A至圖3E圖解說明對位於一中間基板上之自支撐發光裝置之實例性囊封。
圖4A至圖4F圖解說明用於形成自支撐發光裝置之囊封之一實例性模製程序。
圖5圖解說明用於經囊封自支撐發光裝置之製作之一實例性流程圖。
貫穿圖式，相同元件符號指示類似或對應特徵或功能。出於說明性目的包含該等圖式且該等圖式並不意欲限制本發明之範疇。
在以下說明中，出於闡釋而非限制之目的，陳述諸如特定架構、界面、技術等之特定細節，以便提供對本發明之概念之一透徹理 解。然而，熟習此項技術者將明瞭，可在背離此等特定細節之其他實施例中實踐本發明。以相似方式，此說明之文字係關於如各圖中所圖解說明之實例性實施例，且並非意欲限制超出明確包含於申請專利範圍中之限制之所主張本發明。出於簡單及清晰之目的，省略對眾所周知之裝置、電路及方法之詳細說明以便不使本發明之說明因不必要細節而模糊。
圖1A至圖1E圖解說明一自支撐發光裝置之一實例性製作，如Alexander Nickel、Jim Lei、Anneli Munkholm、Grigoriy Basin、Sal Akram及Stefano Schiaffino在2011年12月8日提出申請之同在申請中之美國專利申請案61/568,297，「FORMING THICK METAL LAYERS ON A SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE」(代理人檔案號碼為2011P00972)中所揭示，且該美國專利申請案以引用方式併入本文中。
如圖1A中所圖解說明，一發光結構20形成於一基板40上。基板40可係其上形成有數百或數千發光結構之一晶圓。發光結構20可包括(舉例而言)夾在一n型區域與一p型區域之間的一作用層，且基板40可由一藍寶石、SiC、Si、GaN或複合基板構成。金屬墊84及86將電接觸提供至n型及p型區域，且被可填充有一絕緣材料(諸如一電介質、一種矽氧化物或矽氮化物、空氣或周圍氣體)之一間隙89分離。具有伴隨墊84及86之發光結構20可使用此項技術中常見之多種技術形成。
在本發明之實施例中，厚金屬層形成於墊84、86上。為促進此等厚金屬層之形成，兩個基底層22、24可形成於墊84、86上。基底層22可係一導電黏合層，且可包含(舉例而言)Ti、W及諸如TiW之合金。基底層24可係其上可形成厚金屬層之一晶種層。舉例而言，若厚金屬層係藉由銅電鍍形成，則晶種層24可係銅。
基底層22、24可經形成以覆蓋半導體裝置之晶圓之整個表面， 且隨後被蝕刻以電隔離墊，或其可經圖案化以隔離發光結構20之區域，如下文進一步詳述。
諸如一光阻劑之一可移除材料26可施加於一選擇圖案中以提供其上形成厚金屬層之相異區域。如所圖解說明，可移除材料可與墊84與86之間的間隙89重合。此可移除材料亦可放置於個別發光結構20之間的區域(「深蝕道」或「分隔道」)中。
在圖1B中，厚金屬層28、30可形成於可移除材料26所界定之區域中；如所圖解說明，金屬層28係在墊86上且金屬層30係在墊84上。此等層28、30之厚度在某些實施例中可大於50微米，且在某些實施例中大於100微米。
其他技術可用以形成厚金屬元件以支撐發光結構20且將導電性提供至此等結構之墊84、86中之每一者。在Jipu Lei、Stefano Schiaffino、Alexander Nickel、Mooi Guan Ng、Grigoriy Basin及Sal Akram在2012年6月7日提出申請且以引用方式併入本文中之同在申請中之美國專利申請案61/656,691，「CHIP SCALE LIGHT EMITTING DEVICE WITH METAL PILLARS IN A MOLDING COMPOUND FORMED AT WAFER LEVEL」(代理人檔案號碼為2012PF00450)中，揭示在墊84、86上形成多個柱且將此等柱嵌入於一模製化合物中。該等柱提供機械支撐及導電性，而模製化合物防止柱結構之變形。
導電基底層22、24將此等厚金屬層28、30分別電耦合至墊84及86。視情況，基底層22、24中之任一者或兩者可直接耦合至發光元件20，從而充當作為連接器墊及基底/晶種層之一雙重角色；類似地，墊84及86可包括晶種材料，從而避免了對基底層22、24之需要。
在此實例性實施例中，導電基底層22、24跨越整個晶圓40延伸，且因此在所有發光元件之所有墊84、86當中形成一導電路徑。
在圖1C中，移除可移除材料26，曝露墊84與86之間的區域中及 晶圓上之裝置之間的深蝕道中之基底層22、24。基底層22、24之所曝露區域可藉由習用蝕刻移除，從而在墊86、84頂部上形成電隔離厚金屬區域28、30。
熟習此項技術者將認識到，若導電基底層22、24已被圖案化以僅位於墊84、86頂部上，則不需要執行移除及蝕刻程序。同樣地，圖案化導電基底層22、24可准許發光元件群組內之連接。
在圖1D中，若已移除材料26，則一電絕緣材料33可形成於晶圓上方，從而提供厚金屬區域28與30之間及晶圓上之個別發光裝置之間的支撐。此材料33可係反射的以減小可朝向此材料引導之光之吸收。此材料33可施加於晶圓之整個表面上方，然後使用諸如微粒噴砂、飛切、用一刀片切割或化學機械拋光之習用技術來平面化或蝕刻該材料以曝露金屬區域28、30。若層22、24已被圖案化且不需要移除材料26，則材料26形成所圖解說明材料33。
如圖1D中所圖解說明，金屬接觸墊36、38可形成於厚金屬層28、30上以促進(舉例而言)藉由回流焊接連接至諸如一PC板之一結構。接觸墊36及38可係(舉例而言)金微凸塊或焊料，且可藉由包含(舉例而言)電鍍或絲網印刷之任何適合技術形成。
可移除基板40，從而曝露在經由墊36、38給裝置100外部供電時自其將發射光之發光結構20之表面。發光結構20之發光表面可經粗糙化以增強光提取，藉此改良光輸出效率。另一選擇係，基板40可對發光結構20所發射之光透明且可保持在適當位置中。基板40可包含促進光自發光結構20提取至基板40中之特徵；舉例而言，基板40可係其上生長有發光結構20之一經圖案化藍寶石基板(PSS)。
如圖1E中所圖解說明，個別裝置100可使用(舉例而言)雷射劃割及分割來單粒化。尤其注意，由於厚金屬區域28、30不延伸至裝置100之間的深蝕道中，因此可使用習用半導體分割技術。
在移除基板40時，每一個別裝置100將具有充分結構完整性以針對後續程序自支撐，且特定而言，在用諸如一透明圓頂之一保護光學材料而囊封裝置100期間自支撐，如圖2A至圖2B、圖3A至圖3E以及圖4A至圖4E中所圖解說明。
圖2A至圖2B圖解說明在晶圓級上對自支撐發光裝置之實例性囊封。在此等及後續各圖中，發光元件20、厚金屬層28、30、絕緣材料33及墊84、86之每一自支撐結構稱作一發光裝置100。
圖2A圖解說明在發光裝置100於晶圓級上時此等裝置100上之半球形圓頂210之一實例性形成；亦即，在具有厚金屬層28、30之同時形成之發光元件20彼此隔離之前。此等圓頂210意欲提供對發光裝置之保護以及發光裝置100所產生之光至每一圓頂210外側之區域之光學耦合。在某些實施例中，圓頂係使用一透明環氧樹脂、聚矽氧、玻璃或其他材料而形成，從而提供發光裝置與圓頂210外部之區域之間的一光學耦合。在某些實施例中，包括圓頂210之材料包含將自發光裝置100所發射之光中之某一或所有光轉換成一不同波長(色彩)之一或多個波長轉換材料(諸如磷光體)。在其他實施例中，一波長轉換材料層可在形成圓頂210之前形成於發光元件20上。圓頂210亦可包括提供不同光學或其他功能(諸如改變波長轉換材料之表觀色彩)之多個材料層。
儘管此等圓頂210之形成尤其適合於包括發光元件100之晶圓上方之透鏡之一「原地」模製，其中圓頂210之材料以一流體形式施加，然後在一模具內硬化，但用於形成此等圓頂之其他技術對熟習此項技術者而言係可用的。舉例而言，可形成毗鄰圓頂210之預成形(經預先模製)薄片，且然後對準並黏合至包括發光元件100之晶圓。
在形成此等半球形圓頂210之後，可取決於包括發光元件20之間的絕緣材料33及沿著此等深蝕道/分隔道之任何殘餘經模製材料210之 材料而使用包含(舉例而言)機械鋸割或切割、雷射切割等等之習用切片/分割技術沿著所指示切割線220將具有光學圓頂210之個別發光裝置100單粒化。
如上文所述，由於支撐提供厚金屬層28、30不在分離個別裝置100之深蝕道/分隔道內延伸，因此用以單粒化裝置100之程序及工具並不經歷習用程序及工具在單粒化結構支撐基台上之裝置時所經歷之機械磨損及壓力。
圖2B圖解說明囊封發光裝置100之圓頂之一實例性替代形狀212。在此實例中，圓頂212在輪廓上係梯形，且與圖2A之半球形圓頂210相比將通常提供一更準直光輸出。通常，圓頂212之輪廓對應於一截錐經塑形透鏡，但其他三維形狀可提供一梯形輪廓，包含一截角錐及其他。用以形成圓頂212之程序及材料類似於用以形成圓頂210之上文所闡述程序及材料。
熟習此項技術者將認識到，囊封圓頂可係為各自具有不同光學特性之多種形狀中之任一者。舉例而言，一菲涅耳(Fresnel)透鏡可模製於每一發光裝置100上以進一步使自發光裝置100輸出之光準直。在某些實施例中，一側引導透鏡可形成於每一發光裝置100上以提供實質上正交於裝置100之發光表面之平面之一光輸出。熟習此項技術者將認識到，多種光學效應中之任一者可在形成於發光裝置100上方之圓頂之形成中達成。
在某些應用中，發光元件100中之每一者在晶圓級上形成一光學囊封可係不可行的。在某些應用中，將光學囊封劑210、212對準晶圓級組發光元件100所需要之精確度可超過一發光裝置生產商之能力或成本預期。在其他應用中，所要光輸出特性在與晶圓上之每一發光裝置100相關聯之有限面積中可係不可達成的。
在此等及其他應用中，針對一囊封光學圓頂之形成，對每一裝 置提供較大面積可係較佳的。因此，自支撐裝置100可自晶圓單粒化，然後放置於提供額外面積之一中間基板上。
圖3A至圖3E圖解說明位於一中間基板301(諸如一習用分割帶)上之自支撐發光裝置100之實例性囊封。
在圖3A之實例中，囊封每一發光裝置100之圓頂310係一連續經塑形膜之部分，諸如對一基板301上之複數個裝置100進行之一同時塊模製或將經塑形元件310之一預成形薄片施加於基板301上之該複數個裝置100上之結果。另一選擇係，裝置100可位於一可移除基板301上，適合地間隔開以促進圍繞每一發光裝置之元件310之形成，且以一裝配線形式通過一囊封設備。此一設備可施加快速固化漿液之一模具作為用於每一裝置100之光學元件310，或貼附一預成形圓頂作為用於每一裝置100之光學元件310。
在某些實施例中，為改良經囊封裝置100之光輸出效率，一反射層330可施加至每一圓頂310之底部表面。此反射層330將原本將逃逸穿過圓頂310之底部之任何光朝向所要光輸出表面(在此實例中，圓頂310之上部半球形表面)反射回去。
與圓頂210一樣，圓頂310(及隨後闡述之圓頂312至318及450)可包括多種形狀中之任一者中之多種材料中之任一者，如上文詳述。
圖3B至圖3E圖解說明可在裝置100上方形成為圓頂之多種形狀。儘管圖解說明為奇異元件，但在裝置100於中間基板301(圖3B至圖3E中未圖解說明)上時，裝置100上方之特定形狀之形成將已較佳地發生。
圖3B圖解說明圓頂312之通常與一截錐形狀相關聯之一梯形輪廓。如所圖解說明，反射層330圍繞懸伸表面延伸超出裝置100。
圖3C圖解說明圓頂314之通常與光學囊封之一圓柱形形狀或一立方體形狀相關聯之一矩形輪廓。
圖3D圖解說明圓頂316之可對應於朝向頂部具有一減小半徑之一圓柱形形狀或具有圓形上部拐角或邊緣之一立方體形狀之一「截子彈」輪廓。
圖3C及圖3D之輪廓之一優點係其提供一平坦垂直分段314A及316A，平坦垂直分段314A及316A促進對一印刷電路板或裝置100所附接至之其他類型之夾具上之裝置100之後續處置、放置及對準。
熟習此項技術者將認識到，囊封圓頂之形狀對本發明之原理係實質上不重要的，且取決於經囊封裝置100之既定應用。舉例而言，圖3E圖解說明用以達成特定優點之特徵形狀之一組合。如上文所述，平坦垂直表面318A促進對經囊封裝置100之處置、放置及對準，且通常與一截錐形狀相關聯之梯形輪廓318B比一共同半球形輪廓提供一更準直光輸出。
圖4A至圖4E圖解說明用於形成安裝於一中間基板上之自支撐發光裝置100之囊封之一實例性模製程序，該中間基板形成與在每一發光裝置100上形成光學元件之一上部模具420匹配之一下部模具410。
如圖4A中所圖解說明，模具410包含可將自支撐裝置100放置於其中之井415。較佳地，裝置100可在位於晶圓上時測試，且僅將適當功能裝置100放置至模具410之井415中。由於井415經塑形以接受裝置100，且裝置100在放置於此等井415內時係自支撐的，因此不需要將裝置100黏合至模具410或以其他方式支撐裝置在井415中之此放置，藉此避免將裝置100自模具410附接及拆除之成本。
將一對應模具420與模具410對準，且將對應模具420塑形以允許一特定經塑形囊封光學元件(在此情形中具有一半球形輪廓之一元件(圖4B至圖4E中之450))之形成。在將形成囊封光學元件之材料(圖4B之450)放置於基板410與模具420之間的空間內之前或之後將模具420耦合至模具410。此後，使用習用技術固化/設定囊封材料450。
視情況，若將一反射塗層施加至囊封材料450之底部表面且在設定囊封材料後，則可移除模具410，如圖4B中所圖解說明，從而曝露囊封材料450之底部表面。如圖4C中所圖解說明，可用一膠黏反射塗層460塗佈模具410或一類似模具，然後將模具410或類似模具重新插入至發光裝置100之間留出之間隙中以用此反射塗層460來塗佈材料450之底部表面，如圖4D中所圖解說明。適合地塗佈或以其他方式製備模具410以確保反射塗層460自模具410釋放以保持在材料450之底部表面上。
在圖4E處，可移除模具410、420(在圖4B或圖4D中所圖解說明之步驟之後，此取決於一反射塗層是否施加至囊封材料450之底部表面)。移除模具410、420曝露由模具410、420在發光裝置100之間形成之區域/深蝕道/分隔道(下文中「深蝕道」)。視情況，取決於用以單粒化發光裝置100之技術，可將模具410維持在適當位置中，從而針對單粒化程序在此等深蝕道中提供一支撐表面。
包含機械鋸割或切割、雷射切割、蝕刻等等之多種技術中之任一者可用以單粒化/分割裝置100。由於單粒化僅需要切斷深蝕道中之任何殘餘囊封材料450及視情況所施加反射塗層460，因此單粒化設備上之壓力及磨損將係最小的。在單粒化之後，旋即提供具有選用反射懸伸部460之個別經囊封材料450、自支撐裝置100，如圖4F中所圖解說明。
圖5圖解說明用於經囊封自支撐發光裝置之製作之一實例性流程圖。
在510處，形成一習用發光結構，其中在該結構之相同表面上具有N及P觸點。
在530處，在此等N及P觸點上形成一厚金屬層，其中在該等經形成層之間具有絕緣材料。若有必要，則在520處將一晶種層施加至N 及P觸點以促進厚金屬層之形成。
厚金屬層可包括任何導電材料及展現高導熱性以耗散該發光結構所產生之熱之較佳一材料。適合材料包含(舉例而言)銅、鎳、金、鈀、鎳-銅合金或其他金屬及合金。
在540處，在此等厚金屬柱上形成墊以促進至發光裝置100之外部連接。取決於用於形成厚金屬層之材料，該等墊可僅係超出金屬層之間的前述絕緣材料之墊之一延伸部，或其可係經選擇以滿足特定要求(諸如提供非氧化性材料(諸如金)作為外部觸點之要求)之一材料。每一墊可佔用大於或小於對應厚金屬層之表面面積之一表面面積，此取決於裝置之特定應用之尺寸要求。
若裝置之所要囊封超過在晶圓級上可用之尺寸，則在550處將裝置單粒化且放置於一中間基板上。
在560處，在裝置於晶圓上或於中間基板上時，囊封裝置。在囊封之後，在570處單粒化裝置，如上文詳述。尤其注意，不管囊封在晶圓上還是在中間基板上發生，單粒化皆不需要切片/分割開一支撐基台，藉此實質上減小執行單粒化所使用之裝置上之壓力及磨損。
雖然已在圖式及前述說明中圖解說明並詳細闡述了本發明，但此圖解說明及說明應視為說明性或例示性而非限制性；本發明並不限於所揭示實施例。
舉例而言，可能在其中囊封包含將一預成形薄片施加於一中間基板上之一發光裝置群組上方之一實施例中操作本發明，其中該發光裝置群組係基於一共同發光特性而選擇，且該預成形薄片係基於此共同發光特性而選擇。2008年7月3日頒佈之頒予Haryanto Chandra且以引用方式併入本文中之美國專利7,344,952「Laminating Encapsulant Film Containing Phosphor Over LEDs」揭示用於將一磷光體膜層壓至一基台上之一組發光裝置之一技術。多種磷光體膜係預成形的，具有 變化波長轉換性質。發光晶粒基於其光輸出特性而被測試及分類(「分級」)，且具有類似特性之晶粒附接至一基台。此後，一特定磷光體膜經選擇以施加至具有類似特性的基台上之晶粒，以使得發光晶粒之特定光發射與選定磷光體膜之波長轉換之組合提供一所要複合光輸出。藉由將類似執行發光晶粒之一群組與基於該群組之特定特性選擇之一磷光體組合物配對，實質上減小了複合光輸出之變化。
另外，儘管實例性實施例圖解說明N及P觸點中之每一者上之一單個厚金屬層，但熟習此項技術者將認識到，此厚金屬層可包括複數個個別厚金屬柱，且可形成不耦合至N及P觸點之其他厚金屬層，如在上文所參考之Jipu Lei等人之同在申請中之申請案中所揭示。
依據對圖式、揭示內容及隨附申請專利範圍之一研究，熟習此項技術者在實踐所主張發明時可理解及實現對所揭示實施例之其他變化形式。在申請專利範圍中，措辭「包括」並不排除其他元件或步驟，且不定冠詞「一」或「一個」並不排除複數個。在互不相同的附屬請求項中陳述某些方法之此一事實本身並非指示不能有利地組合使用此等方法。申請專利範圍中之任何參考符號皆不應解釋為限制範疇。
100‧‧‧裝置/發光裝置/發光元件/自支撐裝置/自支撐發光裝置/經囊封裝置
450‧‧‧囊封材料/殘餘囊封材料/經囊封材料
460‧‧‧膠黏反射塗層/反射塗層/選用反射懸伸部

Claims (20)

  1. 一種方法，其包括：在一第一基板上形成複數個自支撐發光裝置，每一自支撐發光裝置包含具有至少50微米之一厚度之厚金屬層以提供此自支撐，移除該第一基板，囊封該複數個自支撐發光裝置以形成複數個經囊封自支撐發光裝置，及單粒化該複數個經囊封自支撐發光裝置以提供個別經囊封自支撐發光裝置。
  2. 如請求項1之方法，其包含在該囊封之前單粒化該複數個自支撐發光裝置且將該複數個自支撐發光元件放置於一中間基板上，且在提供該等個別經囊封自支撐發光裝置之前移除該中間基板。
  3. 如請求項2之方法，其中該中間基板包含一分割/鋸割帶。
  4. 如請求項2之方法，其中該中間基板包含用於接納該等自支撐發光裝置之井。
  5. 如請求項2之方法，其中該複數個自支撐發光裝置之該放置包含：基於一共同發光特性而選擇該複數個自支撐發光裝置。
  6. 如請求項5之方法，其中該囊封包含：基於該共同發光特性而選擇一預成形薄片，且將該預成形薄片施加於該複數個自支撐發光裝置上方。
  7. 如請求項1之方法，其中該囊封包含：在每一自支撐發光裝置上方形成環氧樹脂、聚矽氧及玻璃中之至少一者之一囊封結構。
  8. 如請求項7之方法，其包含在該自支撐發光裝置與該囊封結構之 間提供波長轉換材料層。
  9. 如請求項1之方法，其中該囊封包含：在每一自支撐發光裝置上方形成包含一波長轉換材料之一結構。
  10. 如請求項1之方法，其中該囊封包含：將一預成形薄片施加於該複數個自支撐發光裝置上方。
  11. 如請求項1之方法，其中該複數個自支撐發光裝置之該囊封包含：形成複數個半球形圓頂。
  12. 一種發光裝置，其包括：一發光結構，其包含一n型層與一p型層之間的一作用層且包含一發光表面；電耦合至該n型層之至少一第一墊及電連接至該p型層之一第二墊；一厚金屬層，其建造於該等第一及第二墊上；及一光學結構，其囊封該發光結構；其中該厚金屬層具有至少50微米之一厚度。
  13. 如請求項12之發光裝置，其中該光學結構包含一半球形輪廓。
  14. 如請求項12之發光裝置，其中該光學結構包含一梯形輪廓。
  15. 如請求項12之發光裝置，其中該光學結構包含一準直器。
  16. 如請求項12之發光裝置，其中超出該發光結構之一範圍的該光學結構之一表面包含一反射塗層。
  17. 如請求項12之發光裝置，其中該光學結構包含一波長轉換材料。
  18. 如請求項12之發光裝置，其中該光學結構在垂直於該發光表面之一平面的一平面中包含一平坦外部表面。
  19. 如請求項12之發光裝置，其包含該發光結構與該光學結構之間的一波長轉換材料層。
  20. 如請求項19之發光裝置，其中該波長轉換材料層係一預成形疊層材料。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI636597B (zh) * 2015-09-01 2018-09-21 德商歐司朗光電半導體公司 半導體晶片

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3097588B1 (en) * 2014-01-21 2021-02-24 Lumileds LLC Hybrid chip-on-board led module with patterned encapsulation and method for producing the same
DE102015103571A1 (de) * 2015-03-11 2016-09-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl an Konversionselementen, Konversionselement und optoelektronisches Bauelement
KR20160113892A (ko) * 2015-03-23 2016-10-04 삼성전자주식회사 발광 소자 패키지 제조 방법
DE102015107586B4 (de) 2015-05-13 2023-10-26 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung optoelektronischer Bauelemente und oberflächenmontierbares optoelektronisches Bauelement
KR102476137B1 (ko) * 2016-02-25 2022-12-12 삼성전자주식회사 발광소자 패키지의 제조 방법
CN105845790B (zh) * 2016-05-18 2018-08-31 厦门多彩光电子科技有限公司 一种倒装led芯片的封装方法
WO2019066977A1 (en) * 2017-09-29 2019-04-04 Intel Corporation FIRST-LEVEL THIN-LEVEL INTERCONNECTIONS DEFINED BY AUTOCATALYTIC METAL FOR LITHOGRAPHIC INTERCONNECTION HOLES

Family Cites Families (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0435000A (ja) * 1990-05-31 1992-02-05 Minnesota Mining & Mfg Co <3M> 回路基板へのチップ部品の実装方法
KR20010002843A (ko) * 1999-06-18 2001-01-15 김영환 몰드형 웨이퍼 레벨 패키지
US20020172244A1 (en) * 2001-05-17 2002-11-21 Peng-Chih Li Self-separating laser diode assembly and method
JP2003078176A (ja) * 2001-09-06 2003-03-14 Sharp Corp 側面多色発光型表面実装タイプｌｅｄ
JP2004319538A (ja) * 2003-04-10 2004-11-11 Seiko Epson Corp 半導体装置の製造方法、集積回路、電子光学装置及び電子機器
JP2005079329A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Stanley Electric Co Ltd 表面実装型発光ダイオード
JP4788109B2 (ja) * 2003-10-28 2011-10-05 パナソニック電工株式会社 半導体発光装置及びその製造方法
JP3983793B2 (ja) * 2004-04-19 2007-09-26 松下電器産業株式会社 Ｌｅｄ照明光源の製造方法およびｌｅｄ照明光源
US7344952B2 (en) * 2005-10-28 2008-03-18 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Laminating encapsulant film containing phosphor over LEDs
JP2007158021A (ja) * 2005-12-05 2007-06-21 Asahi Glass Co Ltd 発光装置
JP2007242820A (ja) * 2006-03-08 2007-09-20 Asahi Kasei Corp 発光デバイス及び発光デバイスモジュール
JP4979299B2 (ja) * 2006-08-03 2012-07-18 豊田合成株式会社 光学装置及びその製造方法
US7999398B2 (en) 2006-08-03 2011-08-16 Toyoda Gosei Co., Ltd. Solid state device
JP5307364B2 (ja) * 2006-08-03 2013-10-02 豊田合成株式会社 蛍光体含有ガラスの製造方法及び固体素子デバイスの製造方法
JP4855869B2 (ja) * 2006-08-25 2012-01-18 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
WO2009075530A2 (en) 2007-12-13 2009-06-18 Amoleds Co., Ltd. Semiconductor and manufacturing method thereof
US20110156090A1 (en) * 2008-03-25 2011-06-30 Lin Charles W C Semiconductor chip assembly with post/base/post heat spreader and asymmetric posts
US7948076B2 (en) * 2008-03-25 2011-05-24 Bridge Semiconductor Corporation Semiconductor chip assembly with post/base heat spreader and vertical signal routing
US7955875B2 (en) * 2008-09-26 2011-06-07 Cree, Inc. Forming light emitting devices including custom wavelength conversion structures
US20100109025A1 (en) * 2008-11-05 2010-05-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Over the mold phosphor lens for an led
JP4724222B2 (ja) * 2008-12-12 2011-07-13 株式会社東芝 発光装置の製造方法
JP2010165983A (ja) * 2009-01-19 2010-07-29 Sharp Corp 発光チップ集積デバイスおよびその製造方法
US20100181582A1 (en) * 2009-01-22 2010-07-22 Intematix Corporation Light emitting devices with phosphor wavelength conversion and methods of manufacture thereof
JP5298987B2 (ja) 2009-03-17 2013-09-25 豊田合成株式会社 発光装置および発光装置の製造方法
JP5327042B2 (ja) * 2009-03-26 2013-10-30 豊田合成株式会社 Ｌｅｄランプの製造方法
JP2010251360A (ja) * 2009-04-10 2010-11-04 Sony Corp 表示装置の製造方法および表示装置
JP2010278246A (ja) * 2009-05-28 2010-12-09 Toshiba Lighting & Technology Corp 発光モジュール及びその製造方法
US8384114B2 (en) * 2009-06-27 2013-02-26 Cooledge Lighting Inc. High efficiency LEDs and LED lamps
JP5378130B2 (ja) * 2009-09-25 2013-12-25 株式会社東芝 半導体発光装置
US8319247B2 (en) * 2010-03-25 2012-11-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Carrier for a light emitting device
EP3509113A1 (en) * 2010-04-08 2019-07-10 Nichia Corporation Method of manufacturing the light emitting device
JP5390472B2 (ja) * 2010-06-03 2014-01-15 株式会社東芝 半導体発光装置及びその製造方法
JP4875185B2 (ja) * 2010-06-07 2012-02-15 株式会社東芝 光半導体装置
JP5451534B2 (ja) * 2010-06-07 2014-03-26 株式会社東芝 半導体発光装置および半導体発光装置の製造方法
EP2589082B1 (en) * 2010-06-29 2018-08-08 Cooledge Lighting Inc. Electronic devices with yielding substrates
TW201216526A (en) 2010-08-20 2012-04-16 Koninkl Philips Electronics Nv Lamination process for LEDs
DE102010035489A1 (de) * 2010-08-26 2012-03-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelement
KR20120032899A (ko) * 2010-09-29 2012-04-06 삼성엘이디 주식회사 Ｌｅｄ 패키지 및 그 제조방법
CN102110750B (zh) * 2010-11-19 2012-04-25 东南大学 发光二极管的圆片级玻璃微腔封装方法
WO2012101488A1 (en) 2011-01-17 2012-08-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Led package comprising encapsulation
US9166126B2 (en) * 2011-01-31 2015-10-20 Cree, Inc. Conformally coated light emitting devices and methods for providing the same
JP2012164902A (ja) * 2011-02-09 2012-08-30 Citizen Holdings Co Ltd 半導体発光装置の製造方法
KR20120109737A (ko) * 2011-03-25 2012-10-09 삼성전자주식회사 발광 소자 패키지 및 그 제조 방법
EP2503606B1 (en) 2011-03-25 2020-02-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Light Emitting Diode, Manufacturing Method Thereof, Light Emitting Diode Module, and Manufacturing Method Thereof
JP5840377B2 (ja) * 2011-04-14 2016-01-06 日東電工株式会社 反射樹脂シートおよび発光ダイオード装置の製造方法
JP5619680B2 (ja) * 2011-06-03 2014-11-05 シチズンホールディングス株式会社 半導体発光素子の製造方法
US8404520B1 (en) * 2011-10-17 2013-03-26 Invensas Corporation Package-on-package assembly with wire bond vias
WO2013084155A1 (en) * 2011-12-08 2013-06-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. Forming thick metal layers on a semiconductor light emitting device
WO2013112435A1 (en) * 2012-01-24 2013-08-01 Cooledge Lighting Inc. Light - emitting devices having discrete phosphor chips and fabrication methods
US8907362B2 (en) * 2012-01-24 2014-12-09 Cooledge Lighting Inc. Light-emitting dies incorporating wavelength-conversion materials and related methods
EP2693497A4 (en) * 2012-04-09 2014-07-30 Nihon Colmo Co Ltd LED DEVICE
WO2013175338A1 (en) * 2012-05-23 2013-11-28 Koninklijke Philips N.V. Phosphor coating process for discrete light emitting devices
US9406857B2 (en) 2012-06-07 2016-08-02 Koninklijke Philips N.V. Chip scale light emitting device with metal pillars in a molding compound formed at wafer level
DE102012213343B4 (de) * 2012-07-30 2023-08-03 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES OPTOELEKTRONISCHES HALBLEITERBAUTEILs MIT SAPHIR-FLIP-CHIP
TWI547378B (zh) * 2013-04-05 2016-09-01 三菱麗陽股份有限公司 積層結構體及其製造方法、物品

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI636597B (zh) * 2015-09-01 2018-09-21 德商歐司朗光電半導體公司 半導體晶片

Also Published As

Publication number Publication date
CN105378949A (zh) 2016-03-02
US20160118554A1 (en) 2016-04-28
EP3000138B8 (en) 2018-08-22
CN105378949B (zh) 2019-01-18
EP3000138A1 (en) 2016-03-30
EP3000138B1 (en) 2017-07-12
JP6516190B2 (ja) 2019-05-22
US11145794B2 (en) 2021-10-12
US9660154B2 (en) 2017-05-23
KR102185099B1 (ko) 2020-12-02
WO2014188296A1 (en) 2014-11-27
JP2016521011A (ja) 2016-07-14
TWI621281B (zh) 2018-04-11
KR20160009691A (ko) 2016-01-26
KR102077645B1 (ko) 2020-02-14
US20170301834A1 (en) 2017-10-19
KR20200029519A (ko) 2020-03-18

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