TWI424594B - 發光二極體元件及其製作方法 - Google Patents

Description

發光二極體元件及其製作方法

本發明是有關於一種發光元件，且特別是有關於一種發光二極體(LED)元件及其製作方法。

隨著發光二極體元件應用在照明與汽車頭燈等高亮度需求的產品上，發光二極體晶片的操作功率也必須隨之增加。然而，由於發光二極體之輸入電功率中，大約有80%轉為熱能，而僅有20%轉為光能。因此，隨著發光二極體晶片所產生之熱的增加，發光二極體元件之散熱需求也隨之日益提高。

目前之發光二極體晶片在封裝程序上的散熱技術主要有下列幾類。一種散熱技術是利用銀膠或錫膏，將發光二極體晶片固定在具有散熱設計之封裝體上。此技術的優點為，透過此具散熱設計之封裝體，可改善發光二極體晶片的散熱效率。而此技術所存在之缺點為，接合發光二極體晶片與封裝體之銀膠與錫膏的熱阻過大，如此將因銀膠或錫高的存在而致使封裝體之散熱效能無法有效發揮。

另一種散熱技術係利用耐酸鹼膠帶結合電鍍技術，而直接在發光二極體晶片之底部電鍍高導熱金屬基板，來作為發光二極體晶片之金屬散熱座。此技術的優點為，發光二極體晶片與金屬散熱座係直接接合，不需藉助銀膠或錫膏來黏合，因此散熱效益遠大於前述之散熱技術。

然，此種散熱技術的缺點為，完成金屬散熱座的電鍍後，在移除膠帶的過程中，殘膠會大量留在發光二極體晶片的正面。這些殘膠無法獲得有效去除，如此將造成發光二極體晶片受損。

其次，膠帶除了係用以將發光二極體晶片固定在暫時基板上，也是用以在製程期間保護發光二極體晶片之發光層與電極，使其免於受損。然而，經實驗證實，發光二極體晶片之正面雖壓設於膠帶中，但在金屬散熱座之製作過程中，膠帶無法有效保護發光二極體晶片之發光層與電極。於是金屬散熱座之金屬材料仍會形成於發光二極體晶片之側面與正面上，而導致發光二極體晶片損毀，因而造成元件之良率不佳，不符生產效益。

再者，在製程上，膠帶的使用，無法有效控制發光二極體晶片嵌入金屬散熱座的深度。如此一來，發光二極體晶片本身的側向光可能因其嵌入金屬散熱座太深，而無法從發光二極體元件中順利導出。

此外，雖然可在發光二極體晶片之側邊先形成一層反射鏡，再形成金屬散熱座。但是，發光二極體晶片之側光經反射鏡反射而導出元件後，也只能將側光轉為發光二極體元件正面之軸向光。因此，無法滿足需側邊發光之產品的應用。

另外，耐酸鹼特性之膠帶的價格遠高於一般發光二極體製程中所廣泛使用之藍膜(Blue Tape)，通常貴了有十倍以上。因此，此種封裝散熱技術會大幅增加發光二極體元件之製作成本。

因此，本發明之一態樣就是在提供一種發光二極體元件與製作方法，其可利用熱熔膠同時固定發光二極體晶片與支架，故製程簡單而易於實施。

本發明之另一態樣是在提供一種發光二極體元件與製作方法，其中由於熱熔膠會形成於發光二極體晶片之側面上，因此可確保發光二極體晶片之側面不會被金屬散熱座所覆蓋。因而，可有效避免發光二極體晶片之側向出光遭覆蓋在其側面之金屬散熱座所反射。故，不僅可增加發光二極體元件之側光取出率，更可提高發光二極體元件之出光效率。

本發明之又一態樣是在提供一種發光二極體元件與製作方法，其中由於熱熔膠會形成支架的側面上，因此可確保後續製作金屬散熱座時，支架的側面不會為金屬散熱座所覆蓋。故，可有效避免支架上之導電金屬層與金屬散熱座之間形成短路，而可大幅提高製程的良率與產品的可靠度。

本發明之再一態樣是在提供一種發光二極體元件與製作方法，其發光二極體晶片之底部直接與金屬散熱座接合，因此發光二極體元件具有極佳的散熱效能。

本發明之再一態樣是在提供一種發光二極體元件與製作方法，其無需另外製備封裝用的碗杯構造。

根據本發明之上述目的，提出一種發光二極體元件，其包含一金屬散熱座、一支架、一發光二極體晶片以及一封裝膠體。金屬散熱座包含一弧狀突起環。支架設於弧狀突起環之外側之金屬散熱座上。其中，支架包含至少二導電金屬層分別位於弧狀突起環之二側。發光二極體晶片設於弧狀突起環之內之金屬散熱座上。其中，發光二極體晶片具有不同電性之一第一電極與一第二電極，且第一電極和第二電極分別與前述之導電金屬層電性連接。封裝膠體包覆住發光二極體晶片、弧狀突起環與每一導電金屬層的一部分。

依據本發明之一實施例，上述之金屬散熱座可包含一金屬散熱層與一金屬層覆蓋在金屬散熱層上。

依據本發明之另一實施例，上述之金屬散熱座更可穿設有一第一溝槽，以使導電金屬層電性分離於第一溝槽之二側。而且，上述之支架可穿設有二貫穿孔，且此支架包含二導電金屬柱分別設於前述之貫穿孔中，以將導電金屬層分別電性連接至位於第一溝槽之前述側的金屬層。

依據本發明之又一實施例，上述之金屬散熱座更可穿設有一第二溝槽，且第一溝槽與第二溝槽位於發光二極體晶片之二側。

根據本發明之上述目的，另提出一種發光二極體元件之製作方法，包含下列步驟。提供一暫時基板，其中此暫時基板上設有一熱熔膠層。將一支架嵌設於熱熔膠層中，其中此支架包含至少二部分，且每一部分上設有一導電金屬層。將一發光二極體晶片嵌設於這些部分之間之熱熔膠層中。其中，發光二極體晶片具有不同電性之一第一電極與一第二電極，且發光二極體晶片與支架之間之熱熔膠層具有一弧形凹槽環。形成一金屬散熱座覆蓋在支架、發光二極體晶片與熱熔膠層上，並填滿弧形凹槽環，而使金屬散熱座包含一弧狀突起環。移除暫時基板與熱熔膠層，以暴露出前述之發光二極體晶片、第一電極、第二電極、支架、導電金屬層與弧形突起環。將第一電極和第二電極分別與前述之導電金屬層電性連接。形成一封裝膠體包覆住前述之發光二極體晶片、弧狀突起環與每一導電金屬層的一部分。

依據本發明之一實施例，上述之熱熔膠層之材料可包含醋酸乙烯(EVA)、聚烯烴(Polyolefin)高分子、聚醯胺(Polyamide)樹脂或蠟。

依據本發明之另一實施例，上述形成金屬散熱座之步驟可包含：形成一金屬層覆蓋在支架、發光二極體晶片與熱熔膠層上；以及形成一金屬散熱層覆蓋在金屬層，並填滿弧形凹槽環。

依據本發明之又一實施例，上述製作支架時更可包含：形成二貫穿孔分別穿設於支架之上述部分中，其中這些貫穿孔分別暴露出部分之導電金屬層；以及形成二導電金屬柱分別填充於前述貫穿孔中。此外，形成金屬散熱座之步驟更可包含：形成一第一溝槽穿設於金屬散熱座中，以使前述之導電金屬層電性分離於第一溝槽之二側。其中，這些導電金屬柱將導電金屬層分別電性連接至位於第一溝槽之前述側的金屬層。

依據本發明之再一實施例，上述形成金屬散熱座之步驟更可包含形成一第二溝槽穿設於金屬散熱座中，且第一溝槽與第二溝槽位於發光二極體晶片之二側。

依據本發明之再一實施例，上述形成金屬散熱座之步驟更包含形成二絕緣層分別填充在第一溝槽與第二溝槽中。

依據本發明之再一實施例，上述形成第一溝槽與第二溝槽時可利用機械加工製程、水刀雷射切割製程、或微影蝕刻製程。

依據本發明之再一實施例，上述移除暫時基板與熱熔膠層之步驟可包含：對熱熔膠層進行一加熱軟化處理；分離暫時基板與熱熔膠層；以及利用一有機溶劑去除該熱熔膠層。

運用本發明之實施方式，具有製程簡單、出光效率提升、側光取出率增加、散熱效能提升、可靠率與良率提升等優勢。

請參照第1A圖至第1J圖，其係繪示依照本發明之一實施方式的一種發光二極體元件之製程剖面圖。在本實施方式中，製作發光二極體元件時，可先提供暫時基板100。此暫時基板100可例如為一平板。此外，暫時基板100較佳係採用較堅硬且耐酸鹼之材料。接著，如第1A圖所示，利用例如塗布方式，將熱熔膠層104均勻地形成在暫時基板100之表面102上。熱熔膠層104可例如包含醋酸乙烯、聚烯烴高分子、聚醯胺樹脂或蠟。熱熔膠層104之厚度較佳係大於10μm。

接下來，如第1B圖所示，提供支架106，並將支架106壓入熱熔膠層104中，並使支架106嵌設在熱熔膠層104中。支架106包含至少二部分108與110。其中，此二部分108與110上分別設有導電金屬層112與114。部分108與110之材料較佳係採用絕緣材料。在一實施例中，部分108與110之材料可為藍寶石或聚鄰苯二甲珗胺(Polyphthalamide；PPA)。此外，導電金屬層112與114可利用例如鍍設方式，而分別形成在部分108與110上。

在本實施方式中，將支架106壓入熱熔膠層104中時，係以將支架106設有導電金屬層112與114之一側朝向熱熔膠層104的方式，來將支架106壓入熱熔膠層104中。因此，如第1B圖所示，熱熔膠層104可完整包覆支架106之導電金屬層112與114，以避免支架106上之導電金屬層112和114與後續沉積之金屬散熱材料連接而形成短路。此外，當支架106壓入熱熔膠層104中後，因熱熔膠材質的關係，熱熔膠層104會附著在支架106之部分108的側面116、與部分110的側面118上，且熱熔膠層104在部分108的側面116與部分110的側面118周圍形成弧狀結構。

接下來，提供發光二極體晶片，例如第1C圖所示之水平導通型發光二極體晶片120或常見之垂直導通型發光二極體晶片。在本實施方式中，將以水平導通型發光二極體晶片120為例來進行說明。發光二極體晶片120主要可包含基板122、第一電性半導體層124、發光層126、第二電性半導體層128、以及電極130與132。其中，第一電性半導體層124位於基板122上，發光層126位於部分之第一電性半導體層124上，第二電性半導體層128位於發光層126上，電極130位於第一電性半導體層124暴露出之另一部分上，而電極132則位於部分之第二電性半導體層128上，如第1C圖所示。在本發明中，第一電性與第二電性為不同之電性。例如，第一電性與第二電性之其中一者為n型，另一者則為p型。

之後，將發光二極體晶片120壓入熱熔膠層104中，且使發光二極體晶片120位於支架106之二部分108與110之間。在本實施方式中，將發光二極體晶片120壓入熱熔膠層104中時，係以將發光二極體晶片120設有電極130與132之一側朝向熱熔膠層104的方式，來將發光二極體晶片120壓入熱熔膠層104中。此外，當發光二極體晶片120壓入熱熔膠層104中後，同樣因熱熔膠材質的關係，熱熔膠層104會附著在發光二極體晶片120之側面上。因此，如第1C圖所示，熱熔膠層104可完整包覆發光二極體晶片120之電極130與132、以及第一電性半導體層124、發光層126與第二電性半導體層128所構成之磊晶結構的側面。如此一來，透過熱熔膠層104的保護，可有效防止發光二極體晶片120在後續金屬散熱材料的沉積過程中受損。

此外，熱熔膠層104同樣也會在發光二極體晶片120之側面周圍形成弧狀結構。因此，如第1C圖所示，當支架106與發光二極體晶片120均嵌設於熱熔膠層104中之後，發光二極體晶片120與支架106之間的熱熔膠層104具有弧形凹槽環134。

在本發明中，支架可包含二個以上的部分，且可提供數個發光二極體晶片分別設置在相鄰之二部分之間。因此，本發明之方法可同時製作多個發光二極體元件。

接著，如第1D圖所示，利用例如沉積方式形成金屬層136覆蓋在熱熔膠層104、支架106與發光二極體晶片120上。此沉積方式可例如為蒸鍍(evaporation)、濺鍍(sputtering)、無電電鍍(electroless plating)、或電子束蒸鍍。在一實施例中，金屬層136可為一單一層結構。在另一實施例中，金屬層136可為一多層複合材料結構。金屬層136之厚度較佳係控制在小於3μm。

在一實施例中，金屬層136之材料可例如為氧化銦錫(ITO)、金(Au)、銀(Ag)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、鎳(Ni)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鋁(Al)、銦(In)、鎢(W)、銅(Cu)，或者含有鎳、鉻、鈦、鉭、鋁、銦、鎢或銅的合金。在一較佳實施例中，金屬層136之材料可採用高反射性的金屬材料，例如銀、鉑、鋁、金、鎳或鈦。由於金屬層136也覆蓋在熱熔膠層104的弧形凹槽環134上，因而金屬層136在對應於弧形凹槽環134之處形成有弧形突起結構。因此，金屬層136可反射發光二極體晶片120之側向光，有助於發光二極體晶片120之側向光的取出。

接下來，如第1E圖所示，利用例如沉積方式形成金屬散熱層138覆蓋在金屬層136上，並填滿熱熔膠層104之弧形凹槽環134。如此，已完成由金屬層136與金屬散熱層138所組成之金屬散熱座140的製作。在一較佳實施例中，沉積金屬散熱層138時可採用電鍍方式。金屬散熱層138可較為厚一點，以提供發光二極體晶片120較大之散熱效能。在一實施例中，金屬散熱層138之厚度可例如從50μm至500μm。此外，金屬散熱層138之材料可例如為銅。

在一示範例中，完成金屬散熱層138的沉積後，更可選擇性地對金屬散熱層138之表面142進行研磨。經研磨後，金屬散熱層138之表面142的粗糙度(從表面142之最高點至最低點)從80至10μm。

由於，金屬散熱座140覆蓋在熱熔膠層104上，且填滿熱熔膠層104之弧形凹槽環134。因此，如第1E圖所示，對應於熱熔膠層104之弧形凹槽環134之處，金屬散熱座140具有弧狀突起環144。而由於，發光二極體晶片120與支架106之間具有熱熔膠層104之弧形凹槽環134，且發光二極體晶片120係位於支架106之二部分108與110之間。因此，支架106與發光二極體晶片120均係位於金屬散熱座140上，且支架106之二部分108與110位於弧狀突起環144的外側，而發光二極體晶片120則位於此弧狀突起環144之內。此外，分別位於支架106之部分108與110上之導電金屬層112與114，也分別位於此弧狀突起環144之二側。

接著，可移除暫時基板100與熱熔膠層104，而將熱熔膠層104所覆蓋之發光二極體晶片102及其電極130與132、支架106及其上之導電金屬層112與114、以及金屬散熱座140之弧形突起環144暴露出。在一實施例中，暫時基板100與熱熔膠層104可同時移除，例如藉由移除熱熔膠層104來同時剝離暫時基板100。

在另一實施例中，如第1F圖所示，利用例如加熱盤加熱第1E圖所示之結構，以對熱熔膠層104進行加熱軟化處理。熱熔膠層104經加熱軟化後，即可將暫時基板100與熱熔膠層104分開。接下來，可將第1F圖所示之結構浸泡於有機溶劑中，例如浸泡於丙酮、異丙醇或乙酸乙酯中，以利用有機溶劑來去除熱熔膠層104。如此，可暴露出發光二極體晶片120及其電極130與132、支架106及其上之導電金屬層112與114、以及金屬散熱座140之弧形突起環144，如第1G圖所示。

在一些實施例中，接下來更可利用砂輪或雷射，例如濕式雷射或乾式雷射，來切割去除金屬散熱座140之多餘部分，而形成如第1G圖所示之結構。

接著，如第1H圖所示，利用例如打線接合(wire-bonding)方式，以連接導線146與148分別連接發光二極體晶片120之電極130與導電金屬層114、以及電極132與導電金屬層112，藉以使電極130和132分別與導電金屬層114和112電性連接。其中，連接導線146與148可例如為金線。

接下來，如第1I圖所示，利用例如點膠機(Dispenser)來進行封膠程序，以將封裝膠體150，例如矽膠(Silicone)或環氧樹脂(Epoxy)，填入支架106之二部分108與110之間。如第1I圖所示，封裝膠體150完全包覆住發光二極體晶片120與弧狀突起環144、及連接導線146與148，並包覆住每個導電金屬層114與112的一部分。在一實施例中，封裝膠體150較佳係包覆住導電金屬層114和連接導線146接合之處、以及導電金屬層112和連接導線148接合之處，以確保導電金屬層114和連接導線146、以及導電金屬層112和連接導線148之接合可靠度。

由於，金屬散熱座140與支架106可提供發光二極體晶片120良好的剛性支撐，且搭配反射材料的使用，可使發光二極體晶片120與支架106之間具有反射良好之弧狀突起環144結構。因此，並不需另外使用傳統之封裝碗杯，而可直接對第11圖所示之結構進行後續之封裝。如第1J圖所示，同樣可利用例如打線接合方式，而以連接導線152與154，分別將導電金屬層114與112連接至一外部電源(未繪示)，以利用此外部電源來提供發光二極體晶片120電力。至此，大致完成發光二極體元件156的製作。同樣地，連接導線152與154可例如為金線。

本發明之發光二極體元件亦可以其他方式來與外部電源連接，而無需透過連接導線。請參照第2A圖與第2B圖，其係分別繪示依照本發明之另一實施方式的一種發光二極體元件之剖面圖與背視圖。在此實施方式中，發光二極體元件174之架構大致上與上述實施方式中之發光二極體元件156相同。其中，如第2A圖所示，發光二極體元件156與174二者之間的差異主要在於：支架106a相較於支架106多了貫穿孔158與160，且貫穿孔158與160分別填設有導電金屬柱162與164；以及由金屬層136a與金屬散熱層138a所構成之金屬散熱座140a相較於由金屬層136與金屬散熱層138所構成之金屬散熱座140多了溝槽166、以及可選擇性填充在溝槽166中的絕緣層168。

在製作支架106a時，可利用例如機械加工、水刀雷射、或者微影與蝕刻方式，於支架106a之部分108與110之預設位置上分別形成貫穿孔158與160。其中，貫穿孔158與160貫穿部分108與110，且貫穿孔158與160分別位於發光二極體晶片120之二側。導電金屬層112與114的設置範圍涵蓋部分108與110之預設位置，因此貫穿孔158與160分別暴露出導電金屬層112與114的一部分。貫穿孔158與160形成後，可利用例如無電電鍍方式，形成導電金屬填入貫穿孔158與160。如此，可分別在貫穿孔158與160中形成導電金屬柱162與164。

如第2A圖所示，導電金屬層112與114分別位於支架106a之貫穿孔158與160一端的開口上，且分別完全遮蓋住貫穿孔158與160的開口。因此，分別形成在貫穿孔158與160中之導電金屬柱162與164，可分別與導電金屬層112與114接觸而形成電性連接。

於導電金屬柱162與164形成後，即可依序形成金屬層136a與金屬散熱層138a覆蓋在發光二極體晶片120、支架106a、以及導電金屬柱162與164上。由於金屬層136a覆蓋且接觸導電金屬柱162與164，因此導電金屬柱162與164可分別將導電金屬層112與114電性連接至金屬層136a。

在本實施方式之一實施例中，製作金屬散熱座140a時，可先形成一層連續的金屬層，再形成一層連續的金屬散熱層覆蓋在此連續的金屬層上。接著，利用例如機械加工、水刀雷射切割、或微影與蝕刻方式，在此連續的金屬層與金屬散熱層所構成之堆疊結構的預設位置上形成溝槽166，而形成金屬散熱座140a。

在一實施例中，由於溝槽166在製作時，為確保整個結構有足夠的支撐力，而可能需依靠支架106a來提供整個結構兩側的支撐，因此溝槽166之位置較佳係形成在支架106a的範圍內。如第2A圖所示，溝槽166之一側開口暴露出支架106a之部分108的一部分表面。

請同時參照第2A圖與第2B圖，溝槽166形成於發光二極體晶片120之一側，且溝槽166貫穿金屬散熱座140a，而將金屬散熱座140a分隔成二部分170與172。此外，支架106a中之導電金屬柱162與164分別位於溝槽166的二側。因此，溝槽166的設置，可使支架106a上的導電金屬層112與114無法經由下方之導電金屬柱162與164、及金屬散熱座140a，來達到電性連通。因此，導電金屬層112與114電性分離於溝槽166之二側。而導電金屬柱162與164可分別將導電金屬層112與114電性連接至溝槽166二側之部分170與172的金屬層136a。

在一實施例中，如第2A圖與第2B圖所示，更可於溝槽166中填入絕緣層168，以進一步提高導電金屬層112與114可電性隔離於溝槽166之二側的可靠度。

在本實施方式中，藉由溝槽166的設置，導電金屬層112可透過導電金屬柱162、以及溝槽166一側之金屬散熱座140a的部分170，而與外部電源之一電極達到電性連接。而導電金屬層114則可透過導電金屬柱164、以及溝槽166另一側之金屬散熱座140a的部分172，而與外部電源之另一電極達到電性連接。因此，透過將金屬散熱座140a直接表面黏著於電極板或電路板的方式，發光二極體晶片120可與外部電源達到電性連接。此時，金屬散熱座140a可作為表面黏著技術之電極。

本發明之發光二極體元件的金屬散熱座亦可包含二溝槽，而使發光二極體元件具有熱電分離的運轉特性。請參照第3A圖與第3B圖，其係分別繪示依照本發明之又一實施方式的一種發光二極體元件之剖面圖與背視圖。在此實施方式中，發光二極體元件186之架構大致上與上述實施方式中之發光二極體元件174相同。其中，發光二極體元件174與186二者之間的差異主要在於：除了溝槽166之外，由金屬層136b與金屬散熱層138b所構成之金屬散熱座140b相較於金屬散熱座140a又多了一個溝槽176。也就是說，本實施方式可在製作溝槽166的同時，一併在金屬散熱座140b中製作出另一溝槽176。

在一實施例中，由於溝槽166與176在製作時，為確保整個結構有足夠的支撐力，而可能需依靠支架106a來提供整個結構兩側的支撐，因此溝槽166與176之位置較佳係形成在支架106a的範圍內。如第3A圖所示，溝槽166與176之一側開口分別暴露出支架106a之部分108與110的一部分表面。

如第3A圖與第3B圖所示，在發光二極體元件186中，溝槽166與176分別形成在發光二極體晶片120之二側，且溝槽166與176分別介於導電金屬柱162與發光二極體晶片120之間、以及導電金屬柱164與發光二極體晶片120之間。此外，溝槽166與176均貫穿金屬散熱座140b，而將金屬散熱座140b分隔成三部分180、182與184。因此，溝槽166或176之設置，可使支架106a上的導電金屬層112與114無法分別經由下方之導電金屬柱162與164、以及金屬散熱座140b，來達到電性連通。因此，導電金屬層112與114電性分離於溝槽166或176之二側。而導電金屬柱162與164可分別將導電金屬層112與114電性連接至溝槽166外側之部分180與溝槽176外側之部分184的金屬層136b。

在一實施例中，如第3A圖與第3B圖所示，更可於溝槽166與176中分別填入絕緣層168與178，以進一步提高導電金屬層112與114可電性隔離於溝槽166或176之二側的可靠度。

在本實施方式中，藉由溝槽166與176的設置，導電金屬層112可透過導電金屬柱162、以及溝槽166外側之金屬散熱座140b的部分180，而與外部電源之一電極達到電性連接。而導電金屬層114則可透過導電金屬柱164、以及溝槽176外側之金屬散熱座140b的部分184，而與外部電源之另一電極達到電性連接。

另外，由於發光二極體晶片120下方與導電金屬柱162和164之間分別隔設有溝槽166與176，因此發光二極體晶片120運轉時所產生之熱，主要係藉由介於溝槽166與176間之金屬散熱座140b的部分182來傳導。因此，對於發光二極體晶片120而言，金屬散熱座140b傳導其電力與熱的部分係分開的。亦即，發光二極體元件186具有熱電分離的運轉特性。同樣地，透過將金屬散熱座140b直接表面黏著於電極板或電路板的方式，發光二極體晶片120可與外部電源達到電性連接。此時，金屬散熱座140b可作為表面黏著技術之電極。

由上述本發明之實施方式可知，本發明之一優點就是因為本發明之發光二極體元件與製作方法可利用熱熔膠同時固定發光二極體晶片與支架，因此製程簡單而易於實施。

由上述本發明之實施方式可知，本發明之另一優點就是因為在本發明之發光二極體元件與製作方法中，由於熱熔膠會形成於發光二極體晶片之側面上，因此可確保發光二極體晶片之側面不會被金屬散熱座所覆蓋。因而，可有效避免發光二極體晶片之側向出光遭覆蓋在其側面之金屬散熱座所反射。故，不僅可增加發光二極體元件之側光取出率，更可提高發光二極體元件之出光效率。

由上述本發明之實施方式可知，本發明之又一優點就是因為在本發明之發光二極體元件與製作方法中，由於熱熔膠會形成支架的側面上，因此可確保後續製作金屬散熱座時，支架的側面不會為金屬散熱座所覆蓋。故，可有效避免支架上之導電金屬層與金屬散熱座之間形成短路，而可大幅提高製程的良率與產品的可靠度。

由上述本發明之實施方式可知，本發明之再一優點就是因為在本發明之發光二極體元件與製作方法中，發光二極體晶片之底部直接與金屬散熱座接合，因此發光二極體元件具有極佳的散熱效能。

由上述本發明之實施方式可知，本發明之再一優點為本發明之發光二極體元件與製作方法無需另外製備封裝用的碗杯構造。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何在此技術領域中具有通常知識者，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．．．暫時基板

102．．．表面

104．．．熱熔膠層

106．．．支架

106a．．．支架

108．．．部分

110．．．部分

112．．．導電金屬層

114．．．導電金屬層

116．．．側面

118．．．側面

120．．．發光二極體晶片

122．．．基板

124．．．第一電性半導體層

126．．．發光層

128．．．第二電性半導體層

130．．．電極

132．．．電極

134．．．弧形凹槽環

136．．．金屬層

136a．．．金屬層

136b．．．金屬層

138．．．金屬散熱層

138a．．．金屬散熱層

138b．．．金屬散熱層

140．．．金屬散熱座

140a．．．金屬散熱座

140b．．．金屬散熱座

142．．．表面

144．．．弧形突起環

146．．．連接導線

148．．．連接導線

150．．．封裝膠體

152．．．連接導線

154．．．連接導線

156．．．發光二極體元件

158．．．貫穿孔

160．．．貫穿孔

162．．．導電金屬柱

164．．．導電金屬柱

166．．．溝槽

168．．．絕緣層

170．．．部分

172．．．部分

174．．．發光二極體元件

176．．．溝槽

178．．．絕緣層

180．．．部分

182．．．部分

184．．．部分

186．．．發光二極體元件

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

請參照第1A圖至第1J圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種發光二極體元件之製程剖面圖。

第2A圖係繪示依照本發明之另一實施方式的一種發光二極體元件之剖面圖。

第2B圖係繪示第2A圖之發光二極體元件的背視圖。

第3A圖係繪示依照本發明之又一實施方式的一種發光二極體元件之剖面圖。

第3B圖係繪示第3A圖之發光二極體元件的背視圖。

106．．．支架

108．．．部分

110．．．部分

112．．．導電金屬層

114．．．導電金屬層

120．．．發光二極體晶片

130．．．電極

132．．．電極

136．．．金屬層

138．．．金屬散熱層

140．．．金屬散熱座

144．．．弧形突起環

146．．．連接導線

148．．．連接導線

150．．．封裝膠體

152．．．連接導線

154．．．連接導線

156．．．發光二極體元件

Claims (20)

1. 一種發光二極體元件，包含：一金屬散熱座，包含一弧狀突起環；一支架，設於該弧狀突起環之外側之該金屬散熱座上，其中該支架包含至少二導電金屬層分別位於該弧狀突起環之二側；一發光二極體晶片，設於該弧狀突起環之內之該金屬散熱座上，其中該發光二極體晶片具有不同電性之一第一電極與一第二電極，且該第一電極和該第二電極分別與該些導電金屬層電性連接，該金屬散熱座為該發光二極體晶片之一表面黏著電極，且該金屬散熱座適用於直接黏著於一電極板或一電路板；以及一封裝膠體，包覆住該發光二極體晶片、該弧狀突起環與每一該些導電金屬層的一部分。
2. 如請求項1所述之發光二極體元件，更包含二連接導線，分別將該些導電金屬層連接至一外部電源。
3. 如請求項1所述之發光二極體元件，其中該金屬散熱座包含一金屬散熱層與一金屬層覆蓋在該金屬散熱層上。
4. 如請求項3所述之發光二極體元件，其中該金屬散熱座更穿設有一第一溝槽，以使該些導電金 屬層電性分離於該第一溝槽之二側；以及該支架更穿設有二貫穿孔，且該支架包含二導電金屬柱分別設於該些貫穿孔中，以將該些導電金屬層分別電性連接至位於該第一溝槽之該些側的該金屬層。
5. 如請求項4所述之發光二極體元件，其中該金屬散熱座更穿設有一第二溝槽，且該第一溝槽與該第二溝槽位於該發光二極體晶片之二側。
6. 如請求項5所述之發光二極體元件，其中該金屬散熱座更包含二絕緣層，該些絕緣層分別填充在該第一溝槽與該第二溝槽中。
7. 如請求項3所述之發光二極體元件，其中該金屬層之材料為一高反射性金屬，該高反射性金屬包含銀、鉑、鋁、金、鎳或鈦。
8. 如請求項3所述之發光二極體元件，其中該金屬散熱層之材料為銅。
9. 如請求項1所述之發光二極體元件，其中該支架包含至少二絕緣部分，且該些導電金屬層分別鍍設在該些絕緣部分上。
10. 一種發光二極體元件之製作方法，包含：提供一暫時基板，其中該暫時基板上設有一熱熔膠層；將一支架嵌設於該熱熔膠層中，其中該支架包含至少二部分，且每一該些部分上設有一導電金屬層；將一發光二極體晶片嵌設於該些部分之間之該熱熔膠層中，其中該發光二極體晶片具有不同電性之一第一電極與一第二電極，且該發光二極體晶片與該支架之間之該熱熔膠層具有一弧形凹槽環；形成一金屬散熱座覆蓋在該支架、該發光二極體晶片與該熱熔膠層上，並填滿該弧形凹槽環，而使該金屬散熱座包含一弧狀突起環；移除該暫時基板與該熱熔膠層，以暴露出該發光二極體晶片、該第一電極、該第二電極、該支架、該些導電金屬層與該弧形突起環；將該第一電極和該第二電極分別與該些導電金屬層電性連接；以及形成一封裝膠體包覆住該發光二極體晶片、該弧狀突起環與每一該些導電金屬層的一部分。
11. 如請求項10所述之發光二極體元件之製作方法，其中該熱熔膠層之材料包含醋酸乙烯、聚烯烴高分子、聚醯胺樹脂或蠟。
12. 如請求項10所述之發光二極體元件之製作方法，其中形成該金屬散熱座之步驟包含： 形成一金屬層覆蓋在該支架、該發光二極體晶片與該熱熔膠層上；以及形成一金屬散熱層覆蓋在該金屬層，並填滿該弧形凹槽環。
13. 如請求項12所述之發光二極體元件之製作方法，其中製作該支架時更包含：形成二貫穿孔穿設於該些部分中，其中該些貫穿孔分別暴露出部分之該些導電金屬層；以及形成二導電金屬柱分別填充於該些貫穿孔中；以及形成該金屬散熱座之步驟更包含：形成一第一溝槽穿設於該金屬散熱座中，以使該些導電金屬層電性分離於該第一溝槽之二側，其中該些導電金屬柱將該些導電金屬層分別電性連接至位於該第一溝槽之該些側的該金屬層。
14. 如請求項13所述之發光二極體元件之製作方法，其中形成該金屬散熱座之步驟更包含形成一第二溝槽穿設於該金屬散熱座中，且該第一溝槽與該第二溝槽位於該發光二極體晶片之二側。
15. 如請求項14所述之發光二極體元件之製作方法， 其中形成該金屬散熱座之步驟更包含形成二絕緣層分別填充在該第一溝槽與該第二溝槽中。
16. 如請求項14所述之發光二極體元件之製作方法，其中形成該第一溝槽與該第二溝槽時係利用一機械加工製程、一水刀雷射切割製程、或一微影蝕刻製程。
17. 如請求項12所述之發光二極體元件之製作方法，其中該金屬層之材料為一高反射性金屬，該高反射性金屬包含銀、鉑、鋁、金、鎳或鈦。
18. 如請求項10所述之發光二極體元件之製作方法，其中移除該暫時基板與該熱熔膠層之步驟包含：對該熱熔膠層進行一加熱軟化處理；分離該暫時基板與該熱熔膠層；以及利用一有機溶劑去除該熱熔膠層。
19. 如請求項10所述之發光二極體元件之製作方法，於移除該暫時基板與該熱熔膠層之步驟後，更包含切除該金屬散熱座之一多餘部分。
20. 如請求項10所述之發光二極體元件之製作方法，於形成該封裝膠體之步驟前或後，更包含利用二連接導線分別將該些導電金屬層連接至一外部電源。