TWI455373B - Led封裝結構的製造方法 - Google Patents

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Description

LED封裝結構的製造方法
本發明設計一種LED封裝結構的製造方法。
LED產業是近幾年最受矚目的產業之一，發展至今，LED產品已具有節能、省電、高效率、反應時間快、壽命週期時間長、且不含汞、具有環保效益等優點，因此被認為是新世代綠色節能照明的最佳光源。傳統的LED的反射杯通常由塑膠材料，例如PPA(多聚磷酸)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、環氧樹脂、矽等材料製成。然而，上述材料在高溫或者長期照射的環境下容易出現變形，導致貼附在材料上的反射膜變形甚至於脫落，影響LED出光效率。
有鑒於此，有必要提供一種反射層不易變形的LED封裝結構的製造方法。
LED封裝結構的製造方法，該製造方法包括步驟：提供基板；在基板上形成彼此絕緣的第一電極、第二電極以及連接層；設置光阻層覆蓋該基板以及該第一電極、第二電極及連接層；去除該光阻層遮擋連接層的部分而形成凹槽；於凹槽內形成金屬層；去除該光阻層的剩餘部分，金屬層形成凹杯；及形成反射層於凹杯內壁面，反射層與金屬層貼合形成反射杯。
由於反射層是直接形成於金屬層上，因此反射層與金屬層之間的結合較為可靠，不易在長期光照或高溫條件下與金屬層發生脫離，導致的反射層出現變形甚至於翹曲的現象。
10‧‧‧基板
11‧‧‧通道
20‧‧‧電鍍層
21‧‧‧第一電極
22‧‧‧第二電極
23‧‧‧電鍍結構
30‧‧‧光阻層
31‧‧‧凹槽
40‧‧‧阻擋層
50‧‧‧金屬層
51‧‧‧凹杯
60‧‧‧溶液
70‧‧‧反射層
71‧‧‧反射杯
80‧‧‧LED晶片
81‧‧‧導線
90‧‧‧封裝層
100‧‧‧LED封裝結構
200‧‧‧LED
圖1-2是本發明LED封裝結構的製造方法的第一步驟。
圖3是本發明LED封裝結構的製造方法的第二步驟。
圖4是本發明LED封裝結構的製造方法的第三步驟。
圖5-6是本發明LED封裝結構的製造方法的第四步驟。
圖7是本發明LED封裝結構的製造方法的第五步驟。
圖8-9是本發明LED封裝結構的製造方法的第六步驟。
圖10是本發明LED封裝結構的製造方法的第七步驟及製作完成的LED封裝結構的示意圖。
圖11是利用本發明製造完成的LED封裝結構製作LED的步驟一。
圖12是利用本發明製造完成的LED封裝結構製作LED的步驟二。
圖13-14是本發明LED封裝結構的製造方法的第二實施例的示意圖。
下面結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。
步驟一：請參閱圖1-2，提供一基板10，該基板10呈長條形，其由陶瓷等材料製成，也可以由矽等半導體材料製成。圖1為基板10的剖視圖，圖2為基板10的俯視圖。通過機械鑽孔或蝕刻等方 式在基板10上形成多個通道11。該多個通道11貫穿該基板10的上下兩個表面(也即是厚度方向上相對的兩個表面)。在該基板10上下兩表面形成多個電鍍層20。該電鍍層20至少包括彼此間隔的第一電極21、第二電極22以及連接層。在本實施方式中，該連接層為與該第一電極21、第二電極22彼此分離絕緣的電鍍結構23，並且每一對第一電極21與第二電極22均由一電鍍結構23環繞包圍。該多個電鍍結構23為金屬。位於基板10上下兩個表面的第一電極21與第二電極22通過基板10的通道11導通。
步驟二：請參閱圖3，設置一光阻層30覆蓋該基板10，並覆蓋該第一電極21、第二電極22以及該多個電鍍結構23。在本實施方式中，該光阻層30為逆向光阻(亦稱負光阻)，逆向光阻在微影製成中可形成預定形狀的凹槽31。
步驟三：請參閱圖4，設置一遮擋層40於該光阻層30上。該遮擋層40不完全覆蓋該光阻層30，其只遮擋該光阻層30對應電鍍結構23的部分。設置遮擋層40後，用UV光線照射該外露的光阻層30。光阻層30在被照射之後產生新的高分子鍵，使分子之間的作用力加強而難溶於顯影液。位於阻擋層40正下方的光阻層30由於被阻擋層40所遮擋而不會被UV光線所照射到。
步驟四：請參閱圖5-6，利用曝光及顯影技術，使該光阻層30形成特定的結構。移除該遮擋層40，同時利用顯影溶液去除被遮擋層40覆蓋處的光阻層30，形成多個凹槽31。通過同時控制曝光、烘烤以及顯影三個條件中的一個或多個配合形成預設的大小、形狀的凹槽31。在本實施方式中，該凹槽31的開槽深度開至使該電鍍結構23外露。該凹槽31呈梯形，其靠近該電鍍結構23的邊為梯 形的下底。該凹槽31切面呈一下底比上底長的梯形，並且凹槽31的下底邊長與對應的電鍍結構23的長度相近。
步驟五：請參閱圖7，在凹槽31內，電鍍結構23上通過電鍍的方式形成金屬層50。在本實施方式中，該金屬層50填滿該凹槽31，其切面呈一下底比上底長的梯形，其上底與該光阻層30齊平。由於該金屬層50通過填充凹槽31形成，故其可根據實際情況作出不同高度的金屬層50。並且該電鍍結構23的材料與金屬層50的材料均為金屬，故金屬層50與電鍍結構23的結合緊密。
步驟六：請參閱圖8-9，提供一內部裝有某種特定溶液60的容器。將經過上述五個步驟處理完成後的半成品全部浸泡於該溶液60中。該光阻層30溶解在溶液60中，因此被全部去除。然後再將半成品從溶液60中取出，清洗並烘乾。原來光阻層30的位置處形成一凹杯51。該凹杯51由金屬層50圍設而成。
步驟七：請參閱圖10，凹杯51內表面鍍一反射層70。該反射層70覆蓋該凹杯51內的金屬層50、第一電極21、第二電極22以及外露的電鍍結構23，從而形成一具有高反射率表面的反射杯71。形成於金屬層50及電鍍結構23的反射層70與形成於第一電極21及第二電極22表面的反射層70隔開。在本實施方式中，該反射層70為金屬銀，通過電鍍的方式鍍在該凹杯51內。形成反射層70後，鍍有反射層70的金屬層50作為反射杯71。由此，LED封裝結構100製造完成。
由於該金屬層50可根據不同需求製造成不同高度，因此可製造出厚度不同的反射杯71。優選地，反射杯71的厚度控制在一個較小的數值範圍內，使得LED封裝結構100組裝成LED後，可有效減少 LED的厚度，進而獲得薄型化的LED。並且，該反射層70是直接形成於金屬層50上，因此反射層70與金屬層50之間的結合較為可靠，不易在長期光照或高溫條件下與金屬層50發生脫離，導致的反射層70出現變形甚至於翹曲的現象。也即是整個反射杯71均有金屬製成，故反射杯71的形狀堅固，不易變形。
請參閱圖11-12，示出了利用上述七個步驟製造完成的LED封裝結構100封裝成LED200的方法，其主要包括如下各個步驟：
步驟一：請參閱圖11，搭載一LED晶片80於該第一電極21或該第二電極22上，並通過導線81達成該LED晶片80與該第一電極21、第二電極22的電性連接。該LED晶片80的厚度小於該反射杯71的深度。在本實施方式中，該LED晶片80搭載於該第二電極22上。LED晶片80與該第一電極21、第二電極22的連接方式不限於由導線81連接，也可通過晶片80的倒裝方式連接。然後，再通過射入成型或其他方式設置一封裝材料於該反射杯71內，覆蓋該晶片80形成一封裝層90。該封裝層90由諸如環氧樹脂、矽膠等透明材料製成，其內部可摻雜有螢光粉(圖未示)。
步驟二：請參閱圖12，切割已封裝成型的LED封裝結構100，得到多個獨立的LED 200。切割的位置優選在兩個反射杯71之間的金屬層50的中間位置處，使得切割得到的LED 200具有一致的形狀及尺寸。
請再參閱圖13-14，示出了切割LED 200的第二實施例的示意圖。該切割之前的已封裝成型的LED封裝結構100，每個LED 200之間具有一定間隔。也即是，如圖13所示，在基板10上形成電鍍層20時，電鍍結構23位於相鄰兩對第一電極21及第二電極22中間的部 分通過間隙相隔離，遮擋層30遮擋的結構及位置也隨電鍍結構23的變化而改變。遮擋層30在對應於電鍍結構23的間隙正上方的位置處也開設開槽，使UV光可通過開槽直接照射到形成於間隙內的光阻層30。進而，在後續的電鍍過程中金屬層50被間隙內的光阻層30所阻擋而不會形成在間隙上方。在溶解掉光阻層30之後，間隙將被暴露出來而使相鄰的LED 200之間留有間隔。則切割LED 200時，只需切割每個反射杯71之間的基板10。由於不需要對金屬層50切割，因此切割過程將更加簡單，並且可有效地延長切割工具的壽命。
由於該LED封裝結構100的反射杯71由反射層70直接形成於金屬層50上所製成，故在高溫或長期照射環境下，反射杯71不易變形，LED200可保持良好的出光效率。
10‧‧‧基板
20‧‧‧電鍍層
50‧‧‧金屬層
70‧‧‧反射層
71‧‧‧反射杯
100‧‧‧LED封裝結構

Claims (10)

  1. LED封裝結構的製造方法，該製造方法包括步驟：提供基板；在基板上形成彼此絕緣的第一電極、第二電極以及連接層；設置光阻層覆蓋該基板以及該第一電極、第二電極及連接層；去除該光阻層遮擋連接層的部分而形成凹槽；於凹槽內形成金屬層；去除該光阻層的剩餘部分，金屬層形成凹杯；及形成反射層於凹杯內壁面，反射層與金屬層貼合形成反射杯。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的LED封裝結構的製造方法，其中：該凹槽通過光照顯影的方法形成。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的LED封裝結構的製造方法，其中：光照前，設置阻擋層覆蓋該光阻層對應該連接層的部分，光照外露的光阻層，再移除該阻擋層並通過顯影的方式形成該凹槽。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的LED封裝結構的製造方法，其中：該光阻層為負光阻。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的LED封裝結構的製造方法，其中：該凹杯通過浸泡溶液使該光阻層的剩餘部分溶解的方法形成。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的LED封裝結構的製造方法，其中：該凹槽的切面呈一下底比上底長的梯形。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的LED封裝結構的製造方法，其中：該金屬層填滿該凹槽。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的LED封裝結構的製造方法，其中：該反射層 為通過電鍍所形成的金屬反射層。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的LED封裝結構的製造方法，其中：每一對第一電極與第二電極均由一連接層環繞包圍。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的LED封裝結構的製造方法，其中：連接層位於相鄰兩對第一電極及第二電極中間的部分通過間隙相隔離。
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