TWI469392B - 載體及基於此載體之光學半導體裝置 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種載體，其用於使依照要被連接至該載體的一光學半導體元件能夠準確定位一光學元件；以及一種用於製造此載體的方法。
本發明進一步係關於一種基於此載體的光學半導體裝置以及用於製造此一光學半導體裝置的方法。
近年來，光學半導體裝置(其包含半導體發光裝置(舉例來說，單色或多色LED)以及感測裝置(舉例來說，各種影像感測器))逐漸地被併入廣大市場的消費性產品(例如行動電話、電腦、汽車等)之中。為滿足極嚴重需求於此等產品內含的任何組件所需要的成本、尺寸、以及可靠度，已經有人非常努力地開發光學半導體裝置。明確地說，開發此類光學半導體裝置之中所含的光學半導體元件的封裝係一重要的開發領域。同樣可預期的係，各種光學半導體裝置的封裝成本將會成為主要的成本。
由於與光學半導體裝置的固有周遭環境進行光學交互作用的基本需求的關係，標準的電子封裝技術通常無法用在此等光學半導體裝置中。舉例來說，通常並不需要有關該光學半導體裝置中所含的該光學半導體元件(舉例來說，光源或感測器)來準確地定位一光學元件(例如透鏡或擴散器)。再者，該光學半導體裝置應可被製成讓其可耐受各種環境條件(舉例來說，溫度循環)而不會喪失功能。
在WO 2004/023522中揭示一種發光晶粒封裝，參考圖1，其包含一基板1、一反射板2、以及一透鏡3。在該基板1上安裝一發光二極體(LED)裝配件4之後，該反射板2便會被接合至該基板1，以致使其包圍該LED裝配件4。該反射板具有一突出架5，用以支撐透鏡3。在該反射板2被接合至該基板之後，藉由一軟囊封材料來囊封該LED裝配件4，且之後將該透鏡3定位在該突出架5之上並且黏著至該囊封材料。
雖然提供依照一LED裝配件來定位透鏡的方法，但WO 2004/023522中所揭示的光學半導體裝置封裝並不適用於大量生產極小型且低成本的光學半導體裝置。另外，要連接至一電路板亦相當麻煩，因為其覆蓋區非常龐大且連接器觸點的位置非常複雜。
據此，需要一種改良的光學半導體裝置，尤其係需要一種體積更小且成本更低的光學半導體裝置。
鑑於先前技術的上述與其他缺點，本發明的一通用目的係提供一種改良的光學半導體裝置。
本發明的另一目的係能夠生產一種體積更小且成本更低的光學半導體裝置。
根據本發明的第一態樣，透過一種製造一載體用以使依照要被連接至該載體的一光學半導體元件能夠準確定位一光學元件的方法便可達成此等與其他目的，該方法包括下
列步驟：提供一導電多層載體基片，其具有一上部載體層、一下部載體層、以及一介於該上部載體層與該下部載體層之間的中間載體層；在該上部載體層與該中間載體層之中形成一上部導體結構；以及在該載體基片的一上部載體層側上提供一經圖案化的絕緣間隔層，其中該絕緣間隔層係經圖案化以致使形成至少一空腔，其中該光學半導體元件可連接至該上部導體結構，當連接至該載體時該空腔的深度係大於該光學半導體元件的高度；以及該空腔係形成以依照該光學半導體元件來界定該光學元件的位置。
在本申請案的內文中，"光學元件"應該被理解成與光(其包含紅外光(IR)與紫外光(UV)以及可見電磁輻射)進行交互作用的任何元件。
舉例來說，此等元件包含透鏡、準直器、反射器、擴散器、濾光片、基諾式透鏡(kinoforms)、陰影遮罩、以及波長轉換元件。可以具有光學特性或可被製成透過其形狀來獲得特定光學特性的固體、預先形成的結構、或是液體來提供此等元件。
"光學半導體元件"係一種半導體元件，其具有與光相關的功能。舉例來說，其可能係一光源(例如發光二極體或雷射)或是一對光敏感的偵測器。
此處的導體結構應該被理解為一種可整合複數個機械及/或電性分離導體或是由複數個機械及/或電性分離導體所組成的導電結構。舉例來說，一導體圖案(例如通常會在一電路板的一層中發現到的導體圖案)係一導體結構。
本發明發現到只要在一載體之上提供一絕緣間隔層便可以將適合用來製造非常小型之習知半導體裝置的超大量生產方法調適成用以製造光學半導體裝置，該絕緣間隔層係經圖案化以致使形成一空腔，其使一光學半導體元件能夠連接至放置在該空腔內的預期導體結構。該空腔係形成以致使其透過其形狀、延伸、及/或深度來依照該光學半導體元件準確地界定一光學元件的位置。
透過提供此一經圖案化的絕緣間隔層，便可基於根據本發明的載體來大量生產光學半導體裝置，而不需要長期開發或取得新穎且昂貴的製造設備。
再者，提供一經圖案化的絕緣層用以依照一要被連接至該載體的光學半導體元件以界定一光學元件的位置促進製造含有大量載體的面板，因為該等經圖案化的絕緣間隔層可同時提供給此面板之中所包含的大量載體。在提供該經圖案化層之後，該面板便可用來製造對應的複數個光學半導體裝置，或者將其單體化成個單一載體或載體磚，端視該等完成的光學半導體裝置的製造需求而定。
再者，藉由生產基於多層導電基底載板的載體，便可獲得極小型的封裝，其覆蓋區僅略大於該光學半導體裝置之中所含的光學元件及/或光學半導體元件所需的覆蓋區。
此外，該經圖案化的絕緣層可被調適成用以實施雙功能，以便能夠準確定位一光學元件且提供該載體的穩定性與完整性。再者，該經圖案化的絕緣層可有利地被圖案化以致使僅藉由在該絕緣膜之中進行切割便可讓個別載體或
是基於此等載體的光學半導體裝置實質上彼此分離。換言之，僅需要切穿塑膠便可達成單體化的目的，而不必切穿塑膠與金屬之組合。依此方式，便可降低因單體化所造成的光學半導體裝置上的應力，其會提高良率與可靠度，且相較於先前技術，還可獲得更低成本與較高品質的目的。較佳的係，該絕緣間隔層係由一略具彈性的材料所製成，以便吸收一基於本載體之光學半導體裝置中所含的其他部件的移動。舉例來說，環境的改變(例如溫度循環)便可能會誘發此等移動。
根據製造該載體的方法的一具體實施例，提供一絕緣間隔層的步驟可包括在該載體基片的上部載體層側上提供一絕緣間隔層，並且圖案化該絕緣間隔層以致使形成該(等)空腔。
因此，同時形成大量的空腔，每一個空腔均可使依照該載體的上部導體結構能夠精確地定位。明確地說，本具體實施例能夠利用該載體上的現有圖案(例如在形成該上部導體結構時所使用的導體結構及/或基準標記)用以依照該現有的上部導體結構在該圖案化步驟中獲得極高的公差。再者，僅需要進行一次圖案化(包含對齊)便可同時形成大量載體的空腔，每一個空腔均可以高精度相對於個別對應導體結構來進行定位。
有利的係，該絕緣間隔層可能係一絕緣間隔片，其係層壓至該載體基片的上部載體層側。
或者，可以藉由一液體材料來形成該絕緣間隔層，該液
體材料係分散在該載體或載體之面板上並且接著固化。此一液體材料的優點係可藉由習知的旋轉塗布方式來進行分散。
再者，該絕緣間隔層可能係由可光成像材料所製成，而該圖案化步驟可包括下列步驟：將一遮罩定位在一光源與該絕緣間隔層之間；透過該遮罩藉由該光源來曝光該絕緣間隔層；以及顯影藉由該曝光所界定的圖案。
藉由選擇可光成像材料(例如丙烯酸、聚醯亞胺(例如DuPont所製造的PyraluxPC 1000))或是可光成像旋塗材料(例如苯環丁烯(BCB))便可透過極少數與簡單的程序步驟來提供一經圖案化的絕緣間隔層。對該曝光來說，可相依於材料的類型來使用一接觸遮罩或一陰影遮罩，此程序步驟與其他程序步驟均係熟練的人士所熟知的。
就可光成像材料的替代例來說，可藉由不可光成像材料來製造該絕緣間隔層，接著便可使用下面的習知步驟來進行圖案化：塗敷一光阻、圖案化該光阻、蝕刻該絕緣間隔層、以及移除該光阻。不過，可光成像材料之使用係較佳。
根據本發明的另一具體實施例，提供一經圖案化的絕緣間隔層的步驟可包括下列步驟：提供一預先圖案化的絕緣間隔片，其中已預先形成該空腔；以及將該預先圖案化的絕緣間隔片層壓至該載體基片的上部載體層側，以致使該預先形成的空腔的位置對應於要被連接至該載體的光學半導體元件的預期位置。
此外，用於製造該載體的方法可進一步包括下列步驟：在該上部載體層與該經圖案化的絕緣間隔層之間提供一中間絕緣層，其中該中間絕緣層係組態，以致使介於該上部導體結構與在該光學半導體元件上提供的連接器凸塊之間的電連接係可透過該中間絕緣層達成電，其方式為當該光學半導體元件定位在中間膜上並且該等凸塊面向該中間膜以致使該等凸塊的位置對應於該導體結構時，施加熱與壓力至該光學半導體元件。
藉由在一熱塑性合成樹脂之中提供此一中間絕緣層，該中間絕緣層可被製造成用以在該等凸塊與導體結構之間被加熱與加壓時介於光學半導體元件凸塊與對應的導體結構之間的位置處局部液化，從而透過該中間絕緣層實現局部電連接。該中間絕緣層的厚度較佳的係依照該等凸塊來進行選擇，以致使該中間絕緣層可用作一組件側填滿。透過加入此中間絕緣層，便可進一步改良該載體的完整性。
再者，有利的係，可由從不可光成像的材料中所選出的材料來製造該中間絕緣層。
因此，可以在上方的絕緣間隔層之中輕易地製造一或多個空腔，而不會影響該中間絕緣層。
就提供一中間絕緣層的替代例來說，該絕緣間隔層可被圖案化以致使該空腔不會穿透，但是會有一合宜厚度的層，使該光學半導體元件可透過該層被連接至該對應的導體結構。
再者，該中間載體層可能係由不同於該上部載體層與該
下部載體層的金屬所製成，此金屬係經選擇，以致使該中間載體層可被一蝕刻劑蝕刻而使該上部載體層與該下部載體層實質上完好無損，從而使該上部載體層蝕刻不足，以致使在該導體結構之中形成凹部，能夠改良一後續塗敷的封膠的固定性。
用於製造該載體的方法可進一步包括在該下部載體層之中形成一下部導體結構的步驟，以致使形成引線用以使該光學半導體元件能夠電連接至一外部裝置，該等引線係彼此電隔離。
再者，根據本發明的第一態樣的方法的步驟可包含用於製造一光學半導體裝置的方法之中，依照該光學半導體裝置中內含的一光學半導體元件來準確定位一光學元件，該方法進一步包括下列步驟：將該光學半導體元件連接至藉由該經圖案化的絕緣間隔層所形成的空腔之中的上部導體結構；以及在藉由該經圖案化的絕緣間隔層所界定的位置之中提供該光學元件。
下文將配合本發明的第二態樣來說明此方法的另外特點與優點。
根據本發明的第二態樣，透過製造一光學半導體裝置的方法亦可達成上述與其他目的，依照該光學半導體裝置中內含的一光學半導體元件來準確定位一光學元件，該方法包括下列步驟：提供一載體，該載體包含：一導電多層載體基片的載體，其具有一上部載體層、一下部載體層、以及一介於該上部載體層與該下部載體層之間的中間載體
層，在該上部載體層與該中間載體層之中形成一上部導體結構；以及一經圖案化的絕緣間隔層，其配置在該載體基片的一上部載體層側上，其中該絕緣間隔層係經圖案化以致使形成至少一空腔，其中該光學半導體元件可連接至該上部導體結構，當被連接至該載體時該空腔的深度係大於該光學半導體元件的高度；以及該空腔係形成用以依照該光學半導體元件來界定該光學元件的位置；將該光學半導體元件連接至由該經圖案化的絕緣間隔層所形成的空腔之中的上部導體結構；以及在由該經圖案化的絕緣間隔層所界定的位置之中提供該光學元件。
該光學半導體元件可藉由任何方式被連接至該載體的該等上部導體結構，例如透過導線接合、捲帶自動接合(TAB)、或是覆晶。於覆晶連接的情況中，該光學半導體元件上所提供的連接器凸塊係連接至一對應的上部導體結構，該上部導體結構經常以對應觸點為形式來提供。舉例來說，該等凸塊可透過焊接或藉由導電黏著劑(其可能係各向異性地導電)膠黏而被連接至該等觸點。
根據本發明用於製造一光學半導體裝置的方法可進一步包括在該下部載體層之中形成一下部導體結構的步驟，以致使形成引線用以使該光學半導體元件能夠電連接至一外部裝置，該等引線係彼此電隔離。
該載體可能具備或不具備一下部導體結構，不具有下部導體結構的載體的剛性通常係大於具有下部導體結構的載體。
根據一具體實施例，可利用液體、光學活性的物質來填充該空腔以提供該光學元件，該物質係調適成用以在覆蓋該光學半導體元件時充當一光學元件，例如擴散器。
或者，提供該光學元件的步驟可包括下列步驟：將該光學元件定位在由該經圖案化的絕緣間隔層所界定的位置之中；以及利用一彈性的光學化合物來填充一由該空腔與該光學元件所界定的空間，用以降低該半導體裝置上因不同溫度所造成的膨脹與收縮所產生的應力。
此彈性的光學化合物在定位該光學元件之後被射出，或是在該光學元件係定位在其已界定位置中之前被分配。
根據本發明的第三態樣，透過一種載體用以使依照要被連接至該載體的一光學半導體元件能夠準確定位一光學元件亦可達成上述與其他目的，該載體包括一導電多層載體基片，其具有一上部載體層、一下部載體層、以及一介於該上部載體層與該下部載體層之間的中間載體層，在該上部載體層與該中間載體層之中會形成一上部導體結構；以及在該載體基片的一上部載體層側上配置一經圖案化的絕緣間隔層，其中該絕緣間隔層係經圖案化以致使形成至少一空腔，其中，該光學半導體元件可連接至該上部導體結構，當連接至該載體時該空腔的深度係大於該光學半導體元件的高度；以及該空腔係形成以依照該光學半導體元件來界定該光學元件的位置。
再者，根據本發明的載體可有利地被包含於一光學半導體裝置之中，其進一步包括：一光學半導體元件，其係連
接至由該經圖案化的絕緣間隔層所形成的空腔之中的上部導體結構；以及一光學元件，其係提供於由該經圖案化的絕緣間隔層所界定的位置之中。
本發明的此第三態樣的進一步特點與有利效應係大部分與上面配合本發明之第一與第二態樣所述者類似。
在下面的說明中，參考一載體來說明本發明，其中藉由將一可光成像箔層壓至該載體基片並且接著圖案化該箔來提供一經圖案化的絕緣間隔層。應該注意的係，其並非要限制本發明的範疇，其還包含提供該經圖案化的絕緣間隔層作為一預先圖案化的箔或作為一要接著圖案化的旋塗層。
再者，在下面所述的載體與光學半導體裝置之中，該載體基片係由多層基片所製成，其具有一下Cu層、一上Cu層、以及一介於該等下Cu層與上Cu層之間的Ni層。接著，會對應於該等上部導體結構與下部導體結構在該上部載體層與該下部載體層之上成長不同的另外金屬層。熟習本技術的人士便可輕易地瞭解，可藉由能夠形成一具有導體結構之載體並且可在該導體結構及要與其連接的元件之間實現良好連接的各種其他材料來取代該些不同層的材料。
現在將參考圖2與圖3來說明根據本發明之一載體的一較佳具體實施例以及用於製造此一載體的方法，圖2係示意性說明此一方法的流程圖而圖3示意性說明處於圖2的對應
方法步驟之後的狀態中的載體。
在第一步驟201中，提供一三層載體基片10，其具有一由Ni製成的中間載體層12以及由Cu製成的一上部載體層13與一下部載體層14。
該基片較佳的係藉由一加法程序來製造，其開始於一Cu層，接著在其上增加一Ni層(舉例來說，先進行沉積接著進行嘉凡尼(galvanic)電鍍)並且接著以相同的方式增加一第二Cu層。
在接下來的步驟202中，光阻層15、16分別被塗敷在上部載體層13與下部載體層14。藉由對該等已塗敷的光阻層進行習知的遮罩、曝光、以及顯影，便可將該等光阻層15、16圖案化成圖3b中所示者。
在下一步驟203中，在由該等經圖案化的光阻層15、16所界定的狹縫之中成長NiPdAu層17、18，並且移除該光阻層。
接著，在步驟204中，新的光阻層19、20分別被塗敷在上部載體層13與下部載體層14。上光阻層19係經圖案化以曝露成長在該上部載體層13之一部分之上的NiPdAu層17，並且讓下光阻層20保持未被圖案化。
在下面的步驟205中，在該上部載體層13上的NiPdAu層17的頂端之上成長一Sn層21，以便讓該載體可準備接著將一光學半導體元件覆晶安裝在該載體的上側。
在塗敷此Sn層21之後，便會在步驟206中藉由選擇性的Cu蝕刻來移除該上部載體層13的未覆蓋部分，並且會在接
下來的步驟207中藉由選擇性的Ni蝕刻來移除該中間載體層12的未覆蓋部分。
透過此等兩個選擇性蝕刻步驟206、207，便會在上部載體層13與中間載體層12之中形成一上部導體結構22。透過在該等中間載體層12與上部載體層13之中提供可選擇性蝕刻的不同金屬，便可實施不足蝕刻，從而會形成如圖3步驟g中的一代表位置處所示的凹部23。該些凹部23能夠改良後續在該載體基底10上塗敷的封膠的固定性。該載體現在會藉由該靜止連續的下部載體層14固持在一起。
在接下來的步驟208中，將一可光成像膜24(例如聚醯亞胺或丙烯酸箔)層壓至該載體的上側。該可光成像膜24係由一陰影遮罩予以遮住，或是如圖3步驟h中所示情況般地由一接觸遮罩25予以遮住。接著，在步驟209中，使用經調應用於該膜材料與厚度的曝光與顯影參數，藉由該膜24的未遮住的部分進行曝光與顯影來圖案化膜24，從而形成如圖3步驟i中所示的載體，其具有一經圖案化的絕緣間隔層26，於其中形成一空腔27，其中可將一光學半導體元件連接至該上部導體結構22。該空腔所形成的深度係大於要被連接至該處的光學半導體元件的高度，並且會依照該光學半導體元件來界定一光學元件的位置。
在圖2與圖3中所示的步驟之後，可藉由將一光學半導體元件連接至該上部導體結構22並且在藉由該經圖案化的絕緣層26所界定的位置之中提供一光學元件來形成一光學半導體裝置，如下文分別參考圖4與圖5以及圖6與圖7所述的
兩項替代具體實施例。
現在參考圖4與圖5來說明根據本發明的光學半導體裝置的第一具體實施例及製造此一光學半導體裝置的方法。
首先參考圖4與圖5步驟a，在第一步驟401中提供一具有三層載體基片的載體40(例如上文配合圖2與圖3所述者)，該三層載體基片具有：具有一上部導體結構22的中間載體層12與上部載體層13；以及連續的下部載體層14，並且在該載體的上側之上提供一經圖案化的絕緣間隔層26，以便形成一空腔27。
在接下來的步驟402中，將一光學半導體裝置(其在此處以發光二極體(LED)41為形式)覆晶連接至該經圖案化的絕緣間隔層26之中所形成的空腔27之中的上部導體結構22。更明確地說，LED 41之上所提供的凸塊42係連接至該導體結構22中所含的對應觸點43。為將由該LED 41所發射的藍光轉換成白光，該LED 41進一步具備一顏色轉換板44。
在接下來的步驟403中，在由該經圖案化的絕緣間隔層26所界定的位置之中提供一光學元件(其在此處以透鏡45為形式)，以致使該透鏡45係定位在與該LED 41相隔一受控且準確的距離處並且居中在該LED 41上方。而後藉由利用一彈性的光學化合物來填充該空腔27與該透鏡45所界定的空間，此處，一透明的聚矽氧46同時囊封該LED 41，吸收因熱誘發的膨脹與收縮所導致的光學半導體裝置50之中所含的部件的移動而造成的力，並且將該光學半導體裝置50固持在一起，以致使能夠蝕刻該下部載體層14的未覆蓋
部分，從而從該上部導體結構22至所形成的下部導體結構47處形成電分離的引線。因為通常每一次運轉都會在一面板之中製造複數個光學半導體裝置50，所以該面板通常會在最後被單體化成個別光學半導體裝置。有利的係，藉由在合宜位置中切割該經圖案化的絕緣間隔層便可施行此最終單體化或分離。因此，並不需要切穿金屬層，以免因該等光學半導體元件上的應力而導致良率下降。
可以透過一填充孔，藉由毛細管作用來填充由該空腔27與該透鏡45所界定的空間，直到填充材料流出相對側上所提供的溢流孔為止。
或者，可以在該空腔之中先分配一液體光學化合物之剩餘。而後，便可準確地定位該透鏡並且將該光學化合物之剩餘擠出該透鏡的周圍或是溢流孔。
現在參考圖6與圖7來說明根據本發明的光學半導體裝置的第二具體實施例及製造此一光學半導體裝置的方法。
圖6與圖7中所示的光學半導體裝置60及製造方法與上面所述的裝置及方法的差異在於在步驟601中利用液體、光學活性的物質來填充該經圖案化的絕緣間隔層26之中所形成的空腔27來提供該光學元件61，該物質係調適成用以在覆蓋該LED 41時充當一光學元件。在本文所述的情況中，該光學活性物質係聚矽氧，其充當一擴散器，用以擴散由該LED 41所發射的光。因此，擴散器61的位置係由該經圖案化的絕緣間隔層26及其中所形成的空腔27來界定。
如上面配合步驟403與圖5步驟c所述者，會形成一下部
導體結構47並且係藉由在合宜位置中切割該經圖案化的絕緣間隔層26來分離該面板。
熟習本技術的人士便會瞭解本發明並不受限於上面所述的較佳具體實施例。舉例來說，可以提供該經圖案化的絕緣間隔層作為一具有至少一預先形成的空腔的預先圖案化層，或者該經圖案化的絕緣間隔層可以被旋塗並且接著被圖案化。再者，還可以將數個光學半導體元件(例如不同顏色的LED)連接至一空腔內側的該上部導體結構，用以形成一白色或可變顏色的LED叢集。除此之外，本發明係可應用至LED以外的其他光學半導體元件，例如光感測器、雷射等。
再者，為控制該(等)LED所需要的其他組件(例如光學通量/顏色感測器)、要用在該(等)LED之閉路控制(驅動器)之中的溫度感測器、以及其他元件(例如用以儲存資料的非揮發性記憶體(NVM))或是其他相關的整合驅動器功能可連同該(等)LED被連接至該空腔之中的上部導體結構。再者，該絕緣間隔層亦可被建構成一反射器(具有或不具有額外的塗層)，用以在特定方向中來引導該光。
除此之外，根據本發明的載體亦可能具備用於放置與互連輔助光學元件(例如準直器、反射器、混合棒等)的光學及/或機械參考點。
1‧‧‧基板
2‧‧‧反射板
3‧‧‧透鏡
4‧‧‧發光二極體(LED)裝配件
5‧‧‧突出架
10‧‧‧三層載體基片
12‧‧‧中間載體層
13‧‧‧上部載體層
14‧‧‧下部載體層
15‧‧‧光阻層
16‧‧‧光阻層
17‧‧‧NiPdAu層
18‧‧‧NiPdAu層
19‧‧‧光阻層
20‧‧‧光阻層
21‧‧‧Sn層
22‧‧‧上部導體結構
23‧‧‧凹部
24‧‧‧可光成像膜/絕緣間隔層/絕緣間隔片
25‧‧‧接觸遮罩
26‧‧‧絕緣間隔層
27‧‧‧空腔
40‧‧‧載體
41‧‧‧發光二極體(LED)/光學半導體元件
42‧‧‧凸塊
43‧‧‧觸點/上部導體結構
44‧‧‧顏色轉換板
45‧‧‧透鏡/光學元件
46‧‧‧聚矽氧/封膠/光學化合物
47‧‧‧下部導體結構
50‧‧‧光學半導體裝置
60‧‧‧光學半導體裝置
61‧‧‧光學元件
現在將參考附圖來更詳細地說明本發明的此等與其他態樣，圖中顯示本發明之目前較佳的具體實施例，其中，
圖1為先前技術光學半導體裝置的分解圖；圖2為示意性說明根據本發明之較佳具體實施例用於製造一載體的方法的流程圖；圖3示意性說明根據圖2之方法在對應的方法步驟之後的狀態中所製造的載體；圖4為示意性說明根據本發明用於製造一光學半導體裝置的第一具體實施例的方法的流程圖；圖5示意性說明根據圖4之方法在對應的方法步驟之後的狀態中所製造的光學半導體裝置；圖6為示意性說明根據本發明用於製造一光學半導體裝置的第二具體實施例的方法的流程圖；圖7示意性說明根據圖6之方法在對應的方法步驟之後的狀態中所製造的光學半導體裝置。
12‧‧‧中間載體層
13‧‧‧上部載體層
14‧‧‧下部載體層
26‧‧‧絕緣間隔層
27‧‧‧空腔
40‧‧‧載體
41‧‧‧發光二極體(LED)/光學半導體元件
42‧‧‧凸塊
43‧‧‧觸點/上部導體結構
44‧‧‧顏色轉換板
45‧‧‧透鏡/光學元件
46‧‧‧聚矽氧/封膠/光學化合物
47‧‧‧下部導體結構
50‧‧‧光學半導體裝置
Claims (20)
- 一種製造一載體之方法，該方法用以實現一光學元件關於一光學半導體元件之準確定位，該光學半導體要被連接至該載體，該方法包括下列步驟：提供一導電多層載體基片，其具有一上部載體層、一下部載體層、以及一介於該上部載體層與該下部載體層之間的中間載體層；在該上部載體層與該中間載體層中形成一上部導體結構；以及在該載體基片的一上部載體層側上提供一經圖案化的絕緣間隔層(insulative spacer layer)，其中：該絕緣間隔層係經圖案化，以致使形成至少一空腔，其中該光學半導體元件係可連接至該上部導體結構，當連接至該載體時該空腔的一深度係大於該光學半導體元件的一高度；該空腔係形成以關於該光學半導體元件來界定該光學元件的一位置，以及該中間載體層係由不同於該上部載體層與該下部載體層的一金屬所製成，該金屬係經選擇，以致使該中間載體層係可由一蝕刻劑予以蝕刻而使該上部載體層與該下部載體層實質上完好無損，從而使該上部載體層蝕刻不足，以致使在該導體結構之中形成凹部，能夠改良一後續塗敷的封膠(encapsulant)的固定性。
- 如請求項1之方法，其進一步包括下列步驟：在該上部載體層與該經圖案化的絕緣間隔層之間提供一中間絕緣層，其中該中間絕緣層係經組態，以致使介於該上部導體結構與在該光學半導體元件上提供的連接器凸塊之間的電連接係可透過該中間絕緣層而達成，其方式為當該光學半導體元件定位在中間膜上並且該等凸塊(bumps)面向該中間膜以致使該等凸塊的位置對應於該導體結構時，施加熱與壓力至該光學半導體元件。
- 如請求項1或2之方法，其進一步包括下列步驟：在該下部載體層之中形成一下部導體結構，以致使形成引線用以使該光學半導體元件能夠電連接至一外部裝置，該等引線係彼此電隔離。
- 一種製造一光學半導體裝置之方法，其關於該光學半導體裝置中內含的一光學半導體元件與一光學元件之準確定位，該方法包括如請求項1的步驟，並且進一步包括下列步驟：將該光學半導體元件連接至藉由該經圖案化的絕緣間隔層所形成的該空腔之中的該上部導體結構；以及在藉由該經圖案化的絕緣間隔層所界定的該位置之中提供該光學元件。
- 如請求項4之方法，其進一步包括下列步驟：在該下部載體層之中形成一下部導體結構，以致使形成引線用以使該光學半導體元件能夠電連接至一外部裝 置，該等引線係彼此電隔離。
- 如請求項4之方法，其中藉由連接該光學半導體元件之上提供的凸塊與該上部導體結構之中所含的觸點(pads)而連接該光學半導體元件至該上部導體結構。
- 如請求項4之方法，其中利用一液體光學活性的物質來填充該空腔以提供該光學元件，該物質係調適成用以在覆蓋該光學半導體元件時充當一光學元件，例如一擴散器。
- 如請求項4之方法，其中提供該光學元件的該步驟包括下列步驟：將該光學元件定位在藉由該經圖案化的絕緣間隔層所界定的該位置之中；以及利用一彈性的光學化合物來填充一由該空腔與該光學元件所界定的空間，用以降低該半導體裝置上的應力。
- 如請求項4之方法，其中：該絕緣間隔層係經圖案化以致使形成複數個空腔；至少一光學半導體元件係連接至該等空腔之每一者之中的該導體結構；以及為藉由該經圖案化的絕緣間隔層所界定的位置之中的該等空腔之每一者提供一光學元件，因而形成包括複數個該等光學半導體裝置之一面板，該方法進一步包括下列步驟：將該面板分離成個別光學半導體裝置或光學半導體裝置之磚(tiles)。
- 一種製造一光學半導體裝置之方法，其關於該光學半導體裝置中內含的一光學半導體元件與一光學元件之準確定位，該方法包括下列步驟：提供一載體，其包含：一導電多層載體基片，其具有一上部載體層、一下部載體層、以及一介於該上部載體層與該下部載體層之間的中間載體層，在該上部載體層與該中間載體層中形成一上部導體結構；以及一經圖案化的絕緣間隔層，其配置在該載體基片的一上部載體層側上，其中：該絕緣間隔層係經圖案化，以致使形成至少一空腔，其中該光學半導體元件可連接至該上部導體結構，當連接至該載體時該空腔的一深度係大於該光學半導體元件的一高度；以及該空腔係形成以關於該光學半導體元件來界定該光學元件的一位置；將該光學半導體元件連接至藉由該經圖案化的絕緣間隔層所形成的該空腔之中的該上部導體結構；以及在藉由該經圖案化的絕緣間隔層所界定的該位置之中提供該光學元件，其中該中間載體層係由不同於該上部載體層與該下部載體層的一金屬所製成，該金屬係經選擇，以致使該中間載體層係可由一蝕刻劑予以蝕刻而使該上部載體層與該下部載體層實質上完好無損，從而使該上部載體層蝕 刻不足，以致使在該導體結構之中形成凹部，能夠改良一後續塗敷的封膠的固定性。
- 如請求項10之方法，其進一步包括下列步驟：在該下部載體層之中形成一下部導體結構，以致使形成引線用以使該光學半導體元件能夠電連接至一外部裝置，該等引線係彼此電隔離。
- 如請求項10之方法，其中藉由連接該光學半導體元件之上提供的凸塊與該上部導體結構之中所含的觸點(pads)而連接該光學半導體元件至該上部導體結構。
- 如請求項10之方法，其中利用一液體光學活性的物質來填充該空腔以提供該光學元件，該物質係調適成用以在覆蓋該光學半導體元件時充當一光學元件，例如一擴散器。
- 如請求項10之方法，其中提供該光學元件的該步驟包括下列步驟：將該光學元件定位在藉由該經圖案化的絕緣間隔層所界定的該位置之中；以及利用一彈性的光學化合物來填充一由該空腔與該光學元件所界定的空間，用以降低該半導體裝置上的應力。
- 如請求項10之方法，其中：該絕緣間隔層係經圖案化以致使形成複數個空腔；至少一光學半導體元件係連接至該等空腔之每一者之中的該導體結構；以及為藉由該經圖案化的絕緣間隔層所界定的位置之中的 該等空腔之每一者提供一光學元件，因而形成包括複數個該等光學半導體裝置之一面板，該方法進一步包括下列步驟：將該面板分離成個別光學半導體裝置或光學半導體裝置之磚(tiles)。
- 一種載體，其用以實現一光學元件關於一光學半導體元件之準確定位，該光學半導體要被連接至該載體，該載體包括：一導電多層載體基片，其具有一上部載體層、一下部載體層、以及一介於該上部載體層與該下部載體層之間的中間載體層，在該上部載體層與該中間載體層中形成一上部導體結構；以及在該載體基片的一上部載體層側上配置一經圖案化的絕緣間隔層，其中：該絕緣間隔層係經圖案化，以致使形成至少一空腔，其中該光學半導體元件可連接至該上部導體結構，當連接至該載體時該空腔的一深度係大於該光學半導體元件的一高度；該空腔係形成以關於該光學半導體元件來界定該光學元件的一位置，以及該中間載體層係由不同於該上部載體層與該下部載體層的一金屬所製成，該金屬係經選擇，以致使該中間載體層係可由一蝕刻劑予以蝕刻而使該上部載體層與該下 部載體層實質上完好無損，從而使該上部載體層蝕刻不足，以致使在該導體結構之中形成凹部，能夠改良一後續塗敷的封膠的固定性。
- 如請求項16之載體，其進一步包括：一中間絕緣層，其係配置在該上部載體層與該經圖案化的絕緣間隔層之間，其中該中間絕緣層係經組態，以致使介於在該光學半導體元件上提供的連接器凸塊與該上部導體結構之間的電連接係可透過該中間絕緣層而達成，其方式為當該光學半導體元件定位在中間膜上並且該等凸塊面向該中間膜以致使該等凸塊的位置對應於該導體結構時，施加熱與壓力至該光學半導體元件。
- 一種光學半導體裝置，其包括：一如請求項16之載體；一光學半導體元件，其係連接至藉由該經圖案化的絕緣間隔層所形成的該空腔之中的該上部導體結構；以及一光學元件，其係提供在藉由該經圖案化的絕緣間隔層所界定的該位置之中。
- 如請求項18之光學半導體裝置，其中該光學半導體元件係藉由提供在該光學半導體元件之上的凸塊與該上部導體結構之中所含的觸點之間的連接而被連接至該上部導體結構。
- 如請求項18之光學半導體裝置，其中該光學元件係位於在藉由該經圖案化的絕緣間隔層所界定的該位置之中； 以及利用一彈性的光學化合物來填充一由該空腔與該光學元件所界定的空間，用以降低該半導體裝置上的應力。
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