TWI499083B - 發光二極體晶片的封裝方法、封裝結構及用於發光二極體封裝之反射杯的製法 - Google Patents

Description

發光二極體晶片的封裝方法、封裝結構及用於發光二極體封裝之反射杯 的製法

本發明是有關於一種發光二極體晶片、其製法及封裝方法，特別是指一種封裝體積小且製程速度快的發光二極體晶片、其製法及封裝方法。

如圖1所示，習知發光二極體晶片91通常藉由打線方式與載板92上的外部電極93電連接。由於打線製程需要佔用載板92較大的空間，而且打線過程是用機器一條一條的連接，製程效率極低，不利於系統封裝(system in package)或晶圓級封裝(wafer level package)。

為了改善打線製程的缺點，目前常見的方式是利用覆晶(flip-chip)的方式作電性連結，以省去打線製程。但是覆晶製程需在單顆晶片上植大量金球，過程耗時，也影響封裝效率。除了覆晶方式之外，另有一些不需打線的封裝方式，例如翻轉晶片將位於晶片表面的電極直接與載板上的電極黏著而不使用金球，如此方式則需使晶片表面的電極等高，且具有極佳的平整度，製作精度要求較高，相對使製程難度較高。另一種方式是調整晶片結構，使晶片電極由晶片表面延伸至晶片底面，例如日本專利公開案JP2008-130875所揭示的晶片製造方法，如圖2及圖3所示，是在晶片94上開孔941，鍍上導電層95，使導電層95通過開孔941將晶片94表面的電極96與晶片94底面的電極97連接，而使晶片94電極97可位於其底面處。但是 JP2008-130875案中，其界定開孔941的壁面為垂直的壁面，在鍍製導電層時，會有階梯覆蓋性不良的缺點，容易導致導電層不均勻而影響導電性。

為了解決前述的問題，本發明利用在發光二極體晶片兩側形成傾斜側壁，藉由傾斜側壁產生的斜面，可使導電層容易在斜面上均勻沉積，以避免階梯覆蓋性不良的缺點，並藉由斜面上的導電層，將發光二極體晶片表面的電極延伸至晶片的基板兩側或是基板的底面，有利於後續的封裝製程，更甚者，不需使用到打線，可減小封裝結構的體積。

進一步地，本發明亦提供利用半導體製程技術的反射杯的製法及發光二極體的封裝方法，可應用於系統封裝或晶圓級封裝。本發明反射杯的製法僅需利用一次光罩製程即可完成具有反射層的凹槽結構，相較於習知製程需要兩道光罩製程，能夠減少製程時間及製作成本。而本發明提供的封裝方法不需要打線製程即可與封裝載板的導線形成電連接，不僅能夠節省製程時間，增進生產效率，還能縮小封裝結構的體積。

更進一步地，本發明還提供一種能夠將發光二極體晶片的電極延伸至封裝載板的底面之封裝方法，且不需在反射杯中開孔，以避免破壞密封晶片的效果，可解決一般由反射杯底部開孔以將電極延伸至封裝載板底部所導致晶片容易受潮以及封裝結構的結構脆弱的問題，而其所製成的 封裝結構可直接設置於一應用產品的電路板，不需使用打線製程，除可減少因斷線造成的不良率，提升封裝可靠度，還可使下游應用端的組裝程序更加簡便。

本發明所提供的發光二極體晶片，藉由斜面單元使連接電極之導電層延伸至基板傾斜壁或底面，可將發光二極體晶片固設於封裝載板中直接形成電連接，或利用金屬化製程製作延伸導電層形成電連接，由於不需要打線製程，有助於晶圓級封裝或系統封裝，而能節省一一打線的封裝時間，以及節省打線所佔用的空間以縮小體積，對於整合其他光電元件具有小型化優勢，且與其他LED技術整合，例如奈米晶體製程的整合，也較為彈性。此外，本發明所提供的發光二極體晶片的製法，藉由形成傾斜側壁及基板傾斜壁，以在其斜面上利用金屬化製程沉積導電層，相較於在垂直面上沉積導電層容易控制，故能提昇製程良率，降低製造成本。

本發明所提供的用於發光二極體封裝之反射杯的製法，藉由部分凸伸於凹槽中之保護層的屏蔽，使被覆於凹槽的金層層未超出凹槽開口，而能省去一道光罩製程，以降低製程時間及成本。

本發明提供之發光二極體的封裝方法，可在同一封裝載板上完成多數個發光二極體晶片的封裝，亦可不需要打線製程，故更能適用於晶圓級封裝或系統封裝，依據不同的發光二極體晶片結構可選擇適用的方法步驟，將連接晶片電極的導電層延伸出反射杯外，進一步地，還能由反射 杯外延伸至封裝載板底面，以維持晶片密封的完整性，使本發明之封裝方法不僅能夠節省封裝製程時間及縮小封裝結構的體積，還能方便下游應用端的組裝程序。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之五個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

實施例1 發光二極體晶片的製作

參閱圖4(a)~圖4(f)，說明本發明發光二極體晶片的製法之實施例1的實施步驟流程圖。其實施步驟包含：如圖4(a)所示，取一已完成磊晶結構的母片10，母片10包括一基板11及一形成於基板11上的磊晶層單元12。磊晶層單元12包括一形成於基板11上的第一型半導體層121、一形成於第一型半導體層121上的發光層122及一形成於發光層122上的第二型半導體層123。在本實施例中，基板11為藍寶石(sapphire)材質，厚度約350 μm；第一型半導體層121為n型氮化鎵(n-GaN)，第二型半導體層123為p型氮化鎵(p-GaN)。

利用半導體製程技術的圖案化製程在母片10上定義出複數個預定形成一晶片的位置及預定形成兩晶片之間的凹槽的位置(圖未示出)。以下步驟要說明如何利用蝕刻及金 屬化製程形成各晶片的側壁及電極單元，為方便說明起見，圖式中僅示出兩個相鄰晶片之間的實施過程。如圖4(b)所示，在預定形成凹槽21的位置利用蝕刻製程由第二型半導體層123蝕刻至部分第一型半導體層121，使第一型半導體層121裸露，而形成一開口往外擴張的凹槽21，也就是說在各晶片1之一側形成由第二型半導體層123側往下延伸至部分第一型半導體層121側的一第一斜面131。如圖4(c)所示，再於介於兩晶片1中間之凹槽21底部，即第一型半導體層121的部分裸露表面，定義一第二凹槽22的位置，然後蝕刻第一型半導體層121至基板11表面形成一開口往外擴張的第二凹槽22，而使基板11的部分表面裸露，藉此在各晶片1之一側形成位於第一型半導體層121側邊並相鄰基板11的一第二斜面132及一連接於第一斜面131與第二斜面132的平台133，而第一斜面131、第二斜面132及平台133即形成磊晶層單元12之一往下並往外傾斜的傾斜側壁13。各晶片1之磊晶層單元12的另一側亦由另一組凹槽21及第二凹槽22形成一往下並往外傾斜的傾斜側壁13。前述蝕刻製程可利用乾式蝕刻或濕式蝕刻，可依據磊晶層單元12的材質選用適當的蝕刻方式，此為本發明領域的公知技術，於此不再贅述。值得注意的是，前述形成凹槽21與第二凹槽22的實施步驟僅為實施方式的一種，其亦可利用不同光阻厚度或半色調網點(halftone)製程同時定義出凹槽21與第二凹槽22的位置，並可利用一次蝕刻步驟或兩次蝕刻步驟形成凹槽21與第二凹槽22，不以本實施例 為限。

如圖4(d)所示，在第二凹槽22底部，即裸露的基板11表面，蝕刻形成一開口往外擴張的基板凹槽23，藉此於基板凹槽23兩側的晶片1分別形成一與其相鄰的傾斜側壁13同向傾斜的基板傾斜壁14。同樣地，各晶片1的基板11之另一側同時形成另一基板凹槽23，並形成另一與其相鄰的傾斜側壁13同向傾斜的基板傾斜壁14。此處蝕刻製程同樣可利用乾式蝕刻或濕式蝕刻，在本實施例中，是利用濕式蝕刻方式，以磷酸與水混合並加熱作為蝕刻液蝕刻基板11，使基板傾斜壁14的傾斜角約介於40~60度。

如圖4(e)所示，利用金屬化製程，於各晶片1上形成二電極單元，分別為一與第一型半導體層121形成電連接之第一電極單元151，及一與第二型半導體層123形成電連接之第二電極單元152。第一電極單元151包括一設於其中一傾斜側壁13之平台133表面之電極1511，及一由電極1511沿相鄰的第二斜面132延伸至基板傾斜壁14上的導電層1512。第二電極單元152包括一設於第二型半導體層123表面之電極1521，及一由電極1521沿另一傾斜側壁13延伸至基板傾斜壁14上的導電層1522。而且第二電極單元152的導電層1522與對應的傾斜側壁13之間先形成有一絕緣層153，以避免第一電極單元151與第二電極單元152短路。第一電極單元151與第二電極單元152在晶片1上的分佈可配合參閱圖5的俯視圖。在形成電極1521前，亦可在第二型半導體層123表面被覆透明電極，如氧化銦錫 (ITO)膜(圖未示出)以增加導電均勻性。

如圖4(f)所示，研磨位於磊晶層單元12相反側的基板11之底面111，將各基板凹槽23磨穿，使各基板傾斜壁14上的導電層1512、1522露出底面111。在本實施中，研磨後的基板11厚度約為50~100 μm。之後，切割母片10以形成多數個獨立的晶片1。

發光二極體晶片

如圖6所示，前述步驟製得之晶片1為本發明發光二極體晶片之實施例1，包含：一基板11、一磊晶層單元12、二斜面單元16及二電極單元151、152。基板11具有一表面112及一底面111。磊晶層單元12位於基板11的表面112，並包括一第一型半導體層121、一發光層122及一第二型半導體層123，第一型半導體層121位於基板11表面112，且發光層122位於第一型半導體層121與第二型半導體層123之間。二斜面單元16分別位於兩對側邊，各斜面單元16係由磊晶層單元12朝基板11的底面111方向往下並往外傾斜，各包括位於磊晶層單元12之一傾斜側壁13，及位於基板11之一基板傾斜壁14。各傾斜側壁13還包括一由第二型半導體層123側往下延伸至部分第一型半導體層121側的第一斜面131及一相鄰基板11的第二斜面132，而第一斜面131與第二斜面132之間由一平台133相連接。二電極單元151、152分別為一與第一型半導體層121電性連接之第一電極單元151，以及一與第二型半導體層123電性連接之第二電極單元152。第一電極單元151包括 一設於其中一傾斜側壁13之平台133表面的電極1511及及一由電極1511沿相鄰的第二斜面132延伸至基板傾斜壁14上的導電層1512。第二電極單元152包括一設於第二型半導體層123表面之電極1521，及一由電極1521沿另一傾斜側壁13延伸至基板傾斜壁14上的導電層1522。而且第二電極單元152的導電層1522與對應的傾斜側壁13之間還設有一絕緣層153。此外，基板11亦可為具導電性之基板，若基板具有導電性時，需在基板傾斜壁上設絕緣層。在本實施例中，基板傾斜壁14之傾斜角約介於40-60度，有利於封裝時再封裝載板上鍍製延伸導電層與導電層1512、1522相連接，有關發光二極體晶片1的封裝方式，將於下文中說明。

發光二極體的封裝

圖7(a)~(g)說明本發明發光二極體的封裝方法之實施例1的實施流程，其中圖7(a)~圖7(d)還說明本發明之反射杯的製法。如圖7(a)所示，在一封裝載板3上形成一保護層31，再圖案化保護層31，以形成一貫穿保護層31之穿孔311。在本實施例中，封裝載板3材質為矽，保護層31材質為SiN_x 。封裝載板3亦可為其他不導電材質，例如氮化鋁或氧化鋁等陶瓷材料。保護層31材質也可為SiO_x 、SiN_x /SiO_x 、或金屬(例如Ni、Au)等，保護層31的形成方法可依據其材質選用，例如非金屬材質可用氣相沉積法(CVD)、或高濕高溫爐製程，金屬材質可用電鍍、濺鍍或蒸鍍等方式。

如圖7(b)所示，利用蝕刻液通過穿孔311蝕刻封裝載板3，形成一開口321大於穿孔311之凹槽32，使相鄰穿孔311之部分保護層31凸伸於凹槽32中。在本實施例中，蝕刻液為KOH溶液，濃度30vol%之KOH溶液於80℃或濃度45vol%之KOH溶液於85℃條件下，蝕刻速率約為1μm/min。蝕刻液的選用可依據實際需求調整，不以本實施例為限。

如圖7(c)所示，於保護層31及凹槽32上形成一金屬層33、34，且藉由部分凸伸於凹槽32中之保護層31的屏蔽，使凹槽32相鄰保護層31處(鄰近開口321處)未被覆金屬層34。金屬層33、34可藉由濺鍍或蒸鍍方式沉積，材質可為Ti/Al、Ti/Ni/Ag或其他可用以反射光線的一般常見的反射層材質。

如圖7(d)所示，移除保護層31及位於保護層31上的金屬層33，剩下在凹槽32中的金屬層34，即形成一位於凹槽32中的反射杯34。藉由前述步驟形成的反射杯34只有在圖案化保護層31時需用到一道光罩製程以定義穿孔311位置，再利用保護層31的屏蔽，使得鄰近凹槽32開口321處沒有沉積金屬層34，亦即，金屬層34的頂緣與該凹槽32的開口321處間隔一段距離，所以反射杯34不會超出凹槽32開口321，而能省去定義反射杯34開口區域以避免超出凹槽32開口321的光罩製程。

如圖7(e)所示，取前述製得的一發光二極體晶片1固設於反射杯34中。更進一步的說，發光二極體晶片1係利用 一固晶膠38固定於反射杯34內，在本實施例中，固晶膠38為絕緣材質，使得第一電極單元151的導電層1512與第二電極單元152的導電層1522與反射杯34電性分離。

再如圖7(f)所示，以金屬化製程形成二延伸導電層35，各延伸導電層35分別連接發光二極體晶片1之第一電極單元151的導電層1512與第二電極單元152的導電層1522，且由基板傾斜壁14處連接，當然亦可由傾斜側壁13處連接，使第一電極單元151與第二電極單元152藉由各延伸導電層35延伸出反射杯34外的封裝載板3上，在本實施例中，由於反射杯34與封裝載板3均為導電體，所以在形成延伸導電層35之前，需先在反射杯34及封裝載板3上預定形成延伸導電層35的位置形成一絕緣層36，以避免延伸導電層35與反射杯34及封裝載板3接觸。如圖7(g)所示，於反射杯34中填充透光膠材37，以密封發光二極體晶片1。透光膠材37可含有螢光粉或不含螢光粉，視使用需求而定。

雖然本實施例中發光二極體晶片1是設置在反射杯34中，但是前述形成延伸導電層35的實施步驟也可適用於一般載板，或是一般反射杯。

實施例2

發光二極體晶片的製作

本發明發光二極體晶片的製法之實施例2的實施步驟與實施例1大致相同，可配合參閱圖4(a)~圖4(f)，其差異之處在於，如圖8所示，在研磨基板11’的底面111’以露出 各基板傾斜壁14’的導電層1512’、1522’後，實施例2利用金屬化製程在底面111’形成二分別與各基板傾斜壁14’的導電層1512’、1522’連接的導電層1513’、1523’，使第一、第二電極單元151’、152’的導電層1512’、1513’、1522’、1523’延伸至基板11’底面111’。此外，在該金屬化製程步驟前，亦可進一步地包含將底面111’拋光以提供一較平坦與光滑表面的步驟。之後，切割母片10’上的各晶片1’以形成多數個獨立的晶片1’。

發光二極體晶片

如圖9所示，前述步驟製得之晶片1’為本發明發光二極體晶片之實施例2，與實施例1大致相同，其所差異之處在於，實施例2的第一電極單元151’含包括一延伸於基板11’底面111’的導電層1513’，且第二電極單元152’含包括一延伸於基板11’底面111’的導電層1523’。

發光二極體的封裝

圖10(a)~(c)說明本發明發光二極體的封裝方法之實施例2的實施流程，用以封裝前述之發光二極體晶片1’。

如圖10(a)所示，先於反射杯34’中定義預定設置發光二極體晶片1’底面111’之二導電層1513’、1523’的位置(圖未標號)，並利用金屬化製程形成二延伸導電層35’，使各延伸導電層35’分別由各導電層1513’、1523’之預定位置延伸至反射杯34’外的封裝載板3’上。在本實施例中，形成反射杯34’的實施步驟與實施例1相同，可參閱圖7(a)~圖7(d)。由於反射杯34’與封裝載板3’均為導電體，所以在形 成延伸導電層35’之前，需先在反射杯34’及封裝載板3’上預定形成延伸導電層35’的位置形成一絕緣層36’，以避免延伸導電層35’與反射杯34’及封裝載板3’接觸。

如圖10(b)所示，將一發光二極體晶片1’固設於反射杯34’中，並使二導電層1513’、1523’分別與相對應之各延伸導電層35’電連接。

如圖10(c)所示，於反射杯34’中填充透光膠材37’，以密封發光二極體晶片1’。透光膠材37’可含有螢光粉或不含螢光粉，視使用需求而定。

雖然本實施例中發光二極體晶片1’是設置在反射杯34’中，但是前述形成延伸導電層35’再與發光二極體晶片1’相接的實施步驟也可適用於一般載板，或是一般反射杯。

實施例3

圖11(a)~圖11(f)說明本發明發光二極體封裝方法的實施例3。

如圖11(a)所示，先分別在一封裝載板41的正面411及背面412被覆一保護層42，再圖案化保護層42形成複數穿孔421、422，以定義預訂設置反射杯的凹槽位置421，及分別位於凹槽位置421兩側預定設置穿槽44(參閱圖11(b))的穿槽位置422。位於正面411與背面412的穿槽位置422上下相對應。如圖11(b)所示，再利用蝕刻液蝕刻封裝載板41，通過保護層42的穿孔421在封裝載板41正面411形成一預定設置反射杯471(參閱圖11(c))的凹槽43，使凹槽43的開口431大於穿孔421，並且通過各穿孔422由 封裝載板41的正面411及背面412相對蝕刻而形成二分別鄰近凹槽43的穿槽44。藉由每一穿槽44形成其相鄰兩封裝結構4的側壁45，且各側壁45具有一由封裝載板41正面411往中間外傾的上傾斜面451及一由封裝載板41背面412往中間外傾的下傾斜面452。在本實施例中，封裝載板41的材質為矽，保護層42的材質及蝕刻方式可參照實施例1，於此不再重述。

如圖11(c)所示，再由封裝載板41正面411沉積一金屬層47，使凹槽43及各穿槽44的上傾斜面451被覆金屬層47，其中凹槽43與保護層42相鄰處未被覆金屬層47，而於凹槽43內形成一反射杯471。

如圖11(d)所示，移除封裝載板41正面411與背面412的保護層42，由於本實施例之封裝載板41具有導電性，移除保護層42後，由封裝載板41的正面411與背面412沉積絕緣層46。

如圖11(e)所示，利用金屬化製程在封裝載板41的背面412形成具有預定圖案的導電層48，包括二分別由封裝載板41背面412延伸至各下傾斜面452的下導電層481，及一位於封裝載板41背面412的傳導區482，傳導區482可供與外部散熱裝置(圖未示出)導接。或者，導電層48亦可由lift-off製程製作。

如圖11(f)所示，取如實施例1所述的發光二極體晶片1固設於反射杯471中，配合參閱圖7(e)~圖7(g)所述的步驟，本實施例3進一步使實施例1中的延伸導電層35延伸 至各上傾斜面451形成二上導電層483，各上導電層483分別與相對應的各下導電層481相連接且分別與第一電極單元151及第二電極單元152電連接，使第一、第二電極單元151、152可延伸至封裝載板41的背面412。再於反射杯471中填充一透光膠材49將發光二極體晶片1密封，以形成一封裝結構4。透光膠材49可視需求含有螢光粉或不含螢光粉。前述實施步驟可在同一封裝載板41上完成多數個封裝結構4，經由切割後可製得多數個獨立的封裝結構4，各獨立的封裝結構4可直接設置於一應用產品的電路板(圖未示出)，不需使用打線製程，而方便下游應用端的組裝程序。

實施例3的封裝方式利用在反射杯471外部的穿槽44，使上導電層483與下導電層481相連接，可避免破壞發光二極體晶片1的密封性，而且上導電層483與下導電層481分別形成在上傾斜面451與下傾斜面452，藉由斜面可使金屬層容易沉積，而能提昇製程良率。

實施例4

實施例4係封裝發光二極體晶片1’(參閱圖9)的另一實施方式，其實施步驟部分與實施例3的實施步驟相同，參閱圖11(a)~圖11(d)。接著參閱圖12(a)，利用金屬化製程在封裝載板41的背面412形成具有預定圖案的導電層48，包括二分別由封裝載板41背面412延伸至各下傾斜面452的下導電層481，及一位於封裝載板41背面412的傳導區482，傳導區482可供與外部散熱裝置(圖未示出)導接。 並且於反射杯471中定義預定設置發光二極體晶片1’底面之第一、第二電極單元151’、152’的導電層1513’、1523’之位置，再利用金屬化製程形成二上導電層483’，使各上導電層483’分別由第一、第二電極單元151’、152’之預定位置(圖未標號)延伸至各上傾斜面451，而與各下導電層481相連接。同樣地，導電層48及上電導電層483’亦可利用lift-off製程製作。

參閱圖12(b)，固設發光二極體晶片1’於反射杯471中，並使二導電層1513’、1523’分別與相對應之各上導電層483’電連接，亦即，使各上導電層483’分別與相對應之第一、第二電極單元151’、152’電連接。再於反射杯471中填充透光膠材49，以密封發光二極體晶片1’。透光膠材49可含有螢光粉或不含螢光粉，視使用需求而定。

實施例5

圖13(a)~圖13(h)說明本發明發光二極體封裝方法的實施例5的實施步驟。實施例5的實施步驟可用於封裝一般電極位於正面的發光二極體晶片5。

參閱圖13(a)及圖13(b)，其實施步驟與實施例3的圖11(a)與圖11(b)大致相同，在封裝載板41上形成一凹槽43與二穿槽44，惟，保護層42與封裝基板41之間還有一絕緣層46。

參閱圖13(c)，將凹槽43及穿槽44的裸露表面氧化形成氧化層以作為絕緣層46’。

參閱圖13(d)，再由封裝載板41正面411沉積一金屬層 47，使凹槽43及各穿槽44的上傾斜面451被覆金屬層47，其中凹槽43與保護層42相鄰處未被覆金屬層47，而於凹槽43內形成一反射杯471。

參閱圖13(e)，移除封裝載板41正面411與背面412的保護層42，並利用金屬化製程在封裝載板41的背面412形成具有預定圖案的導電層48，包括二分別由封裝載板41背面412延伸至各下傾斜面452的下導電層481，及一位於封裝載板41背面412的傳導區482，傳導區482可供與外部散熱裝置(圖未示出)導接。

參閱圖13(f)，將一發光二極體晶片5固設在反射杯471中，設置二導電塊51於該發光二極體晶片5的二電極上(圖未標號)，其中在發光二極體晶片5的各電極上分別設置一導電塊51，使該等導電塊51凸出反射杯471外。在本實施例中，各導電塊51為高度約50~100μm之金球。雖然本實施例是先固設發光二極體晶片5再設置導電塊51，但是也可以先設置導電塊51後，再將發光二極體晶片5固設於反射杯471中，但結合該二導電塊51之該發光二極體晶片5之整體高度需高出該反射杯471深度。

如圖13(g)所示，於反射杯471中填充透光膠材49以密封發光二極體晶片5。透光膠材49可視需求含有螢光粉或不含螢光粉。

如圖13(h)所示，待透光膠材49固化後研磨其表面，並使該等導電塊51部分裸露於透光膠材49表面。也就是說，該等導電塊51之裸露表面的位置高於反射杯471開口的 位置。配合參閱圖14，再以金屬化製程形成分別連接各導電塊51並延伸至上傾斜面451的二上導電層483”，使各上導電層483”分別與各電極電連接，且各上導電層483”分別與相對應的下導電層481連接。之後步驟與實施例3相同，經由切割可行成多數個獨立的封裝結構4’。

前述圖13(f)~圖13(h)所示的步驟亦可適用一般的反射杯。如圖15所示，當反射杯61設在一般封裝載板6時，前述二上導電層483”即為延伸出反射杯61開口外的封裝載板6表面之延伸導電層62，延伸導電層62可供與外部電極(圖未示出)電連接。

歸納上述，本發明所提供的發光二極體晶片1、1’的製法，其係藉由形成傾斜側壁13及基板傾斜壁14，以在其斜面上利用金屬化製程沉積導電層1512、1512’，相較於在垂直面上沉積導電層容易控制，故能提昇製程良率，降低製造成本。

此外，本發明所提供的發光二極體晶片1、1’，藉由斜面單元16、16’使連接電極1511、1521、1511’、1521’之導電層1512、1522、1512’、1522’延伸至基板傾斜壁14，拉近導電層1512、1522、1512’、1522’與提供外部電性連接之延伸導電層35、35’間距離，減少斷線的可能。

更進一步的說，本發明之發光二極體晶片1，藉由斜面單元16使連接電極1511、1521之導電層1512、1522延伸至基板傾斜壁14，而發光二極體晶片1’之導電層1513’、1523’延伸至基板11’底面111’，再利用金屬化製程製作延 伸導電層35、35’與發光二極體晶片1、1’形成電連接，則不需要打線製程，適用於晶圓級封裝或系統封裝，而能節省一一打線的封裝時間，以及節省打線所佔用的空間以縮小體積，對於整合其他光電元件具有小型化優勢，且與其他LED技術整合，例如奈米晶體製程的整合，也較為彈性。

由實施例1~實施例5所述的實施步驟可知，本發明提供之發光二極體的封裝方法不需要打線製程，能適用於晶圓級封裝或系統封裝，依據不同的發光二極體晶片1、1’、5結構可選擇適用的方法步驟。進一步地，如實施例3~實施例5所述，還能形成可直接設置於一應用產品的電路板之封裝結構4、4’，不需使用打線製程，不僅能夠節省封裝製程時間及縮小封裝結構4、4’的體積，還能方便下游應用端的組裝程序。

此外，如圖7(a)-7(d)、10(a)、11(a)-11(e)、12(a)與13(a)-13(e)所示之封裝方法、封裝載板架構與反射杯架構，並不限定僅適用於本發明所揭露之發光二極體晶片1、1’，亦可應用於一般發光二極體晶片。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧發光二極體晶片

1’‧‧‧發光二極體晶片

10‧‧‧母片

10’‧‧‧母片

11‧‧‧基板

11’‧‧‧基板

111‧‧‧底面

111’‧‧‧底面

112‧‧‧表面

12‧‧‧磊晶層單元

121‧‧‧第一型半導體層

122‧‧‧發光層

123‧‧‧第二型半導體層

13‧‧‧傾斜側壁

131‧‧‧第一斜面

132‧‧‧第二斜面

133‧‧‧平台

14‧‧‧基板傾斜壁

14’‧‧‧基板傾斜壁

151‧‧‧第一電極單元

151’‧‧‧第一電極單元

1511‧‧‧電極

1512‧‧‧導電層

1512’‧‧‧導電層

1513’‧‧‧導電層

152‧‧‧第二電極單元

152’‧‧‧第二電極單元

1521‧‧‧電極

1522‧‧‧導電層

1522’‧‧‧導電層

1523’‧‧‧導電層

153‧‧‧絕緣層

16‧‧‧斜面單元

21‧‧‧凹槽

22‧‧‧第二凹槽

23‧‧‧基板凹槽

3‧‧‧封裝載板

3’‧‧‧封裝載板

31‧‧‧保護層

311‧‧‧穿孔

32‧‧‧凹槽

321‧‧‧開口

33‧‧‧金屬層

34‧‧‧金屬層(反射杯)

34’‧‧‧反射杯

35‧‧‧延伸導電層

35’‧‧‧延伸導電層

36‧‧‧絕緣層

37‧‧‧透光膠材

37’‧‧‧透光膠材

38‧‧‧固晶膠

4‧‧‧封裝結構

4’‧‧‧封裝結構

41‧‧‧封裝載板

411‧‧‧正面

412‧‧‧背面

42‧‧‧保護層

421‧‧‧凹槽位置

422‧‧‧穿槽位置

43‧‧‧凹槽

44‧‧‧穿槽

45‧‧‧側壁

451‧‧‧上傾斜面

452‧‧‧下傾斜面

46‧‧‧絕緣層

47‧‧‧金屬層

471‧‧‧反射杯

48‧‧‧導電層

481‧‧‧下導電層

482‧‧‧傳導區

483‧‧‧上導電層

483’‧‧‧上導電層

483”‧‧‧上導電層

49‧‧‧透光膠材

5‧‧‧發光二極體晶片

51‧‧‧導電塊

6‧‧‧封裝載板

61‧‧‧反射杯

62‧‧‧延伸導電層

91‧‧‧發光二極體晶片

92‧‧‧載板

93‧‧‧外部電極

94‧‧‧晶片

941‧‧‧開孔

95‧‧‧導電層

96‧‧‧電極

97‧‧‧電極

圖1是一示意圖，說明一習知的發光二極體晶片； 圖2是一俯視圖，說明日本專利公開案JP2008-130875所揭示的一發光二極體晶片；圖3是一圖2的截面圖；圖4(a)~圖4(f)是說明本發明發光二極體晶片的製法之實施例1的實施步驟流程圖；圖5是一圖4(f)的俯視圖，說明實施例1的二電極單元的位置；圖6是一示意圖，說明本發明發光二極體晶片之實施例1；圖7(a)~圖7(g)是說明本發明發光二極體封裝方法之實施例1的實施步驟流程圖；圖8是接續圖4(a)~圖4(f)的流程圖，說明本發明發光二極體晶片的製法之實施例2的實施步驟；圖9是一示意圖，說明本發明發光二極體晶片之實施例2；圖10(a)~圖10(c)是接續圖7(a)~圖7(d)的流程圖，說明本發明發光二極體封裝方法之實施例2的實施步驟；圖11(a)~圖11(f)是說明本發明發光二極體封裝方法之實施例3的實施步驟流程圖；圖12(a)~圖12(b)是接續圖11(a)~圖11(d)的流程圖，說明本發明發光二極體封裝方法之實施例4的實施步驟；圖13(a)~圖13(h)是說明本發明發光二極體封裝方法之實施例5的實施步驟流程圖；圖14是一圖13(h)的俯視圖，說明實施例5的上導電層 的位置；及圖15是一示意圖，說明實施例5之發光二極體晶片的另一封裝態樣。

1‧‧‧發光二極體晶片

13‧‧‧傾斜側壁

14‧‧‧基板傾斜壁

151‧‧‧第一電極單元

1512‧‧‧導電層

152‧‧‧第二電極單元

1522‧‧‧導電層

3‧‧‧封裝載板

31‧‧‧保護層

311‧‧‧穿孔

32‧‧‧凹槽

321‧‧‧開口

33‧‧‧金屬層

34‧‧‧金屬層(反射杯)

35‧‧‧延伸導電層

36‧‧‧絕緣層

37‧‧‧透光膠材

38‧‧‧固晶膠

Claims (12)

1. 一種發光二極體晶片的封裝方法，係利用半導體製程製作，步驟包含：形成一保護層於一封裝載板上；圖案化該保護層，以形成一貫穿該保護層之穿孔；蝕刻該封裝載板，形成一開口大於該穿孔之凹槽，使相鄰該穿孔之部分該保護層凸伸於該凹槽中；形成一金屬層於該保護層及該凹槽上，其中該凹槽與該保護層相鄰處未被覆金屬層；移除該保護層及位於該保護層上的金屬層，形成一位於該凹槽中的反射杯，且形成該反射杯的金屬層的頂緣與該凹槽的開口處間隔一段距離而未超出該凹槽的開口；及固設一發光二極體晶片在該凹槽的反射杯中。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之發光二極體晶片的封裝方法，還包含以下步驟：形成二延伸導電層，該二延伸導電層分別連接該發光二極體晶片之二電極單元，使該二電極單元藉由各該延伸導電層延伸出該反射杯外的該封裝載板上；及填充透光膠材於該反射杯中，以密封該發光二極體晶片。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之發光二極體晶片的封裝方法，其中，該等電極單元分別包含一電極及一導電層，各該電極單元的導電層由其電極延伸至該發光二極體 晶片之基板的底面，並與相對應之各該延伸導電層電連接。
4. 依據申請專利範圍第2項所述之發光二極體晶片的封裝方法，其中形成該二延伸導電層步驟前，先形成一絕緣層在該反射杯上，對應該二延伸導電層之位置。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之發光二極體晶片的封裝方法，還包含以下步驟：在蝕刻該封裝載板後形成二分別鄰近該凹槽的穿槽於該封裝載板，其中，各該穿槽的側壁具有一由該封裝載板正面往中間外傾的上傾斜面及一由該封裝載板背面往中間外傾的下傾斜面；在固設該發光二極體晶片在該反射杯中後：形成二分別由該封裝載板背面延伸至各該下傾斜面的下導電層；形成延伸至各該上傾斜面，而與各該下導電層相連接之二上導電層；電連接各該上導電層與該發光二極體晶片之二電極單元；及填充透光膠材於該反射杯中將該發光二極體晶片密封。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之發光二極體晶片的封裝方法，其中，該等電極單元分別具有一電極及一導電層，各電極單元之導電層由其電極延伸至該基板的底面，並與相對應之各該二上導電層電連接。
7. 依據申請專利範圍第6項所述之發光二極體晶片的封裝方法，其中電連接各該上導電層與該發光二極體晶片之二電極單元的步驟包含：分別設置一導電塊於各該電極上並使各該導電塊凸出該反射杯外；填充該透光膠材於該反射杯中以密封該發光二極體晶片；固化該透光膠材；及研磨該透光膠材表面，使該等導電塊裸露於該透光膠材表面，以提供與各該上導電層電性連接處。
8. 依據申請專利範圍第5或6項所述之發光二極體晶片的封裝方法，其中形成該反射杯及該二穿槽的步驟為：形成一保護層在該封裝載板的正面及背面；形成複數個貫穿各該保護層之穿孔，以定義該凹槽及該二穿槽的位置；蝕刻該封裝載板形成該凹槽及該二穿槽，其中該凹槽之開口大於其對應之穿孔，使部分該保護層凸伸於該凹槽中；沉積一金屬層於該封裝載板正面，其中該凹槽與該保護層相鄰處未被覆金屬層；及移除正面與背面之該保護層，並形成位於該凹槽中的該反射杯。
9. 依據申請專利範圍第5項所述之發光二極體晶片的封裝方法，其中形成該反射杯之步驟後，還包含形成一絕緣 層之步驟，以使該封裝載板背面的該二下導電層及該二上導電層對應形成於該絕緣層上。
10. 依據申請專利範圍第1項所述之發光二極體晶片的封裝方法，還包含以下步驟：設置二導電塊於該發光二極體晶片之二電極上，使該二導電塊凸出該反射杯外；填充透光膠材於該反射杯中以密封該發光二極體晶片；固化該透光膠材；研磨該透光膠材表面，使該等導電塊裸露於該透光膠材表面；及形成二導電層，分別連接各該導電塊並延伸出該反射杯開口外以供與外部電極電連接。
11. 一種發光二極體晶片的封裝結構，包含：一封裝載板，具有一開口朝上的凹槽；一反射杯，由一被覆於該凹槽的金屬層所形成，且該金屬層的頂緣與該凹槽的開口處間隔一段距離而未超出該凹槽的開口；一發光二極體晶片，具有二電極單元，且固設於該反射杯中；二延伸導電層，分別電連接該二電極單元，使該二電極單元藉由各該延伸導電層延伸出該反射杯外的封裝載板上；及一透光膠材，填充於該反射杯中，以密封該發光二 極體晶片。
12. 一種用於發光二極體封裝之反射杯的製法，係利用半導體製程製作，步驟包含：形成一保護層於一封裝載板上；圖案化該保護層，以形成一貫穿該保護層之穿孔；蝕刻該封裝載板，形成一開口大於該穿孔之凹槽，使相鄰該穿孔之部分該保護層凸伸於該凹槽中；形成一金屬層於該保護層及該凹槽上，其中該凹槽與該保護層相鄰處未被覆金屬層；及移除該保護層及位於該保護層上的金屬層，形成一位於該凹槽中的反射杯，且形成該反射杯的金屬層的頂緣與該凹槽的開口處間隔一段距離而未超出該凹槽的開口。