TWI550904B - 半導體發射器的製造方法及半導體結構 - Google Patents

半導體發射器的製造方法及半導體結構 Download PDF

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Description

半導體發射器的製造方法及半導體結構
本發明係有關於半導體裝置，且特別是有關於一種半導體光發射器(emitter)及其製造方法。
半導體積體電路工業已快速成長。由於積體電路材料及設計技術的進步得以製造出更小更複雜的新一代積體電路。這些積體電路包括半導體發光裝置，例如發光二極體。
傳統上製造半導體發光裝置的方法著重於逐一(one-by-one)製造出發光二極體。所製造出的實體包括許多個別的發光二極體晶粒。利用導線連接使得各發光二極體在各目的晶粒上電性連接至接點。利用人工混合螢光粉黏膠，並將其個別施加在發光二極體上。而後，在各發光二極體上模造透鏡，以封裝發光二極體，且透鏡可為光學黏膠(optical glue)。
上述製程具有一些缺點。一方面，逐一製造的製程本身相當沒有效率，且會造成每批發光二極體所需的製造時間非常長。另外，人工混合螢光粉黏膠的步驟係為相對耗費成本的製造製程，且當螢光粉非常靠近(或直接碰觸)發光二極體時，會隨著時間而有熱耗損，因而降低螢光粉的熱效率(thermal efficiency)。因此，雖然現行製造發光二極體的方法已可符合部分需求，但仍並非全然令人滿意。
本發明一實施例提供一種半導體發射器的製造方法，包括：提供一模組，該模組包括一基板，該基板上設置有複數個發光裝置；提供一透鏡板，該透鏡板具有複數個透明微透鏡，螢光粉被包含在其中成為該透鏡板的一部分；在各個該微透鏡上設置一光學黏膠；利用在該透鏡板及該模組上的校準標記對齊該透鏡板及該模組，進行該對齊步驟使得各個該微透鏡與一對應的該發光裝置對齊；以及將該透鏡板黏合至該模組，利用該光學黏膠避免空氣空隙在各個該發光裝置及對應的該微透鏡之間。
本發明另一實施例提供一種半導體結構，包括：一模組，具有複數個晶粒區；複數個發光裝置，設置於該基板上，使得各個該晶粒區包括一個該發光裝置；以及一透鏡板，在該模組上且以黏膠與該基板黏合，該透鏡板包括複數個微透鏡，各個該微透鏡對應一個該晶粒區，在各個該晶粒區，藉由一個對應的該微透鏡，該黏膠提供一個該發光裝置不透氣包覆(air-tight encapsulation)；且螢光粉被包含在其中成為該透鏡板的一部分。
本發明又一實施例提供一種半導體發射器的製造方法，包括：提供一模組，該模組包括一基板，具有複數個發光裝置設置於其上；提供一透鏡板具有複數個透鏡；在各個該透鏡上設置透明光學黏膠；在一基板上塗佈一黏著黏膠，其中該基板具有複數個發光裝置於其上，該黏著黏膠設置於鄰近的該些發光裝置之間；以及 將該透鏡板黏合至該基板，以消除在各個該發光裝置及對應透鏡之間的氣泡。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
以下依本發明之不同特徵舉出數個不同的實施例。本發明中特定的元件及安排係為了簡化，但本發明並不以這些實施例為限。舉例而言，於第二元件上形成第一元件的描述可包括第一元件與第二元件直接接觸的實施例，亦包括具有額外的元件形成在第一元件與第二元件之間、使得第一元件與第二元件並未直接接觸的實施例。此外，為簡明起見，本發明在不同例子中以重複的元件符號及/或字母表示，但不代表所述各實施例及/或結構間具有特定的關係。
以下描述的各種實施例包括發光二極體裝置，其具有與發光二極體本身距離遙遠的螢光粉材料(phosphor material)。其他實施例包括製造發光二極體裝置的方法。在一實施例中，塑膠微透鏡(plastic microlenses)係在微透鏡的塑膠材料中有螢光粉材料，或在塑膠材料上塗佈螢光粉材料。塑膠微透鏡形成發光二極體封裝體的外部結構。塑膠微透鏡封裝(encapsulate)發光二極體，其中在發光二極體及塑膠微透鏡間的空間填入光學黏膠。在操作過程中，由發光二極體產生的光在離開封裝體之前，會先通過塑膠材料及螢光粉材料。螢光粉會改變發光二極 體所產生的光，使其成為光譜較寬的白光(或其他欲得顏色)。上述發明的實施例將詳述如下。
此外，在其他實施例中包括製造發光二極體裝置的方法。透鏡板(lens board)以塑膠材料形成，其中透鏡板具有許多微透鏡(microlenses)，且透鏡板的塑膠材料在其中或其上具有螢光粉材料。在此實施例中，透鏡板符合具有複數個發光二極體晶粒區的半導體發光二極體模組，因此微透鏡的數量及間距與發光二極體晶粒的數量及間距相對應。
各個微透鏡微相當薄且為凹面(concave)的結構。光學黏膠(optical glue)設置至微透鏡以填入凹面結構。而後，透鏡板則貼附至發光二極體模組，且可將發光二極體模組/透鏡切割產生許多發光二極體裝置。
在另一實施例中，以上述製程製造晶圓級(wafer-level)結構。製造具有複數個晶粒區的發光二極體模組，或可從製造商取得。塑膠透鏡板也可自行製造或由製造商取得。螢光粉係埋置在透鏡板的材料中或設置在透鏡板之上。在一實施例中，先將螢光粉材料及塑膠混合後，再將混合材料射出成型形成透鏡板。在其他實施例中，先形成透鏡板，再例如以噴塗(spraying)的方式將螢光粉材料填入透鏡板的微透鏡之凹面。
而後，例如將光學黏膠倒入各個微透鏡結構中，而使得光學黏膠塗佈在透鏡板上。接著，將透鏡板與發光二極體模組對齊，使得各個微透鏡分別與其對應的發光二極體晶粒區對齊。在一實施例中，校準對齊的步驟係 利用透鏡板及發光二極體模組上的校準標記(alignment marks)，其中利用光學或紅外光技術以極精準的對齊透鏡板及發光二極體模組。上述結構為晶圓及結構，其具有被透鏡板覆蓋的發光二極體模組，且透鏡板黏合至發光二極體模組。以微透鏡分別包覆各個發光二極體。而後可切割上述結構而形成單獨的發光二極體封裝體。在以下實施例中將更詳細的敘述上述結構。
第1圖顯示製造半導體發光裝置的方法100的流程圖。第2-12圖顯示在不同製造階段中半導體發光裝置及其他元件的示意圖。各個發光二極體晶粒區可包括一個以上的發光二極體。在一些實施例中，發光二極體模組中具有許多被動或主動的結構而與發光二極體作用(例如，發光二極體驅動電路(driver circuit))及/或與發光二極體封裝體外部的其他電路作用。應了解的是，第1-12圖已被簡化以便更清楚的了解本發明之概念。因此，可在第1圖的方法100之前、之間、或之後進行額外的製程，且一些其他製程在此僅簡單描述。
參照第1圖，步驟102及104顯示黏合至發光二極體模組的透鏡板的製造及製備。步驟106-110顯示發光二極體模組的製造及預備。透鏡板的製造及製備(步驟102、104)及發光二極體模組的製造及製備(步驟106-110)可同時進行或依序進行。相較於傳統製程中單一個別製造的發光二極體封裝體，第1圖的重點在於其晶圓級步驟。
在步驟102中，形成透鏡板，其上有許多透鏡。第2 圖為在一實施例中之透鏡板。透鏡板200包括許多微透鏡，例如微透鏡201。此外，透鏡板材料包括螢光粉材料分佈在透鏡材料中或塗佈在透鏡材料上。在一實施例中，透鏡板係由其中分佈有螢光粉的聚碳酸酯塑膠(polycarbonate plastic)所形成。將螢光粉及聚碳酸酯以射出成型(injection molded)而形成透鏡板。在此實施例中，以螢光粉材料轉換由發光二極體發出的光的顏色。例如，在一實施例中，螢光粉材料將由發光二極體發出的藍光轉換為白光，但其他顏色的光也在本實施例的概念範疇內。
在此實施例中，當聚碳酸酯熔化時，將螢光粉粒子加入其中，且螢光粉粒子與聚碳酸酯均勻的混合。在加入螢光粉粒子時及/或加入螢光粉粒子之後，可攪拌聚碳酸酯材料，以使螢光粉粒子在聚碳酸酯材料中的分佈更加均勻。
螢光粉粒子以螢光粉材料所形成，其可用以發光。螢光粉材料可包括磷光(phosphorescent)材料及螢光(fluorescent)材料。在發光二極體的實際應用上，螢光粉材料可用以改變發光二極體裝置所發出的光的顏色。例如，在一實施例中，螢光粉粒子可將發光二極體放出的藍光轉變為白光。藉由改變螢光粉粒子的材料組成，裝置可發出任何欲得的顏色。
第3圖為根據一實施例，顯示透鏡板200的單一透鏡的部分的剖面圖。透鏡板200的材料包括其中混合有螢光粉粒子(例如螢光粉粒子1001)的塑膠材料，例如聚 碳酸酯。螢光粉粒子可具有不同的尺寸及形狀。例如，螢光粉粒子的尺寸可大約符合高斯分佈(Gaussian distribution)(或其他隨機分佈)，或可幾乎為相同尺寸，或可存在有其他非隨機的尺寸分佈。然而，為了簡化的緣故，在第3圖或其他後續的圖式中，螢光粉粒子的尺寸、形狀及數量可能並未準確的繪示。
在另一實施例中，螢光粉材料可塗佈於透鏡板200的表面，而非混合在透鏡板的材料中，或是螢光粉材料可額外塗佈在其中混合有螢光粉材料的透鏡板的表面。在此實施例中，螢光粉的塗佈可為使用罩幕而進行沉積、或利用網印(screen printing)使得螢光粉層的表面只覆蓋透鏡板200的一些部分，而沒有覆蓋一些其他的部分。或者，螢光粉塗佈的沉積可利用噴塗製程，以順應式(conformal)的形成螢光粉層並大體上完全覆蓋透鏡板200，或覆蓋大部分的透鏡板200。
在各實施例中，聚碳酸酯並非唯一可用以形成透鏡板的材料。在其他實施例中可利用任何分佈有螢光粉的光學級材料。例如包括聚甲基丙烯酸甲脂(polymethylmethacrylate；PMMA)、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrile butadiene styrene；ABS)、聚醯胺(polyamide；PA)等。
回到第1圖，在步驟104中，將透明黏膠倒在透鏡板上，但也可以其他方法塗佈黏膠(例如旋塗及印刷)。透明光學黏膠的使用量係足以消除在步驟112所述氣泡，但不至於有過多黏膠而影響製程。可使用任何適當的光 學級黏膠。在一實施例中，光學黏膠的折射係數為1.4至1.8，但本發明之範疇並不以此為限。第4圖顯示在步驟104中所述將光學黏膠301塗佈至透鏡板200。
在步驟106中(第1圖)，形成基板上具有許多晶粒區及發光二極體的發光二極體模組。基板定義出許多晶粒區。在後續切割(dicing或cutting)後，各晶粒區對應一個晶粒，且各晶粒區可包括一或多個發光二極體裝置。可利用任何已知或未來發展的半導體製程來形成晶粒區及發光二極體。例如，基板可為矽晶圓或矽晶圓的一部分，且應用傳統的矽製程方法。在另一實施例中，基板為陶瓷，晶粒區及發光二極體設置或製造在陶瓷上。
第5圖係根據一實施例顯示發光二極體模組400的例子。應了解的是，為了更了解本發明之發明概念，第4圖及第5圖已被簡化，且其他實施例可包括更多或更少的晶粒區及/或微透鏡。
發光二極體模組400具有複數個發光二極體晶粒區，例如發光二極體晶粒區401。發光二極體晶粒區401對應微透鏡201(第2圖)，因此當透鏡板200黏合至發光二極體模組400時，微透鏡201包覆發光二極體晶粒區401。發光二極體模組400雖然顯示為矩形基板，但在其他實施例中也可利用其他基板，例如圓形基板。此外，在不同實施例中可利用任何尺寸的發光二極體模組及透鏡板。
發光二極體模組400包括複數個發光二極體，其係形成或放置在基板上。為了舉例的緣故，發光二極體401a 顯示為設置在基板上，應了解在發光二極體模組400上的其他發光二極體與發光二極體401類似，且形成或放置在相同的基板上。各發光二極體(以發光二極體401a為例)包括至少一個由相反摻雜層所形成的P/N接面。在一實施例中，相反摻雜層可包括相反摻雜的氮化鎵(GaN)層。例如，其中一層可利用N型摻質摻雜，例如為碳或矽，其相反摻雜層可利用P型摻質摻雜，例如鎂。在其他實施例中，N型及P型摻質可包括不同材料。
在一實施例中，各發光二極體(例如發光二極體401a)可包括多重量子井(multiple-quantum well；MQW)層設置於相反摻雜層之間。多重量子井層可包括交替的(或周期性的)氮化鎵及氮化銦鎵(InGaN)層。例如，多重量子井層可包括十層(或任何其他數字)氮化鎵層及十層(或任何其他數字)氮化鎵銦層，其中氮化鎵銦層形成在氮化鎵層上，另外一層氮化鎵層則在形成在上述氮化鎵銦層上，並重複上述步驟。
摻雜層及多重量子井層可都藉由磊晶成長製程所形成，或利用其他習知的製程。在磊晶成長製程完成後，利用在摻雜層間沉積多重量子井層以形成PN接面。當在摻雜層施加電壓(或電荷)時，電流流過發光二極體，且多重量子井層放射出例如為可見光區的光。由多重量子井層放出的光的顏色係對於光的波長。可藉由改變形成多重量子井層的材料的組成及結構來調整光的波長(因此即為光的顏色)。
發光二極體裝置以發光二極體401a為例也可包括電 極或接觸插塞，使得發光二極體裝置可電性耦接至外部裝置。第6圖顯示以發光二極體401a為例放置或形成在基板450上。為了說明的方便，僅顯示發光二極體晶粒區401，而沒有顯示發光二極體模組400的其他晶粒區，且應了解有關第6圖的解釋也可應用於發光二極體模組400中的其他發光二極體晶粒區。
在第6圖中，發光二極體401a放置在基板450上。基板450包括電性接觸墊452、453，其可被視為發光二極體晶粒區401的一部分。接觸墊452包括金屬材料，且其係作為發光二極體401a的接觸電極(例如，作為N-接觸電極)。類似地，接觸墊453也可包括金屬材料，且其係作為發光二極體401a的接觸電極(例如，作為P-接觸電極)。
發光二極體401a利用連接導線(bond wire)462、463與電性接觸墊452、453電性連接。連接導線462、463可包括金屬材料，例如銅、鋁、金、合金、或前述之組合。可利用連接導線462、463及電性接觸墊452、453而將電流施加於發光二極體401a。在第1圖中的步驟108顯示利用導線連接使得發光二極體及晶粒區電性連接。
應了解製造發光二極體(例如發光二極體401a)的製程可為在發光二極體模組上形成發光二極體的晶圓級製程，或者可為分別逐一形成發光二極體，再將發光二極體設置在發光二極體模組上。此外，在基板上設置發光二極體以及在晶粒區以導線連接發光二極體及電性接觸墊的步驟可為晶圓級製程。
參照第1圖，步驟110係在發光二極體模組與各發光二極體相鄰的地方塗上黏著黏膠(adherent glue)。在一實施例中，黏著黏膠可為透明或非透明，且係選擇能夠將透鏡板200黏貼至發光二極體模組400表面的黏膠。黏著黏膠的適當使用量係可將透鏡板200黏貼至發光二極體模組400，然而不會在製程中有過多過量的黏膠產生。
在步驟112中，透鏡板200黏合至發光二極體模組400。第7圖顯示在步驟112的黏合製程中，將一部分的發光二極體模組400與透鏡板200對齊。黏著黏膠501在通道503的旁邊。在黏合製程中，過量的黏膠將由通道503及通孔502移除。如前述，光學黏膠的使用量係足以移除微透鏡中的氣泡，而過量的黏膠則由通道503及通孔502移除。
第8圖顯示簡化後的發光二極體模組400的一部分，藉以更詳細的顯示在發光二極體模組400中的黏著黏膠501、通道503及通孔506。第8圖顯示發光二極體模組400的四個晶粒區及其上一些元件的上視圖。以下敘述將著重於晶粒區401，但應了解此處所述元件亦可應用於其他晶粒區。
在一實施例中，如第8圖所示，黏著黏膠501塗佈至發光二極體模組400之晶粒區401的周邊。然而，在其他實施例中，黏著黏膠501可為任何圖案塗佈，例如在各晶粒區的四邊，或僅在各晶粒區的一邊，較靠近或遠離晶粒區的中心等。
除了在透鏡板200中的通孔502之外(第7圖)，在發光二極體400中也包括通孔506。通道503包括在各晶粒區間的記號區域(scored area)，其例如由乾蝕刻、鋸切(sawing)等方法形成。當透鏡板200與發光二極體模組400接觸時，黏著黏膠501在透鏡板200及發光二極體模組400間擠壓，並橫向分散出來。在微透鏡中的光學黏膠也在透鏡板200及發光二極體模組400間擠壓，並也會橫向分散出來。通道503則用以捕捉部分過量的黏膠(包括光學黏膠及黏著黏膠501)。通道503中的空間至少部分填入過量的黏膠。相較於過量黏膠仍存在於發光二極體模組400表面的情況，既然過量的黏膠由透鏡板200與發光二極體模組400之間移除，則透鏡板200與發光二極體模組400彼此更緊密黏合。
此外，通孔502(第7圖)也可移除過量的黏膠。特別係當黏膠在透鏡板200及發光二極體模組400間橫向分散出來時，部分過量的黏膠沒有被通道503移除，則至少部分填入通孔502中。
通孔502、506及通道503的排列僅為舉例之用。在其他實施例中，可具有較大或較小的通道。此外，在其他實施例中，可具有較大或較小的通孔，可將通孔設置在不同於第7、8圖所示的位置。在一實施例中，可根據所預期需移除的過量黏膠的量而具有任何可能結構的通孔及通道。
有效移除過量黏膠的優點，例如為透鏡板200及發光二極體模組400可更精準的彼此相合。此外，有效移 除過量黏膠也可避免或減少黏膠由發光二極體模組400邊緣溢出，而使其在製造時可能與其他發光二極體模組或其他機械接觸所造成的威脅。
第9圖顯示根據本發明一實施例之發光二極體封裝體的側視圖。第9圖顯示切割後的黏膠(光學黏膠及黏著黏膠501)、微透鏡201及發光二極體晶粒區401之間的關係。在此實施例中，只顯示單一晶粒401，但應了解以上敘述也可應用於步驟114中切割後的其他晶粒封裝體。
如前述，當發光二極體模組400與透鏡板200接觸時，光學黏膠301(第4圖)及黏著黏膠501在透鏡板200及發光二極體模組400間橫向分散。在第9圖中，黏膠層1020係在透鏡板200及發光二極體模組400之間。當黏膠分散出來而形成黏膠層1020時，空氣不會被困在黏膠層1020中而形成氣泡或不平整(irregularities)。黏膠層1020在微透鏡201及發光二極體晶粒401之間形成防水、不透氣的密封，因此可保護發光二極體晶粒401並確保其可靠度。
在不同的實施例中可根據應用形成所需厚薄的黏膠層1020。可根據需要調整所需黏膠層1020的厚度，包括黏膠的量及尺寸，以及通孔的設置，以及通道的設置及尺寸。
在步驟112中(第1圖)，校準標記(alignment mark)504、505係用以確定各透鏡與其相對的發光二極體晶粒區對齊。在此實施例中，製造機器係利用光學技術以對齊標記504及505，然而在其他實施例中可利用其他 的技術。當透鏡板200與發光二極體模組400對齊，發光二極體模組400與透鏡板200接觸，且黏著黏膠使得兩元件透鏡板200及發光二極體模組400彼此連結。步驟112可在光學黏膠固化前或固化後進行。
第10圖顯示發光二極體模組400與透鏡板200對齊。在不同實施例中以一或多種校準技術進行對齊。第10圖係在一實施例中的校準技術的上視透視圖，其中發光二極體模組400包括校準標記505，且透鏡板200包括校準標記504。電腦控制的製造機器係利用紅外光感測技術，藉由校準標記504、505且利用回饋迴圈(feedback loop)以精確的對齊發光二極體模組400及透鏡板200。在另一實施例中，電腦控制的製造機器係利用電荷耦合裝置(Charge coupled device；CCD)作為感測器，並以可見光觀測校準標記504、505。此實施例的概念並不限於以任何特定的技術對齊發光二極體模組400及透鏡板200，所用技術只要能夠如第10圖所示使得微透鏡與發光二極體晶粒區的校準可具有足夠的精確度即可。
在步驟114(第1圖)中，進行切割及分類以將各發光二極體發射器(emitter)分開。在此實施例中，發光二極體發射器包括發光二極體晶粒及其微透鏡。在步驟114中，可應用任何已知或未來發展的切割或分類技術。在一實施例中，切割製程包括蝕刻製程，例如已知的乾蝕刻製程。在其他實施例中，分割製程包括非蝕刻製程，其係利用切割裝置，如雷射束或切割刀，以物理性分割發光二極體發射器。
切割製程也可包括兩階段的分割，其中部分發光二極體發射器在第一階段分割後分開。在一實施例中，在基板分開前結束第一階段的分割。此時，可在發光二極體發射器上進行初步晶圓探測或測試。而後，再進行第二階段的分割而完全將各發光二極體發射器分開。在第二階段的分割完成後，各發光二極體發射器可發光且彼此的物理性質、電性獨立。
進一步製程步驟可包括在各發光二極體發射器設置焊料凸塊(未顯示)。在一實施例中，焊料凸塊包括加熱會熔化的導電材料，例如鉛類(lead-based)材料。在其他實施例中，焊料凸塊也可包括無鉛材料。焊料凸塊係利用適合焊料沉積的機械工具所形成。一般而言，在將發光二極體發射器彼此分開之後形成焊料凸塊，但也可在分開時或分開前形成焊料凸塊。例如，可在第一階段切割後、各發光二極體發射器還沒完全彼此分開之前，形成焊料凸塊。其他步驟可包括設置及/或封裝發射器。
第11圖為根據一實施例所使用的發射器600。在一些例子中，發射器600也可為發光二極體封裝體。在切割後，發射器600由鄰近的發射器分開，且顯示為側視圖及上視圖。第11圖顯示微透鏡601、發光二極體602及基板603。
微透鏡601將由發射器600發出的光傳導且聚焦至欲得的傳導方向。微透鏡601顯示為半球形(hemisphereical)且位於發光二極體的中央，然而此實施例的概念並非以此為限。在其他實施例中，微透鏡601 可位於發光二極體602的其他位置，且可根據微透鏡601的材料的折射係數及與發光二極體602的距離而有不同的形狀。
第12圖微根據本發明一實施例的發射器600的側視圖，用以顯示光的傳導。在使用過程中，在發光二極體602的接面建立電流以產生光1030。光1030自發光二極體602傳出，其係被微透鏡601所包覆。微透鏡601可具有螢光粉包覆於其材料中，或有螢光粉塗佈，因此光1030與螢光粉反應。螢光粉吸收光1030的光子，而放射光1040，其波長與光1030不同。雖然在第12圖中顯示光1030、1040垂直向上，但此僅為表示上的便利。應了解在真實的應用中，發光二極體602及螢光粉/微透鏡601的光圖案可能較不具指向性或大體上不同。
相較於傳統技術，不同的實施例可包括一或多個優點。在一實施例中，第1圖中的各步驟以機械進行，然而相反的，可進行部分傳統技術，包括在黏膠塗佈之前，以人工混合螢光粉。在此實施例中，螢光粉包括在機械控制的射出成型製程中。許多時候，相較於包括一或多個人工步驟的製程，完全自動化更有效率。
另外，當利用晶圓級製程以製造一批發光二極體封裝體，各實施例的效率增加。例如，相較於逐一塗佈螢光粉及製造透鏡，各實施例中係以晶圓層級進行這些步驟(或其他步驟)，以形成晶圓級結構，其具有被光學黏膠包覆的多個發光二極體晶粒區，以及具有磷的薄、塑膠透鏡。而後，晶圓級結構可切割為分開的各個晶粒封裝 體。其效率的提升在於所進行的步驟次數(亦即，藉由在多個晶粒區同時進行部分步驟，因此在形成發光二極體封裝體時所進行的總步驟數量較少)及時間(亦即，藉由同時製造多個發光二極體晶粒區，因此許多晶圓級實施例在製造特定數量的發光二極體時花費較少的時間)。
另一方面，前述實施例所述發光二極體發射器，其中在相對較薄的微透鏡中包括螢光粉，且螢光粉與發光二極體以光學黏膠分開且沒有空氣間隙。此結構提供螢光粉的隔離，因此改善發光二極體熱循環所造成的問題。因此，相較於傳統直接將螢光粉設置在發光二極體上的發光二極體發射器，在部分實施例中提供較佳的可靠度且較高的螢光粉轉換效率。然而，本實施例的概念包括螢光粉材料可不包括在相對薄的微透鏡中的結構。例如，一些實施例可包括螢光粉在發光二極體上、螢光粉在塗佈在發光二極體上的光學黏膠中、或在一些其他結構中螢光粉在薄的微透鏡之外(未顯示)。
另外，部分實施例避免將螢光粉黏膠塗佈至發光二極體模組，因此可在發光二極體模組上容納精確校準記號。相較於傳統技術，精確校準記號可較佳的對齊透鏡板及發光二極體模組。此外，實施例中所包括的黏膠及對齊的元件相較於傳統發射器可具有更加的防水程度。
雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬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，當可作任意之更動與潤飾，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‧‧‧方法
102、104、106、108、110、112、114‧‧‧步驟
200‧‧‧透鏡板
201‧‧‧微透鏡
1001‧‧‧螢光粉粒子
301‧‧‧光學黏膠
400‧‧‧發光二極體模組
401‧‧‧發光二極體晶粒區
401a、602‧‧‧發光二極體
450‧‧‧基板
452、453‧‧‧電性接觸墊
462、463‧‧‧連接導線
501‧‧‧黏著黏膠
503‧‧‧通道
502、506‧‧‧通孔
1020‧‧‧黏膠層
504、505‧‧‧標記
600‧‧‧發射器
1030、1040‧‧‧光
第1圖為根據本發明一實施例，半導體發光裝置的製造方法的流程圖。
第2圖為根據本發明一實施例所使用的鑄造的透鏡。
第3圖為根據本發明一實施例，以單一微透鏡的剖面圖顯示在微透鏡的塑膠材料中的螢光粉分佈。
第4圖為根據本發明一實施例，將光學黏膠塗佈於鑄造的透鏡。
第5圖為根據本發明一實施例之發光二極體模組的例子。
第6圖為根據本發明一實施例之晶粒區的例子。
第7圖顯示在黏合製程中，對齊發光二極體模組的一部分以及鑄造的透鏡。
第8圖為第5圖中的發光二極體模組的一部分。
第9圖為根據本發明一實施例顯示其上設置有塑膠微透鏡的晶粒，第9圖也顯示根據一實施例中的黏膠層。
第10圖為根據本發明一實施例，顯示在校準製程對齊第5圖的發光二極體模組及第2圖的透鏡板。
第11圖為根據本發明一實施例之發射器的例子。
第12圖為根據本發明一實施例，顯示第11圖的發射器及示範的光線。
200‧‧‧透鏡板
400‧‧‧發光二極體模組
501‧‧‧黏著黏膠
503‧‧‧通道
502‧‧‧通孔
504、505‧‧‧標記

Claims (11)

  1. 一種半導體發射器的製造方法，包括：提供一模組，該模組包括一基板，該基板上設置有複數個發光裝置；提供一透鏡板，該透鏡板具有複數個透明微透鏡，螢光粉被包含在其中成為該透鏡板的一部分；在各個該微透鏡上倒入一光學黏膠；利用在該透鏡板及該模組上的校準標記對齊該透鏡板及該模組，進行該對齊步驟使得各個該微透鏡與一對應的該發光裝置對齊；以及將該透鏡板黏合至該模組，其中該光學黏膠包含過多的光學黏膠以避免空氣空隙在各個該發光裝置及對應的該微透鏡之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體發射器的製造方法，其中該透鏡板包括一光學級塑膠材料，該光學級塑膠材料塗佈有該螢光粉。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之半導體發射器的製造方法，更包括：在黏合該透鏡板之前，將在各個該發光裝置的該基板的至少一側塗佈一黏著黏膠。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之半導體發射器的製造方法，其中該螢光粉包括在該透鏡板的一射出成型(injection-molded)塑膠中。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之半導體發射器的製造方法，其中該基板更包括黏膠通道結構(glue channeling structure)，其中該黏合步驟更包括：利用該黏膠通道結構移除部分之該過多的光學黏膠。
  6. 一種半導體結構，包括：一模組，具有複數個晶粒區，且該模組包括一通道，設置於該些晶粒區間的記號區域；複數個發光裝置，設置於一基板上，使得各個該晶粒區包括一個該發光裝置；以及一透鏡板，在該模組上且以一黏膠與該基板黏合，該透鏡板包括複數個微透鏡，各個該微透鏡對應一個該晶粒區，在各個該晶粒區，藉由一個對應的該微透鏡，該黏膠提供一個該發光裝置不透氣包覆(air-tight encapsulation)；且螢光粉被包含在其中成為該透鏡板的一部分；其中該模組的該通道包括部分過量之黏膠。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之半導體結構，其中該黏膠包括：一光學黏膠及一黏著黏膠，其中該黏著黏膠，在該模組上之各個該發光裝置的至少一側。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之半導體結構，其中該模組及該透鏡板更包括複數個通孔，且該些通孔包括部分過量之黏膠。
  9. 一種半導體發射器的製造方法，包括：提供一模組，該模組包括一基板，具有複數個發光裝置設置於其上；提供一透鏡板具有複數個透鏡； 在各個該透鏡上倒入透明光學黏膠；在一基板上塗佈一黏著黏膠，其中該基板具有複數個發光裝置於其上，該黏著黏膠設置於鄰近的該些發光裝置之間；以及將該透鏡板黏合至該基板，擠壓出過量之透明光學黏膠及黏著黏膠，以消除在各個該發光裝置及對應透鏡之間的氣泡。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之半導體發射器的製造方法，其中將該透鏡板黏合至該基板的步驟包括：對齊該透鏡板及該基板，使得各個該透鏡與其對應的一個該發光裝置對齊，其中該對齊步驟係利用該透鏡板及該基板上的校準標記來進行。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之半導體發射器的製造方法，其中倒入透明光學黏膠之步驟、塗佈一黏著黏膠之步驟、及黏合至該基板之步驟係由一機器自動進行。
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