TWI584501B - 具有無導線接合晶粒之可撓性發光二極體裝置 - Google Patents

具有無導線接合晶粒之可撓性發光二極體裝置 Download PDF

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Description

具有無導線接合晶粒之可撓性發光二極體裝置
本發明係關於可撓性高功率發光半導體裝置。
習用發光半導體(LES)裝置(LESD)(包括發光二極體(LED)及雷射二極體)及含有LESD之封裝具有若干缺點。高功率LESD產生大量熱，該熱必須加以管理。熱管理處理因熱耗散及熱應力產生之問題，目前此係限制發光二極體之性能的關鍵因素。
一般而言，LES裝置通常易於受損，該損害係由自裝置內產生之熱、以及在外部照明應用之情形下來自陽光之熱的累積造成。過量熱累積可造成LES裝置中所用之材料(例如LESD之囊封劑)劣化。在LESD附接至可撓性電路壓層(其亦可包括其他電組件)時，熱耗散問題大大增大。
另外，習用LES裝置及封裝往往較厚，此限制其在低形狀因數(form factor)應用中之使用。因此，業內仍需要改良可撓性LES裝置及封裝之設計以改良其熱耗散性質、以及容許其以低形狀因數使用。
本發明之至少一個態樣經由穩定的可撓性LESD構造為當前及未來高功率LESD構造提供有成本效益之熱管理解決方案。高功率LESD陣列之作業需要耗散大量熱之能力。根據本發明之至少一個實施例，可藉由將LESD整合至具有可撓性聚合介電基板(即介電層)之系統中來管理熱耗散。為完成更好熱管理，藉由控制LESD與導熱層之間之絕緣體(介電)材料的厚度或藉由完全移除LESD與導熱層之間之絕緣體材料來定位LESD以使其靠近或直接熱接觸導熱層。在本發明之至少一個實施例中，為達成LESD控制移除之期望定位，例如將介電基板蝕刻至期望厚度以形成腔、或產生完全穿透介電基板之開口以形成通孔來實施。介電基板之蝕刻可藉由產生傾斜側壁提供額外優勢，該等側壁可經反射材料塗佈以提供增強之光效率。另外，在至少一些實施例中，由於LESD位於介電基板表面下方，故其具有比標準LES裝置低之輪廓，此使得其十分適於低形狀因數應用。
本發明之至少一個態樣之特徵在於包含具有第一及第二主表面之可撓性聚合介電層的物件。第一主表面上具有傳導層且其中具有至少一個腔。該至少一個腔含有傳導材料，該傳導材料包括經組態以支撐發光半導體裝置並將其電連接至第一主表面上之傳導層的電分離之第一及第二部分。
本發明之至少一個態樣之特徵在於包含具有第一及第二主表面之可撓性聚合介電層的物件。第一及第二主表面上各自具有傳導層。介電層具有至少一個自第一主表面延伸至第二主表面之通孔。該至少一個通孔含有傳導材料，該傳導材料電連接至第二主表面上之傳導層且包括經組態以支撐發光半導體裝置並將其電連接至第一主表面上之傳導層的電分離之第一及第二部分。
本發明之至少一個態樣之特徵在於包含可撓性聚合介電層之物件，該可撓性聚合介電層具有第一主表面(其上具有第一傳導層)且具有第二主表面(其上具有第二傳導層)。介電層具有至少一個自第一主表面朝向第二主表面延伸或延伸至第二主表面的腔或通孔。第一傳導層延伸至至少一個腔或通孔中。該至少一個腔或通孔含有傳導性特徵及兩個傳導墊。傳導墊彼此電絕緣且與傳導性特徵電絕緣。
如本申請案中所用：「LES」意指發光半導體，包括發光二極體及雷射二極體，且「LESD」意指發光半導體裝置，包括發光二極體裝置及雷射二極體裝置。LESD可為裸LES晶粒構造、完全封裝之LES構造、或包含多於裸晶粒、但少於完全LES封裝之所有組件的中間LES構造，以使術語LES與LESD可互換使用且係指不同LES構造中之一者或全部。術語「可撓性LES裝置」或「可撓性LESD」通常係指含有裸晶粒發光半導體、封裝LES構造、或中間LES構造之可撓性物件。
本發明之至少一個實施例的優勢在於LESD之主發光表面可充分約束於腔或通孔中，此可改良裝置之光輸出。本發明之至少一個實施例的另一優勢在於可藉由腔或通孔側壁上之反射塗層改良光反射。本發明之至少一個實施例的另一優勢在於腔或通孔含有填充於約束區域中之囊封劑。本發明之至少一個實施例的另一優勢在於可在x-y方向(即可撓性基板之長度及寬度方向)上藉由提供具有大表面積之腔或通孔及在z方向(即厚度方向)上藉由在兩個導熱層之間提供薄化聚合介電層進一步增強熱耗散。本發明之至少一個實施例的另一優勢在於可撓性介電基板上之LESD端視期望應用而定可串聯、平行或個別電連接。本發明之至少一個實施例的另一優勢在於可將LESD接合於傳導材料上，此使得LESD電性偏置而無需導線接合。本發明之至少一個實施例的另一優勢係在最終封裝時產量損失最小化，此克服導線接合問題。本發明之至少一個實施例的另一優勢在於可使用濕化學法、準分子雷射燒蝕、機械穿通孔及電漿蝕刻獲得薄介電層。本發明之至少一個實施例的另一優勢在於可撓性介電基板有利於在基板雙側上製得電路圖案。本發明之至少一個實施例的另一優勢在於可撓性基板為LESD物件提供較大撓性及可彎曲性。本發明之至少一個實施例的另一優勢在於熱介面材料(TIM)可用作底填充物以增強裝置之熱性能。本發明之至少一個實施例的另一優勢在於用於將無導線接合晶粒接合至傳導材料之直接晶粒附接方法由於相對較大接觸面積可增強熱耗散。本發明之至少一個實施例的另一優勢在於在雷射剝離過程期間，可撓性LESD之可撓性介電層可用作應力適應層，其將保持晶粒之半導體層完整。
本發明之上述內容並非旨在說明本發明之全部揭示實施例或本發明之所有實施方法。以下圖及詳細說明更具體地舉例說明闡釋性實施例。
在以下說明中，對附圖加以參照，該等附圖構成其說明之一部分且以舉例方式顯示若干具體實施例。一般而言，在各種實施例中，類似參考編號用於類似特徵。除非另有說明，否則該等類似特徵可包含相同材料，具有相同屬性，且起相同或類似功能。即使未明確闡明，若適當，針對一個實施例闡述之額外或可選特徵亦可為其他實施例之額外或可選特徵。應瞭解，可涵蓋其他實施例且不背離本發明之範圍或精神。因此，以下詳細說明不應視為具有限制意義。
除非另有說明，否則，本說明書及申請專利範圍中用於表示特徵大小、量及實體性質之所有數值在所有情況下皆應理解為由術語「約」修飾。因此，除非說明相反之情形，否則上述說明書及隨附申請專利範圍中所闡述之數值參數係近似值，其可端視彼等熟習此項技術者利用本文所揭示之教示試圖獲得之期望性質而改變。由端點所列舉之數值範圍包括所有屬於該範圍內之數值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4及5)及彼範圍內之任一範圍。
除非另有說明，否則術語「塗佈」(「coat」、「coating」、「coated」)及諸如此類並不限於特定類型之施加方法，例如噴塗、浸塗、滿版塗佈等，且可係指藉由適於所述材料之任一方法沈積的材料，該方法包括諸如氣體沈積方法等沈積方法、鍍覆方法、塗佈方法等。另外，參照所述圖之定向使用諸如「頂」、「底」、「前」、「後」、「上」、「下」等方向性術語。由於可以若干不同定向來定位各實施例之組件，因此方向性術語的使用是出於圖解說明目的而絕非限制性目的。
本發明之至少一個實施例繪示於圖1中，其顯示具有至少一個缺口或腔110之可撓性聚合介電基板112，LESD 122定位於該缺口或腔中。腔110最初係由壁及底板117界定，但可進一步由施加於其壁及底板117之層及塗層界定。(儘管本文使用複數術語「腔壁」，但此術語亦指單一連續彎曲壁，例如彼等具有圓錐形或截頭圓錐形形狀者)。LESD 122係覆晶晶粒，即在附接晶粒時將其顛倒翻轉。覆晶晶粒可稱作一類無導線接合晶粒，其不使用導線來使晶片墊與外部電路互連。覆晶係利用沈積於晶片墊上之焊料凸塊使半導體裝置(例如IC晶片及微機電系統(MEMS))與外部電路互連的方法。在最終處理步驟期間，焊料凸塊沈積於晶片頂部側上之晶片陰極及陽極墊上。為將晶片安裝至外部電路(例如，電路板或另一晶片或晶圓)，將晶粒顛倒以使其具有電觸點之側朝下，且經對準以使其墊與外部電路上之匹配墊對準，且隨後使焊料流動以完成互連。此與導線接合相反，在導線接合中豎直安裝晶片並使用導線使晶片墊與外部電路互連。在一些實施例中，覆晶晶粒包括不在同一平面上之陽極及陰極。此外，位於腔110中用於兩個LESD接點之接合位點需要彼此電隔離。此可藉由在沈積於腔中之傳導材料中產生空隙124來完成，如(例如)圖1中所示。空隙124可在通孔110中沈積傳導材料時藉由(例如)遮罩有期望空隙124之腔底板117的部分來產生，或可藉由移除傳導材料118之一部分(例如藉由蝕刻或其他適宜移除方法)稍後產生。形成腔110之底板117之介電基板112的部分亦可具有空隙126(如圖1中所示)或可連續。在圖1中，由介電基板112之一部分形成底板117。腔110之壁及底板支撐傳導材料118。在一些實施例中，傳導材料118可支撐諸如反射塗層等額外層。反射塗層可為具有增強反射性之金、銀、鋁、固有反射介電材料、或有色材料。傳導層119定位於介電基板112之頂部表面上且傳導層120定位於介電基板112之底表面上。在一些實施例中，傳導層119包含導電電路。傳導材料118支撐腔110中之LESD 122。傳導層120較佳具有導熱性且視情況具有導電性。在一些實施例中，傳導層120包含導電電路。傳導材料118可包含傳導層119位於腔110中之一部分，可包含除傳導層119沈積於腔110中之一部分外的傳導材料，或可包含二者之組合。傳導層119及除傳導層119外之傳導材料可包含相同或不同物質。舉例而言，二者可均為銅，或其可不同，例如，傳導層119可為銅，而傳導材料可為焊料。若傳導層119及傳導材料包含相同物質，則二者之間之介面可模糊。在至少一個態樣中，傳導層119起導電層之作用，而傳導層120起散熱器之作用，此有利於自LESD 122有效熱耗散。在至少一個態樣中，腔110可有利地用於提供具有實質上均勻且水準表面之底填充物並有利地用於為LESD 122保留囊封劑。在至少一個態樣中，例如在覆晶晶粒之陽極及陰極不在同一平面上時，可調節傳導層119之厚度以適應覆晶晶粒接合。可藉由任一適宜已知方法接合覆晶晶粒。此高度調節可藉由自腔110中之一個接合位點移除傳導材料或向其中添加傳導材料來完成。傳導材料可藉由諸如化學蝕刻、電漿蝕刻、聚焦離子束蝕刻及雷射燒蝕等已知方法來移除。若需要，可用光遮罩覆蓋保持相同高度之接合墊。可藉由諸如電鍍等方法向接合位點中之一者中添加傳導材料。同樣，若需要，可用光遮罩覆蓋保持相同高度之接合墊(及其他傳導表面)。
本發明之至少一個實施例繪示於圖2中，其實質上類似於圖1之實施例，其中其包括在頂部表面上具有傳導層219之可撓性聚合介電基板212及其中之至少一個缺口或腔210，其中LESD 222定位於該缺口或腔中。定位於腔210中之接合位點藉由沈積於腔中之傳導材料218中的空隙224彼此電隔離。形成腔210之腔底板217之介電基板212的部分亦具有空隙226。在此實施例中，定位於介電基板212之底表面上的傳導層220亦具有空隙228。額外差別在於LESD 222係橫向晶粒，即電觸點在晶粒之底部上，且實質上在同一平面上。與覆晶晶粒類似，橫向晶粒可稱作一類無導線接合晶粒，其不使用導線來使晶片墊與外部電路互連。在一個態樣中，而在覆晶晶粒中，主要發光表面面向下，在橫向晶粒中，主要發光表面面向上。因此，反射塗層之使用可不甚重要。關於接合，橫向晶粒與覆晶晶粒相比之優勢可包括：可使用各種接合方法；接合墊實質上在同一平面上；接合墊在LED基板之背側，從而不阻礙所發射光；及存在相對較大接合墊用於有效熱耗散。本發明之態樣中可使用之橫向晶粒組態的實例顯示並闡述於美國專利公開案第2010/0252840 A1號、第2010/0155746 A1號及第2011/0084294 A1號中。可使用各種方法接合橫向晶粒，例如覆晶接合或直接晶粒附接方法。直接晶粒附接係使用(例如)共晶、傳導性膏糊或焊料直接接合或電連接晶粒與基板而使半導體裝置(例如IC晶片及微機電系統(MEMS))與外部電路互連的方法。此與導線接合相反，在導線接合中使用導線使晶片墊與外部電路互連。直接晶粒附接之實例包括金-錫共晶晶粒附接。對於金-錫共晶晶粒附接而言，目前有兩種可能方法，稱作助銲劑共晶晶粒附接及直接共晶晶粒附接。在助銲劑共晶晶粒附接期間，將小體積之助銲劑放置於封裝基板上，且將LESD放置於助銲劑上。此後，將安裝有LESD之基板放入回流爐中以完成接合。在整個過程中未施加外力。直接共晶晶粒附接包括在具有防護氣體之環境室中將基板預加熱至300℃至320℃，隨後藉由接合頭夾筒拾取LESD並將其放置於加熱基板上，同時施加壓縮力。在特定時間(約100 ms至200 ms)後，釋放接觸力。最初在此過程中，金-錫共晶層在基板上呈熔融狀態。在基板接合墊材料(金、銀、鈀等)溶解於熔融金-錫層中且在此溫度下達到飽和限制後，由於非共晶組合物之高熔點而發生固化。因此，LESD藉由金-錫共晶材料接合於基板上。由於在該LESD晶粒附接期間採用外力，且在此過程期間不需要助銲劑，故發現與助銲劑共晶晶粒附接相比接合性能更鼓舞人心。在一些實施例中，橫向晶粒包括具有不同大小之陽極及陰極。位於腔210中用於兩個LESD觸點之接合位點可經組態以適應此種情況，例如，藉由將空隙224定位於傳導材料中以使陽極接合位點對應於陽極之大小且陰極接合位點對應於陰極之大小。可藉由任一適宜已知方法接合橫向晶粒。
在至少一個態樣中，傳導層220中之空隙228及介電基板212中之空隙226的存在使得可藉由自結構之底部側移除傳導材料218之一部分來形成空隙224。
貫穿層220、212及218具有對準開口(如因空隙224、226及228之存在所產生)容許將TIM或任一適宜熱耗散材料施加至空隙224、226及228中、及腔210中以使其毗鄰LESD 222或在其基底附近、以及施加至傳導層220上以使其可有利於自LESD 222有效熱耗散。該構造之實例示於圖4中。
本發明之至少一個實施例繪示於圖3中，其顯示具有至少一個通孔310之可撓性聚合介電基板312，LESD 322定位於該通孔中。通孔310係穿過介電基板自一個表面延伸至另一表面之開口。其最初由包含介電基板312之壁界定。其在一端由定位於介電基板312之底部表面上的傳導層320封閉。通孔310可進一步由施加於其壁上之層及塗層界定，該等層及塗層亦可施加於傳導層320在通孔310之底部開口之下的部分。在圖3之實施例中，傳導層320之壁及暴露部分支撐傳導材料318。傳導材料318支撐通孔310中之LESD 322。LESD 322可為所示覆晶晶粒或橫向晶粒，即電觸點在晶粒之底部上。傳導材料318中之空隙324及傳導層320中之空隙328使位於通孔310中用於兩個LESD觸點之接合位點電隔離。傳導層319定位於介電基板312之頂部表面上。在一些實施例中，傳導層319包含導電電路。傳導層320較佳具有導熱性且視情況具有導電性。在一些實施例中，傳導層320包含導電電路。在至少一個態樣中，傳導層320中存在空隙328使得可在傳導材料318中自結構之底部側形成空隙324。
貫穿層320及318具有對準開口(如因空隙324及328之存在所產生)容許將TIM或任一適宜熱耗散材料施加至空隙324及328中、及通孔310中以使其毗鄰LESD 322或在其基底附近、以及施加至傳導層320上以使其可有利於自LESD 322有效熱耗散。該構造之實例示於圖6中。在至少一個態樣中，傳導層319及320二者均可導電及熱耗散，且因此可提供有效熱及電性質。
圖9及10繪示本發明之態樣之可撓性LESD的例示性實施例，其中大面積LED(其可為如本文所定義覆晶晶粒或橫向晶粒)定位於可撓性聚合介電基板中之腔中。大面積LED在本文中定義為具有三個或更多個電觸點之LED。在一些實施例中，大面積LED具有陰極及多個陽極以提供均勻電流擴展以確保最大化且均勻LED光輸出。多個陽極與可撓性LESD之多個相應傳導墊的連接可提供有效熱耗散，此可延長LED之壽命。多個連接之存在亦為大面積LED晶粒提供機械穩定性。
參照圖9，可撓性聚合介電基板912具有至少一個缺口或腔910，其中LESD 922定位於該缺口或腔中。LESD 922係具有位於LED之中心中之陰極及兩個位於LED之相對端之陽極的大面積LED。在其他實施例中，陰極及陽極可位於LED之任一適宜位置中，且LED上可存在任一適宜數量之陰極及陽極。為適應LESD 922，位於腔910中用於兩個陽極之接合位點需要與陰極之接合位點電隔離。此可藉由在沈積於腔中之傳導材料918中產生空隙924及在介電基板912包含腔910之底板917的部分中產生空隙926來完成，如(例如)圖9中所示。空隙924及926有利於陰極與其接合位點在傳導層920上電連接，其可藉由焊料塞932來建立，如(例如)圖9中所示。可藉由任一適宜已知方法接合LESD 922。
圖10繪示本發明之實施例，其亦可適應大LED之陰極及陽極。在此實施例中，位於腔1010中用於兩個陽極之接合位點與陰極之接合位點電隔離，且在陰極與傳導層1020之間建立電連接。在沈積於腔中之傳導材料1018中產生兩個空隙1024，從而在底板1017上產生中心傳導性特徵1034。產生自介電基板1012延伸至腔1010之空隙1026且填充導電材料以在傳導性特徵1034與傳導層1020之間建立電連接。傳導性特徵1034起陰極之接合位點之作用。在替代實施例中，傳導性特徵1034可具有導熱性且電絕緣且傳導層1020及空隙1026中之傳導材料具有導熱性(不管其是否具有導電性)。在該情形下，覆晶或橫向晶粒可適用於腔中。傳導性特徵1034與傳導層1120藉由空隙1026中之傳導材料之熱連接可提供自腔1010中之LESD的有效熱耗散。
圖8繪示本發明之實施例，類似於圖10之實施例。在圖8之實施例中，腔10'自聚合介電基板12之第一表面朝向第二表面延伸，傳導性特徵22定位於腔10'內且傳導墊26及28定位於傳導性特徵22之任一側上且與傳導層19電連接。傳導性特徵22可具有導熱性及導電性中之一者或二者。傳導層20可視情況位於介電基板12之第二表面上且可視情況將TIM層施加於傳導層20及/或介電基板12之第二表面。傳導墊26及28彼此電絕緣且與傳導性特徵22(若其具有導電性)電絕緣。較佳地，傳導性特徵22、以及傳導墊26及28具有導熱性(不管其是否具有導電性)且可容易地使熱遠離腔10'中之LESD穿過腔底板17至(熱)傳導層20而耗散。
本發明之至少一個實施例繪示於圖7中，其顯示具有至少一個通孔1110之可撓性聚合介電基板1112，LESD 1122定位於該通孔中。LESD 1122係覆晶晶粒，且在其他實施例中可為橫向晶粒。此外，位於通孔1110中用於兩個LESD接點之接合位點需要彼此電隔離。此可藉由在通孔中具有脊1125來完成(例如，如圖7中所示)，該脊可有效地將通孔1110分成兩個單獨較小通孔。脊1125可藉由在通孔1110中沈積介電材料來形成，在該情形下傳導層1120可需要最初覆蓋介電基板1112之底表面中可定位通孔1110之部分。或者，脊1125可作為產生通孔1110之過程之一部分來形成。舉例而言，若使用化學蝕刻方法產生通孔1110，則可圖案化光遮罩以使欲蝕刻完全穿過介電層之相對表面之兩個區域如此緊密間隔以便部分蝕刻彼等區域之間之介電材料。可用於獲得該結構之方法通常闡述於PCT公開案第WO 2007/001995 A1(WO '995)號第11頁上，參照圖7A-7C。儘管僅部分蝕刻WO '995中之介電基板，但為了獲得本發明實施例之期望特徵，可適當定位欲蝕刻之區域之間距。使用此方法，部分蝕刻部分通常將具有尖峰。可雷射燒蝕或以其他方式移除此峰以形成脊1125。在替代方法中，可將通孔1110部分蝕刻至深度D以基本上形成腔，隨後可將光遮罩向下放置在腔底板之中心且可繼續蝕刻直至在經遮罩介電材料(其變為脊1125)之任一側上形成小通孔為止。通孔壁、脊壁及傳導層1120之暴露部分支撐傳導材料1118(其可與傳導層1119同時沈積)及額外傳導材料1118'(其可依序沈積於通孔1110內之單獨較小通孔中)。傳導材料1118及1118'可相同或不同。傳導材料1118'具有導電性且較佳亦具有導熱性且支撐通孔1110中之LESD 1122。若傳導層1120具有導電性，則可產生空隙1128以電分離LESD之接合墊。
儘管本文所述可撓性LESD之例示性實施例係關於無導線接合LESD之使用(進行可由彼等熟習此項技術者確定之略微改變)，但亦可使用本文所述結構與具有需要導線接合之一個或兩個電極之LESD。
TIM之施加可進一步增強本發明之態樣之可撓性LESD的熱性能。可貼合TIM可層壓於可撓性基板之底部側上且可貼合以(例如)填充腔或通孔。調整TIM之黏度可使得TIM用作覆晶晶粒之適宜底填充物。調整TIM之熱膨脹係數可助於改良裝置之結構完整性。
本發明實施例中可使用任一適宜TIM。端視實施例而言，可將TIM以液體、膏糊、凝膠、固體等形式施加至可撓性LES裝置。適於施加TIM之方法端視具體TIM之性質而定，但包括精密塗佈、分配、絲網印刷、層壓等。
適用於固化可固化TIM之方法包括UV固化、熱固化等。
TIM可以(例如)液體或半固體(例如凝膠或膏糊)形式塗佈，或可層壓成片形式。可使用TIM之組合。舉例而言，可將第一類型之TIM施加於通孔或腔中且可將第二類型之TIM施加至介電層之第二主表面，此可使其與第一類型之TIM接觸。若將TIM之片施加至介電層之第二主表面而先前未用TIM填充通孔或腔，則該片較佳足夠可貼合或可重組態以填充該等通孔或腔。舉例而言，適宜類型之片材料可為未固化熱固化材料，其在固化之前在施加熱時可足夠軟化以填充通孔或腔。在一些實施例中，TIM亦可為黏著劑基TIM。在該實施例中，TIM可直接黏附至一側上之介電層之第二主表面及另一側上之傳導基板。可將不具有黏著劑性質之TIM施加至介電層之第二主表面及具有導熱黏著劑之傳導基板中之一者或二者。如先前所述，可首先將TIM施加至介電層之第二主表面且其後將傳導基板施加至TIM，或可首先將TIM施加至傳導基板且其後將TIM塗佈之傳導基板施加至介電層之第二主表面。
在一些實施例中，適宜TIM可為膏糊狀導熱材料，例如聚矽氧油脂，且在其他實施例中為片狀導熱材料，例如聚矽氧橡膠。在又一些實施例中，可使用兩者之組合。
適用於TIM中之類型之材料包括但不限於可固化熱固性材料、熱塑性材料，包括具有傳導性填充劑、壓敏性黏著劑及彈性體之熱塑性材料。適用於TIM中之具體材料包括聚矽氧、聚醯亞胺、環氧樹脂、B階段UV可固化黏著劑、及高溫矽基黏著劑。
適宜TIM可填充有亦可導電或可不導電之導熱材料。適宜材料包括銀、金、鎳、銅、金屬氧化物、氮化硼、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、鋁、氧化鋁、氮化鋁、銀塗佈之有機粒子、鍍銀之鎳、鍍銀之銅、鍍銀之鋁、鍍銀之玻璃、銀薄片、碳粒子、碳黑、碳同素異型體(例如石墨、石墨烯)、碳奈米管、氮化硼塗佈之粒子、及其混合物。導熱材料可呈粒子、球體、薄片形式或任一其他適宜形式。在至少一些實施例中，導熱材料可佔TIM之約5 wt%至約60 wt%，較佳約10 wt%至約50wt%。
適用於本發明中之TIM可包括(例如)填充有氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、碳奈米管、碳粒子及石墨烯中之一或多者之黏著劑。
較佳地，TIM具有低耐熱性；能夠潤濕具有高表面能之基板(例如金屬)及具有低表面能之基板(例如塑膠)；將黏附至其所附接之表面且不流動至其所施加之裝置的任何不期望區域。
本發明之至少一個實施例繪示於圖5中，其顯示與圖1中所示可撓性LESD類似之可撓性LESD，TIM 130配置於傳導層120上。
在本文所述例示性實施例中之每一者中，通孔及腔可具有任一適宜形狀，例如圓形、橢圓形、矩形、蛇形、通道、格柵(例如，形成由重疊通道之連續圖案隔開之介電基板之島)等，且可含有單一LESD或可含有多個LESD。舉例而言，若通孔或腔係通道形或格柵形或較大，則多個LESD可定位於單一通孔或腔中。
在本文所述例示性實施例中之每一者中，可藉由覆晶接合方法將覆晶晶粒接合至可撓性基板之隔離導體。為有利於此，可為隔離導體提供各別傳導性凸塊。可使用直接晶粒附接方法將橫向晶粒接合至可撓性基板之隔離導體。在本發明之態樣中可用於接合無導線接合晶粒(例如，包括覆晶晶粒及橫向晶粒)之例示性接合方法包括使用各向異性傳導膜(ACF)。首先，使用拾取及放置方法將ACF施加至隔離導體。隨後，使用溫度及力以覆晶組態(在覆晶晶粒情形下)或橫向組態(在橫向晶粒情形下)附接晶粒。將ACF活化並調節至期望厚度，以藉由使各向異性地提供電觸點之粒子與無導線接合晶粒之各別接觸墊對準來使無導線接合晶粒與隔離導體之間電連接。可用於本發明之態樣中之另一例示性接合方法包括使用傳導性黏著劑，其中將傳導性黏著劑放置於隔離導體上。在壓力下以覆晶組態(在覆晶晶粒情形下)或橫向組態(在橫向晶粒情形下)放置晶粒時，傳導性黏著劑貼合併調節至期望厚度以在無導線接合晶粒與隔離導體之間電連接。可用於本發明之態樣中之另一例示性接合方法包括在隔離導體產生金屬焊料凸塊。將焊料助銲劑施加於焊料凸塊上且將無導線接合晶粒放置於焊料凸塊上。使用焊料回流方法，焊料凸塊開始接合並調節至期望厚度以在無導線接合晶粒與隔離導體之間電連接。
本發明之態樣之可撓性LESD的優勢涉及雷射剝離過程。對於某些無導線接合之LESD(例如，高功率藍色LED)而言，在一些情形下具有幾微米之厚度之氮化鎵(GaN)或氮化鎵銦(InGaN)半導體層在藍寶石(Al203)基板上生長，在一些情形下厚度為120微米至150微米。主要為達成高功率作業，可使用雷射剝離過程自半導體層移除藍寶石。在典型雷射剝離過程中，將高強度雷射束引導穿過藍寶石並以半導體層為目標。此在介面處產生衝擊波，從而使藍寶石自半導體層解離。在此過程中，將應力傳遞至相對較薄半導體層。對於剛性基板(例如矽(Si)或陶瓷)上之無導線接合晶粒，此應力可導致半導體層稍後裂開。然而，對於本發明之態樣之可撓性LESD上的無導線接合晶粒而言，可撓性介電層可用作應力適應層，其將有助於保持半導體層完整。
本發明之至少一個實施例提供使用部分蝕刻介電基板之可撓性LESD陣列構造。將腔在介電基板中蝕刻至期望深度。腔可具有以任一適宜方式(例如塗佈、氣體沈積、鍍覆等)沈積於其中之傳導材料，但通常使用電鍍或無電鍍來鍍覆傳導材料。腔中之傳導材料較佳具有導電性且視情況具有導熱性。通常使用已知晶粒接合方法(例如共晶、焊料(包括用於覆晶安裝之焊料凸塊)、黏著劑及熔融接合)將LESD直接或間接附接至傳導材料。在本發明之至少一個實施例中，導熱層定位於介電基板之底表面上且可為使用習用可撓性電路製程形成之電路的一部分。介電層形成腔之底板的部分將傳導材料放置於腔中且將傳導層緊密靠近地放置於介電材料之底表面上，此可使由LESD產生之熱有效穿過腔或通孔中之導電及導熱材料、隨後穿過腔之底板至介電基板之底表面上的導熱層而耗散。
本發明之至少一個實施例提供使用完全蝕刻介電基板之可撓性LESD陣列構造。穿過介電基板、即自一個主表面至相對主表面蝕刻通孔。通常由介電基板之底表面上的傳導層覆蓋通孔之底部開口。在本發明之至少一個實施例中，此傳導層係導熱層且可為使用習用可撓性電路製程形成之電路的一部分。通孔可具有以任一適宜方式(例如塗佈、氣體沈積、鍍覆等)沈積於其中之傳導材料，但通常使用電鍍或無電鍍來鍍覆傳導材料。由於通孔形成穿過介電基板之開口，故通孔中之傳導材料與介電基板之底表面上之傳導層直接接觸。若二者均具有導熱性，則可使由LESD產生之熱有效穿過通孔中之傳導材料至介電基板之底表面上的傳導層而耗散。
腔或通孔中之傳導材料可與在腔底板上時一樣薄或覆蓋通孔開口之傳導層與在腔或通孔壁上時一樣薄，或其可更薄或更厚。若其更厚，則其可部分或完全填充腔或通孔。對於在將傳導材料層至少施加至腔或通孔之壁後在腔或通孔中心中添加額外傳導材料的實施例而言，所添加傳導材料在腔或通孔之底部中比在(上)腔或通孔壁上產生更濃量之傳導物質，且因此，所添加傳導材料可部分或完全填充腔或通孔。所添加傳導材料可填充腔或通孔至任一適宜程度，例如10%、15%、25%或更大。在一些實施例中，傳導材料填充腔或通孔之較大百分比，例如約50%、約75%或約100%。
在一些實施例中，介電基板之頂部表面上的傳導層延伸進入腔或通孔中並在腔或通孔中形成傳導材料之全部或部分。視情況，可在腔或通孔中沈積額外傳導物質以增大傳導材料之厚度。在一些實施例中，整個頂部傳導層(包括包含腔或通孔中之傳導材料的部分)製得相對較厚且腔或通孔中未添加額外傳導材料。在本發明之至少一些實施例中，在介電層表面上或在腔或通孔中厚度為約50 μm至約100 μm、較佳約75 μm至約100 μm的頂部傳導性(例如銅)層可顯著增強自LESD之熱耗散。
介電基板之底表面上的傳導層可具有任一適宜厚度。製得此傳導層較厚(例如，約35微米(μm)、較佳約50 μm、約75 μm、約100 μm或更大)可增強自LESD之熱移除。
此外，控制腔底板或底部通孔之面積尺寸可顯著影響自LESD至腔通孔中之傳導材料且進一步至介電基板之底表面上的傳導層之熱耗散。通常，增大腔底板面積或通孔開口與LESD佔用面積之比率可提供更佳熱耗散。比率為1:2(LESD佔用：腔底板面積/通孔開口)及以上可改良優於1:1比率之熱耗散，其中據信比率為1:3可最顯著增大熱耗散。據信在使用(例如)毗鄰熱轉移層使熱在較大表面積上擴展開之前，此比率有助於在z方向上耗散熱。儘管1:2之比率可助於熱耗散且可使用諸如1:4等較高比率，但據信1:3比率可提供優於(例如)1:1比率之顯著改良，而1:4比率可僅提供優於1:3比率之遞增改良。
適用於本發明之導電及/或導熱層中之傳導物質將端視應用而定，但可包括(例如)傳導性金屬，例如銅、銀、金、鎳、鋁、錫及其合金；導熱及導電黏著劑，包括填充有傳導材料(例如傳導性粒子)之非傳導黏著劑以使所得黏著劑具有傳導性。
適用於本發明之傳導材料中之傳導物質亦將視應用而定，但可包括諸如銅、金、銀、鎳、鋁、錫及其合金等金屬、以及焊料、傳導性聚合物、及傳導性黏著劑，包括非傳導聚合物及填充有傳導材料(例如傳導性粒子)之黏著劑以使所得物質具有傳導性。
適宜導電及/或導熱粒子包括鋁、金、銀、鉻、銅、鈀、鎳及其合金、氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al2O3)、氮化鋇(BN)、奈米級銀粒子、碳黑、碳奈米管(CNT)、富勒烯、石墨烯、碳填充劑、鈦酸鋇、鈦酸鋇鍶、氧化鈦、鈦酸鉛鋯、鈦酸鈣銅、鈦酸鉛鎂、鈦酸鋯酸鑭鉛、二氧化矽、及其混合物。
適用於本發明之可撓性聚合介電層中之聚合材料包括聚酯、聚碳酸酯、液晶聚合物及聚醯亞胺。聚醯亞胺較佳。適宜聚醯亞胺包括彼等以下者：以商品名KAPTON購自DuPont；APICAL，購自Kaneka Texas公司；SKC Kolon PI，購自SKC Kolon PI公司及UPILEX及UPISEL(包括UPILEX S、UPILEX SN及UPISEL VT，其均購自Ube Industries,Japan)。該等UPILEX及UPISEL聚醯亞胺係自諸如聯苯四甲酸二酐(BPDA)及苯二胺(PDA)等單體製得。
可使用諸如化學蝕刻、電漿蝕刻、聚焦離子束蝕刻、雷射燒蝕、壓花、微複製、射出模製及衝壓等任一適宜方法在介電基板中形成腔或通孔。在一些實施例中，化學蝕刻可能較佳。可使用任一適宜蝕刻劑且其可隨介電基板材料變化。適宜蝕刻劑可包括鹼金屬鹽，例如氫氧化鉀；具有增溶劑(例如胺)及醇(例如乙二醇)中之一者或二者之鹼金屬鹽。適用於本發明一些實施例之化學蝕刻劑包括KOH/乙醇胺/乙二醇蝕刻劑，例如彼等更詳細闡述於美國專利公開案第2007-0120089-A1號中者，該案件以引用方式併入本文中。適用於本發明一些實施例之其他化學蝕刻劑包括KOH/甘胺酸蝕刻劑，例如彼等更詳細闡述於同在申請中之美國臨時專利申請案第61/409791號中者，該案件以引用方式併入本文中。在蝕刻後，可用鹼性KOH/高錳酸鉀(PPM)溶液(例如，約0.7 wt%至約1.0 wt% KOH及約3 wt% KMnO4之溶液)處理介電基板。
因化學蝕刻產生之側壁角為可變，且最依賴於蝕刻速率，其中較慢蝕刻速率產生較淺側壁角，即接近0°。因化學蝕刻產生之典型側壁角與介電層之主平面成約5°至60°，且在至少一個實施例中成約25°至約28°。如前文所述，作為化學蝕刻之替代方案，可藉由衝壓、電漿蝕刻、聚焦離子束蝕刻及雷射燒蝕在介電基板中形成腔或通孔。利用形成腔或通孔之該等方法，側壁通常具有較陡角，例如，與介電層之主平面成高達90°。出於此應用之目的，傾斜側壁意指不垂直於介電層之水平面之側壁。具有傾斜側壁之腔或通孔亦可使用諸如壓花、微複製及射出模製等方法製得。若最初形成通孔，但以腔較佳，則可添加介電塗層(例如聚醯亞胺塗層)以使腔與介電基板底部側上之傳導層電絕緣，由此形成腔。介電材料可為任一適宜材料，例如聚合材料、陶瓷材料、裝載粒子之聚合材料等，且可以任一適宜方式施加。介電塗層為電絕緣且較佳具有導熱性以有利於熱自LESD轉移出。一種該適宜塗層係藉由首先在開口中施加聚醯胺酸樹脂之薄層形成之聚醯亞胺樹脂。聚醯胺酸較佳經精密塗佈以使在腔底部形成之介電塗層為腔底板提供期望厚度。腔底板之厚度較佳係介電基板層之厚度的約5%至約75%、約5%至約60%、或約5%至約25%。隨後，實施醯亞胺化過程以在腔中形成均勻聚醯亞胺塗層。可使用精密塗佈、刮刀式塗佈、或本技藝已知之其他方法施加聚醯亞胺/聚醯胺酸樹脂。
在一些實施例中，介電塗層可填充有粒子以增強其電絕緣及導熱性質。適宜粒子包括氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al2O3)、氮化鋇(BN)、奈米級銀粒子、碳奈米管(CNT)、富勒烯、石墨烯、碳填充劑、鈦酸鋇、鈦酸鋇鍶、氧化鈦、鈦酸鉛鋯、鈦酸鈣銅、鈦酸鉛鎂、鈦酸鋯酸鑭鉛、二氧化矽、及其混合物。
若腔或通孔形成方法將不會破壞傳導層，例如由於可控制蝕刻深度及/或由於腔或通孔形成方法將不會蝕刻傳導層或使其降解(例如利用電漿蝕刻)，則可在形成腔或通孔之前將傳導層施加至介電基板底部側，或者若腔或通孔之形成方法(例如利用衝壓)將會破壞傳導層，則其可在形成腔之後添加。
可用傳導層包覆介電基板之一側或兩側。若傳導層欲形成電路，則可對其進行預圖案化，或可在製造可撓性LES裝置之過程期間對其進行圖案化。多層可撓性基板(具有介電及傳導材料之多層)亦可用作基板。傳導層可為任一適宜材料，但通常係銅。
本發明之可撓性LES裝置的至少一些實施例提供優良熱管理性質。至少部分由於腔或通孔中之傳導材料及支撐LESD之腔或通孔之薄介電底板或不存在該介電底板，由LESD產生之熱可容易地傳遞至介電基板底部側上之導熱層。以此方式熱可容易地自LESD傳導出。
在本發明之至少一個實施例中，介電基板之底部側上之傳導層可為導熱黏著劑。若形成通孔，則黏著劑層可用作蝕刻終止層，或可在形成腔或通孔之後將其施加至介電基板。若導熱黏著劑用作蝕刻終止層，則適宜黏著劑係彼等耐化學物質者，尤其彼等耐鹼性溶液者。可對導熱黏著劑層之相對側施加其他層(在對介電基板施加黏著劑之前或之後)。舉例而言，可將熱介面材料、金屬箔、剛性金屬板、散熱器等附接至黏著劑層。毗鄰腔或通孔具有導熱黏著劑層可增強自位於腔或通孔中之LESD的熱耗散。可藉由添加需要量之適宜導熱粒子及藉由調整黏著劑之厚度來調整黏著劑之導熱性。用於導熱黏著劑中之典型導熱粒子係氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al2O3)、氮化鋇(BN)、奈米級銀粒子、碳奈米管(CNT)、富勒烯、石墨烯、碳填充劑等。粒子之大小通常在亞微米或微米範圍內。該等填充黏著劑之典型導熱性係約0.2 W/mK至約6 W/mK。
適用於導熱黏著劑中之黏著劑類型包括但不限於環氧樹脂、聚胺基甲酸酯、聚醯胺醯亞胺及酚醛樹脂。
適用於導熱黏著劑之固化方法包括但不限於熱、UV、電子束、UV-β階段固化(UV及熱固化之組合，其中將黏著劑塗佈至襯墊上，最初使其經受初始UV固化，隨後層壓至基板上並熱固化)、及其組合。
若黏著劑在施加至介電基板之前黏附至傳導性(例如銅)層，則通常將黏著劑塗佈至襯墊上並用銅箔層壓或直接塗佈至銅箔上。電沈積或經輥退火之銅較佳。若銅具有粗糙側及平滑側，則通常較佳將黏著劑附接至粗糙側。
可藉由(例如)在個別LESD或其定位於之腔或通孔上施加囊封材料、或藉由在LESD陣列及該等LESD周圍之傳導層上施加囊封劑直接在可撓性基板上封裝LESD。囊封劑較佳係透明(即具有超過99%之透明度)模製化合物。在固化時，其可視情況適於起透鏡之作用。聚矽氧及環氧樹脂係適宜囊封化合物。其可進一步含有分佈於其中之光學擴散粒子。適宜模製化合物可購自(例如)日本之Shin-Etsu Chemical有限公司及Santa Barbara,Calif之NuSil Silicone Technology。若期望，可在囊封之前在LESD頂部上沈積波長轉換材料(例如磷光體塗層)。可在囊封LESD之前視情況施加底填充材料。亦可將可撓性LES裝置封閉於防水/耐風雨透明套管中，該套管可自任一適宜透明聚合材料製得。
在本發明之至少一個實施例中，囊封劑係透明之顏色轉換材料，其可吸收自LESD之LES發射之光並重新發射不同(通常較高)波長之光。舉例而言，含有黃色磷光體之顏色轉換材料可用於囊封藍色LED，此係可產生白色光。在本發明之一些實施例中，可調整腔或通孔側壁之斜率以在LESD周圍產生均勻厚度之顏色轉換層以提供均勻光轉換且較佳提供優異熱管理。在本發明之至少一個實施例中，腔或通孔側壁之斜率係約5°至約90°。本發明之至少一個實施例的優勢在於將LESD放置於腔或通孔中使得可精確放置囊封劑，此乃因其可包含於腔或通孔中。本發明之至少一個實施例的優勢在於將LESD放置於腔或通孔之中心中並用囊封劑填充腔或通孔由於可在LESD周圍產生囊封劑之均勻層而產生均勻光轉換。在本發明之替代實施例中，在將LESD放置於腔或通孔中之前在腔或通孔中塗佈顏色轉換材料之層來替代用顏色轉換材料囊封LESD。以此方式，顏色轉換材料可吸收至少一些自LES發射之光並重新發射不同(通常較高)波長下之光。適宜顏色轉換材料之實例係磷光體填充之囊封劑。該囊封劑可藉由混合黃色磷光體(例如以商標名ISIPHOR SSA612100自Merck獲得者)與具有適宜黏著性質之適宜聚矽氧囊封劑混合來製得。在一些實施例中，磷光體與聚矽氧黏著劑之重量比為75%可適宜。在將囊封劑分配於腔或通孔中後，在一些實施例中，其可藉由於80℃下暴露於UV光中1小時來固化。
在本發明之至少一些實施例中，介電基板及介電基板之主表面之一者或二者上的傳導層支撐並圍繞LESD，藉此提供可撓性穩定的LESD封裝。
可在間歇或連續過程(例如經常用於製造可撓性電路之輥對輥過程)中製造可撓性LES裝置。隨後可視需要藉由(例如)壓印或藉由切割基板將LESD分割、例如單分成個別LESD、LESD之條帶、或LESD之陣列。因此，可運輸可撓性基板上之LESD的整個卷軸而無需傳統卷帶式過程，其中通常在載體帶之個別袋中輸送個別LESD。
在形成LESD之個別條帶、或陣列之前或之後，可藉由(例如)利用導熱黏著劑將介電基板之第二主表面上的傳導層附接至額外基板而將可撓性LESD附接至額外基板。導熱黏著劑可進一步有利於熱自LESD轉移出。或者，可用金屬或其他材料處理介電基板之第二主表面上的傳導層，該等材料有利於傳導層黏附至基板。基板亦可為導熱(例如)剛性金屬條帶，或可為可導電或不可導電之半導體或陶瓷基板。
可端視可撓性LES裝置之既定用途將其附接至任一期望基板。舉例而言，可將其附接至可撓性或剛性金屬基板(例如銅或鋁)、散熱器、介電基板、電路板等。若LESD用於電路板上，則可撓性LES裝置不管是呈單分條帶還是陣列形式均可直接附接至最終使用者之電路板，藉此消除對習用引線框材料之需要。若LESD用作發光條帶，則其可封閉於防水/耐風雨透明套管中，如上文所述。若LESD呈條帶或陣列形式，則可將其電連接至條帶或陣列中之其他LESD中之一或多者。亦可在可撓性LES裝置分割之前向可撓性基板中添加諸如Zener二極體及Schottky二極體等額外元件。亦可將該等元件電連接至LESD。
在本發明之至少一個實施例中，可撓性LES裝置比習用單一或多個LESD封裝薄，此乃因LESD位於介電基板之表面下方。此使得本發明之可撓性LES裝置可用於具有嚴密體積限制之應用(例如行動電話及相機閃光燈)中。舉例而言，本發明之可撓性LES裝置可提供約0.7 mm至4 mm、且在一些實施例中0.7 mm至2 mm之封裝輪廓，而習用LESD封裝輪廓通常大於4 mm且係約4.8 mm至6.00 mm。此外，若需要，可使本發明之可撓性LES裝置撓曲或彎曲以容易地裝配至非線形或非平面總成中。
在至少一個實施例中，介電基板及其上之銅層為LESD提供薄的順應性支撐。在至少一個實施例中，傳導層之總厚度小於200微米，較佳小於100微米，且最佳小於50微米。在至少一個實施例中，介電基板之厚度較佳係50微米或更小。
在本發明之至少一個實施例中，可對LESD之底部施加鈍化層以有利於LESD與傳導性特徵或諸如反射層等中間體材料之晶粒接合。適宜鈍化材料包括諸如Au等金屬及諸如AuSn、AuGe、AuSi等金屬間合金。
以下係本發明之態樣之物件的例示性實施例。
實施例1係包含以下之物件：可撓性聚合介電層，其具有第一及第二主表面，該第一主表面上具有傳導層且其中具有至少一個腔，該至少一個腔含有傳導材料，該傳導材料包括經組態以支撐發光半導體裝置並將其電連接至該第一主表面上之傳導層的電分離之第一及第二部分。
實施例2係實施例1之物件，其中該腔中之該傳導材料與該第二主表面電隔離。
實施例3係實施例1之物件，其中該第一主表面上之該傳導層包含電路。
實施例4係實施例1之物件，其中該第二主表面上具有傳導層。
實施例5係實施例4之物件，其中該腔中之該傳導材料與該第二主表面上之該傳導層電連接。
實施例6係實施例4之物件，其中該第二主表面上之該傳導層包含電路。
實施例7係之實施例4物件，其進一步包含毗鄰該第二主表面上之該傳導層配置的熱介面材料。
實施例8係實施例4之物件，其中該第二主表面上之該傳導層包括電分離之第一及第二部分。
實施例9係實施例8之物件，其中該第二主表面上之該傳導層的該第一及第二部分由空隙電分離。
實施例10係實施例9之物件，其進一步包含配置於空隙中之熱介面材料。
實施例11係實施例1之物件，其中該傳導材料之第一及第二部分由空隙或脊電分離。
實施例12係實施例11之物件，其進一步包含配置於空隙中之熱介面材料。
實施例13係實施例1之物件，其進一步包含由第一及第二部分支撐並電連接至該第一主表面上之該傳導層的發光半導體裝置。
實施例14係實施例13之物件，其中該發光半導體裝置係覆晶晶粒。
實施例15係實施例13之物件，其中該發光半導體裝置係橫向晶粒。
實施例16係實施例13之物件，其中該發光半導體裝置覆晶接合至該傳導材料。
實施例17係實施例13之物件，其中使用直接晶粒附接方法將該發光半導體裝置接合至該傳導材料。
實施例18係實施例13之物件，其進一步包含配置於該傳導材料與該發光半導體裝置之間之熱介面材料。
實施例19係實施例1之物件，其中該發光半導體裝置至少部分配置於該至少一個腔中。
實施例20係實施例1之物件，其中該介電層包含聚醯亞胺核及該核之一側或兩側上之熱塑性聚醯亞胺層。
實施例21係實施例1之物件，其中該至少一個腔之至少25%填充有傳導材料。
實施例22係實施例1之物件，其中該至少一個腔之頂部表面具反射性。
實施例23係實施例1之物件，其中該至少一個腔之頂部表面包含施加於該至少一個腔中之傳導材料之至少一部分上的反射材料。
實施例24係實施例23之物件，其中該反射材料選自由以下組成之群：具有增強反射性之金、銀、鋁、固有反射性介電材料、及有色材料。
實施例25係實施例1之物件，其中該至少一個腔之底部與該第二主表面之間之距離係該介電層厚度之約5%至約75%。
實施例26係實施例1之物件，其中該腔之底板包含配置於該至少一個腔之底部以使該至少一個腔與該介電層之第二主表面電絕緣的介電塗層。
實施例27係實施例26之物件，其中該介電塗層係該介電層厚度之約5%至約75%。
實施例28係實施例1之物件，其中該至少一個腔具有以與該介電層之主平面成約5°至約60°之角度自該第一主表面至該至少一個腔之底部傾斜的壁。
實施例29係實施例1之物件，其中該至少一個腔具有以與該介電層之主平面成約90°之角度自該第一主表面至該至少一個腔之底部傾斜的壁。
實施例30係包含以下之物件：具有第一及第二主表面之可撓性聚合介電層，該第一及第二主表面上各自具有傳導層，該介電層具有至少一個自該第一主表面延伸至該第二主表面的通孔，該至少一個通孔含有與該第二主表面上之該傳導層電連接的傳導材料且包括經組態以支撐發光半導體裝置並將其電連接至該第一主表面上之該傳導層的電分離之第一及第二部分。
實施例31係實施例30之物件，其中該第一主表面上之該傳導層包含電路。
實施例32係實施例30之物件，其中該第二主表面上之該傳導層包含電路。
實施例33係之實施例30物件，其進一步包含毗鄰該第二主表面上之該傳導層配置的熱介面材料。
實施例34係實施例30之物件，其中該第二主表面上之該傳導層包括電分離之第一及第二部分。
實施例35係實施例34之物件，其中該第二主表面上之該傳導層的該第一及第二部分由空隙電分離。
實施例36係實施例35之物件，其進一步包含配置於空隙中之熱介面材料。
實施例37係實施例30之物件，其中該傳導材料之第一及第二部分由空隙或脊電分離。
實施例38係實施例37之物件，其進一步包含配置於空隙中之熱介面材料。
實施例39係實施例30之物件，其進一步包含由第一及第二部分支撐並電連接至該第一主表面上之該傳導層的發光半導體裝置。
實施例40係實施例39之物件，其中該發光半導體裝置係覆晶晶粒。
實施例41係實施例39之物件，其中該發光半導體裝置係橫向晶粒。
實施例42係實施例39之物件，其中該發光半導體裝置覆晶接合至該傳導材料。
實施例43係實施例39之物件，其中使用直接晶粒附接方法將該發光半導體裝置接合至該傳導材料。
實施例44係實施例39之物件，其進一步包含配置於該傳導材料與該發光半導體裝置之間之熱介面材料。
實施例45係實施例39之物件，其中該發光半導體裝置至少部分配置於至少一個通孔中。
實施例46係包含可撓性聚合介電層之物件，該可撓性聚合介電層具有第一主表面(其上具有第一傳導層)且具有第二主表面(其上具有第二傳導層)，該介電層具有至少一個自該第一主表面朝向該第二主表面延伸或延伸至該第二主表面的腔或通孔；該第一傳導層延伸至該至少一個腔或通孔中；且該至少一個腔或通孔含有傳導性特徵及兩個傳導墊，該等傳導墊彼此電絕緣並與該傳導性特徵電絕緣。
以下係本發明之態樣之方法的例示性實施例。
實施例47係包含以下之方法：提供具有第一主表面及第二主表面之可撓性聚合介電層；在該第一主表面上產生傳導層；在該第一主表面中產生至少一個腔；在該至少一個腔中施加傳導材料，該傳導材料包括與該傳導層電接觸之電分離之第一及第二部分；及在該至少一個腔中放置發光半導體裝置並將其接合至該第一及第二部分。
實施例48係包含以下之方法：提供具有第一主表面及第二主表面之可撓性聚合介電層；在該第一及第二主表面上產生傳導層；產生至少一個自該第一主表面延伸至該第二主表面之通孔；在該至少一個通孔中施加傳導材料以使該傳導材料與該第二主表面上之該傳導層電接觸，該傳導材料包括與該第一主表面上之該傳導層電接觸的電分離之第一及第二部分；及在該至少一個通孔中放置發光半導體裝置並將其接合至該第一及第二部分。
實施例49係實施例47至48中任一者之方法，其中接合該發光半導體裝置包括覆晶接合。
實施例50係實施例47至48中任一者之方法，其中接合該發光半導體裝置包括使用直接晶粒附接方法之接合。
實施例51係實施例47至48中任一者之方法，其進一步包含施加熱介面材料。
雖然本文係出於闡述較佳實施例之目的闡釋並闡述具體實施例，但彼等熟習此項技術者應瞭解，可使用許多種替代及/或等價之實施方案來替換所顯示及闡述之具體實施例，此並不背離本發明之範圍。本申請案旨在涵蓋本文所論述之較佳實施例之任何修改形式或變化形式。因此，本發明明確地意欲僅由申請專利範圍及其等效物限制。
10'．．．腔
12．．．聚合介電基板
17．．．腔底板
19．．．傳導層
20．．．傳導層
22．．．傳導性特徵
26．．．傳導墊
28．．．傳導墊
110．．．缺口或腔
112．．．可撓性聚合介電基板
117．．．壁及底板
118．．．傳導材料
119．．．傳導層
120．．．傳導層
122．．．發光半導體裝置LESD
124．．．空隙
126．．．空隙
130．．．熱介面材料TIM
210．．．缺口或腔
212．．．可撓性聚合介電基板
217．．．腔底板
218．．．傳導材料
219．．．傳導層
220．．．傳導層
222．．．發光半導體裝置LESD
224．．．空隙
226．．．空隙
228．．．空隙
310．．．通孔
312．．．可撓性聚合介電基板
318．．．傳導材料
319．．．傳導層
320．．．傳導層
322．．．發光半導體裝置LESD
324．．．空隙
328．．．空隙
910．．．缺口或腔
912．．．可撓性聚合介電基板
917．．．底板
918．．．傳導材料
920．．．傳導層
922．．．發光半導體裝置LESD
924．．．空隙
926．．．空隙
932．．．焊料塞
1010．．．腔
1012．．．介電基板
1017．．．底板
1018．．．傳導材料
1020．．．傳導層
1024．．．空隙
1026．．．空隙
1034．．．傳導性特徵
1110．．．通孔
1112．．．可撓性聚合介電基板
1118．．．傳導材料
1118'．．．傳導材料
1119．．．傳導層
1120．．．傳導層
1122．．．發光半導體裝置LESD
1125．．．脊
1128．．．空隙
圖1係本發明之態樣之可撓性LESD的例示性實施例之剖面示意圖。
圖2係本發明之態樣之可撓性LESD的另一例示性實施例之剖面示意圖。
圖3係本發明之態樣之可撓性LESD的另一例示性實施例之剖面示意圖。
圖4係本發明之態樣之可撓性LESD的另一例示性實施例之剖面示意圖。
圖5係本發明之態樣之可撓性LESD的另一例示性實施例之剖面示意圖。
圖6係本發明之態樣之可撓性LESD的另一例示性實施例之剖面示意圖。
圖7係本發明之態樣之可撓性LESD的另一例示性實施例之剖面示意圖。
圖8係本發明之態樣之可撓性LESD的另一例示性實施例之剖面示意圖。
圖9係本發明之態樣之可撓性LESD的另一例示性實施例之剖面示意圖。
圖10係本發明之態樣之可撓性LESD的另一例示性實施例之剖面示意圖。
110．．．缺口或腔
112．．．可撓性聚合介電基板
117．．．壁及底板
118．．．傳導材料
119．．．傳導層
120．．．傳導層
122．．．發光半導體裝置LESD
124．．．空隙
126．．．空隙

Claims (15)

  1. 一種物件，其包含：可撓性聚合介電層，其具有第一及第二主表面，該第一主表面上具有傳導層且其中具有至少一個腔，該至少一個腔含有傳導材料，該傳導材料包括經組態以支撐發光半導體裝置並將其電連接至該第一主表面上之該傳導層的電分離之第一及第二部分。
  2. 如請求項1之物件，其中該腔中之該傳導材料與該第二主表面電絕緣。
  3. 如請求項1之物件，其中該第二主表面上具有傳導層。
  4. 如請求項3之物件，其中該腔中之該傳導材料與該第二主表面上之該傳導層電連接。
  5. 如請求項1之物件，其中該至少一個腔之至少25%填充有傳導材料。
  6. 如請求項1之物件，其中該至少一個腔之頂部表面具反射性。
  7. 如請求項1之物件，其中該至少一個腔之頂部表面包含施加於該至少一個腔中之該傳導材料之至少一部分上的反射材料。
  8. 如請求項1之物件，其中該至少一個腔之底部與該第二主表面間之距離係該介電層厚度之約5%至約75%。
  9. 如請求項1之物件，其中該腔之底板包含配置於該至少一個腔之底部以使該至少一個腔與該介電層之該第二主表面電絕緣的介電塗層。
  10. 如請求項1之物件，其中該至少一個腔具有以與該介電層之主平面成約5°至約60°之角度自該第一主表面至該至少一個腔之底部傾斜的壁。
  11. 一種物件，其包含：可撓性聚合介電層，其具有第一及第二主表面，該第一及第二主表面上各自具有傳導層，該介電層具有至少一個自該第一主表面延伸至該第二主表面的通孔，該至少一個通孔含有與該第二主表面上之該傳導層電連接的傳導材料且包括經組態以支撐發光半導體裝置並將其電連接至該第一主表面上之該傳導層的電分離之第一及第二部分。
  12. 如請求項1或11之物件，其中該傳導材料之該第一及第二部分由空隙或脊予以電分離。
  13. 如請求項1或11之物件，其進一步包含由該第一及第二部分支撐並電連接至該第一主表面上之該傳導層的發光半導體裝置。
  14. 如請求項13之物件，其中該發光半導體裝置係覆晶晶粒或橫向晶粒。
  15. 一種物件，其包含：可撓性聚合介電層，其具有其上具有第一傳導層之第一主表面且具有其上具有第二傳導層之第二主表面，該介電層具有至少一個自該第一主表面朝向該第二主表面延伸或延伸至該第二主表面的腔或通孔；該第一傳導層延伸至該至少一個腔或通孔中；且該至少一個腔或通孔含有傳導性特徵及兩個傳導墊，該等傳導墊彼此電絕緣並與該傳導性特徵電絕緣。
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