TWI612166B - 具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之方法及其裝置 - Google Patents

Description

具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之方法及其裝置

本發明旨在提供一種大幅降低製造成本、並使產品方便量產化製造的具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之方法及其裝置，尤適於應用在發光二極體電極或類似結構之製造者。

發光二極體由於耗電量少、體積小，目前廣泛地應用於家電用品的指示燈、行動電話的背光光源、交通號誌、廣告看板以及汽車第三煞車燈等等。一般發光二極體之製法，首先製作出Ⅲ-V化合物晶片後，再於Ⅲ-V化合物晶片上製作金屬電極，而後進行切割以形成發光二極體晶粒，最後進行封裝作業，即可完成發光二極體之製作。

習用的發光二極體金屬電極的製作方法，大致可分為二種，第一種方法係先於Ⅲ-V化合物晶片表面鍍上一層金屬膜，接續利用微影蝕刻技術形成一圖案化光阻層，並以該圖案化光阻層為罩幕，蝕刻該金屬膜，以完成金屬電極的製作；另一種方法則是於Ⅲ-V化合物晶片上塗佈一層光阻並進行微影成像後，鍍上一層金屬膜，再進行光阻浮離製程，使金屬成像完成金 屬電極之製作。

然，上述該些方法皆需利用微影蝕刻製程才能完成電極之製作，但微影蝕刻製程相當煩瑣、複雜，在製作上並具有較高之困難度者。

再者，除上述二種習用發光二極體金屬電極的製作方法之外，另一種習用的發光二極體金屬電極製程亦具有其它缺點。進一步而言，該製程係使用磁性金屬罩幕取代微影蝕刻製程，而該製程使用的磁性吸附元件在當工作溫度大於80℃以上時，將產生磁力衰退、退化的現象，造成無法緊密吸附磁性金屬罩幕的問題。

因此，如何提出一種可減化製程、方便製造、大幅降低製造成本以及適用於高溫工作環境，並使所製出的發光二極體具有所需電極實為本發明之用意。

鑑於上述問題，本發明提供一種具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之方法，包括下列步驟：設置耐高溫及高磁力磁性吸附元件於載具之第一容置空間內、設置晶片於載具之第二容置空間內以及以非磁性金屬罩幕覆蓋載具之第二容置空間，其中高溫之溫度係大於80℃以上。本發明更提供一種具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之裝置，包括一載具、一耐高溫及高磁力磁性吸附元件、一晶片以及一非磁 性金屬罩幕。載具具有第一容置空間及第二容置空間。耐高溫及高磁力磁性吸附元件設置於第一容置空間內。晶片設置於載具之第二容置空間內。非磁性金屬罩幕覆蓋載具之第二容置空間，其中高溫之工作溫度係大於80℃以上，耐高溫及高磁力磁性吸附元件之剩磁大於11.7KG以上。

承上所述，本發明揭示一改進習用微影蝕刻製程繁瑣、複雜的缺失，而提供一種製程精簡、降低成本、抵抗高溫(耐高溫)、並可令晶片電極方便量產化之耐高溫發光二極體蒸著膜圖案形成之方法及裝置。

10‧‧‧載具

11、12‧‧‧容置空間

13‧‧‧定位孔

20‧‧‧耐高溫及高磁力磁性吸附元件

30‧‧‧非磁性金屬罩幕

40‧‧‧晶片

50‧‧‧擋片

51‧‧‧定位柱

52‧‧‧結合柱

60‧‧‧蒸鍍轉盤

61‧‧‧點蒸發源

第1A圖及第1B圖，其係為本發明具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之裝置分解立體圖及側視圖；第2圖係為本發明蒸鍍之使用狀態圖；第3A圖及第3B圖係為耐高溫及高磁力磁性吸附元件相較於一般磁鐵烘烤累積時間的衰退率比較圖；以及第4圖係為耐高溫及高磁力磁性吸附元件於各種工作溫度範圍的釹鐵硼磁鐵材料特性圖。

請參閱第1A圖及第1B圖，其係為本發明具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著 膜圖案形成之裝置分解立體圖及側視圖。本發明提供一種具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之裝置，包括一載具10、一耐高溫及高磁力磁性吸附元件20、一非磁性金屬罩幕30以及一晶片40。載具10具有第一容置空間11及第二容置空間12。耐高溫及高磁力磁性吸附元件20設置於第一容置空間11內。晶片40設置於載具10之第二容置空間12內。非磁性金屬罩幕30覆蓋載具10之第二容置空間，其中高溫之工作溫度係大於80℃以上，耐高溫及高磁力磁性吸附元件之剩磁大於11.7KG以上。

載具10可為圓形、方形或三角形等任意形狀，而載具10的周緣上、下各延伸一適當長度的邊框，使載具10的上、下方各形成一容置空間11、12，且載具10一側邊框上設置有數個定位孔13。

耐高溫及高磁力磁性吸附元件20係配合載具10的外形而設計，以便於設置於載具10下方的容置空間11中。非磁性金屬罩幕30包括不具磁性之金屬薄片，其中非磁性金屬罩幕30的厚度係為10μm~100μm，其係配合載具10外形而設置。此外，不具磁性之金屬薄片上設有所需之多孔狀幾何圖形。晶片40設置於載具10上方的容置空間12內。擋片50對應載具10設置有定位孔13處的一側，突出設置至少一定位柱51，另一側中央設置結合柱52。

承上所述，實際製造時，將耐高溫及高磁力磁性吸 附元件20置於擋片50上設有定位柱51之處，再將載具10設有定位孔13之側朝下並與定位柱51扣合，使耐高溫及高磁力磁性吸附元件20置於載具10下方的容置空間11內，另外，把晶片40置於載具10上方的容置空間12中，最後再將設有所需圖形的非磁性金屬罩幕30置於晶片40的表面，使非磁性金屬罩幕30完整覆蓋晶片40，此時，非磁性金屬罩幕30即被下方之耐高溫及高磁力磁性吸附元件20的磁力所吸附，晶片40則被非磁性金屬罩幕30與耐高溫及高磁力磁性吸附元件20夾住並固定，以便於擋片50進行蒸著，並於晶片40上直接形成所需之電極。

請參閱第2圖，其係為本發明蒸鍍之使用狀態圖。蒸鍍轉盤60包括一球面部，並與點蒸發源61之間以一預定距離相對設置。再者，利用擋片50底部所設之結合柱52，以將複數擋片50結合於蒸鍍轉盤60的球面部上，使每一擋片50上的晶片40與點蒸發源61近乎成垂直角度，以使圖案移轉完整及減少圖案周邊膜厚下降，而方便晶片40鍍膜成像者。

請參閱第3A圖及第3B圖，其係為耐高溫及高磁力磁性吸附元件相較於一般磁鐵烘烤累積時間的衰退率比較圖。於本發明案中，耐高溫及高磁力磁性吸附元件20包括耐高溫磁鐵，其係指能夠承受環境溫度80℃以上的磁鐵。需注意的是，第3A圖中所測試的烘烤溫度係以100℃作為測試溫度，但於本發明中並不以此為限。相較之下，一般磁鐵在經過相同的烘烤時間以及相同的環境溫度之後，其磁力衰退的幅度遠遠大於耐高溫及高磁 力磁性吸附元件20衰退的程度，因而可能影響到吸附非磁性金屬罩幕30的緊密程度。

於本發明中，耐高溫及高磁力磁性吸附元件20包括釹鐵硼磁鐵、釤鈷磁鐵以及鋁鎳鈷磁鐵，於本發明中並不以此為限。根據不同的工作溫度範圍，使用者可選擇不同材料的耐高溫及高磁力磁性吸附元件。請參閱第4圖，其係為耐高溫及高磁力磁性吸附元件於各種工作溫度範圍的釹鐵硼磁鐵材料特性圖。例如，於80℃至240℃的工作溫度之間，可根據第4圖選擇不同類型的釹鐵硼磁鐵，包括M型、H型、SH型、UH型、EH型以及AH型。此外，根據其它實驗結果，於240℃至350℃的工作溫度之間，可選擇不同混合比例的釤鈷磁鐵，例如在240℃至250℃的工作溫度之間，可選用1：5比例的釤鈷磁鐵，在250℃至350℃的工作溫度之間，可選用2：17比例的釤鈷磁鐵。大於350℃的工作溫度時，可選擇鋁鎳鈷磁鐵。需注意的是，上述界定的工作溫度數值範圍並非為一定標準，而是作為使用者選擇的對照參考。

此外，本發明更提供一種具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之方法，包括下列步驟：設置耐高溫及高磁力磁性吸附元件20於載具10之第一容置空間11內、設置晶片40於載具10之第二容置空間12內以及以非磁性金屬罩幕30覆蓋載具10之第二容置空間12，其中耐高溫及高磁力磁性吸附元件之剩磁大於11.7KG以上，高溫之工作溫度係大於80℃以上。

承上所述，上述方法更包括以一擋片50覆蓋載具10之第一容置空間11之步驟。

再者，具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之方法更包括根據不同工作溫度範圍選擇不同材料之該耐高溫及高磁力磁性吸附元件之步驟。進一步而言，該步驟包括於80℃至240℃的工作溫度之間，選擇不同類型之釹鐵硼磁鐵耐的高溫磁性吸附元件；於240℃至350℃的工作溫度之間，選擇不同混合比例之釤鈷磁鐵的耐高溫及高磁力磁性吸附元件；於大於350℃的工作溫度選擇鋁鎳鈷磁鐵之耐高溫及高磁力磁性吸附元件。其餘相同的原理及結構如上所述，於此不再贅述。

由上可知，以本發明之製法及製出之裝置具有如下實用優點：1、改變習用晶片電極需以微影蝕刻較繁瑣、困難的技術製作之缺失，而以精簡的製程完成晶片電極的製作，故可大幅降低製作成本者。2、透過本發明之載具、磁性吸附元件以及非磁性金屬罩幕的使用，令晶片電極的製作可方便量產化者。3、選擇極薄的非磁性金屬罩幕並透過磁性吸附元件的吸附，令非磁性金屬罩幕緊密貼附於晶片，同時每一晶片均以近乎垂直的角度與蒸發源金屬相對，故非磁性金屬罩幕上的圖案移轉完整同時減少圖案周邊膜厚下降者。4、根據不同的工作溫度選擇不同材料性質的耐高溫及高磁力磁性吸附元件可進一步適應於高溫的工作環境。

綜上所述，本發明揭示一改進習用微影蝕刻製程繁瑣、複雜的缺失，而提供一種製程精簡、降低成本、抵抗高溫(耐高溫)、並可令晶片電極方便量產化之耐高溫發光二極體蒸著膜圖案形成之方法及裝置，具有新穎性，以及產業上之利用價值，爰依法提出發明專利申請。

10‧‧‧載具

11、12‧‧‧容置空間

20‧‧‧耐高溫及高磁力磁性吸附元件

30‧‧‧非磁性金屬罩幕

40‧‧‧晶片

50‧‧‧擋片

51‧‧‧定位柱

52‧‧‧結合柱

Claims (16)

1. 一種具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之方法，包括下列步驟：設置一耐高溫及高磁力磁性吸附元件於一載具之一第一容置空間內；設置一晶片於該載具之一第二容置空間內；以及以一非磁性金屬罩幕覆蓋該載具之該第二容置空間；其中，該耐高溫及高磁力磁性吸附元件之剩磁大於11.7KG以上，該高溫之工作溫度係大於80℃以上，並於80℃至240℃的工作溫度之間，選擇不同類型之釹鐵硼磁鐵的耐高溫及高磁力磁性吸附元件。
2. 如申請專利範圍第1項所述具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之方法，更包括以一擋片覆蓋該第一容置空間之步驟。
3. 一種具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之裝置，包括：一載具，具有一第一容置空間及一第二容置空間；一耐高溫及高磁力磁性吸附元件，設置於該第一容置空間內；一晶片，設置於該載具之該第二容置空間內；以及一非磁性金屬罩幕，覆蓋該載具之該第二容置空間； 其中，該耐高溫及高磁力磁性吸附元件之剩磁大於11.7KG以上，該高溫之工作溫度係大於80℃以上，並於80℃至240℃的工作溫度之間，選擇不同類型之釹鐵硼磁鐵的耐高溫及高磁力磁性吸附元件。
4. 如申請專利範圍第3項所述具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之裝置，其中該非磁性金屬罩幕具有多孔幾何圖形。
5. 如申請專利範圍第3項所述具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之裝置，其中該非磁性金屬罩幕的厚度介於10μm~100μm之間。
6. 如申請專利範圍第3項所述具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之裝置，其中該載具之該第一容置空間周緣設置複數個定位孔。
7. 如申請專利範圍第6項所述具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之裝置，更包括一擋片，其一側面具有至少一定位柱，係與該複數個定位孔結合以覆蓋該第一容置空間。
8. 如申請專利範圍第3項所述具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之裝置，更包括一蒸鍍轉盤，用於將複數個該具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之裝置重複安裝於該蒸鍍轉盤之一球面部上，使蒸發源金屬 鍍膜成像。
9. 一種具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之方法，包括下列步驟：設置一耐高溫及高磁力磁性吸附元件於一載具之一第一容置空間內；設置一晶片於該載具之一第二容置空間內；以及以一非磁性金屬罩幕覆蓋該載具之該第二容置空間；其中，該耐高溫及高磁力磁性吸附元件之剩磁大於11.7KG以上，該高溫之工作溫度係大於80℃以上，並於大於350℃的工作溫度選擇鋁鎳鈷磁鐵之耐高溫及高磁力磁性吸附元件。
10. 如申請專利範圍第9項所述具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之方法，更包括以一擋片覆蓋該第一容置空間之步驟。
11. 一種具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之裝置，包括：一載具，具有一第一容置空間及一第二容置空間；一耐高溫及高磁力磁性吸附元件，設置於該第一容置空間內；一晶片，設置於該載具之該第二容置空間內；以及一非磁性金屬罩幕，覆蓋該載具之該第二容置空間；其中，該耐高溫及高磁力磁性吸附元件之剩磁大於11.7KG 以上，該高溫之工作溫度係大於80℃以上，並於大於350℃的工作溫度選擇鋁鎳鈷磁鐵之耐高溫及高磁力磁性吸附元件。
12. 如申請專利範圍第11項所述具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之裝置，其中該非磁性金屬罩幕具有多孔幾何圖形。
13. 如申請專利範圍第11項所述具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之裝置，其中該非磁性金屬罩幕的厚度介於10μm~100μm之間。
14. 如申請專利範圍第11項所述具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之裝置，其中該載具之該第一容置空間周緣設置複數個定位孔。
15. 如申請專利範圍第14項所述具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之裝置，更包括一擋片，其一側面具有至少一定位柱，係與該複數個定位孔結合以覆蓋該第一容置空間。
16. 如申請專利範圍第11項所述具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之裝置，更包括一蒸鍍轉盤，用於將複數個該具非磁性金屬罩幕及具耐高溫及高磁力磁性吸附元件之發光二極體蒸著膜圖案形成之裝置重複安裝於該蒸鍍轉盤之一球面部上，使蒸發源金屬鍍膜成像。