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TWI466335B - 半導體封裝製造方法及其封裝結構 - Google Patents

半導體封裝製造方法及其封裝結構 Download PDF

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TWI466335B
TWI466335B TW101109408A TW101109408A TWI466335B TW I466335 B TWI466335 B TW I466335B TW 101109408 A TW101109408 A TW 101109408A TW 101109408 A TW101109408 A TW 101109408A TW I466335 B TWI466335 B TW I466335B
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林新強
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Description

半導體封裝製造方法及其封裝結構
本發明涉及一種半導體封裝製造方法及其封裝結構，尤其涉及一種以光微影以及蝕刻技術的方式形成敷形塗層(Conformal coating)螢光層的半導體封裝製造方法及其封裝結構。
LED產業是近幾年最受矚目的產業之一，發展至今，LED產品已具有節能、省電、高效率、反應時間快、壽命週期時間長、且不含汞、具有環保效益等優點。然而由於LED的封裝製造方法會直接影響到其使用性能與壽命，例如在光學控制方面，可以藉由封裝製造方法提高出光效率以及優化光束分佈。目前在LED晶片上以點膠方式設置摻混有螢光粉的封膠，雖然該膠體與該螢光粉是具有提高LED發光效率作用，但是由於該點膠方式較難控制該封膠的形狀及厚度，將會導致LED出光的色彩不一致，出現偏藍光或者偏黃光。有關該封膠的形狀及厚度難以控制的問題，可通過以模造的方式解決，但是這樣會增加製造程序以及成本。此外，該螢光粉封膠直接塗布於LED晶片上，由於存在有光散射的問題出光效率較低。所以如何從半導體封裝的製造方法中使其出光的顏色更加均勻，需要持續進行研究改善。
有鑒於此，有必要提供一種具有敷形塗層的半導體封裝製造方法及其封裝結構。
一種半導體封裝製造方法，其包括以下的步驟，提供一基板，在該基板上設置一第一電極以及一第二電極，設置一LED晶片，在該基板上並與該第一、二電極達成電性連接，形成一螢光層，在該基板上並覆蓋該LED晶片，提供一圖案化遮罩以及一紫外光光源，該圖案化遮罩設置在該螢光層上，並以該紫外光光源照射該螢光層，形成一敷形塗層，移除該圖案化遮罩後蝕刻該螢光層，在該LED晶片的表面及側邊形成，所述敷形塗層在LED晶片的表面及側邊的厚度相同，及形成一封裝層並切割該基板，該封裝層覆蓋該螢光層，經切割該基板後形成複數封裝結構。
一種封裝結構，包括一基板、一LED晶片、一螢光層以及一封裝層。該基板上設置一第一電極以及一第二電極，該第一、二電極之間設置該LED晶片，該LED晶片與該第一、二電極達成電性連接，該螢光層覆蓋該LED晶片，並以敷形塗層形成在該LED晶片的表面及側邊，該封裝層覆蓋該螢光層，所述敷形塗層在LED晶片的表面及側邊的厚度相同。
上述的半導體封裝製造方法中，由於覆蓋該LED晶片的該螢光層，具有螢光粉以及光阻材料設置，通過該圖案化遮罩的遮蓋以及 該紫外光光源照射的光微影製程後，再經由對該螢光層的蝕刻運作，就可以在該LED晶片的表面及側邊形成敷形塗層的該螢光層結構，藉由敷形塗層的該螢光層結構使該半導體封裝結構出光顏色更加的均勻。
10‧‧‧封裝結構
12‧‧‧基板
120a‧‧‧頂面
120b‧‧‧底面
122‧‧‧第一電極
124‧‧‧第二電極
14‧‧‧LED晶片
142‧‧‧表面
144‧‧‧側邊
15‧‧‧圖案化遮罩
16‧‧‧螢光層
162‧‧‧敷形塗層
17‧‧‧紫外光光源
18‧‧‧封裝層
A‧‧‧間距
圖1是本發明半導體封裝製造方法的步驟流程圖。
圖2是對應圖1提供一基板步驟的剖視圖。
圖3是對應圖1設置一LED晶片步驟的剖視圖。
圖4是對應圖1形成一螢光層步驟的剖視圖。
圖5是對應圖1提供一圖案化遮罩以及一紫外光光源步驟的剖視圖。
圖6是對應圖1形成一敷形塗層步驟的剖視圖。
圖7是對應圖1形成一封裝層並切割該基板步驟的封裝結構的剖視圖。
下面將結合附圖對本發明作一具體介紹。
請參閱圖1，所示為本發明LED封裝製造方法的步驟流程圖，其包括以下的步驟：S11提供一基板，在該基板上設置一第一電極以及一第二電極，S12設置一LED晶片，在該基板上並與該第一、二電極達成電性連接， S13形成一螢光層，在該基板上並覆蓋該LED晶片，S14提供一圖案化遮罩以及一紫外光光源，該圖案化遮罩設置在該螢光層上，並以該紫外光光源照射該螢光層，S15形成一敷形塗層，移除該圖案化遮罩後蝕刻該螢光層，在該LED晶片的表面及側邊形成，及S16形成一封裝層並切割該基板，該封裝層覆蓋該螢光層，經切割該基板後形成複數封裝結構。
該步驟S11提供一基板12，在該基板12上設置一第一電極122以及一第二電極124，該基板12包括一頂面120a以及一底面120b，該第一電極122以及該第二電極124在基板12的頂面120a上相對設置，並且自該頂面120a穿過該基板12延伸至該底面120b(如圖2所示)。該基板12可以同時設置複數組相對設置的該第一、二電極122、124，每組相對的該第一、二電極122、124彼此之間具有適當的間隔。該基板12材料可以是陶瓷(Ceramic)材料或是矽(Si)材料。
該步驟S12設置一LED晶片14，在該基板12上並與該第一、二電極122、124達成電性連接(如圖3所示)，該LED晶片14是在該基板12頂面120a上的該第一、二電極122、124間設置以達成電性連接。
該步驟S13形成一螢光層16，在該基板12上並覆蓋該LED晶片14(如圖4所示)，該螢光層16形成在該基板12上的高度大於該LED晶片14設置在該基板12上的高度。即，該螢光層16的高度高於該LED晶片14的表面142。該螢光層16材料包括有螢光粉以及光阻材料，該光阻材料是為正向光阻材料。
該步驟S14提供一圖案化遮罩15以及一紫外光光源17，該圖案化遮罩15設置在該螢光層16上，並以該紫外光光源17照射該螢光層16，請參閱圖5所示，該圖案化遮罩15遮蓋該螢光層16上非覆蓋該LED晶片14的位置，並與該LED晶片14的側邊144具有一間距A，該間距A相同於該螢光層16高於該LED晶片14表面142的高度。該紫外光光源17設置在該圖案化遮罩15的上端照射，使該LED晶片14表面142以及側邊144的周圍位置的該螢光層16受到照射。該螢光層16具有的正向光阻材料有助於紫外光光線的吸收，用以使受到照射的該螢光層16固化。因此，該螢光層16的固化形成在該LED晶片14該表面142以及該側邊144的周圍，並且被控制具有相同的固化厚度。
該步驟S15形成一敷形塗層162，移除該圖案化遮罩15後蝕刻該螢光層16，在該LED晶片14的表面142及側邊144形成，通過可移除的該圖案化遮罩15以及該紫外光光源17，將該基板12連同覆蓋的該螢光層16進行蝕刻。本發明實施方式中，以浸泡蝕刻溶液的濕式蝕刻方式進行，該蝕刻溶液包括正庚烷類(n-Heptanes)、甲苯(Toluene)或是丙酮(Acetone)。當該基板12連同該螢光層16浸泡蝕刻溶液時，該螢光層16未照射該紫外光光源17的部分會被該蝕刻溶液去除。因此，該螢光層16未固化的部分將被該蝕刻溶液去除，留下該LED晶片14該表面142以及該側邊144周圍固化的該螢光層16。留下的該螢光層16在該LED晶片14表面142以及該側邊144以相同的厚度均勻成型，從而形成敷形塗層162(Conformal coating)在該LED晶片14的周圍(如圖6所示)。
該步驟S16形成一封裝層18並切割該基板12，該封裝層18覆蓋該 螢光層16，經切割該基板12後形成複數封裝結構10，該封裝層18在該基板12上覆蓋該螢光層16以及該螢光層16內的該LED晶片14。接著，在該基板12上延著每組該第一、二電極122、124的邊緣切割，並連同該封裝層18進行後可以直接分割出複數封裝結構10(如圖7所示)。每個該封裝結構10內的該LED晶片14都具有敷形塗層162形成在其周圍，能使半導體封裝結構10出光顏色更加的均勻。
上述半導體封裝製造方法製造的半導體封裝結構10，包括一基板12、一LED晶片14、一螢光層16以及一封裝層18。該基板12上設置一第一電極122以及一第二電極124，該第一、二電極122、124之間設置該LED晶片14，該LED晶片14與該第一、二電極122、124達成電性連接，該螢光層16覆蓋該LED晶片14，並以敷形塗層162形成在該LED晶片14的表面142及側邊144，該封裝層覆18蓋該螢光層16。該基板12包括一頂面120a以及一底面120b，該第一、二電極122、124自該頂面120a延伸至該底面120b。通過該敷形塗層162在該LED晶片14周圍的設置，可以使該半導體封裝結構10出光顏色更加的均勻。
綜上，本發明半導體封裝製造方法，該基板12上電性連接的該LED晶片14在覆蓋該螢光層16後，可以通過光微影以及蝕刻技術的方式，使該螢光層16在該LED晶片16的周圍均形成，具有製程簡單、成本低、可以有效提升半導體封裝結構出光顏色均勻的效能。
應該指出，上述實施例僅為本發明的較佳實施方式，本領域技術人員還可在本發明精神內做其他變化。這些依據本發明精神所做 的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。

Claims (12)

  1. 一種半導體封裝製造方法，其包括以下的步驟：提供一基板，在該基板上設置一第一電極以及一第二電極，設置一LED晶片，在該基板上並與該第一、二電極達成電性連接，形成一螢光層，在該基板上並覆蓋該LED晶片，提供一圖案化遮罩以及一紫外光光源，該圖案化遮罩設置在該螢光層上，並以該紫外光光源照射該螢光層，形成一敷形塗層，移除該圖案化遮罩後蝕刻該螢光層，在該LED晶片的表面及側邊形成，所述敷形塗層在LED晶片的表面及側邊的厚度相同，及形成一封裝層並切割該基板，該封裝層覆蓋該螢光層，經切割該基板後形成複數封裝結構。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的半導體封裝製造方法，其中，該提供一基板步驟中，該基板包括一頂面以及一底面，該第一電極以及該第二電極在該基板的頂面上相對設置，並且自該頂面穿過該基板延伸至該底面。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的半導體封裝製造方法，其中，該基板可以同時設置複數組相對設置的該第一、二電極，每組相對的該第一、二電極彼此之間具有間隔。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的半導體封裝製造方法，其中，該基板材料可以是陶瓷(Ceramic)材料或是矽(Si)材料。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的半導體封裝製造方法，其中，該形成一螢光層步驟中，該螢光層形成在該基板上的高度大於該LED晶片設置在該基板上的高度。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的半導體封裝製造方法，其中，該螢光層材料 包括有螢光粉以及光阻材料。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的半導體封裝製造方法，其中，該光阻材料是為正向光阻材料。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的半導體封裝製造方法，其中，該提供一圖案化遮罩以及一紫外光光源步驟中，該圖案化遮罩遮蓋該螢光層上非覆蓋該LED晶片的位置，並與該LED晶片的側邊具有一間距。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的半導體封裝製造方法，其中，該形成一敷形塗層步驟中，該蝕刻是以浸泡蝕刻溶液的濕式蝕刻方式進行，該蝕刻溶液包括正庚烷類(n-Heptanes)、甲苯(Toluene)或是丙酮(Acetone)。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的半導體封裝製造方法，其中，該形成一封裝層並切割該基板步驟中，該基板的切割是延著每組該第一、二電極的邊緣切割並連同該封裝層。
  11. 一種半導體封裝結構，包括一基板、一LED晶片、一螢光層以及一封裝層，該基板上設置一第一電極以及一第二電極，該第一、二電極之間設置該LED晶片，該LED晶片與該第一、二電極達成電性連接，該螢光層覆蓋該LED晶片，並以敷形塗層形成在該LED晶片的表面及側邊，該封裝層覆蓋該螢光層，所述敷形塗層在LED晶片的表面及側邊的厚度相同。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的半導體封裝結構，其中，該基板包括一頂面以及一底面，該第一、二電極自該頂面延伸至該底面。
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