TWI425681B - 發光二極體製造方法 - Google Patents

Description

發光二極體製造方法

本發明涉及一種二極體製造方法，特別是指一種發光二極體製造方法。

發光二極體憑藉其高光效、低能耗、無污染等優點，已被應用於越來越多的場合之中，大有取代傳統光源的趨勢。

習知的單個發光二極體通常是通過切割一整塊發光二極體基材得到的。發光二極體基材是由上下表面設有金屬電極的基板、固定在基板表面的發光晶片及覆蓋晶片的封裝體所組成的。基板上開設有多個貫穿上下金屬電極的孔洞，並在孔洞的上方覆蓋一層抵接上金屬電極的絕緣材料(通常為綠漆)。設置該絕緣材料的目的在於在後續的封裝體成型過程中對封裝體起到承載作用，防止其落入孔洞內而影響後續對孔洞的切割。

然而，習知的該種絕緣材料由於直接形成於上金屬電極表面，其需佔據相當部分的上金屬電極面積，導致餘留的可供打線的面積較少，給後續的金線打線過程造成困擾。並且，絕緣材料的反射率較低，發光晶片照射到絕緣材料表面的光線不能有效地被反射，直接影響到發光二極體的出光亮度。此外，此種絕緣材料的機械強度有限，在封裝體成型過程中仍有可能會發生塌陷而導致封 裝體落入孔洞內，進而影響產品良率。

因此，有必要提供一發光二極體製造方法，其產品良率較高。

一種發光二極體製造方法，包括步驟：提供上下表面分別形成有第一金屬層及第二金屬層的基板，第一金屬層及第二金屬層均被多條溝槽分割為多個獨立的區域，基板具有多個貫穿各第一金屬層及第二金屬層的通孔，各通孔內壁面形成連接第一金屬層及第二金屬層的金屬連接層；在各通孔內填設絕緣材料；在各絕緣材料表面形成金屬強化層；提供多個發光晶片，將各發光晶片電連接至二相鄰的第一金屬層；在這些金屬強化層表面形成覆蓋發光晶片的連續的封裝體；沿各通孔切割基板而形成多個獨立的發光二極體。

由於在通孔的絕緣材料表面形成有金屬強化層，其機械強度可得到增強，因此在形成封裝體時不會出現絕緣材料塌陷的情形，從而提升產品的良率。

10‧‧‧基板

100‧‧‧溝槽

12‧‧‧通孔

20‧‧‧第一金屬層

30‧‧‧第二金屬層

40‧‧‧金屬連接層

50‧‧‧絕緣材料

60‧‧‧金屬強化層

70‧‧‧發光晶片

80‧‧‧金線

90‧‧‧封裝體

圖1示出了製造本發明發光二極體的第一個步驟。

圖2示出了製造本發明發光二極體的第二個步驟。

圖3示出了製造本發明發光二極體的第三個步驟。

圖4為圖3的俯視圖。

圖5示出了製造本發明發光二極體的第四個步驟。

圖6為圖5的俯視圖。

圖7示出了製造本發明發光二極體的第五個步驟。

圖8示出了製造本發明發光二極體的第六個步驟。

圖9示出了製造本發明發光二極體的第七個步驟。

圖10示出了製造本發明發光二極體的第八個步驟。

本發明公開了一種發光二極體的製造方法，其步驟如下：首先，如圖1所示提供一基板10。該基板10可以由塑膠、矽或陶瓷等材料所製成，其具有平整的頂面及底面。

然後，如圖2所示在基板10的頂面及底面上通過電鍍或蒸鍍分別形成一第一金屬層20及一第二金屬層30。該第一金屬層20及第二金屬層30分別覆蓋基板10的整個頂面及底面，且二者互相平行。第一金屬層20及第二金屬層30的材料可選自鋁、銅、銀等導電能力較佳的金屬材料。

之後，如圖3-4所示在基板10上通過鑽孔或以其他方式形成多個呈矩陣式分佈的通孔12。這些通孔12均垂直貫穿第一金屬層20及第二金屬層30。

隨後，如圖5-6所示在第一金屬層20及第二金屬層30上開設多道平行的溝槽100，使第一金屬層20及第二金屬層30均被這些溝槽100分割為多條獨立的條狀區域。每一溝槽100位於兩行相鄰的通孔12之間，並暴露出基板10的頂面。同時，在各個通孔12的內壁面上形成一連接第一金屬層20及第二金屬層30的金屬連接層40。由於金屬連接層40的連接，每一通孔12左側的第一金屬層20、第二金屬層30及金屬連接層40共同形成一第一引腳(圖未標)，右側的第一金屬層20、第二金屬層30及金屬連接層40共同形成一第二引腳(圖未標)。

然後，如圖7所示在各個通孔12內填充絕緣材料50。該絕緣材料50可為綠漆(green mask)或者其他合適的絕緣材料。絕緣材料50僅填充通孔12的上部而餘留出通孔12下部，以方便後續的切割制程。絕緣材料50的頂面與第一金屬層20的頂面齊平，底面高於基板10的底面。

之後，如圖8所示在各絕緣材料50及第一金屬層20的頂面形成一金屬強化層60。該金屬強化層60可由金、銀、銅、鋁等材料所製成，本實施例中優選為金，以保護第一金屬層20以起到防氧化作用。該金屬強化層60完全覆蓋絕緣材料50頂面並部分覆蓋第一金屬層20頂面，相鄰的金屬強化層60通過溝槽100隔開以避免短接。第一金屬層20頂面由於部分被金屬強化層60所覆蓋而僅暴露出臨近溝槽100的部分區域。

隨後，如圖9所示在每一金屬強化層60的頂面固定一發光晶片70。該發光晶片70可採用氮化鎵、氮化銦鎵、氮化鋁銦鎵、磷化鎵 等半導體發光材料所製成。發光晶片70通過黏膠(圖未示)固定在金屬強化層60上對應於第一引腳的位置處。發光晶片70通過二金線80分別連接至相鄰的二金屬強化層60，其中一金線80與發光晶片70所處的金屬強化層60上對應第一引腳的位置連接，另一金線80與相鄰的金屬強化層60上對應第二引腳的位置連接。

然後，在基板10上成型封裝體90。該封裝體90由環氧樹脂、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等透明材料製成。封裝體90內可摻雜有螢光粉(圖未示)，以改變發光晶片70的出光顏色。該螢光粉可由釔鋁石榴石、矽酸鹽化合物、氮化物、氮氧化物等螢光材料所製成，具體取決於實際需求。該封裝體90覆蓋金屬強化層60頂面、暴露出來的第一金屬層20及基板10頂面，從而將發光晶片70與外界環境隔絕開。由於金屬強化層60的支撐，絕緣材料50的抗壓能力增強，從而不易在成型封裝體90的過程中發生塌陷。並且，由於絕緣材料50是填充在通孔12內部，其厚度相比於習知技術中接合於上金屬層的絕緣材料的厚度更大，可進一步提升其機械強度。

最後，沿每一通孔12的內壁面對基板10進行切割，使之分離為多個如圖10所示的獨立的發光二極體。

由於金屬強化層60本身即可導電，金線80可直接打在金屬強化層60上，從而不會出現由於打線面積過小而導致打線不便的問題。並且，金屬強化層60較高的反射率可有效地對發光晶片70發出的光線進行反射，進而提升發光二極體的出光亮度。

可以理解地，金屬強化層60也可僅覆蓋每一絕緣材料50表面而完全暴露出第一金屬層20頂面，此時發光晶片70可直接固定於第一金屬層20上並將金線80打在相鄰的第一金屬層20上。當然，金屬強化層60也可完全覆蓋每一絕緣材料50及第一金屬層20頂面，其發光晶片70及打線位置與前述部分覆蓋的情況相同。另外，發光晶片70也可直接固定在基板10暴露於溝槽100內的頂面上，再通過金線80與第一引腳及第二引腳連接。當然，發光晶片70還可以通過倒裝(flip-chip)的方式直接固定於第一引腳及第二引腳的表面，從而避免使用金線80。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

10‧‧‧基板

100‧‧‧溝槽

12‧‧‧通孔

20‧‧‧第一金屬層

30‧‧‧第二金屬層

40‧‧‧金屬連接層

50‧‧‧絕緣材料

60‧‧‧金屬強化層

70‧‧‧發光晶片

80‧‧‧金線

90‧‧‧封裝體

Claims (10)

1. 一種發光二極體製造方法，包括步驟：提供上下表面分別形成第一金屬層及第二金屬層的基板，第一金屬層及第二金屬層均通過溝槽分割為多個獨立的區域，基板開設貫穿第一金屬層及第二金屬層的多個通孔，並在各通孔內壁面形成連接第一金屬層及第二金屬層的金屬連接層；在各通孔內分別填充絕緣材料；在各絕緣材料表面形成金屬強化層，相鄰的金屬強化層通過溝槽隔開；提供多個發光晶片，將各發光晶片電連接至相鄰的二第一金屬層；在金屬強化層上形成覆蓋發光晶片的連續的封裝體；沿通孔切割基板而形成多個獨立的發光二極體。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體製造方法，其中絕緣材料的頂面與第一金屬層的頂面齊平。
3. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體製造方法，其中絕緣材料的底面高於基板的底面。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體製造方法，其中金屬強化層還覆蓋第一金屬層。
5. 如申請專利範圍第1至4任一項所述之發光二極體製造方法，其中發光晶片固定於金屬強化層上。
6. 如申請專利範圍第1至4任一項所述之發光二極體製造方法，其中 各發光晶片通過二金線連接至相鄰的二金屬強化層。
7. 如申請專利範圍第1至4任一項所述之發光二極體製造方法，其中通孔與溝槽交替分佈於基板上。
8. 如申請專利範圍第1至4任一項所述之發光二極體製造方法，其中絕緣材料包含綠漆。
9. 如申請專利範圍第1至4任一項所述之發光二極體製造方法，其中金屬強化層由金所製成。
10. 一種發光二極體製造方法，包括步驟：提供上下表面分別形成第一金屬層及第二金屬層的基板，第一金屬層及第二金屬層均通過溝槽分割為多個獨立的區域，基板開設貫穿第一金屬層及第二金屬層的多個通孔，並在各通孔內壁面形成連接第一金屬層及第二金屬層的金屬連接層；在各通孔內分別填充絕緣材料；在各絕緣材料表面形成金屬強化層，金屬強化層還覆蓋第一金屬層；提供多個發光晶片，將各發光晶片電連接至相鄰的二第一金屬層；在金屬強化層上形成覆蓋發光晶片的連續的封裝體；沿通孔切割基板而形成多個獨立的發光二極體。