具凹形设计的芯片级封装发光装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一具凹形设计的芯片级封装发光装置及其制造方法。该芯片级封装发光装置包含一覆晶式LED芯片及一包覆结构。包覆结构覆盖于LED芯片上，且其底面向上翘曲而形成一凹形。本发明专利技术另提出一发光装置的制造方法，其可制造上述的发光装置。藉此，可避免或改善回流焊接或共晶接合等工艺中，因包覆结构受热膨胀而使LED芯片的电极组与基板的焊垫之间产生较大的间隙而造成发光装置与基板间的焊接接点品质不良，故可使电极组确实与基板固接。通过良好焊接品质，可避免发光装置电连接失败，亦可降发光装置与基板间的热阻，使发光装置操作时的接合点温度降低，进而改善发光效率与可靠度性能。

Chip level package light emitting device with concave design and manufacturing method thereof

The invention relates to a chip level package light emitting device with a concave design and a manufacturing method thereof. The chip level package light-emitting device includes a flip chip LED chip and a coating structure. The coating structure is covered on the LED chip, and the bottom face is warped to form a concave shape. The invention also provides a method for manufacturing the light-emitting device, which can manufacture the light-emitting device. In this way, can improve or avoid the reflow soldering or eutectic bonding process, the coating structure due to thermal expansion and the pad electrode group and substrate LED chip produced a large gap caused by the light emitting device and the substrate between the solder joint quality is poor, the electrode group is fixedly connected with the substrate indeed. Through good welding quality, can avoid the connection failure of electric light emitting device, light emitting device and substrate thermal resistance can be decreased by the luminous device when operating junction temperature is reduced, thereby improving the luminous efficiency and reliability.

【技术实现步骤摘要】
具凹形设计的芯片级封装发光装置及其制造方法
本专利技术有关一种发光装置(lightemittingdevice，LED)及其制造方法，特别关于一种具凹形设计的芯片级封装(chipscalepackaging，CSP)发光装置及其制造方法。
技术介绍
LED(lightemittingdevice)是普遍地被使用来提供照明光源或配置于电子产品中作为显示光源或指示灯，而LED芯片通常会置于一支架型或陶瓷基板型封装结构中，且被一荧光材料包覆或覆盖，以成为一发光装置(LED)。该发光装置可通过回流焊接(reflowsoldering)或共晶接合(eutecticbonding)等工艺，将发光装置固接至基板等其他结构上，藉此便可通过基板传递电能，以驱动发光装置发光。随着LED技术的演进，芯片级封装(chipscalepackaging，CSP)发光装置(LED)以其明显的优势于近年开始受到广大的重视。由于CSPLED仅由一LED芯片与一包覆LED芯片的封装结构(通常包含一荧光材料)所组成，相较于传统支架型LED与陶瓷基板型LED，CSPLED具有以下优点：(1)不需要金线及额外的支架或陶瓷基板，因此可明显节省材料成本；(2)因省略了支架或陶瓷基板，可进一步降低LED芯片与散热板之间的热阻，因此在相同操作条件下将具有较低的操作温度，或进而增加操作功率；(3)较低的操作温度可使LED具有较高的芯片量子转换效率；(4)大幅缩小的封装尺寸使得在设计模组或灯具时，具有更大的设计弹性；(5)具有小发光面积，因此可缩小光展量(Etendue)，使得二次光学更容易设计，亦或藉此获得高发光强度(intensity)。由于CSPLED不需要金线及额外的支架或陶瓷基板，因此在应用上需直接与基板接合。然而，现有的CSPLED在回流焊接或共晶接合等工艺中，包覆LED芯片的封装结构会因受热而膨胀；膨胀的封装结构将接触并推挤位于其下方的基板，进而造成LED的电极与基板的焊垫产生较大的间隙。这种情况会导致LED无法被适当地焊接至基板上，因而造成电连接失败或焊接品质不良，而后者更会造成较高的电阻与热阻，使LED耗能较高且散热较差，导致整体效率下降，进而造成可靠度下降。为改善上述问题，一种可能的方式是在LED的电极的下方增设一较厚的金锡凸块来垫高发光装置，使受热膨胀的包覆结构不会于焊接过程中碰触基板，但增设该金锡凸块将会明显增加材料成本并因焊接对位而降低制造良率。有鉴于此，如何改善上述的缺失，乃业界成功建立符合市场需求的CSPLED的制造技术有待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的一目的在于提供一种芯片级封装(chip-scalepackaging，CSP)发光装置(lightemittingdevice，LED)及其制造方法，其可使发光装置与基板或其他结构之间的接合更为可靠。为达上述目的，本专利技术所揭露的一种发光装置包含：一LED芯片及一包覆结构。该LED芯片为一覆晶式LED芯片，具有一上表面、一下表面、一立面以及一电极组，立面形成于上表面与下表面之间，电极组设置于LED芯片的下表面上；包覆结构覆盖于LED芯片的上表面及立面，且包覆结构包含一顶面、相对于顶面的一底面及形成于顶面与底面之间的一侧面，顶面与上表面相距，底面自下表面向上翘曲；其中，包覆结构包含一上层树脂部件及一下层树脂部件，下层树脂部件覆盖于LED芯片的上表面及立面，而上层树脂部件堆叠于下层树脂部件上，且包覆结构的底面具有凹陷空间。为达上述目的，本专利技术所揭露的另一种发光装置包含：一LED芯片及一单层树脂部件。该LED芯片为一覆晶式LED芯片，具有一上表面、一下表面、一立面以及一电极组，立面形成于上表面与下表面之间，电极组设置于LED芯片的下表面上，单层树脂部件覆盖于LED芯片的上表面及立面，且单层树脂部件包含一顶面、相对于顶面的一底面及形成于顶面与底面之间的一侧面，顶面与LED芯片的上表面相距，底面自该LED芯片的下表面向上翘曲；其中，单层树脂部件的底面具有凹陷空间，底面具有一边缘，边缘与LED芯片的立面相距一水平距离且与LED芯片的下表面相距一垂直距离，垂直距离与水平距离的比例不小于0.022。为达上述目的，本专利技术所揭露的一种发光装置的制造方法，包含：将一热固化树脂材料覆盖一覆晶式LED芯片的上表面及立面；对热固化材料加热，使其固化并收缩，以形成具有一向上翘曲的底面的包覆结构。藉此，本专利技术的发光装置及其制造方法至少能提供以下的有益效果：发光装置的包覆结构(树脂部件)在热固化后具有向上翘曲的凹陷底面，当发光装置设置于基板(或其他结构)后进行回流焊接(reflowsoldering)或共晶接合(eutecticbonding)等加热工艺时，包覆结构虽然会受热膨胀而使其底面向下变形，但该底面的凹陷空间可容纳包覆结构受热后的向下膨胀量，故该底面不会造成LED芯片电极与基板焊垫的间隙过大而产生焊料接触不良。因此，具凹形设计的发光装置的电极组可确实地经由焊料与基板相连接，避免于回流焊接或共晶接合等工艺中造成发光装置与基板之间电连接失败，或焊接品质不良；相较于无凹形设计的发光装置，本专利技术所揭露的发光装置仍可通过凹形设计而明显改善焊接失败或焊接品质不良的缺点。此外，良好的焊接品质可降低发光装置与基板之间的热阻，使发光装置于操作时具有较低的接合点温度(junctiontemperature)，藉此可改善发光装置的可靠度性能，又，较低的接合点温度可使LED芯片具有较高的量子转换效率(quantumefficiency)；再者，良好的焊接品质亦可改善发光装置与基板间的欧姆接触(ohmiccontact)，使发光装置具有较低的正向电压，可降低整体的功率损耗而获得较高的发光效率(efficacy)。为让上述目的、技术特征及优点能更明显易懂，下文是以较佳的实施例配合所附图式进行详细说明。附图说明图1A至图1D为依据本专利技术的第一较佳实施例的发光装置的示意图。图1E为现有发光装置受热膨胀的示意图。图1F为依据本专利技术的第一较佳实施例的发光装置受热膨胀的示意图。图2为依据本专利技术的第二较佳实施例的发光装置的示意图。图3为依据本专利技术的第三较佳实施例的发光装置的示意图。图4为依据本专利技术的第四较佳实施例的发光装置的示意图。图5为依据本专利技术的第五较佳实施例的发光装置的示意图。图6为依据本专利技术的第六较佳实施例的发光装置的示意图。图7A至图7E为依据本专利技术的发光装置的制造方法的第一较佳实施例的步骤示意图。图8A至图8F为依据本专利技术的发光装置的制造方法的第二较佳实施例的步骤示意图。图9A至图9D为依据本专利技术的发光装置的制造方法的第三较佳实施例的步骤示意图。附图标号1A、1A’、1B、1C、1C’、1D、1D’、1E、1F发光装置10LED芯片11上表面12下表面13立面14电极组20包覆结构20’包覆结构21顶面22底面221边缘23侧面30上层树脂部件30’上层树脂材料40下层树脂部件40’下层树脂材料41顶部42侧部43延伸部44透光树脂部件44’透光树脂材料441侧面441’侧面442顶面45反射树脂部件45’反射树脂材料451顶面50单层树脂部件50’树脂材料51顶面52底面521边缘53侧面60透光树脂部件61侧面62本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光装置，其特征在于，包含：一LED芯片，具有一上表面、相对于该上表面的一下表面、一立面以及一电极组，该立面形成于该上表面与该下表面之间，该电极组设置于该下表面上；以及一包覆结构，覆盖该上表面及该立面，且该包覆结构包含一顶面、相对于该顶面的一底面及形成于该顶面与该底面之间的一侧面，该顶面与该上表面相距，该底面自该下表面向上翘曲；其中，该包覆结构包含一上层树脂部件及一下层树脂部件，该下层树脂部件覆盖该上表面及该立面，而该上层树脂部件堆叠于该下层树脂部件上。

【技术特征摘要】
1.一种发光装置，其特征在于，包含：一LED芯片，具有一上表面、相对于该上表面的一下表面、一立面以及一电极组，该立面形成于该上表面与该下表面之间，该电极组设置于该下表面上；以及一包覆结构，覆盖该上表面及该立面，且该包覆结构包含一顶面、相对于该顶面的一底面及形成于该顶面与该底面之间的一侧面，该顶面与该上表面相距，该底面自该下表面向上翘曲；其中，该包覆结构包含一上层树脂部件及一下层树脂部件，该下层树脂部件覆盖该上表面及该立面，而该上层树脂部件堆叠于该下层树脂部件上。2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，向上翘曲的该底面具有一边缘，该边缘与该立面相距一水平距离且与该下表面相距一垂直距离，该垂直距离与该水平距离的比例不小于0.022。3.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该顶面与该LED芯片的该上表面相距50微米至1000微米。4.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该下层树脂部件包含一顶部、一侧部及一延伸部，该顶部覆盖该LED芯片的该上表面，该侧部覆盖该LED芯片的该立面，而该延伸部自该侧部向外延伸。5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的发光装置，其特征在于，该下层树脂部件为一单层或多层状部件，该上层树脂部件为一单层或多层状部件。6.如权利要求1至4中任一权利要求所述的发光装置，其特征在于，该包覆结构更包含至少一荧光材料及/或至少一光学散射性微粒。7.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该下层树脂部件包含一透光树脂部件及一反射树脂部件，该反射树脂部件覆盖该LED芯片的该立面，该透光树脂部件覆盖该LED芯片的该上表面且堆叠该反射树脂部件上。8.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，该下层树脂部件包含一透光树脂部件及一反射树脂部件，该透光树脂部件覆盖该LED芯片的该上表面，该反射树脂部件覆盖该LED芯片的该立面并覆盖该透光树脂部件的一侧面。9.一种发光装置，其特征在于，包含：一LED芯片，具有一上表面、相对于该上表面的一下表面、一立面以及一电极组，该立面形成于该上表面与该下表面之间，该电极组设置于该下表面上；以及一单层树脂部件，覆盖该LED芯片的该上表面及该LED芯片的该立面，且该单层树脂部件包含一顶面、相对于该顶面的一底面及形成于该顶面与该底面之间的一侧面，该顶面与该LED芯片的该上表面相距，该底面自该LED芯片的该下表面向上翘曲；其中，该底面具有一边缘，该边缘与该LED芯片的该立面相距一水平距离且与该LED芯片的该下表面相距一垂直距离，该垂直距离与该水平距离的比例不小于0.022。10.如权利要求9所述的发光装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，王琮玺，钟君炜，
申请(专利权)人：行家光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71