可表面粘着并具有覆晶封装结构的发光半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术是一种发光半导体装置的封装结构，其特征在于将覆晶封装结构与表面粘着装置结合起来。此发光半导体装置的封装结构包括绝缘基板以及发光二极管，发光二极管则包括基板、形成于基板上并具有第一电极区域的第一型态半导体层、形成于第一型态半导体层上并具有第二电极区域的第二型态半导体层、形成在第一电极区域的第一电极、以及形成在第二电极区域的第二电极。本发明专利技术的特征在于利用覆晶的方式将发光二极管固接于绝缘基板之上，在绝缘基板的两侧端面上还设有两个电极层，以使本发明专利技术的发光半导体装置以表面粘着的方式安装。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种具有覆晶封装结构的发光半导体装置，尤其是指一种可表面粘着并具有覆晶封装结构的发光半导体装置。
技术介绍
传统发光半导体装置的封装方式不外乎导线式(lead type)与晶片式(chiptype)两种。导线式发光半导体装置的封装结构即如图1所示，在图1中，发光半导体装置100包括发光二极管102、导线座基座105、以及导线座侧导线106，其中，导线座基座105又分成杯形基座105a与导线座导线105b两部分。将发光二极管102安装在杯形基座105a的凹处中后，再对杯形基座105a填充诸如环氧树脂(epoxy)的树脂层101，如此，即可将发光二极管102模封于树脂层101之中。然后，发光二极管102的N型电极与P型电极(图中未示出)则通过导线103分别连接至导线座基座105与导线座侧导线106，最后，发光二极管102，以及部分的导线座基座105与导线座侧导线106则会进一步被包覆在具保护作用的塑模材料104中。所以，传统的发光半导体装置皆需经过固晶、打线、与封胶等制造过程。图2是用以示出公知发光二极管结构的示意图。公知的发光二极管102可如图2所示，其是一种以氮化镓(GaN)为主的发光二极管。在图2中，发光二极管200包括蓝宝石(sapphire)基板201与层状结构，该层状结构至少包括沉积在蓝宝石基板201上的N型氮化镓半导体层202、以及沉积其上的P型氮化镓半导体层203。然后，利用蚀刻方式形成N型氮化镓半导体裸露表面206，并在其上设有N型电极205；在P型氮化镓半导体层203的表面上则形成有透明电极204；接着在透明电极204上确定出一P型电极区域(未示出)，使该区域裸露出P型氮化镓半导体层，并于该区域的P型氮化镓半导体层203上形成P型电极207，并使其与透明电极204电连接，如此即完成整个公知的发光二极管晶粒的制造过程。类似地，晶片式封装结构则如图3所示，在图3中，发光半导体装置300是以银胶将发光二极管晶粒303粘着固定于导线架302上，该导线架302设于绝缘基板301之上，接着，再连续进行焊线、封胶、剪切等制造步骤。其中，焊线步骤是将发光二极管晶粒303上的电极接点304以细金线305连接至导线架302上，而封胶步骤则是将导线架302置于框架(未示出)上预热，再将框架置于压模机上的构装模上，然后以环氧树脂(epoxy)充填并待硬化。经过封胶步骤之后，发光二极管晶粒303即被包覆在环氧树脂充填所形成的塑模306中。由上述传统发光二极管装置的封装结构可知，不论是导线式或晶片式的封装结构，皆需要经过打线等封装步骤；而且，传统导线式发光二极管装置的封装方式不利于其尺寸的微型化，所以，需针对传统发光二极管装置的封装步骤提出可降低制造成本与封装性能的封装结构，以符合产业日新月异的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的即是针对上述传统发光半导体装置提出的改良的封装结构，以提高发光半导体装置的效能并降低其制造成本。本专利技术的发光半导体装置包括绝缘基板以及发光二极管，发光二极管则包括基板、第一型态半导体层、第二型态半导体层、形成在第一电极区域的第一电极、以及形成在第二电极区域的第二电极；其中，第一型态半导体层是形成于基板上，且其表面设有第一电极区域，第二型态半导体层则形成于第一型态半导体层上，且不致覆盖第一电极区域，并在其表面上设有第二电极区域。绝缘基板的上表面上设有两个焊接隆起部，发光二极管的第一电极与第二电极是透过此两个焊接隆起部而分别接合于绝缘基板之上；而且，绝缘基板并设有两个电极层，此两个电极层被分别配置在绝缘基板的两侧端面上，且分别上下延伸至绝缘基板的上表面与下表面上，并且从绝缘基板上表面的两个电极层延伸并分别通过两个焊接隆起部而电连接于发光二极管的第一电极与第二电极。经由上述的封装结构，本专利技术所提供的发光半导体装置兼具覆晶封装结构与表面粘着制程的优点；同时本专利技术采用的热膨胀系数与发光二极管相近，但热传导效能接近做为封装基材的金属材料基板，可使装置内部的材料应力减低，以获得较佳的元件稳定性并具备可在高功率下操作的特性。另外，由于采用背面出光，故可以减低因为电极造成的出光遮蔽效应，使得该装置可以有较高的光输出效率，故相对于传统发光半导体装置来说，本装置具有较佳的使用效能；而其采用表面粘着的装置安装方式则使本装置的后续步骤大为简化，而且达到封装微型化的要求。再者，采用本专利技术的封装方式，其材料成本也比传统封装材料低，故可达到降低发光半导体装置封装制造成本的目的。附图说明图1是用以示出具有导线式封装结构的传统发光二极管装置的剖面图；图2是用以示出公知发光二极管结构的示意图；图3是用以示出具有晶片式封装结构的传统发光二极管装置的剖面图；图4是用以示出本专利技术的优选实施例中，具有覆晶封装结构并可表面粘着的发光半导体装置的剖面图；图5是用以说明本专利技术的优选实施例中，该发光二极管的侧面为斜面的剖面图。附图标记说明100～发光半导体装置101～树脂层102～发光二极管103～导线104～塑模材料105～导线座基座105a～杯形基座105b～导线座导线106～导线座侧导线200～发光二极管201～蓝宝石基板202～N型氮化镓半导体层203～P型氮化镓半导体层204～透明电极205～N型电极 206～N型氮化镓半导体裸露表面207～P型电极300～发光半导体装置301～绝缘基板302～导线架303～发光二极管晶粒304～电极接点305～金线306～塑模400～发光半导体装置401～绝缘基板402～发光二极管403～蓝宝石基板404～N型氮化镓半导体层405～活性层406～P型氮化镓半导体层407～电极408～透明电极409～导电反射层410～焊接隆起部411～焊接隆起部412～焊垫415～聚酰亚胺层420～电极层421～电极层430～斜面具体实施方式图4是用以显示本专利技术的优选实施例中，可表面粘着并具有覆晶封装结构的发光半导体装置的剖面图。如图4所示，根据本专利技术的优选实施例，可表面粘着并具有覆晶封装结构的发光半导体装置400包括绝缘基板401以及发光二极管402。其中，绝缘基板401是陶瓷基板。发光二极管402则类似于图2的发光二极管200，其中包括有蓝宝石基板403、沉积在蓝宝石基板403上的N型氮化镓半导体层404、沉积在N型氮化镓半导体层404上的活性层405、以及沉积在活性层405上的P型氮化镓半导体层406。其中，活性层405的作用是用以发光，而N型氮化镓半导体层404与P型氮化镓半导体层406的化学组成是为四元素化合物半导体材料InxAlyGa1-x-yN，且莫耳分数x、y须满足0≤x≤1、0≤y≤1、与x+y＝1的条件。N型氮化镓半导体层404上形成有电极407，而在P型氮化镓半导体层406上则形成有透明电极408，此外，透明电极408上形成有可导电的导电反射层409。另外，上述的蓝宝石403基板也可代之以氮化镓(GaN)、硅(Si)、砷化镓(GaAs)、氮化硼(BN)、磷化铟(InP)、磷化镓(GaP)、铟锡氧化物(ITO)、氧化锌(ZnO)、碳化硅(SiC)或钻石等材料制成的基板。本专利技术的特征在于，发光二极管402是以覆晶(flip chip)的方式设置在绝缘基板401之上，其接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可表面粘着并具有覆晶封装结构的发光半导体装置，其包括： 绝缘基板；以及 发光二极管，其包括： 基板； 形成于所述基板上的第一型态半导体层，其表面设有第一电极区域； 形成于所述第一型态半导体层上、且不致覆盖所述第一电极区域的第二型态半导体层，其表面设有第二电极区域； 形成在所述第一电极区域的第一电极；以及 形成在所述第二电极区域的第二电极； 其中，所述绝缘基板的上表面上设有两个焊接隆起部，所述发光二极管的所述第一电极与所述第二电极是通过所述焊接隆起部而分别接合于所述绝缘基板之上；以及 所述绝缘基板还设有两个电极层，所述两个电极层分别配置在所述绝缘基板的两侧端面上，且分别上下延伸至所述绝缘基板的上表面与下表面上，从所述绝缘基板上表面的所述两个电极层延伸并分别通过所述两个焊接隆起部而电连接于所述发光二极管的所述第一电极与所述第二电极。

【技术特征摘要】
1.一种可表面粘着并具有覆晶封装结构的发光半导体装置，其包括绝缘基板；以及发光二极管，其包括基板；形成于所述基板上的第一型态半导体层，其表面设有第一电极区域；形成于所述第一型态半导体层上、且不致覆盖所述第一电极区域的第二型态半导体层，其表面设有第二电极区域；形成在所述第一电极区域的第一电极；以及形成在所述第二电极区域的第二电极；其中，所述绝缘基板的上表面上设有两个焊接隆起部，所述发光二极管的所述第一电极与所述第二电极是通过所述焊接隆起部而分别接合于所述绝缘基板之上；以及所述绝缘基板还设有两个电极层，所述两个电极层分别配置在所述绝缘基板的两侧端面上，且分别上下延伸至所述绝缘基板的上表面与下表面上，从所述绝缘基板上表面的所述两个电极层延伸并分别通过所述两个焊接隆起部而电连接于所述发光二极管的所述第一电极与所述第二电极。2.如权利要求1所述的可表面粘着并具有覆晶封装结构的发光半导体装置，其特征在于，所述绝缘基板是陶瓷基板。3.如权利要求1所述的可表面粘着并具有覆晶封装结构的发光半导体装置，其特征在于，所述绝缘基板是玻璃基板。4.如权利要求1所述的可表面粘着并具有覆晶封装结构的发光半导体装置，其特征在于，所述绝缘基板是硅基板，其表面镀有绝缘层。5.如权利要求1所述的可表面粘着并具有覆晶封装结构的发光半导体装置，其特征在于，所述绝缘基板是硅基板，其表面镀有金属层，所述金属层上镀有绝缘层。6.如权利要求1所述的可表面粘着并具有覆晶封装结构的发光半导体装置，其特征在于，所述绝缘基板是硅基板，其表面镀有绝缘层，所述绝缘层上镀有金属层。7.如权利要求5或6所述的可表面粘着并具有覆晶封装结构的发光半导体装置，其特征在于，所述金属层的材料是选自铝、金、银、钛、镍、铂其中之一。8.如权利要求4、5、6任一项所述的可表面粘着并具有覆晶封装结构的发光半导体装置，其特征在于，所述绝缘层的材料是选自氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮化钛(TiN)、氧化铝(Al2O3)、二氧化钛(TiO2)、氧化钽(Ta2O5)、TEOS(Tetra-Ethyl-Ortho-Silicate)、环氧树脂(epoxy)、聚酰亚胺(polymide)其中之一。9.如权利要求1所述的可表面粘着并具有覆晶封装结构的发光半导体装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：林明德，王冠儒，
申请(专利权)人：连勇科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]