固态发光元件的封装结构和其制造方法技术

本发明专利技术揭示一种固态发光元件的封装结构和其制造方法，其是将硅基材应用于固态发光元件封装结构和其制造方法。所述硅基材的正面与背面均使用湿蚀刻形成反射腔与电极介层洞。反射层与电极的材料不同，可以分别针对其各自的功能选择优选的材料。电极的形成方式可以使用图案转移，以蚀刻或是掀起等的方式完成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，尤其涉及使用硅基板于发光二极管(LED)的封装结构和其制造方法。
技术介绍
发光二极管应用在日常生活中越来越普及。通常指示设备，照明设备，或是提供均匀的线光源或是面光源等都可以见到发光二极管。目前有关发光二极管的研发重点是在于光的取出效益和散热的速度。在光的取出效益中，可以在磊晶阶段，晶粒制造阶段，或是在封装阶段分别进行改善。而散热方面目前主要是在封装阶段加以改进。能够同时进行改善的主要是在封装的阶段。发光二极管的封装目前有许多方式，例如灯杯(lamp)形式，或是使用反射杯。其中使用反射的灯杯的形式，很容易提升反射率以增加发光二极管的发光效率。同时，如果反射杯有优选的设计，反射杯也有机会增加发光二极管的散热。目前朝这方面改善的技术有美国专利第6,562,643号、第6,268,660号和美国专利公开号2004/0218390。另外，一种现有技术如美国专利第6,531,328号所述，主要是使用硅基板10做为封装的基材。在硅基板10上使用微机电(MEMS)的制程制造反射杯，其结构如图1所示。一绝缘层12和一金属层20按顺序包覆硅基板10，其中金属层20同时作为电极22和24。发光二极管30以打线方式设于反射杯内，并且使用环氧树脂将发光二极管30封入反射杯。形成如图1所示的结构的制程步骤，如图2所示，包含先提供一硅基板，然后以湿式蚀刻的方式在硅基板上形成反射腔。接着，在硅基板的另一面以干式蚀刻的方式形成电极的介层洞。之后，以热氧化法或是氮化方式形成一层氧化硅层或是氮化硅层包覆所述硅基板。然后，以电镀的方式形成一导体层包覆所述硅基板。最后，以激光处理的方式在反射腔上形成金属反射层而在另一面形成电极。然而，这样的设计有一些缺点。首先，反射层金属与电极是属于同一种材料，目前没有一种金属可以同时满足良好的反射率和可适用于后续的焊接制程。再者，对于不同波长的发光二极管，不同的金属会有不同的反射率，这表示电极的材料也会因此改变。优选的电极的材料是以焊锡为主，但焊锡并不适用于可见光的反光材料。好的反射材料，例如金(Au)、银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)，并不适用作为电极的材料。另外，底部介层洞的蚀刻采用干蚀刻，其蚀刻后的轮廓(profile)的后续制程空间较低。再者，需要使用激光处理反射金属层，成本较高。综上所述，市场上十分需要一种可靠且简易的大面积的高功率发光二极管，使得能改善上述常规发光二极管的各种缺点。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种，可使用硅基板做为封装的基板增加散热和可使用微机电的制程。本专利技术的另一目的是对于反射金属层与电极可选择不同的材质，其中反射金属层可以针对特定光线的波长进行选择而不会影响电极材质的选择，因而可以各自最佳化其材料。本专利技术的又一目的是提供一绝缘层保护反射金属层，避免金属产生氧化、硫化，或是与其它化学物质反应。而所述绝缘层的厚度可以调整为对特定光线进行建设性干涉。本专利技术的再一目的是使用湿蚀刻形成底部的电极介层洞，对于后续的制程空间(process window)较为充裕。本专利技术的再一目的在于电极制程使用简单的光刻蚀刻制程或是掀起(lift-off)制程，成本与激光处理相比较低。本专利技术的再一目的是每个步骤都是成熟的制程，成本较低。为实现上述目的，本专利技术提供一种固态发光元件的封装结构，包含一具有一第一表面与一第二表面的硅基材，一包覆所述硅基材的第一绝缘层、一反射层、一位于所述反射层上的第二绝缘层，一作为两个电极垫并且与所述反射层电隔离的第一导电层，和一第二导电层。所述第一表面与所述第二表面相对，而所述第一表面具有一反射腔于其上，所述第二表面具有两个电极介层洞于其上且透过到所述反射腔。所述反射层位于所述反射腔上。所述第一导电层位于所述两个电极介层洞上，且所述第一导电层作为两个电极垫并且与所述反射层电隔离。所述第二导电层位于所述第二表面下且位于所述两个电极介层洞内。本专利技术还提供一种形成固态发光元件的封装结构的方法，如图3所示，其包含的步骤为提供一硅基材，并且以湿式蚀刻所述硅基材的一第一表面以形成一反射腔于其上。之后，以湿式蚀刻所述硅基材的一第二表面以形成两个电极介层洞于其上并穿透所述硅基板到所述反射腔，其中所述第二表面相对于所述第一表面。然后，形成一第一绝缘层以包覆所述硅基材。接着，形成一反射层于所述反射腔上，和在所述反射层上形成一第二绝缘层。再者，形成一第一导电层于所述两个电极介层洞上，其中所述第一导电层作为两个电极垫并且与所述反射层电隔离，和形成一第二导电层于所述第二表面下且位于所述两个电极介层洞内。附图说明图1是常规的发光二极管的封装结构示意图；图2显示形成如图1的结构的制程流程图；图3显示本专利技术的制程流程图；和图4到图13显示本专利技术在各步骤的结构示意图。具体实施例方式本专利技术的一些实施例会详细描述如下。然而，除了详细描述外，本专利技术还可以广泛地在其它的实施例中实施，且本专利技术的范围不受限定，其以上述的权利要求书为准。本专利技术提供一种固态发光元件的封装结构，包含一具有一第一表面与一第二表面的硅基材，一包覆所述硅基材的第一绝缘层、一反射层、一位于所述反射层上的第二绝缘层，一作为两个电极垫并且与所述反射层电隔离的第一导电层和一第二导电层。所述第一表面与所述第二表面相对，而所述第一表面具有一反射腔于其上，所述第二表面具有两个电极介层洞于其上且透过到所述反射腔。所述反射层位于所述反射腔上。所述第一导电层位于所述两个电极介层洞上，且所述第一导电层作为两个电极垫并且与所述反射层电隔离。所述第二导电层位于所述第二表面下且位于所述两个电极介层洞内。本专利技术还提供一种形成固态发光元件的封装结构的方法，如图3所示，其包含的步骤为提供一硅基材，并且以湿式蚀刻所述硅基材的一第一表面以形成一反射腔于其上。之后，以湿式蚀刻所述硅基材的一第二表面以形成两个电极介层洞于其上并穿透所述硅基板到所述反射腔，其中所述第二表面相对于所述第一表面。然后，形成一第一绝缘层以包覆所述硅基材。接着，形成一反射层于所述反射腔上，和在所述反射层上形成一第二绝缘层。再者，形成一第一导电层于所述两个电极介层洞上，其中所述第一导电层作为两个电极垫并且与所述反射层电隔离，和形成一第二导电层于所述第二表面下且位于所述两个电极介层洞内。上述的第一绝缘层是氧化硅，可由热氧化法形成，或是化学气相沉积法，而热氧化法为优选的。上述的反射层可为银，铝，金，或是锡，其中材料的选择取决于所使用的光的波长。上述的第一导电层与第二导电层为可焊接的材料。上述的第二导电层与所述第一导电层电连接。上述的第一导电层与第二导电层可使用图案转移以蚀刻(patterningto etch)法或是掀起(lift-off)法形成。上述的第二绝缘层是氧化硅，可由化学气相沉积法形成，特别是可使用等离子增强化学气相沉积(PECVD；Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition)法。上述的两个电极介层洞是由湿蚀刻法形成。上述的固态发光元件可为发光二极管或是激光二极管。本专利技术结构可应用于打线封装或是倒装晶片封装。前述的固态发光元件的封装结构和其形成方法中，还可包含两个电极介层洞于其上且透过到所述反射腔。上述的第一导电层因此作为四个电极垫，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态发光元件的封装结构，包含：一具有一第一表面与一第二表面的硅基材，而所述第一表面与所述第二表面相对，其中所述第一表面具有一反射腔于其上，所述第二表面具有至少两个电极介层洞于其上且透过到所述反射腔；一包覆所述硅基材的第一 绝缘层；一位于所述反射腔上的反射层；一位于所述反射层上的第二绝缘层；一位于所述两个电极介层洞上的第一导电层，所述第一导电层作为两个电极垫并且与所述反射层电隔离；和一位于所述第二表面下且位于所述两个电极介层洞内 的第二导电层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾文良，陈隆欣，
申请(专利权)人：先进开发光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]