晶片级发光二极管封装件及其制造方法技术

本发明专利技术的示例性实施例提供了一种晶片级发光二极管(LED)封装件及其制造方法。所述LED封装件包括：半导体堆叠件，包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层；多个接触孔，布置在第二导电型半导体层和有源层中，接触孔暴露第一导电型半导体层；第一凸块，布置在半导体堆叠件的第一侧上，第一凸块通过多个接触孔电连接到第一导电型半导体层；第二凸块，布置在半导体堆叠件的第一侧上，第二凸块电连接到第二导电型半导体层以及保护绝缘层，覆盖半导体堆叠件的侧壁。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种发光二极管封装件及其制造方法，更具体地讲，涉及一种。
技术介绍
发光二极管(LED)是包括N型半导体和P型半导体并通过空穴和电子的复合发光的半导体装置。这样的LED已经用在诸如显示装置、交通灯和背光单元的广泛的适用范围中。另外，考虑到比目前的电灯泡或荧光灯低的功耗和更长的寿命的潜在优点，LED的适用范围已经通过代替目前的白炽灯和荧光灯扩大到普通照明。LED可以用在LED模块中。LED模块是通过制造晶片级的LED芯片的工艺、封装工艺和模块化(modulation)工艺制造的。具体地说，半导体层生长在诸如蓝宝石基底的基底上，经过晶片级图案化工艺来制造具有电极焊盘的LED芯片，然后分成单个芯片(芯片制造工艺)。然后，在将单个芯片安装在引线框架或印刷电路板上后，通过键合弓I线将电极焊盘电连接到引线端子，由成型构件覆盖LED芯片，从而提供LED封装件(封装工艺)。然后，将LED封装件安装在诸如金属核心印刷电路板(MC-PCB)的电路板上，从而提供诸如光源模块的LED模块(模块化工艺)。在封装工艺中，壳和/或成型构件可以设置到LED芯片以保护LED芯片免受外部环境的影响。另外，在成型构件中可以包含磷光体以转换由LED芯片发射的光，使得LED封装件可以发射白光，从而提供白色LED封装件。可以将这样的白色LED封装件安装在诸如MC-PCB的电路板上，可以将二次透镜设置到LED封装件以调节从LED封装件发射的光的方向特性，从而提供期望的白色LED模块。然而，可能难于实现包括引线框架或印刷电路板的传统LED封装件的小型化和令人满意的散热。此外，由于由引线框架或印刷电路板对光的吸收、因引线端子的电阻热等，可能使LED的发光效率恶化。另外，可以分开进行芯片制造工艺、封装工艺和模块化工艺，这样增加了用于制造LED模块的时间和成本。同时，交流电(AC)LED已经生产并投入市场。AC LED包括直接连接到AC电源以允许连续发光的LED。在Sakai等发表的第7，417，259号美国专利中公开了可以通过直接连接到高电压AC电源来使用的AC LED的一个示例。根据第7，417，259号美国专利，LED元件以二维图案排列在绝缘基底(例如，蓝宝石基底)上，并串联连接以形成LED阵列。LED阵列彼此串联连接，从而提供可以在高电压下运行的发光装置。另外，这样的LED阵列可以在蓝宝石基底上彼此反向并联地连接，从而提供可以利用AC电源运行以连续地发光的单芯片发光装置。由于AC-LED包括在生长基底上(例如，在蓝宝石基底上)的发光单元，所以AC-LED限制发光单元的结构并且可能限制光提取效率的改进。因此，已经对发光二极管(例如，基于基底分离工艺并包括彼此串联连接的发光单元的AC-LED)进行了调查研究。
技术实现思路
技术问题本专利技术的示例性实施例提供了一种可在不使用传统的引线框架或印刷电路板的情况下直接形成在电路板的模块中的晶片级LED封装件及其制造方法。本专利技术的示例性实施例还提供了一种具有高效率并展现出改善的散热的晶片级LED封装件及其制造方法。本专利技术的示例性实施例还提供了一种可减少LED模块的制造时间和制造成本的LED封装件的制造方法。本专利技术的示例性实施例还提供了一种具有高效率并展现出改善的散热的LED模块及其制造方法。本专利技术的示例性实施例还提供了一种包括多个发光单元并可在不使用传统的引线框架或印刷电路板的情况下直接形成在电路板的模块中的。本专利技术的其他方面将在下面的描述中进行阐述，并部分地根据描述将是明显的，或者可以通过本专利技术的实施而明了。技术方案本专利技术的示例性实施例公开了 一种LED封装件，所述LED封装件包括:半导体堆叠件，包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层；多个接触孔，布置在第二导电型半导体层和有源层中，接触孔暴露第一导电型半导体层；第一凸块，布置在半导体堆叠件的第一侧上，第一凸块通过多个接触孔被电连接到第一导电型半导体层；第二凸块，布置在半导体堆叠件的第一侧上，第二凸块被电连接到第二导电型半导体层；以及保护绝缘层，覆盖半导体堆叠件的侧壁。本专利技术的示例性实施例还公开了一种发光二极管模块，所述发光二极管模块包括根据上述示例性实施例的LED封装件。所述LED模块可以包括:电路板；LED封装件，安装在电路板上；以及透镜，调节从LED封装件发射的光的方向角。本专利技术的示例性实施例还公开了一种制造LED封装件的方法。所述方法包括:在第一基底上形成包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层的半导体堆叠件；使半导体堆叠件图案化以形成芯片分离区域；使第二导电型半导体层和有源层图案化以形成暴露第一导电型半导体层的多个接触孔；形成覆盖半导体堆叠件的在芯片分离区域中的侧壁的保护绝缘层；以及在半导体堆叠件上形成第一凸块和第二凸块。第一凸块通过多个接触孔电连接到第一导电型半导体层，第二凸块电连接到第二导电型半导体层。本专利技术的示例性实施例还公开了一种发光二极管封装件。LED封装件包括:多个发光单元，每个发光单元包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层；多个接触孔，布置在每个发光单元的第二导电型半导体层和有源层中，接触孔暴露每个发光单元的第一导电型半导体层；保护绝缘层，覆盖每个发光单元的侧壁；连接件，位于布置在发光单元的第一侧上，并使两个邻近的发光单元彼此电连接；第一凸块，布置在发光单元的第一侧上，并通过发光单元的第一发光单元的多个接触孔电连接到第一导电型半导体层；以及第二凸块，布置在发光单元的第一侧上，并电连接到发光单元的第二发光单元的第二导电型半导体层。本专利技术的示例性实施例还公开了一种发光二极管模块，所述发光二极管模块包括以上描述的LED封装件。所述模块包括:电路板；LED封装件，布置在电路板上；以及透镜，调节从LED封装件发射的光的方向角。本专利技术的示例性实施例还公开了一种制造包括多个发光单元的LED封装件的方法。所述方法包括:在第一基底上形成包括第一导电型半导体层、有源层、第二导电型半导体层的半导体堆叠件；使半导体堆叠件图案化以形成芯片分离区域和发光单元分离区域；使第二导电型半导体层和有源层图案化以形成多个发光单元，每个发光单元具有暴露第一导电型半导体层的多个接触孔；形成覆盖半导体堆叠件的在芯片分离区域和发光单元分离区域中的侧壁的保护绝缘层；形成将邻近的发光单元彼此串联连接的连接件；以及在多个发光单元上形成第一凸块和第二凸块。这里，第一凸块通过发光单元的第一发光单元的多个接触孔电连接到第一导电型半导体层，第二凸块电连接到发光单元的第二发光单元的第二导电型半导体层。将理解的是，前面的总体描述和下面的详细描述都是示例性的和说明性的，并且意图对所保护的本专利技术提供进一步的解释。附图说明附图示出了本专利技术的示例性实施例，并与描述一起用于解释本专利技术的原理，其中，包括附图以提供对本专利技术的进一步理解，使附图并入本说明书并构成本说明书的一部分。图1是根据本专利技术的第一示例性实施例的发光二极管封装件的示意性剖视图。图2是根据本专利技术的第二示例性实施例的发光二极管封装件的示意性剖视图。图3是包括根据第一示例性实施例的发光二极管封装件的发光二极管模块的剖视图。图4至图12示出了制造根据第一示例性实施例的发光二极管封装件的方法，其中(a本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管封装件，所述发光二极管封装件包括：半导体堆叠件，包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层；多个接触孔，布置在第二导电型半导体层和有源层中，接触孔暴露第一导电型半导体层；第一凸块，布置在半导体堆叠件的第一侧上，第一凸块通过多个接触孔被电连接到第一导电型半导体层；第二凸块，布置在半导体堆叠件的第一侧上，第二凸块被电连接到第二导电型半导体层；以及保护绝缘层，覆盖半导体堆叠件的侧壁。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.24 KR 10-2010-00928071.ー种发光二极管封装件，所述发光二极管封装件包括: 半导体堆叠件，包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层； 多个接触孔，布置在第二导电型半导体层和有源层中，接触孔暴露第一导电型半导体层； 第一凸块，布置在半导体堆叠件的第一侧上，第一凸块通过多个接触孔被电连接到第ー导电型半导体层； 第二凸块，布置在半导体堆叠件的第一侧上，第二凸块被电连接到第二导电型半导体层；以及 保护绝缘层，覆盖半导体堆叠件的侧壁。2.如权利要求1所述的发光二极管封装件，所述发光二极管封装件还包括布置在半导体堆叠件的第二侧上的波长转换 器，第二侧与半导体堆叠件的第一侧相対。3.如权利要求2所述的发光二极管封装件，其中，波长转换器包括磷光体片或掺杂有杂质的单晶基底。4.如权利要求2所述的发光二极管封装件，其中，波长转换器包括与保护绝缘层的侧表面齐平的侧表面。5.如权利要求1所述的发光二极管封装件，其中，保护绝缘层包括分布式布拉格反射器。6.如权利要求1所述的发光二极管封装件，其中，第一导电型半导体层包括粗糙的表面。7.如权利要求1所述的发光二极管封装件，所述发光二极管封装件包括布置在第一凸块和第二凸块的侧表面上的绝缘层。8.如权利要求7所述的发光二极管封装件，所述发光二极管封装件还包括布置在第一凸块和第二凸块之间的哑凸块。9.如权利要求1所述的发光二极管封装件，所述发光二极管封装件还包括包含第一通孔和第二通孔的基底，第一凸块和第二凸块分别布置在第一通孔和第二通孔中。10.如权利要求9所述的发光二极管封装件，其中，基底包括蓝宝石或硅。11.如权利要求1所述的发光二极管封装件，所述发光二极管封装件还包括: 第一接触层，包括接触多个接触孔中的第一导电型半导体层的第一接触部分和将第一接触部分彼此连接的连接部分；以及 第二接触层，接触第二导电型半导体层， 其中，保护绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层，第一绝缘层布置在第一接触层和第ニ接触层之间并覆盖第二接触层，第二绝缘层布置在半导体堆叠件和第一接触层之间井覆盖第一接触层， 其中，第一凸块电连接到第一接触层，第二凸块电连接到第二接触层。12.如权利要求11所述的发光二极管封装件，所述发光二极管封装件还包括: 第一电极焊盘，穿过布置在第二绝缘层中的第一接触孔接触第一接触层；以及 第二电极焊盘，穿过布置在第二绝缘层和第一绝缘层中的第二接触孔接触第二接触层， 其中，第一凸块和第二凸块分别接触第一电极焊盘和第二电极焊盘。13.如权利要求11所述的发光二极管封装件，其中，第一绝缘层和第二绝缘层中的至少ー个包括分布式布拉格反射器。14.ー种发光二极管模块，所述发光二极管模块包括: 电路板； 如权利要求1所述的发光二极管封装件，布置在电路板上；以及 透镜，调节从发光二极管封装件发射的光的方向角。15.如权利要求14所述的发光二极管模块，其中，电路板包括金属核心印刷电路板，多个发光二极管封装件布置在金属核心印刷电路板上。16.ー种制造发光二极管封装件的方法，所述方法包括: 在第一基底上形成半导体堆叠件，半 导体堆叠件包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层； 使半导体堆叠件图案化以形成芯片分离区域； 使第二导电型半导体层和有源层图案化，以形成暴露第一导电型半导体层的多个接触孔； 形成覆盖半导体堆叠件的芯片分离区域中的侧壁的保护绝缘层；以及 在半导体堆叠件上形成第一凸块和第二凸块， 其中，第一凸块通过多个接触孔电连接到第一导电型半导体层，第二凸块电连接到第ニ导电型半导体层。17.如权利要求16所述的方法，其中，第一基底包括用于转换在有源层中产生的光的波长的杂质。18.如权利要求16所述的方法，所述方法还包括: 去除第一基底以暴露第一导电型半导体层；以及 将磷光体片附着到暴露的第一导电型半导体层。19.如权利要求16所述的方法，其中，形成保护绝缘层包括形成第一绝缘层和第二绝缘层。20.如权利要求19所述的方法，所述方法还包括: 在第二导电型半导体层上形成第二接触层； 形成第一绝缘层以覆盖第二接触层和多个接触孔的侧壁，第一绝缘层包括在多个接触孔中暴露第一导电型半导体层的开ロ； 在第一绝缘层上形成第一接触层，第一接触层包括: 接触部分，接触暴露在多个接触孔中的第一导电型半导体层；以及 连接部分，使接触部分彼此连接； 形成第二绝缘层以覆盖第一接触层； 使第一绝缘层和第二绝缘层图案化以形成暴露第一接触层的开ロ； 形成暴露第二接触层的开ロ ；以及 在第二绝缘层上形成第一电极焊盘和第二电极焊盘，使第一电极焊盘和第二电极焊盘穿过开ロ分别连接到第一接触层和第二接触层， 其中，第一凸块和第二凸块分别电连接到第一电极焊盘和第二电极焊盘。21.如权利要求20所述的方法，其中，形成第一凸块和第二凸块包括形成具有暴露第ー电极焊盘和第二电极焊盘的区域的开ロ的绝缘层图案，并且使用金属材料来镀覆第一电极焊盘和第二电极焊盘的暴露区域。22.如权利要求21所述的方法，所述方法还包括: 在第一凸块和第二凸块之间形成哑凸块。23.如权利要求20所述的方法，所述方法还包括在形成第一凸块和第二凸块之前将第ニ基底接合在第一电极焊盘和第二电极焊盘上，其中，形成第一凸块和第二凸块包括在第ニ基底中形成多个通孔，用金属材料来填充通孔，将金属材料接合到第一电极焊盘和第二电极焊盘。24.如权利要求23所述的方法，所述方法还包括:在接合第二基底之前，形成覆盖第一电极焊盘和第二电极焊盘的绝 缘层，并使绝缘层图案化以暴露第一电极焊盘和第二电极焊盘。25.ー种发光二极管封装件，所述发光二极管封装件包括: 多个发光単元，每个发光単元包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层； 多个接触孔，布置在每个发光単元的第二导电型半导体层和有源层中，接触孔暴露每个发光単元的第一导电型半导体层； 保护绝缘层，覆盖每个发光单元的侧壁； 连接件，位于布置在发光单元的第一侧上并使两个邻近的发光单元彼此电连接； 第一凸块，布置在发光单元的第一侧上并通过发光単元的第一发光单元的多个接触孔电连接到...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐源哲，葛大成，
申请(专利权)人：首尔半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR