一种光电元件的封装结构及封装方法
【专利说明】一种光电元件的封装结构及封装方法
[0001]本申请为申请日为2011年9月16日、申请号201110282195.X、发明名称“包含光电元件的封装的装置及封装方法”的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及半导体封装，尤其涉及发光二极管的封装。
【背景技术】
[0003]半导体集成电路(IC)工业历经了快速的成长。随着IC材料和设计上的进步已发展出各种形式的IC以提供不同的目的，其中一种IC为光电元件，例如发光二极管(LED)元件。传统封装这些LED元件的方法可能具有低散热效率、低可靠度、以及造价昂贵等问题。
[0004]因此，虽然目前存在的LED元件的封装方法一般已足够达到其目的需求，但是并非在各方面皆令人满意。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种装置，包含一发光二极管元件的封装，该封装包含:一绝缘结构；以及第一和第二导电结构，各延伸穿过该绝缘结构；其中:该发光二极管元件的底面的一大部分区域与该第一导电结构的顶面产生接触；且该发光二极管元件的顶面通过一连接线与该第二导电结构接合。
[0006]本发明另提供一种装置，包含一光电元件的封装结构，该封装结构包含:一绝缘结构；以及一导热结构，部分置于该绝缘结构中的；其中该光电元件的一大部分的表面与此导热结构直接接触。
[0007]本发明还提供一种发光二极管元件的封装方法，包含:形成一绝缘结构；形成一导热结构，该导热结构部分位于该绝缘结构中；提供该发光二极管元件，其具有一顶面及一底面；将该发光二极管元件接合至该导热结构，该接合使该发光二极管元件的顶面及底面的其中之一的大部分与该导热结构直接接触。
[0008]本发明的实施例提供的光电元件具有较好的散热能力；本发明的实施例的“堆积”方法有助于简化了制造程序并减少制造成本；此外，本发明的实施例不需形成高深宽比的孔道。
[0009]为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
【附图说明】
[0010]图1为本发明一种光电元件的封装方法的流程图。
[0011]图2至图9为本发明图1的方法的一实施例中，一光电元件在各种阶段的封装的剖面示意图。
[0012]其中，附图标记说明如下:
[0013]11?方法13?步骤
[0014]15?步骤16?步骤
[0015]17?步骤19?步骤
[0016]35?载板40?牺牲层
[0017]50?导电籽晶层60?图案化绝缘层
[0018]65?开口66?开口
[0019]70?导电接触垫71?导电接触垫
[0020]80?图案化绝缘层85?开口
[0021]86?开口87?开口
[0022]88?开口90?绝缘结构
[0023]95?导电特征96?导电特征
[0024]97?导电特征98?导电特征
[0025]100?横向尺寸102?横向尺寸
[0026]110?导电籽晶层120?图案化绝缘
[0027]125 ?开口126 ?开口
[0028]130?导电接触垫131?导电接触垫
[0029]140?阻挡层141?阻挡层
[0030]150?接合接点160?导热结构
[0031]161?导热结构170?光电元件
[0032]180?基板190?掺杂层
[0033]191?掺杂层200?多重量子阱(MQW)层
[0034]220?导电接触垫250?连接线
[0035]270?密封结构280?切割框架
[0036]300?印刷电路板(PCB)装置
【具体实施方式】
[0037]本发明接下来将会提供许多不同的实施例以实施本发明中不同的特征。各特定实施例中的构成及配置将会在以下作描述以简化本发明。这些为实施例并非用于限定本发明。此外，一第一元件形成于一第二元件“上方”、“之上”、“下方”或“之下”可包含实施例中的该第一元件与第二元件直接接触，或也可包含该第一元件与第二元件之间还有其他额外元件使该第一元件与第二元件无直接接触。各种元件可能以任意不同比例显示以使图示清晰简洁。
[0038]图1为本发明一种光电元件的封装方法11的流程图。图2至图9为本发明图1的方法11的一实施例中，一光电元件在各种阶段的封装的剖面示意图。
[0039]参阅图1，方法11开始于提供绝缘结构的步骤13，方法11继续进行至形成部分的导热结构于绝缘结构中的步骤15。方法11接着进行至提供一具有顶面及底面的光电元件的步骤17。方法11持续进行至将光电元件接合至导热结构的步骤19。此接合使光电元件的顶面及底面的其中之一的一大部分(substantial)与导热结构直接接触。
[0040]参阅图2，提供一载板(carrier substrate) 35，其包含一透明材料。载板35为一个暂时基板(temporary substrate)且容易于后续工艺中移除。接着于载板35上方形成牺牲层40，其可包含一胶粘材料(glue material)或一黏合材料(adhesive material)，且其可包含不止一层。
[0041]然后形成一导电籽晶层(conductive seed layer) 50于牺牲层40上方。导电籽晶层50具有良好导热及导电性。导电籽晶层50包含一金属材料，例如T1、Ta、Cu、Al、Ni或其他合适的材料。可通过本技术领域所公知的物理气相沉积(PVD)工艺来形成导电籽晶层50，其也可称为一底部导电籽晶层(bottom conductive seed layer)。
[0042]形成一图案化绝缘层60于导电籽晶层50上方。图案化绝缘层60包含开口 65及66。在本实施例中，图案化绝缘层包含一可直接被图案化的材料。例如，图案化绝缘层60可包含一光感材料(photo-sensitive material)，如光致抗蚀剂、聚合物材料、或环氧材料等。本实施例中图案化绝缘层60的形成不需要一蚀刻工艺来形成开口 65及66。反而是使用光刻(photolithography)工艺直接从光掩模(photomask)(未示出)转移所欲图像图案至光致抗蚀剂，以形成图案化绝缘层60。绝缘层60也可称为一底垫模板(bottom padmold) ο
[0043]参阅图3，形成导电接触垫70及71以分别填充开口 65及66 (如图2所示)。导电接触垫70及71具有良好的导热及导电性，其包含一金属材料，例如Cu、N1、Al、或其他合适的导电材料。通过本技术领域所公知的电镀工艺来形成导电垫片70及71。导电籽晶层50作为电镀工艺的籽晶层。电镀工艺形成导电垫片70及71，其大体上与图案化绝缘层60共平面。换言之，可调整电镀工艺，好让导电垫片70及71填充开口 65及66时既不会过度填充也不会填充不足(如图2所示)。
[0044]其后，形成一图案化绝缘层80于导电垫片70和71以及图案化绝缘层60的上方。图案化绝缘层80包含开口 85、86、87、及88。与图案化绝缘层60类似，在本实施例中图案化绝缘层80包含一可直接被图案化的材料，例如一光致抗蚀剂材料。同样地，本实施例中图案化绝缘层80的形成不使用蚀刻工艺来形成开口 85-88。反而是使用光刻工艺直接从光掩模(未示出)转移所欲图像图案至光致抗蚀剂，以形成图案化绝缘层80。绝缘层80也可称为一中介板(interposer mold)。图案化绝缘层60及80可共同视为一绝缘结构90。
[0045]此处形成的开口 85-88仅作为范例，且在其他实施例的图案化绝缘层80中可形成更少或更多开口。
[0046]参阅图4，形成导电特征(又称为导电管柱)95、96、97、及98以分别填充开口 85、86、87、及88 (如图3所示)。导电特征95-98具有良好的导热及导电性，其包含一金属材料，例如Cu、N1、Al、或其他合适的导电材料。通过本技术领域所公知的电镀工艺来形成导电特征95-98。电