可消除突波与静电的覆晶式发光二极管及其制造方法

专利名称：可消除突波与静电的覆晶式发光二极管及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种发光二极管结构及其制备方法，特别是涉及一种可消除突波与静 电的覆晶式发光二极管及其制造方法。
背景技术：
现今发光二极管(Light Emitting Diode, LED)的研发技术渐趋纯熟，且因发光 二极管工作电压小及体积小，所以发光二极管为现今光电产业中需求大的一种光电组件， 其可运用于电灯照明、携带式照明用具的光源与背光模块，其中又以研发背光模块最为热 门。为了在封装制程可以尽可能缩小发光二极管封装结构所占用的单位体积，于是乎光电 产业发展出一种覆晶式发光二极管封装结构，以达到减少占用的单位面积，且发光效能更 好。然而公知覆晶式发光二极管封装结构仅设置一齐纳二极管于载具的结构中，以避免静 电的影响，如此于静电保护上仍然不足以对覆晶式发光二极管封装结构提供完善的静电保 护效能。图1是公知具覆晶结构的发光二极管装置的结构示意图。如图所示，公知具覆晶 结构的发光二极管装置见于发明人「王见仁、张乃文、王伟任等人」于「翔成光电股份有限 公司」所发明的中国台湾发明专利，其中专利证书号为「1237410」，专利名称为「具有覆晶 结构的发光二极管装置」。公知覆晶式发光二极管包含一绝缘基板10、一第一导电组件11、 一第二导电组件12与一发光二极管芯片20。绝缘基板10包含有一第一侧端13、一第二侧 端14、一上表面15、一下表面16、一 P型电极层17及一 N型电极层18，P型电极层17设置 于绝缘基板10的第一侧13，N型电极层18设置于绝缘基板10的第二侧14，且前述两者电 极层分别延伸至绝缘基板10的上表面15与下表面16的一部分，以让P型电极层17与N 型电极层18分别外接电源。第一导电组件11设置于P型电极层17之上，以及第二导电组件12设置于N型电 极层18之上，以用于连接发光二极管芯片20。且发光二极管芯片20设置有一 P型电极21 与一 N型电极22，以让发光二极管芯片20经由P型电极21，连接第一导电组件11，以及经 由N型电极22，连接第二导电组件12。发光二极管芯片20经由P型电极21与第一导电组 件11，以与P型电极层17电气相接，以及经由N型电极22与第二导电组件12，以与N型电 极层18电气相接。如此公知覆晶式发光二极管通过由第一导电组件11与第二导电组件 12，取代传统的金属打线方式，以让电极外接电源，进一步省略打线步骤而降低成本。另一公知技术为发明人「赖穆人先生」于「炬鑫科技股份有限公司」所发明的中国 台湾专利，其专利证书号为「M273822」，专利名称为「具防静电的无导线覆晶式封装的表 面黏着型发光二极管」。其中保护电路用于保护覆晶式发光二极管，以避免静电所产生的瞬 间电压影响发光二极管芯片，但保护电路使覆晶式发光二极管的体积增加，而随着体积的 增加亦相对地增加覆晶式发光二极管的制造成本。因此，需开发一种可消除突波与静电的覆晶式发光二极管及其制造方法，以更有 效地消除静电放电的影响，及有效地消除突波而避免突波干扰发光二极管芯片，以及减少保护电路所占用的体积。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可消除突波与静电的覆晶式发光二极管 及其制造方法，通过设置一抗突波保护层于覆晶发光二极管封装结构，以用于消除突波与 静电对发光二极管芯片的影响，并减少保护电路的体积与成本。为解决上述技术问题，本发明的一种可消除突波与静电的覆晶式发光二极管是一 具覆晶式发光二极管，包含有一第一基板；一第一导电组件，设置于该第一基板之上；一 第二导电组件，设置于该第一基板之上；一抗突波保护层，设置于部分该第一基板之上，且 连接该第一导电元件或该第二导电组件；及一发光二极管芯片，设置一第一接合面与一第 二接合面，且该第一接合面连接该第一导电组件，以及该第二接合面连接该第二导电组件。 本发明的覆晶式发光二极管还可设置一反射层或一绝缘层于第一基板与抗突波保护层之 间。若发光二极管芯片的偏压电压超过门坎电压，则驱使抗突波保护层产生一电流旁路，以 导致第一导电组件、抗突波保护层与第二导电组件，形成一消除突波与静电的电回路。本发明的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管的制造方法，步骤包括先形成 一第一基板，接着形成抗突波保护层，然后形成第一导电组件与第二导电组件，最后接合发 光二极管芯片。其中，抗突波保护层于部分该第一基板之上，一第一导电组件与一第二导电 组件于该第一基板之上，且该抗突波保护层分别连接该第一导电组件与该第二导电组件， 一发光二极管芯片于该抗突波保护层的上方，并使该发光二极管芯片的一第一接合面与一 第二接合面垂直向下，以连接该第一导电组件与该第二导电组件，最后形成一覆晶式发光 二极管。所述抗突波保护层还可被部分该第一导电组件、部份该第二导电组件或上述的组
合所覆盖。所述形成该抗突波保护层的方法可为化学气相磊晶法(Chemical Vapor Deposition, CVD)、有机金属化学气相磊晶法(Metal Organic Chemical Vapor Deposition, M0CVD)、畠〒 ±曾 U f ^(才目胃曰$ 夕去(Plasma Enhanced Chemical Vapor D印osition，PECVD)、溅镀法(Sputter)、电子枪蒸镀法(Electron Gun Evaporation)或热 PJeL^HIJS^ (Thermal Evaporation)。另外，本发明的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管的制造方法，步骤还可包 括形成一反射层、一绝缘层或上述的组合，以设置于第一基板与抗突波保护层之间，如具体 可以为形成一第一基板的步骤后，还包含一步骤，其形成一绝缘层于该第一基板之中，且 该绝缘层用于驱使该第一导电组件与该第二导电组件绝缘；形成一第一基板的步骤后，还 包含一步骤，其形成一反射层于该第一基板之上；形成一反射层于该第一基板之上的步骤 后，还包含一步骤，其形成一绝缘层于部分该反射层之上。由于采用上述结构，本发明可以更有效地消除静电放电的影响，及有效地消除突 波而避免突波干扰发光二极管芯片，以及减少保护电路所占用的体积与成本。


下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明
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图1是公知具覆晶结构的发光二极管装置的结构示意图；图2是本发明的一较佳实施例的结构示意图；图3是图2的电流路径的示意图；图4A是本发明的一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图4B是本发明的一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图4C是本发明的一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图4D是本发明的一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图4E是本发明的一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图4F是本发明的一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图5是本发明的另一较佳实施例的结构示意图；图6是本发明的另一较佳实施例的结构示意图；图7A是本发明的一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图7B是本发明的一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图7C是本发明的一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图7D是本发明的一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图7E是本发明的一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图7F是本发明的一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图8是本发明的另一较佳实施例的结构示意图；图9A是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图9B是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图9C是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图9D是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图9E是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图9F是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图9G是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图9H是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图10是本发明的另一较佳实施例的结构示意图；图11是本发明的另一较佳实施例的结构示意图；图12A是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图12B是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图12C是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图12D是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图12E是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图12F是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图12G是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图12H是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图13是本发明的另一较佳实施例的结构示意图；图14是图9的电流路径的示意图；图15A是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图15B是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图15C是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图15D是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图15E是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图15F是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图15G是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图16是本发明的另一较佳实施例的结构示意图；图17是本发明的另一较佳实施例的结构示意图；图18A是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图18B是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图18C是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图18D是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图18E是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图18F是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图18G是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图19是本发明的另一较佳实施例的结构示意图；图20是图13的电流路径的示意图；图21A是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图21B是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图21C是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图21D是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图21E是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图21F是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图21G是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图21H是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图22是本发明的另一较佳实施例的结构示意图；图23是本发明的另一较佳实施例的结构示意图；图24A是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图24B是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图24C是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图24D是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图24E是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图24F是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图24G是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图；图24H是本发明的另一较佳实施例的部分实施步骤的示意图。图中附图标记说明10为绝缘基板，11为第一导电组件，12为第二导电组件，13为第一侧，14为第二侧，15为上表面，16为下表面，17为P型电极层，18为N型电极层，
20为发光二极管芯片，100为第一基板，114为第二导电组件，120为发光二极管芯片，126为第二基板，12为第二电流，
21为P型电极， 102为绝缘层， 116为抗突波保护层， 122为第一电极， 130为导电体， 为第一间距，
22为N型电极， 112为第一导电组件， 118为反射层， 124为第二电极， Ii为第一电流， D2为第二间距。
具体实施例方式首先，参阅图2，它是本发明的一较佳实施例的结构示意图。如图所示，本发明的 一种可消除突波与静电的覆晶式发光二极管，其包含有一第一基板100、一第一导电组件 112、一第二导电组件114、一抗突波保护层116、一发光二极管芯片120与复数个导电体 130，其中发光二极管芯片120包含一第一电极122、一第二电极124与一第二基板126，且 第一电极122与第二电极124分别为发光二极管芯片的第一接合面与第二接合面，第一电 极122通过由导电体130连接第一导电组件112，第二电极124通过由导电体130连接第二 导电组件114。当发光二极管芯片120通过由第一导电组件112与第二导电组件114所连 接的偏压电压，用于驱使发光二极管芯片120发光时，将通过由抗突波保护层116保护覆晶 式发光二极管免于偏压电压中产生突波或静电而导致损坏。第一基板100与第二基板126的材料选自于III-V族的化学元素、II-VI族的化 学元素、IV族的化学元素、IV-IV族的化学元素、非晶体半导体、非结晶体半导体及上述的 任意组合的其中之一。第一导电组件112与该第二导电组件114为金、银、铝、锡、铜及上述 任意组合的其中之一。抗突波保护层116可为选自于氧化锌、氧化镍、二氧化钛、氧化物、变 阻材料、压电材料、铁电材料、陶瓷材料及上述任意组合的其中之一。导电体130的材料为 金、银、锡、锌及上述任意组合的其中之一。发光二极管芯片120的偏压电压若超过门坎电压，则驱使抗突波保护层116变成 让电流轻易通过，以让第一导电组件112、抗突波保护层116与第二导电组件114形成一消 除突波与静电的回路电路，用于避免突波或静电影响覆晶式发光二极管，其中消除突波与 静电的电路即为供电流通过的电流旁路，以使一第一电流II或第二电流12通过抗突波保 护层116，其如图3所示。另外亦可通过由门坎电压对发光二极管芯片120做过电压保护， 以避免覆晶式发光二极管于超过门坎电压的偏压电压运作而减少使用寿命，如此提供覆晶 式发光二极管更完善的保护。请一并参阅图3，它是图2的电流路径的示意图。如图所示，本发明的覆晶式发光 二极管会依据门坎电压被发光二极管芯片120所接收的偏压电压超过，以导致第一导电组 件112经抗突波保护层116至第二导电组件114形成电流旁路，用于消除突波与静电的影 响。若顺向的偏压电压超过门坎电压，则导致偏压电压所衍生的第一电流II从第一导电组 件112通过抗突波保护层116而传导至第二导电组件114，以让第一电流II导出，若逆向的 偏压电压超过门坎电压，则导致偏压电压所衍生的第二电流12从第二导电组件114通过抗 突波保护层116而传导至第一导电组件112。以下图4A至图4F为本发明的一较佳实施例的实施步骤的示意图。如图4A至图 4F所示，其是图2的覆晶式发光二极管于制造步骤中的结构变化。首先如图4A所示，形成一层第一基板100。接着依图4B所示，在第一基板100之上形成一层抗突波保护层116。按 图4C所示，抗突波保护层116经整理后，以用于形成于第一导电组件112与第二导电组件 114之间。按图4D所示，第一基板100之上形成第一导电组件112与第二导电组件114，且 抗突波保护层116连接第一导电组件112与第二导电组件114，以用于保护覆晶式发光二极 管。按图4E所示，发光二极管芯片120固定于抗突波保护层116的上方，并让发光二极管 芯片120的第一电极122与第二电极124向下，且发光二极管芯片120分别与第一导电组 件112，以及第二导电组件114具有第一间距D1与第二间距D2，以让第一电极122与第二 电极124可经由图2的导电体130分别连接第一导电组件112与第二导电组件114。因此，按图4F所示，图4E的结构经由导电体130接合，以便于形成如图2所示的 覆晶式发光二极管。另外，图4C的抗突波保护层116经整理后变为部分第一导电组件112 与部分第二导电组件114所覆盖，用于增加抗突波保护层116对第一导电组件112与第二 导电组件114的接触面，如图5所示的覆晶式发光二极管。如图6所示，为了减少第二基极126所造成的光阻，发光二极管芯片120可为未设 置第二基板126，以形成发光效能更佳的覆晶式发光二极管。请一并参阅图7A至图7F，它们是本发明的另一较佳实施例的制造流程实施的示 意图。如图7A至图7F所示，其是图6的覆晶式发光二极管于制造过程中的结构变化。其 中图4A至图4F与图7A至图7F的不同在于图4E至图4F的发光二极管芯片120比图7E 至图7F的发光二极管芯片120更多一层第二基板126，如此图7E至图7F使本发明的覆晶 式发光二极管减少第二基板126所造成的光阻，以增加本发明的覆晶式发光二极管的发光 效能。按图7A所示，形成一层第一基板100。接着依图7B所示，在第一基板100之上形成 一层抗突波保护层116。按图7C图所示，抗突波保护层116经整理后，以用于形成于第一导电组件112与 第二导电组件114之间。按图7D所示，第一基板100之上形成第一导电组件112与第二导 电组件114，且抗突波保护层116连接第一导电组件112与第二导电组件114，以用于保护 覆晶式发光二极管。按图7E所示，发光二极管芯片120固定于抗突波保护层116的上方， 并让发光二极管芯片120的第一电极122与第二电极124向下，且发光二极管芯片120分 别与第一导电组件112，以及第二导电组件114具有第一间距D1与第二间距D2，以让第一 电极122与第二电极124可经由图2的导电体130分别连接第一导电组件112与第二导电 组件114，其中发光二极管芯片120未设置第二基板126。因此，按图7F所示，图7E的结构经由导电体130接合，以便于形成如图2所示的 覆晶式发光二极管。此外，如图7C所示的结构亦可调整抗突波保护层116与第一导电组件 112及第二导电组件114的接触面，以提升抗突波保护层116的保护效能。请参阅图8，它是另一较佳实施例的结构示意图。其中图8与图2的不同在于图8 还包含有一绝缘层102。本发明的覆晶式发光二极管还可设置一层绝缘层102于第一基板 100之中，以避免第一导电组件112与第二导电组件114因为漏电流形成短路。其中绝缘层 102的材料选自于二氧化硅、一氧化硅、四氮化硅、氮化物、非晶体半导体及非结晶体半导体 的其中之一。由于绝缘层102设置于第一基板100之中，所以制造覆晶式发光二极管时需 要先蚀刻第一基板100，以供设置绝缘层102，如图9B与图9C所示。以下图9A至图9H是本发明的另一较佳实施例的实施步骤的示意图。如图9A至
10图9H所示，其是图6的覆晶式发光二极管于制造步骤中的结构变化。如图9A所示，形成一 层第一基板100，接着依图9B所示，第一基板100经蚀刻后形成一凹槽区块，以用于形成一 层绝缘层102。按图9C所示，一层绝缘层102形成于第一基板100的凹槽区块中。依图9D 所示，第一基板100之上形成一层抗突波保护层116。按图9E所示，抗突波保护层116经整 理后，以用于形成于第一导电组件112与第二导电组件114之间。按图9F所示，第一基板 100之上形成第一导电组件112与第二导电组件114，且抗突波保护层116连接第一导电组 件112与第二导电组件114，以用于保护覆晶式发光二极管。按图9G所示，发光二极管芯片120固定于抗突波保护层116的上方，并让发光二极管芯片120的第一电极122与第二电极124向下，且发光二极管芯片120分别与第一导 电组件112，以及第二导电组件114具有第一间距Dl与第二间距D2，以让第一电极122与 第二电极124可经由图6的导电体130分别连接第一导电组件112与第二导电组件114。 因此，按图9H所示，图9G的结构经由导电体130接合，以形成如图8所示的覆晶式发光二 极管。另外，图9E的抗突波保护层116经整理后更可变为部分第一导电组件112与部分第 二导电组件114所覆盖，用于增加抗突波保护层116对第一导电组件112与第二导电组件 114的接触面，如图10所示。如图11所示，发光二极管芯片120为未设置第二基板126，以减少第二基板126所 造成的光阻，以形成具更佳效能的覆晶式发光二极管。请一并参阅图12A至图12G，它们是本发明的另一较佳实施例的实施步骤的示意 图。如图12A至图12G所示，其是图11的覆晶式发光二极管于制造步骤中的结构变化。如 图12A所示，形成一层第一基板100，接着依图12B所示，第一基板100经蚀刻后形成一凹 槽区块，以用于形成一层绝缘层102。按图12C所示，一层绝缘层102形成于第一基板100 的凹槽区块中。依图12D所示，第一基板100之上形成一层抗突波保护层116。按图12E 所示，抗突波保护层116经整理后，以用于形成于第一导电组件112与第二导电组件114之 间。按图12F所示，第一基板100之上形成第一导电组件112与第二导电组件114，且抗突 波保护层116连接第一导电组件112与第二导电组件114，以用于保护覆晶式发光二极管。按图12G所示，发光二极管芯片120固定于抗突波保护层116的上方，并让发光二 极管芯片120的第一电极122与第二电极124向下，且发光二极管芯片120分别与第一导 电组件112，以及第二导电组件114具有第一间距Dl与第二间距D2，以让第一电极122与 第二电极124可经由图11的导电体130分别连接第一导电组件112与第二导电组件114， 其中发光二极管芯片120未设置第二基板126。因此，按图12H所示，图12G的结构经由导 电体130接合，以形成如图11所示的覆晶式发光二极管。请参阅图13，它是本发明另一较佳实施例的结构示意图。其中图13与图2的差异 在于图13还包含有一反射层118，且第二导电组件114未连接反射层118。本发明的覆晶 式发光二极管还设置一反射层118于第一基板100、第一导电组件112与抗突波保护层116 之间，以反射发光二极管芯片120照射至第一基板100的光线，其中反射层118的材料可 为选自于金、金锡合金、金铍合金、金锗合金、氧化铟锡、铝、钼、银、钛、钯、锗、铜、锌、镍、二 氧化硅、二氧化钛及上述任意组合的其中之一。由于抗突波保护层116于覆晶式发光二极 管的偏压电压超过门坎电压时，则驱使抗突波保护层116变成让电流轻易通过，以让第一 导电组件112、抗突波保护层116与第二导电组件114形成一消除突波与静电的回路电路，用于避免突波或静电影响覆晶式发光二极管，而偏压电压未超过门坎电压时可视为一绝缘 体，如此可避免第一导电组件112与第二导电组件114因为反射层118而形成短路，又可保 护覆晶式发光二极管避免受到静电与突波的影响。请参阅图14，它是图9的电流路径的示意图。如图所示，本发明的覆晶式发光二极 管通过由抗突波保护层116，以消除静电与突波的影响。其中覆晶式发光二极管所接收的偏 压电压若为顺向的偏压电压且超过门坎电压，则偏压电压所衍生的第一电流Il从第一电 极122经抗突波保护层116传导至第二电极124，以让第一电流Il导出。若为逆向的偏压 电压，且偏压电压超过门坎电压，则偏压电压所所衍生的第二电流12从第二电极124经抗 突波保护层116传导至第一电极122，以让第二电流12导出。如此避免突波或静电所导致 的电压，以保护覆晶式发光二极管免于受到突波或静电的损害影响。以下图15A至图15F是本发明的另一较佳实施例的实施步骤的示意图。如图15A 至图15F所示，其是图13的覆晶式发光二极管于制造步骤中的结构变化。如图15A所示，形 成一层第一基板100，接着依图15B所示，第一基板100之上形成一层反射层118。按图15C 所示，一层抗突波保护层116形成于反射层116之上。依图15D所示，抗突波保护层116经 整理后，仅剩形成于部分反射层118之上。按图15E所示，第一基板100之上形成第一导电 组件112，同时抗突波保护层116之上形成第二导电组件114。按图15F所示，发光二极管 芯片120固定于抗突波保护层116的上方，并让发光二极管芯片120的第一电极122与第 二电极124向下，且发光二极管芯片120分别与第一导电组件112，以及第二导电组件114 具有第一间距Dl与第二间距D2，以让第一电极122与第二电极124可经由图13的导电体 130分别连接第一导电组件112与第二导电组件114。按图15G所示，图15F的结构经由导电体130接合，以形成如图13所示的覆晶式 发光二极管。另外，图13与图16的差异在于图16的抗突波保护层116变更覆盖于反射层 118的位置，进一步导致第一导电组件112连接反射层118，以及第二导电组件114未连接 反射层118，如此经导电体130使第一导电组件112与第二导电组件114接合发光二极管芯 片120后如图16所示。如图17所示，若发光二极管芯片120变更为未设置第二基板126，以减少第二基板 126所造成的光阻，则未设置第二基板126的发光二极管芯片120经导电体130接合，以形 成具更佳效能的覆晶式发光二极管。请一并参阅图18A至图18F，它们是本发明的另一较佳实施例的实施步骤的示意 图。如图18A至图18F所示，其是图17的覆晶式发光二极管于制造步骤中的结构变化。如 图18A所示，形成一层第一基板100，接着依图18B所示，第一基板100之上形成一层反射层 118。按图18C所示，一层抗突波保护层116形成于反射层116之上。依图18D图所示，抗 突波保护层116经整理后，仅剩形成于部分反射层118之上。按图18E所示，第一基板100 之上形成第一导电组件112，同时抗突波保护层116之上形成第二导电组件114。按图18F所示，发光二极管芯片120固定于抗突波保护层116的上方，并让发光二 极管芯片120的第一电极122与第二电极124向下，且发光二极管芯片120分别与第一导 电组 件112，以及第二导电组件114具有第一间距Dl与第二间距D2，以让第一电极122与 第二电极124可经由图13的导电体130分别连接第一导电组件112与第二导电组件114， 其中发光二极管芯片120未设置第二基板126。按图18G所示，图18F的结构经由导电体130接合，以形成如图17所示的覆晶式发光二极管。请参阅图19，它是本发明的另一较佳实施例的结构示意图。其中图13与图19的不 同在于图19还包含一绝缘层102，其设置于抗突波保护层116与反射层118之间。本发明 的覆晶式发光二极管通过由抗突波保护层116于覆晶式发光二极管的偏压电压超过门坎 电压后，以促使电流通过，且偏压电压未超过门坎电压时抗突波保护层116阻挡电流通过， 且由于反射层118的材料可为选自于金、金锡合金、金铍合金、金锗合金、氧化铟锡、铝、钼、 银、钛、钯、锗、铜、锌、镍、二氧化硅、二氧化钛及上述任意组合的其中之一，所以设置绝缘层 102于抗突波保护层116与反射层118之间，可更加避免第一导电组件112与第二导电组件 114经反射层118形成短路。
请参阅图20，它是图19的电流路径的示意图。如图所示，本发明的覆晶式发光二 极管所接收的偏压电压超过门坎电压后，将形成第一电流Il或第二电流12通过抗突波保 护层116，若超过门坎电压的偏压电压为顺向偏压，则通过抗突波保护层116的电流为第一 电流II，若超过门坎电压的偏压电压为逆向偏压，则通过抗突波保护层116的电流为第二 电流12。如此用以消除突波或静电所产生的影响，另外更可保护覆晶式发光二极管于过电 压情况下亦可运作。以下图21A至图21H是本发明的另一较佳实施例的实施步骤的示意图。如图21A 至图21H所示，其是图19的覆晶式发光二极管于制造步骤中的结构变化。如图21A所示， 形成一层第一基板100，接着依图21B所示，第一基板100之上形成一层反射层118。按图 21C所示，一层绝缘层102形成于反射层118之上。依图21D所示，绝缘层102经整理后，仅 剩形成于部分反射层118之上。按图21E图所示，一层抗突波保护层116形成于反射层118 之上。按图21F所示，反射层118之上形成第一导电组件112，同时抗突波保护层116之上 形成第二导电组件114，且第一导电组件112连接抗突波保护层116。按图21G所示，一发 光二极管芯片120固定于抗突波保护层116的上方，并让发光二极管芯片120的第一电极 122与第二电极124向下，且发光二极管芯片120分别与第一导电组件112，以及第二导电 组件114具有第一间距Dl与第二间距D2，以让第一电极122与第二电极124可经由图13 的导电体130分别连接第一导电组件112与第二导电组件114。因此，按图21H所示，如图21G所示的结构经由导电体130接合，以形成如图19所 示的覆晶式发光二极管。另外，图22与图19的不同在于绝缘层102覆盖于反射层118的 位置，图19的第二导电组件114未连接反射层118，图22的第一导电组件112未连接反射 层118，以及第二导电组件114连接反射层，如此经接合发光二极管芯片120后如图22所
7J\ ο如图23所示，发光二极管芯片120为未设置第二基板126，以减少第二基板126所 造成的光阻，以形成具更佳效能的发光二极管装置。请一并参阅图24A至图24H，它们是本发明的另一较佳实施例的实施步骤的示意 图。如图24A至图24H所示，其是图22的覆晶式发光二极管于制造步骤中的结构变化。如 图24A所示，形成一层第一基板100，接着依图24B所示，第一基板100之上形成一层反射层 118。按图24C所示，一层绝缘层102形成于反射层118之上。依图24D所示，绝缘层102 经整理后，仅剩形成于部分反射层118之上。按图24E所示，一层抗突波保护层116形成于 反射层118之上。按图24F所示，反射层118之上形成第一导电组件112，同时抗突波保护层116之上形成第二导电组件114，且第一导电组件112连接抗突波保护层116。按图24G 所示，一发光二极管芯片120固定于抗突波保护层116的上方，并让发光二极管芯片120的 第一电极122与第二电极124向下，且发光二极管芯片120分别与第一导电组件112，以及 第二导电组件114具有第一间距Dl与第二间距D2，以让第一电极122与第二电极124可经 由图13的导电体130分别连接第一导电组件112与第二导电组件114。因此，按图24H所示，如图24G所示的结构经由导电体130接合，以形成如图22所 示的覆晶式发光二极管。综上所述，本发明的可消除突波与静电的 覆晶式发光二极管包含有一第一基板、 一第一导电组件、一第二导电组件、一抗突波保护层与一发光二极管芯片，其中发光二极管 芯片包含有一第一电极与一第二电极，且还可包含一第二基板。本发明的覆晶式发光二极 管利用抗突波保护层于外接的偏压电压超过一门坎电压后，以形成一电流旁路而促使电流 通过，用于保护覆晶式发光二极管免于突波或静电的影响。另外，第一基板还可设置一绝缘 层、一反射层或上述的组合。以上通过实施例，对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。 在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视 为本发明的保护范围。
权利要求
一种可消除突波与静电的覆晶式发光二极管，其特征在于包含有一第一基板；一第一导电组件，设置于该第一基板之上；一第二导电组件，设置于该第一基板之上；一抗突波保护层，设置于部分该第一基板之上，且连接该第一导电元件或该第二导电组件；及一发光二极管芯片，设置一第一接合面与一第二接合面，且该第一接合面连接该第一导电组件，以及该第二接合面连接该第二导电组件；其中，当该发光二极管芯片的偏压电压超过门坎电压，则促使该第一导电组件、该第二导电组件与该抗突波保护层形成电性连接以消除突波与静电。
2.如权利要求1所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管，其特征在于所述抗 突波保护层还覆盖部分该第一导电组件或部份该第二导电组件。
3.如权利要求1所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管，其特征在于还包含 一反射层，其设置于该第一基板与该抗突波保护层之间，且该反射层仅连接该第一导电组 件或该第二导电组件。
4.如权利要求3所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管，其特征在于所述反 射层的材料选自于金、金锡合金、金铍合金、金锗合金、氧化铟锡、铝、钼、银、钛、钯、锗、铜、 锌、镍、二氧化硅、二氧化钛及上述任意组合的其中之一。
5.如权利要求1所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管，其特征在于还包含 一绝缘层，其设置于该第一导电组件与该第一基板之间，且连接该第二导电组件。
6.如权利要求5所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管，其特征在于所述绝 缘层的材料选自于二氧化硅、一氧化硅、四氮化硅、氮化物、非晶体半导体及非结晶体半导 体的其中之一。
7.如权利要求5所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管，其特征在于还包含 一反射层，其设置于该第一基板与该绝缘层之间，且连接该第二导电组件。
8.如权利要求7所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管，其特征在于所述反 射层的材料为选自于金、金锡合金、金铍合金、金锗合金、氧化铟锡、铝、钼、银、钛、钯、锗、 铜、锌、镍、二氧化硅、二氧化钛及上述任意组合的其中之一。
9.如权利要求1所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管，其特征在于还包含 一绝缘层，其设置于该第二导电组件与该第一基板之间，且连接该第一导电组件。
10.如权利要求9所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管，其特征在于所述绝 缘层的材料选自于二氧化硅、一氧化硅、四氮化硅、氮化物、非晶体半导体及非结晶体半导 体的其中之一。
11.如权利要求9所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管，其特征在于还包含 一反射层，其设置于该第一基板与该绝缘层之间，且连接该第一导电组件。
12.如权利要求11所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管，其特征在于所述 反射层的材料选自于金、金锡合金、金铍合金、金锗合金、氧化铟锡、铝、钼、银、钛、钯、锗、 铜、锌、镍、二氧化硅、二氧化钛及上述任意组合的其中之一。
13.如权利要求1所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管，其特征在于所述第一接合面与该第二接合面为该发光二极管芯片的一第一电极及一第二电极。
14.如权利要求13所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管，其特征在于所述 第一电极与第二电极分别透过一第一导电体与一第二导电体，以分别连接该第一导电组件 与该第二导电组件。
15.如权利要求14所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管，其特征在于所述 第一导电体与该第二导电体的材料为金、银、铝、锡、锌及上述任意组合的其中之一。
16.如权利要求1所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管，其特征在于所述发 光二极管芯片还设置一第二基板，其设置于该发光二极管装置的最上层。
17.如权利要求16所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管，其特征在于所述 第二基板的材料选自于III-V族的化学元素、II-VI族的化学元素、IV族的化学元素、IV-IV 族的化学元素、非晶体半导体、非结晶体半导体及上述任意组合的其中之一。
18.如权利要求1所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管，其特征在于所述第 一基板的材料选自于III-V族的化学元素、II-VI族的化学元素、IV族的化学元素、IV-IV 族的化学元素、非晶体半导体、非结晶体半导体及上述任意组合的其中之一。
19.如权利要求1所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管，其特征在于所述抗 突波保护层的材料选自于氧化锌、氧化镍、二氧化钛、氧化物、变阻材料、压电材料、铁电材 料、陶瓷材料及上述任意组合的其中之一。
20.如权利要求1所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管，其特征在于所述第 一导电组件与该第二导电组件的材料为金、银、镍、锗、钼、铝、锡、锌、铜及上述任意组合的 其中之一。
21.一种可消除突波与静电的覆晶式发光二极管的制造方法，其包含有形成一第一基板；形成一抗突波保护层于部分该第一基板之上；形成一第一导电组件与一第二导电组件于该第一基板之上，且该抗突波保护层分别连 接该第一导电组件与该第二导电组件；提供一发光二极管芯片于该抗突波保护层的上方，并使该发光二极管芯片的一第一接 合面与一第二接合面垂直向下，以连接该第一导电组件与该第二导电组件；及最后形成一覆晶式发光二极管。
22.如权利要求21所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管的制造方法，其特征 在于所述抗突波保护层还被部分该第一导电组件、部份该第二导电组件或上述的组合所覆盖。
23.如权利要求21所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管的制造方法，其特征 在于所述形成一第一基板的步骤后，还包含一步骤，其形成一绝缘层于该第一基板之中， 且该绝缘层用于驱使该第一导电组件与该第二导电组件绝缘。
24.如权利要求21所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管的制造方法，其特征 在于所述形成一第一基板的步骤后，还包含一步骤，其形成一反射层于该第一基板之上。
25.如权利要求24所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管的制造方法，其特征 在于所述形成一反射层于该第一基板之上的步骤后，还包含一步骤，其形成一绝缘层于部 分该反射层之上。
26.如权利要求21所述的可消除突波与静电的覆晶式发光二极管的制造方法，其特征 在于所述形成抗突波保护层的方法为化学气相磊晶法、有机金属化学气相磊晶法、离子增 强化学气相磊晶法、溅镀法、电子枪蒸镀法或热阻丝蒸镀法。
全文摘要
本发明公开了一种可消除突波与静电的覆晶式发光二极管及其制造方法，其一覆晶式发光二极管封装结构包含有一第一基板、一第一导电组件、一第二导电组件、一抗突波保护层与一发光二极管芯片；制造方法中，首先形成第一基板，接着形成第一导电组件与第二导电组件于第一基板上，然后形成抗突波保护层于第一基板上，且覆盖部分的第一导电组件与第二导电组件，最后利用第一导电组件与第二导电组件接合发光二极管芯片。当发光二极管芯片的偏压电压超过门坎电压时，将让第一导电组件、抗突波保护层与第二导电组件产生电流旁路，以消除突波与静电。
文档编号H01L33/00GK101859816SQ20091005702
公开日2010年10月13日 申请日期2009年4月7日 优先权日2009年4月7日
发明者杨志伟, 潘锡明, 简奉任, 黄国钦 申请人:山东璨圆光电科技有限公司