激光二极管阵列晶粒结构及其封装装置制造方法
【专利摘要】一种激光二极管阵列晶粒结构，其是通过半导体制程在一半导体晶片的作动面上形成包括：以阵列方式排列的多个发光元件、至少一绝缘墙、至少二打线区、以及若干连接电极。该至少一绝缘墙用以将所述发光元件分隔成至少二发光区域。所述打线区分别对应于所述发光区域。所述连接电极分别将各个打线区与其所对应的各个发光区域进行电性连接。各别的发光区域经由所述至少一绝缘墙相互隔离而互不相通，且各别的打线区为独立的电极。
【专利说明】激光二极管阵列晶粒结构及其封装装置
【技术领域】
[0001]本发明为一种激光二极管阵列晶粒结构，尤指一种于同一半导体晶粒上利用至少一绝缘墙将阵列排列的多数个发光元件区分成数组独立的发光区域，且每一个发光区域皆对应有独立且专属的打线区(焊垫)，而各个不同发光区域的打线区相互不导通，藉此达到均光的效果，且通过控制电流大小更可以进一步调整光形的激光二极管阵列晶粒结构。
【背景技术】
[0002]近年来，光通讯技术已逐步成为网络建设的首选结构，人们构想未来的数据传输应该通过全光网进行。为了提高光传输的效能，各类的半导体激光器，例如垂直面射型激光(Vertical Cavity Surface Emitting Laser ;简称 VCSEL)、水平面射型激光(HorizontalCavity Surface Emitting Laser ;简称 HCSEL)、或小角度发光二极管(Resonant CavityLight Emitting Diode ;简称RCLED)等等,也成为业界致力研发的重点。
[0003]请参阅图1所示，为现有激光二极管阵列晶粒的俯视示意图。目前现有的激光二极管阵列晶粒9在同一半导体晶粒91上藉由半导体制程形成了以阵列排列的多个激光二极管92，于该些激光二极管92的一侧边设有一焊垫93并通过一连接电极94进一步将该焊垫93与该些激光二极管92电性连接。但是该些激光二极管92全部共用单一个焊垫93作为打线区，或是数个相互直接导通的焊垫(图中未示)，所以实质上仍属于同一打线区。然而却造成单一个焊垫93或同一打线区的该些激光二极管92所注入的电流的均匀性较差，例如较接近焊垫93的激光二极管92与最远离焊垫93的激光二极管92所接受到的电流衰减程度或稳定性将有差异，如此将容易产生光功率不均匀的问题。此外，由于所有的激光二极管92共用一个焊垫，所以具有一个等效的共振腔，因此每个激光二极管内所产生的光子仍具有很强的同调性(Coherence)，也因如此，现有技术的激光二极管阵列晶粒9于发光时光形会类似单一颗激光二极管92的光形，即光形呈现同心圆形状。
[0004]尤其，现今在单一半导体雷射晶粒上所设置的雷射元件数量已扩增到8x8共64个甚至于16x16共256个之多。现有半导体雷射晶粒在封装到一发光模块时，多半是通过打线(wire bond)制程的方式，将位于半导体雷射晶粒上的焊垫(打线区)通过金线的打线制程连接至位于发光模块的基座上的单一电极区或电极引脚(Stem)上。然而，由于激光光具有高同调性的特色，且输入的电流也会因该激光元件数量越多就越趋于不稳定，而距离焊垫较远与较近的不同的激光元件所输入的电流衰减程度不均匀的现象，这样常会导致该些激光元件所发出的光亮度不一致、产生发光效率变差而有待进一步改良。
【发明内容】
[0005]本发明的第一目的在于提供一种激光二极管阵列晶粒结构及其封装装置，利用至少一绝缘墙将阵列排列的多数个发光元件区分成数组独立的发光区域并分别供电，如此，可改善发光功率不均匀及同心圆光形等问题。
[0006]本发明的第二目的在于提供一种激光二极管阵列晶粒结构，针对所区隔的不同发光区域调整其所施加的电流来进一步达到调整光形的目的。
[0007]—种激光二极管阵列晶粒结构及其封装装置，其通过由半导体制程所切割成多个半导体晶粒的各个作动面上形成包括:以阵列方式排列的多个发光元件、至少一绝缘墙、至少二打线区、以及若干连接电极。于一实施例中，该发光元件可为下列其中之一:垂直面射型激光(VCSEL)元件、水平面射型激光(HCSEL)元件或小角度发光二极体(RCLED)元件。
[0008]该至少一绝缘墙设置于该半导体晶粒的该作动面上，用以将该些发光元件分隔成至少二发光区域。该些打线区位于该作动面上且分别对应于该些发光区域。该些连接电极分别将各个该打线区与其所对应的各个该发光区域进行电性连接，且该半导体晶粒的底面分别与该些打线区为不同的电极属性，而各个打线区为独立且相同的电极属性，且可供来自外界的电源来针对各个打线区独立供电。
[0009]各个该发光区域经由该至少一绝缘墙相互隔离而互不相通。且于一实施例中，本发明更可针对各个不同的发光区域或是单一的发光区域输入不同的电流强度，可进一步控制该些发光区域进行不同亮度的调整。此外，也通过不同的发光区域内所分别包含的该些发光元件的数量多寡以及排列方式来改善单焊垫元件电流分配不均匀的问题，并可以调整各个发光区域发光亮度来调整光形。
[0010]本发明的有益效果在于，通过本发明提出的激光二极管阵列晶粒结构及其封装装置，可以达到均光的效果，同时通过控制电流大小更可以进一步调整光形。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为现有激光二极管阵列晶粒结构的俯视示意图。
[0012]图2为本发明激光二极管阵列晶粒结构第一实施例的俯视示意图。
[0013]图3为本发明激光二极管阵列晶粒结构第二实施例的俯视示意图。
[0014]图4为本发明激光二极管阵列晶粒结构第三实施例的俯视示意图。
[0015]图5为本发明激光二极管阵列晶粒结构第四实施例的俯视示意图。
[0016]图6为本发明具有激光二极管阵列晶粒结构的封装装置的俯视示意图。
[0017]附图标记说明:l、la、lb、lc_激光二极管阵列晶粒结构；ll、lla、llb、llc_半导体晶粒；111-作动面；112-底面；12、12a、12b、12c-发光元件；13、13a、13b、13c_ 绝缘墙；
[0018]14、14 I ?14V、14a I ?14aVD1、14b I ?14bIV、14c I ?14c V -打线区；15、15 I?15V、15a I?15a珊、15b I?15b IV、15c I?15c V -发光区域；16_连接电极；
2-电路基板；3_金属基座；31_承载面；32_第一电极区；33_第二电极区；34_绝缘结构；35-第三电极区；4_导电胶；5_金属线；6-引脚；9_激光二极管阵列晶粒；91_半导体晶粒；92-激光二极管；93_焊垫；94_连接电极；10_具有激光二极管阵列晶粒结构的封装装置。
【具体实施方式】
[0019]为了能更清楚地描述本发明所提出的激光二极管阵列晶粒结构以及具有该激光二极管阵列晶粒结构的封装装置，以下将配合图式详细说明。
[0020]请参阅图2所示，为本发明激光二极管阵列晶粒结构第一实施例的俯视示意图。于本第一实施例中，该激光二极管阵列晶粒结构I通过半导体制程在一半导体晶粒11的作动面111上形成包括有:多个发光元件12、至少一绝缘墙13、至少二打线区14、以及若干连接电极16。如图二所示，本发明第一实施例为8X8阵列的该发光元件12所构成的激光二极管阵列晶粒结构1，其中，定义有一 X/Y座标轴数值(x，y)以对应标示该些以阵列排列的发光元件12的位置。
[0021]于本发明中，该激光二极管阵列晶粒结构I是通过半导体制程在一 I I 1-V族化合物半导体的晶圆上磊晶多层结构，然后在此磊晶片上制作出多个半导体晶粒后，再切割成多个独立的该半导体晶粒11，使每一个该半导体晶粒11都分别具有前述的多个发光元件12、至少一绝缘墙13、至少二打线区14、以及若干连接电极16等元件。由于此所述用来在半导体晶粒11或磊晶片上形成多个发光元件12的半导体制程的具体细节为现有技术且非属本发明主要技术特征，所以不予赘述。
[0022]该半导体晶粒11的上下两相对表面分别是该作动面111及一底面112。于本发明中，该底面112设有一金属电极层，且该底面112的电极层的电极属性(N电极与(或)P电极)与位于该作动面111上的该些打线区14的电极属性不相同。于第一实施例中，该些打线区14同为P电极的焊垫，而该半导体晶粒11的该底面112则为N电极。
[0023]以图2所示的第一实施例来说，该些发光元件12为8X8阵列共64颗所排列成一四边形并设置于该半导体晶粒11的作动面111上，且该些打线区14的数量为五个且分别环绕于该四边形的侧边上。该发光元件12亦可以是16X 16阵列共256颗(图中未示)的方式所构成的阵列排列。于一实施例中，该发光元件12为下列其中之一:垂直面射型激光(VCSEL)元件、水平面射型激光(HCSEL)元件、或小角度发光二极管(RCLED)元件，但是，在另一实施例中，该发光元件12也可以是其他种类的发光元件。
[0024]该至少一绝缘墙13设置于该半导体晶粒11上，用以将该些发光元件12加以绝缘区隔以形成至少二个以上的发光区域15。并且，位于该作动面111上的各个发光区域15经由该绝缘墙13相互绝缘而互不相通。该些发光区域15内各自所包含的发光元件12可以是相同或不同数量所组成。并且，在一实施例中，针对各个不同的发光区域15或是针对单一的发光区域15可以输入不同的电流强度，可进一步控制该些发光区域15进行不同亮度的调整。此外，也可藉由不同的发光区域15内所分别包含的该些发光元件12的数量多寡以及排列方式不同，进一步形成多变换的光形模式，通过控制该些发光区域15进行不同亮度的调整及该些发光元件12的数量多寡以及排列方式不同来破坏激光元件的各发光区光子的同调性以达到呈现不同的光形分布及改善因激光共振腔中光子的同调性太强所造成同心圆光形的现象。于第一实施例中，该些发光元件12通过该至少一绝缘墙13分别于该半导体晶粒11区隔出五个发光区域15 I?15 V，且各别通过五个连接电极16分别将五个发光区域15 I?15 V与其对应的五个独立且互不相通的该打线区14 I?14 V加以电性连接。
[0025]该些打线区14 I?14 V分别为一导电的金属焊垫所构成，并位于该半导体晶粒11的该作动面111上的预设位置处。该些打线区14 I?14 V分别对应于各自专属的该发光区域15 I?15 V，且各个打线区14 I?14 V分别为独立的电极属性(P电极)，并与其对应的该发光区域15 I?15 V内的该发光元件12电性连接。换句话说，各个打线区
14I?14 V分别经该连接电极16连接之后分别与所对应的该发光区域15 I?15 V为相同的电极属性(P电极)。也就是说，通过该绝缘墙13将各个发光区域15 I?15 V之间进行绝缘处理，使该些发光区域15 I?15 V仅与所对应的该打线区14 I?14 V进行电性连接，形成将电流通过该些打线区14 I?14 V分别注入于所对应的独立的该些发光区域15 I?15 V内，以提供各个发光区域15 I?15 V内的多个发光元件12进行作动。
[0026]此外，由于该些发光区域15 I?15 V内各自所包含的发光元件12数量的差异、设置位置的不同、以及针对不同的发光区域15 I?15 V输入不同的电流大小，可进一步控制并调整特定的该发光区域15 I?15 V进行明亮度以及光形的调整，藉此可改善该发光元件12阵列整体的发光均匀性，进而达到呈现不同的光形分布，以提供特殊的光学效果；同时亦可消除现有单一打线区(焊垫)因输入发光元件12电流不均匀造成发光效率差及单一打线区(焊垫)造成激光共振腔的光子同调性强所造成同心圆光形的现象。
[0027]进一步说，本发明第一实施例的激光二极管阵列晶粒结构I各个发光区域15 I?15 V的位置所分别对应于该X/Y座标轴的数值(x，y)如下:
[0028]发光区域15 1: (3?6,3?6);
[0029]发光区域15 I1: (I ?2,1 ?4)、(3 ?4,1 ?2);
[0030]发光区域15 II1:(1 ?2，5 ?8)、(3 ?4，7 ?8);
[0031]发光区域15 IV:(5?8，7?8)、(7?8，5?6);以及
[0032]发光区域15 V: (5 ?8，I ?2)、(7 ?8，3 ?4)。
[0033]由上述座标位置可得知，该发光区域15 I分别位于该15 II?15 V所环绕的中央处，且该些发光区域15 I?15 V分别通过各自的连接电极16与独立且互不相通的该些打线区14 I?14 V电性连接；其中，该些打线区14 I?14 V与该些发光元件12阵列的相对位置如下:
[0034]该发光区域15 I所对应的打线区14 I位于该些发光元件12阵列的下方；
[0035]该发光区域15 II所对应的打线区14 II位于该些发光元件12阵列的左侧；
[0036]该发光区域15 III所对应的打线区14 III位于该些发光元件12阵列的上方左侧；
[0037]该发光区域15 IV所对应的打线区14 IV位于该些发光元件12阵列的上方右侧；以及
[0038]该发光区域15 V所对应的打线区14 V位于该些发光元件12阵列的右侧。
[0039]举例来说，针对以上述第一实施例的各个不同的打线区14 I?14 V可分别通过该连接电极16进行不同程度大小的电流输入，以致使该些打线区14 I?14 V所各自电性连接的该些发光区域15 I?15 V进行不同程度的照明亮度，以达到产生不同的光形呈现。当输入该打线区14 I的电流大于输入该打线区14 II?14 V的电流，使位于发光区域15 I内的每一发光兀件12所接受的电流大于位于其他发光区域15 II?15 V中的每一发光兀件12所接受的电流时，将导致该发光区域15 I的亮度会大于该些发光区域15 II?15 V的亮度，藉以呈现亮度大致集中于中央处dev该发光区域15 I，而相较于围绕该发光区域
15I的其他该些发光区域15 II?15 V的亮度较强，遂形成一种类似聚光的照明效果的光形。相反的，当输入该些打线区14 II?14 V的电流大于输入该打线区14 I的电流时，致使该些发光区域15 II?15 V的亮度会大于该发光区域15 I的亮度，藉以呈现亮度大致集中于该些发光区域15 II?15 V，而相较于该些发光区域15 II?15 V所围绕的该发光区域15 I的亮度较强，遂形成一种类似光环的照明效果的光形。
[0040]以下所述的本发明其他较佳实施例中，因大部份的元件均相同或类似于前述实施例，因此相同的元件将直接给予相同的名称及编号，且对于类似的元件则给予相同名称但在原编号后另增加一英文字母以资区别且不予赘述，合先叙明。
[0041]请参阅图3所示，为本发明激光二极管阵列晶粒结构第二实施例的俯视示意图。本发明的第二实施例的激光二极管阵列晶粒结构与前述第一实施例的不同点在于，此实施例具有八个发光区15a I?15a VDI中的每个发光区都有相同数量的发光元件12a，但是各个发光区的几何形状不完全相同；相较于具有完全相同几何形状的多个发光区来说，本实施例藉由使各个发光区的几何形状不完全相同，将可更有效避免因激光共振腔的光子同调性强所造成的同心圆光形现象。如图3所示的本发明第二实施例的激光二极管阵列晶粒结构la，其中，该些发光元件12a通过该绝缘墙13a分别于该半导体晶粒Ila上区隔出八个发光区域15a I?15a珊，且分别通过八个连接电极16与八个独立且互不相通的该打线区14a I?14a VDI电性连接。
[0042]于本第二实施例中，由该绝缘墙13a所隔绝出各个发光区域15a I?15a VDI的位置所分别对应于该X/Y座标轴的数值(X，y)如下:
[0043]发光区域15a 1: (2 ?3, 3 ?5)、(4,4 ?5);
[0044]发光区域15a I1: (5 ?6,4 ?6)、(7,4 ?5);
[0045]发光区域15a II1: (I ?4,1 )、( I ?3,2)、(1,3)；
[0046]发光区域15a IV:(1,4 ?8)、(2,6 ?8);
[0047]发光区域15a V: (3 ?4,6 ?8)、(5, 7 ?8);
[0048]发光区域15a V1:(6,7 ?8)、(7 ?8,6 ?8)；
[0049]发光区域15a VI1:(7，1 ?3)、(8，I ?5);以及
[0050]发光区域15a 珊:(4,2?3)、(5?6,1?3)。
[0051]由上述座标位置可得知，该发光区域15a 1、15a II大致分别位于该发光区域15a III?15a VDI所环绕的中央处，且该些发光区域15a I?15a VDI分别通过各自的连接电极16与独立且互不相通的该些打线区14a I?14a VDI电性连接。其中，该些打线区14a I?14a VDI与该些发光元件12a阵列的相对位置如下:
[0052]该发光区域15a I所对应的打线区14a I位于该些发光元件12a阵列的左侧下方；
[0053]该发光区域15a II所对应的打线区14a II位于该些发光元件12a阵列的上方右侧；
[0054]该发光区域15a III所对应的打线区14a III位于该些发光元件12a阵列的下方左侧；
[0055]该发光区域15a IV所对应的打线区14a IV位于该些发光元件12a阵列的左侧上方；
[0056]该发光区域15a V所对应的打线区14a V位于该些发光元件12a阵列的上方左侧；
[0057]该发光区域15a VI所对应的打线区14a VI位于该些发光元件12a阵列的右侧上方；
[0058]该发光区域15a VII所对应的打线区14a VII位于该些发光元件12a阵列的右侧下方；以及
[0059]该发光区域15a VDI所对应的打线区14a VDI位于该些发光元件12a阵列的下方右侧。
[0060]请参阅图4所示，为本发明激光二极管阵列晶粒结构第三实施例的俯视示意图。本发明的第三实施例的激光二极管阵列晶粒结构与前述第一实施例的不同点在于，此实施例具有较少的四个发光区15b I?15b IV，每个发光区都有相同但数量较多的发光元件12b，但各个发光区的几何形状不完全相同；相较于具有完全相同几何形状的多个发光区来说，本实施例通过使各个发光区的几何形状不完全相同，将可更有效避免因激光共振腔的光子同调性强所造成的同心圆光形现象。如图4所示的本发明第三实施例的激光二极管阵列晶粒结构lb，其中，该些发光元件12b通过该绝缘墙13b分别于该半导体晶粒Ilb上区隔出四个发光区域15b I?15b IV，且分别通过四个连接电极16与四个独立且互不相通的该打线区14b I?14b IV电性连接。
[0061]于本第三实施例中，由该绝缘墙13b所隔绝出各个发光区域15b I?15b IV的位置所分别对应于该X/Y座标轴的数值(X，y)如下:
[0062]发光区域15b 1: (3 ?4,4 ?6)、(5, 3 ?6)、(6, 3 ?8);
[0063]发光区域15b I1:(1 ?6,1 ?2)、(I ?4, 3);
[0064]发光区域15b II1:(I?2,4?8)、(3?5, 7?8);以及
[0065]发光区域15b IV: (7 ?8,1 ?8)。
[0066]由上述座标位置可得知，该发光区域15b I大致分别位于该发光区域15b II?15b IV所环绕的中央处，且该些发光区域15b I?15b IV分别通过各自的连接电极16与独立且互不相通的该些打线区14b I?14b IV电性连接；其中，该些打线区14b I?14b IV与该些发光元件12b阵列的相对位置如下:
[0067]该发光区域15b I所对应的打线区14b I位于该些发光元件12b阵列的左侧；
[0068]该发光区域15b II所对应的打线区14b II位于该些发光元件12b阵列的下方；
[0069]该发光区域15b III所对应的打线区14b III位于该些发光元件12b阵列的上方；以及
[0070]该发光区域15b IV所对应的打线区14b IV位于该些发光元件12b阵列的右侧。
[0071]请参阅图5所示，为本发明激光二极管阵列晶粒结构第四实施例的俯视示意图。本发明的第四实施例的激光二极管阵列晶粒结构与前述第一实施例的不同点在于，此实施例具有较少的五个发光区15c I?15c V，各个发光区中发光元件12c的数量与几何形状不完全相同；相较于具有完全相同几何形状的多个发光区来说，本实施例通过使各个发光区的几何形状不完全相同，将可更有效避免因激光共振腔的光子同调性强所造成的同心圆光形现象。如图5所示的本发明第四实施例的激光二极管阵列晶粒结构lc，其中，该些发光元件12c通过该绝缘墙13c分别于该半导体晶粒Ilc上区隔出五个发光区域15c I?15c V，且分别通过五个连接电极16与五个独立且互不相通的该打线区14c I?14c V电性连接。
[0072]于本第四实施例中，由该绝缘墙13c所隔绝出各个发光区域15c I?15c V的位置所分别对应于该X/Y座标轴的数值(X，y)如下:
[0073]发光区域15c 1:(2 ?8，1)、(3 ?8，2)、(4 ?6，3);
[0074]发光区域15c I1:(1,1 ?8)、(2，2 ?7)、(3，3 ?6);
[0075]发光区域15c II1: (2 ?5,8)、(3 ?5, 7)、(4 ?5,6)；[0076]发光区域15c IV:(6?8，6?8);以及
[0077]发光区域15c V:(4 ?8，4 ?5)、(7 ?8，3)。
[0078]由上述座标位置可得知，该发光区域15CII1、15CIV大致分别位于该发光区域15c I1、15c V的上方处,而该发光区域15c I大致位于该发光区域15c I1、15c V的下方处，且该些发光区域15c I?15c V分别通过各自的连接电极16与独立且互不相通的该些打线区14c I?14c V电性连接；其中，该些打线区14c I?14c V与该些发光元件12c阵列的相对位置如下:
[0079]该发光区域15c I所对应的打线区14c I位于该些发光元件12c阵列的下方；
[0080]该发光区域15c II所对应的打线区14c II位于该些发光元件12c阵列的左侧；
[0081]该发光区域15c III所对应的打线区14c III位于该些发光元件12c阵列的上方左侧；
[0082]该发光区域15c IV所对应的打线区14c IV位于该些发光元件12c阵列的上方右侧；以及
[0083]该发光区域15c V所对应的打线区14c V位于该些发光元件12c阵列的右侧。
[0084]请参阅图6所示，为本发明具有激光二极管阵列晶粒结构的封装装置的俯视示意图。于本实施例中，利用如图2所示以8X8阵列的发光元件12所构成的该激光二极管阵列晶粒结构I加以封装成一具有激光二极管阵列晶粒结构的封装装置10。其中，该封装装置10包括有一电路基板2，且该激光二极管阵列晶粒结构I位于该电路基板2之上。
[0085]于本实施例中，该具有激光二极管阵列晶粒结构的封装装置10包括有:本发明的该激光二极管阵列晶粒结构I (也就是该半导体晶粒11)、该电路基板2、一金属基座3、一导电胶4、以及若干金属线5。于该激光二极管阵列晶粒结构I的该半导体晶粒11上更通过半导体制程而形成包括有:多个发光元件12、至少一绝缘墙13、至少二打线区14、至少二发光区域15、以及若干连接电极16。该电路基板2用以承载该金属基座3，且于电路基板2的下方或旁侧设置有可与外界的印刷电路板(图中未示)电性连接的引脚6 (Leads)、引脚(Stems)、插针(Pins)或端子(Terminals)等(图六未示)。于本发明实施例中，该电路基板2可以是低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic ;简称LTCC)基板、高温共烧陶瓷(High Temperature Co-fired Ceramic ;简称HTCC)基板、或是塑胶基板其中之一为较佳。
[0086]该金属基座3结合于该电路基板2上，其具有一承载面31，并于该承载面31上设置有该激光二极管阵列晶粒结构I与金属线5等元件。于图6所示的实施例中，该金属基座3上设有一第一电极区32、至少一第二电极区33、以及至少一第三电极区35。该第一电极区32是与激光二极管阵列晶粒结构I的该底面112接触且其面积大于该激光二极管阵列晶粒结构I面积，其与该半导体晶粒11的底面112之间涂设有导电胶4与该底面112与第一电极区32两者电性连接。换句话说，整个金属基座3将因为该第一电极区32与该半导体晶粒11的该底面112相接触而成为接地的N电极，而另外该些第二电极区33的区域则是独立且互不相通的P电极。于本实施例中，该导电胶4可以为锡膏为较佳。本发明藉由导热性佳的锡膏作为导电胶4来粘着该激光二极管阵列晶粒结构I与金属基座3的第一电极区32，相较于现有技术采用银胶的粘着方式可具有更良好的导热与散热效果。
[0087]于作实施例中，该金属基座3是以铜、铝、金、铜合金、铝合金、或金合金其中之一所构成；并且，在金属基座3上表面的第一电极区32、第二电极区33、及或第三电极区35的区域可选择性地以电镀、印刷或沈积制程形成一层银、铜或金或其合金，来增进该区域的导电性与打线时的附着力。本发明以铜、铝、金或其合金所制成的该金属基座3，相较于一般现有镍铁合金的基座可具有更良好的导热与散热效果。该第一电极区32分别与该些第二电极区33之间通过一绝缘结构34加以电性隔离；相同的，该第一电极区32分别与该些第三电极区35之间亦通过该绝缘结构34加以电性隔离。本发明该些第二电极区33以及该些第三电极区35分别为三个独立的电极区，并大致位于该激光二极管阵列晶粒结构I的上、下侧附近处。以上所述的绝缘结构34则可以是绝缘漆、陶瓷、或是其他绝缘材料其中之一。
[0088]进一步说，本发明具有激光二极管阵列晶粒结构的封装装置10的五个第二电极区33 (P电极)位于该激光二极管阵列晶粒结构I的左上侧、正上左侧、正上右侧、右上侧、以及正下；其中，左上侧、以及右上侧的两个第二电极区33都是呈一 L形结构且其位置恰对应于该激光二极管阵列晶粒结构I的角落。各个第二电极区33 (P电极)分别通过金属线5的打线制程与该激光二极管阵列晶粒结构I上各个打线区14加以电性连接。另外，与左上侧与右上侧的两个第二电极区33 (P电极)相对应的二个第三电极区35 (N电极)分别位于该激光二极管阵列晶粒结构I的左下、及右下侧，其与第一电极区32之间都是通过金属线5的打线制程加以电性连接。其中，位于该激光二极管阵列晶粒结构I左下侧以及右下侧的两个第三电极区35都是呈一 L形结构且其位置恰对应于该激光二极管阵列晶粒结构I的角落。
[0089]于图6所示，该若干金属线5通过打线制程分别连接于各个打线区14与该些第二电极区33之间、以及各个第三电极区35与该第一电极区32之间；其中，该金属线5可以是金线为较佳。于本实施例中，进行打线制程时可自该激光二极管阵列晶粒结构I上的该些打线区14分别通过该金属线5朝向左上侧、正上左侧、正上右侧、右上侧、以及正下的该第二电极区33方向延伸并予以电性连接，即使金属线5的数量很多也不会跨越过发光元件12阵列的上方，当然也不会遮住发光元件12所投射的光。
[0090]本发明具有该激光二极管阵列晶粒结构的封装装置10更包括有若干引脚6自该电路基板2延伸出，并且，该些引脚6通过电路基板2而分别电性连接于第二电极区33 (P电极)或第三电极区35 (N电极)与第一电极区32 (N电极)其中之一。通过此种引脚6结构，可使本发明的具有该激光二极管阵列晶粒结构的封装装置10适用于表面接着装置(Surface Mount Device ;简称SMD)的【技术领域】上。此外,也由于本发明实施例中提供了相对较大面积的第二电极区33、以及该激光二极管阵列晶粒结构I独立且互不相通的多个打线区14，因此不仅可以有效分散该发光元件12阵列所产生的热量，更具有针对不同的打线区14施以不同大小的电流所呈现特殊的光形的效果。再加上本发明的具有该激光二极管阵列晶粒结构的封装装置10的结构可容许使用更多的金属线5来传导电源信号，所以更具有电流分流、电阻下降、电路布局(Layout)的设计容易且有弹性、以及降低产生的热量等优点。
[0091]唯以上所述的实施例不应用于限制本发明的可应用范围，本发明的保护范围应以本发明的申请专利范围内容所界定技术精神及其均等变化所含括的范围为主。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化及修饰，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围，故都应视为本发明的进一步实施状况。
【权利要求】
1.一种激光二极管阵列晶粒结构，其通过半导体制程在一半导体晶粒的作动面上形成包括: 多个发光元件，排列于所述作动面上； 至少一绝缘墙，设置于所述作动面上，用以将所述发光元件分隔成至少二发光区域； 至少二打线区，位于所述作动面上且分别对应于所述发光区域；以及 若干连接电极，分别将各个所述打线区与其所对应的各个所述发光区域进行电性连接; 其中，各个所述发光区域经由所述绝缘墙相互绝缘而互不相通，并且，所述半导体晶粒的底面设有一电极层，且所述底面的电极属性与所述打线区的电极属性不相同，而各个打线区分别独立且具有相同的电极属性。
2.根据权利要求1所述的激光二极管阵列晶粒结构，其特征在于，所述多个发光元件为下列其中之一:垂直面射型雷射元件、水平面射型雷射元件或小角度发光二极体元件。
3.根据权利要求1所述的激光二极管阵列晶粒结构，其特征在于，在所述至少二发光区域中，各个所述发光 区的几何形状不完全相同。
4.根据权利要求1所述的激光二极管阵列晶粒结构，其特征在于，所述发光区域内各自所包含的发光元件数量不完全相同，且针对不同的发光区域输入不同的电流可进一步控制所述发光区域进行不同亮度的调整。
5.一种具有激光二极管阵列晶粒结构的封装装置，其特征在于，包括有: 一金属基座，其具有一承载面，于所述承载面上设有一第一电极区、至少一第二电极区、以及至少一第三电极区； 一绝缘结构，将所述第一电极区与各个所述第二电极区之间加以电性隔离、以及将所述第一电极区与各个所述第三电极区之间加以电性隔离； 一半导体晶粒，通过半导体制程所切割成多个半导体晶粒的作动面上形成包括有:多个发光元件排列于所述作动面上、至少一绝缘墙、至少二打线区、及若干连接电极；所述至少一绝缘墙设置于所述作动面上用以将所述发光元件分隔成至少二发光区域；所述至少二打线区位于所述作动面上且分别对应于所述发光区域；所述若干连接电极分别将各个所述打线区与其所对应的各个所述发光区域进行电性连接； 一导电胶，设置于所述半导体晶粒的底面与第一电极区之间，使所述半导体晶粒的底面与所述第一电极区两者电性连接；以及 若干金属线，分别连接于所述至少二打线区中的至少其中之一与所述至少一第二电极区之间、以及连接于所述第一电极区与所述至少一第三电极区之间； 其中，各个所述发光区域经由所述绝缘墙相互绝缘而互不相通，且所述底面的电极属性与所述至少二打线区的电极属性不相同，而各个所述打线区分别独立且具有相同的电极属性。
6.根据权利要求5所述的具有激光二极管阵列晶粒结构的封装装置，其特征在于，所述金属基座是以铜、铝、金或其合金其中之一所构成；其中，所述发光元件为下列其中之一:垂直面射型激光元件、水平面射型激光元件或小角度发光二极体元件。
7.根据权利要求5所述的具有激光二极管阵列晶粒结构的封装装置，其特征在于，在所述至少二发光区域中，各个所述发光区的几何形状不完全相同。
8.根据权利要求5所述的具有激光二极管阵列晶粒结构的封装装置，其特征在于，所述发光区域内各自所包含的发光元件数量不完全相同，且针对不同的发光区域输入不同的电流可进一步控制所述发光区域进行不同亮度的调整。
9.根据权利要求5所述的具有激光二极管阵列晶粒结构的封装装置，其特征在于，更包括有一电路基板，所述金属基座是结合于所述电路基板上；其中，所述电路基板是低温共烧陶瓷基板、高温共烧陶瓷基板或塑胶基板其中之
10.根据权利要求9所述的具有激光二极管阵列晶粒结构的封装装置，其特征在于，更包括有若干引脚自所述电路基板延伸出，并且，所述引脚分别电性连接于第二电极区或第三电极区与第一电极区其中之一。`
【文档编号】H01S5/02GK103427333SQ201210162782
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年5月23日 优先权日:2012年5月23日
【发明者】潘金山, 陈志诚, 谢修铭 申请人:光环科技股份有限公司