一种发光二极管装置及其制造方法与流程

本发明实施例是关于一种发光二极管装置，特别是一种具有导电延伸结构的发光二极管装置。

背景技术：

发光二极管(led)本质上为一种具有p-n接面(p-njunction)的二极管，通过元件作用时电子空穴对的复合造成光子的放射。此外，发光二极管具有节能省电、寿命周期长及环保等优点，故为近年来发展蓬勃的产业之一。一般而言，因应光源系统及使用目的的不同发光二极管可具有不同的封装体结构，例如垂直led(lampled)、表面粘着型led(smdled)及覆晶led(flipchipled)；或通过出光面大致可分为侧视式led(sideviewled)及顶视式led(topviewled)。

侧视式led封装体，典型是以树脂或陶瓷制成且开口位于侧表面，此开口是用于提供led晶片的安装区域，使得激发光可于侧向发射。已知侧视式led还包含导线架延伸至封装体下方，其散热途径仅限于作为导线架中电接触表面的部分的外部导线，难以显著地散逸led晶片产生的热量。有鉴于此，开发一种具有较高表现同时维持低成本的led封装体为当前亟欲解决的问题。

技术实现要素：

本发明的一态样是提供一种发光二极管装置，包含框体、第一导电延伸结构以及一第二导电延伸结构以及发光二极管晶片。框体包含上表面、底部、位于底部相对侧的凹部、以及彼此相对的第一侧面和第二侧面。第一导电延伸结构以及第二导电延伸结构位于框体内，其中第一导电延伸结构及第二导电延伸结构由框体的第一侧面延伸到框体的第二侧面，且框体包覆第一导电延伸结构及第二导电延伸结构各自的左侧面、右侧面、顶面与底面。发光二极管晶片设置于凹部，且发光二极管晶片包含第一导电垫以及第二导电垫分别接触第一导电延伸结构及第二导电延伸结构的顶面。

根据本发明的一些实施方式，发光二极管装置进一步包含波长转换层设置于凹部中发光二极管晶片之上。

根据本发明的一些实施方式，波长转换层具有出光面与框体的上表面共平面。

根据本发明的一些实施方式，发光二极管装置进一步包含波长转换层，其中波长转换层覆盖发光二极管晶片以及框体的上表面。

根据本发明的一些实施方式，发光二极管装置还包含彼此相对的第三侧面及第四侧面，且第一导电延伸结构及第二导电延伸结构分别延伸至第三侧面及第四侧面。

根据本发明的一些实施方式，第一导电延伸结构的左侧面朝第三侧面延伸及/或第二导电延伸结构的右侧面朝第四侧面延伸。

根据本发明的一些实施方式，第一导电延伸结构的左侧面凸出于第三侧面及/或第二导电延伸结构的右侧面凸出于第四侧面。

根据本发明的一些实施方式，框体包含tio2。

根据本发明的一些实施方式，第一导电延伸结构及第二导电延伸结构的材料相同。

根据本发明的一些实施方式，波长转换层包含至少一种荧光材料。

本发明的另一态样是提供一种制造发光二极管装置的方法，包含提供或接收第一发光二极管晶片以及第二发光二极管晶片，其中第一及第二发光二极管晶片各自包含第一导电垫以及第二导电垫；配置第一及第二发光二极管晶片于载板上，其中这些第一导电垫及这些第二导电垫毗邻载板，且第一发光二极管晶片与第二发光二极管晶片之间存在第一间隙；形成第一框胶于载板上，第一框胶填满第一间隙；移除载板，使第一发光二极管晶片、第二发光二极管晶片以及第一框胶形成中间结构；形成第一导电延伸层以及第二导电延伸层于中间结构上，其中第一导电延伸层由第一发光二极管晶片的第一导电垫经由第一框胶延伸到第二发光二极管晶片的第一导电垫，且第二导电延伸层由第一发光二极管晶片的第二导电垫经由第一框胶延伸到第二发光二极管晶片的第二导电垫；形成第二框胶覆盖中间结构、第一导电延伸层以及第二导电延伸层；沿着第一发光二极管晶片与第二发光二极管晶片之间的第一切割区域切割第一框胶、第二框胶、第一导电延伸层以及第二导电延伸层，而形成第一切割面，其中第一切割面暴露出第一导电延伸层的截断面以及第二导电延伸层的截断面。

根据本发明的一些实施方式，形成第一框胶于载板上包含形成第一框胶材料覆盖第一发光二极管晶片以及第二发光二极管晶片；以及研磨第一框胶材料以露出第一发光二极管晶片以及第二发光二极管晶片。

根据本发明的一些实施方式，其中在移除载板之前，还包含形成第一荧光层以及第二荧光层于第一发光二极管晶片及第二发光二极管晶片之上，其中第一荧光层与第二荧光层之间存在间距；以及形成第三框胶于间距中。

根据本发明的一些实施方式，其中提供或接收第一发光二极管晶片以及第二发光二极管晶片的步骤还包含提供第三发光二极管晶片，其中第三发光二极管晶片包含第三导电垫；其中配置第一发光二极管晶片及第二发光二极管晶片于载板上的步骤还包含配置第三发光二极管晶片于载板上，第三发光二极管晶片配置于第一发光二极管晶片的一侧，且第三发光二极管晶片与第一发光二极管晶片之间存在第二间隙，第二间隙的长边方向实质上垂直于第一间隙的长边方向。

根据本发明的一些实施方式，其中形成第一框胶于载板上的步骤中，第一框胶填满第二间隙；其中移除载板以形成中间结构的步骤中，中间结构还包含第三发光二极管晶片。

根据本发明的一些实施方式，其中形成第一导电延伸层以及第二导电延伸层的步骤中，第二导电延伸层沿第一间隙的长边方向朝向第三发光二极管晶片的第三导电垫延伸，且未覆盖第三导电垫。

根据本发明的一些实施方式，其中形成第一导电延伸层以及第二导电延伸层的步骤中，第二导电延伸层延伸到第三发光二极管晶片的第三导电垫。

根据本发明的一些实施方式，制造发光二极管装置的方法还包含沿着第一发光二极管晶片与第三发光二极管晶片之间的第二切割区域切割第一框胶、第二框胶、第一导电延伸层以及第二导电延伸层，而形成第二切割面，其中第二切割面暴露出第二导电延伸层的另一截断面。

附图说明

当结合附图阅读以下详细描述时将更好地理解本揭露内容的态样。但须注意依照本产业的标准做法，各种特征未按照比例绘制。事实上，各种特征的尺寸为了清楚的讨论而可被任意放大或缩小。

图1、图4、图7、图10、图12及图19是根据一些实施方式，绘示一种发光二极管装置在各种不同制造阶段的俯视示意图；

图2、图5、图8、图11、图13绘示图1、图4、图7、图10、图12沿线段a-a’的剖面示意图；

图3、图6、图9、图14、图20是根据一些实施方式，绘示一种发光二极管装置在各种不同制造阶段的剖面示意图；

图15a至图15c是根据一些实施方式，绘示一种发光二极管装置的立体示意图。

图16a至图16c是根据一些实施方式，绘示一种发光二极管装置的立体示意图。

图17a至图17c是根据一些实施方式，绘示一种发光二极管装置的立体示意图。

图18a至图18c是根据一些实施方式，绘示一种发光二极管装置的立体示意图。

具体实施方式

本揭露接下来将会提供许多不同的实施方式或实施例以实施本揭露中不同的特征。各特定实施例中的组成及配置将会在以下作描述以简化本揭露。这些为实施例仅作为式范并非用于限定本揭露。例如，一第一元件形成于一第二元件“上方”或“之上”可包含实施例中的第一元件与第二元件直接接触，亦可包含第一元件与第二元件之间更有其他额外元件使第一元件与第二元件无直接接触。此外，在本揭露各种不同的范例中，将重复地使用元件符号及/或字母。此重复乃为了简化与清晰的目的，而其本身并不决定各种实施例及/或结构配置之间的关系。此外，各种特征乃为了简化与清晰可能会依不同比例做绘制。

更进一步，像是“之下”、“下面”、“较低”、“上面”、“较高”、以及其他类似的相对空间关系的用语，可用于此处以便描述附图中一元件或特征与另一元件或特征之间的关系。该等相对空间关系的用语乃为了涵盖除了附图所描述的方向以外，装置于使用或操作中的各种不同的方向。举例来说，若于图中的装置被翻转过来，原先被描述为在其他元件或特征“之下”或“下面”的元件则变成在其他元件或特征“上面”。因此，范例用语“之下”皆能包含上面及之下的方位。上述装置可另有其他导向方式(旋转90度或朝其他方向)，此时的空间相对关系也可依上述方式解读。

图1至图14是根据一些实施方式，绘示一种发光二极管装置的制造方法在各种不同制造阶段的示意图。

图1绘示发光二极管装置的制造方法中一制造阶段的俯视示意图，而图2绘示图1中沿线段a-a’的剖面示意图。如图1及图2所示，首先，提供或接收第一发光二极管晶片100a以及第二发光二极管晶片100b。第一发光二极管晶片100a包含第一导电垫110a以及第二导电垫115a。第二发光二极管晶片100b包含第一导电垫110b以及第二导电垫115b。接着，将第一发光二极管晶片100a及第二发光二极管晶片100b配置于载板105上，使得第一发光二极管晶片100a的第一导电垫110a和第二导电垫115a以及第二发光二极管晶片100b的第一导电垫110b和第二导电垫115b分别毗邻载板105。在一实施例中，载板105包含粘着层，可将各发光二极管晶片粘着暂时固定于其上。在某些实施方式中，前述配置(或排片方式)可视后续制程的需求做不同的调整。此外，第一发光二极管晶片100a与第二发光二极管晶片100b之间存在第一间隙s1。

根据某些实施方式，前述提供或接收第一发光二极管晶片100a以及第二发光二极管晶片100b的步骤还包含提供第三发光二极管晶片100c。第三发光二极管晶片100c亦包含第三导电垫110c及第四导电垫115c。据此，前述第一发光二极管晶片100a以及第二发光二极管晶片100b配置于载板105上的步骤还包含配置第三发光二极管晶片100c于载板105上。第三发光二极管晶片100c配置于第一发光二极管晶片100a的一侧，且第三发光二极管晶片100c与第一发光二极管晶片100a之间存在第二间隙s2。此外，第二间隙的长边方向l2实质上垂直于第一间隙的长边方向l1。

在另一实施例中，上述发光二极管装置的制造方法可进一步包含配置更多发光二极管晶片，这些发光二极管晶片的结构可与第一发光二极管晶片100a及第二发光二极管晶片100b类似或相同，在此不多做赞述。

参照图3，将发光二极管晶片进行排片后，接着形成第一框胶材料120a于载板105上。第一框胶材料120a至少填满第一间隙s1。在一实施例中，第一框胶材料120a进一步填满第二间隙s2及各发光二极管晶片于载板105上之间的间隙，且至少覆盖所述的第一发光二极管晶片100a、第二发光二极管晶片100b及第三发光二极管晶片100c。在某些实施例中，第一框胶材料120a可以各种已知方法形成。举例来说，此阶段可使用模具与压板进行铸模，将框胶原料注入各发光二极管晶片之间的间隙并覆盖其上，随后待框胶原料固化以形成第一框胶材料120a。在一实施例中，第一框胶材料120a可包含但不限于各种反光材料，例如sio2、tio2、硅胶、树脂或其组合。

接着，图4绘示发光二极管装置的制造方法中一制造阶段的俯视示意图，而图5绘示图4中沿线段a-a’的剖面示意图。如图4及图5，研磨第一框胶材料120a以露出第一发光二极管晶片100a、第二发光二极管晶片100b以及第三发光二极管晶片100c，而形成第一框胶120b。第一框胶120b填满第一间隙s1及第二间隙s2，且围绕各发光二极管晶片的周围。在一实施例中，研磨第一框胶材料120a至少使得第一发光二极管晶片100a露出上表面，且此暴露的上表面与第一框胶120b的上表面共平面。

其后，如图6所示，于第一发光二极管晶片100a及各发光二极管晶片上方形成波长转换材料层125a。波长转换材料层125a的材料含有波长转换物质，可例如为荧光粉、色素、其他适合的波长转换颜料或其组合。在一实施例中，波长转换材料层125a是利用涂布或其他适合方式形成于各发光二极管的上方。

图7绘示发光二极管装置的制造方法中一制造阶段的俯视示意图，而图8绘示图7中沿线段a-a’的剖面示意图。在此阶段中，对波长转换材料层125a进行图案化，以形成多个波长转换层，例如第一波长转换层130a以及第二波长转换层130b。第一波长转换层130a以及第二波长转换层130b分别位于第一发光二极管晶片100a及第二发光二极管晶片100b之上。在一些实施例中，波长转换材料层125a被图案化后还包含第三波长转换层130c。所述的图案化步骤使得各波长转换层彼此独立并相隔一段距离。举例来说，第一波长转换层130a以及第二波长转换层130b之间具有间距p1。在一实施例中，于前述进行排片时的第一间隙s1与间距p1相同。

接着，如图9所示，形成第三框胶135围绕各波长转换层。举例来说，将第三框胶135形成于间距p1并进一步填满相邻波长转换层间的空隙，使得第三框胶135围绕第一发光二极管晶片100a上方的第一波长转换层130a。自第一发光二极管晶片100a所发出的光并非笔直朝上方发散至第一波长转换层130a。换言之，部分自第一发光二极管晶片100a所发出的光会自两旁溢散。由于第三框胶135围绕第一波长转换层130a于第一发光二极管晶片100a上方的缘故，第一发光二极管晶片100a向上溢散的光会经第三框胶135反射。如此一来，第三框胶135可有效控制第一发光二极管晶片100a的出光区域，使得出光较为集中。

图10绘示发光二极管装置的制造方法中一制造阶段的俯视示意图，而图11绘示图10中沿线段a-a’的剖面示意图。在此阶段中，载板105被移除，形成中间结构140。图10及图11是绘示移除载板105后并且上下倒置的示意图。移除载板105后，第一发光二极管晶片100a的第一导电垫110a及第二导电垫115a暴露出来。在一实施例中，中间结构140可还包含第三发光二极管晶片100c或其他发光二极管晶片。

图12绘示发光二极管装置的制造方法中一制造阶段的俯视示意图，而图13绘示图12中沿线段a-a’的剖面示意图。在此阶段中，在暴露的各导电垫上形成导电延伸结构，例如第一导电延伸层145(粗体虚线145所框的范围)以及第二导电延伸层150(粗体虚线150所框的范围。第一导电延伸层145由第一发光二极管晶片100a的第一导电垫110a经由第一框胶120b延伸到第二发光二极管晶片100b的第一导电垫110b。第二导电延伸层150由第一发光二极管晶片100a的第二导电垫115a经由第一框胶120b延伸到第二发光二极管晶片100b的第二导电垫115b。在一实施例中，第一导电延伸层145以及第二导电延伸层150可通过例如涂布、烧结、电镀及/或其他适合的制程方式形成。随后，请参照图14，形成第二框胶155覆盖该中间结构140、第一导电延伸层145以及第二导电延伸层150，使得第一发光二极管晶片100a及第二发光二极管晶片100b包覆于第二框胶155的中。在一实施例中，第一框胶120b、第二框胶155及第三框胶135可由相同的反光材料所制成。

最后，对前述的图14绘示的结构进行切割制程。应注意的是，在图14中，第二框胶155覆盖后，其顶视图即为整片的第二框胶155封装体。为更清楚地了解本实施方式，遂将切割区域(切割道)绘示于图12中。图12中绘示第一切割区域d1(或第一切割道d1)及第二切割区域d2(或第二切割道d2)。沿着第一发光二极管晶片100a与第二发光二极管晶片100b之间的第一切割区域d1，向下切割第二框胶155、第一导电延伸层145、第二导电延伸层150、第一框胶120b及第三框胶135，形成第一切割面。此第一切割面会暴露出第一导电延伸层145的截断面以及第二导电延伸层150的截断面。接着至少于第二切割区域d2进行切割制程，而形成各自独立的发光二极管装置。具体结构可参照图15a至图15c所绘示的实施例。

图15a至图15c绘示本发明一实施方式的发光二极管装置200a的立体示意图。图15b绘示图15a中沿线段b-b的剖面示意图。图15c绘示图15a中沿线段c-c的剖面示意图。根据本实施方式，发光二极管装置200a包含框体205、第一导电延伸结构230、第二导电延伸结构235、发光二极管晶片260及波长转换层275。框体205具有上表面210、底部215、位于底部215相对侧的凹部220以及彼此相对的第一侧面225a和第二侧面225b(标示在图15c)。在一实施例中，框体205可为单层或由相异材料所组成的多层结构。在一实施例中，框体205的材料可例如为sio2、tio2、硅胶、树脂或其组合。

参照图15b，第一导电延伸结构230以及第二导电延伸结构235位于框体205内。在一实施例中，第一导电延伸结构230及该第二导电延伸结构235的材料相同。此外，框体205包覆第一导电延伸结构230及第二导电延伸结构235各自的左侧面240a(左侧面240b)、右侧面245a(右侧面245b)、顶面250a(顶面250b)与底面255a(底面255b)。发光二极管晶片260设置于凹部220，且发光二极管晶片260包含第一导电垫265以及第二导电垫270，分别接触第一导电延伸结构230及第二导电延伸结构235的顶面250a及顶面250b。波长转换层275具有出光面280，且波长转换层275设置于凹部220中发光二极管晶片260的上方。在一实施例中，波长转换层275的出光面280与框体205的上表面210共平面。

此外，如图15c所示，第一导电延伸结构230(未绘示)及第二导电延伸结构235由框体205的第一侧面225a延伸到框体205的第二侧面225b，使得第一导电延伸结构230及第二导电延伸结构235在两端各具有一截断面暴露于框体205外。已知侧视式发光二极管(side-viewled)封装体通过打线(wirebonding)的方式将导电垫电连接至导线架，故led的散热途径仅限于用于连接导电垫及导线架的外部导线，难以显著散逸led发光时产生的热量。反的，发光二极管装置200将第一导电延伸结构230及第二导电延伸结构235直接形成于第一导电垫265及第二导电垫270上，且暴露各自的两端作为电连接外部元件的用途。如此一来，第一导电延伸结构230及第二导电延伸结构235可有效缩短散热途径并增加散热面积。此外，发光二极管装置200为无基板及导线架的结构，可大幅降低封装体的厚度。

图16a至图16c绘示本发明另一实施方式的发光二极管装置200b的立体示意图。图16b及图16c分别绘示图16a中沿线段b-b及线段c-c的剖面示意图。图16a-图16c绘示的发光二极管装置200b与图15a-图15c绘示的发光二极管装置200a的结构相似，两者不同之处在于，发光二极管装置200b的波长转换层275覆盖发光二极管晶片260及框体205的上表面210。此外，其余各元件，例如发光二极管晶片260、第一导电延伸结构230及第二导电延伸结构235可与前述图15a至图15c所绘示的元件相同，于此不多做赞述。

图17a至图17c绘示一种发光二极管装置200c的立体示意图。图17b及图17c分别绘示图17a中沿线段b-b及线段c-c的剖面示意图。图17a-图17c绘示的发光二极管装置200c与图16a-图16c绘示的发光二极管装置200b的结构相似，两者不同之处在于，发光二极管装置200c的第一导电延伸结构230及第二导电延伸结构235暴露的截断面较大。

如图17b所示，框体205具有彼此相对的第三侧面227a及第四侧面227b。第一导电延伸结构230的左侧面240a及第二导电延伸结构235的右侧面245b分别朝第三侧面227a及第四侧面227b延伸，但未自框体205的第三侧面227a及第四侧面227b暴露出来。相较于图15b及图16b，图17b所绘示的第一导电延伸结构230及第二导电延伸结构235具有较大的截面积各自暴露于发光二极管装置200c的两端(第一侧面225a及第二侧面225b)。此外，其余各元件，例如框体205、发光二极管晶片260及波长转换层275可与前述图16a至图16c所绘示的元件相同，于此不多做赞述。

图18a至图18c绘示一种发光二极管装置200d的立体示意图。图18b及图18c分别绘示图18a中沿线段b-b及线段c-c的剖面示意图。图18a-图18c绘示的发光二极管装置200d与前述图17a-图17c的发光二极管装置200c的主要差别在于发光二极管装置200d的第一导电延伸结构230及第二导电延伸结构235，具体说明请见于下文。

如图18b所示，框体205具有彼此相对的第三侧面227a及第四侧面227b。第一导电延伸结构230及第二导电延伸结构235分别朝第三侧面227a及第四侧面227b延伸。第一导电延伸结构230的左侧面240a露出(或凸出)于第三侧面227a，且第二导电延伸结构235的右侧面245b露出(或凸出)于第四侧面227b。换言的，第一导电延伸结构230延伸至第一侧面225a、第二侧面225b及第三侧面227a而暴露出来。第一导电延伸结构230在第三侧面227a暴露出的左侧面240a邻接第一侧面225a及第二侧面225b。同理，第二导电延伸结构235延伸至第一侧面225a、第二侧面225b及第四侧面227b而暴露出来。第二导电延伸结构235在第四侧面227b暴露的右侧面245b邻接第一侧面225a及第二侧面225b。如此一来，图18a至图18c所绘示的发光二极管装置200d包含第一导电延伸结构230及第二导电延伸结构235各具有完整且连续的三个接触面暴露于外部，不仅可缩短led的散热途径，且亦具有较大的散热面积，可有效降低led发光时晶片接面的温度。

图19是依据图18a至图18c，绘示发光二极管装置200d的制造方法在一制造阶段的俯视示意图。图20绘示图19中沿线段a-a’的剖面示意图。在形成第一导电延伸层145以及第二导电延伸层150的步骤中，第二导电延伸层150进一步沿第一间隙s1的长边方向l1朝第三发光二极管晶片100c延伸，使得第二导电延伸层150覆盖于第三导电垫110c之上。为方便说明，图19是以粗体虚线绘示第一导电延伸层145以及第二导电延伸层150的覆盖区域。请继续参照图20，第二导电延伸层150同时覆盖第一发光二极管晶片100a的第二导电垫115a及第三发光二极管晶片100c的第三导电垫110c。如此一来，在后续进行切割制程时，各导电延伸层会暴露出三个截断面。举例来说，相较于图12，在此实施方式的切割制程中，沿着第一发光二极管晶片100a与第三发光二极管晶片100c之间的第二切割区域d2切割第一框胶120b、第二框胶155以及第二导电延伸层150可进一步形成另一切割面，故此切割面会暴露出第二导电延伸层150的另一截断面，例如图18b所绘示的第二导电延伸结构235的右侧面245b。

前文概述数个实施例的特征以使得熟悉该项技术者可更好地理解本揭露的态样。熟悉该项技术者应了解，可容易地将本揭露内容用作设计或修改用于实现相同目的及/或达成本文引入的实施例的相同优点的其他制程及结构的基础。熟悉该项技术者亦应认识到，此类等效物构造不违背本揭露内容的精神及范畴，且可在不违背本揭露内容的精神及范畴的情况下于此作出各种变化、替代以及变更。