晶片级封装方法及其晶片级封装结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种晶片级封装方法及其晶片级封装结构，尤其是有关于一种应用于多个光二级体晶粒上的晶片级封装方法及其晶片级封装结构。
【背景技术】
[0002]请参照图1，其为现有具有透镜结构的发光二极管封装结构示意图。如图1所示，发光二极管封装结构I包括封装基座10与透镜结构11，其中封装基座10具有承载空间12用来承载发光二极管晶粒100，而透镜结构11是通过黏合胶13(例如:硅氧烷树脂(Silicone)或是环氧树脂(Epoxy))来与封装基座10的出光面101进行接合固定。然而，现有具有透镜结构的发光二极管封装结构I在透镜结构11与封装基座10进行接合时，时常会发生透镜结构11无法准确的对准封装基座10的出光面101的中心点(如图中三角形符号所标示处)，而造成透镜结构11与封装基座10之间有偏移的情况发生，或是在接合的过程中，黏合胶13因施力不均导致透镜结构11与封装基座10产生倾斜的情况。
[0003]请参照图2A至图2C，其为透镜结构11与封装基座10进行接合后产生偏移或倾斜的示意图。如图2A与图2B所示，透镜结构11与封装基座10接合的过程中，当透镜结构11无法准确的对准封装基座10的出光面101的中心点(三角形符号所标示处)时，透镜结构11便会产生相对于封装基座10出光面101的单向(X方向)或双向(X方向与Y方向)的线性偏移。另一种情况则是如图2C所示，在透镜结构11与封装基座10接合的过程中，因为施力不均而造成接合胶13变形，导致透镜结构11相对于封装基座10的出光面101产生偏斜倾角。上述的透镜结构11与封装基座10在接合过程中所产生接合不良的情况，都会使得发光二极管晶粒100与透镜结构11的相对位置偏移过大，造成发光效率下降与光型的改变。
[0004]此外，透镜结构11与封装基座10接合后，还会有以下的情况产生，如图2D所示的俯视图可知，倘若透镜结构11为内切于封装基座10四边的内切圆，则透镜结构11无法将封装基座10全部涵盖到(如图2D所示封装基座的四个角露出于透镜结构11之外)，因而浪费了封装基座10的面积。另外一种情况则是如图2E所示的俯视图，为了能使透镜结构11完全的将封装基座10涵盖，因而加大了透镜结构11的面积，但如此又会有部分的透镜结构11超出封装基座10外，而浪费了透镜结构11的面积。上述两种情况均会造成制作成本的提闻。
[0005]为了改善上述透镜结构与封装基座间相对位移所造成的对位不准以及制作成本浪费的问题，因而发展出可以与许多的光学组件结合成形的一种微透镜光学系统(Microlens optical system)。如图3A至图3E所示,首先，以光阻热回流法(Reflow process)制作球面透镜200 (如图3A所示)；随后将高分子材料201浇铸(Cast)在图3A中的球面透镜200上(如图3B所示)；固化后得到高分子材料模具202(如图3C所示)；再以旋涂的方式，将制作微透镜数组203的材料涂布在图3C中所得到的高分子材料模具202上(如图3D所示);最后，进行脱膜程序后，便可得到具有弹性的微透镜数组203 (如图3E所示)。
[0006]经由上述微透镜数组203的制作程序说明后，可以清楚的了解，现有的微透镜数组203是必须额外通过一系列铸膜成形制程制作完成后，再将此微透镜数组203的个别单颗微透镜结构与单一个发光二极管的封装基座进行接合，形成如图1所示的封装结构，虽然此微透镜数组203能有效改善透镜结构与封装基座间相对位移所造成的对准及固定的问题，但如此繁琐复杂的制程势必也会造成制作成本的提高。
【发明内容】
[0007]本发明的目的之一在于提出一种晶片级封装方法及其晶片级封装结构，用以封装多个光二级体晶粒，提高制作效率，降低成本。
[0008]为达上述优点，本发明提供一种晶片级封装方法，应用于多个光二极管晶粒上，包括下列步骤:提供晶片，晶片具有第一表面；形成多个承载空间于晶片的第一表面上，这些承载空间的顶部开口位于第一表面，而这些承载空间的底部用以承载这些光二极管晶粒；形成光学材料层于晶片上，光学材料层覆盖于这些光二极管晶粒上并具有一微透镜数组结构。其中微透镜数组结构位于这些光二极管晶粒的上方，用以透射光二极管晶粒所发出的光线及定义光型。
[0009]在本发明的一个实施例中，上述的晶片级封装方法，在形成光学材料层于晶片上之前包括下列步骤:形成多个导通孔于晶片上，这些导通孔的底部开口位于晶片所具有的相对第一表面的第二表面，这些导通孔的顶部连通于这些承载空间的底部。
[0010]在本发明的一个实施例中，上述的光学材料层包括第一光学材料层与第二光学材料层，而形成光学材料层于晶片上的步骤包括:于这些承载空间中填充第一光学材料层；于第一光学材料层与晶片的第一表面上覆盖第二光学材料层；以模仁压合于第二光学材料层而形成微透镜数组结构。
[0011 ] 在本发明的一个实施例中，上述的第一光学材料层为具有一定透光率的热固型或热塑型的光学胶体，第二光学材料层为光敏材料、热固型材料或热塑型材料。
[0012]在本发明的一个实施例中，上述的形成光学材料层于晶片上的步骤包括:于这些承载空间中填充光学材料层；以模仁压合于光学材料层而形成微透镜数组结构。
[0013]在本发明的一个实施例中，上述光学材料层为具有一定透光率的热固型或热塑型的光学胶体。
[0014]在本发明的一个实施例中，上述的微透镜数组结构包括多个微透镜结构，这些微透镜结构包括圆弧弯曲向上的半球形三维微结构、两轴向长度不等的半椭圆形三维微结构、圆弧弯曲向下的半球形三维微结构、两轴向长度不等的半椭圆形三维微结构、三面体锥形微结构或四面体锥形微结构。
[0015]在本发明的一个实施例中，上述的晶片为(100)晶格方向、(110)晶格方向或(111)晶格方向的硅半导体晶片或是以氧化铝或氮化铝材料所完成的陶瓷基板或是以铝金属或铜金属所完成的金属基板。
[0016]在本发明的一个实施例中，上述的晶片的材料包括氧化铝、氮化铝、铝金属或是铜金属。
[0017]为达到上述优点，本发明另外提出一种晶片级封装结构，用以封装多个光二极管晶粒，晶片级封装结构包括晶片以及光学材料层。晶片具有第一表面以及多个承载空间。这些承载空间的顶部开口位于晶片的第一表面。这些承载空间的底部用以承载这些光二极管晶粒。光学材料层配置于晶片，且覆盖于这些光二极管晶粒上并具有微透镜数组结构，其中微透镜数组结构位于光二极管晶粒的上方，用以透射光二极管晶粒所发出的光线及定义光型。
[0018]在本发明的一个实施例中，上述的晶片级封装结构，还包括多个导通孔，其底部开口位于晶片所具有的相对第一表面的第二表面，这些导通孔的顶部连通于这些承载空间的底部。
[0019]在本发明的一个实施例中，上述的这些承载空间的每一承载空间由多个斜面环绕而成，且这些斜面与每一承载空间的底部之间具有小于90度的夹角。
[0020]在本发明的一个实施例中，上述的这些承载空间的形状包括锥形、正立方形、矩形、半椭圆形或半圆锥形。
[0021]在本发明的一个实施例中，上述的微透镜数组结构位于晶片的第一表面上或位于晶片的这些承载空间内。
[0022]为达到上述优点，本发明另外提出一种晶片级封装结构，用以封装多个光二极管晶粒。晶片级封装结构包括晶片、光学材料层以及微透镜结构。晶片具有第一表面以及多个承载空间。这些承载空间的顶部开口位于晶片的第一表面。这些承载空间的的底部用以承载这些光二极管晶粒。光学材料层配置于晶片的这些承载空间中，并覆盖于这些光二极管晶粒上。微透镜数组结构连接于光学材料层并位于这些光二极管晶粒的上方，用以透射这些光二极管晶粒所发出的光线及定义光型。
[0023]在本发明的一实施例中，上述的晶片级封装结构，还包括多个导通孔，其底部开口位于晶片所具有的相对第一表面的第二表面，这些导通孔的顶部连通