發(fā)光二極管的基板及發(fā)光二極管的固晶方法
【專利摘要】本發(fā)明揭露一種發(fā)光二極管的基板及發(fā)光二極管的固晶方法。發(fā)光二極管的基板包含第一陶瓷板、緩沖材料層、導電層以及第二陶瓷板。緩沖材料層位于第一陶瓷板上。導電層位于緩沖材料層上，且導電層具有一發(fā)光二極管的固晶區(qū)域。第二陶瓷板位于導電層上，且其具有一開口區(qū)域借以裸露出導電層的固晶區(qū)域。此發(fā)光二極管的基板可應(yīng)用于使用共晶層的發(fā)光二極管的固晶方法中。
【專利說明】發(fā)光二極管的基板及發(fā)光二極管的固晶方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種發(fā)光二極管的固晶方法，且特別是有關(guān)于一種使用共晶層的發(fā)光二極管的固晶方法及其使用的基板。
【背景技術(shù)】
[0002]目前將發(fā)光二極管芯片固晶于基板上的方法很多，較常見的方式是使用點膠方式將發(fā)光二極管芯片的底面上膠后，再粘著于基板上的固晶區(qū)域。此種方式即使應(yīng)用了自動化的生產(chǎn)設(shè)備，發(fā)光二極管芯片粘著于基板上后，還需要等待膠固化后才能進行下一道步驟，因此固晶步驟的產(chǎn)能提升不易。其他一次固晶大量發(fā)光二極管芯片的方法，則有的尚未成熟，有的合格率過低，因此都尚未成為固晶大量發(fā)光二極管芯片的主流方式。有鑒于此，發(fā)光二極管生產(chǎn)技術(shù)急需如何固晶大量發(fā)光二極管芯片的優(yōu)良方法，以提升發(fā)光二極管的整體產(chǎn)能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]因此，本發(fā)明的一目的是在提供一種改良發(fā)光二極管的基板及使用該基板的固晶方法。
[0004]根據(jù)上述本發(fā)明的目的，提供一種發(fā)光二極管的基板，其包含第一陶瓷板、緩沖材料層、導電層以及第二陶瓷板。緩沖材料層位于第一陶瓷板上。導電層位于緩沖材料層上，且導電層具有一發(fā)光二極管的固晶區(qū)域。第二陶瓷板位于導電層上，且其具有一開口區(qū)域借以裸露出導電層的固晶區(qū)域。
[0005]依據(jù)本發(fā)明另一實施例，固晶區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上與第二陶瓷板未與導電層接觸的表面齊平。
[0006]依據(jù)本發(fā)明另一實施例，導電層的材質(zhì)為金屬材質(zhì)。
[0007]依據(jù)本發(fā)明另一實施例，緩沖材料層為一聚酰亞胺層。
[0008]根據(jù)上述本發(fā)明的目的，提供一種發(fā)光二極管的固晶方法，其包含以下步驟。提供一基板，其由下而上依序包含一第一陶瓷板、一緩沖材料層、一導電層以及一第二陶瓷板，第二陶瓷板具有多個開口區(qū)域借以裸露出導電層的多個固晶區(qū)域。放置多個發(fā)光二極管芯片分別于導電層上的該些固晶區(qū)域，其中每一發(fā)光二極管芯片的底面具有一共晶層以與每一固晶區(qū)域接觸。切割任兩相鄰發(fā)光二極管芯片之間的第二陶瓷板與導電層，以于緩沖材料層上留下多個切割道。使用一加熱塊同時下壓于該些發(fā)光二極管芯片上，使該些發(fā)光二極管芯片的各共晶層分別固化于導電層的該些固晶區(qū)域上。
[0009]依據(jù)本發(fā)明另一實施例，加熱塊的溫度大于共晶層的共晶溫度。
[0010]依據(jù)本發(fā)明另一實施例，共晶層為一雙金屬混合層。
[0011]依據(jù)本發(fā)明另一實施例，共晶層為一金、錫混合層。
[0012]依據(jù)本發(fā)明另一實施例，導電層的材質(zhì)為金屬材質(zhì)。
[0013]依據(jù)本發(fā)明另一實施例，緩沖材料層為一聚酰亞胺層。[0014]由上述可知，應(yīng)用本發(fā)明的具有緩沖能力基板，在使用加熱塊同時施壓于多顆發(fā)光二極管芯片時，基板中的緩沖材料層提供受力過大時所需應(yīng)力或位置的緩沖，而避免下壓應(yīng)力過大所造成的芯片破損或其他導致共晶制程低合格率的情形，使得大量發(fā)光二極管芯片的固晶制程的合格率能提升許多。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，所附圖式的說明如下:
[0016]圖1是繪示依照本發(fā)明一實施例的一種發(fā)光二極管固晶于基板上的剖面圖；
[0017]圖2是繪示依照本發(fā)明另一實施例的一種發(fā)光二極管固晶于基板上的剖面圖；
[0018]圖3是繪示依照本發(fā)明又一實施例的一種發(fā)光二極管固晶于基板上的剖面圖；
[0019]圖4A~4D是繪示依照本發(fā)明一實施例的一種發(fā)光二極管固晶方法的各步驟剖面示意圖。
[0020]【主要元件符號說明】
[0021]100 基板
[0022]102第一陶瓷板
[0023]104緩沖材料層
[0024]106導電層
[0025]106a固晶區(qū)域
[0026]106b 區(qū)域
[0027]106c 區(qū)域
[0028]108第二陶瓷板
[0029]IOSa 開口區(qū)域
[0030]108b 表面
[0031]110發(fā)光二極管芯片
[0032]IlOa 共晶層
[0033]110’發(fā)光二極管芯片
[0034]110”發(fā)光二極管芯片
[0035]200 基板
[0036]202第二陶瓷板
[0037]204緩沖材料層
[0038]206導電層
[0039]206a固晶區(qū)域
[0040]208第二陶瓷板
[0041]208a 開口區(qū)域
[0042]210發(fā)光二極管芯片
[0043]210a 共晶層
[0044]212切割道
[0045]220加熱塊【具體實施方式】
[0046]請參照圖1，其繪示依照本發(fā)明一實施例的一種發(fā)光二極管芯片固晶于基板上的剖面圖。基板100包含第一陶瓷板102、緩沖材料層104、導電層106以及第二陶瓷板108，并利用迭層共燒的方式將上述各層、板固定在一起形成基板。緩沖材料層104位于第一陶瓷板102上，用以提供發(fā)光二極管芯片110固晶時所需的應(yīng)力或位置的緩沖。在本實施例中，緩沖材料層104可以是聚酰亞胺層或其他材質(zhì)的緩沖材料。導電層106位于緩沖材料層104上,且具有一發(fā)光二極管芯片110的固晶區(qū)域106a。在本實施例中，導電層106較佳為一金屬層，可供發(fā)光二極管芯片110底面的共晶層IlOa得以粘著于金屬的導電層106上。若發(fā)光二極管芯片并非以共晶方式粘著于導電層106上,導電層106就可以是非金屬的導電層。在本實施例中，固晶區(qū)域106a為一凸出導電層106的區(qū)域，且實質(zhì)上與第二陶瓷板108未與導電層106接觸的表面108b齊平。位于導電層106上的第二陶瓷板108需具有一開口區(qū)域108a，借以裸露出導電層106的固晶區(qū)域106a。在其他實施例中，固晶區(qū)域也可以平坦區(qū)域，而不與第二陶瓷板108的表面108b齊平。此外，固晶區(qū)域106a被區(qū)分為兩彼此絕緣的區(qū)域(106b ;106c)，供發(fā)光二極管芯片110的兩電極分別電性連接。在本實施例中，發(fā)光二極管芯片110的其中一電極直接連接于固晶區(qū)域106a的區(qū)域106b，另一電極則以導線連接于固晶區(qū)域106a的另一區(qū)域106c。
[0047]請參照圖2，其繪示依照本發(fā)明另一實施例的一種發(fā)光二極管芯片固晶于基板上的剖面圖。圖2的實施例不同于圖1的實施例在于發(fā)光二極管芯片的種類。在圖2的實施例中，發(fā)光二極管芯片110’是以覆晶的方式粘著于固晶區(qū)域106a上，換言之，發(fā)光二極管芯片110’的兩電極直接連接于固晶區(qū)域106a的兩彼此絕緣的區(qū)域(106b ;106c)。
[0048]請參照圖3，其繪示依照本發(fā)明又一實施例的一種發(fā)光二極管芯片固晶于基板上的剖面圖。圖3的實施例不同于圖1、圖2的實施例亦在于發(fā)光二極管芯片的種類。在圖3的實施例中，發(fā)光二極管芯片110”的兩電極是分別以導線連接至固晶區(qū)域106a的兩彼此絕緣的區(qū)域(106b ;106c)。
[0049]請參照圖4A?4D，其繪示依照本發(fā)明一實施例的一種發(fā)光二極管固晶方法的各步驟剖面示意圖。
[0050]在圖4A的步驟中，提供一基板200，其由下而上依序包含第一陶瓷板202、緩沖材料層204、導電層206以及第二陶瓷板208，且第二陶瓷板208具有多個開口區(qū)域208a借以裸露出導電層206的多個固晶區(qū)域206a。基板200在發(fā)光二極管芯片210固晶前尚未分害IJ，借以供多顆發(fā)光二極管芯片210 —起固晶于基板200上。在本實施例中，發(fā)光二極管芯片210底面的具有共晶層210a得以粘著于導電層206上。共晶層210a為一多金屬混合層(通常為雙金屬混合層)，例如可為一金、錫混合層。當共晶層210a被加熱高于其共晶溫度時，共晶層210a會熔化并迅速固化，以達到將發(fā)光二極管芯片210迅速粘著于導電層206上的目的。在本實施例中，導電層206較佳為一金屬層，可供發(fā)光二極管芯片210底部的共晶層210a得以粘著于金屬的導電層206上。
[0051]在圖4B的步驟中，將多個發(fā)光二極管芯片210放置于對應(yīng)的固晶區(qū)域206a上。每一發(fā)光二極管芯片210的共晶層210a接觸固晶區(qū)域206a。
[0052]在圖4C的步驟中，切割任兩相鄰發(fā)光二極管芯片210之間的第二陶瓷板208與導電層206，以于緩沖材料層204上留下多個切割道212。換言之，基板的緩沖材料層204與第一陶瓷板202是保持連接而未被切割。
[0053]在圖4D的步驟中，使用一加熱塊220同時下壓于發(fā)光二極管芯片210上，使該些發(fā)光二極管芯片210的共晶層210a熔化并固化于導電層206的對應(yīng)的固晶區(qū)域206a上。在此步驟中，加熱塊220的溫度應(yīng)大于共晶層210a的共晶溫度，才能使共晶層210a達到熔化的目的。在加熱塊220同時下壓于發(fā)光二極管芯片210上時，因加熱塊220的下表面公差、發(fā)光二極管芯片210的厚度不一等因素，使得加熱塊220下壓時可能造成某些發(fā)光二極管芯片210下壓應(yīng)力不均或加熱塊無接觸等情形。此時，緩沖材料層204就能提供發(fā)光二極管芯片210受力過大時所需應(yīng)力或位置的緩沖，而避免下壓應(yīng)力過大所造成的芯片破損或其他導致共晶制程低合格率的情形。在本實施例中，緩沖材料層204可以是聚酰亞胺層或其他材質(zhì)的緩沖材料。
[0054]本案因著眼于發(fā)光二極管芯片的固晶制程改良，固晶后的后續(xù)制程步驟(例如基板切割、打線或封裝等步驟)是使用已知的制程，在此便不再贅述。
[0055]由上述本發(fā)明實施方式可知，應(yīng)用本發(fā)明的具有緩沖能力的基板，在使用加熱塊同時施壓于多顆發(fā)光二極管芯片時，基板中的緩沖材料層提供受力過大時所需應(yīng)力或位置的緩沖，而避免下壓應(yīng)力過大所造成的芯片破損或其他導致共晶制程低合格率的情形，使得大量發(fā)光二極管芯片的固晶制程的合格率能提升許多。
[0056]雖然本發(fā)明已以實施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光二極管的基板，其特征在于，包含: 一第一陶瓷板； 一緩沖材料層，位于該第一陶瓷板上； 一導電層，位于該緩沖材料層上，該導電層具有一發(fā)光二極管的固晶區(qū)域；以及一第二陶瓷板，位于該導電層上，且其具有一開口區(qū)域借以裸露出該導電層的該固晶區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的基板，其特征在于，該固晶區(qū)域與該第二陶瓷板未與該導電層接觸的表面齊平。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的基板，其特征在于，該導電層的材質(zhì)為金屬材質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的基板，其特征在于，該緩沖材料層為一聚酰亞胺層。
5.一種發(fā)光二極 管的固晶方法，其特征在于，包含: 提供一基板，其由下而上依序包含一第一陶瓷板、一緩沖材料層、一導電層以及一第二陶瓷板，該第二陶瓷板具有多個開口區(qū)域借以裸露出該導電層的多個固晶區(qū)域； 放置多個發(fā)光二極管芯片分別于該導電層上的該些固晶區(qū)域，其中每一該發(fā)光二極管芯片的底面具有一共晶層以與每一該固晶區(qū)域接觸； 切割任兩相鄰該發(fā)光二極管芯片之間的該第二陶瓷板與該導電層，以于該緩沖材料層上留下多個切割道；以及 使用一加熱塊同時下壓于該些發(fā)光二極管芯片上，使該些發(fā)光二極管芯片的各該共晶層分別固化于該導電層的該些固晶區(qū)域上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管的固晶方法，其特征在于，該加熱塊的溫度大于該共晶層的共晶溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管的固晶方法，其特征在于，該共晶層為一雙金屬混合層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管的固晶方法，其特征在于，該共晶層為一金、錫混口 /Z^ ο
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管的固晶方法，其特征在于，該導電層的材質(zhì)為一金屬材質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管的固晶方法，其特征在于，該緩沖材料層為一聚酰亞胺層。
【文檔編號】H01L33/48GK103545416SQ201210258117
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月10日
【發(fā)明者】邱冠諭 申請人:隆達電子股份有限公司