專利名稱：發光二極管封裝結構的制作方法
技術領域：
本發明是有關于一種半導體封裝元件，且特別是有關于一種發光二極管的封裝結構。
背景技術：
由III-N族元素化合物半導體材料所構成的發光二極管(LightEmitting Diode，簡稱LED)是一種寬能隙(bandgap)的發光元件，其可發出的光線從紅外光一直到紫外光，而涵蓋所有可見光的波段。近年來，隨著高亮度氮化鎵(GaN)藍/綠光發光二極管的快速發展，全彩發光二極管顯示器、白光發光二極管及發光二極管交通號志等得以實用化，而其他各種發光二極管的應用也更加普及。
發光二極管元件的基本結構包含P型及N型的III-V族元素化合物磊晶層，以及其間的主動層(active layer)，也就是發光層。發光二極管元件的發光效率高低是取決于主動層的量子效率(internal quantumefficiency)，以及該元件的光取出效率(light extraction efficiency)。增加量子效率的方法主要是改善主動層的長晶品質及其磊晶層(epitaxiallayer)結構設計，而增加光取出效率的關鍵則在于減少主動層所發出的光在發光二極管內部反射所造成的能量損失。
習知的發光二極管封裝結構包括一承載器(carrier)以及一發光二極管晶片(LED Chip)，其中承載器包括一基板與一線路層，而基板的材質為氮化鋁或氮化硅，亦即承載器為硬式承載器。在習知技術中，發光二極管晶片是藉由凸塊與承載器上的線路層電性連接。
值得注意的是，當多個發光二極管晶片封裝于一承載器時，由于發光二極管封裝結構的承載器是為硬式承載器，即承載器不具有可撓性，故習知的發光二極管封裝結構的使用空間將有所限制。因此，在電子產品均要求輕薄短小的趨勢下，如何使發光二極管封裝結構具有可撓性質以增加其空間使用上的彈性是一重要課題。
發明內容
有鑒于此，本發明的目的就是在提供一種發光二極管封裝結構，其具有可撓性的軟性承載器。
為達本發明的上述目的，本發明提出一種發光二極管封裝結構，其包括一發光二極管晶片與一軟性承載器，其中發光二極管晶片具有多個電極。軟性承載器則具有一軟性基板與一線路層，其中軟性基板具有一承載表面與對應的一背面，而線路層是配置于承載表面上。此外，發光二極管晶片的電極是與軟性承載器的線路層電性連接。
在本發明的一實施例中，軟性承載器更包括一配置于線路層上的防焊層，且防焊層暴露出與電極電性連接的線路層。
在本發明的一實施例中，發光二極管封裝結構更包括多個凸塊，每一個電極上配置有一凸塊，其中線路層是經由凸塊與電極電性連接。此外，凸塊例如是金凸塊、銅凸塊、鎳凸塊或是鋁凸塊。
在本發明的一實施例中，凸塊的材料可以為導電型B階膠材。
在本發明的一實施例中，發光二極管封裝結構更包括一導電材料，其中導電材料配置于線路層與每一個凸塊之間，且線路層經由導電材料與每一個凸塊電性連接。此外，導電材料例如是焊料、導電型B階膠材、異方性導電膜或異方性導電膠。
在本發明的一實施例中，軟性承載器例如是軟性電路板，而軟性基板的材料例如是聚亞酰胺。
在本發明的一實施例中，發光二極管封裝結構更包括一散熱元件，散熱元件是貼附于軟性基板的背面。此外，軟性基板具有多個填充金屬材料的散熱孔，且這些散熱孔配置在散熱元件所覆蓋的區域。
在本發明的一實施例中，線路層的材料例如是銅。
基于上述，在本發明中，發光二極管封裝結構是具有可撓性的軟性承載器，使得發光二極管封裝結構具有可撓性質，進而增加發光二極管封裝結構在不同空間內的使用彈性。
為讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉多個實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。
圖1是本發明第一實施例的發光二極管封裝結構的示意圖。
圖2是本發明第二實施例的發光二極管封裝結構的示意圖。
100、200發光二極管封裝結構110發光二極管晶片112電極 120軟性承載器122軟性基板 122a承載表面122b背面 124線路層126防焊層 130凸塊140導電材料 150散熱元件202彎折區
具體實施例方式
圖1是本發明第一實施例的發光二極管封裝結構的示意圖。由圖1可知，本實施例的發光二極管封裝結構100包括發光二極管晶片110與軟性承載器120，其中發光二極管晶片110具有多個電極112。此外，軟性承載器120具有一軟性基板122與一線路層124，軟性基板122是具有一承載表面122a與對應的一背面122b，而線路層124即配置于承載表面122a上。
另一方面，發光二極管封裝結構200更可包括多個凸塊130，其中凸塊130是配置于電極112上，而線路層124即是經由凸塊130與電極112電性連接。在此，凸塊130例如是金凸塊、銅凸塊、鎳凸塊或是鋁凸塊，而線路層124的材料例如是銅。在本實施例中，軟性承載器120亦可包括一防焊層126，其中防焊層126是配置于線路層124上且暴露出與電極112電性連接的線路層124。
在此，將針對軟性承載器120做詳細說明。在本實施例中，軟性承載器120例如是軟性電路板(Flexible Printed Circuit board，簡稱FPC)，而軟性承載器120的軟性基板122的材料例如是聚亞酰胺(Polyimide，簡稱PI)。因此，藉由覆晶封裝技術將發光二極管晶片110配置于軟性承載器120上的后，即可使發光二極管封裝結構100具有良好的可撓性質，進而增加發光二極管封裝結構100在空間上的使用彈性。
承上所述，為使凸塊130與線路層124能有良好的電性連接關系，發光二極管封裝結構200例如更包括一導電材料140，其中導電材料140是配置于線路層124與凸塊130之間。因此，線路層124即可經由導電材料140順利地與凸塊130電性連接，而使導電材料140與凸塊130電性連接的方式可以是熱壓接合技術。舉例來說，導電材料140可以是焊料、導電型B階膠材(Conductive B-stage adhesive)、異方性導電膜(AnisotropicConductive Film，簡稱ACF)或是異方性導電膠(Anisotropic ConductivePaste，簡稱ACP)。
當然，凸塊可直接為導電型B階膠材。如此，線路層與電極即具有電性連接的關系。除了上述的電性連接方式外，本發明在此亦提供多種使線路層與電極電性連接且能保護凸塊不受損害的方式。舉例來說，可以用熱壓(eutectic)或者是超音波接合方式讓凸塊直接與電極電性連接，并應用毛細現象來使非導電性材料附著于凸塊表面及部分發光二極管晶片表面，凸塊與發光二極管晶片即不易受外界環境影響而損壞，其中非導電性材料可以是樹酯(resin)。
另一方面，本發明亦可應用非導電性膠材來取代上述的導電膠材，并使凸塊擠壓非導電性膠材以與電極連接。更詳細地說，凸塊是與電極具有電性連接的關系，其中本發明是以熱壓方式或是超音波方式使凸塊與電極達成電性連接。值得注意的是，非導電性膠材會受到凸塊擠壓而附著于凸塊的部分表面上。如此，非導電性膠材亦可達到保護凸塊不受損壞的功效。在此非導電性膠材例如是B階膠材。
值得注意的是，隨著半導體元件的積集度、操作功率提高，半導體元件單位面積所散發的熱量也會隨的提高，為解決上述的散熱問題，本實施例的發光二極管封裝結構100可應用一散熱元件150來輔助發光二極管晶片110進行散熱。散熱元件150是貼附于軟性基板122的背面122b，其中可以藉由一導熱性粘著材料連接于背面122b與散熱元件150之間，發光二極管晶片110所產生的熱量即可傳遞至散熱元件150，以降低發光二極管晶片110的內部溫度。此外，為了達到較佳的散熱效率，軟性基板120上可以具有多個散熱孔(未繪示)，散熱孔例如是配置在散熱元件150所覆蓋的區域，其中散熱孔可填充金屬材料以增加發光二極管晶片110的散熱效率。
圖2是本發明第二實施例的發光二極管封裝結構的示意圖。由圖2可知，本實施例的發光二極管封裝結構200與第二實施例的發光二極管封裝結構100類似，惟二者的主要差異在于本實施例的發光二極管封裝結構200包括二個發光二極管晶片110，且具有一彎折區202。換言之，本實施例的發光二極管封裝結構200同樣具有良好的可撓性質。在本實施例中，發光二極管封裝結構200藉由彎折區202使得二個發光二極管晶片110在軟性承載器120上的配設位置有所變化。舉例來說，二個發光二極管晶片110可分別配設于彎折區202的一側，其中彎折區202是藉由對軟性承載器120進行彎折的作動以形成的。值得注意的是，當二個發光二極管晶片110分別配設于彎折區202的一側時，二個發光二極管晶片110即分別具有不同的出光方向。
承上所述，當發光二極管封裝結構200配置于電子產品(未繪示)時，發光二極管封裝結構200可調整至適當形狀以配合電子產品內部的空間設計，并可藉由二個發光二極管晶片110發出不同方向的光線。如此一來，發光二極管封裝結構200應用于電子產品的實用性將可大幅增加。
當然，本發明在此并不限定發光二極管晶片在軟性承載器上的配設位置，以及散熱片在軟性承載器上的配設位置與數量。此外，雖然上述實施例以具有二個發光二極管晶片與一彎折區的發光二極管封裝結構為例，但本發明并不限定發光二極管晶片在發光二極管封裝結構中的配設數量與軟性承載器受彎折的次數。相較于習知技術，本發明的發光二極管封裝結構是具有良好的可撓性質，使得發光二極管晶片藉由調整軟性承載器即可改變其出光方向。換言之，本發明的發光二極管封裝結構的應用范圍將較為廣泛。
雖然本發明已以多個實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護范圍當視前述的技術方案所界定為準。
權利要求
1.一種發光二極管封裝結構，包括一發光二極管晶片，具有多個電極；以及一軟性承載器，具有一軟性基板與一線路層，該軟性基板具有一承載表面與對應的一背面，而該線路層配置于該承載表面上，其中該發光二極管晶片的該些電極與該軟性承載器的該線路層電性連接。
2.根據權利要求1所述的發光二極管封裝結構，其中該軟性承載器更包括一配置于該線路層上的防焊層，且該防焊層暴露出與該些電極電性連接的該線路層。
3.根據權利要求1所述的發光二極管封裝結構，更包括多個凸塊，該些凸塊配置于該些電極上，其中該線路層經由該些凸塊與該些電極電性連接。
4.根據權利要求3所述的發光二極管封裝結構，其中該些凸塊包括金凸塊、銅凸塊、鎳凸塊或是鋁凸塊。
5.根據權利要求3所述的發光二極管封裝結構，其中該些凸塊的材料為導電型B階膠材。
6.根據權利要求3所述的發光二極管封裝結構，更包括一導電材料，其中該導電材料配置于該線路層與該些凸塊之間，且該線路層經由該導電材料與該些凸塊電性連接。
7.根據權利要求6所述的發光二極管封裝結構，其中該導電材料包括焊料、導電型B階膠材、異方性導電膜或異方性導電膠。
8.根據權利要求1所述的發光二極管封裝結構，其中該軟性承載器包括軟性電路板。
9.根據權利要求1所述的發光二極管封裝結構，更包括一散熱元件，貼附于該背面。
10.根據權利要求9所述的發光二極管封裝結構，其中該軟性基板具有多個填充金屬材料的散熱孔，且該些散熱孔配置在該散熱元件所覆蓋的區域。
全文摘要
一種發光二極管封裝結構，其包括一發光二極管晶片與一軟性承載器，其中發光二極管晶片具有多個電極。軟性承載器則具有一軟性基板與一線路層，其中軟性基板具有一承載表面與對應的一背面，而線路層是配置于承載表面上。此外，發光二極管封裝結構更包括多個凸塊，而發光二極管晶片的電極是經由凸塊與軟性承載器的線路層電性連接。
文檔編號H01L23/488GK1964084SQ20051011521
公開日2007年5月16日 申請日期2005年11月11日 優先權日2005年11月11日
發明者王俊恒 申請人:南茂科技股份有限公司, 百慕達南茂科技股份有限公司