TWI392123B - 使用次黏著基板製造發光二極體的方法 - Google Patents

Description

使用次黏著基板製造發光二極體的方法

本發明是有關於一種使用次黏著基板製造發光二極體的方法，更具體而言，是有關於一種使用次黏著基板製造發光二極體的方法，其將發光二極體晶片(LED chip)黏著於次黏著基板(submount substrate)上的狀態下，在執行螢光體塗佈步驟之後，進行封裝而製造發光二極體。

現有的發光二極體元件的製造方法為如下。首先，以藍寶石等材料製造發光二極體晶片1。接著，如圖1所示，將各發光二極體晶片1黏著(attaching)於載具2內部。接著，將發光二極體晶片1與載具2以導線4電性連接。再來，將混合螢光物質的矽3塗佈於發光二極體晶片1的周圍。此塗佈的螢光物質用於調節發光二極體晶片1所產生之光的光學特性。一般來說，以1931年國際照明協會(International Commission on Illumination；CIE)之表色系上的值來表示發光二極體元件的光學特性。

在製造發光二極體晶片的製程中，透過半導體層厚度的調節或螢光物質塗佈量的調節等方法，可製造出具有所需表色系光學特性的發光二極體元件。

但是，如圖1所示之現有的發光二極體製造方法，在將發光二極體晶片1安裝於載具內部之後，將混合螢光物質的矽3分別分送於載具2，造成製程煩瑣且難以提高生產力。並且，難以將正確量之矽塗佈於各發光二極體元件。

此外，如圖1所示之現有的發光二極體製造方法，在載具2內位於發光二極體晶片1周圍之矽3的厚度不一致，即不同的位置分別有不同的厚度，這使發光二極體元件的光學特性不佳。換句話說，離發光二極體元件近距離的位置會產生整體上無色差而具有均一表色系值的光。但是，若在離發光二極體元件遠距離的地點進行測定表色系的話，表色系值將隨著照射區域的不同而改變，因而產生分色現象。

另外，如圖2與圖3所示，發光二極體晶片可依發光方向區分為：如圖2所示之往厚度方向發光的發光二極體晶片5；以及如圖3所示之往寬度方向發光的發光二極體晶片6。

尤其，若對如圖3所示之發光二極體晶片6以如圖1所示之方法塗佈螢光物質的話，將產生更大的分色現象。

本發明是鑒於上述情況而成者，其目的在於提供：一種透過改善將混合螢光物質的矽塗佈於發光二極體晶片的製程，可提高發光二極體元件之生產力的製造方法；以及一種透過將混合螢光物質的矽均勻地塗佈於發光二極體晶片的表面，從而不管發光二極體晶片所產生的光照射到的任何位置，皆可具有均一的表色系值，而不會產生分色現象之發光二極體元件的製造方法。

[解決上述問題的方式]

為實現上述目的，本發明所提供之使用次黏著基板製造發光二極體的方法，包括：晶片黏著步驟，將多個發光二極體晶片分別黏著於次黏著基板；螢光體塗佈步驟，將混合螢光物質的矽塗佈於晶片黏著步驟完成之次黏著基板與發光二極體晶片；基板切斷步驟，將螢光體塗佈步驟完成之次黏著基板以各發光二極體晶片為單位切斷；以及封裝步驟，將基板切斷步驟完成之次黏著基板黏著於載具並與載具電性連接。

[發明的效果]

依據本發明，透過改善將混合螢光物質的矽塗佈於發光二極體晶片的製程，可提高發光二極體製造方法的生產力。

並且，依據本發明，透過將塗佈於發光二極體晶片之矽的厚度均勻化，可改善發光二極體元件的光學特性。

以下，參照附圖詳細說明本發明的較佳實施例。

圖4是本發明實施例之使用次黏著基板製造發光二極體的方法的步驟圖；圖5至圖9是以圖4所示之使用次黏著基板製造發光二極體的方法製作發光二極體元件之製程的示意圖。

為了實施本發明之使用次黏著基板20製造發光二極體的方法，首先準備發光二極體晶片10。發光二極體晶片10是在藍寶石基板上形成電極而成之一般的發光二極體晶片，並以各發光二極體晶片10為單位切斷(dicing)的型態。

接著，如圖5與圖6所示，執行晶片黏著步驟S100，即將各發光二極體晶片10黏著於次黏著基板20。次黏著基板20以矽材料基板所製成。為了使發光二極體晶片以倒裝晶片之方式黏著於次黏著基板，可將倒裝晶片電極(即凸塊)形成於次黏著基板。並且，為了使發光二極體晶片與次黏著基板以導線接合，可將電極墊形成於次黏著基板。或者，不形成電極於次黏著基板20，僅使發光二極體晶片10黏著(die attaching)亦可。

接著，如圖7與圖8所示，執行螢光體塗佈步驟S200，即將混合螢光物質的矽30塗佈於次黏著基板20與發光二極體晶片10上。在螢光體塗佈步驟S200中，可將矽30以噴塗(spray)之方式進行塗佈，亦可使用一般樹脂分送裝置之方式進行塗佈。如上述之矽30塗佈製程，可如同圖7與圖8所示之方式進行。首先，將高黏性的矽30塗佈於晶圓(wafer)的周邊部分而形成壩(dam 31)，接著，將黏性較低的矽30塗佈於被壩31包圍的部分32，以執行螢光體塗佈步驟S200。如此一來，可容易區分在次黏著基板20上需塗佈矽30的部分及不塗佈矽30之其他部分，並在很快的時間內可執行螢光體塗佈步驟S200。並且，將液態的矽30以多數個液滴(droplet)狀態塗佈之後，讓液滴往周邊流動，在次黏著基板20與發光二極體晶片10之表面可形成均勻的(uniform)矽30膜。並且，如上述之方法將矽30塗佈於次黏著基板20與發光二極體晶片10之表面，可使塗佈於發光二極體晶片10上面之矽30的厚度均勻化，且可使塗佈於發光二極體晶片10側面之矽30的厚度均勻化。如此一來，藉由發光二極體晶片10表面之矽30的厚度均勻化，不管任何發光地點均可穩定地維持發光二極體晶片10所產生之光的光學特性(即表色系上的值)。從而，可容易將發光二極體晶片10之發光特性維持一定的水準。並且，由於不管發光二極體晶片10之任何位置，所塗佈之矽30的厚度(塗佈之螢光物質的量)皆為均一，所以離發光二極體晶片10遠距離的位置也不會產生分色現象。

接著，執行測試步驟S300，即測試各發光二極體晶片10的光學特性。在測試步驟S300中，在發光二極體晶片10安裝於次黏著基板20的狀態下，使用探針(probe)等裝置將電壓施加於各發光二極體晶片10，以測試發光二極體晶片10所產生之光的光學特性。在上述使用探針來測試發光二極體晶片10之光學特性的時候，可先將部分塗佈於電極上面的矽30剝去之後，執行測試步驟S300。

在測試項目中，發光二極體晶片10所產生之光的表色系上的值為主要項目。發光二極體晶片10所產生之光的表色系值被發光二極體晶片10半導體層之層的厚度、混合螢光物質之矽30的厚度等因素所影響。依照執行如上述測試步驟S300的結果，若發光二極體晶片10所產生之光的光學特性不同於已設定值的話，計算可補正光學特性之矽30的厚度。

以如上述計算出來的結果，執行矽補充步驟S400，即對於有必要增加矽30厚度之區域進行進一步的矽30塗佈，使矽30的厚度增加至所需厚度。

在矽補充步驟S400完成之後，執行矽30的硬化作業。矽30會依時間的經過被硬化，因此，可等待所定時間之後執行下一個作業，或者，可以加熱次黏著基板20的方式提高矽30的硬化速度而提高作業的速度。

接著，執行基板切斷步驟S500，即將次黏著基板20以各發光二極體晶片10為單位切斷(dicing)。在將發光二極體晶片10安裝於次黏著基板20的狀態下塗佈矽30之後，為了將各發光二極體晶片10進行封裝，切斷次黏著基板20。

接著，如圖9所示，執行封裝(packaging)步驟S600，即將已切斷之各次黏著基板20黏著於載具40並與載具40電性連接。如圖9所示，將次黏著基板20黏著(die attaching)於載具40之後，以導線41連接發光二極體晶片10之電極與載具40之電極的方式，執行封裝步驟S600。執行封裝步驟S600可依情況，以導線接合來連接次黏著基板之電極與載具之電極，或者，以倒裝晶片方式將次黏著基板與載具電性連接。以導線接合發光二極體晶片10或次黏著基板20與載具40的時候，先將部分塗佈於接合地點之矽30剝去並執行導線接合。

接著，在對於封裝完成之製品進行導線41的連接狀態、發光二極體晶片10的發光與否及發光二極體晶片10所產生之光的光學特性等測試之後，對於除不良品以外的各載具40，執行以膠帶包裝的包裝(taping)步驟S700，並製造完畢。並且，在執行包裝步驟S700之前先執行測試步驟S300，將除了被判定為不良之發光二極體元件之外的發光二極體元件進行包裝。

經如上述製程而完成本發明之發光二極體元件。

依上述方法，可將矽30一次全部地塗佈於次黏著基板20上安裝之多個發光二極體晶片10，因此，與封裝之後將矽30塗佈於各載具40的方法相比，可迅速提高生產力。

並且，不管發光二極體晶片10之發光方向為厚度方向或寬度方向，與圖1參照說明的發光二極體元件相比，可使所塗佈之矽30的厚度更均勻，故可迅速提高發光二極體元件所產生之光的光學特性。因此，與圖1參照說明的發光二極體元件相比，可大幅防止分色現象。

並且，因為在安裝於次黏著基板20上之狀態下執行測試步驟S300，故可提早選出不良品，並對於不良品不執行基板切斷步驟S500之後的製程，因此，可防止製程上的損失。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許更動與潤飾。

譬如，在上述實施例中，在執行封裝步驟S600之前，將部分塗佈於接合地點的矽30剝去並以導線接合。但是，在執行螢光體塗佈步驟S200之前，亦可透過遮罩(masking)的方法，不讓螢光體塗佈於電極上。

並且，在上述實施例中，螢光體塗佈步驟S200可包括在將壩31形成於次黏著基板20的周邊部分之後，將低黏性的矽30塗佈於被壩31包圍的區域。但可不形成壩31，將矽30全面地噴塗於次黏著基板20之方式執行螢光體塗佈步驟S200。並且，可不以噴塗方式將矽30塗佈，而使用螺旋方式的樹脂泵，或使用以液滴單位分送樹脂的樹脂泵，來執行螢光體塗佈步驟S200。

並且，在上述實施例中，在執行測試步驟S300之後，執行矽補充步驟S400，即對於矽30之厚度不足的部分補充塗佈矽30。但可不執行矽補充步驟S400，即透過測試步驟S300得知各發光二極體晶片10的光學特性之後，儲存該結果，並直接執行基板切斷步驟S500。在封裝步驟S600中，將除測試步驟S300執行判定為光學特性不良之發光二極體晶片10之外的發光二極體晶片10進行封裝。

S100．．．晶片黏著步驟

S200．．．螢光體塗佈步驟

S300．．．測試步驟

S400．．．矽補充步驟

S500．．．基板切斷步驟

S600．．．封裝步驟

S700．．．包裝步驟

1、5、6、10．．．發光二極體晶片

20．．．次黏著基板

3、30．．．矽

31．．．壩

32．．．被壩包圍的部分

2、40．．．載具

4、41．．．導線

圖1是以一種現有發光二極體製造方法所製作之發光二極體元件的剖面圖。

圖2與圖3是說明發光二極體晶片之發光方向的剖面圖。

圖4是本發明實施例之一種使用次黏著基板製造發光二極體的方法的步驟圖。

圖5是以圖4所示之使用次黏著基板製造發光二極體的方法所製作發光二極體元件之次黏著基板的俯視圖。

圖6是圖5所示之次黏著基板的局部剖面圖。

圖7是圖5所示之次黏著基板的矽塗佈製程的俯視圖。

圖8是圖7所示之次黏著基板的局部剖面圖。

圖9是以圖4所示之使用次黏著基板製造發光二極體的方法所製作之發光二極體元件的剖面圖。

S100．．．晶片黏著步驟

S200．．．螢光體塗佈步驟

S300．．．測試步驟

S400．．．矽補充步驟

S500．．．基板切斷步驟

S600．．．封裝步驟

S700．．．包裝步驟

Claims (9)

1. 一種使用次黏著基板製造發光二極體的方法，包括：晶片黏著步驟，將多個發光二極體晶片分別黏著於次黏著基板；螢光體塗佈步驟，將混合螢光物質的矽塗佈於所述晶片黏著步驟完成之次黏著基板與發光二極體晶片；基板切斷步驟，將所述螢光體塗佈步驟完成之次黏著基板以各發光二極體晶片為單位切斷；以及封裝步驟，將所述基板切斷步驟完成之次黏著基板黏著於載具並與載具電性連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之使用次黏著基板製造發光二極體的方法，其中所述次黏著基板是在矽材料基板上形成電極而成。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之使用次黏著基板製造發光二極體的方法，更包括：測試步驟，測試所述螢光體塗佈步驟完成之各發光二極體晶片的光學特性。
4. 如申請專利範圍第3項所述之使用次黏著基板製造發光二極體的方法，更包括：包裝步驟，將除所述測試步驟執行判定為不良之發光二極體元件之外的發光二極體元件進行包裝。
5. 如申請專利範圍第3項所述之使用次黏著基板製造發光二極體的方法，更包括：矽補充步驟，在所述測試步驟執行之後，當所述矽的塗佈厚度判斷為薄時，補充塗佈所述矽。
6. 如申請專利範圍第1項所述之使用次黏著基板製造發光二極體的方法，其中所述晶片黏著步驟為，將以倒裝晶片之型態形成的發光二極體晶片黏著於次黏著基板。
7. 如申請專利範圍第1項所述之使用次黏著基板製造發光二極體的方法，其中所述封裝步驟為，將部分塗佈於發光二極體晶片或次黏著基板之電極上面的所述矽剝去，並以導線接合所述電極與載具，以使電極與載具電性連接。
8. 如申請專利範圍第1項所述之使用次黏著基板製造發光二極體的方法，其中所述螢光體塗佈步驟為，以噴塗之方式塗佈所述矽。
9. 如申請專利範圍第1項或第8項所述之使用次黏著基板製造發光二極體的方法，其中所述螢光體塗佈步驟包括：將高黏性的矽塗佈於基板的周邊部分而形成壩；以及將黏性低於所述壩的矽塗佈於基板的中央部分，讓所述低黏性的矽均勻地流動並硬化。