TWI420712B - 發光二極體結構及其封裝元件 - Google Patents

發光二極體結構及其封裝元件 Download PDF

Info

Publication number
TWI420712B
TWI420712B TW098142209A TW98142209A TWI420712B TW I420712 B TWI420712 B TW I420712B TW 098142209 A TW098142209 A TW 098142209A TW 98142209 A TW98142209 A TW 98142209A TW I420712 B TWI420712 B TW I420712B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
emitting diode
electrode
light
conductive
electrodes
Prior art date
Application number
TW098142209A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201121106A (en
Original Assignee
Epistar Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Epistar Corp filed Critical Epistar Corp
Priority to TW098142209A priority Critical patent/TWI420712B/zh
Priority to KR1020100125391A priority patent/KR101540370B1/ko
Priority to US12/964,386 priority patent/US8680541B2/en
Publication of TW201121106A publication Critical patent/TW201121106A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI420712B publication Critical patent/TWI420712B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/49105—Connecting at different heights
    • H01L2224/49107—Connecting at different heights on the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/0132—Binary Alloys
    • H01L2924/01322—Eutectic Alloys, i.e. obtained by a liquid transforming into two solid phases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H01L33/486—Containers adapted for surface mounting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Description

發光二極體結構及其封裝元件
本發明係有關於一種半導體元件，更詳言之，係有關於一種發光二極體結構及其封裝元件。
發光二極體(Light Emitting Diode；LED)之發光原理係於p-n接面通電，使產生於n型半導體之電子與產生於p型半導體之電洞結合，進而產生光，而其電力來源多是利用焊線將p型及n型電極分別與不同極性之外部電極電性連接。
請參閱第1圖，一習知發光二極體係於一載體10上設有一發光二極體單元101，透過焊線103使p型電極104電性連接於載體10上之導電電極107，透過焊線102使n型電極105電性連接於載體10上之導電電極106。
請參閱第2A圖及第2B圖，其係分別表示另一發光二極體結構並聯(第2A圖)及串聯(第2B圖)連接之上視示意圖，載體20上具有有多個等同第1圖之發光二極體單元101之發光二極體單元21，當有並聯需要時可如第2A 圖所示利用打線方式將載體20上之發光二極體單元21分別電性連接於用以承載載體20之一承載件22上的電極220、221；當有串聯需要時，如第2B圖所示，則可利用打線方式將相鄰發光二極體單元21之不同極性電極作電性連接，再將兩發光二極體單元之不同極性電極以打線方式與導電電極220、221電性連接以達成串聯。
利用第2A圖及第2B圖之方式達成發光二極體單元間的並聯及串聯為目前常見的連接方式，然而當所欲串/並聯之發光二極體單元數量增加時，所需打設之焊線亦愈多，容易於封裝過程中產生斷線而導致整個封裝元件報銷。再者，不論並聯或串聯形式，每一電極上均需要打設焊線，而由於發光二極體之尺寸甚小，必須精確控制焊線機來回的打線動作，產能因而無法有效提升。
第3圖係又一串聯式發光二極體結構示意圖，載體30上排列有複數個發光二極體單元31，各發光二極體單元31上具有p型電極315以及n型電極316，而發光二極體結構3上係覆蓋有一層介電層32但外露出各發光二極體單元31之p型電極315、及n型電極316，而導電層33則鋪設在介電層32上以連接一發光二極體單元31之p型電極315至另一發光二極體單元31之n型電極316，藉此形成串聯。
雖然利用導電層33連接電極可避免過去利用打線方式容易有斷線之缺點，然而對於不同的串並聯需求必須做不同的設計，晶片無法有效通用。
本發明之一目的在於提供一種發光二極體結構及其封裝元件，以提高電極打線之成功率。
本發明之次一目的在於提供一種可節省成本之方法以達成串並聯之發光二極體結構及其封裝元件。
本發明之又一目的在於提供一種發光二極體結構及其封裝元件，以簡化串並聯發光二極體之製程。
為達上揭及其他目的，本發明揭示一種發光二極體結構，係包括：一基板；複數發光二極體單元，其係設於基板且至少各具有一電性連接側，且各發光二極體單元係藉其所具之電性連接側兩兩靠近，各發光二極體單元於接近所具電性連接側之表面且設有至少一第一電極及至少一第二電極，使各第一或第二電極兩兩接近至可被同時焊結之距離內；以及至少一導電層，其係設於發光二極體結構表面，一端連接於至少一發光二極體單元之第一電極，另外一端則延伸至相鄰發光二極體單元之第二電極附近，且與此第二電極相距在一可被同時焊結之距離內。
為達上揭及其他目的，本發明亦揭示一種發光二極體結構之封裝元件，係包括：一承載件，其具有一作用面，且作用面上設有一第一及第二導電部；以及前述之發光二極體結構，可藉由打線方式將各發光二極體單元電性連接於晶片承載件上之第一、二導電部，以達成串並聯之目的。
兩相鄰且位於不同發光二極體單元上之第一或第二電極間之距離、或導電層一端與其所對應接近之第二電極間之距離係小於100微米，俾供打線過程之導電焊球良好 的焊結於兩第一電極、兩第二電極、或導電層及第二電極。
本發明之發光二極體結構中至少具有一導電層，藉由連接導電層所對應之第一、二電極可串聯至少兩發光二極體單元，而對應有導電層之第一、二電極可分別被視為供串接之第一、二電極。發光二極體結構中亦具有供對外連接之一第一電極及一第二電極，以連接於一外部電源進而供應串聯有複數發光二極體單元之發光二極體結構所需的電力，而連接外部電源之第一、二電極通常分別設於整個發光二極體結構中兩位於最外側之不同發光二極體單元上。
當進行並聯連接時，可利用焊線機於相鄰之兩第一或第二電極上形成同時焊結兩者之導電焊球，再移動焊線機將焊線分別打設至承載件上之第一或第二導電部後即完成並聯。
當進行串聯連接時，可利用焊線機於各供串接用之第二電極一一形成導電焊球以與所分別對應之導電層焊結，進而電性連接於相鄰發光二極體單元之第一電極，接著可由前述供對外連接之第一、二電極分別打線至第一、二導電部而完成串聯。
因此，藉由本發明之發光二極體結構之發光二極體單元之電極位置的安排及發光二極體單元間之排列，可減少多個發光二極體單元完成串並聯所需之打線程序，以解決習知技術中必須於每個電極打線造成焊線數量過多而產生斷線之風險，同時亦可解決打線程序過於繁複之缺點。
又，相較習知技術中必須精準控制焊線機對位於發光二極體之電極而造成製程上的負擔，本發明之發光二極體結構可使焊線機瞄準之打線區域有兩個一般電極的面積，可大為提升打線的準度以有效提升產能。
再者，相較習知技術中利用鋪設導線之方式而令發光二極體結構有使用受限之缺點，本發明之發光二極體結構之導電層係接近但不接觸於第二電極，再搭配兩兩接近之第一、二電極俾可於後續進行並聯或串聯之打線連接。
以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，發明所屬技術領域中具有通常知識者可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同的觀點與應用，在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。
第一實施例
請參閱第4A圖，本發明之發光二極體結構40包括有一基板401，基板401表面上有至少二發光二極體單元402、402’，發光二極體單元402、402’分別具有一側邊402a及側邊402a’，且側邊402a及側邊402a’係彼此靠近。發光二極體單元402於接近側邊402a之表面上具有一第一電極403與一第二電極404，第一電極403並可選擇性地延伸有工作區域403a以便通電時有效地擴散電流；同樣地，發光二極體單元402’於接近側邊402a’之表 面上具有一第一電極403’與一第二電極404’，第一電極403’並延伸有工作區域403a’以便通電時有效地擴散電流。第一電極403’係與第一電極403接近至可被同時焊結之距離內；同樣地，第二電極404’與第二電極404係接近至可被同時焊結之距離內，以便於後續打線形成並聯(容後詳述)。由上可知，發光二極體單元402及402’可並聯連接之關鍵在於具有彼此接近之側邊402a、402a’，因此側邊402a及402a’可分別視為一供並聯連接之電性連接側。
發光二極體結構40表面更具有導電層405其一端連接於發光二極體單元402之第一電極403，另外一端則往鄰近之發光二極體單元402’之第二電極404’延伸但不接觸第二電極404’，而是與第二電極404’相距在一可被同時焊結的距離內，藉此可有利後續進行打線形成串聯(容後詳述)。第一電極403連接有導電層405以便後續連接於第二電極404’，因此第一電極403可視為一供串接之第一電極；而第一電極403’未連接於導電層405，而是用於連接於一外部電源，因此第一電極403’可視為一供對外連接之第一電極。第二電極404’被導電層405之一端所接近以便後續連接於第一電極403，因此第二電極404’可視為一供串接之第二電極；第二電極404則是用於連接於一外部電源，因此可視為一供對外連接之第二電極。
請配合參閱第4B圖及第4C圖，第4B圖係第4A圖 中W1-W1’沿線之剖視圖，兩相鄰之發光二極體單元402及發光二極體單元402’間具有一溝渠409而於基板401上物理性地彼此隔開，換言之，溝渠409係介於彼此接近之電性連接側402a及電性連接側402a’之間。於兩發光二極體單元402、402’間及兩發光二極體單元402、402’部分表面上覆蓋有一介電層407，但曝露出第一電極403及403’以便進行打線，而前述導電層405則鋪設於介電層407上且一端連接於第一電極403。
發光二極體單元402(402’)層疊之磊晶結構自下而上可包括緩衝層4021(4021’)、n型半導體層4022(4022’)、發光層4023(4023’)、及p型半導體層4024(4024’)。第一電極403(403’)及其延伸出之工作區域403a(403a’)則形成於p型半導體4024(4024’)上，為一p型電極。
第4C圖係第4A圖中發光二極體結構40沿W2-W2’剖面線切割後之剖視圖，兩發光二極體單元402、402’間以溝渠409相隔。於兩發光二極體單元402、402’間及兩發光二極體單元402、402’部分表面上覆蓋有介電層407，但曝露出第二電極404及404’以便進行打線，前述於第4B圖中一端連接於第一電極403之導電層405其另一端則接近但不接觸第二電極404’。由第4C圖可知第二電極404(404’)係電性連接於n型半導體4022(4022’)，為一n型電極。
惟應注意的是，發光二極體單元402(402’)之磊晶 結構及電極形式並非僅限於以上所述者，本實施例僅例舉發光二極體中所必須具有之基本磊晶層及較為常見的電極態樣，至於增加電性傳導之接觸層、避免電流集中之電流阻障層、出光表面之粗化結構、或其他作用之結構等，則因非本發明之主要重點因此並未加以說明及於圖式中標示。
請參閱第4D圖，發光二極體結構40可藉其基板401設置於一承載件41之作用面41b上，承載件41並設有第一導電部410及第二導電部411，可利用打線方式將發光二極體單元402(402’)之第一電極403(403’)及第二電極404(404’)分別電性連接於第一導電部410及第二導電部411，以構成一具有發光二極體結構40之封裝元件4。而根據打線方式的不同，可使發光二極體單元402及發光二極體單元402’間形成並聯或串聯之態樣。
第一導電部410及第二導電部411可例如為設於承載件41相對兩側且極性不同之兩導線架，而發光二極體結構40係位於第一導電部410及第二導電部411間。第一電極403與第一電極403’間之距離、第二電極404與第二電極404’間之距離、或導電層405一端與第二電極404’間之距離於本實施例中較佳地係小於100微米，以供後續打線過程中之導電焊球同時焊結。
請參閱第4E圖，可利用一焊線機(圖未示)於彼此接近之第一電極403、及第一電極403’上形成導電焊球470後，再形成第一焊線400a以電性連接導電焊球470 及第一導電部410；以上所述之導電焊球470可為金球，而第一焊線400a可為金線。亦可用相同方式於彼此接近之第二電極404、第二電極404’上形成一導電焊球471後，再以第二焊線400b電性連接至第二導電部411。經過以上的打線方式後可再覆蓋一封裝膠體(圖未示)而令封裝元件4成為一並聯有發光二極體單元402及發光二極體單元402’之封裝元件。
請參閱第4F圖，可利用焊線機(圖未示)於第二電極404’上形成導電焊球472以焊結自第一電極403延伸而來之導電層405的一端，其中導電焊球472可為一金球。接著可由第一電極403’、及第二電極404分別形成相同於導電焊球472之導電焊球473、474，再由導電焊球473、474分別打設例如為金線之第一焊線400c、第二焊線400d至第一導電部410、及第二導電部411後即完成串聯。而經過以上的打線方式後可再覆蓋一封裝膠體(圖未示)以構成一串聯有至少發光二極體單元402、402’之封裝元件4。以上所述之第一電極403、第二電極404’藉由導電層405及導電焊球472串接，因此第一電極403、第二電極404’可分別視為一供串接之第一電極、及一供串接之第二電極。以上所述之第一電極403’、第二電極404係分別連接於第一導電部410及第二導電部411，因此第一電極403’、第二電極404可分別視為一供對外連接之第一電極、及一供對外連接之第二電極。
另外，可使第二電極404’具有一凹部404a，以供導 電層405之一端伸入其中，俾使導電焊球472焊結時增加可導電之面積。
第二實施例
本實施例與第一實施例係大致相同，所不同之處主要在於本實施例之發光二極體結構50上係具有多組由兩發光二極體單元所組成之發光二極體單元組。
請參閱第5A圖，發光二極體結構50包括有一基板501，基板501表面上具有四發光二極體單元520、530、540、及550，其中發光二極體單元520、530為一組彼此靠近之發光二極體單元組，而發光二極體單元540、550為另一組彼此靠近之發光二極體單元組。與第一實施例相同地，如圖中有虛線標示之折曲側邊所示，發光二極體單元520、530分別具有為電性連接側之側邊520a、530a；發光二極體單元520、530表面分別具有相互接近之第一電極521、531；發光二極體單元520、530表面分別具有相互接近之第二電極522、532。與第一實施例相同地，如圖中有虛線標示之折曲側邊所示，發光二極體單元540、550分別具有為電性連接側之側邊540a、550a；發光二極體單元540、550表面分別具有相互接近之第一電極541、551；發光二極體單元540、550表面分別具有相互接近之第二電極542、552。以上所述兩兩接近之第一或第二電極與第一實施例相同地有利於後續進行並聯打線。本實施例雖然以四發光二極體單元為例說明，但本發明並不僅限於此，基板501上亦可具有其他數量之發光二極體單元。此外，本實施例雖然以一組發光二極 體單元組中具兩發光二極體單元為例說明，然而本領域中一般技藝人士可視需求於發光二極體單元組中設有其他複數數量之發光二極體單元。
發光二極體結構50表面更具有導電層560、561、及562，其中導電層560一端連接於發光二極體單元530之第一電極531，另外一端則往發光二極體單元520之第二電極522延伸但不接觸第二電極522；導電層561一端連接於發光二極體單元540之第一電極541，另外一端則往發光二極體單元530之第二電極532延伸但不接觸第二電極532；導電層562一端連接於發光二極體單元550之第一電極551，另外一端則往發光二極體單元540之第二電極542延伸但不接觸第二電極542，以上所述與第一實施例相同地可便於後續進行打線使發光二極體單元520、530、540、及550間形成串聯。
與第一實施例相同地，第一電極521、531間之距離係小於100微米；第一電極541、551間之距離係小於100微米；第二電極522、532間之距離係小於100微米；第二電極542、552間之距離係小於100微米；導電層560一端與第二電極522間之距離係小於100微米；導電層561一端與第二電極532間之距離係小於100微米；導電層562一端與第二電極542間之距離係小於100微米。
至於發光二極體結構50之各發光二極體單元之磊晶疊層及電極形式可與第一實施例相同或可為其他結構。各導電層與各第二電極間之細部結構、及各導電層與發 光二極體結構50間可設有介電質等結構特徵亦可等同第一實施例或本領域之習用技術，因此不再加以敘述。
由於本實施例之發光二極體結構50具有多組之發光二極體單元組，而為了兼顧後續串聯打線與並聯打線之可行性，每一組發光二極體單元組之兩發光二極體單元相互接近之電性連接側係設計為凹凸互補狀，例如發光二極體單元520、530分別所具之側邊520a、530a係呈現凹凸互補狀，而第二電極522、532則分別設於發光二極體單元520、530之凹凸結構處，以使第二電極522可接近第二電極532，同時導電層560亦僅穿越過側邊520a、530a即可由第一電極531延伸至接近第二電極522處。同理亦推及發光二極體單元540、550分別所具之側邊540a、550a可達成相同之功效。
請參閱第5B圖，封裝元件5係相同於第一實施例所揭示之封裝元件而設有第一導電部510及第二導電部511。發光二極體單元520、530分別所具之第一電極521、及第一電極531上係共同焊結有導電焊球570，而導電焊球570則延伸有第一焊線570a以連接至第一導電部510；第二電極522、及第二電極532上係共同焊結有導電焊球571，而導電焊球571則延伸有第一焊線571a以連接至第二導電部511。經由以上打線可使發光二極體單元520並聯連接於發光二極體單元530。發光二極體單元540、550分別所具之第一電極541、及第一電極551上係共同焊結有導電焊球572，而導電焊球572則延伸有 第一焊線572a以連接至第一導電部510；第二電極542、及第二電極552上係共同焊結有導電焊球573，而導電焊球573則延伸有第二焊線573a以連接至第二導電部511。經由以上打線使發光二極體單元540並聯連接於發光二極體單元550。以上所述之導電焊球570、571、572、及573等可為金球，而第一焊線570a、572a及第二焊線571a、573a等可為金線。
請參閱第5C圖，發光二極體單元520之第一電極521上可焊結有一導電焊球574，且導電焊球574係延伸有第一焊線574a以連接至第一導電部510。第二電極522上焊結有導電焊球575其係同時焊結接近第二電極522之導電層560之一端，以使發光二極體單元520之第二電極522電性連接於發光二極體單元530之第一電極531。第二電極532上焊結有導電焊球576其係同時焊結接近第二電極532之導電層561之一端，以使發光二極體單元530之第二電極532電性連接於發光二極體單元540之第一電極541。第二電極542上焊結有導電焊球577其係同時焊結接近第二電極542之導電層562之一端，以使發光二極體單元540之第二電極542電性連接於發光二極體單元550之第一電極551。發光二極體單元550之第二電極552上可焊結有一導電焊球578，且導電焊球578係延伸有第二焊線578a以連接至第二導電部511。經由以上之打線連接可使位於第一焊線574a及第二焊線578a間之發光二極體單元520、530、540、及550達成 串聯，而本領域一般人士可以相同方法串聯更多之發光二極體單元。以上所述之導電焊球574、575、576、577、578等可為金球，而第一焊線574a及第二焊線578a等可為金線。
承第一實施例的精神，第一電極531、541、551可為供串接之第一電極，第二電極522、532、542為供串接之第二電極；第一電極521係為供對外連接之第一電極，而第二電極552則為供對外連接之第二電極。而由第一、二實施例可知一串聯有複數個發光二極體單元之封裝元件可具有至少一供串接之第一電極及第二電極、以及一供對外連接之第一電極及第二電極。
因此，藉由本發明之發光二極體結構之發光二極體單元之電極位置的安排及發光二極體單元間之排列，可減少多個發光二極體單元完成串並聯所需之打線程序，以解決習知技術中必須於每個電極打線造成焊線數量過多而產生有斷線之風險，同時亦可解決打設多條焊線而造成製程過於繁複之缺點。
又，相較習知技術中必須精準控制焊線機對位於發光二極體之電極而造成製程上的負擔，本發明之發光二極體結構可使焊線機瞄準之打線區域有兩個電極的面積，可大為提升打線的準度以有效提升產能。
再者，相較習知技術中利用鋪設導線之方式而令發光二極體結構有使用受限之缺點，本發明之發光二極體結構之導電層係接近但不接觸於第二電極，再搭配兩兩 接近之第一、二電極俾可於後續進行並聯或串聯之打線連接。
上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何本領域中具有一般技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。
10‧‧‧載體
21‧‧‧發光二極體單元
101‧‧‧發光二極體單元
22‧‧‧承載件
102,103‧‧‧焊線
220,221‧‧‧導電電極
104‧‧‧p型電極
3‧‧‧發光二極體結構
105‧‧‧n型電極
31‧‧‧發光二極體單元
106,107‧‧‧導電電極
315‧‧‧p型電極
2‧‧‧發光二極體
316‧‧‧n型電極
20‧‧‧載體
30‧‧‧基板
32‧‧‧介電層
33‧‧‧導電層
4,5‧‧‧封裝元件
41‧‧‧承載件
40,50‧‧‧發光二極體結構
41b‧‧‧作用面
401,501‧‧‧基板
410,510‧‧‧第一導電部
402,402’‧‧‧發光二極體單元
411,511‧‧‧第二導電部
402a,402a’‧‧‧側邊
470,471~474‧‧‧導電焊球
403,403’‧‧‧第一電極
400a,570a,572a‧‧‧第一焊線
404,404’‧‧‧第二電極
400b,571a,573a‧‧‧第二焊線
404a‧‧‧凹部
400c,574a‧‧‧第一焊線
405‧‧‧導電層
400d,578a‧‧‧第二焊線
403a,403a’‧‧‧工作區域
407‧‧‧介電層
4021,4021’‧‧‧緩衝層
409‧‧‧溝渠
4023,4023’‧‧‧發光層
4022,4022’‧‧‧n型半導體層
4024,4024’‧‧‧p型半導體層
520,530,540,550‧‧‧發光二極體單元
520a,530a,540a,550a‧‧‧側邊
521,531,541,551‧‧‧第一電極
522,532,542,552‧‧‧第二電極
560,561,562‧‧‧導電層
570~578‧‧‧導電焊球
第1圖係習知技術之一發光二極體封裝件之側視圖；第2A圖及第2B圖係分別顯示習知技術利用打線連接發光二極體之電極以達成並聯及串聯之上視示意圖；第3圖係顯示習知技術之一利用導電層連接發光二極體之電極以達成串聯之側視示意圖；第4A圖係本發明發光二極體結構第一實施例之上視示意圖；第4B圖係本發明發光二極體結構第一實施例之一側剖示意圖；第4C圖係本發明發光二極體結構第一實施例之另一側剖示意圖；第4D圖係本發明具發光二極體之封裝元件第一實施例之上視示意圖；第4E圖係本發明並聯有複數發光二極體結構之封裝元件第一實施例上視示意圖；第4F圖係本發明串聯有複數發光二極體結構之封裝元 件第一實施例上視示意圖；第5A圖係本發明發光二極體結構第二實施例之上視示意圖；第5B圖係本發明並聯有複數發光二極體結構之封裝元件第二實施例之上視示意圖；以及第5C圖係本發明串聯有複數發光二極體結構之封裝元件第二實施例之上視示意圖。
50‧‧‧發光二極體結構
501‧‧‧基板
520、530、540、550‧‧‧發光二極體單元
520a、530a、540a、550a‧‧‧側邊
521、531、541、551‧‧‧第一電極
522、532、542、552‧‧‧第二電極
560、561、562‧‧‧導電層

Claims (21)

  1. 一種發光二極體結構，其包括：一基板；複數發光二極體單元，其係設於該基板上，各該發光二極體單元包括一第一半導體層以及一第二半導體層於該第一半導體層及該基板之間，且至少各具有一電性連接側，各該發光二極體單元於接近所具電性連接側之表面設有至少一第一電極及至少一第二電極，其中該些發光二極體單元係藉其所各具之該電性連接側兩兩靠近，使各該第一或第二電極兩兩靠近至一可被同時焊結之距離內；以及至少一導電層，其係設於該發光二極體結構表面，一端連接於至少一該發光二極體單元之第一電極，另外一端則延伸至相鄰發光二極體單元之至少一該第二電極附近，且與該第二電極相距在一可被同時焊結之距離內。
  2. 如申請專利範圍第1項之發光二極體結構，其中該些發光二極體單元組成多組發光二極體單元組，各該發光二極體單元組中具有至少兩該發光二極體單元，且該兩發光二極體單元所具之電性連接側係呈凹凸互補狀，而各具之該第二電極係設於所對應該電性連接側之凹凸結構處。
  3. 如申請專利範圍第1項之發光二極體結構，其中該兩兩靠近之第一電極間之距離、該兩兩靠近之第二電極間之距離、或該導電層一端與該第二電極間之距離係小於100微米。
  4. 如申請專利範圍第1項之發光二極體結構，其中該些第一電極中包括有未與該導電層一端連接之一供對外連接之第一電極，而該些第二電極中包括有未接近該 導電層一端之一供對外連接之第二電極，且該供對外連接之第一電極及第二電極係分別設於不同之該發光二極體單元上。
  5. 如申請專利範圍第1項之發光二極體結構，其中該第一半導體層為p型半導體層、該第二半導體層為n型半導體層，而該第一電極係位於該p型半導體層上，該第二電極則位於該n型半導體層上。
  6. 如申請專利範圍第1項之發光二極體結構，其中該第二電極係具有一凹部，以供該導電層之一端伸入其中。
  7. 一種發光二極體封裝元件，係包括：一承載件，其具有一作用面，且該作用面上設有一第一導電部及一第二導電部；一發光二極體結構，其包括：一基板，設於該承載件之作用面上；以及複數發光二極體單元，其係設於該基板，各該發光二極體單元包括一第一半導體層以及一第二半導體層於該第一半導體層及該基板之間，且至少各具有一電性連接側，各該發光二極體單元於接近所具電性連接側之表面且設有至少一第一電極及至少一第二電極，其中該些發光二極體單元係藉其所具之該電性連接側兩兩靠近，使任一第一或第二電極係靠近另一第一或第二電極；至少一第一焊線，一端具有一導電焊球焊結於該兩兩接近之第一電極，另一端則連接於該第一導電部；以及至少一第二焊線，一端具有一導電焊球焊結於該兩兩接近之第二電極，另一端則連接於該第二導電部。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之發光二極體封裝元件， 復包括至少一導電層，其係設於該發光二極體結構表面，一端連接於該第一電極，另外一端則延伸至接近於該相鄰發光二極體單元之第二電極。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之發光二極體封裝元件，其中該兩兩靠近之第一電極間之距離、該兩兩靠近之第二電極間之距離、或該導電層一端與該第二電極間之距離係小於100微米。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之發光二極體封裝元件，其中該些發光二極體單元包括多組發光二極體單元組，各該發光二極體單元組中至少具有兩發光二極體單元，且該兩發光二極體單元所具之電性連接側係呈凹凸互補狀，而各具之第二電極係設於所對應電性連接側之凹凸結構處。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之發光二極體封裝元件，其中該第一導電部及該第二導電部為設於該承載件相對兩側且極性不同之兩導線架，而該發光二極體結構係位於該第一導電部及該第二導電部間。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之發光二極體封裝元件，其中該第一焊線或該第二焊線係為金線，而所具有之該導電焊球係為金球。
  13. 一種發光二極體封裝元件，係包括：一承載件，其具有一作用面，且該作用面上設有一第一導電部及一第二導電部；一發光二極體結構，其包括：一基板，設於該承載件之作用面上；複數發光二極體單元，設於該基板，各該發光二極體單元包括一第一半導體層以及一第二半導體層於該第一半導體層及該基板之間，且設有至少一第一電極及至少一第二電極，其中該些第一 電極中包括有至少一供串接之第一電極及一供對外連接之第一電極，而該些第二電極中包括有至少一供串接之第二電極及一供對外連接之第二電極；以及至少一導電層，其係設於該發光二極體結構表面，一端連接於該供串接之第一電極，另外一端則延伸至相鄰發光二極體單元所具供串接之第二電極附近；複數導電焊球其係焊結於該導電層一端及其對應之該供串接之第二電極上；一第一焊線，一端具有一導電焊球以焊結於該供對外連接之第一電極上，另一端則連接於該第一導電部；以及一第二焊線，一端具有一導電焊球以焊結於該供對外連接之第二電極上，另外一端則連接於該第二導電部。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之發光二極體封裝元件，其中該導電層一端與該第二電極間之距離係小於100微米。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之發光二極體封裝元件，其中該供對外連接之第一電極、及該供對外連接之第二電極係分別位於不同之該發光二極體單元上。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之發光二極體封裝元件，其中各該發光二極體單元均至少具有一電性連接側，該些第一電極係接近所設發光二極體單元上之該電性連接側，該些第二電極係接近所設發光二極體單元上之該電性連接側，且各該發光二極體單元係藉所具之該電性連接側兩兩靠近，使各該第一或第二電極兩兩靠近至一可被同時焊結之距離內。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之發光二極體封裝元件， 其中該兩兩靠近之第一電極間之距離或該兩兩靠近之第二電極間之距離係小於100微米。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之發光二極體封裝元件，其中該些發光二極體單元組成多組發光二極體單元組，各該發光二極體單元組中具有至少兩發光二極體單元，且該兩發光二極體單元所具之該電性連接側係呈凹凸互補狀，而各具之該第二電極係設於所對應電性連接側之凹凸結構處。
  19. 如申請專利範圍第13項所述之發光二極體封裝元件，其中該第一及第二導電部為設於該承載件相對兩側且極性不同之兩導線架，而該發光二極體結構係位於該第一導電部及該第二導電部間。
  20. 如申請專利範圍第13項所述之發光二極體封裝元件，其中該供串接之第二電極具有一凹部，以供該導電層之一端伸入，俾增進導電層與該供串接用之第二電極被該導電焊球焊結時之導電面積。
  21. 如申請專利範圍第13項所述之發光二極體封裝元件，其中該第一焊線或該第二焊線係為金線，而所具有之該導電焊球係為金球。
TW098142209A 2009-12-09 2009-12-09 發光二極體結構及其封裝元件 TWI420712B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW098142209A TWI420712B (zh) 2009-12-09 2009-12-09 發光二極體結構及其封裝元件
KR1020100125391A KR101540370B1 (ko) 2009-12-09 2010-12-09 Ｌｅｄ 구조체 및 ｌｅｄ 패키지소자
US12/964,386 US8680541B2 (en) 2009-12-09 2010-12-09 LED structure and the LED package thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW098142209A TWI420712B (zh) 2009-12-09 2009-12-09 發光二極體結構及其封裝元件

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201121106A TW201121106A (en) 2011-06-16
TWI420712B true TWI420712B (zh) 2013-12-21

Family

ID=44114380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098142209A TWI420712B (zh) 2009-12-09 2009-12-09 發光二極體結構及其封裝元件

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8680541B2 (zh)
KR (1) KR101540370B1 (zh)
TW (1) TWI420712B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3936694A (en) * 1973-12-28 1976-02-03 Sony Corporation Display structure having light emitting diodes
JPH11243230A (ja) * 1998-12-09 1999-09-07 Sharp Corp チップ部品型の発光ダイオードおよびその製造方法
US20070262328A1 (en) * 2006-05-10 2007-11-15 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device and a method for producing the same
TW200901421A (en) * 2007-06-29 2009-01-01 Powertech Technology Inc Stack assembly of semiconductor packages with fastening lead-cut ends of leadframe
US7531843B2 (en) * 2004-08-31 2009-05-12 Industrial Technology Research Institute Structure of AC light-emitting diode dies

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6547249B2 (en) * 2001-03-29 2003-04-15 Lumileds Lighting U.S., Llc Monolithic series/parallel led arrays formed on highly resistive substrates
TWI249148B (en) * 2004-04-13 2006-02-11 Epistar Corp Light-emitting device array having binding layer
US7009199B2 (en) * 2002-10-22 2006-03-07 Cree, Inc. Electronic devices having a header and antiparallel connected light emitting diodes for producing light from AC current
TWI223460B (en) * 2003-09-23 2004-11-01 United Epitaxy Co Ltd Light emitting diodes in series connection and method of making the same
KR101203141B1 (ko) * 2005-02-05 2012-11-20 서울옵토디바이스주식회사 기판으로부터 절연된 복수개의 발광셀들을 갖는 발광 소자및 그것을 제조하는 방법
KR20060121454A (ko) * 2005-05-24 2006-11-29 엘지전자 주식회사 발광소자 어레이 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3936694A (en) * 1973-12-28 1976-02-03 Sony Corporation Display structure having light emitting diodes
JPH11243230A (ja) * 1998-12-09 1999-09-07 Sharp Corp チップ部品型の発光ダイオードおよびその製造方法
US7531843B2 (en) * 2004-08-31 2009-05-12 Industrial Technology Research Institute Structure of AC light-emitting diode dies
US20070262328A1 (en) * 2006-05-10 2007-11-15 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device and a method for producing the same
TW200901421A (en) * 2007-06-29 2009-01-01 Powertech Technology Inc Stack assembly of semiconductor packages with fastening lead-cut ends of leadframe

Also Published As

Publication number Publication date
KR101540370B1 (ko) 2015-07-29
TW201121106A (en) 2011-06-16
US20110133228A1 (en) 2011-06-09
US8680541B2 (en) 2014-03-25
KR20110065413A (ko) 2011-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI470824B (zh) 電極結構及其發光元件
JP6325541B2 (ja) Ｌｅｄパッケージ及びその製造方法
KR100974923B1 (ko) 발광 다이오드
JP3956918B2 (ja) 発光ダイオード
JP4585014B2 (ja) 発光装置
JP2011061244A5 (zh)
TWI539862B (zh) 具有多數個發光單元的發光裝置
CN107690712B (zh) 发光二极管
US20170294567A1 (en) Led module
JP2010514198A (ja) 複数のセルを有する発光素子
US10879438B2 (en) Light emitting module and manufacturing method of light emitting module
US8957431B2 (en) Semiconductor light emitting device having multi-cell array
JP2006310893A (ja) 発光ダイオード
US9666558B2 (en) Substrate for mounting a chip and chip package using the substrate
TWI420712B (zh) 發光二極體結構及其封裝元件
JP2014203874A (ja) フリップチップ型半導体発光素子、半導体装置及びその製造方法
TWI550918B (zh) 發光二極體模組及其製造方法
KR101138975B1 (ko) 전파 발광셀 및 반파 발광셀을 갖는 교류용 발광 다이오드
KR101649267B1 (ko) 복수개의 발광셀들을 갖는 발광 다이오드
KR101106137B1 (ko) 전파 발광셀 및 반파 발광셀을 갖는 교류용 발광 다이오드
KR102161006B1 (ko) 반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법
TWI302757B (zh)
TWI577058B (zh) Bidirectional light emitting diodes and their lighting devices
KR20120017136A (ko) 역방향 직렬접속된 발광셀 어레이가 구비된 교류용 발광다이오드 칩 구조
TW202425375A (zh) 發光二極體結構