TWI521742B - 倒裝式發光二極體封裝模組及其製造方法 - Google Patents

Description

倒裝式發光二極體封裝模組及其製造方法

本發明在於提供一種發光二極體封裝模組及其製造方法，尤其是指一種倒裝式發光二極體模組及其製造方法。

傳統LED晶片封裝，需要使用陶瓷基板作為LED封裝載板使用，以使得LED產生的熱能藉由極好的載板熱傳導率，將晶片的熱能傳導至線路板，請參考圖1所示，LED晶片10’利用固晶膠11’固設於陶瓷基板12’上，並以封裝材料18’包覆。基板12’利用焊錫13’固定於由鋁板15’及絕緣層14’構成之金屬基印刷電路板(Metal Core Printed Circuit Board；MCPCB)。藉此結構設計，用以將LED晶片10’產生之熱沿箭頭方向傳導散熱。

因此，在傳統LED晶片封裝結構其由上而下分層檢視依序為發光二極體晶粒片、固晶膠、基板、焊錫(Solder)及印刷電路板。然而，多數層結構亦即意謂著有多數層熱阻，即熱阻抗的特性會因為LED晶片封裝結構的厚度增加而增加，如此將會產生散熱上的問題，故習知技術的LED晶片發光二極體封裝結構的散熱效果皆不甚理想，另外還有成本上的考量。但以發光二極體的趨勢來說勢必朝著低熱阻、低成本及製程簡化的方向發展。除了靠晶片商的設計以求降低熱阻及成本之外，在LED晶片封裝這塊也必須 有突破性的發展。

綜上所述，本發明人有感上述問題之可改善，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。

本發明之主要目的在於，在於提供一種倒裝式發光二極體模組及其製造方法，其係為減少一層基板並且簡化固晶打線製程的製造方法。

為了達成上述之目的，本發明提供一種倒裝式發光二極體封裝模組的製造方法，其包括以下步驟：提供一承載體，該承載體上設置多個發光二極體晶片；進行一封膠製程，以形成多個對應且包覆該些發光二極體晶片的透明封裝體，該些透明封裝體周緣共同形成一側翼部，該些倒裝式發光二極體封裝結構藉由該側翼部彼此相連接；進行一分離製程，以形成多個單顆不含該承載體之倒裝式發光二極體結構；以及進行一接合製程，將至少一個倒裝式發光二極體結構接合於一電路基板上。

本發明亦提供一種倒裝式發光二極體封裝模組，其包括：一電路基板，其具有多個電性連接墊；一倒裝式發光二極體封裝結構，其直接設置於該電路基板上，該倒裝式發光二極體封裝結構包括一發光二極體晶片，其具有環繞之側表面及相對之一第一表面及一第二表面，該側表面分別與該第一表面及該第二表面相銜接，該第二表面具有至少一對晶片金屬墊，所述至少一對晶片金屬墊具有一間隔空隙；以及一透明封裝體，其係包覆該發光二極體晶片之之環繞側表面、第一表面及第二表面，並填滿該間隔空隙，其中該至少一對晶片金屬墊電性連接於與其對應之該些電性連接墊，該透明封裝體之底面與該電路基板分離。

本發明係透過將發光二極體晶片直接接合於電路基板上，省略 掉習知技術中位於發光二極體晶片及電路基板之間的基板(Substrate)，進而能夠有效解決發光二極體封裝模組的散熱問題，並且簡化製造流程及減少結構堆疊的層數，進而達到降低成本的功效。另外，本發明利用自承載體取下之倒裝式發光二極體封裝結構本身即為一獨立元件之特點，可以採用全自動化的表面黏著技術(Surface Mount Technology,SMT)大量生產，進而大幅降低製造及人力成本。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

《習知技術》

10’LED‧‧‧晶片

11’‧‧‧固晶膠

12’‧‧‧基板

13’‧‧‧焊錫

14’‧‧‧絕緣層

15’‧‧‧鋁板

18’‧‧‧封裝材料

《本發明》

步驟S102至步驟S108

100‧‧‧倒裝式發光二極體封裝模組

1‧‧‧電路基板

11‧‧‧電性連接墊

11a‧‧‧頂面

12‧‧‧防焊層

2‧‧‧發光二極體晶片

21‧‧‧側表面

22‧‧‧第一表面

23‧‧‧第二表面

24‧‧‧晶片金屬墊

24a‧‧‧接觸點

241‧‧‧P型接觸墊

242‧‧‧N型接觸墊

25‧‧‧側壁保護層

26‧‧‧鏡面層

27‧‧‧P型半導體疊層

28‧‧‧N型半導體疊層

29‧‧‧基板

3‧‧‧透明封裝體

31‧‧‧底面

31a‧‧‧內底面

31b‧‧‧外底面

32‧‧‧側翼部

32a‧‧‧底面

33‧‧‧接觸面

200‧‧‧承載體

201‧‧‧切割道

202‧‧‧上表面

300‧‧‧倒裝式發光二極體封裝結構

400‧‧‧螢光材料

500‧‧‧焊錫

S1‧‧‧透明封裝體之中心軸

S2‧‧‧發光二極體晶片之中心軸

P‧‧‧間隔空隙

W‧‧‧側翼部之厚度

H1‧‧‧發光二極體晶片之厚度

H2‧‧‧側翼部之厚度

L‧‧‧發光二極體晶片之尺寸

R‧‧‧直線距離

C‧‧‧中心點

Q‧‧‧開口

AA‧‧‧晶片間距

BB‧‧‧晶片對角線長度

CC‧‧‧晶片間距

θ‧‧‧夾角

圖1為習知LED晶片封裝之示意圖；圖2A本發明倒裝式發光二極體封裝模組的製造方法流程圖(一)；圖2B本發明倒裝式發光二極體封裝模組的製造方法流程圖(二)；圖3A為本發明承載體上設置發光二極體晶片的示意圖；圖3B為本發明承載體上設置發光二極體晶片的側視圖；圖3C為圖3B中A部份的放大圖；圖4A為本發明發光二極體晶片上形成透明封裝體的示意圖；圖4B為本發明發光二極體晶片上形成透明封裝體的側視圖；圖5為本發明進行分離製程的示意圖；圖6為本發明單顆倒裝式發光二極體封裝結構之立體圖；圖7為本發明單顆倒裝式發光二極體封裝結構之剖視圖；圖8為本發明單顆倒裝式發光二極體封裝結構之側視圖；圖9A為本發明承載體上倒裝式發光二極體結構的幾何示意圖(一)；圖9B為本發明承載體上倒裝式發光二極體結構的幾何示意圖(二)； 圖10A為本發明進行接合製程加熱後的示意圖(一)；圖10B為本發明進行接合製程加熱後的示意圖(二)；圖11A為本發明進行塗佈製程的示意圖；以及圖11B為本發明進行摻雜製程的示意圖。

以下所描述之實施例有提及數量或其類似者，除非另作說明，否則本發明的應用範疇應不受其數量或其類似者之限制。本發明之倒裝式發光二極體封裝模組的製造方法適用於將發光二極體晶片直接接合於印刷電路板(PCB)、具金屬核心的印刷電路板(Metal Core PCB,MCPCB)、陶瓷基板(Ceramic SUB)及覆銅陶瓷基板(Direct Bond Cu,DBC)上，但並不因此限縮本發明應用之範圍。

如圖2A至圖5所示，於本實施例中，本發明之倒裝式發光二極體封裝模組100在製造上，設置於承載體200之多個發光二極體晶片2係整體經上膠封裝後，再一併進行切割，以形成包含一發光二極體晶片2及一透明封裝體3的單一顆倒裝式發光二極體封裝結構300(如圖6)。

請參閱圖2A至圖10，圖2A本發明倒裝式發光二極體封裝模組100的製造方法流程圖(一)。於本實施例中，如步驟S102所述，先提供一具有預設切割道201(如圖5所示)之承載體200，較佳地，提供之承載體200可為軟性薄膜，如藍膜(Blue Tape)、UV膜(UV Tape)、膠膜或硬性承載板等，承載體200的材質不以上述為限；其中，；上述切割道201亦可成型於後續之封膠製程中的透明封裝體3(如圖5所示)之間，詳述於后。接著，請參考圖3A為本發明承載體上設置發光二極體晶片的示意圖，及圖3B為圖3A之側視圖，於本實施例中，係以陣列方式排列設置多個發光二極體晶片2於承載體200上；此外，承載體200亦可具有單面或雙面黏著的特性，故可將發光二極體晶片2直接設置於具有黏著特性的 承載體表面上，可同時提供晶片暫固定的功能，以利後續的製程；而所述每一發光二極體晶片2具有環繞之側表面21及相對之一第一表面22及一第二表面23，且側表面21分別與該第一表面22及該第二表面23相銜接，此外，如圖3C為圖3B中A部份的放大圖，側表面21上較佳地更可形成有一側壁保護層25(如氧化矽(SiOx)或氧化鋁)，以減少發光二極體晶片2因後續封裝製程受到損壞。每一發光二極體晶片2之第二表面23具有至少一對晶片金屬墊24，並且至少一對晶片金屬墊24具有一間隔空隙P，實際上，至少一對晶片金屬墊24係可分別為P型接觸墊(P-contact pad)241及N型接觸墊(N-contact pad)242，該側壁保護層25更可延伸至第二表面23上，亦即形成位於P型接觸墊241與N型接觸墊242與發光二極體晶片2之間的絕緣層，分別提供至少一開口Q於相對應的P型半導體疊層27與N型半導體疊層28，使得P型接觸墊241及N型接觸墊242分別透過對應的開口Q與相對應的P型半導體疊層27及N型半導體疊層28電性連接，且由於P型接觸墊241及N型接觸墊242上方具該絕緣層而將PN電性有效地加以隔絕，更可減少後續的P型接觸墊241及N型接觸墊242的製程上，因相鄰P型半導體疊層27與N型半導體疊層28的結構(如間距、高度差等)而造成導電結結構(P型接觸墊241及N型接觸墊242)良率不佳的情況；此外，若將圖3C上下顛倒可清楚看到，該絕緣層下方可以有一鏡面層26(如ITO+銀或純銀)，可位於P型半導體疊層的上方，P型接觸墊241與N型接觸墊242相對應的正投影位置的下方，其表面積略小於P型半導體疊層27而可有效地提升亮度。

另外，該些發光二極體晶片2係以晶片金屬墊24面朝下(flip chip)的方式黏置於承載體200上表面上，其中承載體200上表面202和P型接觸墊之接觸點24a間的距離與其和N型接觸墊之接觸點24a間的距離相同，亦可說三者共一水平面。

之後，如步驟S104所述，可進行一封膠製程以形成多個對應並且包覆該些發光二極體晶片2的透明封裝體3。於封膠製程中，請參考圖4A及圖4B，本實施態樣係透過模造成型(Molding)將該些發光二極體晶片2封裝以形成多個彼此相連的倒裝式發光二極體封裝結構300。本發明亦可透過混膠、點膠等成型方式將該些發光二極體晶片2封裝以形成多個倒裝式發光二極體封裝結構300。

更進一步的說，其係先將承載體200置於成型模具內(圖未示)，該成型模具中具有多個模穴(圖未示)，並且使得該些模穴分別對應該些發光二極體晶片2。在本實施例中的模穴預型體係為球體狀，所述該些模穴的預型體亦可為圓弧狀、水滴狀、方狀、碟狀或角錐狀，模穴的形狀不加以限定，不同的模穴形狀將可成形出不同形狀的透明封裝體3，接著再於該些模穴中注入液態透明膠，該些模穴的深度大於該些發光二極體晶片2的高度。值得注意的是，請參考圖4B為本發明發光二極體晶片上形成透明封裝體的側視圖，由於該些模穴(圖未示)與承載體200之間具有一最短距離W(即側翼部32之厚度W)，且任二晶片金屬墊24之向外接觸點24a與承載體200之上表面202共平面，故液態透明膠可不受阻礙地流入兩個晶片金屬墊24之間而填滿間隔空隙P，也就是說，液態透明膠會環繞於兩個晶片金屬墊24的周圍，以使液態透明膠完全包覆於發光二極體晶片2的外圍；更具體的來說，液態透明膠會完全包覆於發光二極體晶片2的環繞側表面21、第一表面22及第二表面23，而與發光二極體晶片2成為一體。值得注意的是，液態透明膠係主要包覆第一表面22(主要出光面)及環繞側表面21，而液態透明膠包覆第二表面23則可使液態透明膠完整且牢固地抓住整顆發光二極體晶片2，不易脫落。另外，液態透明膠亦可於該些發光二極體晶片2之間形成未硬化之側翼部32，使該些發光二極體晶片2藉由未硬化之該些側翼部32彼此相連。

之後可再進行一加熱烘烤的步驟，以使液態透明膠硬化而成 透明封裝體3，而使透明封裝體3包覆於每一個發光二極體晶片2的外圍，且形成的多個透明封裝體3陣列係分別對應該些發光二極體晶片2；較佳地，透明封裝體3的底面31包括內底面31a及外底面31b，內底面31a及外底面31b等高且彼此共平面，內底面31a及外底面31b係與承載體200的上表面202輪廓一致，而透明封裝體3包覆發光二極體晶片2的接觸面33則係分別與發光二極體晶片2之環繞側表面21、第一表面22及第二表面23輪廓一致。此時，由於多個透明封裝體3周緣共同形成多個側翼部32，故該些倒裝式發光二極體封裝結構300係可藉由該些側翼部32而彼此相連接在一起，於本實施例中，該些側翼部32之底面32a(即透明封裝體3的底面3)、晶片金屬墊24之接觸點24a及承載體200之上表面202三者共平面。然而上述僅為本實施例之其中一種方式，並不侷限於此操作方式。值得注意的是，於上述封膠製程中，更可於透明封裝體3之間的該些側翼部32上形成有通道(tunnel)以作為切割道201(圖5)。

於本實施例中，透明封裝體3可以為矽膠、熱固性膠體或環氧樹脂(Epoxy Resin)等，但透明封裝體3的材質不以上述為限，形成的透明封裝體3則為半球體之形狀，然而透明封裝體3的形狀不在此限定。固化後的透明封裝體3，其相對於發光二極體晶片2所發出之波長範圍介於300nm至950nm的光透明封裝體3的光穿透率T大於60%，而相對於發光二極體晶片2所發出之波長範圍介於450nm至660nm的光透明封裝體3的光穿透率T大於90%；其中，T定義為透過物質的光強度I與入射到物質上的光強度I₀的比值，即穿透率T=I/I₀。此外，若發光二極體晶片2有一側壁保護層25(如圖3C)，如氧化矽或氧化鋁，基於出光效率的考量，透明封裝體3的折射係數較佳為接近或小於側壁保護層25的折射係數，舉例來說，若透明封裝體3的折射係數為1.5，則側壁保護層25的折射係數可以為1.45的二氧化矽或1.65的三氧化二 鋁；更一步地說，透明封裝體3的折射係數為k時，該側壁保護層25的折射係數建議可為0.95k~1.15k。也就是說，發光二極體晶片2所發出的光，預期可直接穿透側壁保護層25(如圖3C)與其相鄰的透明封裝體3，因而有效的減少介層效應與光的損失。

本發明藉由透明封裝體3包覆發光二極體晶片2，可達到保護發光二極體晶片2的效果，避免受到外界溫度、濕氣與雜訊的影響，並能有效提昇耐侯性及機械強度。此外，透明封裝體3還具有光學的功能，舉例來說，透明封裝體3可做不同變化之設計，包括設計為凸出形狀、中凹形狀或平面形狀，以產生不同的光學效果，以分別達成光線集中、光線分散或光線均勻之功效，藉此可增加發光二極體晶片2之發光型態的變化性，並能增進發光二極體晶片2之亮度及發光效率。更具體的來說，由於本發明係可透過透明封裝體3直接封裝在發光二極體晶片2上，而與發光二極體晶片2成為一個整體，故相較於習知於發光二極體晶片2上再外加透鏡，透過多重光學介面(二次透鏡)的方式聚光並提高照度，本發明僅需透過單一光學介面(一次透鏡)的方式即可有效地匯聚發光二極體晶片2所發出的所有光線，不但可有效減少光損，更可避免習知發光二極體晶片2與外加透鏡之間的接合問題。

接著，如步驟S106所述，當透明封裝體3結合於發光二極體晶片2後，便可進行一分離製程，請參考圖5，圖5為本發明進行分離製程的示意圖，於分離製程中，係利用切割工具沿著承載體200上的切割道201、該些透明封裝體3之間的側翼部32上的切割道201或一環繞承載體200外圍的切割定位版(圖未示)上的切割道201對該些透明封裝體3之間的側翼部32進行切割，使倒裝式發光二極體封裝結構300由承載體200移出，便形成一顆如圖6所示獨立的單一顆倒裝式發光二極體封裝結構300。更詳細地說，切割道201定義的方式，是在承載體200上就預設切割道201的位置，且由於透明封裝體3或承載體200係為透明或半透明的型 態，因此可便於識別以進行切割。另外，也可在封膠製程時就將切割道201的位置定義於透明封裝體3之間，因此切割時即可沿著透明封裝體3之間的切割道201及該些透明封裝體3之間的側翼部32進行切割。除此之外，分離製程亦可使用沖壓的方式，直接於透明封裝體3之間進行分割。然而，分離製程所使用的方式不以上述為限。值得注意的是，請參考圖7，經分離製程得到之多個單顆倒裝式發光二極體封裝結構300，由於硬化後所形成的透明封裝體3係可完全包覆於發光二極體晶片2的外圍(含晶片金屬墊24)並填滿間隔空隙P，且透明封裝體3之底面31與晶片金屬墊24之接觸點24a共平面，故透明封裝體3可藉由接觸面33牢固地抓住發光二極體晶片2外圍(如環繞側表面21、第一表面22及第二表面23)，而不易脫膠，使該些單顆倒裝式發光二極體封裝結構300可供再排列成陣列方式或面光源方式而做更進一步的應用。

另一方面，經分離製程所得之多個單顆倒裝式發光二極體封裝結構300，由於透明封裝體3為球體狀，於承載體200進行切割的圖形為矩形狀，故會因為幾何的關係而使每一個倒裝式發光二極體封裝結構300留下部分側翼部32。考慮到發光二極體晶片2所發出的光線不會被所述側翼部32遮蔽而影響發光效率及亮度，請參考圖8為本發明單一顆倒裝式發光二極體封裝結構之透明封裝體的之側視圖，於上述封膠製程中，硬化後的透明封裝體3之中心軸S1係與發光二極體晶片2之中心軸S2共軸，而側翼部32之厚度W則係以下列方程式決定：H1<W<H2，H2=R×sinθ，tanθ=H1/(L/2)，其中，H1係為發光二極體晶片2之厚度，L係為該發光二極體晶片2之尺寸，R係為從第二表面23的中心點C通過側表面21與第一表面22銜接處，並延伸至透明封裝體3表面之直線距離，θ係為R與透明封裝體3的底面31之夾角。

再一方面，請參考圖9A及圖9B，考量到進行切割時的幾何因素，所以位於承載體200上的發光二極體晶片2之晶片間距， 會與所製造倒裝式發光二極體封裝結構300的類型有關。如圖9A所示，當倒裝式發光二極體封裝結構300為透鏡型(Lens-Type)時，考慮到透明封裝體3為球體狀，故位於承載體200上每兩個發光二極體晶片2之間的晶片預設間距AA係大於等於每一個發光二極體晶片2之對角線BB長度的40%，以達到能順利切割出單顆倒裝式發光二極體封裝結構300之目的。如圖9B所示，考慮到該些透明封裝體3與該些相鄰的側翼部32等高，舉例來說，該些透明封裝體3為方狀(即透明封裝體3之四周緣係分別對應且平行於發光二極體晶片2之四周緣)，故位於承載體200上每兩個發光二極體晶片2之間的晶片預設間距CC須大於0.1毫米，以留下間隙讓雷射能夠順利進行切割。

最後，如步驟S108所述，進行一接合製程，請參考圖10A及圖10B，圖10A為本發明進行接合製程加熱後的示意圖(一)，圖10B則為本發明進行接合製程加熱後的示意圖(二)，其係將至少一個倒裝式發光二極體封裝結構300接合於一電路基板1上，即可完成本發明之倒裝式發光二極體封裝模組100；其中，倒裝式發光二極體封裝結構300之透明封裝體3之底面31係與電路基板1分離。在本實施例中，電路基板1可為鋁基板(Metal Core PCB,MCPCB)，亦可為陶瓷基板、矽基板或玻璃纖維基板，然而電路基板1的材質不以上述為限。更具體的來說，本發明倒裝式發光二極體封裝結構300與電路基板1之接合方式，係可將發光二極體晶片2之第二表面23的晶片金屬墊24藉由封裝焊料直接與電路基板1上的電性連接墊11接合而電性連接。舉例來說，如圖10A所示，當封裝焊料為焊錫500時，本發明之接合製程為一SMT(Surface Mount Technology)製程，其係將電路基板1之電性連接墊11上置入焊錫500，並將倒裝式發光二極體封裝結構300放置於電路基板1上，接著經由迴焊(Reflow)製程，亦即將電路基板1放入高溫爐內加熱，使得焊錫500固化，即可完成倒裝式發光二 極體封裝結構300之晶片金屬墊24與電路基板1之電性連接墊11接合的製程；其中，焊錫500之材質可為金、鎳、錫、金錫合金、銀錫合金、金鍺合金或銦等。

此外，於本實施例中，由於晶片金屬墊24之面積係大於等於電性連接墊11之面積，故當封裝焊料是使用焊錫500時，由於晶片金屬墊24於相同的間距(pad pitch)下，電性連接墊11的寬度(pad width)減小，即增加相鄰電性連接墊11之間的空間，故可有效避免進行焊接過程時焊錫500因擴散而彼此接觸，造成短路或焊錫500不均勻等情況發生。另外，由於電性連接墊11之頂面11a高於電路基板1之防焊層12，故可有效避免進行焊接過程時焊錫500因擠壓擴散而流動到電路基板1上而造成短路之情況發生。

另外，如圖10B所示，當封裝焊料為助焊劑(未標號)時，本發明之接合製程係為將倒裝式發光二極體封裝結構300放置於電路基板1上，且於晶片金屬墊24及電性連接墊11之間置入助焊劑，接著將電路基板1放入高溫爐內加熱。透過助焊劑的作用，可使得晶片金屬墊24及電性連接墊11達成焊接的效果。於加熱過程中，助焊劑會揮發掉，加熱之後助焊劑將不存在於晶片金屬墊24及電性連接墊11之間，換言之，由於晶片金屬墊24係直接與電性連接墊11形成共晶結構而接合於電性連接墊11上，故可使發光二極體晶片2於工作時所產生之熱能，可直接傳導至電路基板1而散逸至大氣，使散熱效能獲得大幅改善，有效降低溫度、提高晶片出光效率和使用壽命。

懇請復搭配參閱圖2B、圖11A及圖11B，圖2B本發明倒裝式發光二極體封裝模組100的製造方法流程圖(二)。於上述步驟S102與步驟S104之間更可視製程需求而另外增加一步驟S103，其係進行一塗佈製程或一摻雜製程；其中，如圖11A所示，於塗佈製程中，可將螢光材料400同時塗佈於承載體200及該些發光二極體晶片2上或選擇性僅塗佈於該些發光二極體晶片2上，而 形成一螢光層或一圖案化螢光粉層，而如圖11B所示，於摻雜製程中，則係使透明封裝體3內摻入螢光材料400而形成螢光膠體。更進一步地說，上述塗佈製程係可使用噴塗的裝置來進行，先將螢光材料400裝入噴塗的裝置之中，接著透過噴塗裝置上之噴嘴，將螢光材料400同時噴塗於承載體200之上表面202及該些發光二極體晶片2上，使螢光材料400均勻的覆蓋於承載體200之上表面202及該些發光二極體晶片2的環繞側表面21、第一表面22或選擇性僅塗佈於該些發光二極體晶片2上，使螢光材料400僅覆蓋於該些發光二極體晶片2的環繞側表面21、第一表面22上，之後再進行烘烤的步驟讓螢光材料400固化成型為一螢光層或一圖案化螢光粉層。值得注意的是，如圖11A所示，當於塗佈製程之後進行封膠製程時，可以使透明封裝體3之底面31(與承載體200之上表面202相對的面)沾附有螢光粉層，特別是當螢光粉層沾附於透明封裝體3之整個外底面31b時，則可減少發光二極體晶片2穿過底面31出光的干擾，而增加正面出光(如圖11A之箭頭)之優點。此外，該若發光二極體晶片2有一側壁保護層25(如圖3C)，其可提高發光二極體晶片2的環繞側表面上螢光粉沾附的比例。另外，請參考圖11B為本發明進行摻雜製程之示意圖，於摻雜製程中，可將供調整光色用的螢光粉400(phosphor)直接摻雜於透明封裝體3內，即可使透明封裝體3形成螢光膠體。然而，上述僅為本實施例之其中一種方式，並不侷限於此操作方式。

綜上所述，由於本發明省略晶片貼合及打線封裝的製程，亦即發光二極體晶片2及電路基板1之間無須另一層基板，故可省去一層熱阻，使封裝之後的熱阻降低，進而降低操作溫度與提升發光二極體晶片2之出光效率。更具體的來說，本發明係將倒裝式發光二極體封裝結構300直接焊接於電路基板1，以形成倒裝式發光二極體封裝模組100；其中，由於發光二極體晶片2與電路基板1之間的熱阻只剩下焊錫500(圖10A)一層，且焊錫500又為良 好的熱導體，故晶片熱源可更有效傳遞出去，達成極佳的散熱效果。另外，使用覆晶封裝(封膠製程及接合製程)，亦可省去金線成本以及可能衍生之斷線問題。再者，自承載體200上取下之倒裝式發光二極體封裝結構300本身即為一獨立元件，故可以採用全自動化的表面黏著技術(Surface Mount Technology,SMT)來將倒裝式發光二極體封裝結構300快速地設置於電路基板1上，故可自動化大量生產，進而大幅降低製造及人力成本。

另外，這裡要特別說明的是，本發明提及的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明而並非用來限制本發明。

是以，透過本發明具有如下述之特點及功能：

一、本發明的發光二極體晶片，其與電路基板之間無另一層基板，將可省去一層熱阻，使封裝之後的熱阻降低，因而可降低操作溫度與提升出光效率。

二、本發明的倒裝式發光二極體結構，其本身即為一獨立元件，故可以採用全自動化的表面黏著技術(Surface Mount Technology,SMT)來將倒裝式發光二極體模組設置於電路基板上，因此可以經由自動化技術來大量生產，進而降低製造時所需的人力成本。

三、本發明的倒裝式發光二極體模組，由於發光二極體晶片之晶片金屬墊的面積大於等於電路基板之電性連接墊的面積，故可有效避免進行接合過程時焊錫因擴散而彼此接觸，造成短路或焊錫不均勻等情況發生。

四、本發明的倒裝式發光二極體模組，由於電路基板之電性連接墊高於電路基板之防焊層，故可有效避免倒裝式發光二極體結構與電路基板進行接合過程時，焊錫因擠壓擴散而流動到電路基板上而造成短路之情況發生。

五、本發明的倒裝式發光二極體模組，其固化後的透明封裝 體之側翼部的厚度W以下列方程式決定：H1<W<H2，H2=R×sinθ，tanθ=H1/(L/2)，其中，H1係為發光二極體晶片之厚度，L係為該發光二極體晶片之尺寸，係為從第二表面的中心點通過側表面與第一表面銜接處，並延伸至透明封裝體表面之直線距離，故側翼部不會影響發光二極體晶片之發光效率及亮度。

六、本發明的倒裝式發光二極體模組，其固化後的透明封裝體可完全包覆於發光二極體晶片的外圍並填滿間隔空隙，故透明封裝體可牢固地抓住發光二極體晶片，不易脫膠。

綜上所述，本發明實已符合發明專利之要件，依法提出申請。惟以上所揭露者，僅為本發明較佳實施例而已，自不能以此限定本案的權利範圍，因此依本案申請範圍所做的均等變化或修飾，仍屬本案所涵蓋的範圍。

S102至S108‧‧‧步驟

Claims (15)

1. 一種倒裝式發光二極體封裝模組，其包括：一電路基板，其具有多個電性連接墊；以及一倒裝式發光二極體封裝結構，其直接設置於該電路基板上，該倒裝式發光二極體封裝結構包括：一發光二極體晶片，其具有環繞之側表面及相對之一第一表面及一第二表面，該側表面分別與該第一表面及該第二表面相銜接，該第二表面具有至少一對晶片金屬墊，該至少一對晶片金屬墊具有一間隔空隙；一透明封裝體，其包覆於該發光二極體晶片之環繞側表面、第一表面及第二表面，並填滿該間隔空隙；以及其中該至少一對晶片金屬墊電性連接於與其對應之該些電性連接墊，該透明封裝體之底面與該電路基板分離。
2. 如請求項1所述之倒裝式發光二極體封裝模組，其中各該晶片金屬墊之一接觸點係與該透明封裝體之底面共平面。
3. 如請求項1所述之倒裝式發光二極體封裝模組，其中各該晶片金屬墊之面積大於等於與其對應之該電性連接墊之面積。
4. 如請求項1所述之倒裝式發光二極體封裝模組，其中該透明封裝體為透鏡型，該透明封裝體的周緣形成一側翼部，該側翼部之厚度W係以下列方程式決定：H1<W<H2，H2=R×sinθ，tanθ=H1/(L/2)，其中，H1係為該發光二極體晶片之厚度，L係為該發光二極體晶片之尺寸，R係為從該第二表面的中心點通過該側表面與該第一表面銜接處，並延伸至該透明封裝體表面之直線距離，θ係為R與該透明封裝體的底面之夾角。
5. 如請求項1所述之倒裝式發光二極體封裝模組，其中更包含一可供調整光色之螢光材料，該螢光材料可位於發光二極體晶片表面或位於該透明封裝體中。
6. 如請求項1所述之倒裝式發光二極體封裝模組，其中該側表面更包含一側壁保護層，該透明封裝體的折射係數係接近或小於該側壁保護層的折射係數。
7. 一種倒裝式發光二極體封裝模組的製造方法，其包括以下步驟：設置多個發光二極體晶片於一承載體上；進行一封膠製程，以形成多個對應且包覆該些發光二極體晶片的透明封裝體，該些透明封裝體周緣共同形成多個側翼部，該些倒裝式發光二極體封裝結構藉由該些側翼部彼此相連接；進行一分離製程，以形成多個單顆不含該承載體之倒裝式發光二極體結構；以及進行一接合製程，由該承載體取下至少一個倒裝式發光二極體結構，將該至少一個不含該承載體之倒裝式發光二極體結構接合於一電路基板上。
8. 如請求項7所述之倒裝式發光二極體封裝模組的製造方法，其中在該封膠製程中，各該發光二極體晶片具有環繞之側表面及相對之一第一表面及一第二表面，該側表面分別與該第一表面及該第二表面相銜接，該第二表面具有至少一對晶片金屬墊，所述至少一對晶片金屬墊具有一間隔空隙，該透明封裝體係包覆於該發光二極體晶片之環繞側表面、第一表面及第二表面，並填滿該間隔空隙。
9. 如請求項8所述之倒裝式發光二極體封裝模組的製造方法，其中在該封膠製程中，各該晶片金屬墊之一接觸點、該承載體之上表面及該透明封裝體之底面三者共平面。
10. 如請求項8所述之倒裝式發光二極體封裝模組的製造方法，其中該些透明封裝體為透鏡型時，每兩個發光二極體晶片之間的晶片預設間距係大於等於每一個發光二極體晶片之對角線長度的40%，或者該些透明封裝體與該些相鄰的側翼部等高， 位於該承載體上的每兩個發光二極體晶片之間的預設晶片間距須大於0.1毫米。
11. 如請求項10所述之倒裝式發光二極體封裝模組的製造方法，其中在該封膠製程中，該透明封裝體為透鏡，該透明封裝體所形成之側翼部，其厚度W係以下列方程式決定：H1<W<H2，H2=R×sinθ，tanθ=H1/(L/2)，其中，H1係為該發光二極體晶片之厚度，L係為該發光二極體晶片之尺寸，R係為從該第二表面的中心點通過該側表面與該第一表面銜接處，並延伸至該透明封裝體表面之直線距離，θ係為R與該透明封裝體的底面之夾角。
12. 如請求項8所述之倒裝式發光二極體封裝模組的製造方法，其中在該封膠製程之前更可進行一塗佈製程或摻雜製程，其中該塗佈製程係先透過噴塗一螢光材料同時塗佈於該承載體及該些發光二極體晶片上或選擇性僅塗佈於該些發光二極體晶片上，再透過加熱步驟以形成一螢光層於該承載體及該些發光二極體晶片上或僅形成一螢光層於該些發光二極體晶片上，而該摻雜製程則係將該透明封裝體摻雜一螢光材料。
13. 如請求項8所述之倒裝式發光二極體封裝模組的製造方法，其中在該封膠製程中，其係透過將該承載體置入一成型模具內，該成型模具具有多個分別與該些發光二極體晶片對應的模穴，於該些模穴注入液態透明膠，再經由加熱以成形該些透明封裝體。
14. 如請求項8所述之倒裝式發光二極體封裝模組的製造方法，其中在該分離製程中，沿著該承載體上的切割道、該些透明封裝體之間的切割道或一環繞該承載體外圍的切割定位版上的切割道對該些透明封裝體之間的側翼部進行切割。
15. 如請求項8所述之倒裝式發光二極體封裝模組的製造方法，其中在該接合製程中，該電路基板具有多個電性連接墊，該些 電性連接墊之頂面高於該電路基板之防焊層，且各該晶片金屬墊之面積大於等於與其對應之該電性連接墊之面積，透過該些晶片金屬墊與對應的電性連接墊以封裝焊料達成接合，以將該些發光二極體晶片接合於該電路基板上。