[发明专利]发光装置封装元件

说明书

技术领域

本发明涉及发光装置(LED)封装元件，且尤其涉及一种含基材通孔(though-substrate via；TSV)的LED封装结构。

背景技术

近年来，如发光二极管(light-emitting diodes；LED)、激光二极管及紫外光光学检测器等光学装置已被广泛使用。III族的氮化物，例如氮化镓(GaN)及其相关合金，已证实适用于形成上述光学装置。III族的氮化物具有高能带间隙及高电子饱和速率，也使其成为高温与高速的功率电子装置应用中的极佳选择。

由于一般成长温度下的氮的高平衡压力，因此不容易得到氮化镓的块状结晶。因此，氮化镓膜层与各别的发光二极管通常形成于能符合氮化镓特性的其他基材上。蓝宝石(sapphire；Al₂O₃)为常用的基材材料。图1显示发光装置(LED)封装元件的剖面图。发光装置2包含多层形成于蓝宝石基材4上的以氮化镓为主(GaN-based)的膜层。蓝宝石基材4还装设于导线架(leadframe)6上。电极8、10透过金线12使发光装置2电性连接至导线架6。

然而，经观察，蓝宝石具有低的热传导率(thermal conductivity)。因此，由发光装置2所产生的热能无法有效地透过蓝宝石基板4逸散。反而，热能需要透过发光装置2的顶端及金线12散出。然而，既然金线12必需延伸至导线架6而长度较长，透过金线12的散热效率也不佳。此外，电极10占据了芯片区域，而导致发光装置的光输出区域未能最佳化。

发明内容

为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供一种发光装置封装元件，包括：一发光装置芯片；以及一承载芯片，包含：一第一连接焊盘及一第二连接焊盘，位于此承载芯片的一表面上且以倒装芯片接合方式与此发光装置芯片接合；一第三连接焊盘及一第四连接焊盘，位于此承载芯片的此表面上且各自与此第一连接焊盘及此第二连接焊盘电性连接；及至少一基材通孔(TSV)，连接至此第一及此第二连接焊盘。

本发明还提供一种发光装置封装元件，包括：一散热器；一导线架，位于此散热器上，且热耦接(thermally coupled)此散热器；一承载芯片，位于此导线架上，其中此承载芯片包含复数个虚置基材通孔于其中；一第一热界面材料，位于此承载芯片及此导线架之间，其中此第一热界面材料使此导线架电性绝缘于此承载芯片中所有的虚置基材通孔；一第一连接焊盘及一第二连接焊盘，位于此承载芯片的一表面上，其中此第一连接焊盘及此第二连接焊盘打线连接至此导线架；以及一发光装置芯片，以倒装芯片接合方式接合于此承载芯片上，其中此发光装置芯片的两电极电性连接至此第一连接焊盘及此第二连接焊盘。

本发明的发光装置封装元件具有良好的发光效率及散热效率。

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能还明显易懂，下文特举出优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1显示形成于蓝宝石基材上的传统发光装置的剖面图。

图2至图6显示依照本发明的一实施例的含发光装置的封装元件于各种中间制造阶段的剖面图。

其中，附图标记说明如下：

2～发光装置 4～蓝宝石基材

6～导线架 8、10～电极

12～金线 20～基材

22～发光装置 24～未掺杂的氮化镓层

26～n型氮化镓层 28～多重量子阱

30～p型氮化镓层 32～反射板

34～顶部电极 36、40～焊料凸块

36A～虚置焊料凸块 36B～有源焊料凸块

38～连接焊盘 42～切割斜角

44～发光装置芯片 60、60’～承载晶片

62～基材 63～切割道

64～基材通孔 66～连接焊盘

66A～虚置连接焊盘 66B、66C～有源连接焊盘

68～欧姆线 72～底部填胶

74～硅胶透镜 78～导线架

79～热界面材料层 80～导线

82～散热器 84～内部空气通道

86～热界面材料 100～晶片

具体实施方式

本发明接下来将会提供许多不同的实施例以说明本发明中不同的特征。各特定实施例中的构成及配置将会在以下作详细说明以阐述本发明的精神，但这些实施例并非用于限定本发明。