[发明专利]高生产率的发光元件覆晶接合方法

说明书

本发明涉及一种发光元件覆晶构装的制作过程，特别是涉及一种高生产率的发光元件覆晶接合方法。

一种发光元件(LED Device)覆晶构装(Flip-chip packaging)的方式，是将发光元件的p极以及n极构成于发光元件的同一面。然后，将该p极以及n极朝向一承载板，以覆晶方式将发光元件接合于该承载板(carrier substrate)上。如图1所示，为一种发光元件的覆晶构装结构。一发光元件20以覆晶方式借助异向性导电胶(Anisotropic ConductiveAdhesive；ACA)30与一预先形成有适当导线41图案以及接合垫(bonding pad)42的承崴板40相结合。其中，该发先元件20包括：一透明蓝宝石(sapphire)基板21；成长于该蓝宝石基板21的半导体桔构22，例如，氮化镓(GaN)系列的发光二极管结构；以及，形成于该半导体结构22，且朝向该承载板40的一p极23以及一n极24。较为理想的是，该p极23以及该n极24上并可分别形成有金属凸块25。而该异向性导电胶30介于该发光元件20与该承载板40之间，其是由导电粒子(conductive particles)31，以及绝缘的基材32，如树脂(epoxy)或硅胶(silicone)所组成。该异向性导电胶30在固化(cure)前可以是液态、高粘度液态(paste)或为固体状的胶带(tape)。借助该异向性导电胶30而使得该发先元件20与该承载板40实现机械与电性连结。而该承载板可为一印刷电路板、陶瓷基板或半导体基板，其材质可为硬性(AIN、A1203、BT、FR4、FR5、Si等)或软性(polyimide等)。

一般来说，为了实现上述的覆晶构装结构，在制作过程上需要将发光元件挑选出来(pick up)，对准并置放于该承载板上的指定位置，然后对该发光元件同时加压与加热。加压的目的在于使该发光元件与该承载板能经由介于其间的该异向性导电胶达到电性连结。而加热的目的则是使该异向性导电胶的绝缘基材固化，如此而使该覆晶构装结构固定下来。然而以此制作过程进行发光元件的构装，所需的制作过程循环时间(cycletime)过长并不适合大量生产。为了提高生产率，其中一种解决方法如图2所示，将复数个发光元件50以覆晶方式置放于一工作平台(platform)60上的一承载板51上，其中该发光元片50与该承载板51之间预先形成有一异向性导电胶层52。然后以一加压板61同时对该复数个发光元件50加压，使该发光元件能经由该导电胶层52而与该承载板51实现电性连结。在加压的同时并对该异向性导电胶层52加热，使该导电胶层52固化而完成该发光元件50与该承载板51间的永久接合。上述方法虽然可用以提高发光元件覆晶接合制作过程的生产率，但仍存在着许多问题。由于该承载板51的表面并非完美的平面，以及其它在制作过程上固有的差异，使得被置放于该承载板51上的该复数个发光元件50的顶面并非完全在同一高度。于是，当该加压板61下压该发光元件50时，会造成该发光元件50受力不均匀，甚至只有少部分的该发先元件50接受到该加压板61的压力，而有部分该发光元件50则完全未被压到。这样，在该异向性导电胶层52固化后，将有部分的该发光元件50无法与该承载板60实现适当的接合，而降低了制作过程的整体合格率。

因此，仍有需要发展出一种新的发光元件覆晶接合的方法及其装置以解决上述问题。

本发明的目的在于提供一种高生产率的发先元件覆晶接合的方法，可避免加压不均匀所造成的问题。

根据上述目的，本发明借助一挠性隔膜(flexible membrane)取代硬性的加压板，对置放于一承载板上的复数个发光元件提供较均匀且适当的压合力量，将该复数个发光元件、该承载被以及介于该发光元件与该承载板间的一异向性导电胶层紧密压合。

根据本发明的一种高生产率的发光元件覆晶接合方法，是将一承载板置于一工作平台(platform)，其中该承载板上以覆晶方式放置有复数个发光元件，该发先元件与该承载板之间并形成有一异向性导电胶层；然后将一压着器置于该工作平台上，利用该压着器提供一压力，将该复数个发光元件同时压紧于该承载板上，其中该压着器，包括一本体，其下侧具有一压力室，一挠性隔膜，与该本体相结合，将该压力室包封于该本体与该挠性隔膜之间，以及一流体通道，用以将加压的流体通入该压力室，借助在该压力室内通入加压的流体，而使该挠性隔膜产生该压力压向该复数个发光元件；然后再利用一加热元件，在加压的同时加热该异向性导电胶使其固化而实现该发光元件与该承载板间的机械及电性连接。