[发明专利]发光器件的封装结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明关于一种发光器件的封装结构，且特别是有关于一种高发光效率的发光器件的封装结构及其制造方法。

背景技术

传统的发光器件，例如发光二极管(LED)等器件的封装结构的散热效果普遍不佳，因而严重影响发光器件的操作性能。举例而言，发光二极管的发光效率一般约只有20％转换成光能，剩下的80％的能量以热能的形态发出，这些热能会对发光器件的性能造成严重的负面影响，而导致发光器件的发光效能下降。

为提高发光器件的封装结构的散热能力，目前发展出许多不同散热型态的封装方式，例如合晶共融与芯片倒装焊接等。请参照图1，其所示为传统发光器件的芯片倒装封装结构的剖面示意图。在传统的发光器件的封装结构100中，封装基板102的表面104上设有接合垫106与108，接合凸块118与120则分别设置在接合垫106与108上。另一方面，发光器件芯片110的表面112上亦设有n型电极垫114与p型电极垫116。发光器件芯片110通过芯片倒装方式设置在封装基板102的表面104之上，而使n型电极垫114与p型电极垫116分别接合在封装基板102的接合垫106与108上的接合凸块118与120上。因此，发光器件芯片110的n型电极垫114和p型电极垫116分别经接合凸块118与120而与封装基板102的接合垫106和108接合。

一般发光器件的封装结构100的散热能力仍难以满足现今高功率发光器件的需求，因此导致发光器件的发光效率的改善有限。此外，在发光器件的封装结构100中，不论是封装基板102上的接合垫106与108，或是发光器件芯片110上的n型电极垫114与p型电极垫116，其材料多采用金(Au)，而且接合凸块118与120的材料也采用金。由于金的价格高昂，因此金的大量使用使得传统发光器件的封装结构100的成本大幅增加。

有鉴于传统发光器件的封装结构的散热能力不佳且成本高，因此亟需一种发光器件的封装结构的设计，该设计既可降低成本，更可使发光器件的封装结构的热能有效地传导至外界而快速散热，借以大幅提升发光器件的发光效率。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种发光器件的封装结构及其制造方法，其利用芯片倒装(Flip Chip)封装方式进行芯片的固定，故除了可免除传统打线封装所造成的厚度，有效缩减封装体的厚度，更可增进发光器件的封装结构的散热能力。

本发明的另一目的是在提供一种发光器件的封装结构及其制造方法，其利用p型与n型热电半导体材料作为芯片倒装封装的接合凸块，而提供pn型致冷器的功能。因此，在电流输入此发光器件的封装结构的同时，可将热有效地传导至散热基板而散热到外界，更进一步地提高发光器件的封装结构的散热能力。故，整个发光器件的封装结构可承受更大的驱动电流，而可大幅提升发光器件的发光效率，进而获得更高的发光效果。

本发明的又一目的是在提供一种发光器件的封装结构及其制造方法，其焊接电极可采用铜或银等金属来取代金，因此可大幅减少金的使用量，进而可降低制造成本。

根据本发明的上述目的，提出一种发光器件的封装结构，至少包括：一封装基板；至少一第一接合垫；以及至少一第二接合垫设于封装基板的一表面上；一发光器件芯片设于封装基板的上述表面之上，其中发光器件芯片的一表面上包括至少一第一电性电极垫以及至少一第二电性电极垫；以及至少一第一电性接合凸块以及至少一第二电性接合凸块，该第一电性接合凸块与该第二电性接合凸块分别对应接合在第一接合垫与第二电性电极垫之间、以及第二接合垫与第一电性电极垫之间，其中第一电性接合凸块与第二电性接合凸块的材料选自于由多个热电材料所组成的一族群。

依照本发明一较佳实施例，上述的第一接合垫、第二接合垫、第一电性电极垫与第二电性电极垫的材料为铜或银。

根据本发明的目的，提出一种发光器件的封装结构的制造方法，至少包括：提供一封装基板，其中该封装基板的一表面上设有至少一第一接合垫以及至少一第二接合垫；形成至少一第一电性接合凸块与至少一第二电性接合凸块，该第一电性接合凸块与该第二电性接合凸块分别对应接合在第一接合垫与第二接合垫上，其中第一电性接合凸块与第二电性接合凸块的材料选自于由多个热电半导体材料所组成的一族群；提供一发光器件芯片，其中发光器件芯片的一表面上设有至少一第一电性电极垫以及至少一第二电性电极垫；以及进行一芯片倒装焊接步骤，以使第一电性电极垫与第二电性电极垫分别接合在第二电性接合凸块与第一电性接合凸块上。

依照本发明一较佳实施例，上述形成第一电性接合凸块与第二电性接合凸块的步骤至少包括进行一离子植入步骤。