TWI623116B - 發光元件 - Google Patents
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Abstract
一種發光元件,包含:一支持基板,包含一第一表面以及相對於第一表面之一第二表面;一覆晶發光二極體,接合於第一表面,包含一第一接合墊、一第二接合墊以及一第三接合墊;一導電通道及一導熱通道,相互電性絕緣,位於支持基板中由第一表面延伸至第二表面;以及一導電墊及一導熱墊,位於第二表面,分別與導電通道及導熱通道連接;其中第一接合墊與第二接合墊其中之一連接導電通道,第三接合墊連接導熱通道。
Description
本發明係關於一種發光元件,更詳言之,係關於一種覆晶型的發光二極體元件。
發光二極體(Light-Emitting Diode, LED)為固態半導體發光元件,其優點為功耗低,產生的熱能低,工作壽命長,體積小,反應速度快和具有良好的光電特性,例如穩定的發光波長。因此發光二極體被廣泛應用於家用電器,設備指示燈,及光電產品等。
一種發光元件,包含:一支持基板,包含一第一表面以及相對於第一表面之一第二表面;一覆晶發光二極體,接合於第一表面,包含一第一接合墊、一第二接合墊以及一第三接合墊;一導電通道及一導熱通道,相互電性絕緣,位於支持基板中由第一表面延伸至第二表面;以及一導電墊及一導熱墊,位於第二表面,分別與導電通道及導熱通道連接;其中第一接合墊與第二接合墊其中之一連接導電通道,第三接合墊連接導熱通道。
一種發光元件,包含:一支持基板,包含一第一表面以及相對於第一表面之一第二表面;一覆晶發光二極體,接合於第一表面,包含一第一接合墊、一第二接合墊以及一第三接合墊;一導熱通道,位於支持基板中,由第一表面延伸至第二表面;以及一導熱墊,位於第二表面,與導熱通道連接;其中第三接合墊與第一接合墊及第二接合墊之間皆為電性絕緣,且第三接合墊連接導熱通道。
本申請案之實施例會被詳細地描述,並且繪製於圖式中,相同或類似的部分會以相同的號碼在各圖式以及說明出現。
第1A圖為依據本申請案一實施例中所揭示之一發光二極體10之正面上視圖。第1B圖為依據本申請案之一實施例中所揭示之一發光元件1之截面圖。如第1B圖所示,發光元件1包含如第1A圖所示之發光二極體10以正面朝下之覆晶方式接合於一支持基板100之第一表面101,即發光二極體10之正面面對支持基板100的第一表面101,發光二極體10為一覆晶發光二極體。其中第1B圖所繪示的發光二極體10截面即為沿第1A圖中A-A’線段之截面。
發光二極體10具有一半導體疊層20,包含一第一半導體層201、一第二半導體層202,以及一活性層203位於第一半導體層201與第二半導體層202之間。第一半導體層201與第二半導體202層具有不同之導電性、電性、極性或摻雜物以分別提供電洞與電子。極性可為n型或p型,使得電子與電洞可於活性層中複合以產生光線。舉例而言,第一半導體層201可為n型半導體層,第二半導體層202可為p型半導體層。藉由改變半導體疊層20中一層或多層的組成以調整發光二極體10所發出光線的波長。半導體疊層20之材料包含Ⅲ-Ⅴ族半導體材料,例如Alx
Iny
Ga(1-x-y)
N或Alx
Iny
Ga(1-x-y)
P,其中0≦x,y≦1;(x+y)≦1。依據活性層之材料,當半導體疊層材料為AlInGaP系列材料時,可發出波長介於610 nm及650 nm之間的紅光,波長介於530 nm及570 nm之間的綠光,當半導體疊層20材料為InGaN系列材料時,可發出波長介於450 nm及490 nm之間的藍光,或是當半導體疊層20材料為AlGaN、AlGaInN系列材料時,可發出波長介於400 nm及250 nm之間的紫外光。活性層203可為單異質結構(single heterostructure, SH ),雙異質結構(double heterostructure, DH ),雙側雙異質結構( double-side double heterostructure, DDH ),多層量子井結構(multi-quantum well, MQW)。活性層材料可為中性、p型或n型電性的半導體。如第1B圖所示,於本實施例中,發光二極體10在相對於支持基板100之第一半導體層201表面可具有粗化結構,可增加光的散射並増進發光效率。於另一實施例中,在相對於支持基板100之發光二極體10表面可具有一成長基板(圖未示)。
在半導體疊層20中,部分區域之第二半導體層202及活性層203被移除,以暴露出第一半導體層201及第二半導體層202及活性層203之側壁,形成複數個暴露區。其中,暴露區包含位於半導體疊層20內部的複數個第一暴露區30a,以及位於半導體疊層10週圍邊緣的第二暴露區30b。於本實施例中,除部分區域之第二半導體層202及活性層203被移除外,還更進一步移除部分第一半導體層201,其中,第一半導體層201、第二半導體層202及活性層203之側壁構成複數個第一暴露區30a及第二暴露區30b之側壁;第一半導體層201次露出的表面構成第一暴露區30a及第二暴露區30b之底面;複數個第一暴露區30a可以是複數個孔洞或條狀溝槽,於本實施例中,複數個第一暴露區30a是複數個孔洞,其中,孔洞的配置、數量及大小可依電流分佈的需求而有不同的設計。一電流分散層18位於第二半導體層202之表面,且與第二半導體層202電性接觸,電流分散層18可以是金屬或是透明導電材料,其中金屬可選自具有透光性的薄金屬層,透明導電材料包含銦錫氧化物(ITO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鎵鋅(GZO)、或銦鋅氧化物(IZO)等材料。一反射結構16藉由蒸鍍或沉積等方式形成於電流分散層18上,反射結構16可由一反射層(圖未示)及/或一阻障層(圖未示)所組成,其中反射層位於電流分散層18及阻障層(圖未示)之間。於本申請案實施例中,於發光二極體10上視圖,反射層的外緣可設置於電流分散層18的外緣之內側、外側、或者與電流分散層18的外緣重合對齊,阻障層的外緣可設置於反射層的外緣之內側、外側、或者設置成與反射層的外緣重合對齊。於本申請案之另一實施例中,可省略電流分散層18,以反射結構16直接形成於第二半導體層202上。
反射層可為一或多層之結構,多層之結構例如為一布拉格反射(DBR)結構。反射層之材料包含反射率較高的金屬材料,例如銀(Ag)、鋁(Al)、或銠(Rh)等金屬或上述材料之合金。在此所述具有較高的反射率係指對於發光二極體10所發出光線的波長具有80%以上的反射率。於本申請案之一實施例中,阻障層包覆反射層以避免反射層表面氧化而使反射層之反射率劣化。阻障層之材料包含金屬材料,例如鈦(Ti)、鎢(W)、鋁(Al)、銦(In)、錫(Sn)、鎳(Ni)、鉑(Pt)等金屬或上述材料之合金。阻障層可為一或多層之結構,多層結構例如為鈦(Ti)/鋁(Al),及/或鈦(Ti)/ 鎢(W)。
一第一絕緣層40覆蓋半導體疊層20之表面、複數第一暴露區30a之側壁及第二暴露區30b之側壁,具有一第一群組的第一絕緣層開口401以裸露出第一暴露區30a內的第一半導體層201,以及一第二群組的第一絕緣層開口402以裸露出反射結構16。第1B圖中以一點鏈線圈出之局部放大圖表示第二群組的第一絕緣層開口402附近之結構。第一群組及第二群組的第一絕緣層開口401及402形狀包含圓形、橢圓形、矩形、多邊形、環形或是任意形狀。於本實施例中,第一絕緣層40可為單層或多層之構造。當第一絕緣層40為單層膜時,第一絕緣層40可保護半導體疊層20之側壁以避免活性層203被後續製程所破壞,以及避免元件操作時發生短路。當第一絕緣層40為多層膜時,第一絕緣層40可包含兩種以上具有不同折射率的之材料交替堆疊,以形成一布拉格反射鏡(DBR)結構,選擇性地反射特定波長之光。於一實施例中,第一絕緣層40係為非導電材料所形成,包含有機材料,例如Su8、苯并環丁烯(BCB)、過氟環丁烷(PFCB)、環氧樹脂(Epoxy)、丙烯酸樹脂(Acrylic Resin)、環烯烴聚合物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚醚醯亞胺(Polyetherimide)、氟碳聚合物(Fluorocarbon Polymer),或是無機材料,例如矽膠(Silicone)、玻璃(Glass),或是介電材料,例如氧化鋁(Al2
O3
)、氮化矽(SiNx
)、氧化矽(SiOx
)、氧化鈦(TiOx
),或氟化鎂(MgFx
)等。
一接觸層50位於第一絕緣層40上,且填入第一群組的第一絕緣層開口401以接觸第一暴露區30a內的第一半導體層201,並透過第一絕緣層40與第二半導體層202電性絕緣。接觸層50具有接觸層開口501對應位於第二群組的第一絕緣層開口402處。於本申請案之一實施例中,接觸層50可包覆第二暴露區30b側壁上的第一絕緣層40,並延伸至接觸第二暴露區30b由第一半導體層201表面構成的底面,如此一來,接觸層50與第一半導體層201之接觸區域除了複數個第一暴露區30a的底面區域外,更包含圍繞複數第一暴露區30a的第二暴露區30b的底面區域,如此可增進電流散佈並得到較低的順向電壓。於本申請案另一實施例中,發光二極體不具有第一暴露區30a,只有半導體疊層10週圍邊緣的第二暴露區30b。接觸層50僅藉由第二暴露區30b與第一半導體層201接觸。接觸層50可為一或多層之結構,為了降低與第一半導體層201相接觸的電阻,接觸層50之材料包含金屬材料,例如鉻(Cr)、鈦(Ti)、鎢(W)、金(Au)、鋁(Al)、銦(In)、錫(Sn)、鎳(Ni)、鉑(Pt)等金屬或上述材料之合金。於本申請案之一實施例中,接觸層50之材料優選地包含具有高反射率之金屬,例如鋁(Al)、鉑(Pt)。於本申請案之一實施例中,接觸層50為多層之結構,與第一半導體層201相接觸側的材料優選地包含鉻(Cr)或鈦(Ti)以增加其與第一半導體層201的接合強度。
一第二絕緣層60形成於接觸層50上,具有第一群組的第二絕緣層開口601以暴露接觸層50,以及在對應第二群組的第一絕緣層開口402與接觸層開口501的位置上具有一第二群組的第二絕緣層開口602,以暴露反射結構16,其中位於第二半導體層202上的接觸層50夾置於第一絕緣層40及第二絕緣層60之間,第一群組的第二絕緣層開口601與第一群組的第一絕緣層開口401開口可錯開,互不重疊。如此一來,從第一群組的第二絕緣層開口601注入的電流,可先在接觸層50擴散開來,再經由第一群組的第一絕緣層開口401注入到第一半導體層201內。同樣地,第一群組及第二群組的第二絕緣層開口601及602形狀包含圓形、橢圓形、矩形、多邊形、環形或是任意形狀。於本實施例中,第二絕緣層60可為單層或多層之構造。當第二絕緣層60為單層膜時,第二絕緣層60可保護半導體疊層20之側壁以避免被後續製程所破壞以及避免電性短路發生。當第二絕緣層60為多層膜時,第二絕緣層60可包含兩種以上具有不同折射率的之材料交替堆疊,以形成一布拉格反射鏡(DBR)結構,選擇性地反射特定波長之光。第二絕緣層60係為非導電材料所形成,包含有機材料,例如Su8、苯并環丁烯(BCB)、過氟環丁烷(PFCB)、環氧樹脂(Epoxy)、丙烯酸樹脂(Acrylic Resin)、環烯烴聚合物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚醚醯亞胺(Polyetherimide)、氟碳聚合物(Fluorocarbon Polymer),或是無機材料,例如矽膠(Silicone)、玻璃(Glass),或是介電材料,例如氧化鋁(Al2
O3
)、氮化矽(SiNx
)、氧化矽(SiOx
)、氧化鈦(TiOx
),或氟化鎂(MgFx
)等。
發光二極體10具有一第一接合墊110a、一第二接合墊110b以及一第三接合墊110c分別設置於第二絕緣層60上,在空間上彼此相互分離。於本申請案實施例中,第三接合墊110c位於第一接合墊110a與第二接合墊110b之間。第三接合墊110c與第一接合墊110a之間,以及第三接合墊110c與第二接合墊110b之間具有一間距。第一接合墊110a填入第二絕緣層60的第一群組的第二絕緣層開口601與接觸層50相連接,進而與第一半導體層201電性連接。第二接合墊110b填入第二絕緣層60的第二群組的第二絕緣層開口602與反射結構16相連接,因此第二接合墊110b進而與第二半導體層202電性連接。第三接合墊110c與第一接合墊110a及第二接合墊110b之間皆為電性絕緣。第一接合墊110a、第二接合墊110b與第三接合墊110c可具有相同材料或不同材料,例如,第一接合墊110a、第二接合墊110b與第三接合墊110c之材料可選自金(Au)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鐵(Fe)、鈦(Ti)、鎢(W)、鋯(Zr)、鉬(Mo)、鉭(Ta)、鋁(Al)、銀(Ag)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銠(Rh)、銥(Ir)、釕(Ru)、鋨(Os)或上述材料的單層、合金或多層膜。
支持基板100具有一第一表面101與一相對於第一表面101之第二表面102,第一表面101與發光二極體10接合,一絕緣黏結材料80位於支持基板100與發光二極體10之間。在本實施例中,支持基板100為非導電材料,包含但不限於氮化鋁(AlN)、鑽石、藍寶石(sapphire)、玻璃、陶瓷以及高分子複合材料(polymer matrix composite, PMC)等。第一表面101設置有一第一接觸墊120a、一第二接觸墊120b、以及一第三接觸墊130,分別位於相對於發光二極體10之第一接合墊110a、第三接合墊110c與第二接合墊110b的位置上。於一實施例中,第一接觸墊120a、第二接觸墊120b與第三接觸墊130之表面可分別具有複數個金屬凸塊32,複數個金屬凸塊32穿過其間的絕緣黏結材料80,與其對應的接合墊接觸並達成接合。於本申請案之一實施例中,第一接合墊110a、第三接合墊110c與第二接合墊110b之表面可分別具有複數個金屬凸塊,與複數個金屬凸塊32同樣具有穿過其間的絕緣黏結材料80,與其對應的接觸墊接觸並達成接合。此外,絕緣黏結材料80亦設置於相鄰的接合墊110a-110c之間,與相鄰的第一接觸墊120a、第二接觸墊120b與第三接觸墊130之間,如此一來,可確保各接合墊110a-110c之間與第一接觸墊120a、第二接觸墊120b與第三接觸墊130之間的絕緣性,防止發光二極體10發生短路。絕緣黏結材料80包含有機材料,例如Su8、苯并環丁烯(BCB)、過氟環丁烷(PFCB)、環氧樹脂(Epoxy)、丙烯酸樹脂(Acrylic Resin)、環烯烴聚合物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚醚醯亞胺(Polyetherimide)、氟碳聚合物(Fluorocarbon Polymer),或是無機材料,例如矽膠(Silicone)、玻璃(Glass),或是介電材料,例如氧化鋁(Al2O3)、氮化矽(SiNx)、氧化矽(SiOx)、氧化鈦(TiOx),或氟化鎂(MgFx)等。第三接觸墊130具有一第一區域130a直接接觸發光二極體10之第二接合墊110b,亦即,於上視圖中,第三接觸墊130之第一區域130a位於發光二極體10之投影面積內,用以與發光二極體10接合;此外,第三接觸墊130具有一第二區域130b,由第一區域130a延伸至發光二極體10之投影面積外,第二區域130b在後續製程中可用於對外接合之打線區域,將打線點(圖未示)設置於第二區域130b上。在此不限於以打線方式對外接合方式,其他習知的對外接合方式也可作為本申請案一實施方式,例如以黃光顯影製程佈導線對外連接。
在第一接觸墊120a與第二接觸墊120b下方的支持基板100中,各具有貫穿於支持基板100的一第一群組通孔36a以及一第二群組通孔36b,第一群組通孔36a及第二群組通孔36b由第一表面101延伸至第二表面102。第一群組通孔36a內填充導電材料,第二群組通孔36b內填充導熱材料,也可以是絕緣導熱材料,因此第一群組通孔36a與第二群組通孔36b分別形成導電通導與導熱通道。第一群組通孔36a與第二群組通孔36b之形狀,由上視觀之可為圓形、矩形、環形或其他形狀。第一群組通孔36a與第二群組通孔36b的數量可為單個或多個,其配置與分佈可依第一接合墊110a、第三接合墊 110c之設置以及導熱與導電之目的而有不同設計。
第二表面102設有一導電墊200以及一導熱墊300,分別對應連接第一群組通孔36a與第二群組通孔36b。導電墊200藉由第一群組通孔36a、第一接觸墊120a以及第一接合墊110a與發光二極體10之第一半導體層201達成電性連接。如此一來,發光二極體10的第一半導體層201與第二半導體層202可分別透過導電墊200與第三接觸墊130跟外部電源或電子元件電性連接。發光二極體10所產生的熱,可藉由第三接合墊110c、第二接觸墊120b、第二群組通孔36b以及導熱墊300傳導至發光元件1外部,增加發光元件1之散熱效果。如第1C圖所示,於本申請案另一實施例中,支持基板100之第二表面102可接合於一散熱基板66,散熱基板66可包含金屬材料,其與支持基板100之接合面上具有一第三絕緣層62、一金屬層64a設置於第三絕緣層62上,以及另一金屬層64b直接設置於散熱基板66上。導電墊200與金屬層64a接合,導熱墊300與金屬層64b接合。於另一實施例中,金屬層64b可替換為導熱膠材。於另一實施例中,於打線製程時可將第一打線點56a形成於金屬層64a上,第二打線點56b設置於第三接觸墊130上。
第2圖為依據本申請案之發光元件2之一實施例截面圖。如第2圖所示,發光元件2包含發光二極體10以覆晶方式接合於一支持基板100之第一表面101。本實施例中發光二極體10與支持基板100之結構與前述實施例第1B圖相同,因此不再贅述。而本實施例與前述實施例差異在於發光二極體10與支持基板100之接合方式,如第2圖所示,第一接觸墊120a與發光二極體10之第二接合墊110b接合,第二接觸墊120b與發光二極體10之第三接合墊110c接合,第三接觸墊130與發光二極體10之第一接合墊110a接合。導電墊200藉由第一群組通孔36a、第一接觸墊120a以及第二接合墊110b與發光二極體10之第二半導體層202達成電性連接;第三接觸墊130經由第一接合墊110a與第一半導體層201電性連接。如此一來,發光二極體10的第一半導體層201與第二半導體層202可分別透過第三接觸墊130與導電墊200跟外部電源或電子元件連接。發光二極體10所產生的熱,可藉由第三接合墊110c、第二接觸墊120b、第二群組通孔36b以及導熱墊300傳遞至發光元件2外部,增加發光元件2之散熱效果。同樣地,於本申請案另一實施例中,發光元件2的導電墊200與導熱墊300可接合於一散熱基板(圖未示)。
由第1B圖的發光元件1與第2圖的發光元件2可知,第一接合墊110a與第二接合墊110b其中之一可經由第一接觸墊120a連接至支持基板100的第一群組通孔30a(即導電通道),第三接合墊110c經由第二接觸墊120b連接至支持基板100的第二群組通孔30b(即導熱通道),第一接合墊110a與第二接合墊110b其中另一與支持基板100的第三接觸墊130接合。因為第三接合墊110c與第一半導體層201和第二半導體層202皆為電性絕緣,第一半導體層201和第二半導體層202分別藉由導電墊200與第三接觸墊130與外部電源或外部電子元件作連接,導熱墊300與導電墊200之間,以及導熱墊300與第三接觸墊130之間皆為電性絕緣,所以在導熱墊300與散熱基板66的接合面無須額外設置絕緣結構,使散熱途徑更為直接,更可簡化散熱基板之電路設計。此外,由於第三接觸墊130設置於第一表面101上,第二表面102上除了導電墊200的設置面積以外,有更多的面積可以將導熱墊300形成於其上方,以增加散熱面積。
於上述實施例中,第一接合墊110a、第二接合墊110b以及第三接合墊110c為多邊形或矩形,然而,各接合墊之面積、形狀與配置並不限於此。例如,各接合墊亦可具有弧狀。於本申請案一實施例中,導熱墊300之面積可大於導電墊200之面積;於本申請案另一實施例中,導熱墊300之面積可大於第二接觸墊120b與第三接觸墊130之面積和;於本申請案另一實施例中,於上視圖中,導熱墊300的投影面積重疊於第二接觸墊120b的投影面積及/或第三接觸墊130的投影面積。
第3A圖為依據本申請案之發光元件3之一實施例截面圖。如第3A圖所示,發光元件3包含發光二極體10以覆晶方式接合於一支持基板100’之第一表面101,支持基板100’可為非導電材料。本實施例中發光二極體10之結構與前述實施例相同,因此不再贅述。而本實施例與前述實施例差異在於,支持基板100’之第一表面101上設置有一第一接觸墊140a、一第二接觸墊140b、以及一第三接觸墊120。第一接觸墊140a與第一接合墊110a接合,第二接觸墊140b與第二接合墊110b接合,第三接觸墊120與第三接合墊110c接合。第三接觸墊120下方的支持基板100’中具有通孔36’,通孔36’內填充有導熱材料,與支持基板100’第二表面102之一導熱墊300相連接。與前述實施例第1B圖類似,第一接觸墊140a與第二接觸墊140b具有一區域位於發光二極體10之投影範圍外,此區域在後續製程中可用於打線,例如將打線點(圖未示)設置在此區域上,發光二極體10的第一半導體層201與第二半導體層202可分別透過第一接觸墊140a與第二接觸墊140b跟外部電源或電子元件連接。如此一來,在支持基板100’之第二表面102上不需要另外設置導電墊,導熱墊300 可覆蓋整個第二表面102,增加散熱面積。
於本申請案另一實施例中,可將第3A圖發光元件3接合於散熱基板66上,如第3B圖所示。散熱基板66可包含金屬材料,其與支持基板100’之接合面上具有金屬層64直接設置於散熱基板66上,導熱墊300與金屬層64接合。於另一實施例中,金屬層64b可替換為導熱膠材。於另一實施例中,於打線製程時可將第一打線點56a形成於第一接觸墊140a上,第二打線點形成於第二接觸墊140b上。如前面實施例所述,第三接合墊110c與第一及第二接合墊110a及110b皆為電性絕緣,因此導熱墊300與發光二極體10亦為電性絕緣。當發光元件3接合於散熱基板66時,兩者之間的接合面無需設置其他絕緣結構,可藉由金屬層64(或導熱膠材)直接將發光元件3所產生的熱直接傳遞至散熱基板66。此外,散熱基板66表面無需設置其他電路連接結構,因此無需考量發光元件3與散熱基板66在接合時兩者之間的對位精準,可簡化散熱基板66之結構並簡化製程。
惟上述實施例僅為例示性說明本申請案之原理及其功效,而非用於限制本申請案。任何本申請案所屬技術領域中具有通常知識者均可在不違背本申請案之技術原理及精神的情況下,對上述實施例進行修改及變化。因此本申請案之權利保護範圍如後述之申請專利範圍所列。
1、2、3‧‧‧發光元件
10‧‧‧發光二極體
100、100’‧‧‧支持基板
101‧‧‧第一表面
102‧‧‧第二表面
110a‧‧‧第一接合墊
110b‧‧‧第二接合墊
110c‧‧‧第三接合墊
120a、140a‧‧‧第一接觸墊
120b、140b‧‧‧第二接觸墊
120、130‧‧‧第三接觸墊
130a‧‧‧第一區域
130b‧‧‧第二區域
20‧‧‧半導體疊層
201‧‧‧第一半導體層
202‧‧‧第二半導體層
203‧‧‧活性層
16‧‧‧反射結構
18‧‧‧電流分散層
30a‧‧‧第一暴露區
30b‧‧‧第二暴露區
32‧‧‧金屬凸塊
36’‧‧‧通孔
36a‧‧‧第一群組通孔
36b‧‧‧第二群組通孔
40‧‧‧第一絕緣層
401‧‧‧第一群組的第一絕緣層開口
402‧‧‧第二群組的第一絕緣層開口
50‧‧‧接觸層
501‧‧‧接觸層開口
60‧‧‧第二絕緣層
601‧‧‧第一群組的第二絕緣層開口
602‧‧‧第二群組的第二絕緣層開口
200‧‧‧導電墊
300、300’‧‧‧導熱墊
56a、56b‧‧‧第一打線點、第二打線點
62‧‧‧第三絕緣層
64、64a、64b‧‧‧金屬層
第1A圖為本申請案一實施例之發光二極體上視圖。
第1B圖為本申請案一實施例之發光元件截面圖。
第1C圖為本申請案另一實施例之發光元件截面圖。
第2圖為為本申請案另一實施例之發光元件截面圖。
第3A圖為為本申請案另一實施例之發光元件截面圖。
第3B圖為為本申請案另一實施例之發光元件截面圖。
Claims (10)
- 一種發光元件,包含:一半導體疊層,具有一第一半導體層,一第二半導體層,以及一活性層位於該第一半導體層及該第二半導體層之間;一第一接合墊位於該半導體疊層之一第一側,該第一接合墊電性連接該第一半導體層;一第二接合墊位於該半導體疊層之該第一側,該第二接合墊電性連接電該第二半導體層;一第三接合墊與該半導體疊層為電性絕緣,該第三接合墊位於該第一接合墊與該第二接合墊之間;一絕緣材料位於該第一接合墊、該第二接合墊、及該第三接合墊之間;以及一導電墊及一導熱墊,位於該半導體疊層之該第一側;複數暴露區位於該半導體疊層中,暴露出該第一半導體層的部份;一第一絕緣層,覆蓋該半導體疊層及部分該些暴露區以形成複數第一開口分別對應該些暴露區,且該些第一開口暴露出該些暴露區內該第一半導體層的部份;一接觸層,覆蓋該第一絕緣層,且經由該些第一開口接觸該第一半導體層的部份;以及一第二絕緣層,覆蓋該接觸層,具有複數第二開口暴露部份該接觸層;其中,該第一接合墊、該第二接合墊以及該第三接合墊在空間上相互分離設置於該第二絕緣層上;其中,該第一接合墊與該第二接合墊其中之一連接該導電墊,該第三接合墊連接該導熱墊;其中,該些第一開口與該些第二開口錯開,互不重疊。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光元件,其中該第三接合墊與該第一接合墊及該第二接合墊之間皆為電性絕緣。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光元件,更包含:一第一基板,該第一基板包含一第一表面以及相對於該第一表面之一第二表面;以及一導電通道與一導熱通道,分別位於該第一基板中由該第一表面延伸至該第二表面,其中該導電通道與該導熱通道相互電性絕緣;其中,該半導體疊層位於該第一基板之該第一表面上,該導熱墊與該導電墊位於該第一基板之該第二表面上,該導電墊透過該導電通道連接該第一接合墊與該第二接合墊之該其中之一,該導熱墊透過該導熱通道連接該第三接合墊。
- 如申請專利範圍第3項所述之發光元件,更包含:一第一接觸墊、一第二接觸墊以及一第三接觸墊分離設置於該第一表面上,該半導體疊層與該第一基板之間;其中該第一接觸墊與該第二接觸墊分別與該導電通道及該導熱通道連接;其中該第三接合墊接合於該第二接觸墊,該第一接合墊與該第二接合墊其中之另一接合於該第三接觸墊。
- 如申請專利範圍第4項所述之發光元件,其中,該第一接觸墊、該第二接觸墊以及該第三接觸墊分別包含複數金屬凸塊,該絕緣材料位於該複數金屬凸塊之間。
- 如申請專利範圍第5項所述之發光元件,其中該第三接觸墊包含:一第一區域,位於該半導體疊層之一投影面積內;以及一第二區域,位於該半導體疊層之該投影面積外,用以打線。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光元件,更包含一第二基板,連接該導熱墊以及該導電墊。
- 如申請專利範圍第4項所述之發光元件,其中該導熱墊之面積大於該導電墊之面積,或該導熱墊之面積大於該第一接觸墊與該第三接觸墊之面積和,或該導熱墊之面積大於該第二接觸墊與該第三接觸墊之面積和。
- 如申請專利範圍第1項所述之發光元件,其中該半導體疊層包含至少一側壁,且該第二絕緣層覆蓋該半導體疊層之該側壁。
- 如申請專利範圍第4項所述之發光元件,更包括一非導電材料位於該導電墊與該導熱墊之間。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201008403A (en) * | 2008-07-11 | 2010-02-16 | Mitsui Mining & Smelting Co | Printed circuit board having excellent heat dissipation |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201008403A (en) * | 2008-07-11 | 2010-02-16 | Mitsui Mining & Smelting Co | Printed circuit board having excellent heat dissipation |
| TW201537782A (zh) * | 2014-03-27 | 2015-10-01 | 首爾偉傲世有限公司 | 發光二極體及發光裝置 |
| TW201541569A (zh) * | 2014-04-16 | 2015-11-01 | 光頡科技股份有限公司 | 電子封裝結構及其陶瓷基板 |
| TWM517424U (zh) * | 2014-07-18 | 2016-02-11 | 首爾偉傲世有限公司 | 發光二極體、發光裝置 |
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