晶片级发光二极管封装件及其制造方法与流程

技术领域

本发明涉及一种发光二极管封装件及其制造方法，更具体地讲，涉及一种晶片级发光二极管封装件及其制造方法。

背景技术：

发光二极管(LED)是包括N型半导体和P型半导体并通过空穴和电子的复合发光的半导体装置。这样的LED已经用在诸如显示装置、交通灯和背光单元的广泛的适用范围中。另外，考虑到比目前的电灯泡或荧光灯低的功耗和更长的寿命的潜在优点，LED的适用范围已经通过代替目前的白炽灯和荧光灯扩大到普通照明。

LED可以用在LED模块中。LED模块是通过制造晶片级的LED芯片的工艺、封装工艺和模块化(modulation)工艺制造的。具体地说，半导体层生长在诸如蓝宝石基底的基底上，经过晶片级图案化工艺来制造具有电极焊盘的LED芯片，然后分成单个芯片(芯片制造工艺)。然后，在将单个芯片安装在引线框架或印刷电路板上后，通过键合引线将电极焊盘电连接到引线端子，由成型构件覆盖LED芯片，从而提供LED封装件(封装工艺)。然后，将LED封装件安装在诸如金属核心印刷电路板(MC-PCB)的电路板上，从而提供诸如光源模块的LED模块(模块化工艺)。

在封装工艺中，壳和/或成型构件可以设置到LED芯片以保护LED芯片免受外部环境的影响。另外，在成型构件中可以包含磷光体以转换由LED芯片发射的光，使得LED封装件可以发射白光，从而提供白色LED封装件。可以将这样的白色LED封装件安装在诸如MC-PCB的电路板上，可以将二次透镜设置到LED封装件以调节从LED封装件发射的光的方向特性，从而提供期望的白色LED模块。

然而，可能难于实现包括引线框架或印刷电路板的传统LED封装件的小型化和令人满意的散热。此外，由于由引线框架或印刷电路板对光的吸收、因引线端子的电阻热等，可能使LED的发光效率恶化。

另外，可以分开进行芯片制造工艺、封装工艺和模块化工艺，这样增加了用于制造LED模块的时间和成本。

同时，交流电(AC)LED已经生产并投入市场。AC LED包括直接连接到AC电源以允许连续发光的LED。在Sakai等发表的第7,417,259号美国专利中公开了可以通过直接连接到高电压AC电源来使用的AC LED的一个示例。

根据第7,417,259号美国专利，LED元件以二维图案排列在绝缘基底(例如，蓝宝石基底)上，并串联连接以形成LED阵列。LED阵列彼此串联连接，从而提供可以在高电压下运行的发光装置。另外，这样的LED阵列可以在蓝宝石基底上彼此反向并联地连接，从而提供可以利用AC电源运行以连续地发光的单芯片发光装置。

由于AC-LED包括在生长基底上(例如，在蓝宝石基底上)的发光单元，所以AC-LED限制发光单元的结构并且可能限制光提取效率的改进。因此，已经对发光二极管(例如，基于基底分离工艺并包括彼此串联连接的发光单元的AC-LED)进行了调查研究。

技术实现要素：

技术问题

本发明的示例性实施例提供了一种可在不使用传统的引线框架或印刷电路板的情况下直接形成在电路板的模块中的晶片级LED封装件及其制造方法。

本发明的示例性实施例还提供了一种具有高效率并展现出改善的散热的晶片级LED封装件及其制造方法。

本发明的示例性实施例还提供了一种可减少LED模块的制造时间和制造成本的LED封装件的制造方法。

本发明的示例性实施例还提供了一种具有高效率并展现出改善的散热的LED模块及其制造方法。

本发明的示例性实施例还提供了一种包括多个发光单元并可在不使用传统的引线框架或印刷电路板的情况下直接形成在电路板的模块中的晶片级发光二极管封装件及其制造方法。

本发明的其他方面将在下面的描述中进行阐述，并部分地根据描述将是明显的，或者可以通过本发明的实施而明了。

技术方案

本发明的示例性实施例公开了一种LED封装件，所述LED封装件包括：半导体堆叠件，包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层；多个接触孔，布置在第二导电型半导体层和有源层中，接触孔暴露第一导电型半导体层；第一凸块，布置在半导体堆叠件的第一侧上，第一凸块通过多个接触孔被电连接到第一导电型半导体层；第二凸块，布置在半导体堆叠件的第一侧上，第二凸块被电连接到第二导电型半导体层；以及保护绝缘层，覆盖半导体堆叠件的侧壁。

本发明的示例性实施例还公开了一种发光二极管模块，所述发光二极管模块包括根据上述示例性实施例的LED封装件。所述LED模块可以包括：电路板；LED封装件，安装在电路板上；以及透镜，调节从LED封装件发射的光的方向角。

本发明的示例性实施例还公开了一种制造LED封装件的方法。所述方法包括：在第一基底上形成包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层的半导体堆叠件；使半导体堆叠件图案化以形成芯片分离区域；使第二导电型半导体层和有源层图案化以形成暴露第一导电型半导体层的多个接触孔；形成覆盖半导体堆叠件的在芯片分离区域中的侧壁的保护绝缘层；以及在半导体堆叠件上形成第一凸块和第二凸块。第一凸块通过多个接触孔电连接到第一导电型半导体层，第二凸块电连接到第二导电型半导体层。

本发明的示例性实施例还公开了一种发光二极管封装件。LED封装件包括：多个发光单元，每个发光单元包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层；多个接触孔，布置在每个发光单元的第二导电型半导体层和有源层中，接触孔暴露每个发光单元的第一导电型半导体层；保护绝缘层，覆盖每个发光单元的侧壁；连接件，位于布置在发光单元的第一侧上，并使两个邻近的发光单元彼此电连接；第一凸块，布置在发光单元的第一侧上，并通过发光单元的第一发光单元的多个接触孔电连接到第一导电型半导体层；以及第二凸块，布置在发光单元的第一侧上，并电连接到发光单元的第二发光单元的第二导电型半导体层。

本发明的示例性实施例还公开了一种发光二极管模块，所述发光二极管模块包括以上描述的LED封装件。所述模块包括：电路板；LED封装件，布置在电路板上；以及透镜，调节从LED封装件发射的光的方向角。

本发明的示例性实施例还公开了一种制造包括多个发光单元的LED封装件的方法。所述方法包括：在第一基底上形成包括第一导电型半导体层、有源层、第二导电型半导体层的半导体堆叠件；使半导体堆叠件图案化以形成芯片分离区域和发光单元分离区域；使第二导电型半导体层和有源层图案化以形成多个发光单元，每个发光单元具有暴露第一导电型半导体层的多个接触孔；形成覆盖半导体堆叠件的在芯片分离区域和发光单元分离区域中的侧壁的保护绝缘层；形成将邻近的发光单元彼此串联连接的连接件；以及在多个发光单元上形成第一凸块和第二凸块。这里，第一凸块通过发光单元的第一发光单元的多个接触孔电连接到第一导电型半导体层，第二凸块电连接到发光单元的第二发光单元的第二导电型半导体层。

将理解的是，前面的总体描述和下面的详细描述都是示例性的和说明性的，并且意图对所保护的本发明提供进一步的解释。

附图说明

附图示出了本发明的示例性实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理，其中，包括附图以提供对本发明的进一步理解，使附图并入本说明书并构成本说明书的一部分。

图1是根据本发明的第一示例性实施例的发光二极管封装件的示意性剖视图。

图2是根据本发明的第二示例性实施例的发光二极管封装件的示意性剖视图。

图3是包括根据第一示例性实施例的发光二极管封装件的发光二极管模块的剖视图。

图4至图12示出了制造根据第一示例性实施例的发光二极管封装件的方法，其中(a)是平面图，(b)是沿图5至图10中的A-A线截取的剖视图。

图13是示出制造根据本发明的第二示例性实施例的发光二极管封装件的方法的剖视图。

图14是根据本发明的第三示例性实施例的发光二极管封装件的示意性剖视图。

图15是根据本发明的第四示例性实施例的发光二极管封装件的示意性剖视图。

图16是包括根据第三示例性实施例的发光二极管封装件的发光二极管模块的剖视图。

图17至图26示出了制造根据第三示例性实施例的发光二极管封装件的方法，其中(a)是平面图，(b)是沿图18至图23中的A-A线截取的剖视图。

图27是示出制造根据本发明的第四示例性实施例的发光二极管封装件的方法的剖视图。

具体实施方式

在下文中参照附图更加充分地描述了本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施并且不应被理解为限制于这里所阐述的示例性实施例。相反，提供这些示例性实施例使得本公开完全并将向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。在附图中，为清晰起见，可夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。在附图中同样的标号表示同样的元件。

将理解的是，当诸如层、膜、区域或基底的元件被称为“在”另一元件“上”时，它可以直接在另一元件上或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接在”另一元件“上”时，则没有中间元件存在。

图1是根据本发明的第一示例性实施例的LED封装件100的示意性剖视图。

参照图1，LED封装件100可以包括半导体堆叠件30、第一接触层35、第二接触层31、第一绝缘层33、第二绝缘层37、第一电极焊盘39a、第二电极焊盘39b、第一凸块45a和第二凸块45b。LED封装件100还可以包括绝缘层43、哑凸块45c和波长转换器51。

半导体堆叠件30包括第一导电型上半导体层25、有源层27和第二导电型下半导体层29。有源层27设置在上半导体层25和下半导体层29之间。

有源层27、上半导体层25和下半导体层29可以由诸如(Al、Ga、In)N半导体的III-N基化合物半导体构成。上半导体层25和下半导体层29中的每个可以是单层或多层。例如，除了接触层和覆层之外，上半导体层25和/或下半导体层29可以包括超晶格层。有源层27可具有单量子阱结构或多量子阱结构。第一导电型可以是n型，第二导电型可以是p型。可选择的，第一导电型可以是p型，第二导电型可以是n型。由于上半导体层25可由具有相对低的比电阻的n型半导体层形成，所以上半导体层25可具有相对厚的厚度。因此，可以在上半导体层25的上表面上形成粗糙的表面R，其中粗糙的表面R增大了在有源层27中产生的光的提取效率。

半导体堆叠件30具有穿过第二导电型下半导体层29和有源层27以暴露第一导电型上半导体层的多个接触孔30a(参见图5中的(b))，第一接触层35接触暴露在多个接触孔中的第一导电型上半导体层25。

第二接触层31接触第二导电型下半导体层29。第二接触层31包括反射金属层来反射在有源层27中产生的光。另外，第二接触层31可以形成与第二导电型下半导体层29的欧姆接触。

第一绝缘层33覆盖第二接触层31。另外，第一绝缘层33覆盖半导体堆叠件30的暴露在多个接触孔30a中的侧壁。此外，第一绝缘层33可以覆盖半导体堆叠件30的侧表面。第一绝缘层33使第一接触层35与第二接触层31绝缘，同时使暴露在多个接触孔30a中的第二导电型下半导体层29和有源层27与第一接触层35绝缘。第一绝缘层33可以由单层或多层(例如，氧化硅膜或氮化硅膜)组成。可选择地，第一绝缘层33可以由通过交替地堆叠具有不同折射率的诸如SiO2/TiO2或SiO2/Nb2O5的绝缘层形成的分布式布拉格反射器组成。

第一接触层35位于第一绝缘层33下方并且在多个接触孔30a中穿过第一绝缘层33来接触第一导电型上半导体层25。第一接触层35包括接触第一导电型上半导体层25的接触部分35a和将接触部分35a彼此连接的连接部分35b。因此，通过连接部分35b将接触部分35a彼此电连接。第一接触层35形成在第一绝缘层33的一些区域下方并且可由反射金属层组成。

第二绝缘层37在第一接触层35下方覆盖第一接触层35。此外，第二绝缘层37在覆盖第一绝缘层33的同时覆盖半导体堆叠件30的侧表面。第二绝缘层37可以由单层或多层组成。另外，第二绝缘层37可以是分布式布拉格反射器。

第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b位于第二绝缘层37下方。第一电极焊盘39a可穿过第二绝缘层37连接到第一接触层35。此外，第二电极焊盘39b可穿过第二绝缘层37和第一绝缘层33连接到第二接触层31。

第一凸块45a和第二凸块45b位于第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b下方以被分别连接到第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b。第一凸块45a和第二凸块45b可以通过涂覆形成。第一凸块45a和第二凸块45b是电连接到诸如MC-PCB的电路板的端子并且具有共面末端。此外，第一电极焊盘39a可以形成在与第二电极焊盘39b的水平面相同的水平面处，从而第一凸块45a和第二凸块45b也可形成在同一平面上。因此，第一凸块45a和第二凸块45b可具有相同的高度。

同时，哑凸块45c可以位于第一凸块45a和第二凸块45b之间。哑凸块45c可以与第一凸块45a和第二凸块45b一起形成以提供用于排出来自半导体堆叠件30的热的热通道。

绝缘层43可覆盖第一凸块45a和第二凸块45b的侧表面。绝缘层43还可以覆盖哑凸块45c的侧表面。此外，绝缘层43填充第一凸块45a、第二凸块45b和哑凸块45c之间的空间以防止湿气从外部进入半导体堆叠件30。绝缘层43还覆盖第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b的侧表面以避免第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b免受诸如湿气的外部环境因素的影响。尽管绝缘层43可被构造成覆盖第一凸块45a和第二凸块45b的全部侧表面，但是本发明不限制于此。可选择地，绝缘层43可以覆盖除接近第一凸块和第二凸块的末端的侧表面的一些区域以外的第一凸块45a和第二凸块45b的侧表面。

在本示例性实施例中，绝缘层43被示出为覆盖第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b的侧表面，但是本发明不限于此。可选择地，另一绝缘层可用于覆盖第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b，绝缘层43可形成在所述另一绝缘层下方。在这种情况下，第一凸块45a和第二凸块45b可以穿过所述另一绝缘层连接到第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b。

波长转换器51可以位于第一导电型上半导体层25的与剩下的半导体堆叠件30相反的上方。波长转换器51可以接触第一导电型上半导体层25的上表面。波长转换器51在没有限制的情况下可以是具有均一厚度的磷光体片。可选择地，波长转换器51可以是掺杂有用于波长转换的杂质的基底，例如，蓝宝石基底或硅基底。

在本示例性实施例中，半导体堆叠件30的侧表面由保护绝缘层覆盖。保护绝缘层可以包括例如，第一绝缘层33和/或第二绝缘层37。此外，第一接触层35可由第二绝缘层37覆盖以被保护免受外部环境的影响，第二接触层31可由第一绝缘层33和第二绝缘层37覆盖以被保护免受外部环境的影响。第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b也被例如绝缘层43保护。因此，能够防止由于湿气使半导体堆叠件30恶化。

波长转换器51可附着到晶片级的第一导电型上半导体层25，然后在芯片分离工艺过程中与保护绝缘层一起被分开。因此，波长转换器51的侧表面可以与保护绝缘层在一条线上。即，可以使波长转换器51的侧表面与保护绝缘层的侧表面沿着直线齐平。另外，波长转换器51的侧表面可以与绝缘层43的侧表面在一条线上。因此，可以使波长转换器51的侧表面、保护绝缘层的侧表面和绝缘层43的侧表面全部沿着直线齐平。

图2是根据本发明的第二示例性实施例的发光二极管封装件200的示意性剖视图。

参照图2，LED封装件200与根据以上示例性实施例的LED封装件100相似。但是，在本示例性实施例中，第一凸块65a和第二凸块65b形成在基底61中。

具体地说，基底61包括分别在其内形成有第一凸块65a和第二凸块65b的通孔。基底61是绝缘基底，例如，蓝宝石基底或硅基底，但不限于此。具有第一凸块65a和第二凸块65b的基底61可以附着到第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b。在这种情况下，为了防止第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b被暴露到外部，绝缘层49可以覆盖第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b的侧表面和底表面。另外，绝缘层49可以具有暴露第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b的开口，然后其它金属层67a、67b形成在开口中。其它金属层67a、67b可由接合金属构成。

图3是包括根据第一示例性实施例的LED封装件100的发光二极管模块的剖视图。

参照图3，LED模块包括电路板71(例如，MC-PCB)、LED封装件100和透镜81。电路板71(例如，MC-PCB)具有用于将LED封装件100安装在其上的连接焊盘73a、73b。LED封装件100的第一凸块45a和第二凸块45b(参见图1)分别连接到连接焊盘73a、73b。

多个LED封装件100可以安装在电路板71上，透镜81可以设置在LED封装件100上以调节从LED封装件100发射的光的方向角。

根据第二示例性实施例，发光二极管封装件200可以代替LED封装件100安装在电路板上。

图4至图12示出了制造根据第一示例性实施例的LED封装件100的方法。在图5至图10中，(a)是平面图，(b)是沿(a)的A-A线截取的剖视图。

参照图4，在生长基底21上形成包括第一导电型半导体层25、有源层27和第二导电型半导体层29的半导体堆叠件30。生长基底21可以是蓝宝石基底，但不限于此。可选择地，生长基底21可以是其他类型的异质基底(heterogeneous substrate)，例如，硅基底。第一导电型半导体层25和第二导电型半导体层29中的每个可以由单层或多层组成。另外，有源层27可具有单量子阱结构或多量子阱结构。

化合物半导体层可由III-N基化合物半导体在生长基底21上通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE)形成。

可在形成化合物半导体层之前形成缓冲层(未示出)。形成缓冲层以减轻生长基底21和化合物半导体层之间的晶格失配，缓冲层可以由诸如氮化镓或氮化铝的GaN基材料层形成。

参照图5的(a)和(b)，半导体堆叠件30被图案化以形成芯片(堆叠件)分离区域30b同时使第二导电型半导体层29和有源层27图案化以形成暴露第一导电型半导体层25的多个接触孔30a。可通过光刻工艺和蚀刻工艺使半导体堆叠件30图案化。

芯片分离区域30b是用于将LED封装结构分成单个LED封装件的区域，第一导电型半导体层25的侧表面、有源层27的侧表面和第二导电型半导体层29的侧表面在芯片分离区域30b上暴露。有利地，芯片分离区域30b可被构造成暴露基底21，而没有被限制于此。

多个接触孔30a可以是圆形，但不限于此。接触孔30a可具有多种形状。第二导电型半导体层29和有源层27暴露于多个接触孔30a的侧壁。如所示，接触孔30a可具有倾斜的侧壁。

参照图6的(a)和(b)，第二接触层31形成在第二导电型半导体层29上。第二接触层31形成在除对应于多个接触孔30a的区域以外的半导体堆叠件30上。

第二接触层31可以包括透明导电氧化物膜(例如，氧化铟锡(ITO))或反射金属层(例如，银(Ag)或铝(Al))。第二接触层31可由单层或多层组成。第二接触层31还可以被构造成形成与第二导电型半导体层29欧姆接触。

可在形成多个接触孔30a之前或之后形成第二接触层31。

参照图7的(a)和(b)，形成第一绝缘层33以覆盖第二接触层31。第一绝缘层33可覆盖半导体堆叠件30的暴露于芯片分离区域30b的侧表面，同时覆盖多个接触孔30a的侧壁。这里，第一绝缘层33可具有在多个接触孔30a中暴露第一导电型半导体层25的开口33a。

第一绝缘层33可由单层或多层(例如，氧化硅膜或氮化硅膜)组成。可选择地，第一绝缘层33可由通过交替地堆叠具有不同折射率的绝缘层形成的分布式布拉格反射器组成。例如，第一绝缘层33可通过交替地堆叠SiO2/TiO2或SiO2/Nb2O5形成。另外，可形成第一绝缘层33以提供通过调节各个绝缘层的厚度对蓝光、绿光和红光的宽波长范围具有高反射性的分布式布拉格反射器。

参照图8的(a)和(b)，在第一绝缘层33上形成第一接触层35。第一接触层35包括接触暴露在接触孔30a中的第一导电型上半导体层25的接触部分35a和将接触部分35a彼此连接的连接部分35b。第一接触层35可由反射金属层组成，但不限于此。

第一接触层35形成在半导体堆叠件30的一些区域上，使得第一绝缘层33暴露在半导体堆叠件30的没有形成第一接触层35的其他区域上。

参照图9的(a)和(b)，在第一接触层35上形成第二绝缘层37。第二绝缘层37可由单层或多层(氧化硅膜或氮化硅膜)组成。另外，第二绝缘层37可由通过交替地堆叠具有不同折射率的绝缘层形成的分布式布拉格反射器组成。

第二绝缘层37可覆盖第一接触层35同时覆盖第一绝缘层33。第二绝缘层37还可覆盖半导体堆叠件30的在芯片分离区域30b中的侧表面。

第二绝缘层37具有暴露第一接触层35的开口37a。另外，第二绝缘层37和第一绝缘层33形成有暴露第二接触层31的开口37b。

参照图10的(a)和(b)，在第二绝缘层37上形成第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b。第一电极焊盘39a穿过开口37a连接到第一接触层35，第二电极焊盘39b穿过开口37b连接到第二接触层31。

第一电极焊盘39a与第二电极焊盘39b分开，从顶部透视图看第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b中的每个可具有相对大的面积，例如，不少于LED封装件的面积的1/3的面积。

参照图11，在第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b上形成绝缘层43。绝缘层43覆盖第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b，并具有暴露电极焊盘39a和39b的上表面的凹槽。另外，绝缘层43可具有暴露在第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b之间的第二绝缘层37的凹槽。

然后，在绝缘层43的凹槽中形成第一凸块45a和第二凸块45b，可在第一凸块和第二凸块之间形成哑凸块45c。

可通过使用金属材料镀覆(例如，电镀)形成凸块。如果必要的话，还可形成用于镀覆的种子层。

在形成第一凸块45a和第二凸块45b后，可去除绝缘层43。例如，绝缘层43可由诸如光致抗蚀剂的聚合物形成，并且可在形成凸块后被去除。可选择地，可留下绝缘层43以保护第一凸块45a和第二凸块45b的侧表面。

在本示例性实施例中，绝缘层43示出为直接形成在第一焊盘电极39a和第二焊盘电极39b上。在另一示例性实施例中，可形成另一绝缘层以覆盖第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b。另一绝缘层可被构造成具有暴露第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b的开口。然后，可执行形成绝缘层43和凸块的工艺。

参照图12，去除生长基底21，将波长转换器51附着到第一导电型半导体层25。可通过光学技术(例如，激光剥离(LLO))、机械抛光或化学蚀刻去除生长基底21。

然后，对第一导电型半导体层25的暴露的表面进行各向异性蚀刻(例如，光电化学(PEC)蚀刻)以在暴露的第一导电型半导体层25上形成粗糙的表面。

同时，可将诸如包含磷光体的磷光体片的波长转换器附着到第一导电型半导体层25。

可选择地，生长基底21可包含用于转换在有源层27中产生的光的波长的杂质。在这种情况下，可将生长基底21用作波长转换器51。

然后，沿着芯片分离区域30b将LED封装结构分成单个的封装件，从而提供完成的LED封装件100。此时，第二绝缘层37与波长转换器51一起被切割，使得可将第二绝缘层37和波长转换器51的切割平面形成在一条线上。

图13是示出制造根据本发明第二示例性实施例的LED封装件200的方法的剖视图。

参照图13，在制造根据本示例性实施例的LED封装件200的方法中，工艺与上述制造LED封装件100的方法的工艺相同，直至形成第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b(图10的(a)和(b))。

在形成第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b之后，形成绝缘层49以覆盖第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b。绝缘层49可覆盖第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b的侧表面以保护第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b。绝缘层49具有暴露第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b的开口。然后在开口中形成其他金属层67a、67b。其他金属层67a、67b可由接合金属构成。

基底61接合到第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b。基底61可具有可以形成有第一凸块65a和第二凸块65b的通孔。另外，可将第一凸块和第二凸块形成为在其末端具有焊盘69a、69b。具有第一凸块65a、第二凸块65b、焊盘69a和焊盘69b的基底61可单独制备，并接合到具有第一电极焊盘39a和第二电极焊盘39b的晶片。

然后，如参照图12所述，去除生长基底21并且可将波长转换器51附着到第一导电型半导体层25，随后将LED封装结构分成单个的LED封装件。因此，提供如图2中所述的完成的LED封装件200。

图14是根据本发明第三示例性实施例的LED封装件300的剖视图。

参照图14，LED封装件300可包括被分成多个发光单元(这里仅示出了两个发光单元S1、S2)的半导体堆叠件130、第一接触层135、第二接触层131、第一绝缘层133、第二绝缘层137、第一电极焊盘139a、第二电极焊盘139b、将邻近的发光单元彼此串联连接的连接件139c、第一凸块145a和第二凸块145b。另外，LED封装件300可包括第三绝缘层141、绝缘层143、哑凸块145c、波长转换器151和其他金属层140a、140b。

半导体堆叠件130包括第一导电型上半导体层125、有源层127和第二导电型下半导体层129。本示例性实施例的半导体堆叠件130与在图1中描述的半导体堆叠件30相似，这里将省略对其详细的描述。

发光单元S1、S2中的每个具有延伸穿过第二导电型下半导体层129和有源层127以暴露第一导电型上半导体层的多个接触孔130a(参见图18的(b))，第一接触层135接触暴露在多个接触孔中的第一导电型上半导体层125。发光单元S1、S2通过单元分离区域130b(参见图18的(b))彼此分离。

第二接触层131接触每个发光单元S1、S2的第二导电型下半导体层129。第二接触层131包括反射金属层来反射在有源层127中产生的光。另外，第二接触层131可形成与第二导电型下半导体层129的欧姆接触。

第一绝缘层133覆盖第二接触层131。另外，第一绝缘层133覆盖半导体堆叠件130的暴露在多个接触孔130a中的侧壁。此外，第一绝缘层133可覆盖每个发光单元S1、S2的侧表面。第一绝缘层133使第一接触层135与第二接触层131绝缘，同时使暴露在多个接触孔130a中的第二导电型下半导体层129和有源层127与第一接触层135绝缘。第一绝缘层133可由单层或多层(例如，氧化硅膜或氮化硅膜)组成。此外，第一绝缘层133可由通过交替地堆叠具有不同折射率的绝缘层(例如，SiO2/TiO2或SiO2/Nb2O5)形成的分布式布拉格反射器组成。

第一接触层135位于第一绝缘层133下方，并穿过每个发光单元S1、S2中的多个接触孔130a中的第一绝缘层133来接触第一导电型上半导体层125。第一接触层135包括接触第一导电型上半导体层125的接触部分135a和将接触部分135a彼此连接的连接部分135b。因此，由连接部分135b将接触部分135a彼此电连接。位于各个发光单元S1、S2下方的第一接触层135彼此分离并形成在第一绝缘层133的一些区域的下方。第一接触层135可由反射金属层组成。

第二绝缘层137在第一接触层135下方覆盖第一接触层135。此外，第二绝缘层137可覆盖第一绝缘层133同时覆盖每个发光单元S1、S2的侧表面。第二绝缘层137可由单层或多层组成。可选择地，第二绝缘层137可由分布式布拉格反射器组成。

第一电极焊盘139a和第二电极焊盘139b位于第二绝缘层137下方。第一电极焊盘139a可穿过第二绝缘层137连接到第一发光单元S1的第一接触层135。另外，第二电极焊盘139b可穿过第二绝缘层137和第一绝缘层133连接到第二发光单元S2的第二接触层131。

连接件139c位于第二绝缘层137下方并穿过第二绝缘层137使两个邻近的发光单元S1、S2彼此电连接。连接件139c可以使一个发光单元S1的第二接触层131连接到与其邻近的另一发光单元S2的第一接触层135，使得两个发光单元S1、S2彼此串联连接。

在本示例性实施例中，示出了两个发光单元S1、S2。但是，应该理解的是，两个或更多个发光单元可以通过多个连接件139c彼此串联连接。这里，第一电极焊盘139a、139b可以串联连接到位于这样串联阵列的相反端。

同时，第三绝缘层141可在第一电极焊盘139a、第二电极焊盘139b和连接件139c下方覆盖第一电极焊盘139a、第二电极焊盘139b和连接件139c。第三绝缘层141可具有暴露第一电极焊盘139a和第二电极焊盘139b的开口。第三绝缘层141可由氧化硅膜或氮化硅膜形成。

第一凸块145a和第二凸块145b分别位于第一电极焊盘139a和第二电极焊盘139b下方。第一凸块145a和第二凸块145b可通过镀覆形成。第一凸块145a和第二凸块145b是电连接到电路板(例如，MC-PCB)的端子，并具有彼此共面的末端。另外，第一电极焊盘139a可以形成在与第二电极焊盘139b的水平面相同的水平面上，使得第一凸块145a和第二凸块145b还可以形成在同一平面上。因此，第一凸块145a和第二凸块145b可具有相同的高度。

其他金属层140a、140b可以设置在第一凸块145a和第一电极焊盘139a之间以及第二凸块145b和第二电极焊盘139b之间。这里，设置其他金属层140a、140b以使第一电极焊盘139a和第二电极焊盘139b形成为比连接件139c高，并且其他金属层140a、140b可以位于第三绝缘层141的开口内部。第一电极焊盘139a、第二电极焊盘139b和其他金属层140a、140b可组成最终电极焊盘。

同时，哑凸块145c可位于第一凸块145a和第二凸块145b之间。哑凸块145c可与第一凸块145a和第二凸块145b一起形成以提供用于排出来自发光单元S1、S2的热通道。哑凸块145c通过第三绝缘层141与连接件139c分离。

绝缘层143可覆盖第一凸块145a和第二凸块145b的侧表面。绝缘层143还可覆盖哑凸块145c的侧表面。另外，绝缘层143填充第一凸块145a、第二凸块145b与第三凸块145c之间的空间以防止湿气从外部进入半导体封装件130。尽管绝缘层143可被构造成覆盖第一凸块145a和第二凸块145b的整个侧表面，但是本发明不限于此。可选择地，绝缘层143可覆盖第一凸块145a和第二凸块145b的除接近第一凸块和第二凸块的末端的侧表面的一些区域以外的侧表面。

波长转换器151可位于发光单元S1、S2上。波长转换器151可接触第一导电型上半导体层125的上表面。波长转换器151还覆盖单元分离区域130b和芯片分离区域。波长转换器151可以是具有均一厚度的磷光体片，而不限制于此。可选择地，波长转换器151可以是掺杂有用于波长转换的杂质的基底，例如，蓝宝石基底或硅基底。

在本实施例中，发光单元S1、S2的侧表面可由保护绝缘层覆盖。保护绝缘层可包括例如，第一绝缘层133和/或第二绝缘层137。另外，第一接触层135可由第二绝缘层137覆盖以被保护免受外部环境的影响，第二接触层131可由第一绝缘层133和第二绝缘层137覆盖以被保护免受外部环境的影响。另外，第一电极焊盘139a和第二电极焊盘139b还被例如第三绝缘层141保护。因此，可以防止由于湿气而使发光单元S1、S2恶化。

波长转换器151可附着到晶片级的第一导电型上半导体层125，然后在芯片分离工艺(或者封装件分离工艺)过程中与保护绝缘层一起被分开。因此，波长转换器151的侧表面可以与保护绝缘层在一条线上。另外，波长转换器151的侧表面可以与绝缘层143的侧表面在一条线上。

图15是根据本发明第四示例性实施例的发光二极管封装件400的示意性剖视图。

参照图15，LED封装件400与根据以上示例性实施例的LED封装件300相似。但是在本示例性实施例中，第一凸块165a和第二凸块165b形成在基底161中。

具体地说，基底161包括分别具有形成在其内的第一凸块165a和第二凸块165b的通孔。基底161是绝缘基底，例如，蓝宝石基底或硅基底，但不限制于此。

具有第一凸块165a和第二凸块165b的基底161可附着于第三绝缘层141，第一凸块165a和第二凸块165b可分别连接到第一电极焊盘139a和第二电极焊盘139b。这里，第一凸块165a和第二凸块165b可分别接合到其他金属层140a、140b。

图16是在电路板上包括根据第三示例性实施例的LED封装件300的发光二极管模块的剖视图。

参照图16，LED模块包括例如，MC-PCB的电路板171、LED封装件300和透镜181。电路板171(例如，MC-PCB)具有用于将LED封装件300安装在其上的连接焊盘173a、173b。LED封装件300的第一凸块145a和第二凸块145b(参见图14)分别连接到连接焊盘173a、173b。

多个LED封装件300可安装在电路板171上，透镜181可设置在LED封装件300上以调节从LED封装件300发射的光的方向角。

在其它示例性实施例中，发光二极管封装件400可代替LED封装件300安装在电路板上。

图17至图25示出了制造根据第三示例性实施例的LED封装件300的方法。在图18至图23中，(a)是平面图，(b)是沿(a)的A-A线截取的剖视图。

参照图17，在生长基底121上形成包括第一导电型半导体层125、有源层127和第二导电型半导体层129的半导体堆叠件130。生长基底121和半导体堆叠件130与参照图4描述的基底21和半导体堆叠件30相似，因此这里将省略对其详细的描述。

参照图18的(a)和(b)，使半导体堆叠件130图案化以形成芯片(封装件)分离区域130c和单元分离区域130b，同时使第二导电型半导体层129和有源层127图案化以形成发光单元S1、S2，每个发光单元S1、S2具有暴露第一导电型半导体层125的多个接触孔130a。可通过光刻工艺和蚀刻工艺使半导体堆叠件130图案化。

芯片分离区域130c是用于将LED封装结构分成单个的LED封装件的区域，第一导电型半导体层125的侧表面、有源层127的侧表面和第二导电层型半导体层129的侧表面暴露在芯片分离区域130c处。有利地，芯片分离区域130c和单元分离区域130b可被构造成暴露基底121，而不限于此。

多个接触孔130a可具有圆形，但不限制于此。接触孔130可具有各种形状。第二导电型半导体层129和有源层127暴露到多个接触孔130a的侧壁。接触孔130a可具有倾斜的侧壁。

参照图19的(a)和(b)，在第二导电型半导体层129上形成第二接触层131。在每个发光单元S1、S2的除了对应于多个接触孔130a的区域以外的半导体堆叠件130上形成第二接触层131。

第二接触层131可包括诸如氧化铟锡(ITO)的透明导电氧化膜或诸如银(Ag)或铝(Al)的反射金属层。第二接触层131可由单层或多层组成。第二接触层131还可被构造成与第二导电型半导体层129形成欧姆接触。

可在形成多个接触孔130a前或后形成第二接触层131。

参照图20的(a)和(b)，形成第一绝缘层133以覆盖第二接触层131。第一绝缘层133可覆盖每个发光单元S1、S2的侧表面同时覆盖多个接触孔130a的侧壁。这里，第一绝缘层133可具有在多个接触孔130a中暴露第一导电型半导体层125的开口133a。

可由诸如氧化硅膜或氮化硅膜的单层或多层组成第一绝缘层133。此外，可由通过交替地堆叠具有不同折射率的绝缘层形成的分布式布拉格反射器组成第一绝缘层133。例如，可通过交替地堆叠SiO2/TiO2或SiO2/Nb2O5来形成第一绝缘层133。另外，可形成第一绝缘层133以提供通过调节各个绝缘层的厚度对蓝光、绿光和红光的宽波长范围具有高反射性的分布式布拉格反射器。

参照图21的(a)和(b)，在第一绝缘层133上形成第一接触层135。在每个发光单元S1、S2上形成第一接触层135，第一接触层135包括暴露在接触孔130a中的接触第一导电型上半导体层125的接触部分135a和将接触部分135a彼此连接的连接部分135b。第一接触层135可以由反射金属层组成，但不限于此。

在每个发射单元S1、S2的一些区域上形成第一接触层135，使得在半导体堆叠件130的没有形成第一接触层135的其他区域处暴露第一绝缘层133。

参照图22的(a)和(b)，在第一接触层135上形成第二绝缘层137。可由诸如氧化硅膜或氮化硅膜的单层或多层组成第二绝缘层137。可选择地，可由通过交替地堆叠具有不同折射率的绝缘层形成的分布式布拉格反射器组成第二绝缘层137。

第二绝缘层137可覆盖第一接触层135同时覆盖第一绝缘层133。第二绝缘层137还可覆盖每个发光单元S1、S2的侧表面。另外，可在芯片分离区域130c和单元分离区域130b中填充第二绝缘层137。

第二绝缘层137具有暴露每个发光单元S1、S2的第一接触层135的开口137a。另外，第二绝缘层137和第一绝缘层133形成有暴露第二接触层131的开口137b。

参照图23的(a)和(b)，在第二绝缘层137上形成连接件139c、第一电极焊盘139a和第二电极焊盘139b。将第一电极焊盘139a通过开口137a连接到第一发光单元S1的第一接触层135，将第二电极焊盘139b通过开口137b连接到第二发光单元S2的第二接触层131。另外，连接器139c通过开口137a、137b将邻近发光单元S1、S2的第一接触层135和第二接触层131彼此串联连接。

参照图24，在第一电极焊盘139a、第二电极焊盘139b和连接件139c上形成第三绝缘层141。第三绝缘层141覆盖第一电极焊盘139a、第二电极焊盘139b和连接件139c，并具有暴露电极焊盘139a、139b的上表面的凹槽。同时，第三绝缘层141可具有形成在其凹槽中的其他金属层140a、140b。其他金属层140a、140b使电极焊盘139a、139b的高度增加，使得最终的电极焊盘可具有比连接件139c更高的高度。在形成第三绝缘层141前可形成其他金属层140a、140b。其他金属层140a、140b的上表面可与第三绝缘层141的上表面基本共面。

参照图25，在第三绝缘层141上形成图案化的绝缘层143。图案化的绝缘层143具有暴露第一电极焊盘139a和第二电极焊盘139b的上侧例如，其他金属层140a、140b的凹槽。另外，图案化的绝缘层143可具有暴露第一电极焊盘139a和第二电极焊盘139b之间的绝缘层141的凹槽。

然后，在绝缘层143的凹槽中形成第一凸块145a和第二凸块145b，可在第一凸块和第二凸块之间形成哑凸块145c。

可通过例如电镀的镀覆形成凸块。根据需要，还可形成用于镀覆的种子层。

在形成第一凸块145a和第二凸块145b后，可以去除绝缘层143。例如，绝缘层143可由诸如光致抗蚀剂的聚合物形成，并且可以在形成凸块后被去除。可选择地，可保留绝缘层143以保护第一凸块145a和第二凸块145b的侧表面。

参照图26，去除生长基底121，然后将波长转换器151附着到发光单元S1、S2。可通过诸如激光剥离(LLO)的光学技术、机械抛光或化学蚀刻来去除生长基底121。

然后，使第一导电型半导体层125的暴露的表面经受诸如PEC蚀刻的各向异性蚀刻，以在暴露的第一导电型半导体层125上形成粗糙表面。

同时，可将诸如包含磷光体的磷光体片的波长转换器151附着到第一导电型半导体层125。

可选择地，生长基底121可包含用于转换在有源层127中产生的光的波长的杂质。在这种情况下，可将生长基底121用作波长转换器151。

然后，沿着芯片分离区域130c将LED封装结构分成单个的封装件，从而提供完成的LED封装件300。此时，将第二绝缘层137与波长转换器151一起切割，使得第二绝缘层137和波长转换器151的切割平面可形成在一条直线上。

图27是解释制造根据本发明第四示例性实施例的LED封装件400的方法的剖视图。

参照图27，在制造根据本实施例的LED封装件400的方法中，工艺与上述(图24)制造LED封装件300的方法的工艺相同，直至形成第三绝缘层141和其他金属层140a、140b。

在本示例性实施例中，将基底161接合到第三绝缘层141。基底161可具有在其中可以形成第一凸块165a和第二凸块165b的通孔。另外，第一凸块165a和第二凸块165b可在其末端处形成有焊盘(未示出)。此外，基底161可具有部分形成在其下表面上并由金属材料165c填充的凹槽。金属材料165c改善基底散热。

可选择地，可单独制备具有第一凸块165a和第二凸块165b的基底161，并且将具有第一凸块165a和第二凸块165b的基底161接合到具有第一电极焊盘139a和第二电极焊盘139b的晶片。可分别将第一凸块165a和第二凸块165b电连接到第一电极焊盘139a和第二电极焊盘139b。

然后，如参照图26所述，去除生长基底121，并且可将波长转换器151附着到发光单元S1、S2，随后将LED封装结构分成单个的LED封装件。因此，提供在图15中描述的完成的LED封装件400。

同样地，本发明的示例性实施例提供了可在没有使用传统的引线框架或印刷电路板的情况下直接形成在用于模块的电路板上的晶片级LED封装件。因此，LED封装件可具有高效率并可展现出经改善的散热，同时减少用于制造所述LED封装件的时间和成本。此外，具有安装在其上的LED封装件的LED模块可具有高效率并可展现出经改善的散热。

另外，LED封装件可包括彼此串联连接的多个发光单元和彼此反向并联连接的阵列。另外，多个发光单元可连接成桥式整流器，并可用于形成桥式整流器。因此，包括LED封装件的LED模块可在没有单独的AC/DC转换器的情况下操作。

尽管已经结合附图参照一些示例性实施例描述了本发明，但是对于本领域技术人员将明显的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可对本发明做出各种修改和改变。另外，应该理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下某个实施例的一些特征还可应用到其他实施例。因此，应该理解的是，仅通过图示将实施例提供给本领域技术人员，给出实施例以将本发明的完全公开提供给本领域技术人员，并将对本发明的彻底理解提供给本领域技术人员。从而，意图的是，本发明覆盖所述修改和变化，只要所述修改和变化落入权利要求及其等同物的范围内。