(57)【要約】【課題】本発明は、ウエハレベルパッケージの製造方法を提供する。【解決手段】本発明のウエハレベルパッケージの製造方法は、第一基板を提供するステップと、第一基板上に半導体層を形成するステップと、第一基板上に互いに離間する複数の発光ユニットを形成するステップと、各々の発光ユニットの正電極上及び負電極上にバンプを形成するステップと、第一基板上に第一封止層を形成して、複数の発光ユニットを封止するステップと、第一封止層の第一基板から離れた第一表面をグラインディングするステップと、パッケージ基板を第一封止層の第一表面に接着するステップと、第一基板を除去するステップと、第一封止層の第一表面に対向する第二表面に第二封止層を形成するステップと、複数の切断線に沿って、パッケージ基板、第一封止層及び第二封止層からなる積層体を切断して、複数の半導体発光ユニットパッケージ構造を形成するステップと、を備える。【選択図】図１２
2011187941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一基板を提供するステップと、
前記第一基板上に半導体層を形成するステップと、
前記半導体層を互いに離間して設置される複数の半導体ユニットに形成し、各々の半導体ユニットに正電極及び負電極を形成して、前記第一基板上に互いに離間して設置される複数の発光ユニットを形成するステップと、
各々の発光ユニットの正電極上及び負電極上にバンプを形成するステップと、
前記第一基板上に第一封止層を形成して、前記複数の発光ユニットを封止するステップと、
前記第一封止層の前記基板から離れた第一表面をグラインディングして、前記第一封止層の第一表面と該第一表面から露出される前記バンプの表面とは、同じ平面に位置するステップと、
パッケージ基板を前記第一封止層の第一表面に接着して、前記パッケージ基板と前記第一基板を前記第一封止層の両側に配置するステップと、
前記第一基板を除去するステップと、
前記第一封止層の第一表面に対向する第二表面に第二封止層を形成して、前記第二封止層及び前記パッケージ基板を前記第一封止層の両側に配置するステップと、
複数の切断線に沿って、前記パッケージ基板、前記第一封止層及び前記第二封止層からなる積層体を切断して、複数の半導体発光ユニットパッケージ構造を形成するステップと、
を備えることを特徴とするウエハレベルパッケージの製造方法。
【請求項２】
前記半導体層は、Ｐ型半導体層、発光層及びＮ型半導体層を備え、前記発光層は、少なくとも１つの波長帯の光を発光可能であることを特徴とする請求項１に記載のウエハレベルパッケージの製造方法。
【請求項３】
前記第二封止層の中に波長変換素子を設けることを特徴とする請求項２に記載のウエハレベルパッケージの製造方法。
【請求項４】
前記パッケージ基板は、回路モジュールを備え、各々の発光ユニットの正電極及び負電極を対応するバンプによって前記回路モジュールに電気接続することを特徴とする請求項３に記載のウエハレベルパッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハレベルパッケージの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光装置の需要量の増長に伴い、半導体発光素子をパッケージングする生産効率を高めることが必要とされる。ウエハレベルパッケージ技術は、ウエハから切り出した半導体素子を個別にパッケージングする既存方式とは異なり、半導体素子を切り分ける前のウエハ上でパッケージングの全ての手順が行われ、その後切り出す方式で複数のパッケージ構造体を形成することで、半導体素子をパッケージングする生産効率を高めることができる。
【０００３】
しかし、ウエハレベルパッケージ技術を採用する場合、以下の問題を改善することが必要とされる。例えば、ウエハレベルパッケージ技術によって表面実装された発光ダイオードパッケージを製造する場合、発光ダイオードチップを固定するバンプ（ｂｕｍｐ）の高さが異なって、溶接不良を招き、その結果パッケージ構造の歩留りを低減する（特許文献１を参照）。
【０００４】
前記問題を解決するために、毛細管現象を利用して、アンダーフィル（ｕｎｄｅｒｆｉｌｌ）をチップと基板の隙間に広げる方法があるが、チップと基板との間には、依然として隙間が存在し、パッケージ構造の歩留りを低減する（特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許公開２００７/０２０２６２３号公報
【特許文献２】米国特許公開２００９/０２３０４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、前記課題を解決し、パッケージ構造の歩留りを向上させることができるウエハレベルパッケージの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るウエハレベルパッケージの製造方法は、第一基板を提供するステップと、前記第一基板上に半導体層を形成するステップと、前記半導体層を互いに離間して設置される複数の半導体ユニットに形成し、各々の半導体ユニットに正電極及び負電極を形成して、前記第一基板上に互いに離間して設置される複数の発光ユニットを形成するステップと、各々の発光ユニットの正電極上及び負電極上にバンプを形成するステップと、前記第一基板上に第一封止層を形成して、前記複数の発光ユニットを封止するステップと、前記第一封止層の前記基板から離れた第一表面をグラインディングして、前記第一封止層の第一表面と該第一表面から露出する前記バンプの表面とは、全て滑らかな平面になり且つ同じ平面に位置するステップと、パッケージ基板を前記第一封止層の第一表面に接着して、前記パッケージ基板と前記第一基板を前記第一封止層の両側に配置するステップと、前記第一基板を除去するステップと、前記第一封止層の第一表面に対向する第二表面に第二封止層を形成して、前記第二封止層及び前記パッケージ基板を前記第一封止層の両側に配置するステップと、複数の切断線に沿って、前記パッケージ基板、前記第一封止層及び前記第二封止層からなる積層体を切断して、複数の半導体発光ユニットパッケージ構造を形成するステップと、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係わるウエハレベルパッケージの製造方法によって、ウエハとパッケージ基板とを緊密に接合して、パッケージ構造の歩留りを向上させる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るウエハレベルパッケージの製造過程における各ステップの構造を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るウエハレベルパッケージの製造過程における各ステップの構造を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るウエハレベルパッケージの製造過程における各ステップの構造を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るウエハレベルパッケージの製造過程における各ステップの構造を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るウエハレベルパッケージの製造過程における各ステップの構造を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係るウエハレベルパッケージの製造過程における各ステップの構造を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係るウエハレベルパッケージの製造過程における各ステップの構造を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係るウエハレベルパッケージの製造過程における各ステップの構造を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係るウエハレベルパッケージの製造過程における各ステップの構造を示す図である。
【図１０Ａ】本発明の実施形態に係るウエハレベルパッケージの製造過程における各ステップの構造を示す図である。
【図１０Ｂ】本発明の実施形態に係るウエハレベルパッケージの製造過程における各ステップの構造を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係るウエハレベルパッケージの製造過程における各ステップの構造を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係るウエハレベルパッケージの製造方法によって製造された半導体発光ユニットパッケージ構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係るウエハレベルパッケージの製造方法は、以下のステップを備える。
【００１１】
図１に示されたように、基板１０を提供する。前記基板１０は、Ａｌ２Ｏ３基板、ＳｉＣ基板、ＬｉＡｌＯ２基板、ＬｉＧａＯ２基板、Ｓｉ基板、ＧａＮ基板、ＺｎＯ基板、ＡｌＺｎＯ基板、ＧａＡｓ基板、ＧａＰ基板、ＧａＳｂ基板、ＩｎＰ基板、ＩｎＡｓ基板又はＺｎＳｅ基板である。
【００１２】
図２に示されたように、前記基板１０の上に半導体層１１を形成する。化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＣＶＤ）、有機金属化学気相成長法（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＭＯＣＶＤ）又は分子線エピタキシー法（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ，ＭＢＥ）によって、前記基板１０の上に半導体層１１をエピタキシャル成長する。本実施形態において、前記半導体層１１は、Ｐ型半導体層１１１、発光層１１２及びＮ型半導体層１１３を備える。前記半導体層１１は、ＩＩＩ-Ｖ族化合物半導体又はＩＩ-ＶＩ族化合物半導体である。前記発光層１１２は、シングルヘテロ構造、ダブルヘテロ構造、単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造を含み、少なくとも１つの波長帯の光を発光可能である。
【００１３】
図３に示されたように、フォトリソグラフィによって前記半導体層１１を互いに離間して設置される複数の半導体ユニットに形成してから、蒸着メッキ又はスパッタリング及びエッチングによって各々の半導体ユニットに正電極１１４及び負電極１１５を形成して、前記基板１０の上に互いに離間して設置される複数の発光ユニット１１０を形成する。各々の発光ユニット１１０において、前記正電極１１４は前記Ｐ型半導体層１１１に電気接続し、前記負電極１１５は前記Ｎ型半導体層１１３に電気接続する。本実施形態において、前記正電極１１４及び前記負電極１１５は、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｓｉ又はこれらの合金からなる。
【００１４】
図４に示されたように、各々の発光ユニット１１０の正電極１１４及び負電極１１５にバンプ１２ａ及びバンプ１２ｂをそれぞれ形成する。前記バンプ１２ａ及び前記バンプ１２ｂは、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｓｉ又はこれらの合金からなり、ステンシル・プリンティング(ｓｔｅｎｃｉｌ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ)によって前記正電極１１４及び前記負電極１１５にそれぞれ形成される。
【００１５】
図５に示されたように、前記基板１０の上に第一封止層１３を形成して、前記複数の発光ユニット１１０を封止する。本実施形態において、前記第一封止層１３は、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）樹脂、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）又はその組合からなり、トランスファー成形（ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｍｏｌｄｉｎｇ）、スピンコーティング（ｓｐｉｎ  ｃｏａｔｉｎｇ）、射出成形（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｍｏｌｄｉｎｇ）によって、前記基板１０の表面に形成される。前記第一封止層１３は、前記基板１０から離れた表面１３１及び前記表面１３１に対向する表面１３２を備える。
【００１６】
図６に示されたように、グラインダー１００を利用して前記第一封止層１３の表面１３１をグラインディングすることにより、前記第一封止層１３の表面１３１と該表面１３１に露出される前記バンプ１２ａ、１２ｂの表面とは、全て滑らかな平面になり且つ同じ平面に位置する。本実施形態において、前記第一封止層１３の表面１３１をグラインディングする前に、複数の前記バンプ１２ａ、１２ｂは前記第一封止層１３内に封止されているが、前記第一封止層１３の表面１３１をグラインディングすることにより、複数の前記バンプ１２ａ、１２ｂの表面を前記第一封止層１３の表面１３１に露出し、且つ複数の前記バンプ１２ａ、１２ｂの表面と前記第一封止層１３の表面１３１は、同じ平面に位置する。他の実施形態において、前記基板１０に第一封止層１３を形成する際、複数の前記バンプ１２ａ、１２ｂを前記第一封止層１３から露出させてから、複数の前記バンプ１２ａ、１２ｂの表面と前記第一封止層１３の表面１３１が同じ平面に位置するまでに、グラインダー１００でグラインディングする。
【００１７】
図７に示されたように、前記第一封止層１３の表面１３１に粘着層２０を形成する。前記粘着層２０は、異方導電性（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ）を有するフィルム（Ｆｉｌｍ）、ゲル（ｇｅｌ）又はペースト（ｐａｓｔｅ）であることができ、熱転写印刷方式（ｔｈｅｒｍａｌ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ）によって前記第一封止層１３の表面１３１に形成される。
【００１８】
図８に示されたように、前記粘着層２０によって、パッケージ基板１４を前記第一封止層１３の表面１３１に粘着して、前記パッケージ基板１４と前記基板１０は前記第一封止層１３の両側に位置する。前記パッケージ基板１４は、複数の第一回路１４１ａ及び複数の第二回路１４1ｂからなる回路モジュール１４１を備える。各々の第一回路１４１ａは、１つの第二回路１４1ｂに対応し且つ該第二回路１４1ｂに電気接続される。複数の第一回路１４１ａ及び複数の第二回路１４1ｂは、前記パッケージ基板１４の対向する両側に位置する。各々の発光ユニット１１０の正電極１１４及び負電極１１５は、前記バンプ１２ａ及び前記バンプ１２ｂによって対応する前記第一回路１４1ａにそれぞれに電気接続される。本実施形態において、前記パッケージ基板１４は、印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ，ＰＣＢ）、セラミック基板、シリコン基板、金属基板又はＳｉＯ基板であり、前記回路モジュール１４１は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ又はこれらの組合のような導電材料からなる。
【００１９】
図９に示されたように、前記基板１０を複数の前記発光ユニット１１０及び前記第一封止層１３の表面１３２から除去する。本実施形態において、剥離技術（ｌｉｆｔ  ｏｆｆ）、エッチング技術、切断（ｃｕｔｔｉｎｇ）又はグラインディングによって、前記基板１０を複数の前記発光ユニット１１０及び前記第一封止層１３の表面１３２から除去する。
【００２０】
図１０Ａに示されたように、複数の波長変換素子１５１で前記第一封止層１３の表面１３２に露出する複数の前記発光ユニット１１０を覆ってから、前記第一封止層１３の表面１３２に第二封止層１５を形成して、前記第二封止層１５及び前記パッケージ基板１４は、前記第一封止層１３の両側に位置する。前記波長変換素子１５１は、フィルム、パッチ（ｐａｔｃｈ）又は蛍光プレート（ｐｌａｔｅ）であることができ、コーティング、ペースト（ｐａｓｔｅ）又はスプレー（ｓｐｒａｙ）によって、前記第一封止層１３の表面１３２に露出する複数の前記発光ユニット１１０の表面に形成される。前記波長変換素子１５１は、前記発光ユニット１１０からの光線を吸収して励起状態となり、次いで他の波長の光線を発光する。前記波長変換素子１５１は、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体材料、ＴＡＧ（テルビウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体材料、硫化物（Ｓｕｌｆｉｄｅ）、リン化物（Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、酸窒化物（Ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）又はシリケイト（Ｓｉｌｉｃａｔｅ）であることができる。前記第二封止層１５は、エポキシ樹脂、シリコーン又はその組合からなり、トランスファー成形、スピンコーティング、射出成形によって、前記第一封止層１３の表面１３２に形成されて、前記波長変換素子１５１を封止する。図１０Ｂに示されたように、他の実施形態において、波長変換素子１５２は、粉末であり且つ前記第二封止層１５の中に均一に混ぜることができる。
【００２１】
図１１及び図１２に示されたように、複数の切断線１６に沿って、前記パッケージ基板１４、前記第一封止層１３及び前記第二封止層１５からなる積層体を切断して、複数の半導体発光ユニットパッケージ構造１を形成する。本実施形態において、各々の半導体発光ユニットパッケージ構造１は、前記回路モジュール１４１を有する前記パッケージ基板１４、１つの前記発光ユニット１１０、前記第一封止層１３、前記波長変換素子１５１、１５２及び前記第二封止層１５を備える。前記半導体発光ユニットパッケージ構造１は、表面実装デバイス（ＳＭＤ）である。他の実施形態において、各々の半導体発光ユニットパッケージ構造１は、複数の発光ユニット１１０を備えることができる。前記回路モジュール１４１の第一回路１４１ａは、導通路１７によって対応する前記第二回路１４１ｂに電気接続される。本実施形態において、前記導通路１７は、前記パッケージ基板１４の内部に設置されたが、他の実施形態において、前記導通路１７は、前記パッケージ基板１４の側辺に位置し且つ前記半導体発光ユニットパッケージ構造１の外部に露出されてもよい。
【００２２】
本発明に係るウエハレベルパッケージの製造方法によって、ウエハとパッケージ基板とを緊密に接合して、パッケージ構造の歩留りを向上させる。
【００２３】
以上、本発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種種変更可能であることは勿論であって、本発明の保護範囲は、以下の特許請求の範囲から決まる。
【符号の説明】
【００２４】
１０  基板
１１  半導体層
１２ａ，１２ｂ  バンプ
１３  第一封止層
１４  パッケージ基板
１５  第二封止層
２０  粘着層
１００  グラインダー
１１０  発光ユニット
１１１  Ｐ型半導体層
１１２  発光層
１１３  Ｎ型半導体層
１１４  正電極
１１５  負電極
１３１，１３２  表面
１４１  回路モジュール
１４１ａ  第一回路
１４１ｂ  第二回路
１５１，１５２  波長変換素子
【図１】
2011187941.tif 000003
【図２】
2011187941.tif 000004
【図３】
2011187941.tif 000005
【図４】
2011187941.tif 000006
【図５】
2011187941.tif 000007
【図６】
2011187941.tif 000008
【図７】
2011187941.tif 000009
【図８】
2011187941.tif 000010
【図９】
2011187941.tif 000011
【図１０Ａ】
2011187941.tif 000012
【図１０Ｂ】
2011187941.tif 000013
【図１１】
2011187941.tif 000014
【図１２】
2011187941.tif 000015