发光器件封装件转让专利

申请号 : CN201210301407.9

文献号 : CN103078039B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 崔善

申请人 : 三星电子株式会社

摘要 :

本发明公开了一种发光器件封装件,包括:封装件主体,其具有由侧壁围绕的芯片安装区域;彼此间隔开的引线框,其至少一部分被定位在所述芯片安装区域中;发光器件,其被安装在所述芯片安装区域上;电线,其连接所述引线框和所述发光器件;透镜,其被布置在所述发光器件上;以及透镜支撑单元,其被形成为高于所述芯片安装区域中的电线并且支撑所述透镜以使得所述透镜不会与所述电线接触。

权利要求 :

1.一种发光器件封装件,包括:

封装件主体,其具有由侧壁围绕的芯片安装区域;

彼此间隔开的引线框,其至少一部分被定位在所述芯片安装区域中;

发光器件,其被安装在所述芯片安装区域上;

电线,其连接所述引线框和所述发光器件;

透镜,其被布置在所述发光器件上;以及

透镜支撑单元,其被形成为高于所述芯片安装区域中的电线并且支撑所述透镜以使得所述透镜不会与所述电线接触,其中所述透镜具有凸出下部,其形成从透镜的下部凸出的全反射表面,并且其中透镜支撑单元支撑安装在其上的全反射表面的下端部分。

2.根据权利要求1所述的发光器件封装件,其中在所述发光器件被安装在所述芯片安装区域上之后,所述透镜支撑单元被形成在剩余部分当中的至少一个部分上。

3.根据权利要求1或2所述的发光器件封装件,其中所述透镜支撑单元具有使得所述透镜的下端部分能够被扣住的止动凸体。

4.根据权利要求3所述的发光器件封装件,其中所述止动凸体具有半球形或者方柱形。

5.根据权利要求1所述的发光器件封装件,其中所述透镜支撑单元具有这样的结构:其中所述透镜支撑单元的至少一部分从所述侧壁朝所述发光器件延伸。

6.根据权利要求5所述的发光器件封装件,其中所述透镜支撑单元具有开孔,所述开孔在所述透镜支撑单元的一个部分中穿透所述透镜支撑单元,所述一个部分从所述侧壁延伸并且被布置在所述芯片安装区域的上部空间中。

7.根据权利要求1所述的发光器件封装件,其中至少一个透镜支撑单元从所述侧壁的一侧延伸并且跨越所述芯片安装区域以连接到另一侧。

8.根据权利要求7所述的发光器件封装件,其中多个透镜支撑单元在所述芯片安装区域中相互交叉。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的发光器件封装件,其中所述透镜支撑单元的下表面被定位成高于所述电线。

10.根据权利要求1所述的发光器件封装件,其中所述侧壁具有至少一个支撑凸体,并且所述透镜具有形成在其外周上的并且由所述支撑凸体支撑的至少一个水平突起。

11.根据权利要求1所述的发光器件封装件,其中所述侧壁具有形成在其上边缘中的至少一个凹口,并且所述透镜具有形成在其上边缘上的至少一个插入突出物,使得所述插入突出物对应于所述侧壁中的所述凹口。

12.根据权利要求1所述的发光器件封装件,其中所述封装件主体包括形成在所述侧壁的内侧上的支撑凸体并且在所述支撑凸体的内侧处具有所述芯片安装区域的凹陷部分,其中所述凹陷部分被形成为具有所述电线不会从该凹陷部分向上突出的深度,并且所述支撑凸体的上表面被定位成高于所述电线。

13.根据权利要求12所述的发光器件封装件,其中所述透镜支撑单元的一部分被固定地放置在所述支撑凸体上,并且其他剩余部分被放置在所述凹陷部分之上并且布置在所述芯片安装区域上方。

14.根据权利要求13所述的发光器件封装件,其中所述透镜支撑单元的下表面与所述支撑凸体的上表面共面。

15.根据权利要求12所述的发光器件封装件,还包括密封单元,所述密封单元填充所述凹陷部分以密封所述发光器件和所述电线。

说明书 :

发光器件封装件

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2011年8月22日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2011-0083477和2012年3月13日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2012-0025661的优先权,其公开通过引用结合于此。

技术领域

[0003] 本发明涉及发光器件封装件。

背景技术

[0004] 发光二极管(LED)是一种在对其施加电流时能够根据p型和n型半导体结中发生的电子空穴复合来产生各种颜色的光的半导体器件,发光二极管是环保的、具有几纳秒范围内的快速响应时间从而在显示视频信号流方面十分高效、并且可脉冲驱动。
[0005] 并且,为了提高器件响应能力和发光强度分布,并且提供高水平的可靠性,可以通过将LED安装在封装件主体中的封装形式来构造LED。
[0006] 一些LED封装件被制造成在发光表面侧提供有透镜,并且这样的透镜用于聚集或发散从LED发射的光。
[0007] 在相关技术中,由于易于制造,已经普遍使用具有平坦底平面和凸出上部的穹顶型透镜。然而,穹顶型透镜具有这样的问题,其中将LED与引线框电连接的电线会由于透镜的膨胀和收缩而被切断。
[0008] 同时,最近,顺应封装件尺寸缩小的趋势,已经广泛使用了其反射器向封装件内部突起的平坦型透镜,其结构允许在表面安装技术(SMT)工艺期间容易地拾取透镜。
[0009] 拾取是指在将透镜耦接到封装件主体的工艺期间通过使用拾取 装置来将透镜安装在封装件主体上,并且在这时,发生了由于对器件施加一定幅度压力而造成的透镜被向下按压的现象。这是因为透镜通常由诸如硅等不具有高硬度的树脂制成,所以它们容易变形并且是易曲的,并且在封装件主体与透镜之间的接触面积不大。
[0010] 因此,当在拾取工艺期间透镜被向下按压时,将封装件的LED电连接到引线框的电线会被透镜反射器的下部按压并且被损坏或切断,从而导致诸如短路之类的缺陷。

发明内容

[0011] 本发明的一个方面提供一种发光器件封装件以及制造该发光器件封装件的方法,其能够避免由于在将透镜安装在封装件主体中的工艺中对透镜按压而造成的对电线的潜在损害。
[0012] 本发明的另一个方面提供一种发光器件封装件,其能够通过使得以下现象发生最小化来避免对电线的损害,即,电线受到通过模塑形成的透镜或密封单元的收缩和膨胀影响。
[0013] 根据本发明的一个方面,提供了一种发光器件封装件,包括:封装件主体,其具有由侧壁围绕的芯片安装区域;彼此间隔开的引线框,其至少一部分被定位在所述芯片安装区域中;发光器件,其被安装在所述芯片安装区域上;电线,其连接所述引线框和所述发光器件;透镜,其被布置在所述发光器件上;以及透镜支撑单元,其被形成为高于所述芯片安装区域中的电线并且支撑所述透镜以使得所述透镜不会与所述电线接触。
[0014] 在所述发光器件被安装在所述芯片安装区域上之后,所述透镜支撑单元可以被形成在剩余部分当中的至少一个部分上。
[0015] 所述透镜支撑单元可以具有使得所述透镜的下端部分能够被扣住的止动凸体。
[0016] 所述止动凸体可以具有半球形。
[0017] 所述止动凸体可以具有方柱形。
[0018] 所述透镜支撑单元可以具有这样的结构:其中所述透镜支撑单元的至少一部分从所述侧壁朝所述发光器件延伸。
[0019] 所述透镜支撑单元可以具有开孔,所述开孔在所述透镜支撑单元的一个部分中穿透所述透镜支撑单元,所述一个部分从所述侧壁延伸并且被布置在所述芯片安装区域的上部空间中。
[0020] 多个透镜支撑单元中的至少一个透镜支撑单元可以从一个侧壁延伸并且跨越所述芯片安装区域以连接到另一侧壁。
[0021] 多个透镜支撑单元可以在所述芯片安装区域中相互交叉。
[0022] 所述透镜支撑单元的下表面可以被定位成高于所述电线。
[0023] 所述侧壁可以具有至少一个支撑凸体,并且所述透镜可以具有形成在其外周上的并且由所述支撑凸体支撑的至少一个水平突起。
[0024] 所述侧壁可以具有形成在其上边缘中的至少一个凹口,并且所述透镜可以具有形成在其上边缘上的至少一个插入突出物,使得所述插入突出物对应于所述侧壁中的所述凹口。
[0025] 所述封装件主体可以包括形成在所述侧壁的内侧上的支撑凸体并且在所述支撑凸体的内侧处具有所述芯片安装区域的凹陷部分,其中所述凹陷部分可以被形成为具有所述电线不会从该凹陷部分向上突出的深度,并且所述支撑凸体的上表面可以被定位成高于所述电线。
[0026] 所述透镜支撑单元的一部分可以被固定地放置在所述支撑凸体上,并且其他剩余部分可以被放置在所述凹陷部分之上并且布置在所述芯片安装区域上方。
[0027] 所述透镜支撑单元的下表面可以与所述支撑凸体的上表面共面。
[0028] 所述发光器件封装件还可以包括密封单元,所述密封单元填充所述凹陷部分以密封所述发光器件和所述电线。
[0029] 所述密封单元可以包含至少一种类型的荧光剂。
[0030] 所述透镜可以被形成为使其上表面平坦并且使其下部凸出。
[0031] 所述透镜可以被形成为使其下表面平坦。
[0032] 所述透镜可以被形成为使其下表面具有菲涅耳(Fresnel)透镜形状。
[0033] 根据本发明另一方面,提供了一种制造发光器件封装件的方法, 包括:通过形成侧壁以在其中具有芯片安装区域来制备封装件主体、形成与所述芯片安装区域相邻的透镜支撑单元、并且安装第一引线框和第二引线框以使得它们彼此分隔开,所述第一引线框和第二引线框的至少一部分被定位在所述芯片安装区域中;在所述第一引线框的暴露于所述芯片安装区域的区域上安装发光器件;通过电线连接所述第二引线框和所述发光器件;在所述透镜支撑单元上安装透镜以使得所述透镜不会与所述电线接触,其中所述透镜支撑单元被形成为高于所述电线。
[0034] 所述透镜支撑单元可以具有使得所述透镜的下端部分能够被扣住的止动凸体。
[0035] 可以通过使用所述透镜支撑单元作为顶出针(eject pin)支撑单元来将封装件主体从模具分离从而被制造出来。
[0036] 可以通过调节所述透镜支撑单元的高度来调节所述发光器件与所述透镜的下表面之间的空间。
[0037] 所述透镜可以被形成为使其上表面平坦并且使其下部凸出。
[0038] 所述透镜可以被形成为使其下表面平坦。
[0039] 所述透镜可以被形成为使其下表面具有菲涅耳透镜形状。
[0040] 根据本发明另一方面,提供了一种制造发光器件封装件的方法,包括:通过形成凹陷部分以在其中提供芯片安装区域来制备封装件主体、形成支撑凸体以在其内侧处具有所述凹陷部分、形成侧壁以在其内侧处具有所述支撑凸体、并且安装第一引线框和第二引线框以使得它们彼此分隔开,所述第一引线框和第二引线框的至少一部分暴露于所述芯片安装区域;在所述第一引线框的暴露于所述芯片安装区域的区域上安装发光二极管(LED);通过电线连接所述第二引线框和所述发光器件;提供透镜支撑单元以使得其一部分被放置在所述支撑凸体上以被支撑,并且其他剩余部分被放置在所述凹陷部分之上并且布置在所述芯片安装区域上方;以及在所述支撑凸体和所述透镜支撑单元上提供透镜,其中所述透镜支撑单元被形成为高于所述电线。
[0041] 该方法还可以包括:在提供所述透镜支撑单元之前,通过将模塑树脂注入所述凹陷部分中来形成密封单元以便密封所述LED器件 和所述电线。
[0042] 所述透镜支撑单元的下表面可以与所述支撑凸体的上表面共面。

附图说明

[0043] 通过以下结合附图的详细描述,将会更清楚地理解本发明的上述和其他方面、特征以及其他优点,其中:
[0044] 图1是示意性示出了根据本发明一个实施例的发光器件封装件的横截面图;
[0045] 图2是图1的平面图;
[0046] 图3是示意性示出了根据本发明另一实施例的发光器件封装件的横截面图;
[0047] 图4是图3的透镜支撑单元的放大透视图;
[0048] 图5是示意性示出了其中根据本发明另一实施例的发光器件封装件的封装件主体与透镜分离的状态的分解透视图;
[0049] 图6是图5的侧截面图;
[0050] 图7是示意性示出了根据本发明另一实施例的发光器件封装件的透视图;
[0051] 图8是图7的截面图;
[0052] 图9A和图9B是图7中的透镜支撑单元的放大透视图和放大横截面图;
[0053] 图10是示意性示出了在图7的发光器件封装件中的透镜支撑单元的另一示例的透视图;
[0054] 图11至图14是示意性示出了制造图7的发光器件封装件的顺序工艺的示图;
[0055] 图15是示意性示出了根据本发明一个实施例的发光二极管(LED)的横截面图;
[0056] 图16是示意性示出了能够用在图15的LED器件中的LED芯片的一个示例的横截面图;
[0057] 图17是示意性示出了根据本发明另一实施例的LED器件的横截 面图;
[0058] 图18是示意性示出了能够用在图17的LED器件中的LED芯片的一个示例的横截面图;
[0059] 图19是示出了采用图18的LED芯片的LED器件的横截面图;
[0060] 图20是示意性示出了根据本发明另一实施例的LED器件的横截面图;
[0061] 图21是示意性示出了其中图19的LED器件安装在引线框上的结构的横截面图;
[0062] 图22和图23是用于说明形成本发明一个实施例中可以采用的波长转换膜的方法的透视图;
[0063] 图24和图25是示意性示出了制造根据本发明另一实施例的LED器件的方法的顺序工艺的示图;
[0064] 图26A和图26B是示意性示出了根据图24和图25的方法制造的LED器件的示图;
[0065] 图27A至图27F是示意性示出了制造根据本发明另一实施例的LED器件的顺序工艺的示图;
[0066] 图28A至图28F是示意性示出了制造根据本发明另一实施例的LED器件的顺序工艺的示图;
[0067] 图29A和图29B是示意性示出了其中根据图27和图28的工艺制造的LED器件被安装在引线框上的状态的示图;
[0068] 图30A至图30E是示意性示出了制造根据本发明另一实施例的LED器件的顺序工艺的示图;以及
[0069] 图31是示意性示出了其中根据图30的工艺制造的LED器件被安装在引线框上的状态的示图。

具体实施方式

[0070] 现在将参照附图详细描述本发明的实施例。然而,本发明可以按照许多不同形式具体实现,并且不应当理解为限制于本文所述的实施例。相反,提供这些实施例是为了使得本公开是透彻和完整的,并且将向本领域技术人员完整传达本发明的范围。在附图中,为了清楚 起见会夸大元件的形状和尺寸,并且将会使用相同附图标记来始终表示相同或相似的部件。
[0071] 将参照图1和图2描述根据本发明一个实施例的发光器件封装件。图1是示意性示出了根据本发明一个实施例的发光器件封装件的横截面图,图2是图1的平面图。
[0072] 根据本发明的发光器件封装件1可以包括具有凹陷部分14(其中包括芯片安装区域16)的封装件主体10、具有暴露于芯片安装区域16的部分的引线框30、作为被安装在引线框30的暴露于芯片安装区域16的区域上的发光二极管(LED)的LED器件100、将引线框30和LED器件100电连接的电线50、以及在LED器件100上方布置在凹陷部分14中的透镜20。
[0073] 在封装件主体10中,透镜支撑单元11被提供在将LED器件100安装在凹陷部分14的芯片安装区域16中之后的剩余部分处,使得透镜支撑单元11被形成为高于电线50以便支撑透镜20的下端部分。在本实施例中,透镜支撑单元11示出为从封装件主体10的壁体延伸(稍后将对其进行描述),但是,如果必要的话,可以将透镜支撑单元11形成为与壁体分离。
[0074] 即,透镜支撑单元11形成为高于电线50以支撑从透镜20的下部突出的反射区域的下端,从而即使在拾取装置按压透镜20的情况下也能防止电线50被透镜的下端部分按压。
[0075] 封装件主体10可以由诸如塑料、硅、陶瓷树脂等绝缘材料制成,其具有优良散热性能和光反射性以及防止电短路的绝缘特性。优选地,封装件主体10可以具有包括透明树脂和散布于透明树脂中的光反射粒子(例如,TiO2)的结构。然而,用来制造封装件主体10的材料并不特别限制于此。
[0076] 并且,封装件主体10可以具有形成在其周围的垂直侧壁15,从而形成凹陷部分14。侧壁15可以具有反射层(未示出),该反射层将从LED器件100输出的光向布置在其上部的透镜20反射,以便使得光损失最小化。可以通过以下方式来形成反射层,即,在侧壁15的内表面上涂敷诸如Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、 Au中的至少一种高反射性材料或者它们的混合物,或者在侧壁15的内表面上附着由上述材料中的一种或者上述材料中的两种或更多种的混合物制造的反射片。
[0077] 引线框30可以包括多个引线框:第一引线框31和第二引线框32。第一引线框31和第二引线框32可以由例如金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)等具有优良电导率和导热属性的材料制成,并且可以布置到封装件主体10的左边和右边,使得第一引线框31和第二引线框32彼此分隔开。
[0078] 第一引线框31和第二引线框32各自的一端可以成为电连接到LED器件100的引线,并且它们与衬底(未示出)的例如电路图案等接触的另一端可以电连接到电路图案以便成为作为接合区域的底部单元,接合区域被提供为施加外部电信号的表面安装区域。在该情况下,第一引线框31和第二引线框32的下表面的一部分可以从封装件主体10的下部暴露以便被提供为表面安装区域的接合区域。
[0079] LED器件100是二极管,其包括诸如p-n、n-p-n等结结构,并且当注入的电子或空穴复合时发光。在本实施例中,LED器件范围内的一种LED器件,诸如红色LED器件、绿色LED器件、蓝色LED器件、白色LED器件、黄色LED器件或者UV LED器件,都可以用作LED器件100。
[0080] 在本实施例中,示出了LED器件100安装在第一引线框31上,但是,如果必要的话,可以将两个或更多LED器件100安装在单个芯片安装区域16上以便增强亮度。
[0081] 并且,在本实施例中,LED器件100在被安装到第一引线框31上时是直接电连接到第一引线框31上的,并且通过电线50连接到第二引线框32,但是用于连接LED器件100和引线框30的连接方法不限于此,并且可以进行各种修改。例如,根据一个实施例,LED器件100可以通过电线电连接到第一引线框31。下面将详细描述LED器件100。
[0082] 本实施例中采用的透镜20可以由透明或半透明材料制成,优选地由诸如硅、环氧树脂等树脂制成,以便使得来自LED器件100的光 能够向上发射。对于透镜20的形状,透镜20可以被构成为所谓平顶透镜,其具有带有平坦上表面的反射部分和凸出下部。
[0083] 这里,透镜20可以包括对从LED器件100的上方表面输出的光进行控制的折射表面24和对从LED器件100的侧面输出的光进行控制的全反射表面25。
[0084] 折射表面24可以具有平坦或凸出的下表面,用来控制来自LED器件100的光以一定角度折射从而反射到输出表面。在该情况下,折射表面24的下表面可以具有允许光进一步会聚在输出表面上的菲涅耳透镜形状。
[0085] 全反射表面25可以形成为曲面的或者非曲面的。当全反射表面25优选地形成为曲面的时,其形成为具有锥形表面或非球形表面。全反射表面25可以控制从LED器件100的侧面输出的光,使其被全反射从而将输出的光会聚到向前的方向上。
[0086] 透镜20包括至少一个形成在其外周表面上的并且具有至少一个平坦表面的水平突起22。水平突起22被安装在形成于封装件主体10的侧壁的内侧上的每个支撑凸体12上,并且通过使用粘合剂等被耦接到封装件主体10。然而,用于耦接透镜20和封装件主体10的耦接方法并不限于这种接合方法,并且可以根据封装件主体10和透镜20的形状和尺寸进行各种修改。
[0087] 同时,确定包括透镜20在内的发光器件封装件1的光学特性的关键因素之一是发光的LED器件100与产生光折射的透镜20之间的间隔,即气隙。对于气隙而言,通过实验方式来确定最佳间隔,以便以一定发射角度发射照射到外部的光,从而对发光效率进行优化。
[0088] 因此,为了使得从LED器件100输出的前方和侧方的光的效率最大化,在LED器件100与透镜10的折射表面24的空间高度之间要求适当的气隙间隔。
[0089] 原因在于,如果气隙太小,则使得从LED器件100的侧面输出的光入射到折射表面,从而入射到输出表面的外部,增大了光损失,因此在设计发光器件封装件1时气隙的数值应当保持为或者不应减小到小于至少适当地展现产品的光学特性。
[0090] 然而,在这方面,当将透镜20和封装件主体10耦接的工艺期间拾取装置按压透镜20时,确定的气隙数值被按压数值改变,从而导致发光器件封装件1的光学特性变得与设计时的发光器件封装件1的光学特性不同。
[0091] 然而,在本实施例中,由于将透镜支撑单元11形成为高于电线50以支撑从透镜20的下部突出的反射器的下端,因此,即使在拾取装置按压透镜20的情况下,透镜20的折射表面24与LED器件100之间的气隙也可以始终保持。
[0092] 即,在本实施例中,透镜支撑单元11防止透镜20被拾取装置按压,从而防止了LED器件100与透镜20之间的气隙改变,因此保持了在设计发光器件封装件1时所确定的光学特性。
[0093] 同时,在本实施例中,可以在封装件主体10的存在透镜支撑单元11的凹陷部分14中提供芯片安装区域16作为下凹进部分,并且可以在芯片安装区域16上形成覆盖LED器件100的密封单元(未示出)以保护LED器件100并且实现LED器件100的材料与外部之间的折射率匹配,从而增强外部光提取效率。
[0094] 可以通过施加诸如硅或环氧树脂之类的半透明树脂来形成密封单元。并且,密封单元可以包括荧光剂来将从LED器件100发射的光的颜色转换为各种颜色。并且,密封单元可以包括量子点。
[0095] 参照图3和图4,在透镜支撑单元11的一种改型中,止动凸体11a可以形成为向上突出,以使得透镜20的下端部分被透镜支撑单元11的端部扣住以固定透镜20的位置(即,垂直方向上的位置)。这里,止动凸体11a可以具有半球形、方柱形等,并且可以形成为沿着透镜20的下端部分的外周表面延伸。这里,止动凸体11a可以修改为具有任意形状,只要其能够支撑透镜20的下端部分以固定透镜20的位置即可。
[0096] 参考图5和图6,在封装件主体10和透镜20的一种改型中,封装件主体10可以具有形成在侧壁15的上部中的至少一个凹口(即,下陷处)13,并且透镜20可以包括形成为从其上端平坦地突出的插入突出物,使得插入突出物对应于凹口13。因此,在使用拾取装置 (未示出)将透镜20耦接到封装件主体10时,插入突出物23被插入凹口13中以精确地设定透镜20的前、后、左和右位置,从而限制其活动。
[0097] 即,可以根据耦接的透镜20和封装件主体10的位置来改变光学特性,并且在该情况下,由于透镜20和封装件主体10在x、y、和z轴上的位置是固定的,并且通过插入突出物23和凹口13的耦接结构来进行制造,因此在制造发光器件封装件1之后透镜20能够保持设计发光器件封装件1时所体现的特性。
[0098] 下面将描述制造根据如上所述构造的本发明的一个实施例的发光器件封装件1的方法。
[0099] 首先,通过使用模具来制备封装件主体10。将封装件主体10制备成使得侧壁15形成为允许在封装件主体10的内侧形成其中包括芯片安装区域16的凹陷部分14,并且将透镜支撑单元11形成为高于电线50并且与凹陷部分14的芯片安装区域16相邻。
[0100] 这里,在使用平坦型透镜的发光器件封装件1情况下,其大多用作照相机闪光灯的照明源等,并且用于该目的的LED器件仅从其上表面发光,因此,透镜支撑单元11的形成不会损害发光效率。
[0101] 并且,在制备封装件主体10的工艺中,将第一引线框31和第二引线框32安装在一起,使得它们彼此分隔开并且它们的至少部分暴露于芯片安装区域16。
[0102] 将LED器件100安装在第一引线框31的暴露于芯片安装区域16的区域上,并且通过电线50将第二引线框32与LED器件100电连接。
[0103] 此后,通过使用拾取装置(未示出)将透镜20安装在LED器件100的上方。此时,透镜20的水平突起22由侧壁15的支撑凸体12的外周表面来支撑,并且透镜20的下端部分由透镜支撑单元11支撑,从而防止了电线50受到由拾取装置的压力造成的透镜20的下端部分的按压。
[0104] 同时,在制备封装件的操作中,通过使用模具中的多个空腔来制造封装件主体10,并且在该情况下,可以使用用于推动封装件主体10的引线框30的顶出针,以便使得封装件主体10能够容易地从 模具分离。
[0105] 即,顶出针的使用有助于封装件主体10从模具分离,并且随着顶出针的尺寸增大,封装件主体10能够更容易地从模具分离。因此,为此,封装件主体10中需要用于顶出针的空间,但是近来随着封装件尺寸已经减小,用于这样的顶出针的可靠空间成为问题,使得难以施加顶出针。
[0106] 然而,在本实施例中,透镜支撑单元11可以用作用于顶出针的空间,从而实现了即使在封装件尺寸减小的情况下封装件主体10也能够稳定地从模具分离的效果。并且,通过这样的工艺,能够进一步减小模具分离工艺中的缺陷率。
[0107] 将参照图7至图10描述根据本发明另一实施例的发光器件封装件。
[0108] 图7是示意性示出了根据本发明另一实施例的发光器件封装件的透视图。图8是图7的截面图。图9A和图9B是图7中的透镜支撑单元的放大透视图和放大横截面图。图10是示意性示出了在图7的发光器件封装件中的透镜支撑单元的另一示例的透视图。
[0109] 参照图7和图8,根据本实施例的发光器件封装件1’可以包括具有凹陷部分14(' 其中包括芯片安装区域16')的封装件主体10'、具有暴露于芯片安装区域16'的部分的引线框30'、安装在芯片安装区域16'上的发光二极管(LED)器件100、将引线框30'和LED器件100电连接的电线50'、在LED器件100上方布置在凹陷部分14'中的透镜20'、以及支撑透镜20'以使得电线50'和透镜20'不会彼此接触的透镜支撑单元11'。
[0110] LED器件100是二极管,其包括诸如p-n、n-p-n等结结构,并且当注入的电子或空穴复合时发光。在本实施例中,LED器件范围内的一种LED器件,诸如红色LED器件、绿色LED器件、蓝色LED器件、白色LED器件、黄色LED器件或者UV LED器件,都可以用作LED器件100。后文将详细描述LED器件100。
[0111] 封装件主体10'可以由诸如塑料、硅、陶瓷树脂等绝缘材料制成,其具有优良散热性能和光反射性以及防止电短路的绝缘特性。优选 地,封装件主体10'可以具有包括透明树脂和散布于透明树脂中的光反射粒子(例如,TiO2)的结构。然而,用来制造封装件主体10'的材料并不特别限制于此。
[0112] 并且,封装件主体10'可以具有提供在其周围的垂直侧壁15',以形成支撑透镜20'的支撑凸体12'。支撑凸体12'可以具有这样的结构:其具有形成为在侧壁15'的内侧中从侧壁15'的上表面向下具有一定深度的台阶。支撑凸体12'可以具有凹陷部分14',该凹陷部分14'形成为在支撑凸体12'的内侧从支撑凸体12'的表面下凹以具有一定深度。
[0113] 凹陷部分14'可以具有一个其尺寸足以容纳LED器件100的空间,并且可以具有防止将LED器件100连接到引线框30'的电线50'向上突出的深度。因此,可以将具有凹陷部分14'的支撑凸体12'的上表面定位成高于电线50'。凹陷部分14’可以具有这样的结构,其中凹陷部分14'的内部侧表面倾斜以便将从LED器件100输出的光朝向透镜20'反射从而使得光损失最小化。还可以在内部侧表面上形成具有优良光反射率的反射层(未示出)。
[0114] 可以通过以下方式来形成反射层,即,在凹陷部分14'的内表面上涂敷诸如Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt和Au中的至少一种高反射性材料或者它们的混合物,或者在凹陷14'的内表面上附着由上述材料中的一种或者上述材料中的两种或更多种的混合物制造的反射片。凹陷部分14'可以在其中心具有在其上安装LED器件100的芯片安装区域16'。
[0115] 引线框30'可以包括多个引线框:第一引线框31'和第二引线框32'。第一引线框31'和第二引线框32'可以布置在封装件主体10'的左边和右边使得第一引线框31'和第二引线框32'彼此分隔开。引线框30'可以由例如金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)等具有优良电导率和导热属性的材料制成,但引线框30'的材料不限于此。
[0116] 第一引线框31'和第二引线框32'的部分可以暴露于芯片安装区域16'以成为电连接到LED器件100的引线,并且第一引线框31'和第二引线框32'的相对侧部分突出到封装件主体10'的外部,以便与 例如安装衬底(未示出)的电路图案(未示出)等接触并与之电连接,从而成为施加外部电信号的接合区域中的底部单元。在该情况下,第一引线框31'和第二引线框32'可以从封装件主体10'的下部暴露,以便被提供为表面安装区域的接合区域。
[0117] 在本实施例中,示出了将第一引线框31'和第二引线框32'布置为相互分隔开的一对并且彼此不相互接触,但是本发明不限于此。即,与图1的实施例类似,可以提供单个第一引线框31'和单个第二引线框32',并且将它们以一定间隔布置在封装件主体10'上的左边和右边。在该情况下,第一引线框31'的两个端部以及第二引线框32'的两个端部均突出到封装件主体10'的外部,并且第一引线框31'和第二引线框32'的中心区域的部分暴露于芯片安装区域16'。
[0118] 如图7和图8所示,可以在凹陷部分14'内的芯片安装区域16'上安装至少一个LED器件100。具体而言,多个LED器件100被彼此间隔开地布置在第一引线框31'与第二引线框32'之间,并且可以固定地安装在暴露于芯片安装区域16'的散热单元60上。散热单元60由具有良好导热性的材料制成并且包括散热片。与引线框30'相似,散热单元60可以暴露于封装件主体10'的下部,从而能够增强散热效率。可以通过作为介质的导电线50'将LED器件
100电连接到第一引线框31'和第二引线框32'。
[0119] 在本实施例中,示出了在芯片安装区域16'上安装和布置多个LED器件100,但是本发明不限于此,并且可以根据需要仅安装单个LED器件100。
[0120] 并且,在本实施例中,散热单元60和引线框30'彼此分隔开并且不相互接触。然而,可以将散热单元60整体连接到第一引线框31'和第二引线框32'中的任一个。例如,当散热单元60与第一引线框31'整体地形成时,LED器件100可以通过作为介质的导电粘合层被物理地结合并且电连接到散热单元60,并且可以通过电线50'被连接到第二引线框32'。
[0121] 至少一个透镜支撑单元11'从侧壁15'向LED器件100延伸。透镜支撑单元11'被形成为高于芯片安装区域16'处的电线50'。透镜 支撑单元11'支撑透镜20'以使得透镜20'不会在被耦接到封装件主体10'时与电线50'接触。
[0122] 如图9A和图9B所示,透镜支撑单元11'的部分固定地安装在支撑凸体12'上,并且透镜支撑单元11'剩余的其他部分位于凹陷部分14'上并布置在芯片安装区域16'的上部空间中。即,将透镜支撑单元11'置于支撑凸体12'上并被支撑凸体12'支撑,因此透镜支撑单元11'的下表面被定位成高于电线50',从而防止由透镜支撑单元11'支撑的透镜20'与电线50'接触。在该情况下,透镜支撑单元11'的下表面可以与支撑凸体12'的上表面共面。
[0123] 将透镜支撑单元11'布置在从LED器件100产生的光在其中进行发射的凹陷部分14'之上,从而以便防止发光效率降低,优选地,透镜支撑单元11'由诸如透明塑料(透明PC)等材料制成。具体地,透镜支撑单元11'可以具有在其位于凹陷部分14'之上的部分穿透透镜支撑单元11'的开孔(h)。因此,尽管透镜支撑单元11'的部分从支撑凸体12'突出到芯片安装区域16'的上部空间,然而仍能够通过开孔(h)暴露凹陷部分14',从而可以使得透镜支撑单元11'覆盖的区域最小化,因此可以防止光提取效率降低。
[0124] 同时,如图10所示,透镜支撑单元11'可以具有这样的结构:其中至少一个透镜支撑单元11'从任意侧壁15'的一侧延伸,横跨芯片安装区域16',并且连接到另一侧。具体而言,透镜支撑单元11'的两端均固定布置在跨越凹陷部分14'的两个相对的支撑凸体12'上,具有将透镜支撑单元11'布置为跨越芯片安装区域16'的上部空间的结构。可以将多个透镜支撑单元11'布置为在芯片安装区域16'之上相互交叉。因此,由透镜支撑单元11'支撑的透镜20'不会与电线50'接触。
[0125] 在本实施例中,示出了将一对透镜支撑单元11'布置为彼此面对或者布置为相互交叉,但是本发明不限于此,而是可以提供各种数量的透镜支撑单元11'并且可以将透镜支撑单元11'布置为具有各种结构。
[0126] 将凹陷部分14'填充有透明环氧树脂区域等,以形成密封LED 器件100和电线50'的密封单元70。填充凹陷部分14'的密封单元70可以形成为使得其上表面与支撑凸体12'的上表面平行。
[0127] 密封单元70可以包含至少一种类型的荧光剂。在该情况下,密封单元70中包含的荧光剂可以与LED器件100中形成的波长转换单元(下文将描述)中包含的荧光剂的类型不同。密封单元70中包含的荧光剂(例如,绿色荧光剂或蓝色荧光剂)可以是发射具有较短波长的光的荧光剂。即,包含发射具有相对较长波长的光的荧光剂的波长转换单元被定位成与LED器件100最接近,而发射具有相对较短波长的光的荧光剂被形成在波长转换单元上以便相对远离LED器件100,从而改进了LED器件100的整体波长转换效率。
[0128] 本实施例中采用的透镜20'可以由透明或半透明材料制成,优选地由诸如硅、环氧树脂等树脂制成,从而使得从LED器件100发射的光能够向上释放,并且可以将透镜20'构成为具有凸起的上表面的穹顶透镜。
[0129] 透镜20'可以安装在对形成于封装件主体10'的侧壁15'的内侧的凹陷部分14'和支撑凸体12'进行填充的密封单元70的上表面上,并且通过粘合剂等进行固定。然而,耦接透镜20'与封装件主体10'的方法不限于这种接合方法,并且可以通过使用模具(未示出)的注塑成型来在封装件主体10'上直接形成透镜20'。
[0130] 同时,在透镜20'与封装件主体10'之间的耦接界面处,由具有透镜20'的封装件主体10'中的外部温度变化而引起的收缩和膨胀的影响是最大的。即,根据透镜20'与封装件主体10'之间的张力的差异,耦接界面中产生的应力将透镜20'从封装件主体10'分离,并且甚至影响密封单元70内的电线50',从而导致电线50'由于累积的塑性张力而从LED器件100分离。
[0131] 然而,在本实施例中,由于透镜支撑单元11'被形成为高于电线50'来在透镜20'与封装件主体10'之间的耦接界面中支撑透镜20',因此使得由张力差异导致的影响最小化以防止透镜20'的分离,并且使得作用在电线50'上的累积塑性张力最小化以防止电线50'的分离。并且,在接合透镜20'时,由于依靠透镜支撑单元11'而防止了 透镜20'按压电线50',因此即使在透镜20'被拾取装置按压的情况下,也能增强产品可靠性。
[0132] 图11至图14是示意性示出了制造图7的发光器件封装件的顺序工艺的示图。
[0133] 首先,使用模具制备封装件主体10'。封装件主体10'被制备成将侧壁15'形成为在其内侧具有支撑凸体12',并且将凹陷部分14'形成为在支撑凸体12'的内侧具有芯片安装区域16'。并且,在封装件主体10'中,将第一引线框31'和第二引线框32'形成为彼此分隔开以便暴露其至少一个部分,并且还将散热单元60安装为布置在第一引线框31'和第二引线框32'之间。
[0134] 用作下文所述的支撑透镜20'的部分的支撑凸体12'被形成为具有如下结构:使得台阶在侧壁15'的内侧上从侧壁15'的上表面向下具有一定深度。形成了具有一定尺寸并在其中容纳LED器件100的空间的凹陷部分14'被形成在支撑凸体12'的内侧中。凹陷部分14'可以被形成为具有足够的深度以防止将LED器件100连接到引线框31'和32'的电线50'如下文所述的那样向上突出。因此,具有凹陷部分14'的支撑凸体12'的上表面可以被定位成高于电线50'。
[0135] 凹陷部分14'可以具有这样的结构,其中内部侧表面是倾斜的,用以将从LED器件100输出的光反射到在其上方定位的透镜20',从而使得光损失最小化。可以在内部侧表面上形成具有优良光反射率的反射层(未示出)。
[0136] 此后,将LED器件100安装在暴露于芯片安装区域16'的散热单元60上,并且通过电线50'将LED器件100电连接到第一引线框31'和第二引线框32'。在该情况下,电线50'不会从支撑凸体12'的上侧从凹陷14'突出。可以安装单个或多个LED器件100。
[0137] 随后,如图12所示,为了密封LED器件100和电线50',将模塑树脂注入凹陷部分14'中以形成密封单元70。作为模塑树脂,可以使用透明环氧树脂、硅树脂等,并且模塑树脂可以包含荧光剂。形成在凹陷部分14'内的密封单元70可以具有与支撑凸体12'的上表面平行的上表面。
[0138] 此后,如图13所示,将透镜支撑单元11'安装在封装件主体10'上。将透镜支撑单元11'的部分置于支撑凸体12'上以便被其支撑,并且将其他剩余部分置于凹陷部分14'之上并安装在芯片安装区域16'的上方。具体而言,将透镜支撑单元11'安装在支撑凸体12'和填充凹陷部分14'的密封单元70上,并进行固定。由于透镜支撑单元11'由支撑凸体12'安装并支撑,所以透镜支撑单元11'被布置成高于电线50'。
[0139] 之后,如图14所示,通过使用拾取装置(未示出)将透镜20'安装在支撑凸体12'和透镜支撑单元11'上。可以将透镜20'安装在形成于侧壁15'的内侧处的支撑凸体12'上以及填充凹陷部分14'的密封单元70的上表面上,并且通过粘合剂等进行固定。然而,用于将透镜20'接合到封装件主体10'的方法不限于此,并且可以通过使用模具(未示出)的注塑成型来在封装件主体10'上直接形成透镜20'。
[0140] 下面,将参照图15至图31描述在根据本发明的发光器件封装件中可以使用的根据各种实施例的LED器件。
[0141] 图15是示意性示出了根据本发明一个实施例的发光二极管(LED)的横截面图。参照图15,根据本实施例的LED器件100可以包括LED芯片101和形成在该器件的上表面上的波长转换单元102。这里,器件的上表面指的是当从上方观看LED芯片101时由LED芯片101形成的表面。具体地说,可以将器件的上表面定义为,当从上方观看LED芯片101中提供的发光结构(即,包括第一和第二导电类型的半导体层以及有源层的结构,例如图16中的“S”)时由LED芯片101形成的表面,并且将在如下文所述的实施例中对其详细描述。在当从上方观看时形成器件的上表面这一方面上,器件的上表面可以是由具有不同高度或者由不同材料制成的区域所形成的表面。例如,在图16所示的情况中,可以通过发光结构S、p型接触层208、p型电极203等形成器件的一个上表面。这里,诸如“上表面”、“下表面”、“侧表面”等术语是基于附图确定的,并且可以根据实际布置器件的方向来改变。
[0142] 波长转换单元102用来将从LED芯片101发射的光的波长进行转换,并且为此,可以使用其中在透明树脂中散布了荧光剂的结构。可以将被波长转换单元102转换的光和从LED芯片101发射的光进行混合以使得能够从LED器件100发射白光。例如,当从LED芯片101发射蓝光时,可以使用黄色荧光剂,并且当从LED芯片101发射紫外光时,可以使用混合的红色、绿色和蓝色荧光剂。除此之外,可以按照各种方式混合荧光剂和LED芯片101的色光来发射白光。并且,可以施加诸如绿色、红色和其他颜色的波长转换材料来实现用于发射相应色光(而不必是白光)的光源。
[0143] 具体而言,当从LED芯片101发射蓝光时,与之使用的红色荧光剂可以包括MAlSiNx:Re(1≤x≤5)氮化物荧光剂、MD:Re硫化物荧光剂等。这里,M是从Ba、Sr、Ca和Mg当中选出的至少一种,并且D是从S、Se和Te当中选出的至少一种,而Re是从Eu、Y、La、Ce、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、F、Cl、Br和I当中选出的至少一种。并且,与之使用的绿色荧光剂可以包括M2SiO4:Re硅酸盐荧光剂、MA2D4:Re硫化物荧光剂、β-SiAlON:Re荧光剂和MA'2O4:Re'氧化物基荧光剂等。这里,M可以是从Ba、Sr、Ca和Mg当中选出的至少一种,A可以是从Ga、Al和In当中选出的至少一种,D可以是从S、Se和Te当中选出的至少一种,A’可以是从Sc、Y、Gd、La、Lu、Al和In当中选出的至少一种,Re可以是从Eu、Y、La、Ce、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、F、Cl、Br和I当中选出的至少一种,并且Re'可以是从Ce、Nd、Pm、Sm、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、F、Cl、Br和I当中选出的至少一种。
[0144] 波长转换层102可以包括替代荧光剂的或者与荧光剂一同提供的量子点。量子点是包括核和壳的纳米晶体粒子,并且其核尺寸范围从2nm至100nm。量子点可以用作发射诸如蓝色(B)、黄色(Y)、绿色(G)和红色(R)的各种颜色的荧光剂,并且可以将II-VI族化合物半导体(ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、MgTe等)、III-V组化合物半导体(GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、AlAs、AlP、AlSb、AlS等)、或者IV组半导体 (Ge、Si、Pb等)当中的至少两种半导体进行异质结化(hetero-junctioned)以形成构成量子点的核和壳结构。在该情况下,为了终止量子点的壳的表面上的在壳外边缘处的分子键联,抑制量子点的分子结合力以及改善诸如硅树脂、环氧树脂等树脂的色散特性(dispersion characteristics)或者改善荧光剂功能,可以使用诸如油酸之类的材料来形成有机配位基。量子点易受湿气或空气的影响,并且尤其当其与衬底的电镀图案或者封装件的引线框接触时,会发生化学反应。因此,可以将波长转换层140仅施加到LED芯片101的上表面上,消除与电镀图案或引线框的接触的可能性,从而提高其可靠性。因此,尽管将荧光剂作为波长转换材料的一个示例,但是可以采用量子点来代替荧光剂或者可以将量子点添加到荧光剂。
[0145] 在本实施例中,波长转换单元102以薄膜形式涂敷在LED芯片101的器件上表面上,并且与其中将荧光剂等注入封装件主体的杯状部分中的相关技术方法相比,波长转换单元102能够获得整体均匀的光。并且,波长转换单元102是直接施加到LED芯片101的表面的,并且当不提供封装件主体时,可以减小器件的尺寸。当从上方观看LED芯片101时,波长转换单元102被形成在不超出器件上表面的范围内,并且如图3所示,与器件上表面的角相邻的区域被形成为弯曲的。在该情况下,除形成为曲面的区域以外的其他区域(即与器件上表面上的中心相邻的区域)具有与器件上表面基本上平行的平坦表面。因此,波长转换单元102具有其中平坦表面通过曲面连接到器件上表面的角的结构。这里,平坦表面可以具有甚至包括在工艺方面不可避免发生的高度偏差的存在的概念,而不仅仅简单地指上表面的整体高度为物理地一致的状态。例如,平坦表面的高度可以在基于平均值的大约-10%至+10%的范围内变化。并且,与形成平坦表面的中心相邻的区域可以被定义为相当于从器件上表面上的中心开始朝向角落大约70%的区域。在该情况下,可以通过使用连续分配工艺(下文将描述)将波长转换单元102形成为具有从大约25μm至150μm的范围内的厚度。
[0146] 在本实施例中,由于波长转换单元102仅被有限地形成在器件 的上表面上,因此光源的实质面积几乎等于器件的上表面的面积,并因此增大了光源每单位面积的光量。因此,由于增大的光源每单位面积的光量,本实施例中提供的LED器件100可以适当地用在需要具有低照明范围(étendue)的光源的照明系统中,例如照相机闪光灯、汽车头灯、放映机光源等。同时,如上所述,波长转换单元102具有其中混合了树脂和荧光剂的结构,并且具体地含有基于重量比的比例为树脂两倍或以上的荧光剂。这对应于如下比例:其中与相关技术的反射杯状结构中的树脂和荧光剂的一般混合比例(即,10:1至1:1)相比,荧光剂的量明显更大。这样的波长转换单元102的形状以及树脂与荧光剂的混合比例被认为是通过波长转换膜形成工艺(后文将描述)而得到的独特结构。此外,波长转换单元102还可以包括透明微粒。透明微粒与荧光剂和树脂混合,并且可以包括诸如SiO2、TiO2、Al2O3等材料。通过适当调节波长转换单元102中提供的透明微粒与荧光剂的比例,释放到外部的光的色温可以被设置为具有期望水平,并且例如,可以将荧光剂混合成基于重量比以透明微粒的量的双倍(两倍)或以上的量而存在。
[0147] 同时,LED芯片101是一种根据施加到其上的外部电源发光的半导体发光器件,并且可以根据需要具有各种结构。将参照图16描述一种示例结构。图16是示意性示出了能够用在图15的LED器件中的LED芯片的一个示例的横截面图。具体而言,图16示出的LED芯片具有在器件的上表面的一部分上形成接合焊盘的结构。
[0148] 参照图16,LED器件200包括LED芯片201和形成在LED芯片201的发光表面上的波长转换单元202。与前面的实施例相似,波长转换单元202形成为覆盖器件的上表面,使得波长转换单元202在上表面上的中心区域具有平坦表面并且其角区域具有曲面。LED芯片201包括包含了n型半导体层204、有源层205、和p型半导体层206在内的发光结构(S),并且除了发光结构(S)以外,LED芯片201还包括与p型半导体层206连接的p型接触层208。并且,p型电极203形成为连接到p型接触层208。在该情况下,可以将波长转换单元202形成为覆盖发光结构(S)的侧表面,但是可以不覆盖衬底207 或p型接触层208。即使在该情况下,如图4所示,波长转换单元202也可以满足这样的条件:其中将波长转换单元202形成为局限于器件的上表面并且具有平坦表面和曲面。
[0149] 衬底207通过导电通孔(v)连接到n型半导体层204,并且可以通过绝缘体209与有源层205、p型半导体层206和p型接触层208电隔离。在本实施例中,n型半导体层204可以通过衬底207接收电信号,并且为此,衬底207由导电材料制成。利用该结构,不在提供为发光表面的n型半导体层204的上表面上形成电极,从而实现了优良的发光效率,并且由于多个导电通孔(v)和n型半导体层204接触,所以能够增强电流分散效应。同时,导电线50可以形成为连接到p型电极203。在图16中,夸张地描绘了n型半导体层204的上表面与p型接触层208的暴露表面之间的台阶,实际上,该台阶与导电衬底207的厚度相比会很小。
[0150] 图17是示意性示出了根据本发明另一实施例的LED器件的横截面图。参照图17,根据本实施例的LED器件300包括LED芯片301和形成在LED芯片301的一个表面上的接合焊盘303。波长转换单元302形成在LED芯片的形成了接合焊盘303的表面上。接合焊盘303连接到导电线50,并且波长转换单元302形成为至少覆盖LED芯片301的表面和接合焊盘303。即,类似于前述实施例,波长转换单元302形成为覆盖LED芯片301的器件上表面。波长转换单元
302形成为甚至覆盖连接到接合焊盘303的导电线50的接合区域的至少一部分,并且覆盖接合焊盘303。这里,接合区域是指导电线50直接与接合焊盘303接触的区域,并且具有比导电线50的其他剩余部分的直径更大的宽度。
[0151] 在该情况下,在图17中示出了波长转换单元302覆盖导电线50的整个接合区域,但是,如果将波长转换单元302提供为覆盖接合焊盘303的状态,则波长转换单元302还有可能仅与导电线50的极端局部的部分接触。可以在形成导电线50之后通过涂敷(或形成)波长转换膜来得到覆盖接合焊盘303的波长转换单元302与导电线50接触的结构,后面将对此进行描述。除了这样的差异以外,波长转换 单元302可以具有与前述实施例的波长转换单元相同的形状、相同的构成材料等。
[0152] 在本实施例中,可以按照各种形式来应用具有这种结构的LED芯片301:其中,接合焊盘303形成于LED芯片301的一个表面上,并且波长转换单元302覆盖接合焊盘303。图18是示意性示出了能够用在图17的LED器件中的LED芯片的一个示例的横截面图。并且,图19是示出了采用图18的LED芯片的LED器件的横截面图。参照图18和图19,LED芯片301具有如下结构,其中发光结构(S)布置在导电衬底307上,并且在发光结构(S)中可以顺序地布置p型半导体层306、有源层305、和n型半导体层304。导电衬底307用作p型电极以及用来支撑发光结构(S),并且可以由包括Au、Ni、Al、Cu、W、Si、Se、和GaAs中任一种的材料制成。例如,导电衬底307可以由通过在硅(Si)中掺杂铝(Al)之类的方式得到的材料制成。在本实施例中,可以将器件的上表面形成为包括发光结构(S)的上表面和衬底307的一部分上表面(即,没有被发光结构(S)占据的区域)。
[0153] 波长转换单元302形成为覆盖器件的上表面,并且与前述实施例类似,波长转换单元302在器件的上表面上在其中心区域处具有平坦表面并且在角区域处具有曲面。并且,发光结构(S)可以形成为仅占据导电衬底307的一部分上表面。具体而言,发光结构(S)可以形成在除了至少一部分边缘区域之外的区域上。这可以通过用于以器件为单位对发光结构(S)进行分割的蚀刻工艺来实现。在该情况下,在光甚至从发光结构(S)侧表面发射的方面,波长转换单元302可以形成为甚至覆盖发光结构(S)的侧表面。同时,上面参照图17描述的LED芯片301具有垂直结构,并且甚至可以按照类似的方式将波长转换单元302应用于水平结构。
[0154] 如图21所示,LED器件300安装在引线框31和32中的一个上,例如安装在第一引线框31上,并且导电衬底307可以通过作为介质的导电粘合层40来物理地结合并电连接到第一引线框31。导电线50可以被连接到第二引线框32,导电线50连接到接合焊盘303并且有 一个部分(例如接合区域)埋入波长转换单元302中。
[0155] 图20是示意性示出了根据本发明另一实施例的LED器件的横截面图。参照图20,根据本实施例的LED器件400包括衬底407、n型半导体层404、有源层405、和p型半导体层406。n型电极403a和p型电极403b分别形成在n型半导体层404的暴露表面和p型半导体层406的一个表面上。LED芯片401具有水平结构。波长转换单元402形成在n型半导体层404和p型半导体层406的表面上。因此,波长转换单元402覆盖了与接合焊盘对应并且被形成为与导电线50的一部分接触的n型电极403a和p型电极403b。LED器件400被布置在衬底407上,并且可以通过导电线50对其施加外部电源。在本实施例中,当从上方观看时,n型半导体层404的上表面和p型半导体层406的上表面构成了器件的上表面,并且波形转换单元402可以形成在器件的上表面上。在该情况下,在图20中,夸张地描绘了n型半导体层404的上表面与p型半导体层406的上表面之间的台阶,而实际上,该台阶与衬底407的厚度相比会很小。
[0156] 图22和图23是用于说明形成本发明一个实施例中可以采用的波长转换膜的方法的透视图。具体地说,图22示出了通过使用分配器(dispenser)施加荧光剂混合物的工艺,并且图23示出了其中在施加一定量的荧光剂混合物之后蒸发溶剂的状态。图22和图23示出了在结构上涂敷波长转换膜的工艺,在该结构中已经在其一个表面上形成了接合焊盘303,即LED芯片301的发光表面(其对应于前述实施例中的器件的上表面),但是这样的荧光剂施加工艺还可以应用于如图15所示的不具有接合焊盘的发光表面。
[0157] 首先,如图22所示,制备了LED芯片301(一种类型的发光器件),并且将荧光剂混合物施加到LED芯片301的发光表面。在该情况下,LED芯片301可以具有如上文参照图17描述的结构。在施加荧光剂混合物之前,LED芯片301可以已经以器件单位被分开,并且在此之后为了用作发光器件的光源,可以将LED芯片301晶片接合到诸如引线框之类的导电结构。在本实施例中提出的波长转换膜形成工艺的情况下,在分配工艺之前在发光表面上形成接合焊盘303,并且 将导电线50形成为连接到接合焊盘303。在该情况下,导电线50可以连接到不同的电源端子,例如引线框。随后,在导电线50连接到LED芯片301的状态下,将用于施加(或分配)荧光剂混合物的分配器定位在LED芯片301上方。
[0158] 荧光剂混合物除了树脂和荧光剂以外还包括溶剂。通常,作为用于形成波长转换膜的方法,可以执行施加树脂和荧光剂的混合物并随后将树脂固化(或硬化)的工艺。当使用该方法时,波长转换膜由于在树脂固化之前树脂的表面张力而被形成为整体上具有曲面,形成具有均匀厚度的波长转换膜存在困难。在本实施例中,荧光剂的量相对于固化之前的树脂有相对增长,从而减小了施加到LED芯片301的混合物的粘性。具体而言,优选地使用这样的混合物:其中混合的荧光剂的基于重量比的量是树脂的双倍或以上,并且在该混合比例条件下能够保证所需的粘性水平。此外,如上所述,混合物还可以包括由诸如SiO2、TiO2和Al2O3等材料制成的微粒,以便调节色温,并且在混合比例的情况下,优选地提供其基于重量比的量为透明微粒的量的双倍(两倍)或以上的荧光剂。
[0159] 然而,这里根据荧光剂的量的增加来增加粘性会导致分配工艺困难以及混合物在发光表面的表面上扩散从而难以形成膜的困难。因此,为了解决该问题,可以向荧光剂混合物添加一定量的溶剂。该溶剂与树脂和荧光剂混合,或者与树脂、荧光剂和透明微粒混合,并且对荧光剂混合物提供粘性以使得能够平稳地执行分配工艺。并且,具有由溶剂提供的粘性的荧光剂混合物可以容易地从分配器施加该混合物的位置扩散,从而能够容易地形成具有期望的薄膜结构的波长转换单元。以此方式,溶剂仅执行添加粘性的功能,因此无需大量溶剂,并且溶剂可以以大约为荧光剂的基于重量的量的十分之一的量来与荧光剂混合。
[0160] 如上所述,通过分配器将荧光剂混合物施加到LED芯片301的表面,并且在该情况下,如图22所示,可以通过例如螺旋或Z字形方式移动分配器来施加荧光剂混合物,使得荧光剂混合物能够均匀地施加到LED芯片301的表面。在该情况下,分配一直执行到接合焊盘 303以及LED芯片301的表面被覆盖,通过该工艺,即使是导电线50的一部分也被波长转换膜(或波长转换单元)所覆盖。同时,在本实施例中,分配指的是通过泵施加压力由针来持续施加荧光剂混合物(即,在大多数情况下,维持将荧光剂混合物持续地从分配器提供到芯片上表面的状态),这与诸如混合物为颗粒状或喷雾状的喷涂之类的工艺不同。
[0161] 将参照图23描述分配操作之后的形成波长转换膜的工艺。处于已经从分配器施加的状态下的荧光剂混合物的溶剂被蒸发,从而减小了荧光剂混合物的粘性,并且根据粘性的减小,树脂和荧光剂被固定到LED芯片301的表面,因此以薄膜形式完成了波长转换单元。为了在分配工艺期间使得溶剂能够蒸发,可以使用具有挥发性的材料作为溶剂,例如具有相对较低分子质量的诸如聚合体、单体、乙醇、甲醇、丙酮等有机溶剂材料。
[0162] 同时,如果在分配工艺期间延迟了溶剂的蒸发,则有可能由于过度的粘性而导致不能得到具有期望形状的波长转换单元。因此,为了加速溶剂的蒸发,可以操作加热单元600来在分配工艺期间对荧光剂混合物施加热量。通过采用加热单元600,能够在将荧光剂混合物施加到LED芯片301的表面上之后立即减小荧光剂混合物的粘性,能够进一步减小荧光剂混合物的变形并且能够形成具有平坦形状的波长转换膜。在该情况下,优选地将LED芯片301加热到大约50℃至170℃的适于减小粘性的温度。然而,当采用根据本实施例的方法时,在对应于LED芯片301的角的区域处也难以获得平坦表面,并且波长转换膜的厚度在角区域处逐渐减小以形成曲面,从而得到具有前述结构的LED器件。
[0163] 以该方式,当使用了在本实施例中提出的用于形成波长转换膜的方法时,荧光剂含量增加并且使用具有挥发性的溶剂来对粘性进行补充,从而在LED芯片的期望的特定表面上仅形成波长转换膜,并且这里通过使得分配工艺期间荧光剂混合物的变形最小化从而能够获得具有期望厚度和形状的波长转换膜。并且,由于荧光剂混合物的粘性低,所以能够使得表面张力引起的波长转换膜的形状变形最小化。 此外,在以器件为单位将LED芯片分离之后,独立地施加波长转换膜。因此,在该意义上,能够在事先了解器件特性的状态下适当地调节波长转换膜的厚度或含量。在使用了由此获得的波长转换膜的LED芯片或发光器件中,可以精确控制波长转换膜的厚度,优点是产品之间的色温偏差很小。即,在晶圆级波长转换膜的转换方法中,具体地,在以器件为单位分离之前整体地形成波长转换膜的情况下,由于在不考虑或反映各个器件的发光特性的情况下不加区别地施加具有相同厚度的波长转换膜,所以与本发明相比其色温的偏差将会增加。
[0164] 将参照图24至图26描述根据本发明另一实施例的LED器件。图24A、图24B、图25A和图25B示出了制造根据本发明另一实施例的LED器件的方法。下文所述的制造方法可以在排列了多个LED芯片的块衬底上执行,但是为了说明,在图24A、图24B、图25A和图25B中仅示出了单个芯片。
[0165] 首先,参照图24A和图24B,在衬底510上定位LED芯片501结构,即发光结构(S)。衬底510可以是硅衬底或者可以由氧化铝(Al2O3)制成。在衬底510上形成n型半导体层504,并且在其上顺序地形成有源层505和p型半导体层506。这里,n型半导体层504和p型半导体层506的层叠次序是可以交换的,但是有源层505应当必须布置在n型半导体层504和p型半导体层506之间。可以在n型半导体层506的表面上形成透明电极层508。n型或p型多层膜507可以布置在有源层505的下方或上方,并且可以具有各种结构,比如不规则结构(下凹或突起结构)、具有粒子形状的散射层等,以便增大发光效率。发光结构(S)是发射紫外光或蓝光的结构。
[0166] 本发明的实施例不仅应用于具有附图中示出的结构的LED芯片501。示出的LED芯片501仅是一个示例。即,只要可应用于本发明的LED芯片501包括具有一定结构以及用于将发光结构(S)连接到外部的接合焊盘503a和503b的发光结构就足够了。
[0167] 为了制造通过使用LED芯片501而发射具有多种波长的光的LED器件,首先,在LED芯片501的一个表面上形成掩膜图案(M)。掩膜图案(M)用于遮盖特定的部分,例如不应当在其上沉积荧光剂膜 的接合焊盘503a和503b。优选地,可以使用光致抗蚀剂(PR)来形成掩膜图案(M),但是掩膜图案(M)也可以形成为氧化物膜或者氮化物膜。通过使用光致抗蚀剂形成掩膜图案(M)是方便的,这是因为可以使用用于半导体制造工艺的一般光刻工艺。
[0168] 接下来,参照图25A和图25B,执行在LED芯片501上形成荧光剂膜502(即波长转换单元)的工艺。即,在LED芯片501的除了被掩膜图案(M)遮盖的接合焊盘503a和503b以外的部分的表面上将荧光剂膜502形成为具有一定厚度。
[0169] 当在LED芯片501的表面上形成荧光剂膜502时,荧光剂可以被均匀地散布以沉积在LED芯片501的表面上并且可以适当地控制沉积的荧光剂的量。因此,使用该工艺,可以制造这样的LED器件500,从LED器件500发射的光具有期望获得的波长(即期望的颜色)以及一致的发光特性。
[0170] 通过使用溅射法或脉冲激光沉积(PLD)法可以形成荧光剂膜502。即,在本实施例中,通过对LED芯片501的表面施加一定量的物理或化学能量来将荧光剂膜502直接形成在LED芯片501的表面上,而不是通过使用粘合剂等将荧光剂或包括荧光剂的材料附接到LED芯片501的表面上。因此,消除了由于粘合剂等造成的从LED芯片501发射的光的效率降低的问题。并且,通过对在制造溅射靶时包括的荧光剂的量或类型进行调节能够调节期望发出的光的特性,从而能够容易地制造具有优良品质和多种波长的LED器件500。
[0171] 当使用溅射法时,可以使用脉冲DC电源或RF电源来对该工艺供电。例如,当通过使用溅射法形成荧光剂膜502时,可以使用通过在荧光剂中混合如下材料中的至少一种而得到的材料来产生溅射工艺的靶:包括SiO2、SiO、CIO、ITO、IO、Al2O3或ZnO在内的氧化物、包括SiN、AlN、GaN或InN在内的氮化物、环氧树脂、以及硅树脂。随后,可以通过使用该靶来执行溅射工艺在LED芯片501的表面上直接形成荧光剂膜502。可以通过烧结并形成靶材料以得到具有例如大约2英寸大小的片剂(tablet)来制造溅射工艺的靶。
[0172] 对于靶中包括的荧光剂,可以使用任何材料,诸如YAG基材料、 非YAG基材料等。非YAG基材料包括石榴石基材料、硅酸盐基材料或者包括TAG的硫化物基材料。TAG是石榴石基材料当中典型的非YAG基材料,并且YAG中的Y和TAG中的Tb可以由Lu、Sc、La、Gd、Sm、Ca或Si代替。硅酸盐基材料包括(Sr,Ba,Ca,Mg,Zn,Cd,Y,Sc,La)xSiyOz:(Eu,F,Mn,Ce,Pb),并且这里括号中的成分可以按照各种方式组合或者可以单独使用(0≤x,y,z≤16)。作为氮化物基或硅铝氧氮基的荧光剂,可以使用由Cax(Si,Al)12(O,N)16构成的荧光剂材料。这里,Cax可以由不同的金属元素替代,并且可以包括Eu、Pr、Tb、Yb、Er和Dy中的一种或多种作为催化剂。硫化物基荧光剂可以包括以下材料中的至少一种:其中包括(Ca,Sr)S、SrGa2S4、(Ca,Sr,Ba)(Al,Ca)2S4、(Sr,Mg,Ca,Ba)(Ga,Al,In)S4、Y2O2,并且Eu、Ce等可以用作催化剂。可以根据波长区域来改变前述化学式的括号中的元素成分。
[0173] 可以根据使用中的LED芯片501的类型以及期望得到的光波长来使用适当类型的荧光剂。例如,在使用发射紫外光的LED芯片501的情况下,可以选择性地使用荧光剂来产生能够通过使用蓝光、绿光、黄光和红光中的一种光或者能够通过组合其中的两种或更多种光而得到的色光。并且,在使用发射蓝光的LED芯片501的情况下,可以选择性地使用荧光剂来产生能够通过使用绿光、黄光和红光中的一种光或者能够通过组合其中的两种或更多种光而得到的色光。
[0174] 例如,可以选择性地使用荧光剂来产生色光,其可以通过分别使用如下材料来得到:作为发射蓝光的荧光剂的BaMgAl10O17:Eu、Sr5(PO4)3Cl:Eu和ZnS:Ag中的至少一种,作为发射绿光的荧光剂的诸如ZnS:Cu、(Ca,Sr)S:Eu之类的硫化物基材料、诸如(Sr,Ba,Ca,Mg,Zn,Cd,Y,Sc,La)xSiyOz:(Eu,F,Mn,Ce,Pb)和BaMgAl10O17:(Eu,Mn)之类的硅酸盐基材料中的至少一种,作为发射黄光的荧光剂的包括YAG基材料或TAG基材料的石榴石基材料和硅酸盐基材料中的至少一种,以及诸如Y2O2SY2O2S及YVO4:Eu3+、Y(V,P,B)O4:Eu3+、YNbO4:Eu 3+、YTaO4:Eu3+之类的氮化物基材料、硫化物基材料中的至少一种,或者通过结合它们当中的两种或更多种。
[0175] 随后,当去除被形成在接合焊盘503a和503b等的上部处的掩膜图案(M)之类时,形成了图26A和图26B所示的根据本发明另一实施例的LED器件500。如图所示,除了接合焊盘503a和503b以外,在LED芯片501上分布式地形成荧光剂膜502,并且这种分布具有比包括接合焊盘503a和503b在内的电极层的总厚度更小的结构。
[0176] 将参照图27A至图29B描述根据本发明另一实施例的LED器件。
[0177] 根据本实施例的LED器件600包括LED芯片601、接合焊盘603、波长转换单元602和次安装基台(sub-mount)610,并且对LED芯片601进行晶片粘附来安装在该次安装基台610上,当对该芯片施加电源时该芯片为产生光的光源。
[0178] 作为对其施加电源时产生近UV光或蓝光的光源,LED芯片601可以是产生高输出、高亮度蓝光的GaN基的LED芯片。LED芯片601可以具有在其上表面上形成p型电极和n型电极的水平结构,或者是在其上表面和下表面上形成p型电极和n型电极的垂直结构。
[0179] 可以在LED芯片601的上表面上形成与导电线50电连接的接合焊盘603,并且可以根据LED芯片601的水平或垂直结构来提供单个或多个接合焊盘603。即,根据LED芯片601的结构改变所形成的接合焊盘603的数量。当LED芯片601具有p型电极和n型电极形成在其上表面和下表面上的垂直结构时,可以提供单个接合焊盘603来电连接到在LED芯片601的上表面上形成的p型电极。并且,当LED芯片601具有在其上表面上形成p型电极和n型电极两者的水平结构时,可以提供多个接合焊盘603来电连接到在LED芯片601的上表面上形成的p型电极和n型电极。
[0180] 波长转换单元602可以由诸如环氧树脂、硅、树脂等透明树脂材料制成,以均匀覆盖LED芯片601的外表面。树脂可以包括诸如YAG基、TAG基或者硅酸盐基之类的荧光剂材料作为波长转换装置,用以将从LED芯片601产生的光转换为白光。
[0181] 图27A至图27F是示意性示出了制造根据前述实施例的LED器件的工艺的示图。可以通过操作A至F来制造根据本实施例的LED器件600。
[0182] a.提供其上晶片粘附了多个LED芯片的晶圆的操作
[0183] 如图27A所示,以晶片粘附方式在晶圆(W)上彼此间隔开地安装根据半导体制造工艺制造的多个LED芯片601。
[0184] 在LED芯片601的上表面上提供至少一个接合焊盘603,并且在这里根据具有垂直结构或水平结构的LED芯片601的电极布置构造,可以提供单个或多个接合焊盘603。接合焊盘603可以由诸如Au、Al、Cu等具有优良导电性的金属制成。
[0185] 根据在LED芯片601上提供的p型电极和n型电极的布置构造,可以由从非导电材料和导电材料当中选择的一种材料来制造晶圆(W)。
[0186] b.以焊盘保护单元来覆盖在LED芯片上表面上形成的至少一个接合焊盘的操作[0187] 如图27B所示,可以提供焊盘保护单元620来覆盖在晶片粘附到晶圆(W)的LED芯片601的上表面上形成的至少一个接合焊盘603上以便保护该接合焊盘。焊盘保护单元620可以具有与接合焊盘603相同的尺寸,使得接合焊盘603不会向上方暴露。焊盘保护单元620可以由光致抗蚀剂制成,但是本发明不限于此。
[0188] c.通过对LED芯片和晶圆施加树脂材料来形成具有一定厚度的波长转换单元的操作
[0189] 如图27C所示,通过印制方法以形成波长转换单元602,在晶圆(W)上印制诸如硅、环氧树脂等透明树脂以便使其具有一定厚度,使得包括了在接合焊盘603上形成的焊盘保护单元620在内的多个LED芯片601以及晶圆(W)被树脂材料覆盖。
[0190] 通过人工提供的热量或UV光来对印制在晶圆(W)上用以覆盖包括接合焊盘603和焊盘保护单元620在内的LED芯片601整体的波长转换单元602进行固化。这里,用于形成波长转换单元602的树脂材料可以包括作为光波长转换装置的荧光剂材料,其用于对每个LED芯片601的光发射颜色的波长进行转换,以便根据每个LED芯片601的光发射颜色来将每个LED芯片601的光发射颜色转换为白光。
[0191] d.去除波长转换单元的上表面以暴露焊盘保护单元的操作
[0192] 如图27D所示,当将提供来对在晶圆(W)上安装的LED芯片601进行覆盖的波长转换单元暴露于从上方照射的光时,波长转换单元602的最上表面被蚀刻而去除,暴露了焊盘保护单元620。这里,当焊盘保护单元620的上表面暴露时就应当立即停止对波长转换单元602的上表面照射光。
[0193] 并且,在部分地去除波长转换单元602以暴露焊盘保护单元620的不同方法中,可以通过使用抛光单元来去除波长转换单元602的上表面的一部分。即,通过使用研磨剂的抛光方法或者通过使用飞刀(fly cutter)的切削方法来抛光波长转换单元602以便去除树脂材料,从而暴露在LED芯片601上提供的焊盘保护单元620。
[0194] 这里,在通过光进行蚀刻而去除或者通过抛光单元进行抛光而去除以后,波长转换单元602保持为具有均匀层厚度,使得其上表面与晶圆(W)平行。
[0195] e.去除从波长转换单元暴露的焊盘保护单元的操作
[0196] 如图27E所示,当将从波长转换单元602的上表面暴露出来的焊盘保护单元620去除以与接合焊盘603和波长转换单元602分离开时,在LED芯片601的上部形成了与去除的焊盘保护单元620相当的空间,此时,暴露出接合焊盘603。
[0197] f.将晶圆分割成多个LED芯片的操作
[0198] 接下来,如图27F所示,沿着相邻LED芯片601之间形成的垂直和水平切割线来切割具有暴露于外部的接合焊盘603的LED芯片601,从而将其制造成单独的LED器件600。
[0199] LED器件600包括在与晶圆(W)分离之后的晶片粘附到次安装基台610的LED芯片601、提供在LED芯片601的上表面上的至少一个接合焊盘603、和均匀地覆盖LED芯片601的外表面而同时暴露接合焊盘603的波长转换单元602。
[0200] 图28A至图28F是示意性示出了制造根据本发明另一实施例的LED器件的顺序工艺的示图。可以通过操作a'至f'来制造根据本实施例的LED器件600'。
[0201] a'.提供具有发光结构的晶圆的操作,该发光结构构成包括在 其上表面上形成的多个接合焊盘在内的LED芯片
[0202] 如图28A所示,通过半导体制造工艺来提供具有发光结构(S)的晶圆(W'),发光结构(S)形成在晶圆(W')上并且构成LED芯片601',并且可以在发光结构(S)的上表面上彼此间隔开地提供多个接合焊盘603'。
[0203] 这里,可以提供晶圆(W')作为半导体单晶生长衬底,并且根据在LED芯片601'中提供的p型电极和n型电极的布置构造,可以由从非导电材料或导电材料当中选择的任一种材料来制造晶圆(W')。
[0204] 发光结构(S)包括n型半导体层604'和p型半导体层606'以及在n型半导体层604'与p型半导体层606'之间形成的有源层605'。可以根据具有水平结构或垂直结构的LED芯片601'的布置构造来提供单个或者多个接合焊盘603',并且可以由诸如Au、Al、Cu等导电材料来制造接合焊盘603'。
[0205] b'.以焊盘保护单元覆盖接合焊盘的操作
[0206] 如图28B所示,可以提供焊盘保护单元620'来覆盖在发光结构(S)上提供的接合焊盘603'以便对其进行保护。焊盘保护单元620'可以具有与接合焊盘603'相同的尺寸,使得接合焊盘603'不会向上方暴露。这里,焊盘保护单元620’可以由光致抗蚀剂制成,但本发明不限于此。
[0207] c'.通过对发光结构施加树脂材料来形成具有一定厚度的波长转换单元的操作[0208] 如图28C所示,通过印制方法以形成波长转换单元602',在发光结构(S)上印制诸如硅、环氧树脂等透明树脂以便使其具有一定厚度,使得具有在接合焊盘603'上形成的接合焊盘保护单元620'的发光结构(S)被树脂材料覆盖。
[0209] 通过人工提供的热量或UV光来对印制在发光结构(S)上以覆盖包括接合焊盘603'在内的发光结构(S)的整个上表面的波长转换单元602'进行固化。
[0210] 这里,用于形成波长转换单元602'的树脂材料可以包括荧光剂材料来作为用于对每个LED芯片601'的光发射颜色的波长进行转换 的光波长转换装置,以便当每个LED芯片601'发光时根据由发光结构(S)构成的每个LED芯片601'的光发射颜色来将光发射颜色转换成白光。
[0211] d'.去除波长转换单元的上表面以暴露焊盘保护单元的操作
[0212] 如图28D所示,当将提供来对在晶圆(W)上形成的发光结构(S)进行覆盖的波长转换单元暴露于从上方照射的光时,波长转换单元602'的最上表面被蚀刻而去除,暴露了焊盘保护单元620'。这里,当焊盘保护单元620'的上表面暴露时就应当立即停止对波长转换单元602'的上表面照射光。
[0213] 并且,在部分地去除波长转换单元602'以暴露焊盘保护单元620'的不同方法中,可以通过使用抛光单元来去除波长转换单元602'的上表面的一部分。即,通过使用研磨剂的抛光方法或者通过使用飞刀的切削方法来抛光波长转换单元602'以便去除树脂材料,从而暴露在发光结构(S)上提供的焊盘保护单元620'。
[0214] e'.去除从波长转换单元暴露的焊盘保护单元的操作
[0215] 如图28E所示,当将从波长转换单元602'的上表面暴露出来的焊盘保护单元620'去除以与接合焊盘603'和波长转换单元602'分离开时,在发光结构(S)的上部形成了与去除的焊盘保护单元620'相当的空间,此时,暴露出接合焊盘603'。
[0216] f'.对其上形成有发光结构的晶圆进行切割的操作
[0217] 接下来,如图28F所示,沿着在发光结构(S)上表面上划定的垂直和水平切割线来与晶圆(W')一起切割具有暴露于外部的具有接合焊盘603'的发光结构(S),从而将其制造成当对其施加电源时产生光的LED器件600'。
[0218] LED器件600'包括包含发光结构(S)在内的LED芯片601'、提供在LED芯片601'的上表面上的至少一个接合焊盘603'、和均匀地覆盖LED芯片601'的上表面而同时暴露接合焊盘603'的波长转换单元602'。
[0219] 如图29A和图29B所示,具有这种构造的LED器件600和600'安装在具有正电极引线和负电极引线的一个引线框31的上表面上, 并且可以通过作为介质的电线50电连接到另一引线框32,该电线50的一端接合到通过波长转换单元602和602'暴露的接合焊盘603和603'。在该情况下,电线50可以连接到通过波长转换单元602和602'暴露的接合焊盘603和
603'而不是与波长转换单元602和602'接触。
[0220] 在本实施例中,将包括荧光剂材料的波长转换单元602和602'形成为在LED芯片601和601'的外表面上具有均匀一致的厚度,从而根据照射角度,从LED芯片601和601'产生的光通过波长转换单元602和602'所沿的路径是一致的,因此能够防止根据照射角度的色温的差异。
[0221] 并且,基本防止了电线50与波长转换单元602和602'中包括的由具有导电性的重金属制成的荧光剂材料相接触,从而防止了漏电流的产生。因此,能够增大LED器件600和600'的发光效率,并且防止了降解特性的劣化,从而增大了产品可靠性。
[0222] 将参照图30A至图30E和图31描述根据本发明另一实施例的LED器件。图30A至图30E是示意性示出了制造根据本发明另一实施例的LED器件的顺序工艺的示图。
[0223] 首先,如图30A所示,以晶片粘附的方式在晶圆(W)上彼此间隔开地安装通过半导体制造工艺制造的多个LED芯片701。这里,根据在LED芯片701中提供的p型电极和n型电极的布置构造,可以由从非导电材料和导电材料当中选择的一种材料来制造晶圆(W)。
[0224] 接下来,如图30B所示,在晶片粘附到晶圆(W)的LED芯片701的上表面上形成多个接合焊盘703。这里,可以根据在LED芯片701中提供的p型电极和n型电极的布置形式(垂直类型或水平类型)来提供单个或多个接合焊盘703。
[0225] 随后,如图30C所示,通过印制方法以形成波长转换单元702,在晶圆(W)上印制诸如硅、环氧树脂等透明树脂以便使其具有一定厚度,使得包括在其上表面上形成的接合焊盘703的多个LED芯片71被树脂材料覆盖。
[0226] 通过人工提供的热量或UV光来对印制在晶圆(W)上用以覆盖包括接合焊盘703在内的LED芯片701的波长转换单元702进行固化。 这里,波长转换单元702可以包括作为光波长转换装置的荧光剂材料,其用于对每个LED芯片701的光发射颜色的波长进行转换,以便根据每个LED芯片701的光发射颜色来将每个LED芯片701的光发射颜色转换为白光。
[0227] 此后,如图30D所示,通过抛光单元(未示出)来对在晶圆(W)上提供的波长转换单元702的上表面进行抛光,以暴露在LED芯片701上提供的接合焊盘703。在该情况下,为了对波长转换单元702的上表面进行抛光,可以采用使用研磨剂的抛光方法或者使用飞刀的切削方法等,以获得波长转换单元702的表面一致性,并且,这里可以考虑精确度和产量来选择抛光方法。这里,在通过抛光单元抛光之后,优选地,波长转换单元702具有一致的层厚度,以使得其上表面与晶圆(W)平行。
[0228] 接下来,如图30E所示,沿着相邻LED芯片701之间形成的垂直和水平切割线来对具有波长转换单元702(其已被抛光为将接合焊盘703暴露于外部)的LED芯片701进行切割,从而制造出当对其施加电源时产生光的LED器件700。
[0229] LED器件700包括在从晶圆(W)切下之后晶片粘附到次安装基台710的LED芯片701、提供在LED芯片701的上表面上的至少一个接合焊盘703、和均匀地覆盖LED芯片701的外表面而同时暴露接合焊盘703的波长转换单元702。
[0230] 具有前述构造的LED器件700安装在具有正电极引线和负电极引线的一个引线框31的一个上表面上,并且可以通过作为介质的电线50电连接到另一引线框32,该电线50的一端接合到接合焊盘703。
[0231] 如上所述,根据本发明的实施例,由于将透镜支撑单元形成为高于封装件主体的电线,因此能够防止电线损坏,从而增大了产品的操作可靠性。
[0232] 尽管已经结合实施例示出和描述了本发明,然而本领域技术人员将会认识到,在不脱离如所附权利要求所定义的本发明精神和范围的情况下,可以作出多种修改和变形。