专利名称：一种盖帽表面粗化结构的光电器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光电器件，尤其涉及一种光电器件封装盖帽层的表面粗化结构，属于半导体光电领域。
背景技术：
光电器件是指光能和电能相互转换的一类器件。其种类众多，如:发光二极管(LED)、太阳能电池、光电探测器、激光器(LD)等等。其中LED是日常生活中使用最为广泛的一种光电器件。但是由于GaN (约2.5)等半导体折射率较高，由Snell定律，大于临界角入射的光线会在两种不同材料(半导体与空气)界面处发生全反射而不能出射，导致光线在半导体材料中来回反射，从芯片台面边缘出射，甚至被半导体材料吸收而消耗掉。为了降低半导体与空气之间折射率差，提高取光效率，通常的做法是在芯片表面涂覆一层环氧树脂或者硅胶体等的有机物。即使这样能提高取光效率，还是有光线会因为全反射被限制在芯片内部。或者经过多次全反射从芯片侧面出射，这样在芯片内全反射过程中光线也会衰减，并且对于侧面积比例所占比例很小的LED来说，取光效率就会变得十分低，这个问题在超大面积芯片的LED中尤其突出。
发明内容
鉴于以上现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种盖帽表面粗化结构的光电器件，其能有效增强光电器件出光效率，增加光电器件的出光量，进而提升光电器件性能。为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案:
一种盖帽表面粗化结构的光电器件，包括一个以上光电器件芯片，所述光电器件芯片固定在封装基板上，并且，所述光电器件表面还覆设具有非平整结构的涂覆层。进一步的，所述光电器件芯片经过银浆或者固态焊料固定在封装基板上。进一步的，所述光电器件芯片的正、负极通过金属引线与封装基板上的压焊区电连接。进一步的，所述涂覆层涂覆在光电器件芯片表面。进一步的，至少所述涂覆层的表面具有高低起伏的凸起和/或凹陷结构。进一步的，所述凸起和/或凹陷结构包括具有规则或不规则形状的凸起部或凹陷部，所述规则形状包括锥形，圆柱体形或长方体形。进一步的，所述光电器件包括复数个串联和/或并联设置的光电器件芯片。进一步的，所述涂覆层的材料包括具有低折射率的高分子有机物，所述高分子有机物包括环氧树脂或硅胶。进一步的，所述光电器件包括光电二极管或激光器。与现有技术相比，本发明的优点在于:仅仅通过对盖帽表面进行粗化处理，即能有效增强光电器件出光效率，增加光电器件的出光量，进而提升光电器件性能，成本低廉，操作简单，易于规模化实施。
图1a是一种由硅胶形成的粗化结构的工作状态示意图之一；
图1b是一种由硅胶形成的粗化结构的工作状态示意图之二 ；
图2a是本发明实施例1中盖帽粗化结构光电器件的主视 图2b是本发明实施例1中盖帽粗化结构光电器件的剖面结构示意 图3是本发明实施例2中盖帽粗化结构光电器件的主视 图4a是本发明实施例3中盖帽粗化结构光电器件的主视 图4b是本发明实施例3中一种盖帽粗化结构光电器件的剖面结构示意 图4c是本发明实施例3中另一种盖帽粗化结构光电器件的剖面结构示意 图5a是本发明实施例4中盖帽粗化结构光电器件的主视 图5b是本发明实施例4中盖帽粗化结构光电器件的剖面结构示意图。
具体实施例方式如前所示，鉴于现有技术中的不足，本发明旨在提供一种盖帽表面粗化结构的光电器件，藉以提升光电器件出光效率和光电器件的出光量。在本发明的一较为优选的实施方案中，该盖帽表面粗化结构的光电器件可以包括一个或多个光电器件芯片，一封装基板，一涂覆层。进一步地，前述光电器件芯片可经过银浆或者固态焊料固定在封装基板上，其正负极通过金属引线与封装基板上的压焊区相连。进一步地，涂覆层涂覆在光电器件芯片表面。更近一步地，涂覆层可被处理为表面高低起伏的凸起或凹陷结构。更近一步地，这些凸起或凹陷结构包括椎体、圆柱体、长方体或者不规则图形等。更近一步地，这些凸起或凹陷结构的大小可以根据具体需求设定。更近一步地，这些凸起或凹陷结构的周期可以根据具体需求设定，或者排布没有规律。进一步地，涂覆层包括环氧树脂、硅胶体等折射率较小的高分子有机物。进一步地，光电器件包括光电二极管(LED)、激光器(LD)等。更进一步地，光电器件的形状可以为正方形、矩形、圆形或者不规则图形。更近一步地，多个光电器件芯片的连接方式可以串联、并联或者串联并联都有的混合连接方式等。又及，从原理上分析，以硅胶体为例，其折射率为1.4，它和空气界面全反射角约为46°，如图la，在涂覆层中，假设光线B以角度α =50°入射涂覆层表面，由于入射角大于全反射角，光线反射回涂覆层内部；若同样与涂覆层表面呈50°角度的光线A斜射入粗化结构侧壁，根据几何结构关系计算得入射角为40°，小于全反射角，因此能够出射涂覆层进入空气。反过来，参阅图lb，假设光线以角度α =40°入射覆层表面，由于入射角小于全反射角，光线出射进入空气；若平行光线B的光线A斜射入粗化结构侧壁，根据几何结构关系计算得入射角为50°，发生全反射，经过数次反射后又入射至涂覆层表面，出射进入空气。
根据以上分析，表面粗化结构可以提高光电器件去取光效率。为使本发明一种盖帽表面粗化结构的光电器件的实质结构特征及有益效果更易于理解，以下结合若干实施例及其附图对本发明的技术方案作进一步非限制性的详细说明。实施例1 参阅图2a，该盖帽粗化结构光电器件由封装基板21，LED芯片24、25，阳极引线26，阴极引线27，阳极压焊区22，阴极压焊区23，以及涂覆层28等构成。LED芯片用银浆或者焊料固定在封装基板21上，通过阳极引线26和阴极引线27将芯片的有源区24顶部和阴极引出区25分别与基板上的阳极压焊区22与阴极压焊区23相连。并且在芯片上涂覆环氧树脂或者硅胶体等有机涂覆层28。再参阅图2b，在该盖帽粗化结构光电器件中，LED芯片位于封装基板21 —侧，并用银浆或者焊料固定。芯片包括有源区24，阴极引出区25。通过阳极引线26将有源区24顶部和阳极压焊区22连接，通过阴极引线27将阴极引出区25和阴极压焊区连接。在芯片表面涂一层涂覆层28，并制作出圆柱形凸起29以减少全反射，提高取光效率。实施例2参阅图3，该盖帽粗化结构光电器件由封装基板31，LED芯片34、35，阳极引线36，阴极引线37，阳极压焊区32，阴极压焊区33，以及涂覆层38等构成。LED芯片用银浆或者焊料固定在封装基板31上，通过阳极引线36和阴极引线37将芯片的有源区34顶部和阴极引出区35分别与基板上的阳极压焊区32与阴极压焊区33相连。在芯片上涂覆环氧树脂或者硅胶体等有机涂覆层38，并制作出立方体凸起以减少全反射，提高取光效率。实施例3参阅图4a，该盖帽粗化结构光电器件由封装基板41，LED芯片44、45，阳极引线46，阴极引线47，阳极压焊区42，阴极压焊区33，以及涂覆层38等构成。LED芯片用银浆或者焊料固定在封装基板41上，通过阳极引线46和阴极引线47将芯片的有源区44顶部和阴极引出区45分别与基板上的阳极压焊区42与阴极压焊区43相连。在芯片上涂覆环氧树脂或者硅胶体等有机涂覆层48。再请参阅图4b，在在本实施例的一种实现方式中，LED芯片位于封装基板41 一侧，并用银浆或者焊料固定。芯片包括有源区44，阴极引出区45。通过阳极引线46将有源区44顶部和阳极压焊区42连接，通过阴极引线47将阴极引出区45和阴极压焊区连接。在芯片表面涂一层涂覆层48，并制作出圆锥形凸起49以减少全反射，提高取光效率。请继续参阅图4c，在本实施例的另一种实现方式中，LED芯片位于封装基板411 一侦牝并用银浆或者焊料固定。芯片包括有源区414，阴极引出区415。通过阳极引线416将有源区414顶部和阳极压焊区412连接，通过阴极引线417将阴极引出区415和阴极压焊区连接。在芯片表面涂一层涂覆层418，并制作出圆锥形凹陷419以减少全反射，提高取光效率。实施例4参阅图5a，该盖帽粗化结构光电器件由多个串联的LED50，一个封装基板51，阳极压焊区54，阴极压焊区55，阳极引线56，阴极引线57，LED间串联引线58，涂覆层59等构成。单个LED芯片由串联引线58与前后LED的阴极引线区53，有源区顶部54连接形成串联网络。用阳极引线56将阳极压焊区54与串联结构一端LED的有源区顶部52连接，用阴极引线57将阴极压焊区55与串联结构另一端LED的阴极引线区53连接。整个LED芯片区上涂覆环氧树脂或者硅胶体等有机涂覆层59。再请参阅图5b，在该盖帽粗化结构光电器件中，LED芯片50位于封装基板51的一侦牝多个LED芯片通过串联引线58连接起来。串联结构一端LED的有源区52顶端通过阳极引线56与阳极压焊区54连接，另一端LED的阴极引出区53用过阴极引线57与阴极压焊区55连接。在整个LED芯片区表面涂覆环氧树脂或者硅胶体等有机涂覆层59，并制作出圆柱形凸起591提高取光效率。由上述实施例的说明可见，涂覆层仍可以制作成立方体凸起，椎体凸起，椎体凹陷等结构，其结构特征及实施原理与上述几个实施例相似故不再赘述。另外，多个LED芯片可采用并联结构或者混合连接结构。需要指出的是，以上所示的多个应用示例旨在加深对本发明实质结构及有益效果的理解，对保护范围不构成任何限制。但凡对于上述实施例进行的等同变换及等效替换，能够实现与本发明相同创作目的的技术方案，均落在本案请求保护的范围内。
权利要求
1.一种盖帽表面粗化结构的光电器件，包括一个以上光电器件芯片，所述光电器件芯片固定在封装基板上，其特征在于，所述光电器件表面还覆设具有非平整结构的涂覆层。
2.根据权利要求1所述的盖帽表面粗化结构的光电器件，其特征在于，所述光电器件芯片经过银浆或者固态焊料固定在封装基板上。
3.根据权利要求1或2所述的盖帽表面粗化结构的光电器件，其特征在于，所述光电器件芯片的正、负极通过金属引线与封装基板上的压焊区电连接。
4.根据权利要求1所述的盖帽表面粗化结构的光电器件，其特征在于，所述涂覆层涂覆在光电器件芯片表面。
5.根据权利要求1或4所述的盖帽表面粗化结构的光电器件，其特征在于，至少所述涂覆层的表面具有高低起伏的凸起和/或凹陷结构。
6.根据权利要求5所述的盖帽表面粗化结构的光电器件，其特征在于，所述凸起和/或凹陷结构包括具有规则或不规则形状的凸起部或凹陷部。
7.根据权利要求6所述的盖帽表面粗化结构的光电器件，其特征在于，所述规则形状包括锥形，圆柱体形或长方体形。
8.根据权利要求1所述的盖帽表面粗化结构的光电器件，其特征在于，所述光电器件包括复数个串联和/或并联设置的光电器件芯片。
9.根据权利要求1或4所述的盖帽表面粗化结构的光电器件，其特征在于，所述涂覆层的材料包括具有低折射率的高分子有机物，所述高分子有机物包括环氧树脂或硅胶。
10.根据权利要求1所述的盖帽表面粗化结构的光电器件，其特征在于，所述光电器件包括光电二极管或激光器。
全文摘要
本发明公开了一种盖帽表面粗化结构的光电器件，包括一个以上光电器件芯片，所述光电器件芯片固定在封装基板上，其中，所述光电器件表面还覆设具有非平整结构的涂覆层。进一步的，所述光电器件芯片经过银浆或者固态焊料固定在封装基板上。并且，至少所述涂覆层的表面具有高低起伏的凸起和/或凹陷结构。所述凸起和/或凹陷结构包括具有规则或不规则形状的凸起部或凹陷部。本发明仅仅通过对盖帽表面进行粗化处理，即能有效增强光电器件出光效率，增加光电器件的出光量，进而提升光电器件性能，成本低廉，操作简单，易于规模化实施。
文档编号H01L33/58GK103199186SQ20131015134
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月27日 优先权日2013年4月27日
发明者王玮, 蔡勇, 张宝顺 申请人:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所