专利名称：发光器件封装的制作方法
技术领域：
本公开涉及发光器件封装。
背景技术：
发光器件(LED)是用于将电流转换为光的半导体器件。LED的一个示例是具有高 的热稳定性和宽带隙的氮化物半导体，例如氮化镓(GaN)半导体。GaN半导体可以与其它元 件相结合，以用于制造发射绿光、蓝光或白光的半导体层。但是相关技术的包括LED的发光 器件封装的散热效率差。
发明内容
因此，本发明的一个目的是解决上述的和其它的问题。本发明的另一个目的是提供改善散热效率的发光器件封装。为了实现这些和其它的优点，根据本发明的目的，如同在此所体现和大致描述的 那样，本发明一方面提供了发光器件封装，该发光器件封装包括封装体，该封装体具有在 该封装体的下表面中形成的多个不连续的且分离的三维形状的凹部，该凹部被配置用于耗 散封装体中产生的热量；封装体中的腔；以及发光器件，该发光器件包括该封装体的腔中 的被配置用于发光的至少一个发光二极管。根据以下给出的详细描述，本发明的进一步的适用性范围将变得明显。但是应该 理解，由于对于本领域的技术人员而言，根据该详细描述，在本发明的精神和范围内的各种 改变和变型将变得明显，因此，在该详细描述和特定示例表示本发明的优选实施例的同时， 仅通过例证来给出该详细描述和特定示例。
根据以下给出的详细描述和附图，将更加充分地理解本发明，这些描述和附图仅 以例证的形式给出，并且因此并不是对本发明的限定，其中图1是示出了根据本发明实施例的发光器件封装的概观；图2至6是示出了根据本发明实施例的制造发光器件封装的方法的概观；图7是示出了根据本发明另一实施例的发光器件封装的概观；以及图8是示出了根据本发明又一实施例的发光器件封装的概观。
具体实施例方式现在将详细参考本公开的实施例，其示例在附图中示出。图1是示出了根据本发明的实施例的发光器件封装的概观。如图所示，该发光器 件封装包括封装体210、腔C和发光器件100。封装体210还包括槽、三维图案等，稍后将对 其进行更加详细的描述。此外，在图1所示的实施例中，腔C被形成在封装体210中，发光器件100被置于腔C中。将参考图2-6对图1中的其它附图标记进行描述，图2-6示出了根据本发明实施 例的制造发光器件封装的方法。参考图2，制备封装体210，分别在封装体210的上表面和下表面上形成第一掩模 图案材料221a和第二掩模图案材料222a。封装体210还可以由硅材料形成，例如基于硅的 晶片级封装(WLP)，并可以由诸如长方体之类的多面体形状的结构构成。此外，第一掩模图 案材料221a和第二掩模图案材料222a可以由氮化物(例如氮化硅(SiNx))形成。参考图3，腔C被形成在封装体210中。此外，第一掩模图案221被形成为通过对 第一掩模图案材料221a进行图案化而暴露封装体210的上表面的一部分。例如，在将第一 光敏层图案形成在第一掩模图案材料221a上之后，可以使用第一光敏层图案作为蚀刻掩 模来蚀刻第一光敏层图案221a的第一掩模图案的一部分，以暴露封装体210的上表面的一 部分。接下来，使用第一掩模图案221和覆盖封装体210的下表面的第二掩模图案222 作为蚀刻掩模来蚀刻封装体210以形成腔C。例如，可以使用第一掩模图案221和第二掩模 图案222作为蚀刻掩模来对封装体210进行湿法蚀刻以形成腔C。在这种情况下，当封装体210是具有<100>晶体取向的硅衬底时，可以在倾斜方向 上进行蚀刻处理，以使得如图3所示地腔的上部的宽度比下部的宽度更宽。此外，具有这种 形状的腔C具有更有效的光反射率。参考图4，在封装体210的下表面上形成第三掩模图案223，以暴露该封装体210 的某些区域。例如，可以通过蚀刻在形成腔C时使用的第二掩模图案222来形成第三掩模 图案223，以暴露封装体210的下表面的一部分。此外，在将第二光敏层图案形成在第二掩 模图案222上之后，可以通过执行干法蚀刻处理来形成第三掩模图案223。替代性地，可以 在去除第二掩模图案222之后分离地形成第三掩模图案223。参考图5，通过以下方式来形成多个不连续的且分离的三维形状的凹部G:使用第 三掩模图案223作为蚀刻掩模而蚀刻封装体210的下表面的一部分。例如，可以通过以下方 式来形成该不连续的且分离的三维形状的凹部G 使用第三掩模图案223作为蚀刻掩模而 对封装体210的下表面的一部分进行湿法蚀刻。而且，如图5所示，该凹部G是不连续的， 并且相互隔开预定的距离。此外，在封装体210的下表面中形成的该不连续的且分离的三维形状的凹部G可以具有锥体形状、锥体的截锥体形状、棱柱形状、圆柱体形状和圆台形状中的至少一种形 状。该不连续的且分离的三维形状的凹部G还可以具有诸如四棱锥、三棱锥等的锥体形状、 或者诸如三棱柱、四棱柱、圆柱体等的棱柱形状。此外，不连续的且分离的三维形状的凹部G通过扩展散热面积而改善了封装体210的散热效率。例如如图5的放大图中所示地，当不连续的且分离的三维形状的凹部G具 有四棱锥形状时，“a”代表凹部G的深度或高度，“b”代表凹部G的宽度，“C”代表该凹部的 斜面的长度。此外当封装体210是具有<100>晶体取向的硅衬底时，可以以大约54. 74°的 倾斜角形成该不连续的且分离的三维形状的凹部G。此外，当不连续的且分离的三维形状的凹部G是四棱锥时，在纵剖面图上，该不连续的且分离的三维形状的凹部G的深度是“a”，正方形(即，四棱锥的底面)的一边是“b”， 而四棱锥的四个三角形的每个的高是“C”。在这种情况下，该三角形的面积是l/2XbXc，并且C可以表示成C = b/(2COS54.74° )。因此，四棱锥上的四个三角形的面积S可以表 示成 S = 4Xl/2XbXb/(2cos54. 71° ) = 1. 73b2。相应地，本发明的实施例通过以下方式来改善散热效率在封装体210的下表面 中形成不连续的且分离的三维形状的凹部G，以将散热面积从b2到1. 73b2扩展大约70%
或更多。接下来，参考图6，在第一掩模图案221和第三掩模图案223被去除之后，在封装 体210上形成绝缘层240。然后，在绝缘层240上形成金属层250。而且，绝缘层240可以 由诸如二氧化硅、氮化硅、AlN和SiC等的绝缘材料形成。绝缘层240还可以通过热氧化处 理等来形成。绝缘层240还被形成为使封装体210与金属层250或继而在绝缘层240上形 成的外部电极层电隔离。此外，作为电连接至发光器件100的电极层的金属层250可以形成为单层或多层。 而且，因为焊料260与绝缘层240之间的接触可能不牢固，所以在封装体210的下表面中的 不连续的且分离的三维形状的凹部G中可以形成金属。而且，金属层250可以包括用作电极的第一金属层251。此外，金属层可以形成在 要连接到第一金属层251的不连续的且分离的三维形状的凹部G上的绝缘层240上，或者 第三金属层可以与第一金属层251相分离地形成。此外，第一金属层251或第二金属层252 可以延伸到芯片的下表面的不连续的且分离的三维形状的凹部G，并且第一金属层251可 以延伸到芯片的下表面。此外，第三金属层可以与金属层250相分离地形成在芯片的下表面上。金属层250 之中的形成在腔C中的金属层也可以由具有高反射率的材料形成，或者可以由具有达到树 脂材料的高粘合强度的金属材料形成。此外，当金属层是多层时，最上层可以由包括Al、Ag 和APC(Ag+Pd+Cu)中的至少一种的金属材料形成。接下来，发光器件100被置于封装体210的腔C中，并且可以例如使用粘合剂来使 该发光器件100附着。该粘合剂也可以由非传导性材料形成。发光器件100还可以包括至 少一个彩色LED芯片或UV芯片，但不限于此。此外，发光器件100通过导线280连接到金属层250。树脂材料230也形成在腔C 中。该树脂材料230可以由透明的环氧树脂或硅材料形成，并且可以包括荧光物质。于是， 使用焊料260可以将包括发光器件100的封装体210附着至PCB 300。接下来，图7和图8是示出了根据本发明的其它实施例的发光器件封装的概观。如 图7所示，在封装体的下表面中的金属层250包括第一金属层251、第二金属层252和第三 金属层253。替代性地，图8示出了在封装体的下表面中的金属层250，该金属层250包括 第一金属层251和第二金属层252。此外，如果发光器件100是垂直型发光器件，则该发光器件100可以形成在金属层 250上。例如，发光器件100可以如图7所示地形成在第三金属层253上，或者发光器件100 可以如图8所示地形成在第二金属层252上。在这种情况下，一根导线280可以连接到发 光器件100。而且，焊料260可以形成在金属层250上，而不是形成在绝缘层240上。这样，如上所述，根据本发明的实施例的发光器件封装通过以下方式来提高散热 效率通过在封装体210中形成的不连续的且分离的三维形状的凹部G来扩展散热面积。此外，在描述该实施例时，当层(或膜)被称为在另一层或衬底“上/上方”时，该层(或膜)可以是直接在另一层或衬底上/上方，或者也可以存在中间层。此外，当层被称 为在另一层“下/下方”时，该层可以是直接在另一层下/下方，并且也可以存在一个或多 个中间层。另外，当层被称为在两层“之间”时，该层可以是这两层之间的唯一的层，或者也 可以存在一个或多个中间层。而且，本说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的任何引用是指 结合实施例所描述的具体特性、结构或特征被包括在本发明的至少一个实施例中。在本说 明书中各处出现的这种措辞不一定都指同一实施例。此外，当结合任何实施例描述具体特 性、结构或特征时，认为其落入本领域技术人员结合这些实施例中的其它实施例来影响这 种特性、结构或特征的范围之内。
虽然已经结合实施例的多个示例性实施方式对该实施例进行了描述，但是本领域 技术人员可以设计许多其它的变型和实施方式，这些变型和实施方式将落入本公开的原理 的精神和范围内。更具体地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内可以对主题结合布置 的组成部分和/或布置进行各种改变和变型。除了对组成部分和/或设置进行的改变和变 型之外，替代性的应用对于本领域技术人员来说也是明显的。
权利要求
一种发光器件封装，包括封装体，所述封装体包括在所述封装体的下表面中形成的多个不连续的且分离的三维形状的凹部，所述凹部被配置用于耗散所述封装体中产生的热量；所述封装体中的腔；以及发光器件，所述发光器件包括在所述封装体的腔内的、且被配置用于发光的至少一个发光二极管。
2.根据权利要求1所述的发光器件封装，还包括第一金属层和第二金属层，所述第一金属层和第二金属层在所述腔的内表面上，并分 别从接近于所述发光器件的部分延伸至所述封装体的相对的外表面侧，所述第一金属层和 第二金属层用作电极，用于接通和断开所述发光器件。
3.根据权利要求2所述的发光器件封装，还包括绝缘层，所述绝缘层形成在所述封装体上的所述第一金属层和第二金属层的下方以及 所述多个不连续的且分离的三维形状的凹部上。
4.根据权利要求3所述的发光器件封装，其中所述绝缘层包括二氧化硅、氮化硅、AlN 和SiC之中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的发光器件封装，其中所述第一金属层和第二金属层在所述封 装体的周围以及所述多个不连续的且分离的三维形状的凹部上方延伸，并且所述绝缘层被 布置在所述第一金属层和第二金属层的下面。
6.根据权利要求2所述的发光器件封装，其中在所述腔内延伸的所述第一金属层和第 二金属层包括对通过发光器件发射的光进行反射的金属材料。
7.根据权利要求2所述的发光器件封装，其中所述第一金属层和第二金属层在所述发 光器件下面延伸。
8.根据权利要求1所述的发光器件封装，其中在所述封装体的下表面中的所述多个不 连续的且分离的三维形状的凹部包括锥体形状、棱柱形状和圆柱体形状中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的发光器件封装，其中所述封装体包括硅衬底。
10.根据权利要求1所述的发光器件封装，其中所述腔在上部处的宽度比所述腔的下 部的宽度宽。
11.根据权利要求1所述的发光器件封装，还包括在所述腔中的覆盖所述发光器件的树脂材料。
12.根据权利要求1所述的发光器件封装，还包括印刷电路板，所述印刷电路板包括具有所述发光器件且经由焊料而被安装到所述印刷 电路板的封装体。
13.根据权利要求1所述的发光器件封装，其中所述腔具有向外倾斜的内表面，所述内 表面包括被配置用于对通过发光器件发射的光进行反射的反射材料。
14.根据权利要求2所述的发光器件封装，其中所述第一金属层在所述发光二极管下 面穿过，所述第二金属层在所述发光二极管处中断，导线将所述第二金属层连接到所述发 光二极管，以用于接通和断开所述发光二极管。
15.根据权利要求2所述的发光器件封装，其中所述第一金属层和第二金属层在所述 发光二极管处中断，两条导线分别将所述第一金属层和第二金属层连接到所述发光二极管，以用于接通和断开所述发光二极管。
16.根据权利要求1所述的发光器件封装，其中所述多个不连续的且分离的三维形状 的凹部具有四棱锥形状，并且通过以下等式来定义对应的三维形状的凹部的面积A=L 73b2其中“ b ”是所述四棱锥的底面积。
17.根据权利要求1所述的发光器件封装，其中对应的不连续的且分离的三维形状的 凹部的倾斜角为大约54. 74°。
18.根据权利要求1所述的发光器件封装，还包括第三金属层，所述第三金属层覆盖所述不连续的且分离的三维形状的凹部，并通过预 定的缝隙与所述第一金属层和第二金属层相分离。
全文摘要
本发明公开了一种发光器件封装，包括封装体，该封装体包括在该封装体的下表面中形成的多个不连续的且分离的三维形状的凹部，该凹部被配置用于耗散该封装体中产生的热量；该封装体中的腔；以及发光器件，该发光器件包括在该封装体的腔内的、且被配置用于发光的至少一个发光二极管。
文档编号H01L25/00GK101807651SQ20091021564
公开日2010年8月18日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年2月18日
发明者宋镛先 申请人:Lg伊诺特有限公司