光学器件及其制造方法

光学器件及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种光学器件及其制造方法。本发明的技术目的在于使得发光芯片产生的热容易消散，以及在不需要额外布线层的情况下配置表面发光体，该发光体具有串联、并联或串并联布置在表面发光体上的单个或多个发光芯片。为了实现该目的，本发明的光学器件包括：基底；设置在该基底上的多个发光芯片；多条导线，该多条导线将基底与发光芯片电连接，使得该多个发光芯片串联、并联或串并联连接至基底；以及在基底上覆盖该发光芯片和导线的保护层。
【专利说明】光学器件及其制造方法
[0001]本申请是申请号为201180013838.9、申请日为2011年3月30日、发明名称为“光学器件及其制造方法”的PCT国际发明专利申请的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及光学器件以及制造该光学器件的方法。
【背景技术】
[0003]光学器件通常指的是响应于施加到其上的电信号而产生光的元件。这种光学器件正用于各种领域中。在这些领域，显示区域逐渐发展，因此光学器件中的研究正在蓬勃前进发展。
[0004]在光学器件中，与现有的光学器件相比，发光芯片(发光二极管(LED))具有更高的效率，发出的光亮度更高，因此成为发光芯片使用快速增长的原因。
[0005]发光芯片借助于空穴与电子结合而发光，并且在结合时除了光之外还发热。因此，如果发光芯片的热不消散，这将对器件损坏以及操作效率降低造成威胁。
[0006]此外，如果在发光芯片进行封装以形成器件时在电极上存在短路，那么发光芯片将损坏，因而可靠性降低。因此，需要构造一种器件，其可以保证发光芯片的散热容易，并可防止电极之间短路。

【发明内容】

[0007]技术问题
[0008]本发明的技术目的在于提供一种实现表面发光体的光学器件以及制造该发光器件的方法，其可以使得发光芯片产生的热容易消散，消除了另外的布线层的需要，并且可以将单个或多个发光芯片串联、并联或者串并联布置。
[0009]技术方案
[0010]根据本发明的光学器件包括:基底；设置在该基底上的多个发光芯片；多条导线，其将基底与发光芯片电连接，使得该多个发光芯片彼此串联、并联或串并联连接；以及保护层，该保护层在该基底上覆盖该多个发光芯片以及该多条导线。
[0011]该基底包括:布置在至少一个行方向以及至少一个列方向上的多个导电块；设置在该多个导电块之间的贯通绝缘部；以及在该多个导电块的上表面上形成的至少一个导电层。
[0012]通过导电粘结剂将该多个发光芯片附着到该至少一个导电层上，并通过导线连接到另一个相邻的导电层上。
[0013]该贯通绝缘部还包括设置在该多个导电块的顶部和底部并覆盖该多个导电块的绝缘固定部。
[0014]该光学器件还包括形成在该多个导电块的至少一个导电块的上表面、下表面或侧表面上的端子层。[0015]该光学器件还包括设置在该多个导电块的至少一个导电块的下表面上的绝缘层或散热板。
[0016]该多个导电块包括在其上表面上形成的多个突起。
[0017]行方向上导电块的数量以及列方向上导电块的数量彼此相等或不等。
[0018]该多个发光芯片布置在至少一个行方向以及至少一个列方向上，并且行方向上的发光芯片数量与列方向上的发光芯片的数量彼此相等或不等。
[0019]该发光器件还包括阻挡层，该阻挡层形成在基底上，使得该阻挡层包围该保护层。
[0020]在平面上观察时该阻挡层具有矩形或圆形形状。
[0021]该保护层具有凸透镜形状，其从截面观察时是凸面的。
[0022]该基底包括:多个导电块；设置在该多个导电块之间的多个贯通绝缘部；形成在该多个导电块的至少一个导电块的上表面上的绝缘层；以及形成在该多个导电块的至少一个导电块的上表面上的导电层。
[0023]将该多个发光芯片附着在绝缘层上，将发光芯片通过导线彼此连接，并且将发光芯片和导电层通过导线彼此连接。
[0024]该基底包括:导电块；形成在该导电块上表面上的绝缘层；形成该在绝缘层的表面上的多个电极层；以及形成在绝缘层的表面上的多个端子层。
[0025]将该多个发光芯片通过导电粘结剂附着到该电极层上，并且该多条导线将发光芯片连接到该电极层，将发光芯片连接到端子层以及将该电极层连接到发光芯片。
[0026]根据本发明的光学器件包括:基底，其包括具有盘形形状的第一导电块、具有环形盘形状并且包围该第一导电块的第二导电块以及设置在第一导电块和第二导电块之间的贯通绝缘部；布置在该基底的第一导电块和第二导电块上的多个发光芯片；将该多个发光芯片连接到该基底的第一导电块或第二导电块的多条导线；以及将多个发光芯片以及导线覆盖在基底上的保护层。
[0027]该光学器件还包括形成在该第一和第二导电块的上表面上的导电层，以及形成在该第一和第二导电块的下表面上的端子层。
[0028]根据本发明的制造光学器件的方法包括:形成覆盖金属板的上和下表面的图案层；将金属板的通过图案层暴露的区域进行阳极化处理，从而提供穿过该金属板的贯通绝缘部以及包括由该贯通绝缘部分离的多个区域的基底；将该图案层去除以露出该基底；填充该贯通绝缘部的孔或者密封该孔的孔口 ；分别将发光芯片附着到该基底的多个分离的区域上；通过导线将发光芯片粘结到该基底的该多个区域的至少一个区域上，以使得将发光芯片彼此串联、并联或串并联连接；以及在基底上形成保护层以覆盖该发光芯片和导线。
[0029]对金属板的区域进行阳极化处理，这样使得该多个分离的区域具有相同的表面面积或者不同的表面面积。
[0030]根据本发明的一种制造光学器件的方法包括:制备多个金属板；在金属板的分界表面上形成粘附绝缘部；将该多个金属板与设置在金属板之间的粘附绝缘部进行叠层；在与分界表面垂直的方向上部分切割金属板并且然后完全切割金属板，因而提供包含有粘附绝缘部电气隔离的多个区域的基底；分别将多个发光芯片附着到该基底的多个分离的区域上；采用导线将该多个发光芯片粘结到该基底的多个区域的至少一个上，使得该多个发光芯片彼此串联、并联或串并联连接；以及在基底上形成保护层以覆盖该发光芯片和该导线。[0031]进行部分切割以及全部切割金属板，这样该多个分离的区域具有相同的表面面积或者不同的表面面积。
[0032]以下述方式部分切割金属板，:在金属板中形成狭缝使得该基底的多个区域彼此隔开，并且采用粘附绝缘部填充该裂缝。
[0033]有益效果
[0034]根据本发明的光学器件以及制造该光学器件的方法采用铝或者铝合金作为基底，因而可以使得发光芯片产生的热可以通过该基底快速向外消散。
[0035]此外，由于根据本发明的光学器件以及制造该光学器件的方法采用铝或者铝合金用作布线层，因而不需要形成额外的复杂布线层。
[0036]另外，由于根据本发明的光学器件以及制造该光学器件的方法采用多个绝缘层将基底分开，因此多个发光芯片可以彼此串联、并联或者串并联连接，因而容易实现表面发光器。
【专利附图】

【附图说明】
[0037]图1a至Ic分别是示出根据本发明实施例的光学器件的截面图、平面图以及等效电路不意图。
[0038]图2是示出根据本发明的另一实施例的光学器件的截面图。
[0039]图3a和3b是示出根据本发明又一实施例的光学器件的截面图以及片段放大图。
[0040]图4是示出根据本发明再一实施例的光学器件的平面图。
[0041]图5a和5b是示出根据本发明又一实施例的光学器件的截面图。
[0042]图6a和6b是示出根据本发明再一实施例的光学器件的平面图以及截面图。
[0043]图7a和7b是示出根据本发明又一实施例的光学器件的平面图以及等效电路示意图。
[0044]图8a和Sb是示出根据本发明再一实施例的光学器件的平面图以及等效电路示意图。
[0045]图9是示出根据本发明又一实施例的光学器件的平面图。
[0046]图1Oa和IOb是示出根据本发明再一实施例的光学器件的平面图和等效电路示意图。
[0047]图1la和Ilb是示出根据本发明又一实施例的光学器件的平面图和等效电路示意图。
[0048]图12a和12b是示出根据本发明再一实施例的光学器件的平面图和等效电路示意图。
[0049]图13a和13b是示出根据本发明又一实施例的光学器件的平面图和等效电路示意图。
[0050]图14是示出根据本发明再一实施例的制造光学器件的方法的流程图。
[0051]图15a至15h是示出图14所示的制造光学器件的方法的平面图。
[0052]图16是示出根据本发明又一实施例的制造光学器件的方法的流程图。
[0053]图17a至17f是示出图16所示的制造光学器件的方法的透视图。该方法现在参考图16进行描述。【具体实施方式】
[0054]最佳模式
[0055]本发明的优选实施例将参考附图进行详细描述，以使得本发明所属的本领域技术人员容易实施。
[0056]图1a到Ic分别是示出根据本发明一个实施例的光学器件的截面图、平面图以及等效电路不意图。
[0057]如图1a到Ic所示，根据本发明该实施例的光学器件100包括基底110、多个发光芯片120、多条导线130，阻挡层140以及保护层150。
[0058]基底110构造成具有大致平坦的形状，其包括多个导电块111、多个贯通绝缘部112、多个绝缘固定部113、多个导电层114、多个端子层115以及多个绝缘层116。
[0059]该多个导电块111布置在至少一行中以及布置在至少一列中。在一个实施例中，多个导电块111可由一行导电块和三列导电块组成，而本发明并不旨在限制于这种布置。导电块111可以由具有优良导电性和导热性的金属板制成。例如，导电块111可以由从铝、铝合金、铜、铜合金、铁、铁合金及其等效物中选择的任何一个制成，但是本发明并不旨在局限于这些。结果是，导电块111不仅能使得电信号容易传输到发光芯片120上，而且使得发光芯片120产生的热容易并且快速地消散。
[0060]多个贯通绝缘部112插在多个导电块111之间，从而使该多个导电块111互连，以形成单个基底110。由于每个贯通绝缘部112的宽度相较于每个导电块111的宽度而言非常小，因而基底110主要由导电块111组成。因此，根据本发明的光学器件100的散热性能被进一步改进。可以通过对导电块111进行阳极氧化处理而形成贯通绝缘部112，或者贯通绝缘部112可以是通常的粘附绝缘部，而本发明并不旨在限制贯通绝缘部112的材料。
[0061]多个绝缘固定部113可以设置在贯通绝缘部112的顶部和底部。此外，绝缘固定部113可以占据导电块111上和下表面的部分区域，这些区域位于贯通绝缘部112的顶部和底部的外围。该绝缘固定部113的作用不仅能够保护相对软的贯通绝缘部112，而且能够防止由多个导电块111构成的基底110变形。该绝缘固定部113例如可以由聚二甲苯酰胺(PPA)、环氧树脂、感光胶、其等效物和混合物中的任何一种制成，但是本发明并不旨在限制用于形成绝缘固定部113的材料。
[0062]该多个导电层114形成在导电块111的上表面上。导电层114用作采用粘附剂121将发光芯片120基本附着到其上的区域或者将导线130基本粘结到其上的区域。此外，导电层114还用作将发光芯片120产生的光进行反射的区域。因此，导电层114可以由选自导电性和反光性优良的金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)、钨(W)、钯(PD)以及等效物或其合金的至少一种制成。优选的是，导电层114可以由具有优良导电性和反光性的银(Ag)制成。
[0063]多个端子层115形成在导电块111的下表面上。例如，参考图la，端子层115可形成在最左侧导电块111的下表面以及最右侧导电块111的下表面上。端子层115提供可以将根据本发明的光学器件100安装在外部器件(例如，母板、主板等等)上的区域。为此，端子层115可以由从铜(Cu)、镍/金(Ni/Au)、镍/ IE /金(Ni/Pd/Au)、银(Ag)及其等效物或其合金中选择的至少一种来形成。尽管附图中未示出，但是端子层115可以是导电端子，其采用螺钉或者绝缘胶布电气附着到导电块111上。
[0064]多个绝缘层116形成在导电块111的下表面上。参考图la，例如，可将绝缘层116形成在离中心最近的两块导电块111的下表面上。绝缘层116用作防止导电块111的下表面暴露，因而避免了不希望的电短路发生。为此，绝缘层116可从普通绝缘纸、聚酰亚胺、PBO (聚苯并唑)及等效物中选择的任何一种制成，但是本发明并不旨在局限于绝缘层116的材料。此外，为了进一步改进散热性能，本发明可以这样进行构造:散热板、散热垫或者散热片直接附着至导电块111的下表面，而不是绝缘层116。这样，附加的焊料、焊块或者焊球可附着到端子层115上，以便得到预定的厚度。
[0065]多个发光芯片120附着到基底110的至少一个导电块111的上表面上。换句话说，发光芯片120通过导电粘结剂121粘附地附着到形成在导电块111上的导电层114上。参考图lb，从左看，形成在第一导电块111的上表面上的导电层114可被设置有例如粘附地附着到其上的四个发光芯片120。从左看，形成在第二导电块111的上表面上的导电层114被设置有粘附地附着到其上的四个发光芯片120。从左看，形成在第三导电块111的上表面上的导电层114被设置有粘附地附着到其上的四个发光芯片120。同时，不存在粘附地附着到第四导电块111的上表面上的发光芯片120。导电粘结剂121可由从共晶焊料(Sn37Pb)、高铅焊料(Sn95Pb)以及无铅焊料(SnAg, SnAu, SnCu, SnZn, SnZnBi, SnAgCu, SnAgBi 等)中选择的任何一种制成，但是本发明并不旨在局限导电粘结剂121的材料。尽管图1b中示出了发光芯片的布置为4X3的一种发光芯片阵列，但本发明并不局限于这种阵列。尤其是，以行和列设置的发光芯片120的数量可以彼此相等或不等，发光芯片120的位置可以以各种组合来变化。此外，发光芯片120可以是普通的发光二极管(LED)，但是本发明并不旨在局限发光芯片120的种类。
[0066]多条导线130使与发光芯片120相邻的导电块111彼此电连接。尤其是，导线130可以通过球焊技术粘结在发光芯片120的一端，以及可以通过跳焊技术粘结到导电层114的另一端，反之亦可。因此，导电块111中的一个通过发光芯片120和导线130电连接到相邻的导电块111上。参考图lb，在一个实施例中，导线130将第一列的发光芯片120电连接到第二列的导电层114上。此外，导线130将第二列的发光芯片120电连接到第三列的导电层114上。同样，导线130将第三列的发光芯片120电连接到第四列的导电层114上。由于基底110和导线130的连接构造，根据本发明实施例的光学器件100是这样一种构造:约四个发光芯片彼此并联连接，每列具有四个发光芯片的三列发光芯片彼此串联连接，如图1c所示。
[0067]阻挡层140形成在基底110上，具有预定的厚度。阻挡层140用作限定保护层150的区域，该区域将在后面进行描述。参考图lb，阻挡层140以大致正方形线路的形式构造，但是本发明并不旨在限制阻挡层140的形状。阻挡层140可以由环氧树脂、感光阻挡层肋条胶(PSR)或者其混合物制成，并且在某些情况下可以由硅树脂制成。然而，本发明并不旨在限制阻挡层140的材料。
[0068]保护层150覆盖了将全部的多个发光芯片120以及多条导线130覆盖在基底110上。因此，保护层150可以保护基底110上的多个发光芯片120以及多条导线130免受外部的电气、物理、机械和化学环境的影响。不言而喻，保护层150的水平宽度受阻挡层140的限制。保护层150可通过将环氧树脂和常规荧光材料混合而制备成。荧光材料通过施加从发光芯片120产生的可见光或者紫外线而激励，随后产生稳定的可见光路径。因此，由荧光材料制成的保护层150可将发光芯片120产生的光转换成红光、绿光和蓝光(RGB)。因此，根据本发明一个实施例的光学器件100可用作液晶显示面板的背光单元(BLU)。换句话说，根据本发明一个实施例的光学器件100可用作表面发光器件。
[0069]图2是示出根据本发明另一实施例的光学器件的截面图。
[0070]如图2所示，根据本发明另一实施例的光学器件200基本与前述的光学器件相同。因此，仅描述该光学器件和前面的光学器件的区别。
[0071]如图2所示，根据本发明的光学器件200具有可以形成在导电块111侧面上的端子层215。不言而喻，绝缘层116形成在所有导电块111的下表面上，以避免产生不期望的电短路。由于该结构，根据本发明另一实施例的光学器件使得电信号从侧面施加。尽管未在附图中示出，但是端子层115也可形成在最左侧导电块111的上表面以及最右侧导电块111的上表面上。由于该结构，根据本发明另一实施例的光学器件200使得各种安装结构可以实现。换句话说，端子层215的位置可以根据外部器件的结构或设计来改变，因而使得光学器件200容易安装。
[0072]图3a和3b是示出根据本发明又一实施例的光学器件的截面图和片段放大图。
[0073]如图3a和3b所示，根据本发明又一实施例的光学器件300可这样进行构造:多个导电块111的上表面设置有多个微小突起或者纹理部111a。换句话说，导电块111的表面粗糙度相对较高。微小突起或者纹理部Illa可采用常规的喷砂处理或者化学蚀刻技术来实现。通过在导电块111上形成微小突起或者纹理部111a，形成在微小的不均匀部或纹理部Illa上的导电层114的表面因而被设置有多个微小突起或者纹理部114a。突起或纹理部增大了粘附性地附着至发光芯片120的导电粘结剂121的粘结区域，因而增加了发光芯片120附着的粘附强度。此外，突起或纹理部增加了阻挡层140的粘结区域，因而增加了阻挡层140的粘附强度。此外，突起或纹理部增加了保护层150和基底110之间的粘附强度，从而使得抑制了基底110和保护层150之间的热膨胀系数差别所导致的界面分隔。此外，突起或纹理部可以导致发光芯片120发出的光进行漫反射，结果导致较高的亮度和一致的粗糙程度，因而提供了更加优良的表面发光器。
[0074]图4是根据本发明再一实施例的光学器件的平面图。
[0075]如图4所示，根据本发明再一实施例的光学器件400是不同的，因为行中的发光芯片120的数量彼此不同，列中的发光芯片120的数量彼此不同。例如，如图4所示，第一左导电块111的上表面设置有两个发光芯片120。第二导电块111的上表面设置有四个发光芯片120。第三导电块111的上表面设置有两个发光芯片120。同时,第四导电块111的上表面未设有发光芯片120。不言而喻,本发明中的发光芯片120的数量不未受限制,可提供许多不同数量的发光芯片120。
[0076]在该实施例中，形成在基底110上表面上的阻挡层440可以构造成当从平面的角度看时具有大致圆环形的形状。因此，形成在阻挡层440内部的保护层450也构造成具有大致圆环形的形状。不言而喻，本发明并未旨在限定阻挡层440和保护层450的形状。换句话说，发光芯片120可以根据用户的意图和期望设计而在数量和布置上进行变化。阻挡层440和保护层450的设计也可进行各种改变。
[0077]图5a和5b是示出根据本发明又一实施例的光学器件的截面图。[0078]如图5a所示，根据本发明又一实施例的光学器件500可以没有阻挡层。替代地，覆盖多个发光芯片120的保护层550可构造成具有凸透镜形状，其从截面看时在上部是凸面的。因此，本发明可以实现具有焦点的表面发光器。另一方面，本发明还可提供在上部是凹面的凹透镜。
[0079]如图5b所示，根据本发明又一实施例的光学器件500a具有这样的结构:其中每个保护层550a覆盖相应的发光芯片120。此外，保护层550a可用半球形透镜560覆盖。半球形透镜560可通过模铸工艺制造，优选的是，通过采用透明或半透明密封剂的模铸工艺制造。同样，每个透镜还可构造成具有凸透镜或凹透镜的形状，当从截面方向看时，在上部是凸面的或者凹面的。由于光学器件500a这样进行构造:每个发光芯片120用分离的保护层550和半球形透镜560覆盖，因此可将其切割成分离的单元发光器件。尤其是，在半球型透镜之间切割基底110，导致分离的单元发光器件。在该实施例中，切割工艺可包括常规的切割工艺，其采用从金刚石刀片、激光束、化学蚀刻及其等效物中选择的任何一种进行，并且本发明并不局限于这些切割工艺。
[0080]图6a是示出根据本发明再一实施例的光学器件的平面图，图6b是截面图。
[0081]如图6a和6b所不，根据本发明再一实施例的光学器件600包括基底610、多个发光芯片620、多条导线630、阻挡层640以及保护层650。
[0082]基底610包括第一导电块611a、第二导电块611b以及贯通绝缘部612。基底610还包括绝缘固定部613、导电层614以及端子层615。
[0083]第一导电块611a构造成具有大致盘形形状。第二导电块61 Ib构造成具有包围第一导电块611a的大致圆环形状。
[0084]贯通绝缘部612设置在第一导电块611a和第二导电块611b之间。
[0085]绝缘固定部613形成在贯通绝缘部612的顶部和底部，并且覆盖第一和第二导电块611a和611b的上表面和下表面的部分区域。
[0086]导电层614分别形成在第一和第二导电块611a和611b的上表面上。
[0087]端子层615形成在第一和第二导电块611a和611b的下表面上。
[0088]在该实施例中，由于第一和第二导电块611a和611b、贯通绝缘部612、绝缘固定部613、导电层614以及端子层615的材料已经在前面的实施例中描述过，因此省略其特别说明。
[0089]多个发光芯片620可位于第一导电块611a或者第二导电块611b处。如图6a和6b所示，在一个实施例中，多个发光芯片620可以通过导电粘结剂621以大致径向的图案粘附地附着到导电层614上。
[0090]多条导线630将多个发光芯片620连接到基底610的第一导电块611a或第二导电块611b上。如图6a和6b所示，在一个实施例中，多条导线630将发光芯片620连接到第一导电块611a的导电层614上。
[0091]阻挡层640可形成在基底610的第二导电块611b的上表面上，从而在平面图方向观察时形成大致圆形的形状。
[0092]导电层650形成在阻挡层640的内部。因此，导电层650覆盖形成在基底610上的多个发光芯片620以及导线630，以便保护这些元件免受外部环境的影响。
[0093]如上所述，本发明能够增加基底610中第二导电块611b的发光芯片620附着的表面区域，因而增强散热性能。另一方面，本发明还能以这种方式实现:基底610的第一导电块611a的表面区域相对增加,多个发光芯片620附着到第一导电块611a上。
[0094]在该实施例中，本发明并不旨在局限基底610的平面形状为圆形，而可以根据用户的设计、预期目的以及预期应用而进行各种改变。
[0095]图7a和7b是示出根据本发明又一实施例的光学器件的平面图和等效电路示意图。
[0096]如图7a所示，根据本发明又一实施例的光学器件700这样进行构造:构成基底710的多个导电块711在横向以及垂直方向上布置，以便确保各种串联和并联连接。在一个实施例中，多个导电块711布置成四列两行。不言而喻，贯通绝缘部712设置在导电块711之间，以将导电块711彼此电气分离。在该实施例中，由于最右侧的导电块711未分开，因此位于第一行的发光芯片120以及位于第二行的发光芯片120通过最右侧的导电块711彼此电连接。位于第一行的最左侧的导电块711可以在下表面设置端子层(未示出)，位于第二行的最左侧的导电块711可以在下表面设置端子层(未示出)。不言而喻，贯通绝缘部712可在上下表面设置有上述的绝缘固定部。仅有构成基底710的导电块711和贯通绝缘部712与前面实施例中所述的那些略有不同，剩余的部件与前面实施例中所述的那些基本相同。
[0097]位于第一行第一列中的导电块711与两个发光芯片120连接。第一行第二列中的导电块711与两个发光芯片120连接。第一行第三列中的导电块711与两个发光芯片120连接。第二行第四列中的导电块711与两个发光芯片120连接。第二行第三列中的导电块711与两个发光芯片120连接。第二行第二列中的导电块711与两个发光芯片120连接。每条导线130 —端连接相应的发光芯片120，另一端连接相邻的导电块711。
[0098]因此，如图7b所示，提供一种表面发光光学器件，其这样进行构造:构成一对的两个发光芯片彼此并联连接，六对发光芯片彼此串联连接。
[0099]图8a和Sb是示出根据本发明再一实施例的光学器件的平面图和等效电路示意图。
[0100]如图8a所示，根据本发明再一实施例的光学器件800这样进行构造:构成基底810的多个导电块811在横向和垂直方向上布置，以便确保各种串联和并联连接。在一个实施例中，多个导电块811设置成四列四行。不言而喻，贯通绝缘部812设置在导电块811之间，以将导电块811彼此电气分离。在该实施例中，由于一些相邻导电块811对彼此未分离，第一行的发光芯片120和第二行的发光芯片120彼此串联电连接，第二行的发光芯片120和第三行的发光芯片120彼此串联电连接，以及第三行的发光芯片120和第四行的发光芯片120彼此串联电连接。位于第一行的导电块811中最左侧的一个在下表面上设置有端子层(未不出)，位于第四行的导电块811的最左侧的一个在下表面上设置有端子层(未不出)。
[0101]第一行第一列的导电块811与一个发光芯片120连接。第一行第二列的导电块811与一个发光芯片120连接。第一行第三列的导电块811与一个发光芯片120连接。第二行第四列的导电块811与一个发光芯片120连接。第二行第三列的导电块811与一个发光芯片120连接。第二行第二列的导电块811与一个发光芯片120连接。第三行第三列的导电块811与一个发光芯片120连接。第三行第二列的导电块811与一个发光芯片120连接。第三行第三列的导电块811与一个发光芯片120连接。第四行第四列的导电块811与一个发光芯片120连接。第四行第三列的导电块811与一个发光芯片120连接。第四行第二列的导电块811与一个发光芯片120连接。
[0102]每条导线130 —端连接相应的发光芯片120，另一端连接相邻的导电块811。
[0103]因此，如图Sb所示，提供一种表面发光光学器件，其这样进行构造:十二个发光芯片彼此串联连接。
[0104]图9是示出根据本发明又一实施例的光学器件的平面图。
[0105]如图9所示，根据本发明又一实施例的光学器件900这样进行构造:构成基底910的导电块911可以由六列组成。同样，贯通绝缘部912设置在导电块911之间。位于第一列最左侧的导电块911在下表面上设置端子层(未示出)，位于第六列最右侧的导电块911在下表面上设置有另一端子层(未示出)。发光芯片120以曲折图案附着到构成基底910的导电块911上，每个发光芯片120通过导线130连接到相邻的导电块911上。因此，提供了一种表面发光器件，其这样进行构造:五个发光芯片彼此串联连接。
[0106]图1Oa和IOb是示出根据本发明再一实施例的光学器件的平面图和等效电路示意图。为简便起见，覆盖发光芯片和导线的保护层在附图中未示出。
[0107]如图1Oa所示，根据本发明再一实施例的光学器件1000这样进行构造:基底1010包括多个导电块1011、设置在该多个导电块1011之间的贯通导电部1012、形成在该多个导电块1011中至少一个导电块的上表面上的绝缘层1017以及形成在该多个导电块1011中至少一个导电块的上表面上的导电层(未示出)。特别的是，该多个导电块1011由三列组成。其中，中间的导电块1011在上表面上设置有绝缘层1017。此外，两侧的导电块1011在其上表面上设置有导电层(未示出)，在其下表面上设置有端子层(未示出)。
[0108]该多个发光芯片120粘附地附着到绝缘层1017上。对此，由于多个发光芯片120附着到绝缘层1017上，因此他们未电连接到中间的导电块1011上。
[0109]多条导线130将相邻的发光芯片120彼此电连接，或者将每个发光芯片120电连接到相邻的导电块1011上。在一个实施例中，位于第一行的发光芯片120通过导线130彼此电连接，第一行左端部和右端部上的发光芯片120通过导线130连接到导电块1011的左侧和右侧两侧。同样，位于第二行和第三行中的发光芯片120以相同的方式连接。
[0110]因此，如图1Ob所示，提供了一种表面发光光学器件，其这样进行构造:位于一行中的四个发光芯片彼此串联连接，四行发光芯片彼此并联连接。
[0111]图1la和Ilb是示出根据本发明又一实施例的光学器件的平面图和等效电路示意图。为简便起见，覆盖发光芯片和导线的保护层在附图中未示出。
[0112]如图1la所示，根据本发明又一实施例的光学器件1100这样进行构造:横向的贯通绝缘部1112进一步形成在左和右两侧的块1111中。特别的是，左右两侧的导电块1111中的每个分成两个块。对此，左上的导电块111在下表面上设置有端子层(未示出)，右下的导电块1111在下表面上设置有端子层(未示出)。
[0113]因此，如图1lb所示，提供一种表面发光光学器件，其这样进行构造:九个发光芯片彼此串联连接。
[0114]图12a和12b是示出根据本发明再一实施例的光学器件的平面图以及等效电路示意图。为简便起见，覆盖发光芯片和导线的保护层在附图中未示出。
[0115]如图12a所示，根据本发明再一实施例的光学器件1200这样进行构造:形成在绝缘层1017上的所有发光芯片120彼此串联连接。位于第一行第一列的发光芯片120通过导线120电连接到左侧相邻的导电块1211上，位于第三行第三列的发光芯片120电连接到右侧相邻的导电块1211上。
[0116]因此，如图12b所示，提供一种表面发光器件，其这样进行构造:九个发光芯片彼此串联连接。
[0117]图13a和13b是根据本发明又一实施例的光学器件的平面图和等效电路示意图。为简便起见，覆盖发光芯片和导线的保护层在附图中未示出。
[0118]如图13a和13b所示，根据本发明又一实施例的光学器件1300这样进行构造:基底1310包括一个导电块1311、形成在导电块1311整个上表面的绝缘层1312、形成在绝缘层1312表面上的多个电极层1313以及形成在绝缘层1312表面上的多个端子层1314。多个电极层1313布置成三行三列。由于多个电极层1313是发光芯片120和导线130电连接到其上的区域，因此他们由从金(Au)、银(Ag)、铜(Au)、铝(Al)、镍(Ni)、钨(W)、钯(Pd)及其等效物或其合金中选择的至少一种而制成。电极层1313可以采用常规的喷涂工艺、糊膏挤压成型法、油墨印工艺等而形成，电极层1313的形状和位置可根据用户的意图来改变。此外，不言而喻，电极层1313可形成为各种形状，这样发光芯片120可彼此串联、并联或串并联连接，后面将进行描述。
[0119]采用导电粘结剂(未示出)将发光芯片120附着到各个电极层1313上，并且导线将端子层1314连接到电极层1313上，将发光芯片120连接到电极层1313上，将发光层120连接到端子层1314上。在一个实施例中，位于第一行第一列中的电极层1313通过导线130电连接到相邻的端子层1314上。位于第三行第三列的发光芯片120通过导线130电连接到相邻的端子层1314上。
[0120]因此，如图13b所示，提供一种表面发光光学器件，其这样进行构造:九个发光芯片彼此串联连接。
[0121]下文中，将描述根据本发明又一实施例的制造光学器件的方法。
[0122]图14是示出了根据本发明又一实施例的制造光学器件的方法的流程图。
[0123]如图14所示，根据本发明又一实施例的制造光学器件的方法包括形成图案层的操作(SI)，形成贯通绝缘部的操作(S2)，去除该图案层的操作(S3)，填充孔的操作(S4)，形成导电层和端子层的操作(S5)，形成阻挡层的操作(S6)，附着发光芯片的操作(S7)，粘结导线的操作(S8)以及形成保护层的操作(S9)。
[0124]图15a和15b是示出图14所示的制造光学器件的方法的平面图。本发明制造的光学器件和图7a所示的基本相同。
[0125]参考图14和15a，在形成图案层的操作(SI)中，图案层10形成在金属板11(V的上下表面。金属板110'可由从铝、铝合金、铜、铜合金、铁、铁合金及其等效物中选择的任何一个来制成，但本发明并不旨在局限于这些材料。图案层10以施加掩模溶液并且执行暴露和显影或者附着其上形成图案的薄膜的方式形成。
[0126]参考图14和15b，在形成贯通绝缘部的操作(S2)中，将通过图案层10暴露的区域进行阳极化处理，以形成贯通绝缘部712。该贯通绝缘部712这样形成:贯通绝缘部712垂直穿过金属板110'的厚度并设置在宽度方向中。贯通绝缘部712将金属板110'分成多个区域，并且该分出的区域可具有相同的表面面积或不同的表面面积。可替换地，贯通绝缘部712可这样进行构造:其在厚度方向上具有平的侧面，或者其具有双锥形部和中心为凹面的侧面，并且该侧面是从金属板110,的上下表面上进行阳极化处理而得到的。
[0127]参考图14和15c，在去除图案层的操作(S3)中，图案层10被从基底710去除。当图案层10由掩模溶液制成时，图案层10可通过抛光工艺去掉。当图案层10由干膜制成时，图案层10可通过将干膜从基底710分离而去掉。
[0128]参考图14，在填充孔的操作(S4)中，在形成贯通绝缘部的操作中形成的贯通绝缘部712中出现小孔，该小孔采用从PCB (苯唑环丁烷)、绝缘有机材料和蒸馏水或者其组合物中选择的任何一种进行填充。贯通绝缘部712容易碎并且易于用外力破坏。因此，贯通绝缘部712的机械强度和绝缘性能可通过采用上述材料填充大多数易碎的孔而改进。
[0129]当孔填充有PCB或者有机绝缘材料时，可进一步执行通过施加预定温度的热而对材料进行固化操作。附加地，绝缘固定部(未示出)还可进一步形成在贯通绝缘部712的上下表面，以便进一步改进贯通绝缘部712的强度。由于绝缘固定部覆盖了基底710的上下表面的部分区域，所以可防止基底710变形。绝缘固定部可由从由聚二甲苯酰胺(PPA)、环氧树脂、感光胶、其等效物和混合物中选择的任何一种形成，但本发明并不旨在限制绝缘固定部的材料。
[0130]在填充孔的操作(S4)之后，还可执行对基底710的表面抛光操作，以去除基底710表面上产生的芒刺或刮痕。
[0131]采用抛光操作，从将粘结到基底710的区域上的发光芯片发出的光被有效地反射，因而提高了发光效率。该抛光操作通常可采用磨光工艺进行。
[0132]参考图14和15d，在形成导电层和端子层的操作(S5)中，将导电层114形成在基底710的上表面，将端子层形成在基底710的下表面(未示出)。每个导电层114和端子层可实施成单层或者双层。导电层114可从具有良好的导电性和电接触的金、银、铜、铝、镍、钨、钯及其组合物中选择的一种形成。导电层114形成在基底710的整个上表面上。端子层可由具有良好导电性的铜或镍/金制成。端子层形成在基底710的位于第一行第一列的区域的下表面上以及基底710的位于第二行第一列的区域的下表面上。
[0133]形成导电层114和端子层的操作可采用从无电镀工艺、电解电镀工艺、糊膏挤压成型法、喷涂工艺(等离子喷涂工艺或冷喷涂工艺)、油墨印工艺及其组合工艺中选择的任何一种来进行。
[0134]在一个实施例中，后面连接的导线130由金(Au)制成时，导线层114可由银(Ag)制成，银具有优良导电性并能有效反射发光芯片发出的光。此外，当导线130由铝(Al)制成时，将导线130保持到基底710上的粘结力即使在未使用导电层114时也是非常良好的。
[0135]特别是，当采用无电镀工艺或者电解电镀工艺时，可以这样的方式进行附加的掩模处理:导电层114和端子层仅在基底710预定的区域上形成。
[0136]当采用喷涂工艺时，导电层114和端子层可采用附加的掩模选择性地形成在基底710的预定区域上。
[0137]参考图14和15e，在形成阻挡层的操作(S6)中，将阻挡层140形成在导电层114上。形成阻挡层140，使得其从导电层114的上表面垂直突出。阻挡层140可采用丝网印工艺或者模铸工艺形成，或者可由聚二甲苯酰胺(PPA)、环氧树脂、感光肋隔胶(PSR, photosensitive rib barrier paste)或其混合物或娃树脂制成。
[0138]参考图14和15f，在附着发光芯片的操作(S7)中，将多个发光芯片120以行和列的图案，即，以矩阵图案附着到基底710的上表面。如上所述，发光芯片120可以是发光二极管(LED)。发光芯片120可通过施加到发光芯片(120)的下表面上的导电粘结剂(未示出)附着到基底710的许多区域上。
[0139]参考图14和15g，在粘结导线的操作(S8)中，通过导线130将发光芯片120连接到导电层114上。作为粘结导线130的结果，发光芯片120彼此串联、并联或串并联连接。传输给导电层114的外部信号通过导线120传输到发光芯片120上，以便控制来自发光芯片120的光发射。 [0140]参考图14和15h，在形成保护层的操作(S9)中，将荧光材料施加到由阻挡层140限定的区域上，以形成导电层150。
[0141]保护层150形成在基底710的上表面上，使得其覆盖发光芯片120和导线130。保护层150用作保护发光芯片120免受外部物理的、机械的、电气的以及化学的影响。此外，保护层150可以将发光芯片120产生的光转换成白光。
[0142]下文中，将描述根据本发明再一实施例的制造光学器件的方法。
[0143]图16是示出根据本发明再一实施例的制造光学器件的方法的流程图。
[0144]参考图16，根据本发明再一实施例的制造光学器件的方法包括制备金属板的操作(S11)、制备粘附绝缘部的操作(S12)、叠层的操作(S13)、部分切割以及完全切割的操作(S14)、形成导电层以及端子层的操作(S15)、形成阻挡层的操作(S16)、附着发光芯片的操作(S17)、粘结导线的操作(S18)以及形成保护层的操作(S19)。
[0145]图17a到17f是示出图16所示的制造光学器件的部分方法的透视图。现在参考图16描述该方法。由该方法制造的光学器件与图7a所示的基本相同。
[0146]参考图16和17a，在制备金属板的操作(Sll)中，提供四个金属板11 ,112'，113'，114'。在该实施例中，尽管金属板111'，112'，113'，114'被示出为限于数量为四个，但是，金属板的数量并不局限于四个，可根据基底的期望区域在数量上进行设置。金属板111'，112'，113'，114'可以由从铝、铝合金、铜、铜合金、铁和铁合金中选择的任何一种制成。金属板IlP，112^，llf的表面被阳极化处理，以便增加在后续操作中粘附绝缘部的粘附力，并增加金属板IlP，112^，llf之间的绝缘特性以及耐电压性。此外，金属板IlP，112'，113'，114'可在其间的分界表面上具备经受喷砂、化学蚀刻、碾磨或者抛光处理的表面粗糙度，以便增加粘附绝缘部的粘附力。金属板111,，112'，113'，114'垂直堆叠，从而限定了基底的随后区域。
[0147]参考图16和17b，在制备粘附绝缘部的操作(S12)中，在金属板IlP，112^，113'，114'之间的分界表面提供粘附绝缘部115'。
[0148]粘附绝缘部115'用于将金属板11，112^，113^，llf彼此粘结，同时将金属板11，112^ ,Ini，llf彼此电隔离。粘附绝缘部115'可由液态粘结剂或者软片(sheet film)组成。
[0149]粘附绝缘部115'将构成基底710的贯通绝缘部712。
[0150]参考图16和17c，在叠层操作(S13)中，金属板IlP，112'，113'，114'采用设置在其间的粘附绝缘部115'进行叠层。因此，将粘附绝缘部115'设置在金属板111'，112'，113'，114'之间，从而在其间提供了粘附力和电气绝缘。
[0151]参考图16以及17d到17f，在部分切割以及完全切割的操作中(S14)，由金属板111'，112'，113'，114'和设置在其间的粘附绝缘部115'组成的叠层沿着长度方向部分切割以形成狭缝116';通过部分切割形成的狭缝116'采用粘附绝缘部115'进行填充，然后将金属板IlP，112^，113'，114'组成的叠层在厚度方向上完全切除。换句话说，如图17d所示，由金属板111'，112'，113'，114'组成的叠层沿其长度部分切割，因而形成狭缝116'至预定深度。随后，如图17e所示，将狭缝116'填充有粘附绝缘部115'。此后，如图17f所示，由金属板111'，112'，113'，114'组成的叠层在厚度上完全切除，因而将一个完成的基底710从叠层分离。
[0152]结果是，已完成的基底710这样进行构造:在多行和多列中设置多个区域。更特别的是，基底710包括以矩阵图案设置的多个区域，各个区域彼此电气隔离。此外，多个区域具有相同的表面面积或者不同的表面面积。当叠层完全切除时，水平间隔(t)将在垂直方向上限定已完成基底710的厚度。同样，多个区域具有相同的表面面积或不同的表面面积。在部分切割和完全切割的操作之后(S14)，芒刺和刮痕消失，可进行抛光工艺，从而有效地反射从发光芯片发射的光。
[0153]随后，还可进一步进行形成导电层和端子层的操作(S15)、形成阻挡层的操作(S16)、附着发光芯片的操作(S17)、粘结导线的操作(S18)以及形成保护层的操作(S19)，从而提供了根据本发明再一实施例的已完成的光学器件。在该实施例中，形成导电层和端子层的操作(S15)、形成阻挡层的操作(S16)、附着发光芯片的操作(S17)、粘结导线的操作(S18)以及形成保护层的操作(S19)与前述实施例的那些基本相同。因此，省略其详细描述。
[0154]已经公开了上面的描述，从而示出了实现根据本发明的光学器件的示例性实施例。本发明并不旨在局限于上述实施例，本领域的技术人员将知道，不脱离如所附权利要求公开的本发明的范围和精神，各种变形、增加以及替换都是可以的。
[0155]工业实用性
[0156]根据本发明的光学器件以及制造该光学器件的方法采用铝或铝合金作为基底，因而使得发光芯片产生的热可以通过基底快速地向外消散。
[0157]此外，由于根据本发明的光学器件和制造该光学器件的方法采用铝或铝合金作为布线层，不必形成额外的复 杂布线层。
[0158]此外，由于根据本发明的光学器件和制造该光学器件的方法采用多个绝缘层将基底分离，多个发光芯片可彼此串联、并联或串并联连接，因而毫不费力地实现了表面发光器。
【权利要求】
1.一种发光器件封装，该封装包括: 主体； 至少一个发光器件，其安装至主体的表面；以及 其中主体和至少一个发光器件安装在其上的表面由材料的单个基底形成。
2.根据权利要求1所述的发光器件封装，其中至少一个发光器件包括至少一个发光二极管(LED)芯片。
3.根据权利要求1所述的发光器件封装，其中材料的单个基底包括导热材料。
4.根据权利要求1所述的发光器件封装，其中发光器件封装包括至少一个隔离区域。
5.根据权利要求4所述的发光器件封装，其中材料的单个基底包括铝。
6.根据权利要求5所述的发光器件封装，其中隔离区域包括阳极化的铝。
7.根据权利要求2所述的发光器件封装，其中LED芯片使用芯片接合安装至主体的表面，以及其中LED芯片安装在主体的隔离区域的至少一部分上。
8.根据权利要求2所述的发光器件封装，其中LED芯片安装至表面的第一部分，以及LED芯片包括顶面，该顶面通过引线接合电连接至表面的第二部分，其中第一部分与第二部分电隔离。
9.一种发光器件封装，其包括: 主体，其包括设置在第一隔`离部分和相邻的第二隔离部分之间的隔离区域； 至少一个发光器件，其安装在隔离区域的至少一部分上；以及 其中第一隔离部分和第二分离部分电隔离。
10.根据权利要求9所述的发光器件封装，其中隔离区域是阳极化的铝。
11.根据权利要求9所述的发光器件封装，其中发光器件包括发光二极管(LED)芯片，该发光二极管芯片利用芯片接合安装至隔离区域的至少一部分。
12.根据权利要求9所述的发光器件封装，其中主体包括发光芯片阵列。
13.根据权利要求9所述的发光器件封装，其中主体由材料的单个基底形成。
14.根据权利要求12所述的发光器件封装， 其中材料的单个基底是导热材料。
15.根据权利要求12所述的发光器件封装，其中材料的单个基底是铝。
16.根据权利要求14所述的发光器件封装，其中隔离区域包括阳极化的铝。
17.根据权利要求9所述的发光器件封装，其中至少一个发光器件安装在第一和第二隔离区域的至少一部分上。
18.一种由材料的单个基底形成发光二极管(LED)封装的方法，该方法包括: 提供材料的单个基底； 电隔离至少一部分以形成第一隔离部分；以及 将LED芯片至少部分地安装在第一隔离部分上。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括层叠基底的操作和切割由基底构成的叠层的操作。
20.根据权利要求18所述的方法，其中安装LED芯片包括使用芯片接合。
21.根据权利要求18所述的方法，还包括将LED芯片的顶面引线接合至第二隔离部分，其中隔离区域设置在第一和第二隔离部分之间。
22.根据权利要求21所述的方法，其中隔离区域热和电绝缘。
23.根据权利要求18所述的方法，还包括将LED封装从LED封装阵列分离。
24.根据权利要求23所述的方法，其中分离LED封装包括切割由金属板构成的叠层。
25.一种发光器件封装，该封装包括: 主体，其包括导热材料； 至少一个发光器件，其设置主体；以及 其中发光器件电连接至主体的导热材料。
26.根据权利要求25所述的发光器件封装，其中至少一个发光器件包括至少一个发光二极管(LED)芯片。
27.根据权利要求26所述的发光器件封装，其中LED芯片安装在主体的安装表面上。
28.根据权利要求25所述的发光器件封装，其中主体和腔由导热材料的单个基底整体形成。
29.根据权利要求25所述的发光器件封装，其中发光器件封装还包括至少一个隔离区域，该至少一个分离区域设置主体的第一隔离部分和第二隔离部分。
30.根据权利要求29所述的发光器件封装，其中至少一个发光器件安装在隔离区域的至少一部分和主体的第一和第二隔离部分的至少一部分上。
31.根据权利要求30所述的发光器件封装，其中发光器件包括LED芯片，该LED芯片使用芯片接合安装至隔离区域的至少一部分。
32.根据权利要求25所述的发光器件封装，其中导热材料包括铝。
33.根据权利要求2所述的发光器件封装，其中LED芯片粘附地附接至形成在主体上的导电层。
34.根据权利要求11所述的发光器件封装，其中LED芯片粘附地附接至形成在主体上的导电层。
35.一种用于光学器件的金属基底,其包括: 包括设置在第一隔离部分和相邻的第二隔离部分之间的阳极化的隔离区域的基底；以及 其中第一隔离部分和第二分离部分电隔离。
36.一种用于光学器件的金属基底,其包括: 由招制成的基底；以及 其中基底包括第一隔离部分和相邻的第二隔离部分以及设置在第一分离部分和第二隔离部分之间的阳极化的隔离区域；以及 其中第一隔离部分和第二分离部分电隔离。
【文档编号】H01L25/075GK103560127SQ201310425303
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2011年3月30日 优先权日:2010年3月31日
【发明者】南基明, 宋台焕, 全永哲 申请人:端点工程有限公司