发光器件封装件及其制造方法

发光器件封装件及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了发光器件封装件及其制造方法，发光器件封装件包括：框架单元，包括彼此间隔开的至少两个引线框架和通过所述两个引线框架之间的距离限定的发光区；发光器件，安装在所述框架单元的一个表面上，以使得所述发光器件布置为横跨所述发光区，并且所述发光器件电连接至引线框架；波长转换单元，设置在所述发光区中，并被构造为转换从所述发光器件发射的光的波长，并发射具有转换的波长的光；以及反射模制单元，形成在所述框架单元的所述表面上以覆盖所述发光器件。
【专利说明】发光器件封装件及其制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年2月14日提交至韩国知识产权局的韩国专利申请N0.10-2013-0015839的优先权，该申请的公开内容以引用方式全文并入本文中。
【技术领域】
[0003]与示例性实施例一致的装置、方法和制品涉及一种发光器件封装件及其制造方法。
【背景技术】
[0004]现有技术的侧发光式发光器件封装件(其发光表面设置为垂直于板)包括设置在安装于板上的封装件的侧表面上的电极焊盘。为此，必须执行用于从封装体的侧表面中暴露电连接至发光器件的引线框架和用于弯曲暴露的引线框架的一系列复杂处理。因此，限制了减小封装件尺寸和降低制造成本的能力。
[0005]另外，在通过分配工艺利用含磷光体的树脂填充其中安装有发光器件的反射杯时，难以重复地均匀地注射预定量的树脂以保持和管理预定厚度的发光器件。具体地说，难以保持具有均匀厚度的磷光体层，这继而不利地影响彩色坐标分散性能。

【发明内容】

[0006]示例性实施例提供了具有简单的结构、导致低制造成本并具有一致厚度的磷光体层的发光器件封装件及其制造方法。
[0007]根据示例性实施例的一个方面，提供了一种发光器件封装件，包括:框架单元，包括彼此间隔开的至少两个引线框架和通过它们之间的距离限定的发光区；发光器件，安装在框架单元的一个表面上，以使得发光器件布置为横跨发光区，并且所述发光器件电连接至所述至少两个引线框架；波长转换单元，被构造为转换从发光器件发射的光的波长，并向外发射具有转换的波长的光；以及反射模制单元，形成在框架单元的所述表面上以覆盖所述发光器件。
[0008]波长转换单元可设置在发光区中，并且可形成为平行于框架单元的所述表面和与框架单元的所述表面相对的框架单元的另一表面。
[0009]反射模制单元可由包括反射材料的树脂制成。
[0010]反射模制单元的外表面可与框架单元的外周表面共面。
[0011]至少两个引线框架中的每一个的面对发光区的内表面可沿着从安装有发光器件的表面至与所述表面相对的另一表面的方向从发光区倾斜远离。
[0012]框架单元还可包括形成在至少两个引线框架的每一个中的安装凹槽，安装凹槽凹入引线框架中，并且发光器件安装至所述安装凹槽。
[0013]至少两个引线框架中的每一个可包括从引线框架沿着延伸方向延伸的延伸框架部分。[0014]延伸框架部分可设置为彼此平行，其中发光器件介于延伸框架部分之间，并且延伸框架部分不与沿着延伸方向布置的其它引线框架接触。
[0015]延伸框架部分可彼此平行地延伸，并且每个延伸框架部分的端部可延伸超过介于延伸框架部分之间的发光器件的宽度，并且每个引线框架还可包括用于容纳与其平行地延伸的另一引线框架的端部的凹槽。
[0016]每个引线框架的端部朝着与其平行地延伸的另一引线框架的凹槽弯曲，并且每个凹槽的一部分包括电绝缘部分。
[0017]根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种制造发光器件封装件的方法，所述方法包括:制备其中布置有多个框架单元的基础框架，所述多个框架单元中的每一个包括第一引线框架和与第一引线框架间隔开的第二引线框架；将临时固定膜附着至基础框架的下表面；在通过第一引线框架和第二引线框架之间的距离限定的发光区中形成波长转换单元；将发光器件安装为横跨每个框架单元的发光区，发光器件安装在第一引线框架和第二引线框架中的每一个的表面的一部分上；以及在每个框架单元上形成反射模制单元以覆盖发光器件。
[0018]形成波长转换单元的步骤可包括用含磷光体的树脂填充每个发光区。
[0019]形成反射模制单元的步骤可包括:将包括反射材料的树脂注射到基础框架上以覆盖发光器件，以及固化所述树脂。
[0020]所述方法还可包括在形成波长转换单元之后去除临时固定膜。
[0021]所述方法还可包括将基础框架切割为框架单元。
[0022]根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种发光器件封装件，包括:第一引线框架；第二引线框架，与第一引线框架间隔开，以在第一引线框架与第二引线框架之间的间隙中形成发光区；发光器件，安装并电连接至第一引线框架和第二引线框架，以使得发光器件布置为横跨发光区；波长转换单元，形成在发光区中，并且转换从发光器件发射的光的波长并发射具有转换的波长的光；以及反射模制单元，形成在第一引线框架和第二引线框架上以覆盖发光器件。
【专利附图】

【附图说明】
[0023]从下面结合附图的详细说明中，将更加清楚地理解以上和其它方面，附图中:
[0024]图1是示意性地示出根据示例性实施例的发光器件封装件的透视图；
[0025]图2是图1的发光器件封装件的剖视图；
[0026]图3是图2的发光器件封装件的变型例；
[0027]图4是示出可在示例性实施例中采用的发光二极管(LED)芯片的示例的剖视图；
[0028]图5是示出可在示例性实施例中采用的LED芯片的另一示例的剖视图；
[0029]图6是示出可在另一示例性实施例中采用的LED芯片的示例的剖视图；
[0030]图7是示出作为可在示例性实施例中采用的发光器件的安装在安装板上的LED芯片的示例的剖视图；
[0031]图8A和图8B是示出图1的发光器件封装件的变型例的透视图和剖视图；
[0032]图9A和图9B是示意性地示出根据另一示例性实施例的发光器件封装件的透视图；[0033]图10是示意性地示出图9的发光器件封装件的框架单元的透视图；
[0034]图11是示意性地示出图9的发光器件封装件的变型例的透视图；
[0035]图12A至图16是示意性地示出用于制造根据示例性实施例的发光器件封装件的方法的过程的剖视图；以及
[0036]图17A和图17B是示意性地示出采用根据示例性实施例的发光器件封装件的背光单元的平面图和剖视图。
【具体实施方式】
[0037]现在将参照附图详细描述本发明构思的实施例。然而，本发明构思可按照许多不同的形式实现，并且不应理解为限于本文阐述的实施例。另外，提供这些实施例以使得本公开将是彻底和完整的，并且将本发明构思的范围全面传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，可夸大元件的形状和尺寸，并且相同的附图标记将始终用于指代相同或相似的组件。
[0038]将参照图1至图3详细描述根据示例性实施例的发光器件封装件。图1是示意性地示出根据示例性实施例的发光器件封装件的透视图。图2是图1的发光器件封装件的剖视图。图3是图2的发光器件封装件的变型例。
[0039]参照图1至图3，发光器件封装件10可包括框架单元100、发光器件200、波长转换单元300和反射模制单元400。
[0040]框架单元100 (如下文中描述的一种支撑发光器件200的支承构件)可包括彼此面对的至少一对引线框架Iio和120。所述一对引线框架可包括第一引线框架110和第二引线框架120，并可通过它们之间的间隔彼此间隔开并分别连接至具有不同极性的电极。间隔可以是预定的。框架单元100可具有由所述一对引线框架110和120之间的距离(或空间)限定的发光区130。也就是说，发光区130可位于所述间隔中。
[0041]框架单元100可由具有电导率的材料制成。例如，框架单元100可由诸如铝(Al)、铜(Cu)、铁(Fe)等的金属或合金制成。在当前示例性实施例中，示出了框架单元100具有由金属制成的板结构，但当前示例性实施例不限于此。例如，框架单元100可为FR4式印刷电路板(PCB)，可由含有环氧树脂、三嗪类衍生物(triazine)、硅等的有机树脂材料或任何其它有机树脂材料制成，可由诸如氮化硅、A1N、A1203等的陶瓷材料制成，或可包括金属芯印刷电路板(MCPCB)等。
[0042]发光器件200可安装在框架单元100上并且被框架单元100支撑，并可电连接至框架单元100。详细地说，发光器件200可跨过发光区130安装在第一引线框架110和第二引线框架120的一部分上。例如，见图1，其中发光器件200安装在第一引线框架110的一部分和第二引线框架120的一部分上。虽然图1-图3示出了发光器件200横跨该间隔而大致居中布置，但是当前示例性实施例不限于此，并且发光器件200可以与一侧相比更多地偏向另一侧。例如，第一引线框架110的被发光器件200覆盖的那部分可比第二引线框架120的被发光器件200覆盖的那部分更多，反之亦然。
[0043]发光器件200可通过焊料(S)根据倒装芯片接合形式安装在框架单元100上并与之电连接。另外，如图3所示，发光器件200可安装在框架单元100上并且被框架单元100支撑，并且可通过线W根据引线接合形式电连接至框架单元100。[0044]发光器件200 (—种通过从外部施加的外部功率产生具有预定波长的光的半导体器件)可包括发光二极管(LED)芯片。发光器件200可根据其中含有的材料发射蓝光、绿光或红光，或可发射白光。应该注意，不具体地限制光的颜色或类型。
[0045]在下文中，将描述可在根据示例性实施例的发光器件封装件中采用的各种发光器件。
[0046]<发光器件一第一示例>
[0047]图4是示出发光器件(LED芯片)的一个示例的剖视图。
[0048]如图4所不,发光器件1000可包括形成在衬底1001上的发光层叠体S。发光层叠体S可包括第一导电半导体层1004、有源层1005和第二导电半导体层1006。
[0049]欧姆接触层1008可形成在第二导电半导体层1006上，并且第一电极1009a和第二电极1009b可分别形成在第一导电半导体层1004和欧姆接触层1008的上表面上。
[0050]在本公开中，基于附图确定诸如“上部”、“上表面”、“下部”、“下表面”、“侧表面”等的术语的含义。然而，在实际实施例中，所述术语的含义可根据设置发光器件的方向而改变。
[0051]在下文中，将描述发光器件的组件。
[0052][衬底]
[0053]作为衬底1001，可使用绝缘衬底、导电衬底或半导体衬底。例如，可使用蓝宝石、SiC, S1、MgAl2O4' Mg。、LiAlO2' LiGaO2或GaN作为衬底1001的材料。对于GaN材料的外延生长，GaN衬底、同质衬底可为理想的，但同质衬底由于其制造过程中的难度而具有高生产成本。
[0054]作为异质衬底，可使用蓝宝石衬底、碳化硅衬底等，并且在这种情况下，与较昂贵的碳化硅衬底相比，蓝宝石衬底使用得相对更多。当使用异质衬底时，诸如位错等的缺陷由于衬底材料和薄膜材料之间的晶格常数的差异而增加。另外，由于温度改变，衬底材料和薄膜材料之间的热膨胀系数的差异可能导致弯曲，并且所述弯曲可能导致薄膜中的裂缝。通过在衬底1001和基于GaN的发光层叠体S之间使用缓冲层1002可减小这种弯曲。
[0055]在芯片制造工艺中，衬底1001可被完全或部分去除或图案化，以在LED结构生长之前或之后提高LED芯片的光学或电学特性。
[0056]例如，可通过将激光通过蓝宝石衬底照射到衬底和半导体层之间的界面上来分离蓝宝石衬底，并且可通过诸如抛光/蚀刻等的方法来去除硅衬底或碳化硅衬底。
[0057]在去除衬底时，可使用支撑衬底，并且在这种情况下，为了提高原始生长衬底的相对侧中LED芯片的发光效率，可通过使用反射金属来接合支撑衬底，或者可将反射结构插入结合层(junction layer)的中心。
[0058]在LED结构生长之前或之后，衬底图案化在衬底的主表面(一个表面或两面)或侧表面上形成凹凸表面或倾斜表面，从而提高了光提取效率。图案尺寸可在约5nm至约500μπι的范围内进行选择。衬底可具有用于提高光提取效率的规则或不规则的图案。衬底可具有多种形状，诸如柱状、峰谷状、半球状等。
[0059]这里，蓝宝石衬底可为具有六菱形R3c对称性的晶体，其沿着c轴和a轴方向的晶格常数分别为大约13.0OlA和大约4.758 A，并具有C面(0001)、A面(1120)、R面(1102)等。在这种情况下，蓝宝石晶体的C面允许氮化物薄膜在其上相对容易生长，并且在高温下稳定，因此蓝宝石衬底通常用作氮化物生长衬底。
[0060]衬底1001也可由硅(Si)制成。由于硅(Si)衬底更适于增大直径，并且价格相对低，因此可使用Si衬底以有利于大批生产。使用了这样的技术:通过致使具有作为衬底表面的(111)面的硅衬底与GaN之间的晶格常数的差异达到17%的程度，从而抑制由于晶格常数之间的差异而导致晶体缺陷的产生。另外，硅和GaN之间的热膨胀系数的差异为大约56%，因此使用抑制由于热膨胀系数的差异产生的晶圆弯曲的技术。弯曲的晶圆会在GaN薄膜中导致裂缝，并导致难以控制在同一晶圆中增大光的发射波长(或激发波长)的分散等的工艺。
[0061]硅衬底吸收在基于GaN的半导体中产生的光，从而降低发光器件的外部量子产率。因此,可去除衬底并且可额外形成诸如硅衬底、锗衬底、SiAl衬底、陶瓷衬底、金属衬底等包括反射层的支撑衬底以使用。
[0062][缓冲层]
[0063]当GaN薄膜在诸如硅衬底的异质衬底上生长时，由于衬底材料和薄膜材料之间的晶格常数失配会增大位错密度，并且由于热膨胀系数之间的差异会产生裂缝和翘曲(或弯曲)。为了防止在发光层叠体S中产生位错和裂缝，可在衬底1001和发光层叠体S之间设置缓冲层1002。当有源层生长时，缓冲层1002可用于调整衬底的翘曲程度，以减小晶圆的波长分散。
[0064]缓冲层1002 可由 AlxInyGa1IyN (O ^ x ^ 1,0 ^ y ^ 1,0^ x+y ( I)制成，具体地说由 GaN、AIN、AlGaN, InGaN 或 InGaNAlN 制成，并且也可使用诸如 ZrB2、HfB2、ZrN, HfN,TiN等的材料。另外，可通过结合多个层或通过逐渐改变成分来形成缓冲层。 [0065]硅(Si)衬底的热膨胀系数明显与GaN的热膨胀系数不同。因此，在硅衬底上生长基于GaN的薄膜的情况下，当GaN薄膜在高温下生长并且随后冷却至室温时，由于硅衬底和GaN薄膜之间的热膨胀系数的差异而对GaN薄膜施加了拉伸应力，从而产生裂缝。在这种情况下，为了防止产生裂缝，在GaN薄膜生长的同时使得压应力施加至GaN薄膜的生长GaN薄膜的方法被用来补偿拉伸应力。
[0066]娃(Si)和GaN之间的晶格常数的差异与其中广生缺陷的闻度可能性有关。就娃衬底而言，可使用具有复合结构的缓冲层以控制用于限制翘曲(或弯曲)以及控制缺陷的应力。
[0067]例如，首先，可在衬底1001上形成AlN层。在这种情况下，可使用不包括镓(Ga)的材料以防止硅(Si)和镓(Ga)之间的反应。除AlN以外，还可使用诸如SiC等的材料。AlN层通过使用铝(Al)源和氮(N)源在从约400°C至约1300°C范围内的温度下生长。AlGaN夹层可用于控制应力。例如，就AlN/AlGaN缓冲层而言，AlGaN夹层可插入在缓冲层和GaN层之间并控制应力。
[0068][发光层叠体]
[0069]将详细描述具有多层结构的III族氮化物半导体的发光层叠体S。第一导电半导体层1004和第二导电半导体层1006可分别由η型和ρ型杂质掺杂的半导体形成。
[0070]然而，本发明构思不限于此，相反，第一导电半导体层1004和第二导电半导体层1006可分别由ρ型和η型杂质掺杂的半导体形成。例如，第一导电半导体层1004和第二导电半导体层1006可由III族氮化物半导体(例如，组成为AlxInyGai_x_yN(0≤x≤1，0≤y≤1，O ^ x+y ^ I)的材料)制成。当然，当前示例性实施例不限于此，并且第一导电半导体层1004和第二导电半导体层1006还可由诸如基于AlGaInP的半导体或基于AlGaAs的半导体之类的材料制成。 [0071 ] 第一导电半导体层1004和第二导电半导体层1006可具有单层结构，或者，可替代地，第一导电半导体层1004和第二导电半导体层1006可具有包括具有不同成分、厚度等的多个层的多层结构。例如，第一导电半导体层1004和第二导电半导体层1006分别可具有用于提高电子和空穴注入效率的载流子注入层，或可具有多种超晶格结构。
[0072]第一导电半导体层1004还可以在与有源层1005相邻的区域中包括电流扩散层(未示出)。电流扩散层可具有其中反复地层叠了具有不同成分或不同杂质含量的多个InxAlyGa(1_x_y) N层的结构，或可具有部分地形成在其中的绝缘材料层。
[0073]第二导电半导体层1006还可以在与有源层1005相邻的区域中包括电子阻挡层。电子阻挡层可包括其中层叠了具有不同成分的多个InxAlyGa(1_x_y)N层的结构，或可具有包括AlyGa(1_y)N的一层或多层。电子阻挡层的带隙比有源层1005的带隙宽，因此防止电子转移至第二导电(P型)半导体层1006。
[0074]可通过使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)设备形成发光层叠体S。为了制造发光层叠体S，将有机金属化合物气体(例如，三甲基镓(TMG)、三甲基铝(TMA))和含氮气体(氨(NH3)等)作为反应气体而供应至其中安装有衬底1001的反应容器，衬底保持在约900°C至约1100°C范围内的高温，并且在基于氮化镓的化合物半导体生长的同时，可供应杂质气体以层叠基于氮化镓的化合物半导体作为未掺杂的η型或ρ型半导体。硅(Si)是公知的η型杂质，P型杂质包括锌(Zn)、镉(Cd)、铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、钡(Ba)等。在它们中，可主要使用镁(Mg)和锌(Zn)。
[0075]另外，设置在第一导电半导体层1004和第二导电半导体层1006之间的有源层1005可具有其中量子阱层和量子势垒层交替地层叠的多量子阱(MQW)结构。例如，就氮化物半导体而言，可使用GaN/InGaN结构，或者也可使用单量子阱(SQW)结构。
[0076][欧姆接触层以及第一和第二电极]
[0077]欧姆接触层1008可具有相对高的杂质浓度以具有低欧姆接触电阻，从而降低元件的工作电压并提高元件特性。欧姆接触层1008可由GaN层、InGaN层、ZnO层或石墨烯层形成。
[0078]第一电极1009a和第二电极1009b可由诸如银(Ag)、镍(Ni)、铝(Al)、铑(Rh)、钯(Pd)、铱(Ir)、钌(Ru)、镁(Mg)、锌(Zn)、钼(Pt)、金(Au)等的材料制成，并可具有包括诸如Ni/Ag、Zn/Ag、Ni/Al、Zn/Al、Pd/Ag、Pd/Al、Ir/Ag、Ir/Au、Pt/Ag、Pt/Al、Ni/Ag/Pt 等的两个或更多个层的结构。第一电极1009a和第二电极1009b可由相同材料或不同材料制成。
[0079]图4中所示的LED芯片具有其中第一电极1009a和第二电极1009b面向与光提取表面相同的表面的结构，但其还可以实现为具有各种其它结构，诸如:倒装芯片结构，其中第一电极1009a和第二电极1009b面向与光提取表面相对的表面；竖直结构，其中第一电极1009a和第二电极1009b形成在彼此相对的表面上；竖直和水平结构，采用通过在芯片中形成若干通孔而形成的电极结构作为用于提高电流扩散效率和热耗散效率的结构等。
[0080]<发光器件一第二示例>
[0081]就制造闻输出的大发光器件而目，可提供具有提闻电流扩散效率和热耗散效率的结构的图5中示出的LED芯片。
[0082]如图5所示，LED芯片1100可包括第一导电半导体层1104、有源层1105、第二导电半导体层1106、第二电极层1107、绝缘层1102、第一电极层1108和衬底1101。这里，为了电连接至第一导电半导体层1104，第一电极层1108包括从第一电极层1108的一个表面延伸至第一导电半导体层1104的至少一部分区域并与第二导电半导体层1106和有源层1105电绝缘的一个或多个接触孔H。然而，第一电极层1108在当前示例性实施例中并非必要元件。
[0083]接触孔H从第一电极层1108的界面延伸，穿过第二电极层1107、第二导电半导体层1106和有源层1105，到达第一导电半导体层1104的内部。接触孔H至少延伸至有源层1105和第一导电半导体层1104之间的界面，并可延伸至第一导电半导体层1104的一部分。然而，形成接触孔H是用于电连接和电流扩散，从而当接触孔H与第一导电半导体层1104接触时，实现了接触孔H存在的目的。因此，接触孔H没有必要延伸至第一导电半导体层1104的外表面。
[0084]考虑到光反射功能和与第二导电半导体层1106的欧姆接触的功能，形成为连接至第二导电半导体层1106的第二电极层1107可选择性地由诸如银(Ag)、镍(Ni)、铝(Al)、铑(Rh)、钯(Pd)、铱(Ir)、钌(Ru)、镁(Mg)、锌(Zn)、钼(Pt)、金(Au)等的材料制成，并且可通过利用诸如溅射、沉积等的工艺形成。
[0085]接触孔H可具有穿透第二电极层1107、第二导电半导体层1106和有源层1105以连接至第一导电半导体层1104的形式。接触孔H可通过例如电感耦合等离子体-反应离子蚀刻(ICP-RIE)等的蚀刻工艺形成。
[0086]形成绝缘体1102以覆盖接触孔H的侧壁和第二电极层1107的表面。在这种情况下，第一导电半导体层1104的与接触孔H的底部对应的至少一部分可被暴露出来。可通过沉积诸如SiO2、SiOxNy或SixNy的绝缘材料形成绝缘体1102。
[0087]包括通过填充导电材料形成的导电通孔的第一电极层1108形成在接触孔H内。接着，衬底1101形成在第一电极层1108上。在该结构中，衬底1101可通过连接至第一导电半导体层1104的导电通孔而被电连接。
[0088]衬底1101 可由诸如 Au、N1、Al、Cu、W、S1、Se、GaAs、SiAl、Ge、SiC、AIN、Al2O3'GaN或AlGaN之类的材料制成，并可通过诸如电镀、溅射、沉积、接合等的工艺形成。但本发明构思不限于此，并且还可使用其它工艺。
[0089]为了减小接触电阻，可适当地调节接触孔H的数量、形状、间距和/或接触孔H与第一导电半导体层1104和第二导电半导体层1106等的接触面积。接触孔H可按照多行多列布置为具有多种形状以改善电流。第二电极层1107可具有至少一个暴露区域E，即，第二电极层1107和第二导电半导体层1106之间的部分地外露的界面部分。将外部电极连接至第二电极层1107的电极焊盘1109可形成在暴露区域E上。
[0090]<发光器件一第三示例>
[0091]根据第三示例的LED发光器件提供改善的热耗散特性，但在整体热耗散性能方面，LED发光器件采用具有低热值的LED芯片。作为具有低热值的LED芯片，可使用包括纳米结构的LED芯片(在下文中，称作‘纳米LED芯片’)。
[0092]这种纳米LED芯片包括最近研发的核/壳(core/shell)式纳米LED芯片,其具有低结合密度(binding density)以产生相对低程度的热,通过利用纳米结构增大发光区来具有增大的发光效率，并且通过获得无极性有源层防止了由于极化导致的效率降低，因此改进了下降(drop )特性。
[0093]图6是示出可在前述发光器件中采用的LED芯片的另一示例的剖视图。
[0094]如图6所示，纳米LED芯片1200包括形成在衬底1201上的多个纳米发光结构。在该示例中，示出了纳米发光结构具有作为棒结构的核-壳结构，但本发明构思不限于此，并且所述纳米发光结构可具有诸如金字塔型结构的不同结构。
[0095]纳米LED芯片1200包括形成在衬底1201上的基底层1202。基底层1202是提供用于纳米发光结构的生长表面的层，其可为第一导电半导体层。具有用于纳米发光结构(具体地说，核)的生长的开口区域的掩模层1203可形成在基底层1202上。掩模层1203可由诸如SiO2或SiNx的电介质材料制成。
[0096]在纳米发光结构中，通过利用具有开口区域的掩模层1203，通过选择性地生长第一导电半导体来形成第一导电纳米核1204，并且有源层1205和第二导电半导体层1206在纳米核1204的表面上形成为壳层。因此，纳米发光结构可具有其中第一导电半导体是纳米核并且包围纳米核的有源层1205和第二导电半导体层1206是壳层的核-壳结构。
[0097]纳米LED芯片1200包括用于填充纳米发光结构之间的空间的填充剂材料1207。填充剂材料1207还可用于使纳米发光结构在结构上稳定。填充剂材料1207可由诸如SiO2等的透明材料制成，但是当前示例性实施例不限于此。欧姆接触层1208可形成在纳米发光结构上，并连接至第二导电半导体层1206。纳米LED芯片1200包括分别连接至基底层1202和欧姆接触层1208的第一电极1209a和第二电极1209b。
[0098]通过形成纳米发光结构以使得纳米发光结构具有不同直径、组成和掺杂密度，可从单个元件发射具有两个或更多个不同波长的光。通过适当调节具有不同波长的光，在所述单个元件中不用磷光体的情况下可实现白光，通过将不同LED芯片与前述元件结合或者通过结合诸如磷光体的波长转换材料，可实现具有多种期望颜色的光或具有不同色温的白光。
[0099]<发光器件一第四示例〉
[0100]在图7中，示出了其中LED芯片安装在安装衬底上的半导体发光元件，其作为可在前述发光器件中采用的光源的另一示例。
[0101]图7中示出的半导体发光元件1300包括安装在安装衬底1320上的LED芯片1310。示出的LED芯片1310是与上述示例的LED芯片不同的LED芯片。
[0102]LED芯片1310包括设置在衬底1301的一个表面上的发光层叠体S。第一电极1308a和第二电极1308b设置在发光层叠体S的与衬底1301的相对侧上。另外，LED芯片1310包括覆盖第一电极1308a和第二电极1308b的绝缘单元1303。
[0103]第一电极1308a和第二电极1308b可包括分别通过电连接部分1309a和电连接部分1309b与它们连接的第一电极焊盘1319a和第二电极焊盘1319b。
[0104]发光层叠体S可包括依次设置在衬底1301上的第一导电半导体层1304、有源层1305和第二导电半导体层1306。可提供第一电极1308a作为穿过第二导电半导体层1306和有源层1305连接至第一导电半导体层1304的导电通孔。第二电极1308b可连接至第二导电半导体层1306。[0105]绝缘层1303具有暴露第一电极1308a和第二电极1308b的至少一部分的开口区域，并且第一电极焊盘1319a和第二电极焊盘1319b可分别连接至第一电极1308a和第二电极1308b的暴露部分。
[0106]第一电极1308a和第二电极1308b可具有多层结构，其中形成有由分别相对于第一导电半导体层1304和第二导电半导体层1306具有欧姆特性的导电材料制成的一层或多层。例如，可通过沉积或溅射银(Ag)、铝(Al)、镍(Ni)、铬(Cr)、透明导电氧化物(TCO)等的一个或多个来形成第一电极1308a和第二电极1308b。第一电极1308a和第二电极1308b可按照相同方向设置，并可安装为如下文所述的所谓的引线框架上的倒装芯片。在这种情况下，第一电极1308a和第二电极1308b可设置为面对相同方向。
[0107]具体地说，第一电极1308a可经由通过穿过发光层叠体S中的第二导电半导体层1306和有源层1305而连接至第一导电半导体层1304的导电通孔来连接至第一电连接部分1309a。
[0108]可适当调节导电通孔的数量、形状、间距和/或与第一导电半导体层1304等的接触面积以及第一电连接部分1309a，以降低接触电阻，并且导电通孔和第一电连接部分1309a可按照行和列布置，以改善电流。
[0109]另一电极结构可包括直接形成在第二导电半导体层1306上的第二电极1308b和形成在第二电极1308b上的第二电连接部分1309b。除了具有形成与第二导电半导体层1306的电-欧姆连接的功能之外，第二电极1308b可由光反射材料制成，因此，如图7所示，在其中LED芯片1310安装为所谓的倒装芯片结构的状态下，从有源层1305发射的光可沿着衬底1301的方向有效地发射。根据主发光方向，第二电极1308b可由诸如透明导电氧化物的光透射导电材料 制成。
[0110]如上所述的两个电极结构可通过绝缘单元1303电分离。绝缘单元1303可由任何材料制成，只要绝缘单元1303具有电绝缘性质即可。也就是说，绝缘单元1303可由具有电绝缘性质的任何材料制成，并且可使用具有低程度的光吸收的材料。可使用例如氧化硅或氮化硅(诸如Si02、SiOxNy> SixNy等)。光反射填充剂可分散在光透射材料中，以形成光反射结构。
[0111]第一电极焊盘1319a和第二电极焊盘1319b可分别连接至第一电连接部分1309a和第二电连接部分1309b以分别用作LED芯片1310的外部端子。例如，第一电极焊盘1319a和第二电极焊盘1319b可由金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、钛(Ti)、钨(W)、铜(Cu)、锡(Sn)、镍(附)、钼(？丨)、铬(0)、附511、1^1、411511或它们的共熔金属制成。在这种情况下，当LED芯片安装在安装衬底1320上时，可通过使用共熔金属接合第一电极焊盘1319a和第二电极焊盘1319b，从而不需要使用倒装芯片接合通常需要的焊料凸点。与使用焊料凸点的情况相比，在安装方法中使用共熔金属有利地获得优质的热耗散效果。在这种情况下，为了获得优秀的热耗散效果，第一电极焊盘1319a和第二电极焊盘1319b可形成为占据相对大的面积。
[0112]除非说明不是这样，否则可参照以上参照图4描述的内容理解衬底1301和发光层叠体S。另外，虽然未示出，但缓冲层可形成在发光结构S和衬底1301之间。可采用缓冲层作为由氮化物等制成的未掺杂的半导体层，以减轻其上生长的发光结构的晶格缺陷。
[0113]衬底1301可具有彼此相对的第一和第二主表面，并且可在第一和第二主表面的至少一个上形成不平的结构(即，凹陷和突起)。形成在衬底1301的一个表面上的不平的结构可通过蚀刻衬底1301的一部分形成，从而由与衬底的材料相同的材料制成。可替代地，不平的结构可由与衬底1301的材料不同的异质材料制成。
[0114]在当前示例性实施例中，由于在衬底1301和第一导电半导体层1304之间的界面上形成了不平的结构，因而从有源层1305发射的光的路径可多样化，并且因此，在半导体层中吸收的光的光吸收率可减小，并且可增大光散射率，从而增大光提取效率。
[0115]详细地说，不平的结构可形成为具有规则或不规则的形状。用于形成不平的结构的异质材料可为透明导体、透明绝缘体或具有优秀反射率的材料。这里，作为透明绝缘体，可使用诸如Si02、SiNx、Al203、Hf0、Ti02 *ZrO等的材料。作为透明导体，可使用诸如ZnO的透明导电氧化物(TC0)、含有添加剂(例如，Mg、Ag、Zn、Sc、Hf、Zr、Te、Se、Ta、W、Nb、Cu、S1、N1、Co、Mo、Cr、Sn)的氧化铟等。作为反射材料，可使用银(Ag)、铝(Al)或包括具有不同折射率的多层的分布式布拉格反射层(DBR)。然而，本发明不限于此。
[0116]可从第一导电半导体层1304上去除衬底1301。为了去除衬底1301，可使用利用激光的激光剥离(LLO)工艺、蚀刻或抛光工艺。另外，在去除衬底1301之后，凹陷和突起可形成在第一导电半导体层1304的表面上。
[0117]如图7所示，LED芯片1310安装在安装衬底1320上。安装衬底1320包括:上电极层1312b和下电极层1312a,其分别形成在衬底主体1311的上表面和下表面上；和过孔1313，其穿透衬底主体1311以连接上电极层1312b和下电极层1312a。衬底主体1311可由树脂、陶瓷或金属制成，并且上电极层1312b或下电极层1312a可为由金(Au)、铜(Cu)、银(Ag)或铝(Al)等制成的金属层。
[0118]安装有前述LED芯片1310的衬底不限于图7中所示的安装衬底1320的构造，并且可采用具有驱动LED芯片1310的配线结构的任何衬底。例如，还可设置为具有这样的封装件结构，其中LED芯片安装在具有一对引线框架的封装体上。
[0119]〈发光器件的其它示例〉
[0120]还可使用具有除上面描述的前述LED芯片的结构之外的多种结构的LED芯片。例如，也可有利地使用这样的LED芯片，其中表面等离子体激元(SPP)形成在LED芯片的金属-电介质界面中以与量子阱激子相互作用，因此获得显著提高的光提取效率。
[0121]同时，在当前示例性实施例中，示出了单个发光器件200安装在框架单元100上，但本发明构思不限于此。例如，可提供多个发光器件200。在这种情况下，发光器件200可以是产生具有相同波长的光的同质发光器件，或为产生具有不同波长的光的异质发光器件，或为这二者的混合。
[0122]波长转换单元300设置在发光区130中，并转换在发光器件200中产生的光的波长和将转换的光向外发射。波长转换单元300可被构造为使得至少一种磷光体分散在透明树脂中。通过波长转换单元300转换的光可与从发光器件200发射的光混合以实现白光。
[0123]例如，发光器件200可被构造为包括通过将绿色、红色和橙色磷光体结合至蓝色LED芯片而发射白光的发光元件和紫色、蓝色、绿色、红色和红外发光元件中的一个或多个。在这种情况下，发光器件200可具有被调节为从钠(Na) (40)至阳光等级(100)等范围内的显色指数(CRI)，并具有从烛光(1500K)至蓝天(12000K)等级范围的色温以产生多种白光。发光器件200可产生具有紫色、蓝色、绿色、红色、橙色的可见光或红外光，以根据周围环境或气氛来调节照明色。另外，光源设备可产生具有刺激植物生长的特殊波长的光。[0124]通过结合黄色、绿色、红色磷光体和/或绿色和红色LED芯片以及红色LED芯片产生的白光可具有两个或更多个峰值波长，并可布置在连接CIE1931色度图的(X，y)坐标(0.4476,0.4074)、(0.3484,0.3516)、(0.3101,0.3162)、(0.3128,0.3292)、(0.3333，
0.3333)的区段内。可替代地，白光可布置在黑体辐射光谱和所述区段包围的区域内。白光的色温对应于2000K至20000K的范围。
[0125]磷光体可具有以下经验式和颜色。
[0126]氧化物系统:黄色和绿色Y3Al5O12: Ce、Tb3Al5O12: Ce、Lu3Al5O12 = Ce
[0127]硅酸盐系统:黄色和绿色(Ba，Sr) 2Si04:Eu，黄色和橙色(Ba，Sr) 3Si05: Ce
[0128]氮化物系统:绿色β-SiAlON:Eu、黄色 L3Si6O11:Ce、橙色 a-SiAlON:Eu、红色CaAlSiN3:Eu、Sr2Si5N8:Eu、SrSiAl4N7:Eu
[0129]磷光体组合物应该基本遵守化学计算法，并且各元件可用周期表的各个族的不同元素替代。例如，锶(Sr )可由钡(Ba)、钙(Ca)、镁(Mg)等碱土元素替代，并且钇(Y)可由铽(Tb)、镥(Lu)、钪(Sc)、钆(Gd)等替代。另外，根据期望的能量水平，铕(Eu)和活化剂可由铈(Ce)、铽(Tb)、镨(Pr)、铒(Er)、镱(Yb)等替代，并且可单独应用活化剂，或者可额外施加共活化剂等以改变特性。
[0130]另外，诸如量子点等的材料可作为替换磷光体的材料应用，并且磷光体和量子点可结合使用或单独用于LED中。
[0131]量子点可具有包括核(约3至IOnm)(诸如CdSe> InP等)、壳(约0.5至2nm)(诸如ZnS、ZnSe等)和用于稳定核和壳的配合基的结构，并可根据大小实现各种颜色。
[0132]下面的表I示出了在利用蓝色LED (440nm至460nm)的白光发射装置的应用领域中的多种磷光体。
[0133][表I]
【权利要求】
1.一种发光器件封装件，包括: 框架单元，包括彼此间隔开的至少两个引线框架和通过所述引线框架之间的距离限定的发光区； 发光器件，安装在所述框架单元的一个表面上，以使得所述发光器件布置为横跨所述发光区，并且所述发光器件电连接至所述引线框架； 波长转换单元，被构造为转换从所述发光器件发射的光的波长，并向外发射具有转换的波长的光；以及 反射模制单元，形成在所述框架单元的所述表面上以覆盖所述发光器件。
2.根据权利要求1所述的发光器件封装件，其中所述波长转换单元设置在所述发光区中，并且形成为平行于所述框架单元的所述表面和与所述框架单元的所述表面相对的所述框架单元的另一表面。
3.根据权利要求1所述的发光器件封装件，其中所述反射模制单元由包括反射材料的树脂制成。
4.根据权利要求3所述的发光器件封装件，其中所述反射模制单元的外表面与所述框架单元的外周表面共面。
5.根据权利要求1所述的发光器件封装件，其中所述至少两个引线框架中的每一个的面对所述发光区的内表面从安装有所述发光器件的表面至与所述表面相对的另一表面倾斜远离所述发光区。
6.根据权利要求1所述的发光器件封装件，其中所述框架单元还包括形成在所述至少两个引线框架的每一个中的安装凹槽，所述安装凹槽凹入所述引线框架中，并且所述发光器件安装至所述安装凹槽。
7.根据权利要求1所述的发光器件封装件，其中所述至少两个引线框架中的每个引线框架包括从所述引线框架沿着延伸方向延伸的延伸框架部分。
8.根据权利要求7所述的发光器件封装件，其中所述延伸框架部分设置为彼此平行，所述发光器件介于所述延伸框架部分之间，并且所述延伸框架部分不与沿着延伸方向布置的其它引线框架接触。
9.根据权利要求7所述的发光器件封装件，其中所述延伸框架部分彼此平行地延伸，并且所述延伸框架部分中的每一个的端部比介于所述延伸框架部分之间的所述发光器件的宽度延伸得更多，并且所述每个引线框架还包括用于容纳与其平行地延伸的另一引线框架的端部的凹槽。
10.根据权利要求9所述的发光器件封装件，其中所述每个引线框架的端部朝着与其平行地延伸的所述另一引线框架的凹槽弯曲，并且每个凹槽的一部分包括电绝缘部分。
11.一种制造发光器件封装件的方法，所述方法包括: 制备其中布置有多个框架单元的基础框架，所述多个框架单元中的每个框架单元包括第一引线框架和与所述第一引线框架间隔开的第二引线框架； 将临时固定膜附着至所述基础框架的下表面； 在通过所述第一引线框架和所述第二引线框架之间的距离限定的发光区中形成波长转换单元； 将发光器件安装为横跨每个框架单元的所述发光区，所述发光器件安装在所述第一引线框架和所述第二引线框架中的每一个的表面的一部分上；以及在每个框架单元上形成反射模制单元以覆盖所述发光器件。
12.根据权利要求11所述的方法，其中形成所述波长转换单元的步骤包括利用含磷光体的树脂填充每个发光区。
13.根据权利要求11所述的方法，其中形成所述反射模制单元的步骤包括: 将包括反射材料的树脂注射到所述基础框架上以覆盖所述发光器件，以及 固化所述树脂。
14.根据权利要求11所述的方法，还包括在形成所述波长转换单元之后去除所述临时固定膜。
15.根据权利要求11所述的方法，还包括将所述基础框架切割为框架单元。
16.一种发光器件封装件，包括: 第一引线框架； 第二引线框架，与所述第一引线框架间隔开，以在所述第一引线框架与所述第二引线框架之间的间隙中形成发光区； 发光器件，其安装并电连接至所述第一引线框架和所述第二引线框架，以使得所述发光器件布置为横跨所述发光区； 波长转换单元，其形成在所述发光区中，并且转换从所述发光器件发射的光的波长并发射具有转换的波长的光；以及 反射模制单元，其形成在所述第一引线框架和所述第二引线框架上以覆盖所述发光器件。
17.根据权利要求16所述的发光器件封装件，其中所述反射模制单元由包括反射材料的树脂制成。
18.根据权利要求16所述的发光器件封装件，其中: 所述第一引线框架的形成所述间隙的内表面从所述第一引线框架的安装有所述发光器件的表面朝着所述发光器件封装件的外表面倾斜，并且 所述第二引线框架的形成所述间隙的内表面从所述第二引线框架的安装有所述发光器件的表面朝着所述发光器件封装件的外表面倾斜。
19.根据权利要求16所述的发光器件封装件，其中: 所述第一引线框架包括凹入所述第一引线框架中的第一安装凹槽，并且所述发光器件的第一端安装在所述第一安装凹槽中，以及 所述第二引线框架包括凹入所述第二引线框架中的第二安装凹槽，并且所述发光器件的第二端安装在所述第二安装凹槽中。
20.根据权利要求16所述的发光器件封装件，其中: 所述第一引线框架包括横跨所述发光区延伸并与所述第二引线框架重叠的第一延伸框架部分， 所述第二引线框架包括横跨所述发光区延伸并与所述第一引线框架重叠的第二延伸框架部分， 所述第一引线框架包括第一凹槽， 所述第二引线框架包括第二凹槽，所述第一延伸框架部分的与所述第二引线框架重叠的端部朝着所述第二凹槽弯曲并容纳在所述第二凹槽中，并且 所述第二延伸框架部分的与所述第一引线框架重叠的端部朝着所述第一凹槽弯曲并容纳在所述第一 凹槽中。
【文档编号】H01L33/50GK103996782SQ201410050257
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年2月13日 优先权日:2013年2月14日
【发明者】朴明报, 宋镐荣 申请人:三星电子株式会社