專利名稱：包括uv發(fā)光二極管的發(fā)光器件封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容涉及一種包括紫外線發(fā)光二極管的發(fā)光器件封裝。
背景技術(shù)：
通過使用化合物半導(dǎo)體材料,例如基于GaAs的材料、基于AlGaAs的材料、基于GaN的材料、基于InGaN的材料以及基于InGaAlP的材料等，發(fā)光二極管(LED)可以構(gòu)成發(fā)光源。這種發(fā)光二極管被封裝為發(fā)出各種顏色光束的發(fā)光器件封裝。發(fā)光器件封裝用作用于顯示多種顏色的各種領(lǐng)域的光源，例如，照明顯示(lighting display)、字符顯示以及圖像顯示。特別地，紫外線(UV) LED發(fā)出波長范圍從大約245nm到405nm的射線。在這些射線中，短波長的射線具有滅菌和凈化功能，而長波長的射線可以用在曝光裝置或固化裝置中。然而，UV LED在發(fā)光的同時(shí)產(chǎn)生大量的熱，這造成了缺陷并且降低了運(yùn)行可靠性。此外，當(dāng)增大UV LED的封裝尺寸以改善散熱效率時(shí)，對集成效率和經(jīng)濟(jì)效率造成了不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)施例提供一種具有改進(jìn)結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件封裝。實(shí)施例提供了一種具有適當(dāng)散熱效率并且與各種器件兼容(而無論是何種波長)的紫外線發(fā)光器件封裝。在一個實(shí)施例中，一種發(fā)光器件封裝包括陶瓷本體、紫外線發(fā)光二極管、支撐構(gòu)件和玻璃膜。所述陶瓷本體限定了腔體。所述紫外線發(fā)光二極管布置在所述腔體內(nèi)。所述支撐構(gòu)件布置在所述本體上，并且包圍所述腔體。所述玻璃膜接合至所述支撐構(gòu)件，并且覆蓋所述腔體。在附圖和以下的描述中闡釋了一個或多個實(shí)施例的細(xì)節(jié)。從說明書和附圖以及權(quán)利要求中，其他的特征將變得清晰。


圖I是示出根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的透視圖。圖2是沿著圖I的線1-1’截取的剖視圖。圖3是示出圖I的發(fā)光二極管的剖視圖。圖4是沿著圖I的線11-11’截取的剖視圖。
圖5的a和b是示出由圖4的虛線圈所限定部分的例子的透視圖。圖6是示出根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的剖視圖。圖7是示出根據(jù)第三實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的剖視圖。圖8是示出根據(jù)第四實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的剖視圖。圖9是示出根據(jù)第五實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的剖視圖。圖10是示出根據(jù)第六實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的剖視圖。圖11是示出根據(jù)第七實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的透視圖。
具體實(shí)施方式

以下，以使得本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以容易地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)理念的方式，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本公開內(nèi)容可以以不同形式具體實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)當(dāng)被理解為限于本文所列出的實(shí)施例。在該說明書中，當(dāng)描述包括(或包含或具有)一些元件時(shí)，應(yīng)當(dāng)被理解為可以只包括(或包含或具有)這些元件，或者如果沒有特別限定則可以包括(或包含或具有)其他元件以及這些元件。在附圖中，為了清楚，將省略對于描述本公開內(nèi)容不必要的任何內(nèi)容，并且為了清楚示出層和區(qū)域的目的，厚度被放大。附圖中相似的附圖標(biāo)記指代相似的元件，因而將省略其描述。在該說明書中，應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)提到層、膜、區(qū)域或板位于另一層、膜、區(qū)域或板“之上”時(shí)，它能夠直接位于其他層、區(qū)域或板上，或者也可以有介入的層、膜、區(qū)域或板。另一方面，還應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)提到層、膜、區(qū)或板“直接”位于另一個“之上”時(shí)，可以沒有介入的層、膜、區(qū)和板。以下，現(xiàn)將參照圖I至圖5描述根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件封裝。圖I是示出根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的透視圖。圖2是沿著圖I的線1-1’截取的剖視圖。圖3是示出圖I的發(fā)光二極管的剖視圖。圖4是沿著圖I的線11-11’截取的剖視圖。圖5的a和b是示出由圖4的虛線圈所限定部分的例子的透視圖。參見圖I到圖3，發(fā)光器件封裝100包括本體10 ;布置在本體10上的至少一個發(fā)光二極管20 ;以及布置在本體10上并且電連接至發(fā)光二極管20的第一和第二電極31和32。而且，發(fā)光器件封裝100包括用于保護(hù)發(fā)光二極管20的透光膜80和用于支撐透光膜80的支撐構(gòu)件95。本體10是通過堆疊由陶瓷材料形成的絕緣層10a、10b、10c和IOd而形成的。本體10可以由低溫共燒陶瓷(LTCC)或高溫共燒陶瓷(HTCC)形成，其是通過對絕緣層10a、10b、IOc和IOd(它們之間可以布置金屬圖案)進(jìn)行共燒而獲得的。本體10的絕緣層10a、10b、IOc和IOd可以由氮化物或氧化物形成，氮化物改善導(dǎo)熱性。絕緣層10a、10b、IOc 和 IOd 可以由 Si02、Six0y、Si3N4、SixNy、Si0xNy、Al203 或 AlN 形成，優(yōu)選地由AlN形成。本體10的上開口可以由腔體15形成。
腔體15可以由絕緣層10a、10b、IOc和IOd來限定。如圖2和圖4所示，第一絕緣層IOa是沒有圖案的基底絕緣層，第二和第三絕緣層IOb和IOc具有中心開口，發(fā)光二極管20安裝在該中心開口中。布置在第三絕緣層IOc上的第四絕緣層IOd具有比第三絕緣層IOc的開口大的開口，從而形成腔體15。然而，用于安裝發(fā)光二極管20的腔體15的形狀不限于此，因而可以根據(jù)絕緣層IOaUObUOc和IOd的設(shè)計(jì)而變化。腔體15可以具有杯形或凹形的容器形狀，并且可以經(jīng)由在絕緣層10a、10b、IOc和IOd之間穿孔(punching)而形成，因而,腔體15具有與底表面垂直的側(cè)表面。從平面圖上看，腔體15可以具有圓形、四邊形、多邊形或橢圓形的形狀。第一電極31和第二電極32可以布置在絕緣層10a、10b、IOc和IOd之間。第一電極31和第二電極32作為正電極和負(fù)電極彼此電隔離以向發(fā)光二極管20供電。根據(jù)發(fā)光 二極管20的設(shè)計(jì)，可以設(shè)置除了第一電極31和第二電極32之外的其他電極，但是本公開內(nèi)容不限于此。第一電極31和第二電極32可以具有多層層疊結(jié)構(gòu)。例如,第一電極31和第二電極32可以是通過順序堆疊鈦(Ti)、銅(Cu)、鎳(Ni)和金(Au)而形成的Ti/Cu/Ni/Au層。即，第一電極31和第二電極32的最下層是由有效連附至絕緣層10a、10b、10c和IOd的材料形成的，例如，鈦(Ti)、鉻(Cr)和鉭(Ta);第一電極31和第二電極32的最上層是由具有優(yōu)秀導(dǎo)電性的材料形成的，例如配線所有效連結(jié)(attach)至的金(Au);并且在最下層和最上層之間可以布置由鉬(Pt)、鎳(Ni)或銅(Cu)形成的擴(kuò)散阻擋層。然而，本公開內(nèi)容不限于此。第一電極31和第二電極32被圖案化并且布置在絕緣層10a、10b、IOc和IOd之間，然后與絕緣層10a、10b、IOc和IOd—起被燒結(jié)。第一電極31暴露在第三絕緣層IOc上，并且經(jīng)由穿過第三絕緣層IOc的孔(via)連接至布置在第二絕緣層IOb上的金屬圖案，從而使得第一電極31能夠沿著本體10的側(cè)表面被連接至布置在本體10底表面上的第一焊墊(pad) 31a。第二電極32在透過第二絕緣層IOb暴露出的第一絕緣層IOa上延伸，并且沿著本體10的側(cè)表面被連接至布置在本體10底表面上的第二焊墊32a。電流經(jīng)由第一和第二焊墊31a和32a而被施加至第一和第二電極31和32。在第一和第二電極31和32在絕緣層10a、10b、IOc和IOd之間彼此隔離的條件下，第一和第二電極31和32的構(gòu)造不限于此。參見圖2,虛設(shè)電極(dummy electrode) 33可以布置在第三絕緣層IOc上以電連接至第二電極32。該虛設(shè)電極33可以電連接至除了發(fā)光二極管20之外的器件。第二電極32布置在第一絕緣層IOa的暴露部分上，即，位于腔體15的底部上，因而起到了安裝焊墊(發(fā)光二極管20安裝在該安裝焊墊上)的作用。第一電極31可以經(jīng)由配線22電連接至發(fā)光二極管20的頂表面。在本體10上可以形成陰極標(biāo)志(cathode mark)(未示出)，以將第一和第二電極31和32彼此區(qū)分開來，但是本發(fā)明不限于此。在本體10的頂表面上的第一和第二電極31和32上方可以布置反射層(未示出)。發(fā)光二極管20可以安裝在本體10上腔體15內(nèi)。
根據(jù)發(fā)光器件封裝100的設(shè)計(jì)，在本體10上可以安裝至少一個發(fā)光二極管20。當(dāng)設(shè)置了多個發(fā)光器件封裝100時(shí)，可以設(shè)置多個用于向發(fā)光器件封裝100供電的電極，并且可以設(shè)置多個反射層，然而本公開內(nèi)容不限于此。發(fā)光二極管20可以直接安裝在絕緣層10a、10b、IOc或IOd上，或者可以電連附至第一或第二電極31或32。發(fā)光二極管20可以是波長范圍從大約245nm到405nm的紫外線發(fā)光二極管。匡口，發(fā)光二極管20可以發(fā)出具有大約280nm的短波長的紫外射線或者具有大約365nm或385nm的長波長的紫外射線?？梢允褂门渚€接合方法、裸片接合(die bonding)方法或倒裝接合(flipbonding)方法來安裝發(fā)光二極管20,可以根據(jù)芯片類型和芯片的電極位置來選擇安裝方法。發(fā)光二極管20可以包括III-V族化合物半導(dǎo)體，例如AlInGaN、InGaN、GaN、GaAs、InGaP、AlInGaP、InP 以及 InGaAs 等。發(fā)光二極管20可以經(jīng)由導(dǎo)電粘合劑連附至第二電極32，并且可以經(jīng)由配線22電連接至第一電極31。發(fā)光二極管20被稱作垂直發(fā)光器件，并且如圖3所示包括導(dǎo)電支撐襯底21、接合層23、第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層25、有源層27以及第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層29。導(dǎo)電支撐襯底21可以包括金屬或?qū)щ姲雽?dǎo)體襯底。III-V族氮化物半導(dǎo)體層布置在導(dǎo)電支撐襯底21上。在這種情況下，可以使用電子束蒸發(fā)器、物理氣相沉積(PVD)裝置、化學(xué)氣相沉積(CVD)裝置、等離子體激光沉積(PLD)裝置、包括雙類型熱蒸發(fā)器的濺射裝置、或金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)裝置作為半導(dǎo)體生長裝置，但是本公開內(nèi)容不限于此。接合層23可以布置在導(dǎo)電支撐構(gòu)件21上。接合層23將導(dǎo)電支撐襯底21連附至III-V族氮化物半導(dǎo)體層?？梢允褂秒婂兎椒?plating method)而不是接合方法來形成導(dǎo)電支撐襯底21。在這種情況下，可以移除接合層23。第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層25布置在接合層23上，并且經(jīng)由接合層23和導(dǎo)電支撐襯底21電連接至第二電極32。第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層25可以由III-V族化合物半導(dǎo)體形成，例如，可以由GaN、InN, AIN, InGaN, AlGaN, InAlGaN和AlInN中的至少一種形成。第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層25可以摻雜有包括Mg、Zn、Ca、Sr或Ba的第二導(dǎo)電類型摻雜物作為P型摻雜物。例如，通過提供包括NH3、TMGa (或TEGa)以及諸如Mg之類的p型摻雜物的氣體，可以將第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層25形成為具有一定厚度的p型GaN層。第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層25在某個區(qū)域具有電流擴(kuò)展結(jié)構(gòu)(current spreadingstructure)。電流擴(kuò)展結(jié)構(gòu)包括半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層中的水平電流擴(kuò)展速度高于垂直電流擴(kuò)展速度。例如，電流擴(kuò)展結(jié)構(gòu)可以包括摻雜濃度或?qū)щ娦圆煌亩鄠€半導(dǎo)體層。第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層25可以將載流子(carrier)均勻地?cái)U(kuò)散進(jìn)入布置在其上的層中，例如，擴(kuò)散進(jìn)入有源層27中。有源層27布置在第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層25上。有源層27可以具有單量子阱結(jié)、構(gòu)或多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)。有源層27可以選擇性地包括InGaN/GaN周期(period)、AlGaN/InGaN 周期、InGaN/InGaN 周期以及 AlGaN/GaN 周期。在第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層25和有源層27之間可以布置第二導(dǎo)電類型覆層(cladlayer)(未示出)。第二導(dǎo)電類型覆層可以由p型基于GaN的半導(dǎo)體形成。第二導(dǎo)電類型覆層可以由帶隙比阱層的帶隙高的材料形成。第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層29布置在有源層27上。第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層29可以是摻雜有第一導(dǎo)電類型摻雜物的n型半導(dǎo)體層。n型半導(dǎo)體層可以由化合物半導(dǎo)體形成，例如GaN、InN, AIN、InGaN, AlGaN, InAlGaN或AlInN等。作為n型摻雜物的第一導(dǎo)電類型摻雜物可以包括Si、Ge、Sn、Se和Te中的至少一種。例如，通過提供包括NH3、TMGa (或TEGa)以及諸如Si之類的n型摻雜物的氣體，可以將第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層29形成為具有一定厚度的n型GaN層。 第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層25可以形成為p型半導(dǎo)體層，第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層29可以包括n型半導(dǎo)體層。發(fā)光結(jié)構(gòu)可以具有n-p結(jié)結(jié)構(gòu)、p-n結(jié)結(jié)構(gòu)、n-p-n結(jié)結(jié)構(gòu)以及p-n-p結(jié)結(jié)構(gòu)中的一種。以下，以第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層29是最上層的半導(dǎo)體層為例。在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層29上可以布置第一電極和電極層(未示出)中的至少一個。該電極層可以包括基于氧化物或氮化物的透光層，例如，可以由從如下材料中選出的材料形成ITO (氧化銦錫)、ITON (氮氧銦錫)、IZO (銦鋅氧化物)、IZON (氮氧銦鋅)、IZTO (銦鋅錫氧化物)、IAZO (銦鋁鋅氧化物)、IGZO (銦鎵鋅氧化物)、IGTO (銦鎵錫氧化物)、AZO (鋁鋅氧化物)、ATO (銻錫氧化物)、GZO (鎵鋅氧化物)、IrOx、RuOx以及NiO。電極層可以起到用于擴(kuò)展電流的電流擴(kuò)展層的作用。電極層可以是反射電極層，該反射電極層可以由從如下材料中選擇的材料形成Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf、及它們的組合。第一電極可以包括具有單層或多層結(jié)構(gòu)的金屬層。例如，金屬層可以由如下材料中的至少一種形成Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf、及它們的合金。在本體10上可以安裝多個發(fā)光二極管20。發(fā)光二極管20可以安裝在第二電極32上并且電連接至第二電極32，并且可以經(jīng)由配線22電連接至第一電極31。例如，配線22的一端可以接合至第一電極31，配線22的另一端可以接合至發(fā)光二極管20，但是本公開內(nèi)容不限于此。腔體15可以填充有惰性氣體，以替代密封材料。即，腔體15可以填充有例如氮?dú)獾鹊亩栊詺怏w，以保護(hù)發(fā)光二極管20不受例如水分和氧氣等環(huán)境條件的影響。透光膜80作為硬玻璃膜布置在本體10上方以覆蓋腔體15。透光膜80可以由透明材料形成，例如LiF、MgF2, CaF2, BaF2, A1203、SiO2以及光學(xué)玻璃(N-BK7〇R)。SiO2的例子可以是石英晶體和UV熔凝硅石(UV Fused Silica)。而且，透光膜80可以由低鐵玻璃形成。支撐構(gòu)件95布置在第四絕緣層IOd上作為本體10的最上層，以支撐透光膜80。支撐構(gòu)件95布置在本體10上，以在透光膜80與對應(yīng)于本體10的腔體15的一部分之間形成一定的空間。支撐構(gòu)件95和第四絕緣層IOd可以由相同材料一體形成。可替代地，支撐構(gòu)件95可以由與第四絕緣層IOd不同的材料(例如金屬)形成，并且可以附著至第四絕緣層10d。支撐構(gòu)件95可以是布置在第四絕緣層IOd上的環(huán)形或框架形支撐構(gòu)件，以包圍第四絕緣層IOd的開口區(qū)域。透光膜80可以經(jīng)由粘合劑附著至支撐構(gòu)件95的頂表面，而不使用激光或焊接，從而簡化了其制造工藝并減小了成本。以下，將參照圖4和圖5描述根據(jù)第一實(shí)施例的將透光膜80附著至支撐構(gòu)件95的方法。參見圖4，發(fā)光器件封裝100包括穿過支撐構(gòu)件95的頂表面和透光膜80的接合銷91。詳細(xì)地講，在支撐構(gòu)件95中布置有支撐凹部11以容納接合銷91，透光膜80包括 與支撐凹部11對齊的玻璃孔81以容納接合銷91。參見圖4，接合銷91包括銷頭85和銷體87。銷頭85的直徑大于銷體87的直徑，銷體87可以具有直徑在離開銷頭85的方向上減小的圓錐形狀。銷頭85的直徑大于玻璃孔81的直徑，銷體87裝配在玻璃孔81和支撐凹部11中，從而將透光膜80接合至支撐構(gòu)件95。盡管如圖4所示銷頭85具有半球形狀，然而銷頭85也可以具有平的頂表面，并且可以具有圓形或多邊形截面。參見圖5中的a，接合銷91的銷體87a具有直徑在離開銷頭85的方向上減小的圓錐形狀。在圓錐形狀的表面上形成有螺紋突出部，并且在支撐凹部11和玻璃孔81的側(cè)表面內(nèi)形成有與該螺紋突出部耦合的螺紋凹部，從而能夠?qū)⒔雍箱N91旋擰至支撐凹部11和玻璃孔81。參見圖5中的b，接合銷91的銷體87b可以具有直徑從銷頭85至其端部保持不變的圓柱體形狀。在圓柱體形狀的表面上形成有螺紋突出部，在支撐凹部11和玻璃孔81的側(cè)表面內(nèi)形成有與該螺紋突出部耦合的螺紋凹部，從而能夠?qū)⒔雍箱N91旋擰至支撐凹部11和玻璃孔81。像這樣，接合銷91的形狀可以變化，并且接合銷91經(jīng)由透光膜80接合至支撐構(gòu)件95，從而將透光膜80接合至支撐構(gòu)件95。在透光膜80和支撐構(gòu)件95的頂表面之間可以涂敷粘合劑(未示出)，該粘合劑可以是Ag膏、UV粘合劑、無Pb (無鉛)低溫玻璃、丙烯酸粘合劑或陶瓷粘合劑。本體10由陶瓷形成從而將由于UV波長導(dǎo)致的熱散發(fā)，而不會增大發(fā)光器件封裝100的尺寸。因此，無論從發(fā)光二極管20發(fā)出的光的波長是多少，發(fā)光器件封裝100均可以具有恒定的封裝結(jié)構(gòu)，因而能夠與用于發(fā)出不同波長的各種光束的各種發(fā)光二極管兼容。以下，將參照圖6描述根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件封裝。參見圖6，發(fā)光器件封裝100A包括由陶瓷形成的本體10 ;布置在本體10上的至少一個發(fā)光二極管20 ;以及布置在本體10上并且電連接至發(fā)光二極管20的第一和第二電極(未示出)。而且，發(fā)光器件封裝100A包括用于保護(hù)發(fā)光二極管20的透光膜80和用于支撐透光膜80的支撐構(gòu)件95A。由于發(fā)光器件封裝100A的本體10、絕緣層10a、10b、IOc和10d、發(fā)光二極管20以及電極在結(jié)構(gòu)上與圖I至圖3的發(fā)光器件封裝100的相似，因而將省略其描述。參見圖6，支撐構(gòu)件95A設(shè)置有玻璃凹部(glass recess)96，透光膜80滑入(slid)玻璃凹部96中。玻璃凹部96布置在鄰近本體10的支撐構(gòu)件95A的側(cè)內(nèi)壁中，并且高度等于或大于透光膜80的厚度。透光膜80沿著玻璃凹部96橫向滑入以密封腔體15。在玻璃凹部96內(nèi)可以涂敷粘合劑(未示出)。該粘合劑可以是Ag膏、UV粘合劑、無Pb低溫玻璃、丙烯酸粘合劑或陶瓷粘合劑。像這樣，玻璃凹部96就布置在了支撐構(gòu)件95A的側(cè)內(nèi)壁中，從而使得透光膜80滑 入并利用其間涂敷的粘合劑接合至支撐構(gòu)件95A，從而改善了其接合力。以下，將參照圖7描述根據(jù)第三實(shí)施例的發(fā)光器件封裝。參見圖7，發(fā)光器件封裝100B包括由陶瓷形成的本體10 ;布置在本體10上的至少一個發(fā)光二極管20 ;以及布置在本體10上并且電連接至發(fā)光二級管20的第一和第二電極(未示出)。而且，發(fā)光器件封裝100B包括用于保護(hù)發(fā)光二極管20的透光膜80和用于支撐透光膜80的支撐構(gòu)件95B。由于發(fā)光器件封裝100B的本體10、絕緣層10a、10b、IOc和10d、發(fā)光二極管20以及電極在結(jié)構(gòu)上與圖I至圖3的發(fā)光器件封裝100的相似，因而將省略其描述。參見圖7，發(fā)光器件封裝100B還包括接合至透光膜80并旋擰至支撐構(gòu)件95B的玻璃殼(glass case) 88。玻璃殼88包括上側(cè)內(nèi)階梯(upper inner step)結(jié)構(gòu)和接合至支撐構(gòu)件95B的下側(cè)外階梯結(jié)構(gòu)，透光膜80位于該上側(cè)內(nèi)階梯結(jié)構(gòu)上。在下側(cè)外階梯結(jié)構(gòu)的側(cè)壁中布置有旋擰至支撐構(gòu)件95B的螺紋凹部。支撐構(gòu)件95B包括接合至玻璃殼88的上側(cè)階梯結(jié)構(gòu)，并且在上側(cè)階梯結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上布置有螺紋突出部97，以與玻璃殼88的螺紋凹部嚙合。通過將與透光膜80 —體形成的玻璃殼88旋擰至支撐構(gòu)件95B，透光膜80可以接合至支撐構(gòu)件95B。玻璃殼88和透光膜80可以同時(shí)由相同的材料一體形成,或者玻璃殼88可以是接合至透光膜80的金屬構(gòu)件。只是通過將透光膜80所附著的玻璃殼88旋擰至支撐構(gòu)件95B，就能夠容易地將透光膜80接合至發(fā)光器件封裝100B。以下，將參照圖8描述根據(jù)第四實(shí)施例的發(fā)光器件封裝。參見圖8，發(fā)光器件封裝100C包括由陶瓷形成的本體10 ;布置在本體10上的至少一個發(fā)光二極管20 ;以及布置在本體10上并且電連接至發(fā)光二極管20的第一和第二電極(未示出)。而且，發(fā)光器件封裝100C包括用于保護(hù)發(fā)光二極管20的透光膜80和用于支撐透光膜80的支撐構(gòu)件95C。由于發(fā)光器件封裝100C的本體10、絕緣層10a、10b、IOc和10d、發(fā)光二極管20以及電極在結(jié)構(gòu)上與圖I到圖3的發(fā)光器件封裝100的相似，因而將省略其描述。
參見圖8，發(fā)光器件封裝100C還包括從支撐構(gòu)件95C的頂表面突出出來的多個接合突出部98，以及布置在透光膜80中的多個接合凹部82。接合凹部82與接合突出部98對齊，并容納接合突出部98。接合突出部98可以由與支撐構(gòu)件95C相同的材料形成。接合突出部98被陷入在接合凹部82中，從而使得透光膜80能夠密封腔體15。在透光膜80和支撐構(gòu)件95C的頂表面之間涂敷粘合劑92。粘合劑92可以是Ag膏、UV粘合劑、無Pb低溫玻璃、丙烯酸粘合劑或陶瓷粘合劑。像這樣，用涂敷在透光膜80和支撐構(gòu)件95C之間的粘合劑92，透光膜80就被支撐構(gòu)件95C所連固(caught by),從而改善了其接合力。
以下，將參照圖9描述根據(jù)第五實(shí)施例的發(fā)光器件封裝。參見圖9，發(fā)光器件封裝100D包括由陶瓷形成的本體10 ;布置在本體10上的至少一個發(fā)光二極管20 ;以及布置在本體10上并且電連接至發(fā)光二極管20的第一和第二電極(未示出)。而且，發(fā)光器件封裝100D包括用于保護(hù)發(fā)光二極管20的透光膜80和用于支撐透光膜80的支撐構(gòu)件95D。由于發(fā)光器件封裝100D的本體10、絕緣層10a、10b、IOc和10d、發(fā)光二極管20以及電極在結(jié)構(gòu)上與圖I到圖3的發(fā)光器件封裝100的相似，因而將省略其描述。參見圖9，發(fā)光器件封裝100D包括連附孔83，其布置在本體10上的透光膜80中，并且形成在與支撐構(gòu)件95D的頂表面接觸的區(qū)域中。在透光膜80和支撐構(gòu)件95D的頂表面之間涂敷有粘合劑84。該粘合劑84可以是Ag膏、UV粘合劑、無Pb低溫玻璃、丙烯酸粘合劑或陶瓷粘合齊U。涂敷粘合劑84，然后按壓透光膜80和支撐構(gòu)件95D。因此，連附孔83被粘合劑84填充，然后粘合劑84被固化。因而，利用透光膜80和支撐構(gòu)件％D之間的粘合劑84，透光膜80附著到支撐構(gòu)件95D，并且同時(shí)，連附孔83物理接合至粘合劑84，從而改善了透光膜80和支撐構(gòu)件％D的接合力。盡管在透光膜80中布置了連附孔83，然而，在透光膜80中還可以布置被粘合劑84填充的連附凹部，因而本公開內(nèi)容不限于連附孔83。圖10是示出了根據(jù)第六實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的截面圖。參見圖10，發(fā)光器件封裝100E包括由陶瓷形成的本體10 ;布置在本體10上的至少一個發(fā)光二極管20 ;以及布置在本體10上并且電連接至發(fā)光二極管20的第一和第二電極(未示出)。而且，發(fā)光器件封裝100E包括用于保護(hù)發(fā)光二極管20的透光膜80和用于支撐透光膜80的支撐構(gòu)件95E。由于發(fā)光器件封裝100E的本體10、絕緣層10a、10b、IOc和10d、發(fā)光二極管20以及電極在結(jié)構(gòu)上與圖I到圖3的發(fā)光器件封裝100的相似，因而將省略其描述。參見圖10，發(fā)光器件封裝100E包括位于本體10內(nèi)腔體15之下的散熱孔14，以將熱從發(fā)光二極管20轉(zhuǎn)移至散熱構(gòu)件90。散熱孔14從腔體15的底部穿過本體10直到散熱構(gòu)件90，并且可以布置在發(fā)光二極管20之下。散熱構(gòu)件90可以由導(dǎo)熱性比本體10高的材料形成?？梢酝ㄟ^在燒結(jié)第一絕緣層IOa之前在構(gòu)成第一絕緣層IOa的陶瓷中穿孔來形成散熱孔14。盡管通過對流，熱能夠經(jīng)由散熱孔14內(nèi)的空間被轉(zhuǎn)移，但是散熱孔14也可以由導(dǎo)熱性比本體10的導(dǎo)熱性高的材料填充。根據(jù)圖4到圖9的實(shí)施例中的一個實(shí)施例，透光膜80可以連附至支撐構(gòu)件95E?？商娲?，如圖10所示，在透光膜80上可以布置玻璃突出部86，并且在支撐構(gòu)件95E的頂表面上可以布置與玻璃突出部86對齊的凹部99，從而使得通過將玻璃突出部86裝配在凹部99中而能夠?qū)⑼腹饽?0連附至支撐構(gòu)件95E。在這種情況下，在透光膜80和支撐構(gòu)件95E的頂表面之間可以涂敷粘合劑87，進(jìn)而改善了透光膜80和支撐構(gòu)件95E之間的接合力。 圖11是示出了根據(jù)第七實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的透視圖。參見圖11，發(fā)光器件封裝100F包括由陶瓷形成的本體10 ;布置在本體10上的至少一個發(fā)光二極管20 ;以及布置在本體10上并且電連接至發(fā)光二極管20的第一和第二電極31和32。而且，發(fā)光器件封裝100F包括用于保護(hù)發(fā)光二極管20的透光膜80和用于支撐透光膜80的支撐構(gòu)件95。由于發(fā)光器件封裝100F的本體10、絕緣層10a、10b、IOc和10d、發(fā)光二極管20以及電極31和32在結(jié)構(gòu)上與圖I到圖3的發(fā)光器件封裝100的相似，因而將省略其描述。發(fā)光二極管20可以是波長范圍從大約245nm到405nm的紫外線發(fā)光二極管。即，發(fā)光二極管20可以發(fā)出具有大約280nm的短波長的紫外射線，或者具有大約365nm或385nm的長波長的紫外射線。作為紫外線發(fā)光二極管的發(fā)光二極管20可以經(jīng)由導(dǎo)電粘合劑連附至第二電極32，并且可以經(jīng)由配線22電連接至第一電極31?？梢允褂门渚€接合方法、裸片接合方法或倒裝接合方法來安裝發(fā)光二極管20，可以根據(jù)芯片的類型和芯片的電極位置來選擇接合方法。發(fā)光器件封裝100F還包括腔體15內(nèi)的彩色發(fā)光二極管30和齊納(Zener) 二極管35，彩色發(fā)光二極管30和齊納二極管35電連接至發(fā)光二極管20。彩色發(fā)光二極管30可以是藍(lán)色、綠色或紅色發(fā)光二極管，并且可以與發(fā)光二極管20 一起安裝在第二電極32上，從而使得彩色發(fā)光二極管30能夠電連接至第二電極32。此夕卜，彩色發(fā)光二極管30可以經(jīng)由配線(未示出)連接至第一電極31。當(dāng)彩色發(fā)光二極管30并聯(lián)連接至發(fā)光二極管20時(shí)，彩色發(fā)光二極管30和發(fā)光二極管20以相同的方式運(yùn)行。此時(shí)，彩色發(fā)光二極管30發(fā)出彩色光，從而能夠通過裸眼感知(perceive)到發(fā)光二極管20是否在運(yùn)行?？商娲兀噬l(fā)光二極管30可以從單獨(dú)的電極(未示出)接收電力以執(zhí)行脈沖類型發(fā)光操作，在該脈沖類型發(fā)光操作中，光只在發(fā)光二極管20開始運(yùn)行時(shí)的開始點(diǎn)發(fā)出。逆向電流(reverse current)可以被導(dǎo)引至布置在腔體15內(nèi)的齊納二極管35以保護(hù)發(fā)光二極管20。齊納二極管35布置在虛設(shè)電極33上，并且可以從單獨(dú)的端子接收電力。彩色發(fā)光二極管30、齊納二極管35以及發(fā)光二極管20可以布置在腔體15內(nèi)。根據(jù)圖4到圖10的實(shí)施例中的一個實(shí)施例，透光膜80可以接合至本體10。根據(jù)實(shí)施例，紫外線發(fā)光器件封裝包括用來有效地散熱的陶瓷本體，并且玻璃膜直接附著至陶瓷本體以減少組件數(shù)量，從而簡化了紫外線發(fā)光器件封裝的制造工藝，并減小了其制造成本。陶瓷本體經(jīng)由粘合劑和螺絲構(gòu)件接合至玻璃膜，而沒有使用激光或焊接，從而提高了組裝效率。此外，紫外線發(fā)光器件封裝能夠與用于發(fā)出波長范圍從大約245nm到405nm的紫外射線的各種發(fā)光二極管兼容。
盡管對實(shí)施例的描述中結(jié)合了其多個示例性實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解的是，在本公開內(nèi)容的原理的精神和范圍之內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以設(shè)計(jì)出許多其它變化和實(shí)施例。尤其是，可以在該公開、附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)對組件和/或附件組合設(shè)置中的排列進(jìn)行多種變化和改進(jìn)。除組件和/或排列的變化和改進(jìn)之外，其他可選擇的應(yīng)用對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種紫外線發(fā)光器件封裝，包括 本體，包括用于限定腔體的多個陶瓷絕緣層； 紫外線發(fā)光二極管，位于所述腔體內(nèi)； 第一電極和第二電極，在所述本體上彼此分開，并且電連接至所述紫外線發(fā)光二極管； 支撐構(gòu)件，布置在所述本體上，并且包圍所述腔體；以及 玻璃膜，接合至所述支撐構(gòu)件，并且覆蓋所述腔體， 其中，上面布置有所述第一電極的陶瓷絕緣層不同于上面布置有所述第二電極的陶瓷絕緣層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的紫外線發(fā)光器件封裝，其中，所述腔體具有側(cè)階梯結(jié)構(gòu)， 所述第一電極暴露于所述腔體的側(cè)階梯結(jié)構(gòu)，并且 所述第二電極暴露于所述腔體的底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紫外線發(fā)光器件封裝，其中，所述多個陶瓷絕緣層包括 第一絕緣層，暴露于所述腔體的底部； 第二絕緣層，位于所述第一絕緣層上；以及 第三絕緣層，暴露出所述第二絕緣層的一部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紫外線發(fā)光器件封裝，其中，所述第一電極和第二電極連接至包圍所述本體的外表面并且布置在所述本體的底表面上的焊墊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的紫外線發(fā)光器件封裝，其中，所述第一電極和第二電極具有多層層疊結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紫外線發(fā)光器件封裝，其中，所述第一電極和第二電極是與所述陶瓷絕緣層交替地形成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紫外線發(fā)光器件封裝，其中，所述支撐構(gòu)件包括位于所述支撐構(gòu)件的頂表面上的至少一個接合突出部，并且 所述玻璃膜包括至少一個接合凹部，所述接合突出部裝配在所述接合凹部中。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紫外線發(fā)光器件封裝，其中，所述支撐構(gòu)件包括位于所述支撐構(gòu)件的頂表面中的至少一個接合凹部，并且 所述玻璃膜包括至少一個接合突出部，所述接合突出部裝配在所述接合凹部中。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紫外線發(fā)光器件封裝，還包括用于固定所述玻璃膜和所述支撐構(gòu)件的至少一個固定銷。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的紫外線發(fā)光器件封裝，其中，所述玻璃膜包括至少一個通孔，所述固定銷穿過所述通孔。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的紫外線發(fā)光器件封裝，其中，所述固定銷包括 銷頭，該銷頭的直徑大于所述玻璃膜的通孔的直徑；以及 銷體，從所述銷頭延伸，并且裝配在所述通孔中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的紫外線發(fā)光器件封裝，其中，所述銷體包括位于所述銷體外表面上的螺紋突出部。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的紫外線發(fā)光器件封裝，其中，所述銷體從所述銷頭延伸，并且所述銷體的直徑保持不變。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紫外線發(fā)光器件封裝，其中，在所述支撐構(gòu)件的頂表面與所述玻璃膜之間布置有粘合構(gòu)件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的紫外線發(fā)光器件封裝，其中，所述粘合構(gòu)件包括紫外線粘合劑。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的紫外線發(fā)光器件封裝，其中，所述玻璃膜包括填充有所述粘合構(gòu)件的至少一個連附孔。
17.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紫外線發(fā)光器件封裝，其中，所述支撐構(gòu)件包括位于所述支 撐構(gòu)件內(nèi)表面中的凹部，并且 所述玻璃膜滑入所述凹部中。
18.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紫外線發(fā)光器件封裝，其中，所述本體包括至少一個散熱孔，所述散熱孔從所述腔體的底部延伸至所述本體的底表面。
19.根據(jù)權(quán)利要求I所述的紫外線發(fā)光器件封裝，其中，所述支撐構(gòu)件與所述本體一體形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的紫外線發(fā)光器件封裝，還包括彩色發(fā)光二極管，位于所述本體的腔體內(nèi)，用以顯示所述紫外線發(fā)光二極管的運(yùn)行。
21.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紫外線發(fā)光器件封裝，還包括玻璃殼，所述玻璃殼包圍所述玻璃膜并且被旋擰至所述支撐構(gòu)件。
22.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紫外線發(fā)光器件封裝，其中，所述本體是通過共燒所述多個陶瓷絕緣層而形成的。
23.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紫外線發(fā)光器件封裝，還包括位于所述本體的腔體內(nèi)的齊納二極管； 其中，流至所述紫外線發(fā)光二極管的過電流流至所述齊納二極管。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的紫外線發(fā)光器件封裝，還包括布置在所述本體上的虛設(shè)電極。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的紫外線發(fā)光器件封裝，其中，所述齊納二極管連接至所述虛設(shè)電極。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種包括UV發(fā)光二極管的發(fā)光器件封裝，其包括陶瓷本體、紫外線發(fā)光二極管、支撐構(gòu)件和玻璃膜。所述陶瓷本體限定了腔體。所述紫外線發(fā)光二極管布置在所述腔體內(nèi)。所述支撐構(gòu)件布置在所述本體上，并且包圍所述腔體。所述玻璃膜接合至所述支撐構(gòu)件并且覆蓋所述腔體。由于該發(fā)光器件封裝包括陶瓷本體以有效地散熱，并且玻璃膜直接附著至陶瓷本體以減少組件數(shù)量，從而簡化了該發(fā)光器件封裝的制造工藝，并減小了其制造成本。
文檔編號H01L33/48GK102751432SQ20121006869
公開日2012年10月24日 申請日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者李建教, 鄭粹正, 金有東, 金炳穆 申請人:Lg伊諾特有限公司