用于光學器件的基板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于光學器件的基板，其配置成以裝配方式連接光學元件基板和電極基板，并且同時配置成在光學元件基板上形成一個或多個橋墊，該橋墊通過水平絕緣層與光學元件基板絕緣。根據本發(fā)明的第一方面的用于光學器件的基板包括：光學元件基板，其由金屬板制成并且其中包含多個光學元件；一對電極基板，其由絕緣材料制成以在其上表面的至少一部分上形成傳導層，分別連接至光學元件基板的兩個側表面，以及引線結合至光學元件的電極；以及裝配裝置，其形成在電極基板和光學元件基板的側表面上，以裝配光學元件基板和電極基板。根據本發(fā)明的第二方面的用于光學器件的基板包括：光學元件基板，其由金屬板制成并且其中設置有多個光學元件；一對電極基板，其由金屬材料制成以分別連接至光學元件基板的兩個側表面，以及引線結合至光學元件的電極；裝配裝置，其形成在電極基板和光學元件基板的側表面上，以裝配光學元件基板和電極基板；以及裝配型垂直絕緣層，其插入在光學元件基板和電極基板之間，以便連接至裝配裝置。
【專利說明】用于光學器件的基板
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于光學器件的基板，并且更具體地，涉及一種用于光學器件的基板，該光學器件配置成以裝配方式連接光學元件基板和電極基板，并且同時配置成在光學元件基板上形成一個或多個橋墊(bridge pad),該橋墊通過水平絕緣層與光學元件基板絕緣。
【背景技術】
[0002]通常，作為半導體發(fā)光器件的發(fā)光二極管(LED)已經吸引了相當多的關注，原因在于有利于環(huán)境保護的光源在各個領域都不會造成環(huán)境污染。最近，隨著LED的使用擴展到各個領域，例如，室內和室外照明、車輛前燈、顯示器的背光單元(BLU)等，已經要求LED具有高的效率和卓越的散熱特性。為了獲得高效LED，必須改進LED原材料或結構，并且也要求改進LED封裝的結構和在LED封裝中使用的原材料。
[0003]因為高效LED產生高熱，當高熱沒有被有效消散時，LED的溫度變高，因此LED的特性破壞，從而減少了 LED的壽命。因此，已經致力于有效地消散從這種LED產生的熱。
[0004]在下文中，將各個發(fā)光元件(例如，LED等)稱為“光學元件”，并且將各個產品(每個包括一個或多個光學元件)稱為“光學器件”。
[0005]圖1A至ID是解釋光學器件的傳統(tǒng)制造方法的透視圖。首先，如圖1A中所示，為了形成用于安裝光學元件的傳統(tǒng)基板10，將具有預定厚度的傳導板11 (例如，銅板等)和絕緣板12 (例如，玻璃環(huán)氧板等)在平面方向上彼此交替附接，以形成塊主體13 (參照圖1B)。這里，傳導板11和絕緣板12的附接可以通過粘合劑、熱壓等進行。
[0006]隨后，如圖1B中所示，當沿著垂直于傳導板11平面的方向切割(即，垂直切割)如圖1A中的塊主體13，如圖1C所示，獲得包括交替布置的傳導條IOa和絕緣條IOb的基板10。
[0007]隨后，如圖1D所示，在基板10的傳導條(IOa-①、IOa-②、IOa-③)上分別設置有以規(guī)則間隔布置的LED芯片2，設置在傳導條(IOa-①、IOa-②、IOa-③)上的每個LED芯片2通過引線3重復地連接至后續(xù)的傳導條，以獲得LED陣列，并且然后用透明樹脂模制成型LED陣列，以制備板形LED陣列。
[0008]同時，板形LED陣列的行彼此并聯(lián)地電連接，并且其列彼此并聯(lián)地電連接。該板形LED陣列可以直接地制成產品，或者可以通過將行和列劃分成合適的行和列單元或者單個行和列單元制成產品。此外，當直接使用板形LED陣列時，將它安裝在金屬PCB上或者用散熱板設置在其下部。
[0009]然而，上述傳統(tǒng)的用于光學器件的基板的問題在于其傳導條和絕緣條通過粘合劑或熱壓附接，因而傳導條和絕緣條之間的連接容易被處理中粗心導致的輕微的沖擊、彎曲或者歪斜損壞。

【發(fā)明內容】
[0010]技術問題
[0011]因此，本發(fā)明致力于解決上述問題，并且本發(fā)明的目的在于提供一種用于光學器件的基板，其不會被處理中粗心導致的沖擊、彎曲或歪斜損壞，原因在于其配置成以裝配方式連接光學元件基板和電極基板，并且同時不形成用于將光學元件基板絕緣成多個區(qū)域的水平絕緣層。
[0012]本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于光學器件的基板，其不會被處理中粗心導致的沖擊、彎曲或歪斜損壞，原因在于其配置成以裝配方式連接光學元件基板和電極基板，并且同時在光學元件基板上形成一個或多個橋墊，該橋墊通過水平絕緣層與光學元件基板絕緣。
[0013]技術方案
[0014]為了實現上述目的，本發(fā)明的第一方面提供了一種用于光學器件的基板，包括:光學器件基板，其由金屬板制成并且其中設置有多個光學元件；一對電極基板，其由絕緣材料制成以在其上表面的至少一部分上形成傳導層，該對電極基板分別連接至光學元件基板的兩個側表面，以及引線結合至光學元件的電極；以及裝配裝置，其形成在電極基板和光學元件基板的側表面上，以裝配光學元件基板和電極基板。
[0015]在根據本發(fā)明的第一方面的用于光學器件的基板中，光學元件基板可以設置有腔，該腔包括矩形凹槽，該矩形凹槽中安裝有多個光學元件。此外，光學元件基板可以設置有多個腔，每個腔包括凹槽，該凹槽中安裝有光學元件。
[0016]本發(fā)明的第二方面提供了一種用于光學器件的基板，包括:光學兀件基板，其由金屬板制成并且其中設置有多個光學元件；一對電極基板，其由金屬材料制成，分別連接至光學元件基板的兩個側表面，以及引線結合至光學元件的電極；裝配裝置，其形成在電極基板和光學元件基板的側表面上，以裝配光學元件基板和電極基板；以及裝配型垂直絕緣層，其插入在光學元件基板和電極基板之間，以便連接至裝配裝置。
[0017]在根據本發(fā)明的第二方面的用于光學器件的基板中，裝配型垂直絕緣層可以通過使光學元件基板和電極基板的包括裝配裝置的側表面陽極氧化而形成。
[0018]此外，光學元件基板可以設置有腔，該腔包括矩形凹槽，該矩形凹槽中安裝有多個光學元件。進一步地，光學元件基板可以設置有多個腔，每個腔包括凹槽，該凹槽中安裝有光學兀件。
[0019]在根據本發(fā)明的第一或第二方面的用于光學器件的基板中，光學元件基板可以包括形成在其上表面上的鍍層。根據本發(fā)明的第一或第二方面的用于光學器件的基板還可以包括:水平絕緣層，其形成在光學元件基板的至少一個鍍層已去除的區(qū)域上，以與鍍層電連接；以及橋墊，其布置在水平絕緣層上以允許光學元件的電極通過弓I線電連接。在這種情況下，水平絕緣層可以形成在凹槽中，該凹槽形成在光學元件基板的鍍層已去除的區(qū)域中。
[0020]有益效果
[0021]根據本發(fā)明的光學器件的基板的優(yōu)點在于:其不會被處理中粗心導致的沖擊、彎曲或歪斜損壞，原因在于其配置成以裝配方式連接光學元件基板和電極基板，并且同時在光學元件基板上形成一個或多個橋墊，該橋墊通過水平絕緣層與光學元件基板絕緣。
【專利附圖】

【附圖說明】[0022]圖1A至ID是解釋光學器件的傳統(tǒng)制備方法的透視圖。
[0023]圖2是根據本發(fā)明的實施方式通過用于光學器件的基板制備的光學器件的截面圖。
[0024]圖3是根據本發(fā)明的另一實施方式通過用于光學器件的基板制備的光學器件的截面圖。
[0025]圖4是通過用于圖2的光學器件的局部修改的基板制備的光學器件的截面圖，以及圖5是通過用于圖3的光學器件的局部修改的基板制備的光學器件的截面圖。
[0026]圖6是在不插入橋墊的情況下通過芯片對芯片引線結合光學元件的電極制備的光學器件的截面圖。
[0027]圖7A是根據本發(fā)明的另一實施方式的光學器件的平面圖，以及圖7B是沿著圖7A的線A-A截取的光學器件的截面圖。
[0028]圖8A是根據本發(fā)明的另一實施方式的光學器件的平面圖，以及圖SB是沿著圖8A的線A-A截取的光學器件的截面圖。
【具體實施方式】
[0029]在下文中，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
[0030]圖2是根據本發(fā)明的實施方式通過用于光學器件的基板制備的光學器件的截面圖。如圖2中所示，根據本發(fā)明的實施方式的光學器件包括:光學元件基板110-1，其位于光學器件的中心處并且安裝有多個光學兀件160 ;以及一對電極基板120-1,其以裝配方式連接至光學元件基板110-1的兩側并且充當光學器件的電極，即，陽極和陰極。
[0031]如上所述，光學元件基板110-1可以由金屬板形成，金屬板由具有高導熱性的金屬制成，例如，鋁(Al)、鎂(Mg)、銅(Cu)或鐵(Fe)或其合金，以快速地消散光學元件160產生的熱。此外，每個電極基板120-1可以具有由合成樹脂制成的主體，該合成樹脂具有良好的可處理性和可加工性，例如，聚合物、塑料或其合成物，原因在于電極基板120-1與光學元件基板110-1相比，不需要卓越的散熱性能。因此，圖2示出了具有由合成樹脂制成的主體的電極基板120-1。
[0032]同時，在本發(fā)明中，為了加強光學元件基板110-1和電極基板120-1之間的附接，光學元件基板110-1的兩個側面設置有突出物112，并且每個電極基板120-1的一個側面設置有凹槽122 (參照虛線圈“A”中的結構)，因此光學元件基板110-1通過將突出物112裝配在凹槽122中附接至每個電極基板120-1。這種情況下，突出物112和凹槽122可以交叉地分別形成在光學元件基板110-1和電極基板120-1的整個或部分側面上。同時，如圖2的虛線圈“B”所示，每個電極基板120-1可以設置在其一個側面設置有突出物123，而光學元件基板110-1可以在其兩個側面設置有凹槽113。此外，光學元件基板110-1可以在其每個側面垂直設置有兩個或更多個突出物，而每個電極基板120-1可以在其一個側面設置有兩個或更多個凹槽。此外，光學元件基板110-1可以在其每個側面垂直設置有兩個或更多個凹槽，而每個電極基板120-1可以在其一個側面設置有兩個或更多個突出物。與以上相比，光學元件基板110-1可以在其一個側面設置有突出物，并且可以在其另一個側面設置有凹槽。突出物112和凹槽122可以通過加工工藝形成。
[0033]同時，如圖2中所示，當電極基板120-1的主體由合成樹脂制成時，傳導層134必須形成在電極基板主體的整個或部分上表面上，從而使得該主體充當電極基板120-1。同時，可以將光學元件160直接附接至金屬板的上表面，該金屬板構成將安裝在光學元件基板110-1上的光學兀件基板110-1，但是，在這種情況下，入射在光學兀件基板110-1上表面上的光的反射率可能會由于干涉而被降低，所以優(yōu)選的是具有高的光學反射率的鍍層132形成在光學元件基板110-1的上表面上。鍍層132可以由具有高光學反射率的銀(Ag)制成。
[0034]在本發(fā)明中，為了防止光學元件基板110-1被設置有垂直絕緣層，光學元件基板110-1上設置有與該光學元件基板110-1電絕緣的至少一個水平絕緣層140，并且該水平絕緣層140上設置有橋墊150，其用于電連接兩個相鄰的光學元件160。
[0035]在這里，水平絕緣層140可以通過使用粘合劑或熱壓將合成樹脂片附接至光學元件基板110-1上、通過固化液態(tài)環(huán)氧或硅粘合劑或者通過將陶瓷直接熱噴鍍在光學元件基板110-1上而形成。在這種情況下，為了增強水平絕緣層140和光學元件基板110-1之間的粘合，可以在使光學元件基板110-1的表面粗糙的預處理之后，形成水平絕緣層140。同時，為了防止水平絕緣層140破壞光學元件基板110-1的光學反射效率，如果可能，可以減小水平絕緣層140的尺寸。
[0036]橋墊150可以由具有良好導電性、光反射率和與引線的粘合性的金屬或合金片形成，其選自以下:金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鋁(Al)、鎳(Ni)及其合金。優(yōu)選地，橋墊150可以通過使用粘合劑將銀(Ag)片附接在水平絕緣層140上形成。橋墊150可以具有各種形狀，例如，圓形、四邊形等。
[0037]此外，橋墊150可以通過以下步驟形成:使用噴濺、電鍍或無電鍍用金屬材料處理硅晶片或者使用電鍍或無電鍍用金屬材料處理塑料或FR4板以形成鍍層，適當地切割鍍層，以及然后使用粘合劑將切割的鍍層附接在水平絕緣層140上。此外，可以通過使用絲網印刷將銀(Ag)糊狀物直接印刷在水平絕緣層140上形成橋墊150。同時，為了增強引線結合的可靠性，可以將無電鍍鎳(Ni)鍍層附加地形成在橋墊150的表面上。優(yōu)選地，橋墊150的尺寸小于水平絕緣層140的尺寸，從而使得光學元件基板110-1的相鄰的鍍層132之間的電絕緣充分進行。
[0038]同時，在將光學元件基板110-1附接至電極基板120之后，在其上形成單個鍍層130。通過機械工藝(例如，切割工藝)或者化學工藝(例如，蝕刻工藝)將該單個鍍層130分離成傳導層134和鍍層132以及一區(qū)域，水平絕緣層140將占據該區(qū)域，并且然后可以執(zhí)行后續(xù)工藝。
[0039]通過上述工藝，完成用于光學器件的基板。在下文中，將光學元件160安裝在鍍層132上，在鍍層132和光學元件160之間通過粘合劑等設置有橋墊150，然后光學元件160通過橋墊150的中間介入用引線彼此電連接。在這種情況下，最左的和最右的光學元件160的各個電極通過引線165電連接至相應的電極基板120-1。在圖2中，參考標號“190”表示用于保護光學兀件160和引線165的包含透明或突光材料的密封體,而參考標號“180”表示用于限制液態(tài)密封體190的攔壩。
[0040]圖3是根據本發(fā)明的另一實施方式通過用于光學器件的基板制備的光學器件的截面圖。在圖3中，與圖2中部件相同的部件用相同的參考標號表示，并且其詳細描述將省略。根據圖3中所示的光學器件100-2，電極基板120-2可以由金屬板(例如，與光學元件基板110-1的金屬板相同的金屬板)而不是合成樹脂形成。在這種情況下，出于說明電極基板120-2和光學元件基板110-1的目的，必須將具有橫向放置蓋形的裝配型垂直絕緣層124插入在這些基板之間，從而使得光學元件基板110-1的突出物112與電極基板120-2的凹槽122裝配。這樣的裝配型垂直絕緣層124由合成樹脂制成，并且通過粘合劑附接至光學元件基板110-1和電極基板120-2。同時，可以通過使光學元件基板110-1具有突出物112的側面或使電極基板120-2具有凹槽122的側面陽極氧化，或者通過使光學元件基板110-1具有凹槽122的側面或使電極基板120-2具有突出物112的側面陽極氧化，使裝配型垂直絕緣層與光學元件基板110-1或電極基板120-2成一體。在這里，裝配結構與圖2中所示的裝配結構相同。
[0041]圖4是通過用于圖2的光學器件的局部修改的基板制備的光學器件的截面圖，以及圖5是通過用于圖3的光學器件的局部修改的基板制備的光學器件的截面圖。在圖4和5中，與圖2和3中部件相同的部件用相同的參考標號表示，并且其詳細描述將省略。在圖4和5所示的光學器件(100-3和100-4)中，為了在橋墊150的上表面由于水平絕緣層140的厚度而高于鍍層132的上表面時，防止光學反射率降低，將安裝凹槽形成光學元件基板110-2的上部中直至與水平絕緣層140的厚度對應的深度，并且然后將該水平絕緣層140安裝在該安裝凹槽中。因此，即使在橋墊150布置在水平絕緣層140上時，橋墊150的上表面也與鍍層132的上表面齊平或者比鍍層132的上表面低，這樣防止光學反射率降低。在圖2至5中，為了方便，示出了每個具有兩個光學元件160的光學器件，也可以制備每個具有兩個或更多個光學元件160的光學器件。此外，當如在圖6中所示的下述光學器件中一樣，光學元件之間的距離足夠大以至不能夠執(zhí)行芯片至芯片引線結合時，可以優(yōu)選地應用圖2至5中所不的光學器件。
[0042]圖6是在不插入橋墊的情況下通過芯片對芯片引線結合光學元件的電極制備的光學器件的截面圖。在圖6中，與圖2至5中部件相同的部件用相同的參考標號表示，并且其詳細描述將省略。在圖6所不的光學器件100-5中，該光學器件100-5不包括橋墊,所以其不需要水平絕緣層，并且因此鍍層可以形成在光學元件基板的整個區(qū)域上。根據該實施方式的光學器件可以應用于需要保持光學元件之間的間隔狹窄的光學器件。在圖6中，參考標號“195”表示用于將從光學元件發(fā)出的光聚焦的透鏡(凸透鏡)(在發(fā)散光的情況下:凹透鏡)。這樣的透鏡可以直接應用于圖7和8所示的下述的光學器件以及圖2至5所示的上述光學器件。
[0043]圖7A是根據本發(fā)明的另一實施方式的光學器件的平面圖，以及圖7B是沿著圖7A的線A-A截取的光學器件的截面圖。在圖7A和7B中，與圖2至5中部件相同的部件用相同的參考標號表示，并且其詳細描述將省略。如圖7A至7B中所示，在根據本發(fā)明的實施方式的光學器件100-6中，具有矩形凹槽的單個腔形成在光學元件基板110-3的上部分中，并且該腔中安裝有多個光學元件160。在這種情況下，當以傾斜形狀形成腔，從而使得腔的壁的上部分的寬度大于其壁的下部分的寬度時，可以提高光學反射率。
[0044]同時，在這種配置中，優(yōu)選的是將密封體190充入該腔中直至該腔的上表面的水平面。在這種情況下，可以在其間包括裝配型垂直絕緣層124的光學元件基板110-3和電極基板120-3的部分上設置臺階，從而使得連接至電極基板120-3的引線165嵌入在密封體190中?？梢栽诠鈱W元件基板110-3和電極基板120-3通過裝配而附接的情況下，通過按壓、切割或蝕刻工藝形成腔。與此不同，在光學元件基板110-3和電極基板120-3彼此分離的情況下形成腔和臺階，然后通過裝配使光學元件基板110-3和電極基板120-3附接。
[0045]圖8A是根據本發(fā)明的另一實施方式的光學器件的平面圖，以及圖SB是沿著圖8A的線A-A截取的光學器件的截面圖。在圖8A和SB中，與圖2至5中部件相同的部件用相同的參考標號表示，并且其詳細描述將省略。如圖8A和SB中所示，在根據本發(fā)明的實施方式的光學器件100-7中，為了進一步增加光學反射率，將光學元件安裝在相應的腔中，每個腔由具有斜面的凹槽形成，該斜面的上部分寬并且其下部分窄。因此，光學元件基板設置有多個腔。同時，在該實施方式中，在腔之間形成通道型凹槽(channel groove),每個通道型凹槽具有比腔小的寬度，在每個通道型凹槽中形成水平絕緣層，并且在水平絕緣層上布置橋墊，因而腔的上平面與橋墊的上表面齊平，從而增加光學反射率。
[0046]在圖2至8中，除非特別解釋，否則相同的材料和功能部件用相同的剖面線表示。
[0047]在本發(fā)明的技術思想下，可以對根據本發(fā)明的用于光學器件的基板進行各種修改，而不限于上述實施方式。也可以將根據本發(fā)明的用于光學器件的基板用于背光單元的光源，其中多個光學元件以串聯(lián)連接的方式連續(xù)排成一線。
[0048]〈附圖中的參考標號說明>
[0049]100-1 ?100-7:光學器件
[0050]110-1?110-4:光學元件基板
[0051]112:突出物
[0052]120-1 ?120-4:電極基板
[0053]122:凹槽
[0054]124:裝配型垂直絕緣層
[0055]130:鍍層
[0056]132:鍍層
[0057]134:傳導層
[0058]140:水平絕緣層
[0059]150:橋墊
[0060]160:光學兀件
[0061]165:引線
[0062]180:密封體攔壩
[0063]190:密封體
[0064]195:透鏡
【權利要求】
1.一種用于光學器件的基板，其包括: 光學元件基板，其由金屬板制成并且其中設置有多個光學元件； 一對電極基板，其由絕緣材料制成以在其上表面的至少一部分上形成傳導層，該對電極基板分別連接至光學元件基板的兩個側表面，并且引線結合至光學元件的電極；以及 裝配裝置，其形成在電極基板和光學元件基板的側表面上，以裝配光學元件基板和電極基板。
2.根據權利要求1所述的用于光學器件的基板，其中光學元件基板設置有腔，該腔包括矩形凹槽，該矩形凹槽中安裝有多個光學元件。
3.根據權利要求1所述的用于光學器件的基板，其中光學元件基板設置有多個腔，每個腔包括凹槽，該凹槽中安裝有光學元件。
4.一種用于光學器件的基板，其包括: 光學元件基板，其由金屬板制成并且其中設置有多個光學元件； 一對電極基板，其由金屬材料制成，分別連接至光學元件基板的兩個側表面，并且引線結合至光學兀件的電極； 裝配裝置，其形成在電極基板和光學元件基板的側表面上，以裝配光學元件基板和電極基板；以及 裝配型垂直絕緣層，其插入在光學元件基板和電極基板之間，以便連接至裝配裝置。
5.根據權利要求4所述的用于光學器件的基板，其中裝配型垂直絕緣層通過使光學元件基板和電極基板的包括裝配裝置的側表面陽極氧化而形成。
6.根據權利要求5所述的用于光學器件的基板，其中光學元件基板設置有腔，該腔包括矩形凹槽，該矩形凹槽中安裝有多個光學元件。
7.根據權利要求5所述的用于光學器件的基板，其中光學元件基板設置有多個腔，每個腔包括凹槽，該凹槽中安裝有光學元件。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的用于光學器件的基板，其中光學元件基板包括形成在其上表面上的鍍層。
9.根據權利要求8所述的用于光學器件的基板，還包括: 水平絕緣層，其形成在光學元件基板的至少一個鍍層已去除的區(qū)域上，以與鍍層電連接；以及 橋墊，其布置在水平絕緣層上以允許光學元件的電極通過弓I線電連接。
10.根據權利要求9所述的用于光學器件的基板，其中水平絕緣層形成在凹槽中，該凹槽形成在光學元件基板的鍍層已去除的區(qū)域中。
【文檔編號】H01L33/62GK103650180SQ201280034858
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年7月11日 優(yōu)先權日:2011年7月14日
【發(fā)明者】南基明, 全永哲, 宋臺煥 申請人:普因特工程有限公司