發(fā)光器件封裝和包括該封裝的發(fā)光設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 實(shí)施例涉及一種發(fā)光器件封裝和一種包括該封裝的發(fā)光設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)光二極管（LED)是使用化合物半導(dǎo)體的特性將電轉(zhuǎn)換成光以便使得能夠傳輸/ 接收信號(hào)或者被用作光源的半導(dǎo)體器件。
[0003] 由于其物理和化學(xué)特性，作為發(fā)光器件諸如、例如LED或者激光二極管（LD)的核 芯材料，III-V族氮化物半導(dǎo)體受到關(guān)注。
[0004] LED并不包括在環(huán)境方面有害的材料諸如在傳統(tǒng)的照明器具諸如、例如熒光燈和 白熾燈泡中使用的汞（Hg)，并且因此是非常環(huán)境友好的，并且具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)諸如、例如長(zhǎng)壽 命和低功耗。這樣，傳統(tǒng)的光源正在快速地被LED替代。
[0005] 同時(shí)，傳統(tǒng)的發(fā)光器件封裝如此配置，使得具有不同的熱膨脹系數(shù)的幾個(gè)層在彼 此之上堆疊。熱膨脹系數(shù)的差可以導(dǎo)致發(fā)光器件封裝受到破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 實(shí)施例提供一種發(fā)光器件封裝和一種包括該封裝的發(fā)光設(shè)備，該發(fā)光器件封裝可 以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的附著性、可以防止各自的層由于由在不同的層的熱膨脹系數(shù)之間的差引起的 應(yīng)力而受到破壞，并且可以具有增加的反射率和改進(jìn)的可靠性。
[0007] 在一個(gè)實(shí)施例中，一種發(fā)光器件封裝包括：襯底；布置在襯底下面的發(fā)光結(jié)構(gòu)，該 發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層，和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層；配置為穿過(guò)第二導(dǎo)電半導(dǎo) 體層和有源層以便與第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層接觸的第一電極；配置為與第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層接觸 的接觸層；布置在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層和第一電極之間以及在有源層和第一電極之間的第一 絕緣層，第一絕緣層設(shè)置用于覆蓋接觸層的側(cè)部和上部；和配置為穿過(guò)第一絕緣層以便與 接觸層接觸的第二電極。
[0008] 例如，接觸層可以包括反射材料。接觸層可以包括反射層，和布置在反射層和第二 導(dǎo)電半導(dǎo)體層之間的透明電極。反射層可以包括銀（Ag)。
[0009] 例如，第一電極可以包括配置為穿過(guò)第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層和有源層以便與第一導(dǎo)電 半導(dǎo)體層接觸的金屬層，和配置為與金屬層接觸的結(jié)合焊盤(pán)。該發(fā)光器件封裝可以進(jìn)一步 包括布置成包封第一絕緣層和金屬層的第二絕緣層，并且第二電極可以穿過(guò)第一和第二絕 緣層以及金屬層，以便與接觸層接觸。
[0010] 例如，第一絕緣層可以包括至少兩個(gè)層。第一絕緣層可以具有包括重復(fù)地布置的 該至少兩個(gè)層的多層結(jié)構(gòu)。該至少兩個(gè)層可以由具有不同的熱膨脹系數(shù)的材料形成。該至 少兩個(gè)層中的每一個(gè)可以包括Si0 2、Ti02、Zr02、Si3N4、A1 203，和MgF2*的至少一種。
[0011] 例如，在襯底的第一熱膨脹系數(shù)和該至少兩個(gè)層的體積熱膨脹系數(shù)的平均值之間 的差可以是±3x10 6K或者更高。另外，在襯底的第一熱膨脹系數(shù)和該至少兩個(gè)層的體積熱 膨脹系數(shù)的平均值之間的差可以是±4x10 6Κ或者更低。
[0012] 可替代地，例如，襯底可以包括藍(lán)寶石，并且在襯底的第一熱膨脹系數(shù)和該至少兩 個(gè)層的體積熱膨脹系數(shù)的平均值之間的差可以在從±2. 5x10 6K到± 12. 5x10 6K的范圍內(nèi)。
[0013] 例如，襯底可以包括藍(lán)寶石，并且在襯底的第一熱膨脹系數(shù)和該至少兩個(gè)層的體 積熱膨脹系數(shù)的平均值之間的差可以是±5x10 6Κ或者更低。
[0014] 例如，在襯底和發(fā)光結(jié)構(gòu)的體積熱膨脹系數(shù)的平均值和該至少兩個(gè)層的體積熱膨 脹系數(shù)的平均值之間的差可以在從±3x10 6Κ到±4x10 6Κ的范圍內(nèi)。
[0015] 例如，該至少兩個(gè)層可以具有不同的厚度。
[0016] 例如，第一絕緣層可以包括分布式布拉格反射器。
[0017] 例如，該發(fā)光器件封裝可以進(jìn)一步包括相互電隔離的第一和第二引線(xiàn)框架、布置 在第一電極和第一引線(xiàn)框架之間的第一焊料，和布置在第二電極和第二引線(xiàn)框架之間的第 二焊料。
[0018] 例如，第一絕緣層可以具有在從0.5 μπι到10 μπι的范圍內(nèi)的厚度。
[0019] 在另一實(shí)施例中，一種發(fā)光設(shè)備包括發(fā)光器件封裝。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 可以參考以下附圖詳細(xì)地描述布置和實(shí)施例，其中類(lèi)似的附圖標(biāo)記表示類(lèi)似的要 素并且其中：
[0021] 圖1是根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的透視圖；
[0022] 圖2是在圖1中示出的發(fā)光器件封裝的截面圖；
[0023] 圖3是在圖2中示出的部分"Α"的放大截面圖；
[0024] 圖4是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的截面圖；
[0025] 圖5是在圖4中示出的發(fā)光器件封裝的局部平面圖；
[0026] 圖6是在圖5中示出的部分"Β"的放大平面圖；并且
[0027] 圖7是根據(jù)對(duì)照實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的平面照片。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述示例性實(shí)施例以幫助理解實(shí)施例。然而，實(shí)施例可 以以各種方式更改，并且實(shí)施例的范圍不應(yīng)該理解為限制于以下說(shuō)明。實(shí)施例旨在向本領(lǐng) 域技術(shù)人員提供更加完全的解釋。
[0029] 另外，在說(shuō)明書(shū)中和在權(quán)利要求中相對(duì)的術(shù)語(yǔ)"第一"、"第二"、"上"、"下"等可以 用于在任何一種物質(zhì)或者要素和其它物質(zhì)或者要素之間加以辨別，而并不是必要地用于描 述在物質(zhì)或者要素之間的任何物理或者邏輯關(guān)系或者具體次序。
[0030] 圖1是根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝100Α的透視圖，并且圖2是在圖1中示出的發(fā) 光器件封裝100Α的截面圖。即，圖2對(duì)應(yīng)于沿著ζ軸的方向截取并且從X軸的正方向觀察 的、在圖1中示出的發(fā)光器件封裝100Α的截面圖。
[0031] 在圖1中示出的發(fā)光器件封裝100Α可以包括封裝主體110、第一和第二引線(xiàn)框架 122和124、絕緣體126、第一和第二焊料132和134、第一和第二焊盤(pán)142和144、發(fā)光器件 Κ，和模制部件190。
[0032] 封裝主體110可以限定空穴C。例如，如在圖1和2中示例性示出地，封裝主體 110可以連同第一和第二引線(xiàn)框架122和124 -起地限定空穴C。即，空穴C可以由封裝主 體110的側(cè)表面112以及第一和第二引線(xiàn)框架122和124的上表面122A和124A限定。然 而，實(shí)施例不限于此。在另一實(shí)施例中，不如圖1和2的示出的，空穴C可以?xún)H僅由封裝主 體110限定?？商娲兀琳媳冢╞arrier wall)(未被示出）可以布置在封裝主體110的 平坦上表面上，并且空穴可以由屏障壁和封裝主體110的上表面限定。雖然封裝主體110 可以由例如環(huán)氧樹(shù)脂模塑化合物（EMC)形成，但是實(shí)施例不限于封裝主體110的這種材料。
[0033] 第一和第二引線(xiàn)框架122和124可以沿著垂直于發(fā)光結(jié)構(gòu)170的厚度方向的y軸 相互隔開(kāi)。第一和第二引線(xiàn)框架122和124每一個(gè)可以由導(dǎo)電材料例如金屬形成，并且實(shí) 施例不限于各自的第一和第二引線(xiàn)框架122和124的材料的種類(lèi)。絕緣體126可以位于第 一和第二引線(xiàn)框架122和124之間，以便將第一和第二引線(xiàn)框架122和124相互電隔離。
[0034] 另外，當(dāng)封裝主體110由導(dǎo)電材料例如金屬材料形成時(shí)，第一和第二引線(xiàn)框架122 和124可以構(gòu)成封裝主體110的一部分。在此情形中，形成封裝主體110的第一和第二引 線(xiàn)框架122和124可以被絕緣體126相互電隔離。
[0035] 第一焊料132可以位于第一引線(xiàn)框架122和第一焊盤(pán)142之間以便將這兩者122 和142相互電連接。第二焊料134可以位于第二引線(xiàn)框架124和第二焊盤(pán)144之間以便將 這兩者124和144相互電連接。第一和第二焊料132和134每一個(gè)可以是焊膏或者焊球。
[0036] 如上所述，通過(guò)分別地經(jīng)由第一和第二焊盤(pán)142和144將發(fā)光器件K的第一和第 二導(dǎo)電半導(dǎo)體層172和176電連接到第一和第二引線(xiàn)框架122和124,第一和第二焊料132 和134可以消除布線(xiàn)的必要性。然而，根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，第一和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層172和 176可以使用布線(xiàn)分別地連接到第一和第二引線(xiàn)框架122和124。
[0037] 同時(shí)，發(fā)光器件K可以放置在空穴C內(nèi)側(cè)。發(fā)光器件K可以被劃分成下部K1和上 部K2。發(fā)光器件K的下部K1可以包括第一絕緣層152、154和156、第一接觸層162,和第二 接觸層164,并且發(fā)光器件K的上部K2可以包括發(fā)光結(jié)構(gòu)170和襯底180A。
[0038] 發(fā)光結(jié)構(gòu)170可以在襯底180A下面移位。襯底180A可以包括導(dǎo)電材料或者非導(dǎo) 電材料。例如，襯底 180A 可以包括藍(lán)寶石（Al203)、GaN、SiC、Zn0、GaP、InP、Ga20 3、GaAs，S 者Si中的至少一種，但是實(shí)施例不限于襯底180A的這種材料。
[0039] 為了改進(jìn)在襯底180A和發(fā)光結(jié)構(gòu)170之間的熱膨脹系數(shù)（CTE)差和晶格失配，緩 沖層（或者過(guò)渡層）（未被示出）可以進(jìn)一步布置在這兩者180A和170之間。緩沖層例如 可以包括選自由Al、In、N，和Ga組成的組的至少一種材料，而不限制于此。另外，緩沖層可 以具有單層或者多層結(jié)構(gòu)。
[0040] 發(fā)光結(jié)構(gòu)170可以包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層172、有源層174,和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層 176。發(fā)光結(jié)構(gòu)170可以布置在襯底180A與第一和第二引線(xiàn)框架122和124之間。第一導(dǎo) 電半導(dǎo)體層172、有源層174,和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層176可以沿著從襯底180A朝向第一和第 二引線(xiàn)框架122和