專利名稱：用于光源的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(下文中稱為L(zhǎng)ED)表示當(dāng)今最流行的發(fā)光裝置之一。歸因于小形狀因數(shù)和低功率消耗，LED廣泛用于電子移動(dòng)裝置中作為指示燈、用于液晶顯示器或LCD的光源以及相機(jī)電話、數(shù)碼相機(jī)和視頻記錄裝置中的閃光燈。與大多數(shù)相機(jī)中所使用的氙氣閃光燈相比，LED在大小和功率消耗方面為優(yōu)越的。舉例來(lái)說(shuō)，閃光燈應(yīng)用中的LED可具有
0.6mm的厚度，而氙氣閃光燈具有1.3mm的厚度。小形狀因數(shù)使得LED適合用于具有整體厚度可小于5_的相機(jī)部件的移動(dòng)相機(jī)裝置或移動(dòng)電話中。另外，不同于氙氣閃光燈，LED在使用之前不需要充電時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)，大多數(shù)發(fā)光裝置并不是用于單個(gè)應(yīng)用，而是用于多個(gè)應(yīng)用。閃光燈中所使用的發(fā)光裝置通常為高功率且高輸出光源。因此，閃光燈中所使用的發(fā)光裝置的其它適合應(yīng)用為高功率應(yīng)用，例如指示燈、照明器材中所使用的光源或信息娛樂(lè)顯示器中所使用的光源。電子信息娛樂(lè)顯示系統(tǒng)通常為大規(guī)模顯示系統(tǒng)，其可在體育場(chǎng)、迪斯科舞廳、電子交通標(biāo)志顯示器以及沿街道和道路的信息娛樂(lè)告示板中找到。電子信息娛樂(lè)顯示器可經(jīng)配置以顯示含有信息或娛樂(lè)內(nèi)容的文本、圖形、圖像或視頻。當(dāng)今所使用的大多數(shù)閃光燈為白色光源。然而，大多數(shù)LED中的光源裸片所產(chǎn)生的光大體上為峰值波長(zhǎng)的范圍為從紫外線到綠光波長(zhǎng)的窄帶光。接著通常借助于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料將光源裸片的輸出轉(zhuǎn)換為 寬譜白光。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的一個(gè)實(shí)例為磷光體。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料可能吸收一部分光，從而導(dǎo)致光損耗。所損耗的光通常不多，但在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料較厚的情況下可能較為顯著。在設(shè)計(jì)發(fā)光裝置時(shí)存在若干設(shè)計(jì)考慮因素，例如觀看角度、色點(diǎn)、散熱、功率消耗和形狀因數(shù)，僅舉幾例。一般來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)發(fā)光裝置時(shí)優(yōu)先考慮主要應(yīng)用中的設(shè)計(jì)考慮因素。舉例來(lái)說(shuō)，以相機(jī)裝置中的閃光燈應(yīng)用為目標(biāo)的發(fā)光裝置往往會(huì)具有小形狀因數(shù)且具有高光輸出。然而，發(fā)光裝置可常常在目標(biāo)主要應(yīng)用之外加以使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及一種發(fā)光裝置。所述裝置包含:襯底，其具有頂部表面；光源裸片，其附接到所述頂部表面；光學(xué)耦合層，其大致包封所述光源裸片；包封層，其形成在所述光學(xué)耦合層上，其中所述包封層進(jìn)一步包含低密度層和高密度層；以及波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，其形成在所述包封層內(nèi)；其中所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料以粒子形式懸浮在所述低密度層內(nèi)；且其中所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料沉淀在包封層的一側(cè)上，從而界定所述高密度層。
本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及一種用于制作多個(gè)發(fā)光裝置的方法。所述方法包含:將多個(gè)光源裸片附接在襯底上；將具有至少一個(gè)模腔的鑄造部件對(duì)準(zhǔn)所述襯底，使得所述光源裸片封閉在所述至少一個(gè)模腔內(nèi)；將透明包封物分配到包封所述光源裸片的所述至少一個(gè)模腔中；將所述透明包封物固化為固體形式以形成光學(xué)耦合層；預(yù)先混合呈液體形式的具有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的包封物；將所述包封物分配到所述至少一個(gè)模腔中以形成包封層；允許所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料沉淀，從而在其上形成所述包封層內(nèi)的高密度層和低密度層，其中所述高密度層包含沉淀在一側(cè)上的所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料且所述低密度層包含以粒子形式懸浮的所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料；使所述包封層固化為固體形式；移除所述鑄造部件；以及隔離每一個(gè)別發(fā)光裝置。本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及一種光源封裝。所述光源封裝包含:多個(gè)導(dǎo)體；至少一個(gè)光源裸片，其附接在所述導(dǎo)體中的一者上；波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層；光學(xué)耦合層，其分離所述至少一個(gè)光源裸片與所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層；其中所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層進(jìn)一步包含低密度層，所述低密度層具有懸浮在所述層內(nèi)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換粒子；且其中所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層進(jìn)一步包含連接到所述低密度層的高密度層，所述高密度層具有沉淀的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換粒子。本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及一種用于在移動(dòng)裝置中使用的閃光燈系統(tǒng)。所述閃光燈系統(tǒng)包含:光源，其經(jīng)配置以發(fā)射光；波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層；透明的分離層，其包封所述光源且經(jīng)配置以使所述光源遠(yuǎn)離所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層；以及控制器電路，其適于布置在所述移動(dòng)裝置內(nèi)且與所述光源電耦合以用于激活所述光源來(lái)閃現(xiàn)所述光；其中所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層進(jìn)一步包含低密度層，所述低密度層具有懸浮在所述層內(nèi)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換粒子；其中所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層進(jìn)一步包含高密度層，所述高密度層連接到所述低密度層且具有沉淀的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換粒子；且其中從所述光源發(fā)射的所述光具有窄譜，且所述光源通過(guò)所述透明的分離層與所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層耦合以用于將所述窄譜光轉(zhuǎn)換為寬譜光。


在圖式中以實(shí)例方式而非以限制方式說(shuō)明多個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例。在描述和圖式中，相似參考數(shù)字可始終用以識(shí)別相似元件。圖1說(shuō)明具有側(cè)壁 的發(fā)光裝置的橫截面圖；圖2說(shuō)明使用傳送模具工藝制造的不具有側(cè)壁的發(fā)光裝置的橫截面圖；圖3說(shuō)明在光源裸片上涂覆有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料層的發(fā)光裝置的橫截面圖；圖4A說(shuō)明使用群組鑄造方法制造的發(fā)光裝置的透視圖；圖4B說(shuō)明沿線4-4獲取的圖4A中所示的發(fā)光裝置的橫截面圖；圖4C說(shuō)明圖4A和4B中所示的發(fā)光裝置的包封層中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的密度；圖5A說(shuō)明使用群組鑄造方法制造的具有倒裝芯片裸片的發(fā)光裝置的透視圖；圖5B說(shuō)明沿線5-5獲取的圖5A中所示的發(fā)光裝置的橫截面圖；圖6說(shuō)明具有遠(yuǎn)離側(cè)邊定位的連接器墊的發(fā)光裝置的橫截面圖；圖7A到7H說(shuō)明如何使用群組鑄造方法制造發(fā)光裝置；圖8說(shuō)明表示用于制造發(fā)光裝置的方法的流程圖；圖9說(shuō)明具有光學(xué)耦合層的發(fā)光裝置；圖10說(shuō)明涉及圖9中所示的發(fā)光裝置的制造的額外步驟；
圖11說(shuō)明具有引線框的發(fā)光源封裝；圖12說(shuō)明閃光燈系統(tǒng)；圖13說(shuō)明移動(dòng)裝置的框圖；以及圖14說(shuō)明照明設(shè)備。
具體實(shí)施例方式圖1說(shuō)明發(fā)光裝置100的橫截面圖。所述發(fā)光裝置100包含襯底110、連接器墊112、主體120、光源裸片130、將裸片130接合到襯底110的線接合132以及包封物140。包封物140包封光源裸片130和線接合132。主體120界定經(jīng)配置以引導(dǎo)來(lái)自發(fā)光裝置的光的側(cè)壁。歸因于在制造過(guò)程期間當(dāng)包封物140呈液體形式時(shí)將液體保持在一起的分子間力，包封物140的頂部表面可能不為完全平坦的。主體120可被模制。盡管主體120可增加可靠性性能，但主體120占據(jù)原本可減小的大量空間。圖2說(shuō)明借助于傳送模具工藝制造的不具有側(cè)壁的發(fā)光裝置200。所述發(fā)光裝置200包含襯底210、連接器墊212、光源裸片230、將裸片230接合到襯底210的線接合232以及包封層240。包封層240可由與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(未圖示)混合的B級(jí)包封物形成。B級(jí)包封物為某些熱固性樹(shù)脂的反應(yīng)中的中間級(jí)，其中所述材料在受熱時(shí)軟化且在與某些液體接觸時(shí)膨脹，但所述材料可能不全部熔化或溶解。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(未圖示)大致上均勻地分布在包封層240中。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(未圖示)可造成光損耗，因?yàn)橐徊糠止饪赡鼙晃?。可能需要包封?40具有某一厚度，以便實(shí)現(xiàn)包封層240的保護(hù)光源裸片230以免受濕氣和振動(dòng)影響的功能性。然而，光損耗可能變得顯著，因?yàn)樵龃罅税鈱?40的厚度。一種用以減小光損耗的有效方式是通過(guò)使用光轉(zhuǎn)換材料薄層350，如圖3中所示，圖3說(shuō)明發(fā)光裝置300的橫截 面圖，發(fā)光裝置300包含襯底310、連接器墊312、光源裸片330、涂覆在光源裸片330上的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料薄層350以及包封層340。包封層340包封光源裸片330和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料薄層350。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料350可附接到光源裸片330的上部相對(duì)平坦表面。因此，光源裸片330通常為倒裝芯片裸片。包封層340可使用自旋模制或自旋工藝來(lái)形成。包封層340可能為不平坦的。另外，自旋模制工藝可能不具成本效益。一種用于制造具有最小光損耗和平坦頂部表面的微型發(fā)光裝置的具成本效益的方法是使用群組鑄造方法。圖4A說(shuō)明發(fā)光裝置400的透視圖。圖4B展示圖4A中所示的發(fā)光裝置400沿線4-4的橫截面圖。參看圖4A和4B，發(fā)光裝置400包含襯底410、連接器墊412、光源裸片430、將裸片430連接到襯底410的線接合432、包封光源裸片430和線接合432的包封層440以及波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料450。襯底410為大致上平坦的，具有上部表面410a和底部表面410b。襯底410可為印刷電路板(在下文中稱為PCB)。底部表面410b可進(jìn)一步包含連接器墊412。連接器墊412可從襯底410的一側(cè)延伸，如圖4B中所示。連接器墊412可連接到用于向發(fā)光裝置400提供電力的外部電源(未圖示)。連接器墊412可通過(guò)從襯底的底部表面410b延伸到頂部表面410a的一種或多種導(dǎo)電材料(通常稱為“通孔”(未圖示))連接到裸片附接墊(未圖示)。“通孔”、連接器墊412和裸片附接墊可充當(dāng)散熱媒介物，從而將光源裸片430所產(chǎn)生的熱量耗散到環(huán)境中。光源裸片430可配置以發(fā)射光。舉例來(lái)說(shuō)，光源裸片430可為基于半導(dǎo)體的LED裸片，例如氮化鎵(GaN)裸片、氮化銦鎵(InGaN)或可配置以產(chǎn)生具有范圍在300nm與520nm之間的峰值波長(zhǎng)的光的任何其它類似裸片。接著由波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料450將光源裸片430所發(fā)射的光轉(zhuǎn)換為寬譜白光。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料450可為黃色磷光體、紅色磷光體、綠色磷光體、橙色磷光體或能夠?qū)⒄瓗Х逯挡ㄩL(zhǎng)光轉(zhuǎn)換為寬譜白光的任何其它材料。歸因于制造方法，包封層440可進(jìn)一步包含低密度層440a和高密度層440b，這在圖4C中進(jìn)一步說(shuō)明?？赏ㄟ^(guò)在制造過(guò)程期間將波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料450混合到呈液體形式的包封物455中來(lái)形成包封層440，且隨后允許混合物沉淀。所述沉淀過(guò)程可在液體包封物固化為固體形式時(shí)的固化過(guò)程期間同時(shí)出現(xiàn)。包封物455可為環(huán)氧樹(shù)脂、硅或任何其它類似材料。高密度層440b由沉淀波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料層450形成，如圖4C中所示。另一方面，低密度層440a并不是完全沒(méi)有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料450，而是具有以粒子形式懸浮在包封物455內(nèi)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料450的非常低的密度。參看圖7A到7H和圖8進(jìn)一步論述所述制造過(guò)程的細(xì)節(jié)。不同于圖2中所示的發(fā)光裝置200，在混合過(guò)程期間所使用的包封物455處于A級(jí)中。A級(jí)為某些熱固性樹(shù)脂的反應(yīng)中的早期，其中所述材料為可熔的且仍可溶于某些液體中。由于包封物455處于A級(jí)中，所以可在一側(cè)上沉淀波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料450。這個(gè)過(guò)程將包封層440界定為低密度層440a和高密度層440b。由于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料450為薄層，所以由于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料450引起的光損耗極小。在圖4B中所示的實(shí)施例中，高密度層與襯底410的頂部表面410a直接接觸。然而，在其它實(shí)施例中，可顛倒所述布置，使得低密度層440a與襯底410的頂部表面410a直接接觸。低密度層440a和高密度層440b的布置取決于在制造過(guò)程期間襯底410的定向，如參看圖8進(jìn)一步論述。如圖4B的實(shí)施例中所示，線接合432包封在包封層440中。然而，線接合432的一部分包封在高密度層440b內(nèi)，而線接合432的剩余部分包封在低密度層440a內(nèi)。在又一實(shí)施例中，整個(gè)線接合432可封閉在高密度層440b或低密度層440a中的僅一者內(nèi)。如圖4A中所示，發(fā)光裝置400界定矩形形狀。襯底410和包封層440兩者均為矩形形狀，其彼此完全重疊。在圖4A所示的實(shí)施例中，襯底410和包封層440中的每一者分別具有四個(gè)側(cè)邊，其分別彼此對(duì)準(zhǔn)。在又一實(shí)施例中，發(fā)光裝置400可界定平坦圓盤(pán)形狀，其中襯底410和包封層440中的每一者具有彼此對(duì)準(zhǔn)的相似圓盤(pán)。包封層440的頂部表面440c界定不具有任何彎月面的大致平坦表面。彎月面為靜置液體的上部表面中的曲線，其響應(yīng)于液體的容器(例如用以形成包封層440的模具)的表面而產(chǎn)生。彎月面可為凸面的或凹面的。歸因于下文參看圖8較全面論述的群組鑄造方法，可借助于虛設(shè)區(qū)域745來(lái)消除彎月面，如圖7H中所示以及下文參看圖8所論述。這是與其中個(gè)別地形成包封物340的圖3中所示的發(fā)光裝置300相比發(fā)光裝置400的優(yōu)點(diǎn)之
O一般來(lái)說(shuō)，低密度層440a和高密度層440b兩者可為大致上平坦的且平面地平行于襯底410。然而，在圖4A到4B所示的實(shí)施例中，高密度層440b可能不為完全平坦的。高密度層440b的一部分可正封閉光源裸片430且因此界定光源裸片430的形狀。在一個(gè)實(shí)施例中，襯底410具有大約0.1mm的厚度，高密度層440b具有大約0.25mm的厚度，且低密度層為大約0.35mm。光源裸片430具有大約0.15mm的厚度。發(fā)光裝置400的整體厚度為大約0.6mm。發(fā)光裝置400的尺寸為大約2.0mmX2.0mmX0.6mm。將發(fā)光裝置400與圖1中所示的發(fā)光裝置100進(jìn) 行比較，可將不具有側(cè)壁200(見(jiàn)圖1)的發(fā)光裝置400制作得相對(duì)較小。另外，發(fā)光裝置400的形狀因數(shù)和小尺寸適合于許多應(yīng)用，例如，例如相機(jī)電話、緊湊型相機(jī)和任何其它相機(jī)裝置等移動(dòng)裝置中的閃光燈。圖5A說(shuō)明使用群組鑄造方法制造的具有倒裝芯片裸片的發(fā)光裝置500的透視圖。圖5B說(shuō)明沿線5-5獲取的圖5A中所示的發(fā)光裝置500的橫截面圖。發(fā)光裝置500大致上類似于發(fā)光裝置400，但至少在以下事實(shí)中有所不同:發(fā)光裝置500不具有任何線接合432，如在圖4A中。發(fā)光裝置500包含襯底510、連接器墊512、光源裸片530、包封光源裸片530的包封層540以及波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料550。在不具有線接合432 (在圖4A中)的情況下，光源裸片530通過(guò)焊料球(未圖示)連接到襯底510，所述焊料球可在倒裝芯片裸片制造中使用。發(fā)光裝置500的包封層540進(jìn)一步包含高密度層540b和低密度層540a，如上文在圖4A到4C中所論述。圖6說(shuō)明發(fā)光裝置600，其包含襯底610、連接器墊612、光源裸片630、將裸片630連接到襯底610的線接合632、包封光源裸片630和線接合632的包封層640以及波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料650。包封層640進(jìn)一步包含高密度層640b和低密度層640a。發(fā)光裝置600大致上類似于圖4B中所示的發(fā)光裝置400，但至少在連接器墊612的位置中有所不同。圖6中所示的連接器墊612不位于發(fā)光裝置600的側(cè)邊處，而是位于與發(fā)光裝置600的每一側(cè)邊相距某一距離處。在一些鋸切過(guò)程期間，如果任何金屬部分(例如連接器墊612)在鋸切線780(見(jiàn)圖7H)內(nèi)，那么可能在所述鋸切過(guò)程期間從所述裝置撕去所述金屬部分。因此，金屬連接器墊與裝置的側(cè)邊的分離確保形成連接器墊612而不會(huì)在制造的任何鋸切過(guò)程期間被撕去。圖7A到7H說(shuō)明如何使用如參看圖8的流程圖論述的群組鑄造方法來(lái)制造發(fā)光裝置700。參看圖7A到7H和圖8，用于制造發(fā)光裝置700(圖7H中所示)的方法以步驟810開(kāi)始，在步驟810中將多個(gè)光源裸片730附接在襯底710上，如圖7A中所示。在圖7A所示的實(shí)施例中，襯底710為PCB，其具有附接到襯底710的頂部表面的四個(gè)群組的光源裸片730(還見(jiàn)圖7B)。每一群組可包含150個(gè)光源裸片730。替代性數(shù)目和布置也可為可能的，這取決于設(shè)計(jì)和制造要求。對(duì)于非倒裝芯片類型的光源裸片730，可發(fā)生任選的步驟810a，在步驟810a中可需要將光源裸片730線接合到襯底710。接下來(lái)，所述方法前進(jìn)到步驟820，在步驟820中將具有至少一個(gè)模腔的鑄造部件760對(duì)準(zhǔn)襯底710，使得光源裸片730被封閉在所述模腔內(nèi)。在圖7A所示的實(shí)施例中，鑄造部件760為界定四個(gè)模腔的鑄造橡膠部件，所述四個(gè)模腔經(jīng)配置以封閉光源裸片730的每一群組。其它布置也可為可能的，包括其它材料的鑄造部件。在步驟830中，使用鑄造卡具770a到770b將鑄造部件760和襯底710夾緊在一起以相對(duì)于襯底710固定鑄造部件760的位置，如圖7B中所示。步驟840可與步驟810到830同時(shí)進(jìn)行，在步驟840中，可預(yù)先混合其中具有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的包封物。步驟840還可在步驟810到830之前或之后進(jìn)行。包封物處于A級(jí)中，其為液體形式?？蓪⒔?jīng)預(yù)先混合的包封物放置在分配設(shè)備780中，如圖7C中所示。一般來(lái)說(shuō)，需要在準(zhǔn)備之后的預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)使用所述包封物。因此，雖然可與步驟810到830同時(shí)或在其之前進(jìn)行包封物的預(yù)先混合，但通常在進(jìn)行裸片附接和線接合之后實(shí)行步驟840。包封物可為硅、環(huán)氧樹(shù)脂或任何其它類似材料。所述方法接著前進(jìn)到步驟850，在步驟850中將經(jīng)預(yù)先混合的包封物分配到模腔中或上方。在圖7D所示的實(shí)施例中 ，以Z字形方式進(jìn)行所述分配。然而，可使用其它分配圖案。接下來(lái)，在步驟860中，接著允許波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料沉降或沉積，使得形成低密度層和高密度層。在低密度層中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(圖4C中所示)以粒子形式懸浮在包封物740內(nèi)。相反，高密度層由沉淀波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料層組成。在圖7A到7H所示的實(shí)施例中，在使襯底710的頂部表面面向上的情況下進(jìn)行沉降或沉積過(guò)程。因此，高密度層被形成為與襯底的頂部表面直接接觸。如果以襯底710的頂部表面面向下的相反方式進(jìn)行沉降過(guò)程，那么低密度層將形成為與襯底710的頂部表面直接接觸。所述沉降過(guò)程可在某一條件下進(jìn)行，例如旋轉(zhuǎn)鑄造卡具770a到770b以確保包封層的厚度大致上一致。接下來(lái)，所述方法前進(jìn)到步驟870，在步驟870中使包封物固化為固體形式。步驟860和步驟870可大致上同時(shí)進(jìn)行。步驟860還可包含其它細(xì)節(jié)，例如對(duì)包封層進(jìn)行除氣。在又一實(shí)施例中，固化包封層的步驟870可在150攝氏度的溫度中進(jìn)行4小時(shí)，這在步驟860之后進(jìn)行。接下來(lái)，所述過(guò)程前進(jìn)到步驟880，在步驟880中移除鑄造部件760和鑄造卡具770a到770b，如圖7F到7G中所示。最后，所述方法前進(jìn)到步驟890，在步驟890中隔離每一個(gè)別發(fā)光裝置，例如借助于鋸切。在圖7H所示的實(shí)施例中，可鋸切共用襯底710，其具有包封在一層包封層內(nèi)的多個(gè)光源裸片730。這個(gè)步驟還可借助于化學(xué)或激光蝕刻或其它已知分離手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。一般來(lái)說(shuō)，在包封層的外周界處形成彎月面或彎曲部分，因?yàn)檫@是液體包封物觸及鑄造部件760的地方。包封層的外周界處的區(qū)域可經(jīng)選擇以界定虛設(shè)區(qū)域745。虛設(shè)區(qū)域745為其中襯底710不附接光源裸片730或電路而是由包封層封閉的區(qū)域。虛設(shè)區(qū)域745的大小經(jīng)選擇以使得彎月面或彎曲部分僅形成在虛設(shè)區(qū)域745內(nèi)?？扇菀椎赝ㄟ^(guò)鋸切或其它分離手段來(lái)移除虛設(shè)區(qū)域745。與使用傳送模具方法制造的圖2中所示的發(fā)光裝置200相比，虛設(shè)區(qū)域745的消除具有成本效益。成群組地鑄造發(fā)光裝置700減小了每單位裝置所需要的虛設(shè)區(qū)域745。圖7H展示將襯底710劃分為多列和多行以產(chǎn)生矩形形狀發(fā)光裝置700的鋸切或分離線780。因?yàn)榘l(fā)光裝置的側(cè)邊是通過(guò)鋸切來(lái)產(chǎn)生的，所以包封層和襯底710的大小和形狀大致上相似。發(fā)光裝置700的一個(gè)具成本效益的形狀為矩形形狀，因?yàn)槊繂挝幻娣e可裝配較多裝置。然而，對(duì)于將形狀因數(shù)修改為其它形狀的任何其它定制或任何需要，圖8中所說(shuō)明的方法為適用的。舉 例來(lái)說(shuō)，對(duì)于圓盤(pán)形狀裝置，可通過(guò)激光切割、V切割、沖壓或任何其它類似工藝而非上文給出的實(shí)例中所說(shuō)明的鋸切工藝來(lái)進(jìn)行個(gè)別裝置的隔離?？墒褂妙~外層來(lái)將光源裸片530 (見(jiàn)圖5)與包封層540 (見(jiàn)圖5)分離，如下文所展示的各種實(shí)施例中所示。圖9說(shuō)明發(fā)光裝置900的橫截面圖的實(shí)施例，所述發(fā)光裝置900包含具有頂部表面910a的襯底910、連接器墊912、光源裸片930、包封光源裸片930的光學(xué)耦合層941、形成在光學(xué)耦合層941上的包封層940以及波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料950。襯底910可包含電耦合到光源裸片930的多個(gè)導(dǎo)體(未圖示)。光源裸片930安裝在襯底910的頂部表面910a上?？尚纬删€接合932以建立光源裸片930與襯底910之間的電連接。發(fā)光裝置900的頂部表面940c可為平坦的，且可界定矩形形狀。在圖9所示的實(shí)施例中，可使用一種單個(gè)類型的包封物來(lái)形成光學(xué)耦合層941和包封層940。然而，可通過(guò)大致上避免將波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料950添加到光學(xué)耦合層941來(lái)與包封層940不同地形成光學(xué)耦合層941。所述包封物可為硅酮、環(huán)氧樹(shù)脂或用于包封光源裸片930的其它類似材料。所述包封物可為對(duì)光大致透明的，使得從光源裸片930發(fā)射的光可在沒(méi)有大量損耗的情況下耦合穿過(guò)光學(xué)耦合層和包封層。
最初在制造過(guò)程中，光學(xué)耦合層941可呈液體或半液體形式以包封襯底910的頂部表面910a和光源裸片930，但可在接近所述過(guò)程的末尾時(shí)固化為固體。另一方面，包封層940可由用以形成光學(xué)耦合層941的類似包封物制成，但可與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料950預(yù)先混合以用于所述制造過(guò)程?？稍试S波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料950沉淀。這可產(chǎn)生高密度層940b和低密度層940a，如圖9中所示。在又一實(shí)施例中，可使用兩種不同類型的材料來(lái)形成光學(xué)耦合層941和包封層940，所述兩種不同類型的材料可為兩種不同類型的環(huán)氧樹(shù)脂。高密度層940b可由通常以粒子形式沉淀在包封層940的一側(cè)上的一層波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料950形成，類似于圖4C中所示的實(shí)施例。低密度層940a可包含以粒子形式懸浮在包封物內(nèi)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料950的低密度，類似于圖4C中所示的實(shí)施例。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料950可稀疏地分布在低密度層940a中，但可使用顯微鏡來(lái)清楚地看得見(jiàn)。因此，相對(duì)于低密度層940a的低粒子密度，高密度層940b可具有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料950的大致較高粒子密度。與低密度層940a中的低粒子密度相反，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料950的粒子可密集地沉淀在高密度層940b中。高密度層940b可與光學(xué)耦合層941直接接觸，如圖9中所示。然而，在另一實(shí)施例中，高密度層940b可以替代方式進(jìn)行布置。在另一實(shí)施例中，可相對(duì)于如圖9中所示的低密度層940a和高密度層940b的布置次序顛倒低密度層940a和高密度層940b的布置次序。因此，在另一實(shí)施例中，低密度層940a可改為與光學(xué)耦合層941直接接觸。可使得低密度層940a和高密度層940b兩者大致上平坦且平面地平行于襯底910的頂部表面910a,如圖9中所不。在可將光學(xué)稱合層941形成在包封層940下方的實(shí)施例中，高密度層940b可大致上避免直接接觸光源裸片930?？墒沟酶呙芏葘?940b的厚度991跨越整個(gè)層為一致的。這可提供光均一性?？僧a(chǎn)生光均一性是因?yàn)閺捻敳勘砻?40c的任何區(qū)域發(fā)射的光可在色彩上為相似的，這是由于光傳播穿過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料950的大致相同厚度991。線接合932可完全被包封，如圖9中所示，但替代地，線接合932的一部分可突出到包封層940中，使得線接合932的一部分由包封層940包封。在一個(gè)實(shí)施例中，線接合932可突出到包封層940中，尤其是當(dāng)光學(xué)耦合層941的厚度992小于100微米時(shí)。通常，從光源裸片930發(fā)射的光可具有界定一個(gè)色彩的窄帶寬。所述光可耦合穿過(guò)光學(xué)耦合層941，且可接著在傳播穿過(guò)包封層940中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料950時(shí)轉(zhuǎn)換為另一色彩或?qū)捵V光。舉例來(lái)說(shuō)，光源裸片930可經(jīng)配置以發(fā)射藍(lán)光，但在所述光穿過(guò)頂部表面940c之后在外部看到的光為具有寬譜波長(zhǎng)的白色光。可布置發(fā)光裝置900的部件以用于將由光源裸片930發(fā)射的大量或大部分窄帶寬光耦合到包封層940中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料950，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料950可提供到寬譜光的有效轉(zhuǎn)換。高密度層940b可直接接觸包封層940的所有側(cè)邊940e的邊緣，所述邊緣可界定整個(gè)發(fā)光裝置的側(cè)表面的一部分。包封層940和光學(xué)耦合層941可進(jìn)一步包含側(cè)表面940e和941e，其可具有帶有側(cè)壁的大致相似的相應(yīng)周界且可如圖9中所示彼此鄰近堆疊。具體地說(shuō)，這種布置可使得從光源裸片930發(fā)射的光透射穿過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料950，之后通過(guò)頂部表面940c離開(kāi)。出于可靠性考慮，襯底910和光學(xué)耦合層941可進(jìn)一步包含側(cè)表面910e和941e，其可具有帶有側(cè)壁的大致相似的相應(yīng)周界且可如圖9中所示彼此鄰近堆疊。發(fā)光裝置900可使用圖8中所示的方法800以及圖10中所示的額外步驟1000來(lái)制作。舉例來(lái)說(shuō)，圖10中所示的額外步驟1000可在步驟830與840(見(jiàn)圖8)之間執(zhí)行。然而，圖10中所說(shuō)明的額外步驟1000可與圖8中所示的步驟840同時(shí)執(zhí)行。如圖10中所示，可在步驟1010中對(duì)透明包封物進(jìn)行除氣?？山又诓襟E1020中將透明包封物分配到模腔中，以便包封光源裸片和襯底的頂部表面的一部分。在步驟1030中，可接著使透明包封物固化為固體形式，從而形成圖9中所示的光學(xué)耦合層941。任選地，可在圖8中所論述的包封層分配之前將透明包封物的頂部表面拋光成平坦表面?？山又诠鈱W(xué)耦合層上形成包封層，如圖8所示的步驟840到870中所描述。圖11說(shuō)明展示光源封裝1100的實(shí)施例。所述光源封裝1100可包含多個(gè)導(dǎo)體1112、光源裸片1130(其可安裝在所述導(dǎo)體1112中的一者上)、光學(xué)耦合層1141(其可包封光源裸片1130和導(dǎo)體1112的較大部分)以及波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層1140(其可形成在光學(xué)耦合層1141上)?？尚纬删€接合1132以提供光源裸片1130與導(dǎo)體1112之間的電連接。導(dǎo)體1112可界定電耦合到外部電路的引線。如圖11的實(shí)施例中所示，線接合1132的一部分可包封在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層1140內(nèi)。在圖11所示的實(shí)施例中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層1140可包含低密度層1140a和高密度層1140b。低密度層1140a可包含懸浮在所述層1140a內(nèi)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換粒子。高密度層1140b可包含沉淀的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換粒子，如圖4C中所示。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層1140的低密度層1140a可被識(shí)別且可與光學(xué)耦合層1141區(qū)別，因?yàn)榈兔芏葘?140a可包含懸浮的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換粒子，所述懸浮的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換粒子可至少通過(guò)使用顯微鏡來(lái)看得見(jiàn)。高密度層1140b中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換粒子的沉淀可在不使用顯微鏡的情況下看得見(jiàn)。光學(xué)耦合層1141可經(jīng)配置以將波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層1140中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換粒子與光源裸片1130分離，使得可在高密度層1140b中形成沉淀的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換粒子的均一層。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層1140可包含頂部平坦表面1140c和至少一個(gè)側(cè)表面1140e。所述頂部平坦表面1140c可界定光源封裝1100的頂部表面。所述至少一個(gè)側(cè)表面1140e可界定光源封裝1100的側(cè)表面的一部分。高密度 層1140b可與光學(xué)耦合層1141直接接觸，但在另一實(shí)施例中，可顛倒此布置。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層1140可具有均一厚度1193。光源封裝1100可用于封裝相機(jī)裝置中所使用的LED。圖12說(shuō)明展示閃光燈系統(tǒng)1200的框圖的實(shí)施例。閃光燈系統(tǒng)1200可在移動(dòng)裝置中使用。明確地說(shuō)，閃光燈系統(tǒng)1200可為相機(jī)裝置中所使用的集成閃光燈光源。所述實(shí)施例中所示的閃光燈系統(tǒng)1200可包含光源1230、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層1240、透明的分離層1241以及控制器電路1260。控制器電路1260可適于布置在移動(dòng)裝置內(nèi)?？刂破麟娐房膳c光源1230電耦合以用于激活光源1230來(lái)閃現(xiàn)光1281和1282。透明的分離層1241可經(jīng)配置以使光源1230遠(yuǎn)離波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層1240。透明的分離層1241可通常為可適于透射光的透明包封物。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層1240可進(jìn)一步包含具有懸浮在層內(nèi)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換粒子的低密度層1240a以及具有沉淀的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換粒子的高密度層1240b，如圖4C中所示。從光源1230發(fā)射的光1281可通常包含窄譜。耦合穿過(guò)光學(xué)耦合層1141進(jìn)入波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層1140中的光1282可被轉(zhuǎn)換為寬譜光，之后離開(kāi)閃光燈系統(tǒng)1200。圖13說(shuō)明展示相機(jī)裝置1300的框圖的實(shí)施例。相機(jī)裝置1300可為移動(dòng)電話、數(shù)碼相機(jī)、可攜式攝像機(jī)或具有相機(jī)功能的任何其它類似裝置。相機(jī)裝置包含閃光燈1305。所述閃光燈1305可為圖12中所示的集成閃光燈系統(tǒng)1200、發(fā)光裝置900或各種實(shí)施例中所示的任何其它裝置。圖14說(shuō)明照明設(shè)備1400的實(shí)施例，所述照明設(shè)備1400可包含襯底1410、經(jīng)配置以發(fā)射光的至少一個(gè)光源裸片1430、包封所述至少一個(gè)光源裸片1430的光學(xué)耦合層1441、具有懸浮在層內(nèi)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換粒子的低密度波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層1440a以及具有沉淀的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換粒子的高密度波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層1440b。除了閃光燈之外，照明設(shè)備1400還可包含固態(tài)照明中所使用的照明器材。照明設(shè)備1400可經(jīng)配置以發(fā)射具有與由光源裸片1430發(fā)射的光不同的色彩的光。舉例來(lái)說(shuō)，如圖14的實(shí)施例中所示，從光源裸片1430發(fā)射的光1481可具有具峰值波長(zhǎng)的窄帶，且可經(jīng)由光學(xué)耦合層1441離開(kāi)照明設(shè)備1400。另一部分光1482可經(jīng)由波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層1440a和1440b離開(kāi)照明設(shè)備1400，且可進(jìn)而轉(zhuǎn)換為具有不同色彩的寬譜光。所述寬譜光1482可為白色的，而所述窄帶光1481可為藍(lán)色或綠色的。雖然已經(jīng)在上文中描述和說(shuō)明了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但本發(fā)明不應(yīng)限于如此描述和說(shuō)明的零件的任何特定形式或布置。舉例來(lái)說(shuō)，上文所描述的光源裸片可為L(zhǎng)ED裸片或某一其它未來(lái)光源裸片。同樣，雖然論述了具有單個(gè)裸片的發(fā)光裝置，但發(fā)光裝置可含有任何數(shù)目的裸片，如已知的或稍后在不脫離本發(fā)明的精神的情況下開(kāi)發(fā)的。本發(fā)明的范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。類似地 ，可對(duì)制造實(shí)施例及其步驟進(jìn)行更改、組合、重新排列或如此項(xiàng)技術(shù)中已知的其它此類修改以產(chǎn)生所說(shuō)明的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，其包含: 襯底，其具有頂部表面； 光源裸片，其附接到所述頂部表面； 光學(xué)耦合層，其大致包封所述光源裸片； 包封層，其形成在所述光學(xué)耦合層上，其中所述包封層進(jìn)一步包含低密度層和高密度層；以及 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，其形成在所述包封層內(nèi)； 其中所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料以粒子形式懸浮在所述低密度層內(nèi)；且 其中所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料沉淀在包封層的一側(cè)上，從而界定所述高密度層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述光學(xué)耦合層和所述包封層各自進(jìn)一步包含相應(yīng)側(cè)表面，所述 側(cè)表面具有帶有側(cè)壁的大致相似的相應(yīng)周界且彼此鄰近堆疊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述高密度層與所述發(fā)光裝置的所有側(cè)表面直接接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述低密度層和所述高密度層大致平面地平行于所述襯底的所述頂部表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其進(jìn)一步包含包封在所述光學(xué)耦合層內(nèi)的線接口 ο
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光裝置，其中所述線接合的一部分包封在所述高密度層內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述高密度層具有大致均一厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述包封層進(jìn)一步包含界定矩形形狀的頂部平坦表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述包封層和所述光學(xué)耦合層是使用同一類型的包封物來(lái)形成的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光裝置形成相機(jī)裝置的一部分。
11.一種用于制作多個(gè)發(fā)光裝置的方法，所述方法包含: 將多個(gè)光源裸片附接在襯底上； 將具有至少一個(gè)模腔的鑄造部件對(duì)準(zhǔn)于所述襯底，使得所述光源裸片封閉在所述至少一個(gè)模腔內(nèi)； 將透明包封物分配到包封所述光源裸片的所述至少一個(gè)模腔中； 將所述透明包封物固化為固體形式以形成光學(xué)耦合層； 預(yù)先混合呈液體形式的具有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的包封物； 將所述包封物分配到所述至少一個(gè)模腔中以形成包封層； 允許所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料沉淀，從而在其上形成在所述包封層內(nèi)的高密度層和低密度層，其中所述高密度層包含沉淀在一側(cè)上的所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料且所述低密度層包含以粒子形式懸浮的所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料； 使所述包封層固化為固體形式； 移除所述鑄造部件；以及 隔離每一個(gè)別發(fā)光裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其進(jìn)一步包含移除所述包封層的任何彎曲部分以獲得大致平坦的包封層。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包含在所述允許所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料沉淀的步驟期間旋轉(zhuǎn)所述鑄造部件。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述隔離每一個(gè)別光源裝置的步驟包含鋸切所述襯底。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述鑄造部件包含多個(gè)模腔，且同時(shí)鑄造每一模腔中的所述光源裸片。
16.一種光源封裝，其包含: 多個(gè)導(dǎo)體； 至少一個(gè)光源裸片，其附接在所述導(dǎo)體中的一者上； 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層； 光學(xué)耦合層，其分離所述至少一個(gè)光源裸片與所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層； 其中所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層進(jìn)一步包含低密度層，所述低密度層具有懸浮在所述層內(nèi)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換粒子；且 其中所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層進(jìn)一步包含連接到所述低密度層的高密度層，所述高密度層具有沉淀的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換粒子。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光源封裝，其中所述高密度層進(jìn)一步包含至少一個(gè)側(cè)表面，所述至少一個(gè)側(cè)表面界定所述光源封裝的側(cè)表面的一部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光源封裝，其中所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層包含頂部平坦表面，所述頂部平坦表面界定所述光源封裝的頂部表面。
19.一種供在移動(dòng)裝置中使用的閃光燈系統(tǒng)，其包含: 光源，其經(jīng)配置以發(fā)射光； 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層； 透明的分離層，其包封所述光源且經(jīng)配置以使所述光源遠(yuǎn)離所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層；以及 控制器電路，其適于布置在所述移動(dòng)裝置內(nèi)且與所述光源電耦合以用于激活所述光源來(lái)使所述光閃亮； 其中所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層進(jìn)一步包含低密度層，所述低密度層具有懸浮在所述層內(nèi)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換粒子； 其中所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層進(jìn)一步包含高密度層，所述高密度層連接到所述低密度層且具有沉淀的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換粒子；且 其中從所述光源發(fā)射的所述光具有窄譜，且所述光源通過(guò)所述透明的分離層與所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層耦合以用于將所述窄譜光轉(zhuǎn)換為寬譜光。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的閃光燈系統(tǒng)，其中所述移動(dòng)裝置包含相機(jī)。
全文摘要
本申請(qǐng)案涉及一種用于光源的方法和設(shè)備。揭示一種發(fā)光裝置以及用于制造所述裝置的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，可在襯底上形成包封光源裸片的光學(xué)耦合層。可在所述光學(xué)耦合層上形成包封層。所述包封層的頂部部分可為平坦的，且所述包封層可包含高密度層和低密度層。所述高密度層可包含沉淀在所述包封層的一側(cè)上的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。所述低密度層可包含以粒子形式懸浮在所述包封層內(nèi)的所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。在另一實(shí)施例中，揭示所述用于制作所述發(fā)光裝置的方法。
文檔編號(hào)H01L33/52GK103247746SQ201310042788
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月1日
發(fā)明者龐珍友, 李明易, 洪映春 申請(qǐng)人:安華高科技通用Ip(新加坡)公司