本發(fā)明涉及一種發(fā)光器件、一種用于該發(fā)光器件的制造方法以及一種具有該發(fā)光器件的照明模塊。
背景技術(shù):
發(fā)光器件包括發(fā)光二極管。發(fā)光二極管是能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換成光的半導(dǎo)體器件,并且作為取代熒光燈和白熾燈的下一代光源而受到關(guān)注。
發(fā)光二極管使用半導(dǎo)體器件來產(chǎn)生光,因此,與通過加熱鎢絲發(fā)光的白熾燈或通過允許經(jīng)高壓放電產(chǎn)生的紫外光與熒光物質(zhì)相撞來產(chǎn)生光的熒光燈相比,發(fā)光二極管僅消耗很少的電力。
發(fā)光二極管愈來愈多地用作照明裝置的光源,諸如室內(nèi)室外燈具、液晶顯示器、電子板和街燈。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
實(shí)施例提供一種具有新型的散熱結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件。
實(shí)施例提供一種發(fā)光器件,其中,設(shè)置有發(fā)光芯片的第二支持部件設(shè)置在第一支持部件的內(nèi)部或開口中。
實(shí)施例提供一種發(fā)光器件,其中,具有低熱阻的第二支持部件設(shè)置在第一支持部件的內(nèi)部或開口中,并且,發(fā)光芯片設(shè)置在該第二支持部件上。
實(shí)施例提供一種發(fā)光器件,其中,第一支持部件和設(shè)置有發(fā)光芯片的第二支持部件使用粘合部件來彼此粘合。
實(shí)施例提供一種發(fā)光器件,其中,由樹脂材料制成的第一支持部件和由陶瓷材料制成的第二支持部件使用粘合部件彼此粘合,并且,一個(gè)或多個(gè)發(fā)光芯片設(shè)置在該第二支持部件上,實(shí)施例還提供一種具有該發(fā)光器件的照明模塊。
實(shí)施例提供一種發(fā)光器件,其中,引線電極設(shè)置在第二支持部件與發(fā)光芯片之間,實(shí)施例還提供一種具有該發(fā)光器件的照明模塊。
實(shí)施例提供一種發(fā)光器件,其中,在第一支持部件中的粘合層的一部分被粘合至第二支持部件,實(shí)施例還提供一種關(guān)于該發(fā)光器件的制造方法。
在一個(gè)實(shí)施例中,一種發(fā)光器件包括:具有開口的第一支持部件;在所述第一支持部件的開口中設(shè)置的第二支持部件;在所述第一支持部件與所述第二支持部件之間設(shè)置的粘合部件;在所述第二支持部件上設(shè)置的第一引線電極;在所述第一支持部件和所述第二支持部件中的至少一者上設(shè)置的第二引線電極;在所述第一引線電極上設(shè)置的發(fā)光芯片,所述發(fā)光芯片電連接至所述第二引線電極;以及在所述第二支持部件下設(shè)置的傳導(dǎo)層,其中,所述第一支持部件包括樹脂材料,所述第二支持部件包括陶瓷材料,并且,所述第一引線電極設(shè)置在所述發(fā)光芯片與所述第二支持部件之間。
在另一實(shí)施例中,一種發(fā)光模塊包括:具有開口的第一支持部件;在所述第一支持部件的開口中設(shè)置的第二支持部件;在所述第一支持部件與所述第二支持部件之間設(shè)置的粘合部件;在所述第二支持部件上設(shè)置的第一引線電極;在所述第一支持部件與所述第二支持部件中的至少一者上設(shè)置的第二引線電極;在所述第一引線電極上設(shè)置的多個(gè)發(fā)光芯片,所述發(fā)光芯片電連接至所述第二引線電極;在所述第一引線電極和所述第二引線電極上設(shè)置的保護(hù)層;以及由金屬材料制成的傳導(dǎo)層,所述傳導(dǎo)層位于所述第一支持部件和所述第二支持部件下,其中,所述第一支持部件包括樹脂材料,所述第二支持部件包括陶瓷材料,并且,所述多個(gè)發(fā)光芯片設(shè)置在所述第一引線電極與所述第二支持部件之間。
在又另一實(shí)施例中,一種用于制造發(fā)光器件的方法包括:提供具有粘合層的第一支持部件和在不同的樹脂層之間的粘合層,所述第一支持部件包括在其中的開口;將由陶瓷材料制成的第二支持部件插入到所述第一支持部件的開口中;如果所述第一支持部件被壓緊,會使得所述粘合層的一部分移至所述開口中并被粘合至所述第二支持部件;在所述第一支持部件和所述第二支持部件上形成引線電極;以及在所述引線電極上設(shè)置發(fā)光芯片,所述引線電極設(shè)置在所述支持部件上,其中,所述粘合層設(shè)置在所述第二支持部件的頂部邊緣部分和底部邊緣部分上,以粘合至所述引線電極。
一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)在以下附圖和詳細(xì)描述中闡述。其他特征從以下詳細(xì)描述、附圖和權(quán)利要求中可以一目了然。
附圖說明
圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件的平面圖;
圖2是沿圖1中的發(fā)光器件的線A-A截取的截面圖;
圖3是示出圖1中的發(fā)光器件的另一實(shí)例的視圖;
圖4示出圖2中的發(fā)光器件的第一修改;
圖5示出圖2中的發(fā)光器件的第二修改;
圖6示出圖2、圖4和圖5中的每種發(fā)光器件的粘合部件的詳細(xì)配置;
圖7是示出在圖2、圖4和圖5中的每種發(fā)光器件中的位于粘合部件上的引線電極的表面狀態(tài)的視圖;
圖8是示出在圖2、圖4和圖5中的每種發(fā)光器件中的隨著粘合部件厚度增加的引線電極的表面狀態(tài)的視圖;
圖9示出圖5中的發(fā)光器件的粘合部件的第一修改;
圖10示出圖5中的發(fā)光器件的粘合部件的第二修改;
圖11示出圖5中的發(fā)光器件的粘合部件的第三修改;
圖12示出圖5中的發(fā)光器件的粘合部件的第四修改;
圖13示出圖5中的發(fā)光器件的粘合部件的第五修改;
圖14示出圖5中的發(fā)光器件的粘合部件的第六修改;
圖15示出圖5中的發(fā)光器件的粘合部件的第七修改;
圖16示出圖5中的發(fā)光器件的粘合部件的第八修改;
圖17示出圖5中的發(fā)光器件的粘合部件的第九修改;
圖18是示出根據(jù)第二實(shí)施例的具有發(fā)光器件的照明模塊的視圖;
圖19是圖18中的照明模塊的側(cè)截面圖;
圖20示出圖18中的照明模塊的第一修改;
圖21示出圖18中的照明模塊的第二修改;
圖22至圖28是示出圖2中的發(fā)光器件的制造過程的視圖;
圖29是示出根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光芯片的實(shí)例的視圖;
圖30是示出根據(jù)該實(shí)施例的發(fā)光芯片的另一實(shí)例的視圖。
具體實(shí)施方式
在對于實(shí)施例的以下描述中,應(yīng)理解,當(dāng)將一層(膜)、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)稱作在基板、另一層(膜)、區(qū)域、墊或圖案“上”或“下”時(shí),其可以“直接地”或“間接地”位于該另一層(膜)、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)上,或者還可以存在一個(gè)或多個(gè)中間層。將參考附圖描述每一層的此類位置關(guān)系。
下文將參考附圖詳細(xì)描述示例性實(shí)施例。實(shí)施例的技術(shù)目的不限于上述技術(shù)問題,且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過以下公開清楚地理解上文未提及的技術(shù)問題。在附圖中,類似的部件和部分由類似的附圖標(biāo)記來標(biāo)注,且對于這些部件和部分的描述會避免重復(fù)。
圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件的平面圖。圖2是沿圖1中的發(fā)光器件的線A-A截取的截面圖。
參見圖1和圖2,發(fā)光器件100包括:發(fā)光芯片101;具有開口150的第一支持部件110;位于第一支持部件110的開口150中的第二支持部件131,第二支持部件131設(shè)置在發(fā)光芯片101下;設(shè)置在第二支持部件131與發(fā)光芯片101之間的第一引線電極161;設(shè)置在第一支持部件110和第二支持部件131中的至少一者上的第二引線電極163;以及設(shè)置在第一支持部件110和第二支持部件131下的傳導(dǎo)層(conductive layer)165。
發(fā)光芯片101可以在從可見光波段(visable ray band)至紫外(UV)波段(ultraviolet band)的范圍內(nèi)選擇性地發(fā)光。發(fā)光芯片101可以包括例如UVLED、紅色LED、藍(lán)色LED、綠色LED、黃綠LED和白色LED中的至少一者。
發(fā)光芯片(light emitting chip)101可以包括水平芯片的結(jié)構(gòu)(structure of horizontal chip)和垂直芯片(structure of vertical chip)的結(jié)構(gòu)中的至少一種,在水平芯片的結(jié)構(gòu)中,芯片中的兩個(gè)電極設(shè)置為彼此相鄰,在垂直芯片的結(jié)構(gòu)中,芯片中的兩個(gè)電極設(shè)置在彼此相對的側(cè)處(at sides opposite to each other)。
當(dāng)發(fā)光芯片101是垂直芯片(vertical chip)時(shí),發(fā)光芯片101可以連接至第一引線電極161且通過導(dǎo)線105連接至第二引線電極163。在另一實(shí)例中,當(dāng)發(fā)光芯片101是水平芯片(horizontal chip)時(shí),發(fā)光芯片101可以通過導(dǎo)線105連接至第一引線電極161和第二引線電極163,但是本發(fā)明不限于此。當(dāng)發(fā)光芯片101以倒裝芯片(flip-chip)方式安裝時(shí),發(fā)光芯片101可以被倒裝接合(flip-bonded)在第一引線電極161和第二引線電極163上。
第一支持部件110包括樹脂材料,第二支持部件131包括非金屬或陶瓷材料。第一支持部件110可以是樹脂基板或絕緣基板,第二支持部件131可以是陶瓷基板或散熱基板。
第一支持部件110可以包括樹脂材料,例如氟樹脂(FR)基(fluororesin-based)材料和復(fù)合環(huán)氧材料(CEM)中的至少一種。根據(jù)本實(shí)施例的發(fā)光器件100使用第一支持部件110,使得可以節(jié)省發(fā)光器件100的制造成本和材料成本并減少發(fā)光器件100的重量。
第二支持部件131可以包括比樹脂材料來具有更高導(dǎo)熱性和更低熱阻(heat resistance)的材料。第二支持部件131可以由例如通過將金屬元素(metal element)諸如硅(Si)、鋁(Al)、鈦(Ti)或鋯(Zr)與氧、碳或氮鍵合(bonding)而形成的氧化物、碳化物或氮化物來形成。第二支持部件131可以包括氮化鋁(AlN)材料。在另一實(shí)例中,第二支持部件131可以包括碳化硅(SiC)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鋯(ZrO2)、氮化硅(Si3O4)和氮化硼(BN)材料中的至少一種。AlN的熱導(dǎo)率可以是70至250W/mK,BN的熱導(dǎo)率可以是60至200W/mK,Si3N4的熱導(dǎo)率可以是60至90W/mK,Si的熱導(dǎo)率可以是150W/mK,SiC的熱導(dǎo)率可以是270W/mK,Al2O3和ZrO2的熱導(dǎo)率可以是20至30W/mK。第二支持部件131可以包括具有60W/mK或大于60W/mK的熱導(dǎo)率的材料。
第一支持部件110包括如圖2所示的開口150。開口150的俯視圖形狀(top-view shape)可以包括多邊形形狀和圓形或橢圓形形狀中的至少一種。第二支持部件131可以設(shè)置在開口150中。因此,可以減少發(fā)光器件100的厚度并確保散熱路徑。第二支持部件131設(shè)置在第一支持部件110的內(nèi)部,因此,第一支持部件110和第二支持部件130可以不堆疊。
如圖1所示,第二支持部件131的橫向長度Y2和縱向長度X2可以分別小于開口150的橫向長度和縱向長度。第二支持部件131的橫向長度Y2和縱向長度X2可以分別小于第一支持部件110的橫向長度Y1和縱向長度X1。因此,第一支持部件110可以在第二支持部件131的周邊處面向第二支持部件131。第一支持部件110圍繞第二支持部件131。
在另一實(shí)例中,當(dāng)如圖3所示開口150的縱向長度等于或小于第二支持部件131的縱向長度X3時(shí),第二支持部件131的兩側(cè)可以不面向第一支持部件110。下文中,為便于說明,將描述如圖1所示第二支持部件131被插入到開口150中的結(jié)構(gòu)。
參見圖2,第一支持部件110可以包括至少一個(gè)樹脂層111和113,以及在樹脂層111和113的的頂部表面和底部表面中的至少一者上設(shè)置的金屬層118和119。樹脂層111和113可以形成為單層或多層。樹脂層111和113可以形成為多層,并且可以包括例如,第一樹脂層111和在第一樹脂層111下設(shè)置的第二樹脂層113。第一樹脂層111和第二樹脂層113可以彼此間隔開或者可以通過粘合部件彼此粘合。金屬層118和119可以形成為單層或多層。金屬層118和119可以形成為多層,并且可以包括在第一樹脂層111的頂部表面上設(shè)置的第一金屬層118和在第二樹脂層113的底部表面上設(shè)置的第二金屬層119。第一金屬層118和第二金屬層119中的每一者可以形成為單層或多層。
第一樹脂層111和第二樹脂層113可以包括相同的樹脂材料,例如,F(xiàn)R基材料和CEM。第一金屬層118和第二金屬層119可以由選自由以下金屬組成的組中的至少一種來形成:鈦(Ti)、鈀(Pd)、銅(Cu)、鎳(Ni)、金(Au)、鉻(Cr)、鉭(Ta)、鉑(Pt)、錫(Sn)、銀(Ag)和磷(P),或者這些金屬的選擇性的合金。
根據(jù)圖案形狀,第一金屬層118可以選擇性地設(shè)置在第一支持部件110的頂部表面的一部分或全部上,但是本發(fā)明不限于此。第一金屬層118可以被劃分成選擇性地連接至不同的引線電極161和163的電極圖案P3和P4。根據(jù)圖案形狀,第二金屬層119可以選擇性地設(shè)置在第一支持部件110的一部分或全部上,但是本發(fā)明不限于此。
第一支持部件110可以包括在第一樹脂層111與第二樹脂層113之間的粘合層115,并且,粘合層115使得第一樹脂層111和第二樹脂層113通過粘合層彼此粘合。粘合層115可以包括硅、環(huán)氧樹脂和半固化片(prepreg)中的至少一種。當(dāng)?shù)谝粯渲瑢?11和第二樹脂層113形成為單層時(shí),可以移除粘合層115,但是本發(fā)明不限于此。
同時(shí),金屬層138和139可以形成在第二支持部件131的頂部表面和底部表面中的至少一者上。金屬層138和139包括在第二支持部件131的頂部表面上設(shè)置的第三金屬層138以及在第二支持部件131的底部表面上設(shè)置的第四金屬層139。
第三金屬層138和第四金屬層139可以由選自由鈦(Ti)、鈀(Pd)、銅(Cu)、鎳(Ni)、金(Au)、鉻(Cr)、鉭(Ta)、鉑(Pt)、錫(Sn)、銀(Ag)和磷(P)以及這些材料的合金組成的組中的至少一者。第三金屬層138和第四金屬層139中的每一者均可以形成為單層或多層。具有第三金屬層138和第四金屬層139的第二支持部件131可以定義為陶瓷基板或散熱基板。
第三金屬層138可以與第二支持部件131的頂部邊緣間隔開。第三金屬層138可以被劃分成至少兩個(gè)電極圖案P1和P2。所述至少兩個(gè)圖案P1和P2在第二支持部件131上接觸第二支持部件131,并且可以電連接至發(fā)光芯片101。該至少兩個(gè)電極圖案P1和P2可以通過間隙109劃分,但是本發(fā)明不限于此。間隙109的形狀可以包括直線形狀、彎折形狀和彎曲形狀中的至少一種。
至少兩個(gè)電極圖案P1和P2包括第一電極圖案P1和第二電極圖案P2,第一電極圖案P1可以設(shè)置在發(fā)光芯片101與第二支持部件131之間。第一電極圖案P1可以設(shè)置在第一引線電極161與第二支持部件131之間,第二電極圖案P2可以設(shè)置在第二引線電極163與第二支持部件131之間。
第一電極圖案P1和第二電極圖案P2可以與第二支持部件131的頂部邊緣間隔開。如果第一電極圖案P1和第二電極圖案P2存在于頂部邊緣(top edge)處,第一電極圖案P1和第二電極圖案P2可以沿頂部邊緣彼此連接,如圖1所示,因此,可能會發(fā)生電短路。
第四金屬層139可以與第二支持部件131的底部邊緣(bottom edge)間隔開。當(dāng)?shù)谒慕饘賹?39是電線時(shí),第四金屬層139可以與第二支持部件131的底部邊緣間隔開,以防止在兩者之間的電干擾。因此,盡管設(shè)計(jì)了使用第二支持部件131的第四金屬層139的電圖案(electrical patterns),但是可以防止電短路。
第三金屬層138的底部面積可以小于第二支持部件131的頂部面積。第四金屬層139的頂部面積可以小于第二支持部件131的底部面積。因此,第三金屬層138和第四金屬層139的邊緣部分可以與第一支持部件110間隔開。
第一支持部件110的厚度B1可以等于或厚于第二支持部件131的厚度B2。第二支持部件131和第三金屬層138和第四金屬層139的厚度的總和可以等于第一支持部件110的厚度B1,但是本發(fā)明不限于此。第二支持部件131的厚度B2形成為厚于第一樹脂層111和第二樹脂層113的厚度的總和,因此可以提供足夠的散熱表面。
同時(shí),粘合部件151設(shè)置在第一支持部件110與第二支持部件131之間。粘合部件151被粘合至第一支持部件110和第二支持部件131同時(shí)被設(shè)置在第一支持部件110的開口150中。粘合部件151可以接觸第一樹脂層111和第二樹脂層113和粘合層115。粘合部件151支持第二支持部件131同時(shí)設(shè)置在第一支持部件(support member)的開口150中。
粘合部件151的上部部分可以設(shè)置在第一金屬層118與第三金屬層138之間。粘合部件151的上部部分可以設(shè)置在等于或低于第一支持部件110的頂部表面的高度的高度處。如果粘合部件151的上部部分設(shè)置在高于第一支持部件110的頂部表面的高度的高度處,引線電極161和163的表面可以形成為粗糙的。
粘合部件151的下部部分可以設(shè)置在第二金屬層119與第四金屬層139之間。粘合部件151的下部部分可以設(shè)置在等于或高于第一支持部件110的底部表面的高度的高度處。如果粘合部件151的下部部分比第一支持部件110的底部表面更加突出(further protruded),傳導(dǎo)層165的表面可以形成為粗糙的。
粘合部件151可以設(shè)置在第一支持部件110和第二支持部件131中的至少一者的頂部表面和底部表面中的至少一者上。粘合部件151可以包括在第二支持部件131的頂部邊緣部分處設(shè)置的第一粘合部分153和在第二支持部件131的底部邊緣部分處設(shè)置的第二粘合部分155中的任一者或兩者。第一粘合部分153和第二粘合部分155可以從粘合部件151延伸或突出。
第一粘合部分153被粘合至第二支持部件131的頂部周邊(circumference),并且可以設(shè)置在第三金屬層138的周邊和引線電極161和163下。第一粘合部分153可以被粘合至第二支持部件131和引線電極161和163。
如圖1所示,第一粘合部分153還可以在間隙109上暴露,但是本發(fā)明不限于此。第一粘合部分153的厚度可以等于或薄于第三金屬層138的厚度。當(dāng)?shù)谝徽澈喜糠?53的厚度厚于第三金屬層138的厚度時(shí),引線電極161和163的表面是不均勻的(uniform)。
第二粘合部分155被粘合至第二支持部件131的底部周邊,并且可以設(shè)置在第四金屬層139的周邊。第二粘合部分155的厚度可以等于或薄于第四金屬層139的厚度。當(dāng)?shù)诙澈喜糠?55的厚度厚于第四金屬層139的厚度時(shí),在第二粘合部分155下設(shè)置的傳導(dǎo)層165的表面是不均勻的。第二粘合部分155可以被粘合至第二支持部件131和傳導(dǎo)層165。
粘合部件151可以由與粘合層115相同的材料制成,例如可以包括硅(silicon)、環(huán)氧樹脂和半固化片中的至少一種。在另一實(shí)例中,粘合部件151可以由在上述材料中與粘合層115不同的材料形成。
同時(shí),第一引線電極161設(shè)置在第二支持部件131上,并且第一引線電極161的一部分可以在第一支持部件110的第二區(qū)域,例如第一金屬層118的第三電極圖案P3上延伸。
第二引線電極163可以設(shè)置在第一支持部件110的第一區(qū)域,例如第一金屬層118的第四電極圖案P4上,并且,第二引線電極163的一部分可以在第二支持部件131的第二電極圖案P2上延伸。第一支持部件110的第一區(qū)域和第二區(qū)域可以是彼此不同的區(qū)域。
第一引線電極161可以連接至第三金屬層138的第一電極圖案P1和第一金屬層118的第三電極圖案P3。第一引線電極161可以設(shè)置為與第二支持部件131、粘合部件151以及第一支持部件110的第二區(qū)域在垂向上重疊(vertically overlap)。
此處,發(fā)光芯片101與第一引線電極161和第二支持部件131在垂向上重疊,并且可以使用接合材料接合至第一引線電極161。當(dāng)發(fā)光芯片101接合至第一引線電極161時(shí),該接合材料包括導(dǎo)電材料,例如焊料。當(dāng)不需要在發(fā)光芯片101與第一引線電極161之間的電連接時(shí),該接合材料可以是絕緣材料,例如硅或環(huán)氧樹脂材料。
第二引線電極163可以設(shè)置在第一支持部件110的第一區(qū)域、粘合部件151和第二支持部件131上。第二引線電極163可以連接至第三金屬層138的第二電極圖案P2和第一金屬層118的第四電極圖案P4。
第一引線電極161和第二引線電極163是焊盤,并且可以包括與第一至第四金屬層118、119、138和139不同的金屬。例如,第一引線電極161和第二引線電極163中的每一者可以使用選自以下材料組成的組中的至少一種以單層或多層形成:鈦(Ti)、鈀(Pd)、銅(Cu)、鎳(Ni)、金(Au)、鉻(Cr)、鉭(Ta)、鉑(Pt)、錫(Sn)、銀(Ag)和磷(P),或其選擇性的合金。
用于表面保護(hù)的保護(hù)層(未示出)可以設(shè)置在第一引線電極161和第二引線電極163上。該保護(hù)層可以包括阻焊材料。
同時(shí),傳導(dǎo)層(conductive layer)165設(shè)置在第二支持部件131下。傳導(dǎo)層165在第二支持部件131下散發(fā)從第二支持部件131傳導(dǎo)(conducted)的熱量。傳導(dǎo)層165可以在第一支持部件110下延伸。傳導(dǎo)層165可以設(shè)置在第二金屬層119和第四金屬層139下。傳導(dǎo)層165設(shè)置為使得其橫向或縱向?qū)挾葘捰诘诙С植考?31的橫向或縱向?qū)挾?,從而散發(fā)所傳導(dǎo)的熱量。傳導(dǎo)層165的一部分可以在垂向上與粘合部件151重疊。
傳導(dǎo)層165可以包括與第一至第四金屬層118、119、138和139不同的金屬。例如,傳導(dǎo)層165可以使用選自由下列材料組成的組中的至少一種以單層或多層形成:鈦(Ti)、鈀(Pd)、銅(Cu)、鎳(Ni)、金(Au)、鉻(Cr)、鉭(Ta)、鉑(Pt)、錫(Sn)、銀(Ag)和磷(P),或其選擇性合金。傳導(dǎo)層165可以包括與第一引線電極161和第二引線電極163相同的金屬,但是本發(fā)明不限于此。
發(fā)光芯片101連接至第一引線電極161和第二引線電極163。發(fā)光芯片101可以使用導(dǎo)電粘合劑接合至第一引線電極161,并且可以通過導(dǎo)線105連接至第二引線電極163。發(fā)光芯片101通過接收從第一引線電極161和第二引線電極163供應(yīng)的電力而受驅(qū)動而發(fā)光。從發(fā)光芯片101產(chǎn)生的熱量可以傳導(dǎo)至第一引線電極161、第二支持部件131和傳導(dǎo)層165。
根據(jù)一實(shí)施例,發(fā)光芯片101可以在第二支持部件131上設(shè)置一個(gè)或多個(gè),但是本發(fā)明不限于此。多個(gè)發(fā)光芯片101可串聯(lián)或并聯(lián)連接,但是本發(fā)明不限于此。
根據(jù)該實(shí)施例的發(fā)光器件100可以排除在設(shè)置發(fā)光芯片101的區(qū)域中在發(fā)光芯片101與第二支持部件131之間增加熱阻(heat resistence)的材料,例如絕緣粘合劑。在根據(jù)該實(shí)施例的發(fā)光器件100中,由陶瓷材料制成的第二支持部件131設(shè)置在發(fā)光芯片101設(shè)置的區(qū)域中,從而改善散熱效率。在根據(jù)該實(shí)施例的發(fā)光器件100中,由樹脂材料制成的第一支持部件110設(shè)置在第二支持部件131的周邊,使得與第一支持部件110的背面(rear face)的電連接可以通過在第一支持部件110上的電路圖案或通孔來容易地實(shí)現(xiàn)。此外,可以進(jìn)一步將其他控制部分設(shè)置在第一支持部件110上。
圖4所示為圖2中的發(fā)光器件的第一修改。在圖4中,與上述組件相同的組件參考上述組件和其描述。
參見圖4,該發(fā)光器件包括:發(fā)光芯片101;具有開口150的第一支持部件110;位于第一支持部件110的開口150中的第二支持部件131,第二支持部件131設(shè)置在發(fā)光芯片101下;在第二支持部件131與發(fā)光芯片101之間設(shè)置的第一引線電極161;在第一支持部件110和第二支持部件131中的至少一者上設(shè)置的第二引線電極163;在第一支持部件110和第二支持部件131下設(shè)置的傳導(dǎo)層165;以及在發(fā)光芯片101上設(shè)置的透光層(light transmission layer)171。
透光層171可以設(shè)置在發(fā)光芯片101的表面上,例如發(fā)光芯片101的側(cè)表面和頂部表面。透光層171可以包括樹脂材料諸如硅(silicon)或環(huán)氧樹脂。
透光層171的頂部表面可以位于高于導(dǎo)線105最高點(diǎn)的高度的位置,但是本發(fā)明不限于此。透光層171可以包括雜質(zhì),諸如熒光物質(zhì)、分散劑或散射劑,但是本發(fā)明不限于此。
透光層171可以在垂向上與第二支持部件131重疊,并且,透光層171的一部分可以形成在第一引線電極161與第二引線電極163之間的間隙109中。透光層171可以設(shè)置在第二支持部件131和第一支持部件110之上,但是本發(fā)明不限于此。
圖5所示為圖2中的發(fā)光器件的第二修改。在圖5中,與上述組件相同的組件參考上述組件及其描述。
參見圖5,該發(fā)光器件包括:發(fā)光芯片101;具有開口150的第一支持部件110,;位于第一支持部件110的開口150中的第二支持部件131,第二支持部件131設(shè)置在發(fā)光芯片101下;在第二支持部件131與發(fā)光芯片101之間設(shè)置的第一引線電極161;在第一支持部件110和第二支持部件131中的至少一者上設(shè)置的第二引線電極163;在第一支持部件110和第二支持部件131下設(shè)置的導(dǎo)電層165;在發(fā)光芯片101上設(shè)置的熒光物質(zhì)層173;以及在發(fā)光芯片101周邊設(shè)置的反射部件175。
熒光物質(zhì)層173設(shè)置在發(fā)光芯片101的頂部表面上。熒光物質(zhì)層173可以進(jìn)一步形成在發(fā)光芯片101的側(cè)表面上,但是本發(fā)明不限于此。
熒光物質(zhì)層173轉(zhuǎn)換從發(fā)光芯片101發(fā)出的一部分光的波長。熒光物質(zhì)層173包括在硅或環(huán)氧樹脂中的熒光物質(zhì)。該熒光物質(zhì)可以包括紅色、綠色、藍(lán)色和黃色熒光物質(zhì)中的至少一者,但是本發(fā)明不限于此。該熒光物質(zhì)可以由例如選自YAG、TAG、硅酸鹽、氮化物和氮氧基材料組成的組中的一種形成。
反射部件(reflecting member)175可以設(shè)置在發(fā)光芯片101和熒光物質(zhì)層173的周邊。反射部件175反射從發(fā)光芯片101入射的光,使得通過熒光物質(zhì)層173來提取(extract)光。
反射部件175可以包括非金屬或絕緣材料,并且可以由例如諸如硅或環(huán)氧樹脂的樹脂材料形成。反射部件175可以包括具有高于樹脂材料的折射率的折射率的雜質(zhì)??梢詫⒅T如具有Al、Cr、Si、Ti、Zn和Zr中的至少一種的氧化物、氮化物、氟化物和硫化物的化合物中的至少一種添加到反射部件175。
反射部件175的頂部表面可以位于高于導(dǎo)線105最高點(diǎn)高度的位置。因此,反射部件175可以保護(hù)導(dǎo)線105。
反射部件175可以設(shè)置為在垂向上與第二支持部件131重疊,并且可以接觸第一引線電極161和第二引線電極163。反射部件175可以通過由雜質(zhì)進(jìn)行的熱傳導(dǎo)從其表面散發(fā)熱量。
根據(jù)一實(shí)施例,可以將光學(xué)透鏡(optical lens)設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)發(fā)光芯片101上,但是本發(fā)明不限于此。
圖6所示為圖2、圖4和圖5中的每種發(fā)光器件的粘合部件的詳細(xì)配置。圖7是示出在圖2、圖4和圖5中的每種發(fā)光器件中的粘合部件上的引線電極的表面狀態(tài)的視圖。圖8是示出在圖2、圖4和圖5中的每種發(fā)光器件中隨著粘合部件厚度增加的引線電極的表面狀態(tài)的視圖。
在根據(jù)該實(shí)施例的發(fā)光器件中,根據(jù)在第一支持部件110與第二支持部件131之間設(shè)置的粘合部件151的厚度D1(如圖6所示),可以在引線電極163中形成內(nèi)凹部分(concave portion)160或160A(如圖7或圖8所示)。如果引線電極163的內(nèi)凹部分160A形成為更深(如圖8所示),引線電極163可能開路。
粘合部件151的厚度D1可以等于或小于300微米,例如在25微米至200微米的范圍內(nèi)。當(dāng)粘合部件151的厚度D1在25微米至200微米的范圍內(nèi)時(shí),可以在引線電極163的表面中形成精細(xì)的(fine)內(nèi)凹部分160,如圖7所示。內(nèi)凹部分160的深度T2形成為等于或小于引線電極163的厚度T1的1/3,因此,引線電極163開路的故障不會發(fā)生。
如果粘合部件151的厚度小于25微米,在粘合部件151的方向中就不存在任何的應(yīng)力減輕(stress relief),因此,在熱沖擊測試中在第二支持部件131中可能會產(chǎn)生開裂。當(dāng)粘合部件151的厚度D4超過300微米如圖8所示,很難執(zhí)行表面金屬加工,并且在粘合部件151上的引線電極163使得內(nèi)凹部分160A凹部到深度T3。因此,會發(fā)生引線電極163開路的故障。
由于粘合部件151的第一粘合部分153,可以防止在第二支持部件131的頂部邊緣的電極圖案P1與P2之間的電短路。第一粘合部分153可以具有等于或大于50微米的寬度D3,例如,在50微米至150微米的范圍內(nèi)。當(dāng)?shù)谝徽澈喜糠?53的寬度D3小于該范圍時(shí),在相鄰的圖案P1與P2之間可能發(fā)生電干擾。當(dāng)?shù)谝徽澈喜糠?53的寬度D3大于該范圍時(shí),第一粘合部分153可能對引線電極161和163的表面造成影響。
當(dāng)在第二支持部件131的底部表面上形成電極圖案時(shí),第二粘合部件155可以防止在第二支持部件131的底部表面上的電極圖案之間的電短路。第二粘合部分155的寬度D2可以形成為等于或?qū)捰诘谝徽澈喜糠?53的寬度D3,并且第二粘合部分155可以具有等于或大于50微米的寬度,例如,在70微米至200微米的范圍中。當(dāng)?shù)诙澈喜糠?55的寬度D2小于該范圍時(shí),在相鄰的圖案P1與P2之間可能發(fā)生電干擾。當(dāng)?shù)诙澈喜糠?55的寬度D2大于該范圍時(shí),第二粘合部分155可能對導(dǎo)電層165的表面產(chǎn)生影響。
圖9至圖17是對圖2中的發(fā)光器件的其他修改。在圖9至圖17中,與上述組件相同的組件參考上述組件及其描述,相關(guān)詳細(xì)描述將省略。
參見圖9,粘合部件151設(shè)置在第一支持部件110與第二支持部件131之間,并且包括第一粘合部分153。第一粘合部分153粘合至第二支持部件131的頂部邊緣部分,并且設(shè)置在第三金屬層138與第一金屬層118之間。第一粘合部分153可以防止第一電極圖案P1和第二電極圖案P2通過間隙109的區(qū)域彼此連接。
粘合部件151不包括第二粘合部分,并且,粘合部件151的下部部分可以設(shè)置在第二金屬層119與第四金屬層139之間。在此情況中,當(dāng)傳導(dǎo)層165不是電源供應(yīng)層時(shí),第四金屬層139延伸直至第二粘合部分的區(qū)域,因此,可以改善由第四金屬層139引起的熱傳導(dǎo)效率。
參見圖10,粘合部件151具有包括第二粘合部分155而不含任何第一粘合部分的結(jié)構(gòu)。當(dāng)傳導(dǎo)層165是電源供應(yīng)層時(shí),第二粘合部分155可以防止在第二支持部件131的底部邊緣處的第四金屬層139的電極圖案之間的電短路。
粘合部件151的上部部分可以設(shè)置在第三金屬層138與第一金屬層118之間,并且,間隙109可以在第二支持部件131上將第三金屬層138分割成第一圖案P1和第二圖案P2。因此,盡管粘合部件151的第一粘合部分被移除,間隙109可以防止在第二支持部件131上的電短路。
參見圖11,第二支持部件131包括在其頂部邊緣設(shè)置的第一凹部(recess)6A和在其底部邊緣設(shè)置的第二凹部6B中的至少一者。第一凹部6A可以沿著第二支持部件131的頂部邊緣設(shè)置,并且可以形成為從第二支持部件131的頂部表面成階梯狀(stepped from)。第二凹部6B可以沿著第二支持部件131的底部邊緣形成,并且可以形成為從第二支持部件131的底部表面成階梯狀。
粘合部件151設(shè)置在第一支持部件110與第二支持部件131之間。第一粘合部分154可以設(shè)置在第一凹部6A中,并且,第二粘合部分155可以設(shè)置在第二凹部6B中。
第一粘合部分154可以設(shè)置在第三金屬層138與第一金屬層118之間,第二粘合部分155可以設(shè)置在第二金屬層119與第四金屬層139之間。第一粘合部分154可以具有增加的粘合面積(adhesive area),因此可以防止在第二支持部件131的頂部表面上發(fā)生短路。
第一凹部6A和第二凹部6B的寬度可以等于第一粘合部分154和第二粘合部分155的寬度,并且可以在例如25微米至300微米的范圍內(nèi)。通過利用第一凹部6A和第二凹部6B的寬度,可以防止在相鄰的電極圖案之間的干擾。
參見圖12,第二支持部件131包括在其上周邊處設(shè)置的第一凹部6A,并且在第二支持部件131的下周邊處設(shè)置的第二凹部可以省略。第一粘合部分153設(shè)置在第一凹部6A中,因此可以防止在第二支持部件131的上部部分處發(fā)生短路。另外,可以增加在引線電極161與163之間的粘合面積。
參見圖13,第二凹部6B設(shè)置在第二支持部件131的下周邊處,在第二支持部件131的上周邊處設(shè)置的第一凹部可以省略。第二粘合部分155設(shè)置在第二凹部6B中,因此可以防止在第二支持部件131的下部部分處發(fā)生短路。另外,可以增加與傳導(dǎo)層165的粘合面積。
參見圖14,粘合部件151設(shè)置在第一支持部件110與在第一支持部件110的開口150中的第二支持部件131之間。粘合部件151的上部部分可以設(shè)置在第一金屬層118與第三金屬層138之間的區(qū)域中并設(shè)置在第一引線電極161與第二引線電極163下。粘合部件151的上部部分不包括任何單獨(dú)的(separate)粘合部分,因此,間隙109可以將第三金屬層138的電極圖案P1與P2彼此分開。
粘合部件151的下部部分可以設(shè)置在第二金屬層119與第四金屬層139之間并在傳導(dǎo)層165上的區(qū)域中。
參見圖15,粘合部件151粘合在第一支持部件110與第二支持部件131之間,并且第一凹部6A設(shè)置在第二支持部件131的上周邊處。粘合部件151的第一粘合部分154可以設(shè)置在第一凹部6A中。第二凹部6B設(shè)置在第二支持部件131的下周邊處,并且,粘合部件151的第二粘合部分156可以設(shè)置在第二凹部6B中。突出部分15設(shè)置在第一凹部6A與第二凹部6B之間。
此處,與圖11不同,粘合部件151可以沒有從第二支持部件131的頂部表面向上突出也沒有從第二支持部件131的底部表面向下突出。相應(yīng)地,第一引線電極161和第二引線電極163的凸起projections)3A和3B突出到在第一金屬層118與第三金屬層138之間的區(qū)域以粘合至第一粘合部分154。傳導(dǎo)層165的凸起5A和5B突出到在第二金屬層119與第四金屬層139之間的區(qū)域以粘合至第二粘合部分156。在該發(fā)光器件中,盡管第一粘合部分154沒有從第二支持部件131的頂部表面向上突出,仍然可以防止由間隙109引起的電短路。
參見圖16,粘合部件151可以設(shè)置在第一支持部件110與第二支持部件131之間。凹槽16從第二支持部件131的側(cè)表面向內(nèi)凹陷,并且,粘合部件151的突出部分152可以設(shè)置在凹槽16中。凹槽16的深度可以形成在散熱效率不會降級且第二支持部件131的強(qiáng)度(strength)不會降級的范圍內(nèi)。
粘合部件151的上部部分可以從第二支持部件131的頂部表面向上突出,粘合部件151的下部部分可以從第二支持部件131的底部表面向下突出。
參見圖17,粘合部件151設(shè)置在第一支持部件110與第二支持部件131之間,并且可以包括延伸到在第一支持部件110的內(nèi)側(cè)的頂部(top inside of the first support member)的第一粘合部分153A和延伸到第一支持部件110內(nèi)側(cè)的底部(bottom inside of the first support member)的第二粘合部分155A中的至少一者或兩者。第一粘合部分153A可以延伸到與在第一支持部件110的頂部表面中的開口相鄰的區(qū)域,以設(shè)置在第一金屬層118與第三金屬層138之間。第二粘合部分155A可以延伸到與在第一支持部件131的底部表面中的開口150相鄰的區(qū)域,以設(shè)置在第二金屬層119與第四金屬層139之間。
在該發(fā)光器件中,粘合部件151的第一粘合部分153A和第二粘合部分155A沒有設(shè)置在第二支持部件131上而是設(shè)置在第一支持部件110上,從而改善第二支持部件131的散熱表面積。
在第二支持部件131上的第三金屬層138可以通過間隙109劃分成預(yù)定的電極圖案P1和P2。因此,可以防止在第二支持部件131上的電極圖案P1與P2之間發(fā)生短路。
圖18是示出根據(jù)第二實(shí)施例的具有發(fā)光器件的照明模塊的視圖。圖19是沿圖18中的照明模塊的線B-B截取的截面圖。在圖18和圖19中,與上述組件相同的組件參考上述組件及其描述。
參見圖18和圖19,照明模塊100A包括:多個(gè)發(fā)光芯片101;具有開口150的第一支持部件110;位于第一支持部件110的開口150中的第二支持部件131,第二支持部件131設(shè)置在發(fā)光芯片101下;在第二支持部件131上設(shè)置的第一引線電極161,第一引線電極161連接至發(fā)光芯片101;在第一支持部件110和第二支持部件131中的至少一者上設(shè)置的第二引線電極163;以及在第一支持部件110和第二支持部件131下設(shè)置的傳導(dǎo)層165。根據(jù)一實(shí)施例,可以將光學(xué)透鏡設(shè)置在多個(gè)發(fā)光芯片101上,但是本發(fā)明不限于此。
第一支持部件110和第二支持部件131可以由與上述材料相同的材料形成。
粘合部件151設(shè)置在第一支持部件110與第二支持部件131之間,并且可以允許第一支持部件110和第二支持部件131通過粘合部件151彼此粘合。
第一金屬層118可以設(shè)置在第一支持部件110的頂部表面上,并且,第二金屬層119可以設(shè)置在第一支持部件110的底部表面上。第一金屬層118和第二金屬層119中的每一者可以被劃分成一個(gè)或多個(gè)區(qū)域作為一個(gè)或多個(gè)電極圖案。
根據(jù)第三金屬層138的圖案形狀,多個(gè)電極圖案P1和P2可以設(shè)置在第二支持部件131上。發(fā)光芯片101可以分別設(shè)置在多個(gè)電極圖案P1和P2中的第一電極圖案P1上,第一電極圖案P1可以電連接至各個(gè)發(fā)光芯片101。在多個(gè)電極圖案P1和P2中的第二電極圖案P2可以通過導(dǎo)線105連接至第一電極圖案P1中的任一個(gè)。多個(gè)發(fā)光芯片101可以通過在第二支持部件131上的多個(gè)電極圖案P1和P2串聯(lián)或并聯(lián)連接。
在第二支持部件131上設(shè)置的第一引線電極161可以在第一支持部件110的第二區(qū)域上延伸。第二引線電極163可以從第一支持部件110的第一區(qū)域延伸至第一支持部件110的頂部表面。第一引線電極161和第二引線電極(leadelectrode)163可以選擇性地連接至電極圖案P1和P2。
電極端子191和193可以形成在第一支持部件110上,并且可以在預(yù)定區(qū)域中設(shè)置至少一個(gè)孔181或至少一個(gè)通孔183。
傳導(dǎo)層165設(shè)置在第二支持部件131下。傳導(dǎo)層165可以在第一支持部件110下延伸。傳導(dǎo)層165散發(fā)從第二支持部件131傳導(dǎo)的熱量。
可以在第一引線電極161和第二引線電極163上形成保護(hù)層188。保護(hù)層188保護(hù)第一引線電極161和第二引線電極163,并且可以由阻焊材料形成。
圖20和圖21圖示圖19中的照明模塊的其他實(shí)例。
參見圖20,照明模塊另外包括下部散熱板210。散熱板210可以連接至在第一支持部件110和第二支持部件131下設(shè)置的傳導(dǎo)層165。散熱板210包括上板211和下部散熱片(dissipation fins)213。上板211可以使用粘合劑粘合至傳導(dǎo)層165,或者可以通過第一支持部件110的孔181固定至固定部件(fastening member)205。
連接器端子207被插入到通孔183中以被連接,連接器201可以電連接至第二引線電極163。
熒光物質(zhì)層173設(shè)置在發(fā)光芯片101上。熒光物質(zhì)層173轉(zhuǎn)換從發(fā)光芯片101發(fā)出的一部分光的波長。反射部件175可以設(shè)置在發(fā)光芯片101的周邊。反射部件175反射從發(fā)光芯片101側(cè)方向上出射的光以通過熒光物質(zhì)層173來提取。
參見圖21,照明模塊可以包括在第一支持部件110的第一引線電極161和第二引線電極163中的至少一者上設(shè)置的控制部分201??刂撇糠?01可以是用于控制多個(gè)發(fā)光芯片101的驅(qū)動的無源或有源元件,但是本發(fā)明不限于此。
保護(hù)部件220可以設(shè)置在控制部分201上。保護(hù)部件220可以包括絕緣材料,例如環(huán)氧樹脂或硅材料。
連接器202可以連接至該照明模塊,但是本發(fā)明不限于此。
圖22至圖28是示出圖2中的發(fā)光器件的制造過程的視圖。
參見圖22和圖23,在第一樹脂基板110A、粘合層115和第二樹脂基板110B中形成開口150A,然后對齊第一樹脂基板110A、粘合層115和第二樹脂基板110B。第一樹脂基板110A可以包括第一樹脂層111和在第一樹脂層111上設(shè)置的第一金屬層118。第二樹脂基板110B可以包括第二樹脂層113和在第二樹脂層113下設(shè)置的第二金屬層119。
使粘合層115位于第一樹脂基板110A與第二樹脂基板110B之間,然后使第一樹脂基板110A和第二樹脂基板110B通過粘合層115彼此粘合。因此,可以將第一樹脂基板110A和第二樹脂基板110B形成為第一支持部件110,如圖24所示。
此外,定位第二支持部件131然后將第二支持部件131插入到開口150A中。第二支持部件131包括陶瓷材料,并且可以將金屬層138和139設(shè)置在第二支持部件131的頂部表面和底部表面中的至少一者上。第二支持部件131的金屬層138和139可以包括電極圖案,但是本發(fā)明不限于此。
第二支持部件131的頂部邊緣部分R1和底部邊緣部分R2可以分別是沒有形成第三金屬層138和第四金屬層139的區(qū)域,但是本發(fā)明不限于此。
如果第二支持部件131設(shè)置在第一支持部件110的開口150A中如圖24所示,第一支持部件110和第二支持部件131的頂部和底部分別使用頂部壓板251和底部壓板156來壓緊(compress),如圖25所示。
此時(shí),在第一樹脂層111與第二樹脂層113之間設(shè)置的粘合層115被壓緊(compressed),以移至開口150中,如圖25所示。移動到開口150中的粘合材料作為粘合部件151將第一支持部件110與第二支持部件131彼此粘合。
粘合部件151延伸至第二支持部件131的頂部邊緣部分和底部邊緣部分以形成第一粘合部分153和第二粘合部分155。
參見圖26,引線電極161A和傳導(dǎo)層165通過鍍工藝(plating process)分別形成在第一支持部件110和第二支持部件131的頂部表面和底部表面上。引線電極161A可以形成在第一支持部件110和第二支持部件131的頂部表面的整個(gè)區(qū)域中,或者可以選擇性地形成在第一支持部件110和第二支持部件131的頂部表面上。
此處,可以在進(jìn)行鍍工藝之前在第一支持部件110中形成孔或通孔,但是本發(fā)明不限于此。
參見圖26和圖27,為了形成圖案,引線電極161A被蝕刻以形成間隙109,從而將引線電極161劃分成多個(gè)引線電極161和163。而且,可以通過蝕刻工藝將傳導(dǎo)層165蝕刻成所需的圖案形狀,但是本發(fā)明不限于此。
參見圖28,發(fā)光芯片101設(shè)置在第二支持部件131上設(shè)置的第一引線電極161上??梢允褂媒雍喜牧蠈l(fā)光芯片101接合至第一引線電極161,并且發(fā)光芯片101可以電連接至第一引線電極161和第二引線電極163。
盡管已將發(fā)光芯片101是垂直型芯片的情況作為實(shí)例進(jìn)行了說明,但是發(fā)光芯片101可以是水平型芯片,但是本發(fā)明不限于此。而且,發(fā)光芯片101可以以倒裝芯片(flip-chip)安裝,但是本發(fā)明不限于此。
可以將熒光物質(zhì)層或透光層(light transmission layer)設(shè)置在發(fā)光芯片101上,并且可以將反射部件設(shè)置在發(fā)光芯片101的周邊處。但是,本發(fā)明不限于此。
圖29是示出根據(jù)一實(shí)施例的水平型發(fā)光芯片的實(shí)例的側(cè)截面圖。
參見圖29,發(fā)光芯片包括基板311、緩沖層312、發(fā)光結(jié)構(gòu)310、第一電極316和第二電極317?;?11包括由透光或非透光材料制成的基板。而且,基板311包括導(dǎo)電或絕緣基板。
緩沖層312減小在基板311和發(fā)光結(jié)構(gòu)310的材料間的晶格常數(shù)差異,并且可以由氮化物半導(dǎo)體形成。沒有摻雜摻雜劑的氮化物半導(dǎo)體可以進(jìn)一步形成在緩沖層312與發(fā)光結(jié)構(gòu)310之間,從而改善晶體(crystal)質(zhì)量。
發(fā)光結(jié)構(gòu)310包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層313、有源層(active layer)314和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層315。
第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層313通過使用III-V族化合物半導(dǎo)體來實(shí)施。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層313包括摻雜有第一導(dǎo)電摻雜劑的半導(dǎo)體,例如組合物通式(compositional formula)為InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層313可以包括包含化合物半導(dǎo)體諸如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和AlGaInP中的至少一種的層的堆疊結(jié)構(gòu)。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層313是n型半導(dǎo)體層,并且,第一導(dǎo)電摻雜劑可以包括作為n型摻雜劑的Si、Ge、Sn、Se和Te。
第一包覆層(clad layer)可以形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層313與有源層314之間。該第一包覆層可以由GaN基半導(dǎo)體形成,并且第一包覆層的能帶隙(bandgap)可以形成為等于或大于有源層(active layer)314的能帶隙。第一包覆層由第一導(dǎo)電類型(conducitve layer)形成,并且用以限制(restrain)載流子。
有源層314設(shè)置在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層313上,并且選擇性地包括單量子阱結(jié)構(gòu)、多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)、量子線結(jié)構(gòu)或量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)。有源層314包括阱層(well layer)和勢壘層(barrier layer)的周期。該阱層可以包括InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的組合物通式,該勢壘層可以包括InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的組合物通式。例如,阱層/勢壘層可以通過使用InGaN/GaN、AlGaN/GaN、InGaN/AlGaN、InGaN/InGaN、InAlGaN/AlGaN或InAlGaN/InAlGaN的堆疊結(jié)構(gòu)來重復(fù)一種或多種周期性。該勢壘層可以由具有高于該阱層的能帶隙的能帶隙的半導(dǎo)體材料形成。
第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層315形成在有源層314上。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層315包括摻雜有第二導(dǎo)電摻雜劑的半導(dǎo)體,例如組合物通式為InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層315可以由化合物半導(dǎo)體諸如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和AlGaInP中的任一種制成。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層315是p型半導(dǎo)體層,第二導(dǎo)電摻雜劑可以包括作為p型摻雜劑的Mg、Zn、Ca、Sr和Ba。
第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層315可以包括超晶格結(jié)構(gòu),并且,該超晶格結(jié)構(gòu)可以包括InGaN/GaN或AlGaN/GaN的超晶格結(jié)構(gòu)。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層315的超晶格結(jié)構(gòu)能夠擴(kuò)散在非正常電壓中的電流以保護(hù)有源層314。
另外,發(fā)光結(jié)構(gòu)310的導(dǎo)電類型可以逆轉(zhuǎn)設(shè)置。例如,第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層313可以制備為p型半導(dǎo)體層,第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層315可以制備為n型半導(dǎo)體層。此外,具有與第二導(dǎo)電類型相反極性的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層可以進(jìn)一步設(shè)置在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層315上。
發(fā)光結(jié)構(gòu)310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。此處,p指的是p型半導(dǎo)體層,n指的是n型半導(dǎo)體層,“-”表示p型半導(dǎo)體層和n型半導(dǎo)體層彼此直接或間接接觸。下文中,為便于描述,會將發(fā)光結(jié)構(gòu)310的最上層描述為第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層315。
第一電極316設(shè)置在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層313上。具有電流擴(kuò)散層的第二電極317設(shè)置在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層315上。
圖30是示出根據(jù)該實(shí)施例的發(fā)光芯片的另一實(shí)例的視圖。在圖30中,與圖29中對應(yīng)部分相同部分的描述會省略,僅作簡要描述。
參見圖30,在垂直型發(fā)光芯片中,在發(fā)光結(jié)構(gòu)310下形成接觸層321,在接觸層321下形成反射層324。在反射層324下形成支持部件325,保護(hù)層323可以形成在反射層324和發(fā)光結(jié)構(gòu)310的周邊。
可以通過在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層315下形成接觸層321和保護(hù)層323、反射層324和支持部件325,然后移除生長基板(growth substrate)來形成該發(fā)光芯片。
接觸層321與發(fā)光結(jié)構(gòu)310的底層例如第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層315歐姆接觸。接觸層321可以選自金屬氧化物材料、金屬氮化物材料、絕緣材料和導(dǎo)電材料。例如,接觸層321的材料可以由選自由下列材料組成的組中的材料來形成:銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、銦鋅錫氧化物(IZTO)、銦鋁鋅氧化物(IAZO)、銦鎵鋅氧化物(IGZO)、銦鎵錫氧化物(IGTO)、鋁鋅氧化物(AZO)、銻錫氧化物(ATO)、鎵鋅氧化物(GZO)、Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf以及這些材料的選擇性組合。另外,接觸層321的材料可以使用上述金屬和透光導(dǎo)電材料諸如IZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO和ATO形成為多層。例如,接觸層321的材料可以堆疊為諸如IZO/Ni、AZO/Ag、IZO/Ag/Ni或AZO/Ag/Ni的結(jié)構(gòu)。對應(yīng)于電極316的用于阻擋電流的層可以進(jìn)一步形成在接觸層321內(nèi)部。
保護(hù)層323可以選擇性地由金屬氧化物材料或絕緣材料形成。例如,該保護(hù)層可以選自以下材料中的一種來形成:銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、銦鋅錫氧化物(IZTO)、銦鋁鋅氧化物(IAZO)、銦鎵鋅氧化物(IGZO)、銦鎵錫氧化物(IGTO)、鋁鋅氧化物(AZO)、銻錫氧化物(ZTO)、鎵鋅氧化物(GZO)、SiO2、SiOx、SiOxNy、Si3N4、Al2O3和TiO2。保護(hù)層323可以使用濺射技術(shù)或沉積技術(shù)來形成,并且諸如反射電極層324的金屬可以防止發(fā)光結(jié)構(gòu)310的層發(fā)生短路。
反射層324可以由例如選自下列材料組成的組中的材料形成:Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf,以及這些材料的選擇性組合。反射層324可以形成為其大小大于發(fā)光結(jié)構(gòu)310的寬度,這樣可以改善光反射效率。用于連結(jié)的金屬層和用于熱擴(kuò)散的金屬層可以進(jìn)一步設(shè)置在反射層324與支持部件325之間,但是本發(fā)明不限于此。
支持部件325是基體基板(base substrate),并且可以由諸如銅(Cu)、金(Au)、鎳(Ni)、鉬(Mo)或銅鎢(Cu-W)的金屬或載體晶圓(例如,Si、Ge、GaAs、ZnO、SiC)的金屬形成。連結(jié)層(conjunction layer)可以進(jìn)一步形成在支持部件325與反射層324之間。該連結(jié)層能夠允許兩個(gè)層彼此粘合。上述發(fā)光芯片僅是實(shí)例,且不限于上述特性。該發(fā)光芯片可以選擇性地應(yīng)用到發(fā)光器件的實(shí)施例,但是本發(fā)明不限于此。
所述實(shí)施例提供了一種具有新型散熱結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件。所述實(shí)施例提供了一種發(fā)光器件,其中,用于設(shè)置發(fā)光芯片的由陶瓷材料制成的第二支持部件設(shè)置在由樹脂材料制成的第一支持部件的開口中。在所述實(shí)施例中,金屬層分別設(shè)置在用于設(shè)置發(fā)光芯片的由陶瓷材料制成的支持部件的頂部表面和底部表面上,從而改善散熱效率。所述實(shí)施例提供了一種具有改善的散熱效率的發(fā)光器件。在所述實(shí)施例中,由陶瓷材料制成的支持部件設(shè)置在由樹脂材料制成的支持部件的開口中,使得發(fā)光器件可以具有纖薄的厚度(slickthickness)。在所述實(shí)施例中,可以改善發(fā)光器件和具有該發(fā)光器件的照明模塊的可靠性。
盡管已經(jīng)參考本發(fā)明數(shù)個(gè)說明性實(shí)施例描述了實(shí)施例,但是應(yīng)理解,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不偏離本發(fā)明原理的精神和范圍內(nèi)作出眾多其他修改和實(shí)施例。更具體地,可以在本公開、附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)對主題組合布置的組成部分和/或布置進(jìn)行各種變化和修改。除了在組成部分和/或布置中的變化和修改以外,替代使用對于本領(lǐng)域技術(shù)人員也是一目了然的。