以引用方式將2015年12月16日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的標題為“用于安裝半導(dǎo)體發(fā)光器件的電路板和使用該電路板的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件”的韓國專利申請No.10-2015-0179906的全文并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
本公開涉及用于在其上安裝半導(dǎo)體發(fā)光器件的電路板并且涉及使用該電路板的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件。
背景技術(shù):
用于在其上安裝發(fā)光裝置的電路板的作用是根據(jù)預(yù)定設(shè)計容易地連接各種電子產(chǎn)品的器件,并且其廣泛地用于從例如數(shù)字電視(TV)的家用電器至高級電信設(shè)備的各種電子產(chǎn)品中。然而,安裝在電路板上的例如半導(dǎo)體發(fā)光器件的電子裝置會由于當鍵合至電路板時所需的高鍵合溫度而具有鍵合限制。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本公開的一方面可提供一種安裝在電路板上的半導(dǎo)體發(fā)光器件并且提供一種利用所述半導(dǎo)體發(fā)光器件的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件,該半導(dǎo)體發(fā)光器件由于減少的缺陷而具有提高的產(chǎn)品可靠性,例如,所述缺陷由施加至半導(dǎo)體發(fā)光器件的熱應(yīng)力和由在鍵合過程中鍵合材料的量不平衡所導(dǎo)致。
根據(jù)本公開的一方面的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件可包括:包括多個電極的半導(dǎo)體發(fā)光器件;以及電路板,其具有在其上布置分別電連接至所述多個電極的多個電極焊盤的表面。所述多個電極焊盤中的每一個可包括第一區(qū)和除第一區(qū)以外的第二區(qū),第一區(qū)與其中安裝有半導(dǎo)體發(fā)光器件的區(qū)重疊,并且所述多個電極焊盤可按照圍繞其中安裝有半導(dǎo)體發(fā)光器件的區(qū)的樞軸點旋轉(zhuǎn)對稱的形狀布置。
根據(jù)本公開的另一方面的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件可包括:電路板,其具有一表面,該表面上布置分別由具有不同組成的材料形成的第一區(qū)和第二區(qū)的多個電極焊盤;以及安裝在所述多個電極焊盤的第一區(qū)中的半導(dǎo)體發(fā)光器件。所述多個電極焊盤可按照圍繞其中安裝有半導(dǎo)體發(fā)光器件的區(qū)的樞軸點旋轉(zhuǎn)對稱的形狀布置。
根據(jù)本公開的另一方面的用于安裝半導(dǎo)體發(fā)光器件的電路板可包括:底部襯底,其具有彼此相對的第一表面和第二表面;以及多個電極焊盤,其布置在底部襯底的第一表面上。當從底部襯底上方觀看時,所述多個電極焊盤可按照圍繞底部襯底的中心區(qū)旋轉(zhuǎn)對稱的形狀布置。
根據(jù)本公開的另一方面的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件可包括:包括多個電極的半導(dǎo)體發(fā)光器件;電路板,半導(dǎo)體發(fā)光器件位于該電路板上;以及電路板上的多個電極焊盤,所述多個電極焊盤分別電連接至半導(dǎo)體發(fā)光器件的所述多個電極,其中,所述多個電極焊盤中的每一個包括第一區(qū)和第二區(qū),第一區(qū)和第二區(qū)包括不同的材料層,并且半導(dǎo)體發(fā)光器件僅與電極焊盤中的每一個的第一區(qū)和第二區(qū)當中的第一區(qū)重疊。
附圖說明
通過參照附圖詳細描述示例性實施例,特征將對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員變得清楚,其中:
圖1示出了根據(jù)本公開的示例實施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件的透視圖;
圖2示出了沿著圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件的線I-I'截取的剖視圖;
圖3示出了圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件的分解透視圖;
圖4示出了從上方觀看的圖3所示的電路板的示圖;
圖5示出了在圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件中采用的半導(dǎo)體發(fā)光器件的剖視圖;
圖6示出了圖3中的電路板的另一示例實施例;
圖7示出了圖3中的電路板的另一示例實施例;
圖8至圖12示出了制造圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件的過程中的操作的示圖;
圖13示出了根據(jù)本公開的示例實施例的包括通信模塊的燈(照明裝置)的示意性分解透視圖;以及
圖14示出了根據(jù)本公開的示例實施例的照明裝置中的桿式燈的示意性分解透視圖。
具體實施方式
下文中,將參照附圖如下描述本公開的實施例。
在本公開的示例實施例的描述中,使用由三組整數(shù)表示的米勒指數(shù)作為描述晶體平面或晶體方向的符號。相對于晶體軸線具有相同的相對對稱性的多個平面和方向在晶體術(shù)語上是等效的。另外,具有給定米勒指數(shù)的平面和方向可僅通過選擇晶胞的位置和取向的方法在晶格內(nèi)運動??蓪⒌刃矫婧头较驑擞洖閱蝹€族群。此外,只要不存在不同的描述,族群(例如,屬于晶面{100}的單個平面)的描述都可以等同地應(yīng)用于三個等效平面(100)、(010)和(001)。
圖1是根據(jù)本公開的示例實施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件的透視圖,并且圖2是沿著圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件的線I-I'截取的剖視圖。圖3是圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件的分解透視圖,并且圖4是從頂視圖觀看的圖3所示的電路板的示圖。圖5是在圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件中采用的半導(dǎo)體發(fā)光器件的剖視圖。
參照圖1和圖2,根據(jù)本公開的示例實施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件10可包括:半導(dǎo)體發(fā)光器件200,其上設(shè)有多個電極271和281;以及電路板100,其上安裝有半導(dǎo)體發(fā)光器件200。另外,半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件10還可包括將半導(dǎo)體發(fā)光器件200鍵合在電路板100上的鍵合材料S。
參照圖5,半導(dǎo)體發(fā)光器件200可包括:透光襯底210,其具有第一表面B和與第一表面B相對的第二表面C;發(fā)光結(jié)構(gòu)230,其布置在透光襯底210的第一表面B上;以及第一電極270和第二電極280,其分別連接至發(fā)光結(jié)構(gòu)230。
透光襯底210可為用于半導(dǎo)體生長的襯底,包括諸如藍寶石、SiC、MgAl2O4、MgO、LiAlO2、LiGaO2、GaN等材料。在這種情況下,藍寶石是具有六方-菱形(Hexa-Rhombo)R3c對稱性的晶體,在c軸和a軸的方向上分別具有和的晶格常數(shù),并且包括C面(0001)、A面(11-20)、R面(1-102)等。在這種情況下,由于氮化物薄膜可相對容易地在C面上生長,并且C面在相對高溫下穩(wěn)定,因此C面通常用作氮化物生長襯底。
透光襯底210可包括彼此相對的表面,并且可在所述相對的表面中的至少一個上形成不平結(jié)構(gòu)??赏ㄟ^蝕刻透光襯底210的一部分或者通過形成與透光襯底210不同的異性材料層來提供不平結(jié)構(gòu)。
如圖5所示,在這樣一種情況下,其中在透光襯底210的設(shè)為發(fā)光結(jié)構(gòu)230的生長表面的第一表面B上(例如,直接)形成不平結(jié)構(gòu),由透光襯底210與第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層230a之間的界面的晶體常數(shù)的差異所導(dǎo)致的應(yīng)力可減小。也就是說,不平結(jié)構(gòu)在透射襯底210與發(fā)光結(jié)構(gòu)230之間。
例如,在這樣一種情況下,其中在藍寶石襯底上(例如,直接)生長基于氮化物的III族半導(dǎo)體層,藍寶石襯底與基于氮化物的II I族化合物半導(dǎo)體層之間的晶格常數(shù)的差異會導(dǎo)致位錯缺陷。位錯缺陷會從襯底朝著半導(dǎo)體層蔓延,從而導(dǎo)致半導(dǎo)體層晶體的質(zhì)量劣化。因此,在示例實施例中,由于在透光襯底210上(例如,直接)設(shè)置包括凸出部分的不平結(jié)構(gòu),因此第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層230a(例如,直接)生長在凸出部分的側(cè)部上,從而防止位錯缺陷從透光襯底210蔓延至第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層230a。
因此,可提供高質(zhì)量發(fā)光二極管封裝件,從而增大內(nèi)量子效率。另外,由于不平結(jié)構(gòu)可導(dǎo)致通過有源層230b發(fā)射的光的路徑改變,因此可減少在半導(dǎo)體層內(nèi)吸收的光的比率,并且可增大光散射率從而可提高光提取效率。
透光襯底210的厚度tc可為約100μm或更小,例如,約1μm至約20μm,但不限于此??赏ㄟ^將用于半導(dǎo)體生長的生長襯底拋光來獲得厚度范圍。詳細地說,可通過磨削第二表面C或者通過研磨的方法來拋光生長襯底,在研磨的方法中,通過磨耗的功能并利用研磨機和研磨粉等的磨削來拋光生長襯底。
可在透光襯底210與發(fā)光結(jié)構(gòu)230之間布置緩沖層220。舉例而言,如果在透光襯底210上(例如,直接)生長發(fā)光結(jié)構(gòu)230,例如,如果在混合襯底上生長GaN層作為發(fā)光結(jié)構(gòu),則透光襯底210與發(fā)光結(jié)構(gòu)230之間的晶格常數(shù)失配會導(dǎo)致例如位錯的晶格缺陷,并且熱膨脹系數(shù)的差異會導(dǎo)致透光襯底210翹曲,從而在透光襯底210中導(dǎo)致裂紋。因此,根據(jù)實施例,為了控制缺陷和翹曲的發(fā)生,在將緩沖層220形成在透光襯底210上之后,可在緩沖層220上形成具有所需結(jié)構(gòu)的發(fā)光結(jié)構(gòu)(例如,氮化物半導(dǎo)體)。緩沖層220可為在比單晶生長的溫度更低的溫度下形成的低溫緩沖層,但是不限于此。
例如,用于形成緩沖層220的材料可為AlxInyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1),例如,GaN、AlN和AlGaN。例如,可由以均勻厚度形成而未摻雜質(zhì)的未摻雜GaN層來形成緩沖層220。
形成緩沖層220的材料不限于以上示例。因此,可采用提高發(fā)光結(jié)構(gòu)230的結(jié)晶能力的任何結(jié)構(gòu),例如,還可使用ZrB2、HfB2、ZrN、HfN、TiN、ZnO等。另外,緩沖層220還可用作將多個層組合或者逐漸改變其組成的層。
發(fā)光結(jié)構(gòu)230可包括按次序布置在透光襯底210的一個表面上的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層230a、有源層230b和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層230c。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層230a和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層230c可分別為n型半導(dǎo)體層和p型半導(dǎo)體層,并且可包括氮化物半導(dǎo)體。因此,在示例實施例中,第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層230a和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層230c可分別指n型氮化物半導(dǎo)體層和p型氮化物半導(dǎo)體層,但是第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層230a和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層230c不限于此。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層230a和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層230c可包括具有化學(xué)式AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的材料,例如,GaN、AlGaN、InGaN等。
有源層230b可為用于發(fā)射可見光的層,即,波長在約350nm至約680nm的范圍內(nèi)的層,并且可由具有單量子阱結(jié)構(gòu)或多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)的未摻雜的氮化物半導(dǎo)體層構(gòu)成。例如,有源層230b可按照多量子阱結(jié)構(gòu)形成,其中交替地堆疊化學(xué)式為AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的量子勢壘層和量子阱層,因此利用具有確定帶隙的結(jié)構(gòu)。量子阱將電子和空穴復(fù)合,從而發(fā)光。例如,在多量子阱結(jié)構(gòu)的情況下,可使用InGaN/GaN結(jié)構(gòu)。可利用晶體生長工藝形成第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層230a和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層230c以及有源層230b,例如金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、分子束外延(MBE)、氫化物氣相外延(HVPE)等。
設(shè)置第一電極270和第二電極280以分別將功率供應(yīng)至第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層230a和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層230c。可將第一電極270和第二電極280設(shè)為分別連接至第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層230a和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層230c。
第一電極270和第二電極280可包括單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料,其相對于第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層230a和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層230c具有歐姆特征。例如,可利用例如濺射通過使下列中的一種或多種材料蒸發(fā)來形成第一電極270和第二電極280:Au、Ag、銅(Cu)、鋅(Zn)、鋁(Al)、銦(In)、鈦(Ti)、硅(Si)、鍺(Ge)、錫(Sn)、鎂(Mg)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鎢(W)、釕(Ru)、銠(Rh)、銥(Ir)、鎳(Ni)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、透明導(dǎo)電氧化物(TCO)等。
第一電極270和第二電極280可布置在相同方向上,以基于發(fā)光結(jié)構(gòu)230與透光襯底210相對。換句話說,如圖5所示,第一電極270和第二電極280可布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)230的相同側(cè)部(即,側(cè)表面),以使得透光襯底210相對于第一電極270和第二電極280位于發(fā)光結(jié)構(gòu)230的相對側(cè)部上。因此,半導(dǎo)體發(fā)光器件200可倒裝芯片鍵合或者共晶鍵合至其安裝表面。在這種情況下,從有源層230b發(fā)射的光可經(jīng)透光襯底210向外發(fā)射。另外,根據(jù)示例實施例,為了使沒有在第一電極270和第二電極280中反射的光能夠被反射,可將下反射層260布置為覆蓋發(fā)光結(jié)構(gòu)230的除其中布置了第一電極270和第二電極280的區(qū)以外的區(qū)。
根據(jù)示例實施例,如圖3所示,第一電極270和第二電極280中的每一個可包括多個電極,例如,反射電極271、272、281和282。作為示例,示例實施例描述了第一電極270和第二電極280中的每一個分別包括兩個電極的情況。在這種情況下,所述多個電極271、272、281和282可布置為具有相同形狀。另外,可布置所述多個電極271、272、281和282,同時它們的形狀對應(yīng)于在其上安裝半導(dǎo)體發(fā)光器件200的電路板100的第一區(qū)123、124、133和134的形狀,因此進一步提高第一區(qū)123、124、133和134的導(dǎo)熱特征。
在示例實施例中,將半導(dǎo)體發(fā)光器件200示為被安裝為單個器件,但不限于此。例如,可在電路板100上將半導(dǎo)體發(fā)光器件200安裝為多個器件,例如,多個半導(dǎo)體發(fā)光器件200可為發(fā)射具有相同波長的光的同質(zhì)器件或者發(fā)射具有彼此不同的波長的光的異質(zhì)器件。
另外,示例實施例示出了半導(dǎo)體發(fā)光器件200是發(fā)光二極管(LED)芯片的情況,但是不限于此。例如,半導(dǎo)體發(fā)光器件200可包括其中包括LED芯片的單個封裝件。
參照圖1至3,電路板100的實例可包括其上具有多個電極焊盤120和130的底部襯底110。例如,底部襯底110可為其上將安裝半導(dǎo)體發(fā)光器件200(即,電子裝置)的支承襯底。電路板100可為印刷電路板(PCB)。另外,電路板100可為支承半導(dǎo)體發(fā)光器件200的封裝件主體。
多個電極焊盤120和130可(例如,直接)布置在電路板100上,并且可電連接至半導(dǎo)體發(fā)光器件200的電極270和280。電極焊盤120和130中的每一個可包括第一區(qū)(即,用于接觸電極270和280的對應(yīng)電極的區(qū))和第二區(qū)(即,除第一區(qū)以外的區(qū))。也就是說,如圖3所示,電極焊盤120和130包括各自的第一區(qū)123、124、133和134(即,限定其上經(jīng)電極270和280來安裝半導(dǎo)體發(fā)光器件200的位置的結(jié)合區(qū))和各自的第二區(qū)125、126、135和136(即,除第一區(qū)123、124、133和134以外的區(qū))。
詳細地說,如圖2所示,底部襯底110可具有包括彼此相對的第一表面和第二表面的板的形狀。例如,可由含有例如環(huán)氧樹脂、三嗪、硅樹脂、聚酰亞胺等的有機樹脂材料和其它有機樹脂材料形成底部襯底110。在另一示例中,為了提高熱特性和發(fā)光效率,可由具有高熱阻、優(yōu)秀的導(dǎo)熱性、高反射效率等的特征的陶瓷材料形成底部襯底110。例如,底部襯底110可包括諸如Al2O3、AlN等的材料。然而,底部襯底110的材料不限于此,并且可考慮半導(dǎo)體發(fā)光器件200的熱特性、電氣連通性等來使用包括各種材料的底部襯底110。在另一示例中,印刷電路板、引線框等可用作示例實施例中的底部襯底110。另外,底部襯底110可為杯形,以提高光反射效率。
電極焊盤120和130可分別包括具有第一極性和第二極性的第一電極焊盤120和第二電極焊盤130??砂凑者@樣的方式來設(shè)置第一電極焊盤120和第二電極焊盤130,即,第一穿通電極121b和第二穿通電極131b穿過其上安裝有半導(dǎo)體發(fā)光器件200的底部襯底110的一個表面和另一表面,并且第一上電極焊盤121a和第二上電極焊盤131a以及第一下電極焊盤121c和第二下電極焊盤131c分別布置在其上暴露出第一穿通電極121b和第二穿通電極131b的相對端部的底部襯底110的一個表面和另一表面上。例如,第一電極焊盤120可包括底部襯底110的上表面(即,面對半導(dǎo)體發(fā)光器件200的表面)上的第一上電極焊盤121a、底部襯底110的下表面(即,與所述上表面相對的表面)上的第一下電極焊盤121c以及延伸穿過底部襯底110并且連接第一上電極焊盤121a與第一下電極焊盤121c的第一穿通電極121b。第二電極焊盤130可具有與第一電極焊盤120的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。因此,底部襯底110的兩個相對的表面可彼此電連接。
可通過將例如Au、Ag、Cu、Zn、Al、In、Ti、Si、Ge、Sn、Mg、Ta、Cr、W、Ru、Rh、Ir、Ni、Pd和Pt的導(dǎo)電材料布置為單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)來形成第一穿通電極121b和第二穿通電極131b、第一上電極焊盤121a和第二上電極焊盤131a以及第一下電極焊盤121c和第二下電極焊盤131c。另外,可分離地制造第一穿通電極121b和第二穿通電極131b、第一上電極焊盤121a和第二上電極焊盤131a以及第一下電極焊盤121c和第二下電極焊盤131c,但是也可通過批處理來同時制造。作為示例,示例實施例描述了其中通過直接電鍍法由Cu形成電極焊盤的情況。
如圖3和圖4所示,當從上方觀看時,第一電極焊盤120和第二電極焊盤130可按照圍繞其中安裝有半導(dǎo)體發(fā)光器件200的區(qū)A的樞軸點P旋轉(zhuǎn)對稱的形狀布置。例如,附圖中數(shù)字附圖標記為134的第一電極焊盤相對于數(shù)字附圖標記為133的第一電極焊盤圍繞P可具有θ度的旋轉(zhuǎn)對稱。附圖標記D是劃分多個第一電極焊盤120和第二電極焊盤130的虛擬分割線,例如,附圖標記D是穿過樞軸點P的用于將第一電極焊盤120和第二電極焊盤130分離為底部襯底110的不同部分的假想線。例如,D'圍繞P在順時針方向上旋轉(zhuǎn)45度可變?yōu)槲恢肈。
在示例實施例中,兩個第一電極焊盤120和兩個第二電極焊盤130基于樞軸點P布置在底部襯底110上。兩個第一電極焊盤120和兩個第二電極焊盤130相對于彼此按照90度(θ)取向。
參照圖2和圖3,就第一電極焊盤120和第二電極焊盤130而言,在其上安裝有半導(dǎo)體發(fā)光器件200的第一上電極焊盤121a和第二上電極焊盤131a上,第一區(qū)123、124、133和134以及第二區(qū)125、126、135和136涂布具有不同組成的導(dǎo)電材料。
詳細地說,如圖4所示,第一區(qū)123、124、133和134中的每一個在與其中安裝有半導(dǎo)體發(fā)光器件200的區(qū)A重疊的區(qū)中可具有寬度W1。另外,第二區(qū)125、126、135和136中的每一個可按照寬度W2布置以在電路板100的邊緣區(qū)中包圍第一區(qū)123、124、133和134。也就是說,如圖4所示,第一電極焊盤120和第二電極焊盤130中的每一個具有總寬度W2,第一電極焊盤120和第二電極焊盤130中的每一個中的第一區(qū)具有小于總寬度W2的寬度W1。因此,第一電極焊盤120和第二電極焊盤130中的每一個中的每個第二區(qū)位于總寬度W2以內(nèi)同時位于對應(yīng)的第一區(qū)的寬度W1以外。例如,如圖4所示,第一電極焊盤120和第二電極焊盤130中的每一個中的每個第一區(qū)可位于鄰近于樞軸點P,即,以限定(底部襯底110的中心中的)區(qū)A的一部分,而第一電極焊盤120和第二電極焊盤130中的每一個中的每個第二區(qū)可沿著對應(yīng)的第一區(qū)的兩個外表面延伸,即,以限定(底部襯底110的周邊中的)區(qū)A以外的區(qū)的一部分。因此,如圖3至圖4所示,半導(dǎo)體發(fā)光器件200可位于由第一區(qū)123、124、133和134限定的區(qū)A上。
第一區(qū)123、124、133和134可分別具有與半導(dǎo)體發(fā)光器件200的第一電極和第二電極271、272、281和282相同形狀,并且可分別與其連接。另外,第一區(qū)123、124、133和134可形成為具有相同尺寸。因此,當半導(dǎo)體發(fā)光器件200安裝在區(qū)A上時,第一電極和第二電極271、272、281和282中的每一個定位為與第一區(qū)123、124、133和134中的對應(yīng)的一個接觸并重疊。此外,將涂布至第一區(qū)123、124、133和134以連接至對應(yīng)的第一電極和第二電極271、272、281和282的焊膏的量保持均勻。
在涂布至電極焊盤的焊膏的量不均勻的情況下,當安裝的半導(dǎo)體發(fā)光器件的一端由于大量焊膏而被向上拉時,由于焊膏的表面張力會導(dǎo)致墓碑(tomb-stone)缺陷。因此,在示例實施例中,由于第一電極焊盤和第二電極焊盤的大小相同,因此涂布的焊膏的量可保持均勻。因此,可防止墓碑缺陷的發(fā)生。另外,由于第一電極焊盤和第二電極焊盤的形狀相同,因此通過對應(yīng)的焊盤發(fā)射相同的熱量。因此,可防止由焊盤中積聚的熱所導(dǎo)致的熱應(yīng)力。
第一區(qū)123、124、133和134可鍍覆有具有優(yōu)秀鍵合力的材料,例如,金(Au)。因此,可提高相對于第一電極和第二電極271、272、281和282的鍵合特性。另外,鍍覆至第一區(qū)123、124、133和134的材料可與將半導(dǎo)體發(fā)光器件200鍵合至電路板100的鍵合材料S具有相同組成。
鍵合材料S可包括具有鍵合力的導(dǎo)電材料。例如,鍵合材料S可包括Au和/或共晶金屬,例如,Au/Ge、Au/In、Au/Sn等。因此,第一區(qū)123、124、133和134可包括與鍵合材料S具有相同組成的材料,從而具有優(yōu)秀鍵合特性。另外,可確保安裝在第一區(qū)123、124、133和134中的半導(dǎo)體發(fā)光器件200的鍵合可靠性。
第二區(qū)125、126、135和136可限定為電極焊盤120和130上的除區(qū)A以外的區(qū),即,第二區(qū)125、126、135和136位于(例如,完全)在其中安裝有半導(dǎo)體發(fā)光器件200的區(qū)以外的區(qū)中。第二區(qū)125、126、135和136可在第一上電極焊盤121a和第二上電極焊盤131a的對應(yīng)于電路板100的邊緣區(qū)的區(qū)中按照旋轉(zhuǎn)對稱的形狀布置。第二區(qū)125、126、135和136可鍍覆有其反射率比第一區(qū)123、124、133和134鍍覆的材料的反射率更高的材料。在示例實施例中,例如,第二區(qū)125、126、135和136可鍍覆有銀(Ag)。由于第二區(qū)125、126、135和136的鍍覆材料比第一區(qū)123、124、133和134的鍍覆材料具有相對低的鍵合力和更高的反射率,因此反射從半導(dǎo)體發(fā)光器件200發(fā)射的光的量可增加。因此,半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件10的外部光提取效率可提高。
返回參照圖4,絕緣反射層160可在第一電極焊盤120與第二電極焊盤130之間進行分離,例如,絕緣反射層160可具有“+”形。絕緣反射層160在第一區(qū)123、124、133和134之間可具有寬度W3,例如,絕緣反射層160在第一區(qū)123、124、133和134的每兩個鄰近的第一區(qū)之間可具有寬度W3。由于絕緣反射層160可包括具有高反射率的絕緣材料,例如,TiO2、SiO2、SiN、Si3N4、Al2O3、TiN、AlN、ZrO2、TiAlN、TiSiN和Nb2O3,因此絕緣反射層160可以相對高的反射率反射從半導(dǎo)體發(fā)光器件200發(fā)射的光。因此,可有效地防止從半導(dǎo)體發(fā)光器件200發(fā)射的光被吸收至在第一電極焊盤120和第二電極焊盤130之間暴露的底部襯底110中。此外,絕緣反射層160可使多個電極焊盤120和130之間電絕緣,從而防止在第一區(qū)和第二區(qū)的電鍍過程中第一區(qū)與第二區(qū)之間短路。根據(jù)示例實施例,絕緣反射層160可延伸至第二區(qū)125、126、135和136。
在具有上述構(gòu)造的電路板100的情況下,具有相同形狀的第一電極焊盤120和第二電極焊盤130可按照旋轉(zhuǎn)對稱的形狀布置,從而有效地防止在安裝半導(dǎo)體發(fā)光器件200時會發(fā)生的缺陷,并且防止在半導(dǎo)體發(fā)光器件200的一部分中積聚熱。另外,涂布有具有優(yōu)秀鍵合特性的材料的第一區(qū)123、124、133和134和涂布有具有相對高的反射率的材料的第二區(qū)125、126、135和136可分別布置在第一電極焊盤120和第二電極焊盤130上,從而同時提高半導(dǎo)體發(fā)光器件200的鍵合可靠性和外部光提取效率。
如圖2所示,波長轉(zhuǎn)換層300可布置在例如發(fā)光裝置200的整個上表面和側(cè)表面上。波長轉(zhuǎn)換層300可包括磷光體或者量子點。另外,波長轉(zhuǎn)換層300可形成為具有基本均勻的厚度的片形。波長轉(zhuǎn)換層300也可為膜,其中將例如磷光體的材料分布于在室溫下呈可半固化狀態(tài)而當加熱時改變?yōu)榭闪鲃訝顟B(tài)的可半固化材料(B階)中。詳細地說,可半固化材料可為B階硅樹脂。
波長轉(zhuǎn)換層300可為包括單層的結(jié)構(gòu),但是也可按照多層結(jié)構(gòu)形成波長轉(zhuǎn)換層300。例如,當按照多層結(jié)構(gòu)形成波長轉(zhuǎn)換層300時,各層還可包括不同類型的磷光體等。
可通過將可半固化樹脂材料與磷光體、量子點等混合形成波長轉(zhuǎn)換層300。例如,波長轉(zhuǎn)換層300可為其中磷光體與包括樹脂、硬化劑、硬化催化劑等的聚合物粘合劑混合的B階合成物。
對于磷光體,可使用基于石榴石的磷光體(例如,YAG、TAG和LuAG)、基于硅酸鹽的磷光體、基于氮化物的磷光體、基于硫化物的磷光體、基于氧化物的磷光體等。此外,磷光體可為單一磷光體或者以確定比率混合的多種磷光體。
對于在波長轉(zhuǎn)換層300中使用的樹脂(例如,環(huán)氧樹脂或者硅樹脂),可使用滿足高鍵合力、高透光率、高熱阻、高光折射率、防潮性等需求的無機聚合物。例如,為了確保高鍵合力,可采用硅烷材料作為添加劑以提高粘合力。
還可在波長轉(zhuǎn)換層300上形成透鏡單元400。透鏡單元400可布置為覆蓋半導(dǎo)體發(fā)光器件200和波長轉(zhuǎn)換層300。透鏡單元400可通過調(diào)整其表面形狀來控制從半導(dǎo)體發(fā)光器件200的發(fā)光結(jié)構(gòu)230發(fā)射的光的分布??捎赏腹獠牧闲纬赏哥R單元400。詳細地說,透鏡單元400可包括具有透光率的絕緣樹脂,例如,由硅樹脂、應(yīng)變硅樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基甲酸酯、氧雜環(huán)丁烷、亞克力、聚碳酸酯、聚酰亞胺和它們的組合形成的合成物,但不限于此。還可使用例如玻璃和硅膠的具有相對高的透光率的材料。
接著,將描述以上電路板100的另一示例實施例。將省略與前面的示例實施例的描述重復(fù)的描述。圖6是圖3所示的電路板的另一示例實施例。
按照與根據(jù)前面的示例實施例的上述電路板100相似的方式,另一示例實施例中的電路板500可包括第一電極焊盤520和第二電極焊盤530。第一電極焊盤520和第二電極焊盤530可分別由多個電極焊盤構(gòu)成。此外,第一電極焊盤520和第二電極焊盤530可分別包括布置在底部襯底510的中心區(qū)A'中的第一區(qū)523、524、533和534以及布置在底部襯底510的邊緣區(qū)中的第二區(qū)525、526、535和536。與前面的示例實施例不同的是,當前示例實施例包括絕緣反射層560,其沿著連接了例如底部襯底510的角而不是底部襯底的邊緣的中心點的虛擬對角線將電極焊盤劃分為第一電極焊盤520和第二電極焊盤530。另外,該示例實施例的不同在于,絕緣反射層560僅布置在區(qū)A'中。即使在絕緣反射層560僅限于布置在區(qū)A'中的情況下,也可保持接觸半導(dǎo)體發(fā)光器件的絕緣反射層560的表面的反射率。因此,可保持整體反射率與前面的示例實施例的情況相同,并且可降低絕緣反射層560的制造成本。
將描述電路板的另一示例實施例。將省略與對前面的示例實施例的描述重復(fù)的描述。圖7是圖3所示的電路板100的另一示例實施例。
按照與前面的示例實施例中的前述電路板100相似的方式,根據(jù)另一示例實施例的電路板600可包括第一電極焊盤620和第二電極焊盤630,并且第一電極焊盤620和第二電極焊盤630可分別由多個電極焊盤構(gòu)成。此外,第一電極焊盤620和第二電極焊盤630可分別包括布置在底部襯底610的區(qū)A”中的第一區(qū)623、624、633和634以及布置在區(qū)A”的邊緣的第二區(qū)625、626、635和636。在該示例實施例中,沿著連接底部襯底610的角的虛擬對角線布置將電極焊盤劃分為第一電極焊盤620和第二電極焊盤630的絕緣反射層660。另外,在示例實施例中,按照等腰三角形的形狀布置第一區(qū)623、624、633和634。
參照圖8至圖12,將描述制造圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件10的方法。圖8至圖12是示出制造圖1中的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件10的過程中的階段的示圖。
首先,如圖8所示,制備底部襯底110a,并且在將要形成穿通電極的區(qū)中形成過孔111??赏ㄟ^激光鉆孔法形成過孔111,但是不限于此。
接著,如圖9所示,為了限定將在其中形成電極焊盤的區(qū),底部襯底110a的彼此相對的兩個表面設(shè)有掩模M,以分別在其上形成第一上電極焊盤和第二上電極焊盤以及第一下電極焊盤和第二下電極焊盤。
然后,如圖10所示,第一電極焊盤120和第二電極焊盤130形成在底部襯底110a的除了布置有掩模M的區(qū)以外的區(qū)中。例如,底部襯底110a的暴露的表面(即,未被掩模M覆蓋的區(qū))可被金屬電鍍,以形成第一電極焊盤120和第二電極焊盤130。在示例實施例中,可經(jīng)直接批量電鍍工藝通過Cu鍍覆形成第一上電極焊盤121a和第二上電極焊盤131a、第一穿通電極121b和第二穿通電極131b以及第一下電極焊盤121c和第二下電極焊盤131c。
如圖11所示,在去除掩模M以暴露出底部襯底110a的表面的一部分之后,可在一些暴露的表面上,即,第一上電極焊盤121a與第二上電極焊盤131a之間,形成絕緣反射層160??赏ㄟ^涂布具有高反射率的絕緣材料(例如,TiO2、SiO2、SiN、Si3N4、Al2O3、TiN、AlN、ZrO2、TiAlN、TiSiN和Nb2O3)在第一上電極焊盤121a與第二上電極焊盤131a之間形成絕緣反射層160。絕緣反射層160可使第一上電極焊盤121a與第二上電極焊盤131a之間電絕緣,從而在鍍覆第一上電極焊盤121a和第二上電極焊盤131a的表面的后續(xù)工藝中有效地防止第一上電極焊盤121a與第二上電極焊盤131a之間短路。
接著,如圖12所示,第一上電極焊盤121a和第二上電極焊盤131a上的第一區(qū)123和133以及第二區(qū)125和135鍍覆有具有不同組成的材料。例如,第一上電極焊盤121a和第二上電極焊盤131a的第一區(qū)123和133鍍覆有具有高鍵合可靠性的材料(例如,Au),而第一上電極焊盤121a和第二上電極焊盤131a的第二區(qū)125和135鍍覆有具有高反射率的材料(例如,Ag)。第一區(qū)123和133以及第二區(qū)125和135可形成為僅與其側(cè)表面和端表面接觸,但是根據(jù)示例實施例,可形成為彼此重疊。另外,根據(jù)示例實施例,在第一上電極焊盤121a和第二上電極焊盤131a的頂表面鍍覆Ag之后,僅第一區(qū)123和133可鍍覆Au。
在將底部襯底110a切割為單獨的單元之后,將每個半導(dǎo)體發(fā)光器件200安裝在對應(yīng)的單獨底部襯底110上。因此,完成圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件10。
圖13是根據(jù)本公開的示例實施例的包括通信模塊的燈(即,照明裝置)的示意性分解透視圖。
參照圖13,照明裝置2000可包括螺帽2010、電源單元2020、熱輻射單元2030、光源模塊2040和蓋單元2070。
通過螺帽2010施加供應(yīng)至照明裝置2000的功率可。可將螺帽2010構(gòu)造為與現(xiàn)有照明設(shè)備的螺帽兼容。如圖所示,電源單元2020可包括彼此分離(例如,隔開)并且彼此結(jié)合的第一供電部分2021和第二供電部分2022。熱輻射單元2030可包括內(nèi)部熱輻射部分2031和外部熱輻射部分2032。內(nèi)部熱輻射部分2031可直接連接至光源模塊2040和/或電源單元2020,熱可通過它們轉(zhuǎn)移至外部熱輻射部分2032??砂凑諒墓庠茨K2040發(fā)射的光可均勻地分散的方式構(gòu)造蓋單元2070。
光源模塊2040可從電源單元2020接收功率并且將光發(fā)射至蓋單元2070。光源模塊2040可包括一個或多個半導(dǎo)體發(fā)光器件2041、電路板2042和控制器2043,并且控制器2043可在其中存儲半導(dǎo)體發(fā)光器件2041的驅(qū)動信息。半導(dǎo)體發(fā)光器件2041可包括按照根據(jù)本公開的示例實施例的參照圖1至圖13詳細描述的制造半導(dǎo)體電路板的方法制造的電路板,例如,半導(dǎo)體發(fā)光器件2041可包括半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件10,或者可為通過利用其制造的裝置。
反射器2050可布置在光源模塊2040上方,并且可使得通過光源發(fā)射的光能夠橫向和向后均勻地分散,從而減少眩光。通信模塊2060可安裝在反射器2050上,并且可允許實施家庭網(wǎng)絡(luò)。例如,通信模塊2060可為利用Wi-Fi或者Li-Fi的無線通信模塊,并且可通過打開或關(guān)閉照明裝置來控制安裝在住宅內(nèi)部或外部的照明裝置,并且通過智能電話或無線控制器來調(diào)整其亮度水平。另外,可利用安裝在住宅內(nèi)部和外部的照明裝置的光的可見波長通過Li-Fi通信模塊控制住宅內(nèi)部和外部的電子產(chǎn)品(諸如TV、冰箱、空調(diào)、門鎖等以及汽車或汽車系統(tǒng))。反射器2050和通信模塊2060可被蓋單元2070覆蓋。
圖14是根據(jù)本公開的示例實施例的包括發(fā)光裝置的桿式燈的示意性分解透視圖。
參照圖14,照明裝置3000可包括熱輻射基板3100、蓋子3200、光源模塊3300、第一插孔3400和第二插孔3500。
具有不平形式的多個熱輻射翅片3110和3120可形成在熱輻射基板3100的內(nèi)表面和/或外表面上,并且可將熱輻射翅片3110和3120設(shè)計為在它們之間具有各種形式和間隔。具有突出形式的支承部分3130可形成在熱輻射基板3100以內(nèi)。光源模塊3300可固定至支承部分3130。止動突起3140可形成在熱輻射基板3100的相對端部上。
蓋子3200可包括形成在其中的止動凹槽3210,并且可按照鉤結(jié)合結(jié)構(gòu)將止動凹槽3210結(jié)合至熱輻射基板3100的止動突起3140。形成止動凹槽3210和止動突起3140的位置可相反地改變。
光源模塊3300可包括半導(dǎo)體發(fā)光器件陣列。光源模塊3300可包括印刷電路板3310、光源3320和控制器3330。光源3320可包括按照根據(jù)本公開的示例實施例的參照圖1至圖13詳細描述的制造半導(dǎo)體電路板的方法制造的電路板,例如,半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件10,或者可為利用其制造的裝置??刂破?330可在其中存儲光源3320的驅(qū)動信息。印刷電路板3310可設(shè)有在其中形成的用于操作光源3320的電路布線。另外,可提供用于操作光源3320的組成元件。
第一插孔3400和第二插孔3500可設(shè)為一對插孔,并且可具有將它們結(jié)合至由熱輻射基板3100和蓋子3200構(gòu)成的圓柱形蓋單元的相對端部的結(jié)構(gòu)。例如,第一插孔3400可包括電極端子3410和電源裝置3420,并且第二插孔3500可包括布置于其上的偽端子3510。另外,光學(xué)傳感器和/或通信模塊可布置在第一插孔3400或者第二插孔3500之一內(nèi)。例如,光學(xué)傳感器和/或通信模塊可安裝在其中布置有偽端子3510的第二插孔3500中。作為另一示例,光學(xué)傳感器和/或通信模塊可安裝在其中布置有電極端子3410的第一插孔3400中。
通過總結(jié)和回顧的方式,由于在半導(dǎo)體發(fā)光器件鍵合在電路板上的過程中溫度升高,由半導(dǎo)體發(fā)光器件與電路板之間的熱膨脹系數(shù)(CTE)差異可導(dǎo)致例如開裂的問題。另外,由于半導(dǎo)體發(fā)光器件的尺寸逐漸減小,涂布在電路板上的鍵合材料會按照非均勻方式布置,從而導(dǎo)致半導(dǎo)體發(fā)光器件的異常安裝,例如,損害電子產(chǎn)品的可靠性和安全性。
相反,根據(jù)示例實施例,按照對稱方式(例如,四重對稱)形成第一電極和第二電極,以使得在整體上將相同量的焊料涂布在反射電極上。這樣,在鍵合過程中,可將半導(dǎo)體發(fā)光器件在熱應(yīng)力減小和(例如,鍵合材料的量的不平衡所導(dǎo)致的)缺陷最小化的情況下安裝在電路板上,從而增加產(chǎn)品可靠性。
另外,每個電極劃分為兩個區(qū)(例如,安裝區(qū)和反射區(qū)),每個區(qū)鍍覆有不同材料以允許安裝區(qū)具有優(yōu)秀的鍵合特性,而反射區(qū)具有高反射率。這樣,可同時提高鍵合特性和反射特性二者。
本文已公開了示例實施例,并且盡管采用了特定術(shù)語,但也僅按照一般和描述性含義使用和解釋它們,而非出于限制的目的。在一些情況下,對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員之一將清楚的是,除非另有說明,否則隨著本申請的提交,結(jié)合特定實施例描述的特征、特性和/或元件可單獨使用或者與結(jié)合其它實施例描述的特征、特性和/或元件結(jié)合使用。因此,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解,在不脫離由權(quán)利要求所述的本發(fā)明的精神和范圍的情況下,可作出各種形式和細節(jié)上的改變。