CN101322254A - 电子部件封装及用于形成其空腔的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于改善由发光器件发射的光的反射能力的电子部件封装，以及形成所述电子部件封装的空腔以改善光反射能力的方法，使得陶瓷衬底的空腔容易形成为期望的形状。所述陶瓷衬底的空腔具有向内逐渐变细的形状，使得斜侧面成圆形地凹陷和凸起。该方法包括使工具(该工具包括具有在其外表面上形成的切割刃的切割部)向陶瓷衬底移动预定距离，同时该工具随同陶瓷加工装置的旋转加工部而旋转并使该工具返回工具的原始位置，从而在陶瓷衬底中形成具有斜侧面的空腔。

Description

电子部件封装及用于形成其空腔的方法
技术领域
本发明涉及电子部件封装及形成该电子部件封装的空腔的方法。更具体地，本发明涉及使从发光器件发射的光的发光效率最大化的电子部件封装以及通过简单过程在电子部件封装的陶瓷衬底中形成空腔的方法。
背景技术
发光二极管(以下称为LED)是能提供各种颜色的半导体器件。LED包含发光源，提供该发光源以改变化合物半导体材料如GaAs、AlGaAs、GaN、InGaN和AlGaInP。目前，封装型半导体器件被应用于电子部件。
通常，确定LED器件性能的标准是颜色、亮度和发光的强度范围。LED器件的性能由LED器件中使用的化合物半导体材料决定。而且，安装芯片的封装的结构显著地影响所述性能。
参考图1，对灯型LED和表面安装型LED的封装结构进行相互比较。在图1A中所示的灯型LED封装10包括两个引线框3a和3b。在引线框3b上形成杯状的金属电极。在引线框3b的上部安装LED器件5。灯型LED封装10具有其中使用由透明模塑树脂(molding resin)制成的半球型外壳7来进行封装的结构。
同时，在图1B中所示的表面安装型LED封装20具有由模塑环氧树脂形成的封装体11。封装体11包括具有预定倾斜角的空腔。该空腔形成为对应于在其上将安装LED器件15的发光器件安装区域的位置。LED器件15安装在封装体11的发光器件的安装区域上。LED器件15通过接线13连接于图案电极(未显示)。
在灯型LED封装10中，半球型外壳7作为透镜以控制亮度分布。特别地，控制窄的亮度分布以增加在预定角度的亮度和在金属电极上反射由发光源发射的光，由此增强亮度。
然而，在表面安装型LED封装20中，由于该封装而确保了宽的亮度分布，但亮度低。如上所述，封装结构显著地影响亮度和亮度分布。因此，在使用模塑树脂的表面安装型LED封装中，如果使用高输出LED器件以增强亮度，那么由于模塑树脂的导热性极低，增加了发热量，因此不利地影响封装。在安装高输出LED器件以增强亮度的情况下，使用比模塑树脂具有更高导热性的陶瓷衬底作为用于封装的衬底。
然而，在使用陶瓷衬底的LED封装中，难以保证与使用模塑树脂的表面安装型LED封装具有相同的亮度和亮度分布。即，注射成型工艺如树脂的模塑由于陶瓷衬底的材料性能而不能应用于陶瓷衬底。使用冲压工艺、层叠工艺或切割工艺形成陶瓷衬底。通常，由于使用冲压形成具有槽形的陶瓷衬底的发光器件安装区域，难以形成具有预定反射角的发光器件安装区域的侧面。将参考图2给出关于这点的描述。
图2是使用陶瓷衬底形成的已知LED封装的截面图。LED封装30形成有两个陶瓷衬底21和22，其中每个陶瓷衬底具有多个陶瓷片层叠的结构。布置在LED封装下部的陶瓷衬底21具有安装区域，在该区域的上侧上安装LED器件25。通过引线27连接至LED器件25的电极23通过LED封装的两侧从安装区域延伸至该封装的下侧。布置在LED封装上部的陶瓷衬底22具有预定的空腔以包围LED器件25的安装区域。
在这一点上，由于使用冲压工艺或切割工艺形成用于LED器件25安装区域的空腔，空腔截面垂直地形成，如图所示。由于上述特征，不同于使用模塑树脂形成的封装而垂直地形成空腔的截面图，因此存在不可能形成极好的反射膜的问题。
结果，在使用陶瓷衬底的LED封装中，只能通过控制LED器件的安装区域的面积和构成LED封装的壁的衬底高度来实施调节。因此，难以制造具有能够满足用户的各种需求的亮度和亮度角分布的LED封装。
然而，陶瓷衬底导热性和散热性极好。因此，可避免包括由于LED器件发热所导致的器件性能降低或树脂的热应力的问题。在现有技术中，迫切需要制造用于发光二极管的半导体封装，其中使用具有极好导热性和散热性的陶瓷衬底作为用于封装的衬底，并且避免由于在制造工艺中必需的垂直结构所导致的调节亮度和亮度角分布的困难。
因此，如图3所示，已经提出在陶瓷衬底中形成锥形空腔的LED封装。
图3的LED封装配置有芯片型LED器件32；其上将安装LED器件32的下陶瓷衬底35；布置在下陶瓷衬底35上的上陶瓷衬底40，并且其中在对应于其上将安装LED器件32的区域位置的区域中形成以预定倾斜角倾斜的空腔；在下陶瓷衬底30上形成的图案电极(阳极34和阴极36)；和在上陶瓷衬底40的空腔的侧面上提供的包围LED器件32的反射板(也称为反射膜)44。在反射板44的上部末端形成悬挂部件44a以悬挂在上陶瓷衬底40的上侧上。
在图3的LED封装中，在上陶瓷衬底40中形成倾斜的空腔以改善亮度和控制亮度角分布。为了控制各种方位角和亮度，必须简单改变空腔的斜侧面(内侧)以具有期望的形状。然而，在图3的LED封装中，由于空腔的斜侧面是平的，因此自由度降低。因此，难以控制各种方位角和亮度。由于需要均匀形成图3的上陶瓷衬底40的空腔的斜侧面(内侧)，因此可出现下列问题。
为了在图3的上陶瓷衬底40中形成空腔，通常使用将粉末(陶瓷粉末)置于压机上以实施成形的粉末工艺。
同时，在上陶瓷衬底40中形成空腔的另一种工艺如图4所示。即，如图4A所示，在下陶瓷衬底35上层叠在中心具有不同直径的孔的多个陶瓷片(也称为是生坯片)51至58。随后，如图4B所示，挤压模具(jig)60使其朝在层叠的多个陶瓷片51至58中形成的孔移动。由此，获得图4C的结构。然后，如果向上垂直拉出模具60，则上陶瓷衬底40具有内侧倾斜的空腔。
在上陶瓷衬底40中形成空腔的另一种工艺如图5所示。即，如图5A所示，在下陶瓷衬底35上层叠在中心具有不同直径的孔的多个陶瓷片51至58。随后，如图5B所示，在阶梯部分上装填金属或电介质糊62，然后烧结。烧结完成之后，上陶瓷衬底40具有内侧倾斜的空腔。
发明内容
技术问题
然而，在上陶瓷衬底中形成空腔的上述工艺具有下列问题。
首先，在图3所示的工艺中，很难制造用于粉末成型的模具。此外，根据粉末物理性质的变化，在烧结期间由于收缩比的差异而形成尺寸公差。在避免尺寸公差的过程中粉末物理性质的变化显著的情况下，存在必须制造新模具的问题。为了获得期望的方位角和亮度，在空腔的斜侧面不是加工为平坦的而是加工为圆形的情况下，存在必须单独制造昂贵的压机的问题。
第二，在图4所示的工艺中，必须在各层中形成具有不同直径的孔以通过多步骤实施层叠。在层叠期间，中心轴由于公差而移动，所以孔的形状可发生变形。使用模具实施压制之后或在烧结期间，由于在模具挤压的阶梯部分处的陶瓷密度差异导致发生收缩比差异。因此，该工艺不利之处在于斜侧面是弯曲的。为了获得期望的方位角和亮度，在空腔的斜侧面不是加工为平坦的而是加工为圆形的情况下，存在必须制造另外的模具的问题。
第三，在图5所示的工艺中，由于在通过多步骤的层叠期间的公差可导致孔的形状变形，这与第二工艺的问题类似。而且，该工艺的不利之处在于空腔的斜侧面是弯曲的，这是由于在烧结期间装填的金属或电介质糊对陶瓷材料的收缩比差异所致。为了获得期望的方位角和亮度，在空腔的斜侧面不是加工为平坦的而是加工为圆形的情况下，难以适当地填充金属或电介质糊。
为了避免现有技术中的上述问题而作出本发明，并且本发明的一个目的是提供用于改善由发光器件发射的光的反射能力的电子部件封装。
本发明的另一个目的是提供形成电子部件封装的空腔的方法，以改善由发光器件发射的光的反射能力，使得陶瓷衬底的空腔容易形成为期望的形状。
本发明的另一个目的是提供将由发光器件附带产生的热迅速地散出的电子部件封装。
技术解决方案
为了实现上述目的，根据本发明的一个实施方案的电子部件封装包括下陶瓷衬底和上陶瓷衬底，在所述下陶瓷衬底上形成发光器件安装区域，和所述上陶瓷衬底布置在该下陶瓷衬底上并具有在对应于其中形成空腔的发光器件安装区域的区域中形成的空腔。该空腔具有向内逐渐变细的形状，使得斜侧面成圆形地凹陷和凸起。
在斜侧面上形成反射板。反射板连接至形成在下陶瓷衬底的上侧上的第二图案电极，该第二图案电极与在发光器件的安装区域中形成的第一图案电极分隔。
具体地，斜侧面在从其最上部到离最上部预定距离的较低点的范围内成圆形地凸起，并且在从凸起侧的最下部到斜侧面最下部的范围内成圆形地凹陷。另一方面，斜侧面可在从其最上部到离该最上部预定距离的较低点的范围内成圆形地凹陷，并且在从凹陷侧的最下部到斜侧面最下部的范围内成圆形地凹陷。
在下陶瓷衬底的下侧中形成空腔。在下陶瓷衬底的下侧中形成的空腔和在发光器件的安装区域中形成的图案电极之间插入热通路件(thermalvia body)。
在下陶瓷衬底的下侧上形成第一图案电极、第二图案电极和金属部件，所述第一图案电极电连接于至少一个在下陶瓷衬底的上侧上形成的图案电极，所述第二图案电极在发光器件的安装区域中形成并电连接于覆盖热通路件的上侧的图案电极，和所述金属构件覆盖下陶瓷衬底的空腔的内部侧表面、连接于热通路件的下侧并且与第一和第二图案电极分隔。
热导性介质填充在下陶瓷衬底的下侧中形成的空腔。
一种根据本发明实施方案在电子部件封装的陶瓷衬底中形成空腔的方法包括：在陶瓷加工装置的旋转加工部中可拆卸地提供工具的第一步骤，该工具包括具有在其外表面上形成的切割刃的切割部；使所述工具向陶瓷衬底移动预定距离同时该工具随着旋转加工部而旋转并使工具返回至该工具的原始位置以在陶瓷衬底中形成具有斜侧面的空腔的第二步骤。
该切割部纵向逐渐变细。
该切割部可以纵向逐渐变细以具有圆的纵向末端。
该切割部可以纵向逐渐变细以具有圆的纵向末端以及在该纵向末端上形成突起物。
该切割部可纵向逐渐变细以在其纵向末端的边缘上具有齿。可以在纵向末端的边缘的中心形成平坦部分。
切割部的长度大于或等于在陶瓷衬底中形成的空腔的深度。
有益效果
根据本发明，由于通过使用简单工艺、利用用于形成各种斜侧面的工具(模具)在陶瓷片中形成具有期望形状的空腔，因此可以容易地形成具有期望形状的空腔。因此，可以简单地控制方位角和亮度。
由于陶瓷衬底的空腔的内侧可以是凸凹不平的，具有凹形和凸形的组合，可以在期望方向上反射来自LED器件的光。因此，可使光的发射效率最大化。
由LED器件产生的热通过阳极、反射板、阴极和热通路件来散发，以使LED器件的热应力最小化。因此，可稳定地操作LED器件。
和已知技术不同，不必制造另外的模具，并且不发生由于在通过多步骤的层叠期间的公差所导致的空腔变形。
附图说明
图1说明已知的LED封装；
图2是使用陶瓷衬底的已知LED封装的截面图；
图3是使用陶瓷衬底的另一个已知LED封装的截面图；
图4说明表示形成图3的上陶瓷衬底的空腔的工艺截面图；
图5说明显示形成图3的上陶瓷衬底的空腔的另一个工艺截面图；
图6是根据本发明第一实施方案的电子部件封装的截面图；
图7是根据本发明第二实施方案的电子部件封装的截面图；
图8是根据本发明第三实施方案的电子部件封装的截面图；
图9说明根据本发明第一实施方案的电子部件封装的空腔的形成；
图10是表示在陶瓷加工装置中提供的图9的斜侧面形成工具的部分截面图；
图11说明根据本发明第二实施方案的电子部件封装的空腔的形成；
图12说明根据本发明第三实施方案的电子部件封装的空腔的形成；
图13说明根据本发明第四实施方案的电子部件封装的空腔的形成；
图14说明根据本发明第五实施方案的电子部件封装的空腔的形成；
图15说明根据本发明第六实施方案的电子部件封装的空腔的形成；和
图16说明根据本发明第七实施方案的电子部件封装的空腔的形成。
具体实施方式
以下，将参考附图描述根据本发明的电子部件封装以及形成该电子部件封装的空腔的方法。下文中，将对作为电子部件封装的应用发光二极管的半导体封装(即LED封装)进行描述。
图6是根据本发明第一实施方案的电子部件封装的截面图；
图6的LED封装配置有：芯片型LED器件62；其上将安装LED器件62的下陶瓷衬底60；在下陶瓷衬底60上布置的上陶瓷衬底70，在上陶瓷衬底70中，在位置对应于其上将安装LED器件62的区域的区域中形成具有预定形状的空腔；在下陶瓷衬底60上形成的图案电极64和66；以及在上陶瓷衬底70的空腔的侧面上提供以包围LED器件62的反射板(也称为反射膜)74。在反射板74的上端形成悬挂部件74a以悬挂在上陶瓷衬底70的上侧上。
特别地，上陶瓷衬底70的空腔具有向内逐渐变细的形状(具有倾斜角，例如，10°至45°)。上陶瓷衬底70的空腔的侧表面包括彼此结合的凹形部分和凸形部分。即，上陶瓷衬底70的空腔的侧表面在从侧表面的最上部到离最上部预定距离的预定点(即，最上部和拐点(a)之间的距离)的范围内是凸起的。另外，侧表面在从凸表面的最下部到上陶瓷衬底70的空腔的整个侧表面的最下部的范围内是凹陷的。
因此，紧密附着上陶瓷衬底70的空腔的侧表面的反射板74具有凸形部分和凹形部分以对应于空腔的侧表面形状。另外，设置凸形部分和凹形部分的圆形部分的尺寸以最大程度地反射由LED器件62发射的光。
通过实验获得凸形部分和凹形部分的圆形部分的尺寸。由于空腔的形状而获得的反射板74的凸形部分和凹形部分朝前反射由LED器件62发射的光。由此，LED封装的发光效率得到最大化。
只要该LED器件62能够在衬底上密集安装，任何衬底都可用作下陶瓷衬底60。例如，下陶瓷衬底60可由如下材料形成：诸如氧化铝、石英、锆酸钙、镁橄榄石、SiC、石墨、熔凝氧化硅、莫来石、堇青石、氧化锆、氧化铍、氮化铝、LTCC(低温共烧陶瓷)和压敏电阻材料。下陶瓷衬底60的材料没有限制。在图6中，下陶瓷衬底60似乎是由单陶瓷片(生坯片)形成的。然而，实际上，层叠多个陶瓷片以形成下陶瓷衬底60。
上陶瓷衬底70可由和下陶瓷衬底60相同的材料形成。
反射板74连接到至少一个在下陶瓷衬底60上形成的图案电极(例如，阳极64)。除去反射板74下端和阳极64之间的间隙以最小化由LED器件62发射的光的损失。
优选的是，可单独地制造反射板74并然后使用硅基粘合剂使其配置在上陶瓷衬底70的空腔的侧表面上。
或者，可使用低温共烧陶瓷工艺。在使用低温共烧陶瓷工艺的情况下，在陶瓷表面(即，上陶瓷衬底70的空腔的侧表面)上印刷2至20微米的导电金属例如Ag之后，使用低温共烧陶瓷工艺实施烧结。烧结之后，在烧结表面上镀敷2～10微米的Ni，并且在其上另外镀敷2～20微米的Ag(Au)。由此，在上陶瓷衬底70的空腔的侧表面上形成反射板74。在使用低温共烧陶瓷工艺烧结期间，以2℃/min的速率从25℃开始升温。如果温度达到830℃～900℃，保持该温度20min。然后以2℃/min的速率降温。然后，如果达到25℃，烧结完成。
上述镀敷和烧结条件是典型的条件，并且可根据组成和添加剂而变化。
在图6中，反射极74的悬挂部件74a悬挂在上陶瓷衬底70的上侧上。因此，悬挂部件74a的暴露面积增加以提高散热效率。悬挂部件74a可覆盖上陶瓷衬底70的整个上表面。悬挂部件74a的形状可根据封装主体外观和散热效率而改变。显然在本发明的范围内，可改变悬挂部件74a。
上述反射板74可用作通过悬挂部件74a使LED器件62的有效散热工具。
图案电极64和66由彼此分隔的阳极64和阴极66形成。
阳极64在下陶瓷衬底60的上侧的左部分和右部分上形成。阳极64形成为与阴极66分隔开，使得阳极和阴极电绝缘，该阴极66形成在下陶瓷衬底60的发光器件的安装区域(即，下陶瓷衬底60的上侧的中心)上。阳极64形成在下陶瓷衬底60的下表面上。在下陶瓷衬底60的下表面上形成的阳极64可从在下陶瓷衬底60的上表面上形成的阳极64延伸。同时，在下陶瓷衬底60的下表面上形成的阳极64可与在下陶瓷衬底60的上表面上形成的阳极64分离，同时保持电连接。
在下陶瓷衬底60的发光器件的安装区域上提供阴极66。阴极66的末端提供为与阳极64间隔预定距离，并且延伸至下陶瓷衬底60的下表面，使得阴极66通过下陶瓷衬底60垂直地形成并且紧密附着下陶瓷衬底60的下表面。
在阴极66上安装LED器件62。通过引线72将LED器件62电连接至阳极64和阴极66。LED器件62通过绝缘材料与在其上安装LED器件62的阴极66绝缘。这没有显示。
毫无疑问，阳极64可作为阴极而阴极66可作为阳极。在这种情况下，颠倒驱动功率施加方式。
图7是根据本发明第二实施方案的电子部件封装的截面图；第二实施方案几乎类似于上述第一实施方案(见图6)。
第二实施方案在上陶瓷衬底70的空腔和紧密附着上陶瓷衬底的反射板74的形状方面不同于第一实施方案。即，图6的空腔的凸形部分和凹形部分的结构与图7的空腔的凸形部分和凹形部分的结构相反。因此，图6的反射板74的凸形部分和凹形部分的结构与图7的反射板74的凸形部分和凹形部分的结构相反。除上述差异之外，第二实施方案的结构和图6的实施方案的结构相同。
由于空腔的形状而获得的反射板74的凸形部分和凹形部分的上述结构最大地朝前反射从LED器件62发射的光。因此，LED封装的发光效率得到最大化。
图8是根据本发明第三实施方案的电子部件封装的截面图；
在图8中，上陶瓷衬底70的空腔的形状和反射板74的形状与第一实施方案(见图6)相同。当然，图8的上陶瓷衬底70的空腔的形状和反射板74的形状可以与第二实施方案(见图7)相同。
在图8中，下陶瓷衬底60的结构与第一实施方案和第二实施方案的下陶瓷衬底60的结构不同。以下，将仅仅描述不同的结构元件。
在图8中，在下陶瓷衬底60的下表面上(即，对应于发光器件的安装区域的位置的部分)形成具有预定倾斜角的空腔(例如，10°至45°；在该角度下散热良好)。可改变在下陶瓷衬底60的下表面上形成的空腔的形状。然而，优选空腔的形状为锥形圆筒。当然，在图8中，可不在下陶瓷衬底60的下表面上形成空腔。在不形成空腔的情况下，不必形成金属芯76。相反，必需形成延伸至下陶瓷衬底60的下表面的热通路件68。
同时，通过在下陶瓷衬底60上表面的发光器件的安装区域与衬底下侧中的空腔之间的部分来形成多个热通孔80a、80b和80c。多个热通孔80a、80b和80c垂直地形成同时彼此间隔。由金属形成的热通路件68(68a、68b、68c)插入多个热通孔80a、80b和80c中。多个热通孔80a、80b和80c可形成为具有圆形、矩形或多边形截面。
在图8中，形成三个热通孔80a、80b和80c。然而，热通孔的数目可以是三个或更多，或可以统一为一个。多个热通孔80a、80b和80c的中心热通孔80b具有与LED器件62的尺寸相同或更大的直径。
在LED器件62下直接配置具有与LED器件62相同或更大尺寸的热通孔80b的原因如下。和其它热通孔80a和80c相比，热通孔80b布置在由LED器件62散发的热首先施加最大量的位置处。如果由LED器件62产生的热没有高效地散发，LED器件62的温度升高，导致劣化。因此，降低发光效率，导致寿命降低。因此，设置热通孔80b的直径与LED器件62的尺寸相同或更大。其它热通孔80a和80c的各自直径可比LED器件62的尺寸更大或更小。
例如，在排列多个LED器件62情况下，在每个LED器件62下直接布置热通孔80b和热通路件68b。上述热通孔80a和80c以及热通路件68a和68c布置在热通孔80b和热通路件68b周围以散发由LED器件62产生的热。
作为图案电极之一的阳极64在下陶瓷衬底60的上侧的左部分和右部分上形成。阳极64形成为与阴极66间隔开，使得阳极和阴极电绝缘，该阴极66形成在下陶瓷衬底60的发光器件的安装区域(即，下陶瓷衬底60的上侧的中心)上。阳极64形成为与热通孔80a和80c间隔开。阳极64也形成在下陶瓷衬底60的下表面上。在下陶瓷衬底60的下表面上形成的阳极64可从在下陶瓷衬底60的上表面上形成的阳极64延伸。同时，在下陶瓷衬底60的下表面上形成的阳极64可与在下陶瓷衬底60的上表面上形成的阳极64分离，同时保持电连接。
作为另一图案电极的阴极66覆盖在发光器件的安装区域中的热通孔80a、80b和80c的上部开口。阴极66的末端延伸通过下陶瓷衬底60的主体至下陶瓷衬底60的下表面。
金属构件82(也可以称为金属膜)紧密附着在下陶瓷衬底60的下表面中形成的空腔的侧表面。金属构件82的两端和在下陶瓷衬底60的下表面上提供的阳极64及阴极66间隔开。
在下陶瓷衬底60的下表面中形成的空腔中填充由导电材料如Cu或Al制成的金属芯76。金属芯76用作散热器。金属元件82覆盖下陶瓷衬底60下表面的空腔的侧表面的原因如下。如果金属芯76直接施加于由陶瓷形成的空腔上，则陶瓷和金属之间的粘附较差。如果预先在将利用金属芯76填充的空腔的侧表面上形成金属元件82，可改善金属芯76的粘附。
例如，在下陶瓷衬底60的下表面中形成的空腔的形状是锥形圆筒的情况下，空腔的内径设定为1.0mm或更大，空腔的外径设定为3.5mm或更小。这是相对于具有5*5mm尺寸的LED获得的数据。在下陶瓷衬底60的下表面中形成的空腔的形状和尺寸根据待安装的LED器件62的尺寸而变化。对于具有3*3mm的尺寸的LED器件62，在下陶瓷衬底60的下表面中形成的空腔的内径可设定为0.3mm或更大，并且空腔的外径可设定为2.0mm或更小，使得金属芯76作为散热器。
同时，可将图8中实施散热的结构元件，即热通孔80a、80b和80c、热通路件68和金属芯76应用于图6和7的LED封装。
以下，将说明在陶瓷衬底中简单地和可靠地形成各种空腔的方法。因此，在根据本发明第一实施方案至第三实施方案的电子部件封装中，可通过下列工序形成上陶瓷衬底70的空腔。当然，本方法可应用于图3的已知结构以保证下列优点。
图9说明根据本发明第一实施方案的电子部件封装的空腔的形成；图10是显示在陶瓷加工装置中提供的图9的斜侧面形成工具的部分截面图。
斜侧面形成工具90(见图9A)包括圆柱形主干部92和圆锥切割部94。切割部94在主干部92的下部形成。换言之，切割部94在其下部逐渐变细。在切割部94的表面上以预定间隔密集地形成多个扭曲的切割刃96。主干部92的上部插入陶瓷加工装置(未显示)的旋转加工部91(见图10)的凹槽，或来自旋转加工部的凹槽。为了将主干部92插入或将主干部92从该凹槽推进，旋转加工部91的凹槽可在内部车螺纹，并且该主干部92上部的表面可在表面车螺纹。这没有显示。
在上述说明中，主干部92具有圆柱形。然而，如果必要的话，主干部的形状可以是多面体如四面体或五面体。
没有显示的陶瓷加工装置是使用各种斜侧面形成工具来形成具有斜侧面的孔和期望形状的陶瓷(或陶瓷片)的装置。通常，在陶瓷加工装置中提供关于操作的程序。另外，在陶瓷加工中提供操作面板以由工作者实施操作。
陶瓷加工装置的旋转加工部91能够旋转、上升和下降。旋转加工部91可人工操作或由自动程序自动地操作。旋转加工部91以例如10000～30000rpm的速率旋转。
以下，将说明使用斜侧面形成工具90在陶瓷中形成空腔的方法。考虑陶瓷加工装置(未显示)由自动工序操作。在这点上，术语“空腔”限定为在陶瓷中形成以具有斜侧面和包围LED器件的安装区域的孔。上述空腔的定义适用于其它附图的说明。
首先，将斜侧面形成工具90的主干部92的上部插入陶瓷加工装置的旋转加工部91的凹槽中。然后，通过使用紧固部93使得旋转加工部91和主干部92彼此紧密地结合。
随后，如果工作者开启陶瓷加工装置，则根据自动程序操作该陶瓷加工装置以在陶瓷中形成孔。即，与斜侧面形成工具90结合的旋转加工部91相对于布置在斜侧面形成工具下的陶瓷上下移动同时旋转。通过下降和上升的单个往复运动在陶瓷95(见图9B)中形成孔95a。换言之，从旋转加工部91向下突出的斜侧面形成工具90垂直地下降，同时和高速旋转的旋转加工部91一起旋转。如果下降进行到某种程度(即，斜侧面形成工具下降至预定距离)，斜侧面形成工具90的切割部94与陶瓷95接触。此时，稍微进行下降(即，斜侧面形成工具下降至预定距离)同时斜侧面形成工具90高速旋转，然后上升。因此，在陶瓷95中形成孔95a(空腔)以具有图9B中所示的斜侧面。由于斜侧面形成工具90的切割部94的形状是圆锥形的，在陶瓷95中形成的孔95a具有对应于切割部的形状。孔95a对应于图3的上陶瓷衬底的空腔。
在这点上，为了形成图9B中所示的孔95a，需要切割部94(见图9a)的长度(a)比孔95a(见图9B)的深度(b)更大。随后，在孔95a的斜侧面上提供反射板。为了理想地将从LED器件发射的光朝前发射并由反射板反射，锥形切割部94的倾斜角设定为10°至45°。因此，在陶瓷95中形成的孔95a的倾斜角设定为10°至45°。毫无疑问，在些情况下，可以设定在陶瓷95中形成的孔95a的斜侧面的倾斜角为1°至89°。
在图9中，切割刃96是扭曲的。然而，该切割刃可以是直的。在以下说明中，可使用直的切割刃。
在图9和10的说明中，可使用斜侧面形成工具90精确地形成图3中所示的空腔。特别地，可避免图3至5中发生的问题。
在参考其他附图给出的以下说明中，公开了旋转加工部91和紧固部93。公开的旋转加工部和紧固部对应于图10所示的旋转加工部91和紧固部93。
图11说明根据本发明第二实施方案的电子部件封装的空腔的形成；
图11的斜侧面形成工具100与上述图9的斜侧面形成工具在切割部的形状上不同。即，图11的斜侧面形成工具100的切割部104在下部逐渐变细并具有圆形尖端。切割部104在圆柱形主干部102的下部形成。在切割部104的表面上以预定间隔密集地形成多个扭曲的切割刃106。其它结构和上述图9的斜侧面形成工具相同。
上述斜侧面形成工具100应用于陶瓷加工装置(未显示)。将给出使用斜侧面形成工具100在陶瓷中形成空腔的方法的说明。考虑陶瓷加工装置(未显示)通过自动程序操作。
首先，将斜侧面形成工具100的主干部102的上部插入陶瓷加工装置的旋转加工部91的凹槽中。然后，通过使用紧固部93使得旋转加工部91和主干部102彼此紧密地结合。
随后，如果工作者开启陶瓷加工装置，则根据自动程序操作该陶瓷加工装置以在陶瓷中形成孔。即，与斜侧面形成工具100结合的旋转加工部91相对于布置在斜侧面形成工具下的陶瓷上下移动同时旋转。通过下降和上升的单个往复运动在陶瓷105(见图11B)中形成孔105a。换言之，从旋转加工部91向下突出的斜侧面形成工具100垂直地下降，同时和高速旋转的旋转加工部91一起旋转。如果下降进行某种程度(即，斜侧面形成工具下降至预定距离)，斜侧面形成工具100的切割部104与陶瓷105接触。此时，稍微进行下降(即，斜侧面形成工具下降至预定距离)同时斜侧面形成工具100高速旋转，然后上升。因此，在陶瓷105中形成孔105a(空腔)以具有图11B所示的斜侧面。由于斜侧面形成工具100的切割部104在其下端逐渐变细并具有圆形尖端，因此在陶瓷105中形成的孔105a具有对应于切割部的形状。
为了形成图11B中所示的孔105a，需要切割部104(见图11A)的长度(a)比孔105a(见图11B)的深度(b)更大。由于形成凹形的孔105a的斜侧面，因此可获得相对于由随后提供的反射板所反射的光的预定方位角。因此，可确保期望方向的光。
图12说明根据本发明第三实施方案的电子部件封装的空腔的形成。
图12的斜侧面形成工具110和上述图9到11的斜侧面形成工具在切割部的形状上是不同的。即，在圆柱形主干部112的下部形成图12的斜侧面形成工具110的切割部114。切割部114形成为乳状。在切割部114的表面上以预定间隔密集地形成多个扭曲的切割刃116。其它结构和图9至11的上述斜侧面形成工具相同。
上述斜侧面形成工具110应用于陶瓷加工装置(未显示)。将给出使用斜侧面形成工具110在陶瓷中形成空腔的方法的说明。考虑陶瓷加工装置通过自动程序操作。
首先，将斜侧面形成工具110的主干部112的上部插入陶瓷加工装置的旋转加工部91的凹槽中。然后，通过使用结构部件93使得旋转加工部91和主干部112彼此紧密地结合。
随后，如果工作者开启陶瓷加工装置，则根据自动程序操作该陶瓷加工装置以在陶瓷中形成孔。即，与斜侧面形成工具110结合的旋转加工部91相对于布置在斜侧面形成工具下的陶瓷上下移动同时旋转。通过下降和上升的单个往复运动在陶瓷115(见图12B)中形成孔115a。换言之，从旋转加工部91向下突出的斜侧面形成工具110垂直地下降，同时和高速旋转的旋转加工部91一起旋转。如果下降进行到某种程度(即，斜侧面形成工具下降至预定距离)，斜侧面形成工具110的切割部114与陶瓷115接触。此时，稍微进行下降(即，斜侧面形成工具下降至预定距离)同时斜侧面形成工具110高速旋转，然后上升。因此，在陶瓷115中形成孔115a(空腔)以具有图12B中所示的斜侧面。在从孔的最上部到与所述最上部向下间隔开的预定点的范围内的孔115a侧表面部分形成为凸起的，并且在从该凸形部分的最下部到孔115a的最下部范围的孔115a侧表面的另一部分形成为凹形的。孔115a对应于图6和8的上陶瓷衬底的空腔。
为了形成图12B所示的孔115a，需要切割部114(见图12a)的长度(a)比孔115a(见图12B)的深度(b)更大。由于孔115a的斜侧面具有凹形部分和凸形部分二者，在孔115a的倾斜侧上待提供的反射板具有凸形部分和凹形部分。
图13说明根据本发明第四实施方案的电子部件封装的空腔的形成。
图13的斜侧面形成工具120和上述图9到12的斜侧面形成工具在切割部的形状上是不同的。即，图13的斜侧面形成工具120的切割部124在下部逐渐变细并且具有圆形尖端。在切割部124的下部的中心形成凸起128。在圆柱形主干部122的下部形成切割部124。在切割部124的表面上以预定间隔密集地形成多个扭曲的切割刃126。其它结构和图9至12的上述斜侧面形成工具相同。
上述斜侧面形成工具120应用于陶瓷加工装置(未显示)。将给出使用斜侧面形成工具120在陶瓷中形成空腔的方法的说明。考虑陶瓷加工装置通过自动程序操作。
首先，将主干部122的上部插入陶瓷加工装置的旋转加工部91的凹槽中。然后，通过使用紧固部93使得旋转加工部91和主干部122彼此紧密地结合。
随后，如果工作者开启陶瓷加工装置，则根据自动程序操作该陶瓷加工装置以在陶瓷中形成孔。即，与斜侧面形成工具120结合的旋转加工部91相对于布置在斜侧面形成工具下的陶瓷上下移动同时旋转。通过下降和上升的单个往复运动在陶瓷125(见图13B)中形成孔125a。换言之，从旋转加工部91向下突出的斜侧面形成工具120垂直地下降，同时和高速旋转的旋转加工部91一起旋转。如果下降进行到某种程度(即，斜侧面形成工具下降至预定距离)，斜侧面形成工具120的切割部124与陶瓷125接触。此时，稍微进行下降(即，斜侧面形成工具下降至预定距离)同时斜侧面形成工具120高速旋转，然后上升。因此，在陶瓷125中形成孔125a(空腔)以具有图13B中所示的斜侧面。孔125a对应于图7的上陶瓷衬底的空腔。
为了形成图13B中所示的孔125a，需要切割部124(见图13A)的长度(a)比孔125a(见图13B)的深度(b)更大。
具有使用图9至13的斜侧面形成工具形成的孔(即，空腔)的上述陶瓷对应于图2、6、7和8的上陶瓷衬底。即，在制造具有使用图9至13的斜侧面形成工具形成的孔的上述陶瓷情况下，需要实施与下陶瓷衬底的粘结。
下文中，将说明不单独地制造上陶瓷衬底和下陶瓷衬底时的情况。
图14说明根据本发明第五实施方案的电子部件封装的空腔的形成。
图14的斜侧面形成工具130和上述图9到13的斜侧面形成工具在切割部的形状上是不同的。即，图14的斜侧面形成工具130的切割部134在下部逐渐变细。在切割部134的下表面上形成齿138。在圆柱形主干部132的下部形成切割部134。在切割部134的表面上以预定间隔密集地形成多个扭曲的切割刃136。其它结构和图9至13的上述斜侧面形成工具相同。
上述斜侧面形成工具130应用于陶瓷加工装置(未显示)。将给出使用斜侧面形成工具130在陶瓷(或陶瓷衬底)中形成空腔的方法的说明。考虑陶瓷加工装置通过自动程序操作。
首先，将主干部132的上部插入陶瓷加工装置的旋转加工部91的凹槽中。然后，通过使用紧固部93使得旋转加工部91和主干部132彼此紧密地结合。
随后，如果工作者开启陶瓷加工装置，则根据自动程序操作该陶瓷加工装置以在陶瓷中形成孔。即，与斜侧面形成工具130结合的旋转加工部91相对于布置在斜侧面形成工具下的陶瓷上下移动同时旋转。通过下降和上升的单个往复运动在陶瓷135(见图14B)中形成孔135a。换言之，从旋转加工部91向下突出的斜侧面形成工具130垂直地下降，同时和高速旋转的旋转加工部91一起旋转。如果下降进行到某种程度(即，斜侧面形成工具下降至预定距离)，斜侧面形成工具130的切割部134与陶瓷135接触。此时，稍微进行下降(即，斜侧面形成工具下降至预定距离)同时斜侧面形成工具130高速旋转，然后上升。因此，在陶瓷135中形成孔135a(空腔)以具有图14B中所示的底侧和斜侧面。
为了形成图14B中所示的孔135a，需要切割部134(见图14A)的长度(a)和孔135a(见图14B)的深度(b)几乎相同。
如图9和10所示，期望具有使用斜侧面形成工具130形成的孔135a的陶瓷135朝前发光。此外，由于对孔135a的底侧进行额外加工，由LED器件向下产生的光理想地朝前发射。
图15说明根据本发明第六实施方案的电子部件封装的空腔的形成。
图15的斜侧面形成工具140和上述图9到14的斜侧面形成工具在切割部的形状上是不同的。即，图15的斜侧面形成工具140的切割部144在下部逐渐变细。在切割部144的下表面上形成齿148a和148b。在齿148a和148b之间形成平坦部分150。在圆柱形主干部142的下部形成切割部144。在切割部144的表面上以预定间隔密集地形成多个扭曲的切割刃146。其它结构和图9至14的上述斜侧面形成工具相同。
上述斜侧面形成工具140应用于陶瓷加工装置(未显示)。将给出使用斜侧面形成工具140在陶瓷(或陶瓷衬底)中形成空腔的方法的说明。考虑陶瓷加工装置通过自动程序操作。
首先，将主干部142的上部插入陶瓷加工装置的旋转加工部91的凹槽中。然后，通过使用紧固部93使得旋转加工部91和主干部142彼此紧密地结合。
随后，如果工作者开启陶瓷加工装置，则根据自动程序操作该陶瓷加工装置以在陶瓷中形成孔。即，与斜侧面形成工具140结合的旋转加工部91相对于布置在斜侧面形成工具下的陶瓷上下移动同时旋转。通过下降和上升的单个往复运动在陶瓷145(见图15B)中形成孔145a(见图15B)。换言之，从旋转加工部91向下突出的斜侧面形成工具140垂直地下降，同时和高速旋转的旋转加工部91一起旋转。如果下降进行到某种程度(即，斜侧面形成工具下降至预定距离)，斜侧面形成工具140的切割部144与陶瓷145接触。此时，稍微进行下降(即，斜侧面形成工具下降至预定距离)同时斜侧面形成工具140高速旋转，然后上升。因此，在陶瓷145中形成孔145a(空腔)以具有图15B所示的底侧和斜侧面。
为了形成图15B所示的孔145a，需要切割部144(见图15A)的长度(a)和孔145a(见图15B)的深度(b)几乎相同。
如图9和10所示，期望具有使用斜侧面形成工具140形成的孔145a的陶瓷145朝前发光。此外，由于对孔145a的底部进行额外加工，因此由LED器件向下产生的光理想地朝前发射。此外，由于在孔145a的底侧上形成的平坦部分上安装LED器件，所以与图14相比，非常便于安装LED器件。
在图9至15中，使用其上层叠多个生坯片(陶瓷片)的斜侧面形成工具。在陶瓷烧结之后，可使用该斜侧面形成工具。
即，在其中形成如图16A所示的倾斜孔的陶瓷165上施加金属层168，从而形成电力线和确保所需要的反射效率。金属如Ag或AgPd成形为细粉末，与粘合剂和溶剂混合以形成糊状物，并且经过印刷工艺、喷涂工艺或溅射工艺以形成金属层168。由于在800℃至1000℃下的氧化气氛中陶瓷165烧结期间金属粉末之间的相互扩散，在陶瓷165的孔中形成Ag或AgPd层(即，金属层168)。在孔的表面上形成由AgO形成的氧化膜。和形成氧化物膜之前的情况相比，如果除去在氧化期间产生的Ag氧化物膜，则在镀敷期间可增加光泽效率，并将光反射效率从2％提高至4％。因此，提高了LED封装的光效率。
然后，使用图16B所示的斜侧面形成工具160加工金属层168。因此，如图16C所示，在金属层168上形成细小的凸起和凹陷，或使得金属层168变平(即，研磨金属层至和镜子一样平)。因此，可控制金属层168的表面粗糙度以确保最佳效率。根据倾斜角、斜侧面的形状和LED封装的LED器件的尺寸来设计金属层168的表面粗糙度。通常，表面粗糙度设计为1至200μm。
同时，图16B的斜侧面形成工具160和图14或15的斜侧面形成工具几乎类似。然而，它们在切割部的形状上彼此不同。在图16B中，附图标记162表示主干部。附图标记164表示切割部。附图标记166表示切割刃。和图14和15的斜侧面形成工具相比，图16的斜侧面形成工具160的切割刃166的变形更显著。
换言之，在图16中，在陶瓷165的孔168a(也称为空腔)的斜侧面上施加金属层168，然后使用斜侧面形成工具160加工该金属层168。或者，使用斜侧面形成工具160在陶瓷165中形成孔168a(具有其上形成有细小的凸起和凹陷的斜侧面的空腔)之后，可通过溅射在孔168a的斜侧面上施加金属(例如，Ag、Al或Au)。
本发明已经以说明性的方式进行了描述，并且应理解使用的术语旨在说明而不是限制的性质。鉴于上述教导，本发明的许多改变和变化是可能的。因此，应该理解，在所附的权利要求的范围内本发明可以与具体描述的不同的方式实施。

Claims (17)

1.一种电子部件封装，包括：
下陶瓷衬底，在所述下陶瓷衬底上形成有发光器件的安装区域；和
上陶瓷衬底，所述上陶瓷衬底布置在所述下陶瓷衬底上并在对应于所述发光器件的安装区域的区域中形成有空腔，
其中所述空腔具有向内逐渐变细的斜侧面，所述斜侧面成圆形地凹陷和凸起。
2.根据权利要求1所述的电子部件封装，其中沿所述斜侧面形成反射板。
3.根据权利要求2所述的电子部件封装，其中所述斜侧面在从其最上部到离所述最上部预定距离的下部点的范围内成圆形地凸起，并且在从所述凸起部分的最下部到所述斜侧面的最下部范围内成圆形地凹陷。
4.根据权利要求2所述的电子部件封装，其中所述斜侧面在从其最上部到离所述最上部预定距离的下部点的范围内成圆形地凹陷，并且在从所述凹陷部分的最下部到所述斜侧面的最下部的范围内成圆形地凸起。
5.根据权利要求2所述的电子部件封装，其中所述反射板连接至形成在所述下陶瓷衬底的上侧上的第二图案电极，所述第二图案电极与在所述发光器件的安装区域中形成的所述第一图案电极分隔开。
6.根据权利要求1所述的电子部件封装，其中在所述下陶瓷衬底的下侧中形成空腔。
7.根据权利要求6所述的电子部件封装，其中在所述下陶瓷衬底的下侧中形成的所述空腔与在所述发光器件的所述安装区域中形成的图案电极之间放置热通路件。
8.根据权利要求7所述的电子部件封装，其中在所述下陶瓷衬底的下侧上形成与在所述下陶瓷衬底的上侧上形成的至少一个所述图案电极电连接的第一图案电极、在所述发光器件的所述安装区域中形成并与覆盖所述热通路件的上侧的图案电极电连接的第二图案电极、和覆盖所述下陶瓷衬底的所述空腔的内部侧表面的金属构件，所述金属构件连接所述热通路件的下侧并且与在所述下陶瓷衬底的下侧上形成的所述第一图案电极和所述第二图案电极分隔开。
9.根据权利要求8所述的电子部件封装，其中导热介质填充在所述下陶瓷衬底的下侧中形成的所述空腔中。
10.一种在电子部件封装的陶瓷衬底中形成空腔的方法，所述方法包括：
在陶瓷加工装置的旋转加工部中可拆卸地提供工具的第一步骤，所述工具包括具有切割刃的切割部，所述切割刃在所述切割部的外表面上形成；和
使所述工具向所述陶瓷衬底移动预定距离，同时所述工具随着所述旋转加工部旋转，并使所述工具返回至所述工具的原始位置，以在所述陶瓷衬底中形成具有斜侧面的空腔的第二步骤。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述切割部朝其纵向末端纵向地逐渐变细。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述切割部朝其纵向末端纵向地逐渐变细以具有圆形纵向末端。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述切割部朝其纵向末端纵向地逐渐变细以具有圆形纵向末端并在所述纵向末端上形成的突出物。
14.根据权利要求10所述的方法，其中所述切割部朝其纵向末端纵向地逐渐变细以在其纵向末端的边缘上具有齿。
15.根据权利要求14所述的方法，其中在所述纵向末端的所述边缘的中心处形成平坦部分。
16.根据权利要求10所述的方法，其中所述切割部的长度大于或等于在所述陶瓷衬底中形成的所述空腔的深度。
17.根据权利要求10所述的方法，其中所述陶瓷衬底通过层叠多个生坯片形成。
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