CN102308399A - 发光器件封装件及其制造方法 - Google Patents

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根井正美
黄硕珉
全忠培
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Abstract

本发明涉及发光器件封装件及其制造方法，该发光器件封装件包括：具有安装表面的基板；接合至基板的安装表面的发光器件；含有高反射材料的光反射树脂部，围绕发光器件填充在基板上，以便延伸到发光器件和基板之间的间隙中；以及密封地覆盖发光器件和光反射树脂部的封装树脂部。

Description

发光器件封装件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种发光器件封装件，且更具体地，涉及一种能够提高发光效率的发光器件封装件及其制造方法。
背景技术
近来，氮化物发光器件，即用于获得蓝色或绿色波长范围内的光的发光二极管(LED)，采用经验式为AlxInyGa(1-x-y)N(此处，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半导体材料制造。与基于灯丝的发光器件相比，这种LED具有各种优势，诸如寿命长、功耗低、初始驱动特征良好、高抗振性等，所以对LED的需求不断增长，而且最近高输出LED的积极开发促进了LED在各种应用领域中的使用，诸如汽车光源、电子板、照明、用于显示器的背光单元的光源等。
为满足消费者的需求，LED封装件必需具备高亮度发光特征。一般说来，LED封装件的形式根据LED的结构而变化。首先，当LED的结构为P侧电极和N侧电极形成于同一表面上时，该LED可通过倒装芯片焊接技术安装在子底座基板(sub-mount substrate)上。然后，进行底部填充，以在LED和子底座基板之间填充树脂构件。因此，连接LED和子底座基板的连接部分由树脂构件保护。然后，用硅树脂密封该LED，以便被完全覆盖。在具有倒装结构的LED封装件中，LED发出的光从与电极表面相对的方向发出。在LED发出的光释放到外界之前，为了使光入射到子底座基板的表面上，光经过多次反射和漫射。在这种情况下，如果子底座基板的反射率低，它就会吸收光，导致光损失。因此，优选地采用具有高反射率的子底座基板。然而，在这点上，就LED封装件的特征而言，如果高输出LED采用高强度电流，那么一个重要的因素就是选择具有高放热性的材料以及具有与LED芯片类似的热膨胀系数的材料，所以选择具有高反射率的基板材料并不太容易。而且，LED产生的大量光子在底部填充树脂构件的内侧处被吸收并耗尽。也就是说，因为LED发出的光被LED芯片周围的底部填充树脂构件吸收而耗尽，所以光不能轻易地从LED封装件释放出来，从而降低了光输出。
同时，对于不同类型的LED封装件，如果LED的结构为P侧电极和N侧电极形成于同一表面上，则将生长基板晶片键合(die-bond)至模制在封装件主体上的引线框，以便进行安装，而如果LED的结构为P侧电极和N侧电极形成于相互垂直的对立表面上，则将导电基板晶片键合至模制在封装件主体上的引线框，以便进行安装。随后，用硅树脂密封该LED，以便被完全覆盖。在这种类型的LED封装件中，在LED发出的光穿过硅树脂后释放到外界之前，光经过多次反射和漫射，然后入射到不透明的导电基板、晶片键合粘接剂、封装件主体等，光被吸收，导致光损失。
因此，需要一种能够防止光损失的封装件结构和方法，导致光损失的原因是LED封装件的封装材料具有低反射率使得光被吸收。
发明内容
技术问题
本发明的一个方面提供一种发光器件封装件，能够防止发光器件发出的光的损失，从而提高光提取效率，并因此提高发光效率。
本发明的另一方面提供一种制造该发光器件封装件的方法。
技术方案
根据本发明的一个方面，提供一种发光器件封装件，包括：具有安装表面的基板；接合至基板的安装表面的发光器件；含有高反射材料的光反射树脂部，该光反射树脂部形成于发光器件和基板之间的间隙中且从间隙处形成的区域延伸，以便围绕发光器件形成在基板上；以及密封地覆盖发光器件和光反射树脂部的封装树脂部。
与除接合发光器件的区域之外的基板的整个面积相比，光反射树脂部可形成在50％或更大的面积上。光反射树脂部可形成在基板的正面(frontsurface)上。光反射树脂部可形成为还覆盖发光器件的侧面。基板可以是子底座基板。
发光器件可包括：发光结构，该发光结构包括依次形成在生长基板上的第一半导体导电层、有源层和第二半导体导电层，且具有第一半导体导电层的一部分被露出的台面结构；第一导电电极，形成于第一半导体导电层的露出部分上；以及第二导电电极，形成于第二半导体导电层上。该发光器件还可包括形成于第二半导体导电层上的高反射欧姆接触层。该发光器件还可包括：形成于基板上的焊盘；以及形成于焊盘上并电连接第一和第二导电电极的金属凸块，其中该基板还可包括与焊盘电连接的导电通孔。
根据本发明的另一方面，提供一种发光器件封装件，包括：具有凹腔的封装件主体；与封装件主体连接的第一和第二引线框，使得第一和第二引线框暴露于凹腔的下表面且彼此相对；安装在第一和第二引线框的一个表面上的至少一个发光器件；导线，用于将第一和第二引线框中的未安装发光器件的引线框与发光器件电连接；光反射树脂部，涂覆的厚度小于发光器件的厚度，位于发光器件的侧面与凹腔的侧壁之间，且含有高反射材料；以及密封在凹腔的内侧以覆盖发光器件的封装树脂部。
该凹腔可具有阶梯部(step portion)，且该阶梯部具有的高度小于发光器件的厚度。发光器件可包括：发光结构，该发光结构包括依次堆叠的第一半导体导电层、有源层和第二半导体导电层；导电基板，形成于第二半导体导电层上；以及第一导电电极，形成于第一半导体导电层的下表面上。此外，该发光器件可包括：发光结构，该发光结构包括依次形成在生长基板上的第一半导体导电层、有源层和第二半导体导电层，且具有第一半导体导电层的一部分被露出的台面结构；第一导电电极，形成于第一半导体导电层的露出部分上；以及第二导电电极，形成于第二半导体导电层上。
在发光器件封装件中，光反射树脂部可包含高反射材料，以便具有70％或更高的漫反射比。高反射材料可具有电绝缘特征，且可以是TiO2或Al2O3。高反射材料可以是粉末颗粒。涂覆粉末颗粒以抑制光催化剂反应。封装树脂部可包含磷光体材料或量子点。
根据本发明的另一方面，提供一种制造发光器件封装件的方法，包括：在基板上依次形成焊盘和金属凸块；在金属凸块上倒装芯片焊接发光器件；形成含有高反射材料的光反射树脂部，填充发光器件和基板之间的间隙，且在基板上延伸至发光器件的附近；以及切分基板，以便分离成单个的发光器件封装件。
制造发光器件封装件的方法还可包括：在将基板分离为单个的发光器件封装件之前，形成封装树脂部以覆盖发光器件和光反射树脂部。在形成光反射树脂部时，与除接合发光器件的区域之外的基板的整个面积相比，光反射树脂部可形成在50％或更大的面积上。在形成光反射树脂部时，该光反射树脂部可形成在基板的正面上。在形成光反射树脂部时，该光反射树脂部可形成为还覆盖发光器件的侧面。
根据本发明的另一方面，提供一种制造发光器件封装件的方法，包括：制备具有凹腔的封装件主体，使得凹腔在其上表面上具有阶梯部；将第一和第二引线框连接于封装件主体，使得它们暴露于凹腔的下表面且彼此相对；通过晶片键合技术将发光器件安装在第一和第二引线框之一的上表面上；形成将发光器件与第一和第二引线框中的未安装发光器件的引线框电连接的导线；形成含有高反射材料的光反射树脂部，该光反射树脂部的厚度小于发光器件的厚度，使得光反射树脂部涂覆在发光器件的侧面上和凹腔的侧壁上；以及在凹腔的内侧形成封装树脂部，以便覆盖发光器件。在制备封装件主体时，凹腔可形成为具有阶梯部。该阶梯部可形成为具有的高度从凹腔的下表面算起不大于发光器件的厚度。
高反射材料可以是TiO2或Al2O3。高反射材料可以是粉末颗粒。涂覆粉末颗粒以抑制光催化剂反应。封装树脂部可包含磷光体材料或量子点。
制造发光器件封装件的方法还可包括：在形成光反射树脂部和形成封装树脂部之后，施加热量以硬化光反射树脂部和封装树脂部。
有益效果
如上所述，根据本发明的示例性实施方式，涂覆包含高反射材料的光反射树脂部，以覆盖发光器件的下部或发光器件的侧面以及发光器件的附近，因而降低了树脂构件和封装材料对光的吸收，增加了表面反射率，从而提高了发光效率。
附图说明
图1是示意性地示出根据本发明的第一示例性实施方式的发光器件封装件的侧剖视图；
图2(a)至图2(d)为示出制造根据本发明的第一示例性实施方式的图1所示发光器件封装件的方法的顺序工艺的侧剖视图；
图3是示出根据本发明的第一示例性实施方式的发光器件封装件的亮度增强效果的示图；
图4(a)和图4(b)为示出根据本发明的第一示例性实施方式的发光器件封装件的实际驱动状态以及普通发光器件封装件的实际驱动状态的照片；
图5是示意性地示出本发明的第二示例性实施方式的发光器件封装件的侧剖视图；
图6是示意性地示出本发明的第三示例性实施方式的发光器件封装件的侧剖视图；
图7(a)至图7(g)为示出制造根据本发明的第二示例性实施方式的图5所示发光器件封装件的方法的顺序工艺的侧剖视图；
图8(a)至图8(e)为示出制造根据本发明的第二示例性实施方式的图5所示发光器件封装件的方法的顺序工艺的侧剖视图；以及
图9是示出根据本发明的第二示例性实施方式的发光器件封装件的光提取效率的改进效果的示图。
具体实施方式
以下参考附图详细描述本发明的示例性实施方式。然而，本发明可采用不同的形式实施，而不应解释为限于此处提出的实施方式。相反，提供这些实施方式是为了让本公开彻底和完整，并向本领域技术人员充分传达本发明的范围。在附图中，为了清晰可将形状和尺寸放大，且整个附图中使用相同的参考号来表示相同或类似的部件。
图1是示意性地示出根据本发明的第一示例性实施方式的发光器件封装件的侧剖视图。此处，本发明的第一示例性实施方式为一种具有如下结构的发光器件封装件，在该结构中，发光器件为倒装芯片焊接。在这种情况下，该发光器件具有第一和第二导电电极形成于同一表面上的结构。
如图1所示，根据该示例性实施方式的发光器件封装件200包括倒装芯片焊接在基板210上的发光器件100，还包括填充在发光器件100和基板210之间的间隙中及填充在基板210的正面上的光反射树脂部260，以及密封整个发光器件100和基板210的封装树脂部160。
发光器件100可以是电安装在基板210上的半导体器件，并且可通过外部电源施加的电力而输出一定波长的光，且可以是发光二极管(LED)。发光器件100包括发光结构120，在该发光结构中，第一半导体导电层121、有源层122和第二半导体导电层123依次堆叠。发光结构120具有如下结构：有源层122和第二半导体导电层123被台面蚀刻，以露出第一半导体导电层121的一个区域。第一导电电极150和第二导电电极140分别形成于发光器件120的露出的第一半导体导电层121上和第二半导体导电层123上。此处，可形成多个第二导电电极140，以扩散电流。生长基板110表示用于制造发光器件的普通晶圆。作为生长基板110，可使用诸如AL2O3、ZnO和LiAl2O3的透明基板，在本示例性实施方式中，使用蓝宝石基板。
尽管未示出，但发光器件100可包括含有AlN或GaN的低温核生长层(low temperature nuclear growth layer)，作为形成于生长基板110上的缓冲层，以便减低与蓝宝石基板的晶格失配(lattice-mismatching)。
而且，在发光器件100中，高反射欧姆接触层130可形成于第二半导体导电层123上，以便向上反射朝着第二导电电极140发射的光。高反射欧姆接触层130由能够减小与具有相对较大能带隙的第二半导体导电层123的接触电阻的材料制成，并且从具有倒装芯片结构的发光器件封装件的结构方面考虑，高反射欧姆接触层具有高反射率。即，高反射欧姆接触层130可由选自以下材料组成的组中的材料形成：Ag、Ni、Al、Ph、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au或其组合物。优选地，高反射欧姆接触层130具有70％或更高的反射率。
基板210包括焊盘220和230，以分别与发光器件100的第一和第二导电电极150和140接合。金属凸块240和250将发光器件100与基板210的焊盘220和230接合，从而将发光器件100与焊盘220和230电连接。此处，基板210可以是子底座基板。
光反射树脂部260是用于保护发光器件100的连接和焊接区域的底部填充树脂层，且由高反射材料261和绝缘树脂的混合物制成，其中高反射材料用于漫反射发光器件100的内部(即，有源层122)发出的光。绝缘树脂可以是热固性树脂，且优选地是硅。光反射树脂部260可优先填充发光器件100和基板210之间的间隙(即发光器件100的下侧)且延伸至发光器件100的侧面，以便形成在基板210的正面上。即，光反射树脂部260填充于制备发光器件100的第一和第二导电电极150和140、焊盘220和230、金属凸块240和250的区域，且用于增强发光器件100和基板210的粘接强度。
图1示出了光反射树脂部260形成于发光器件100的下侧处和基板210的正面上的情况，但本发明不限于此，而是光反射树脂部260可只形成于基板210的围绕发光器件100且从发光器件100的下部延伸的至少一部分上。即光反射树脂部260可包括发光器件100的下部，且形成为与除发光器件100的下部之外的基板210的整个面积相比占据50％或更大的面积。
高反射材料261为粉末颗粒的形式，且在这种情况下，这种粉末颗粒的粒径范围为10nm至10μm。为了使高反射材料261在绝缘树脂中均匀或平均分布或散布，优选地，高反射材料261的粒径为亚微米(1μm)或更小。而且，高反射材料261用于漫反射从发光器件100的内部(即，有源层122)发出的光，以允许光释放到外界而不被底部填充树脂构件或基板210吸收。为此，优选地，高反射材料261对于光具有70％或更高的漫反射率，且可以是TiO2或Al2O3。
高反射材料261具有电绝缘特征，且包含表面处理颗粒，即涂覆颗粒，以便提高分散性并抑制光催化剂反应。即，如果从发光器件100内部发出的UV或蓝色短波长光入射到光反射树脂部260，TiO2会通过催化作用分解附近的有机分子，导致树脂的泛黄现象，从而降低发光效率。而且，高反射材料261可能会成团，而不是均匀地分布或散布在树脂内，且沉降在基板的表面，使得光在树脂内被吸收而不是被反射，从而降低了发光效率。因此，作为高反射材料261，使用涂覆粉末颗粒来防止分散性的降低和由于光催化剂反应而导致的树脂泛黄现象的发生。
通过这种方式，在根据本发明的第一示例性实施方式的发光器件封装件中，为了防止由于基板210和底部填充树脂构件的低反射率导致的光吸收，将含有高反射材料261的光反射树脂部260涂覆于发光器件100的下部和基板210的表面上，以便从发光器件100的有源层122发出的光能够通过高反射材料261进行漫反射，从而释放到外界。即，因为朝着光反射树脂部260的大部分光被反射并被引向发光器件的光提取表面，所以能够提高发光效率。
图2(a)至图2(d)为示出用于制造根据本发明的第一示例性实施方式的图1所示发光器件封装件的方法的顺序工艺的侧剖视图。此处，在制造发光器件封装件的方法中，通过使用某种晶圆制造多个发光器件封装件，但为了简洁，图2中示出的是制造几个发光器件封装件，且这些发光器件封装件具有相同的结构，所以在以下描述中只对单个发光器件封装件采用参考标号。
如图2(a)所示，在生长基板110上依次堆叠第一半导体导电层121、有源层122和第二半导体导电层123，以形成发光结构120。
此处，发光结构120可以用经验式为AlxInyGa(1-x-y)N(此处，0≤x≤1、0≤y≤1、0≤x+y≤1)的半导体材料制造，且可通过各种沉积和生长方法形成，包括化学气相沉积(CVD)、有机金属化学气相沉积(MOCVD)、等离子体增强化学气相沉积(PCVD)、分子束外延(MBE)、氢化物气相外延(HVPE)等。
然后，如图2(b)所示，通过台面蚀刻部分去除发光结构120的有源层122和第二半导体导电层123，以露出第一半导体导电层121的一部分。在通过台面蚀刻露出的第一半导体导电层121上形成第一导电电极150。
然后，在第二导电层123上形成高反射欧姆接触层130。高反射欧姆接触层130具有70％或更高的反射率，且与第二半导体导电层123形成欧姆接触。采用高反射欧姆接触层130，以便通过朝着发光面反射入射到第二导电电极140的光而提高发光效率。可省去高反射欧姆接触层130。
然后，在高反射欧姆接触层130上形成第二导电电极140。当省去高反射欧姆接触层130时，可在第二半导体导电层123上直接形成第二导电电极140。在如此形成的结构上进行切分处理，以便分离每个发光器件100。
制造发光器件的工艺不限于上述方法，且可增加各种修改和各种膜。例如，可在第二半导体导电层123上形成多个高反射欧姆接触层，且可额外形成一反射层。而且，可在第一和第二半导体导电层121和123上额外形成欧姆金属层，以便平稳地提供电流。
接着，如图2(c)所示，将分离的发光器件100安装在基板210上。在这种情况下，首先，在基板210上形成焊盘220和230，在所述焊盘上将接合发光器件100的第一和第二导电电极150和140。此处，基板210可由SiC、Si、Ge、SiGe、AlN、金属等制成，具有良好的导热性。具体地，当基板210由具有良好导热性和绝缘性的AlN制成时，其中形成有与焊盘连接的导电通孔，且当基板210由具有高传热率的金属材料制成时，需要在基板210上形成一绝缘层。在这种情况下，基板210可以是子底座基板。
焊盘220和230由具有良好导电性的金属制成，且通过丝网印刷方法或通过沉积工艺采用某种掩模图案形成。
然后，在基板210上所形成的焊盘220和230上形成金属凸块240和250。此处，金属凸块可由Pb、Sn、Au、Ge、Cu、Bi、Cd、Zn、Ag、Ni和Ti中的至少一种或它们的合金制成。金属凸块240和250也可形成于LED芯片100的电极上，而不是形成在基板210的焊盘220和230上。
然后，将分离的发光器件的第一和第二导电电极140和150分别接合到金属凸块240和250上，以将发光器件100倒装芯片焊接至基板210上。此处，发光器件100的电极与金属凸块可通过各种接合方法接合。例如，发光器件100的电极与金属凸块可采用热或超声波方式接合，或者可采用热和超声波两种方式压接接合。
在通过金属凸块240和250以及焊盘220和230将发光器件100和基板210电连接之后，进行底部填充处理，以防止金属凸块240和250的氧化，并稳定地维护发光器件100和基板210的电连接状态。
在底部填充处理中，将光反射树脂构件优先注入到发光器件100和基板210之间的间隙中，且光反射树脂构件延伸以被涂覆直至基板210的围绕发光器件100的一部分，然后硬化该光反射树脂构件，以形成光反射树脂部260。
光反射树脂部260(即，通过混合树脂和高反射材料261获得的树脂构件)可填充在发光器件100和基板210之间(即发光器件100的下部)，并且也可涂覆在发光器件100的侧表面的一部分上。而且，光反射树脂部260可涂覆在基板210的围绕发光器件100的整个表面上，包括发光器件100的下部，然后硬化该光反射树脂部。
现在更详细地描述光反射树脂部260。以高反射材料均匀地散布在绝缘树脂内的状态形成光反射树脂部260。在这种情况下，绝缘树脂为热固性树脂，且优选地，绝缘树脂可以是硅树脂。
高反射材料261漫反射从发光器件100发出的光，以将光释放到外界，且其形式为粉末颗粒。粉末颗粒的粒径范围为10nm至10μm。为了实现粉末颗粒在绝缘树脂中的平均或均匀分布或散布，所述粉末颗粒优选地具有亚微米(1μm)或更小的粒径。
作为高反射材料261，使用表面处理颗粒(即，涂覆颗粒)来抑制光催化剂反应，从而提高分散性，允许高反射材料261均匀地散布在绝缘树脂中，并防止绝缘树脂的泛黄现象。高反射材料261可由TiO2或Al2O3制成。
然后，如图2(d)所示，用透明树脂覆盖和密封倒装芯片焊接至基板210的发光器件100和光反射树脂部260，从而形成封装树脂部270，并将基板210分离成单个的封装件。
详细地，在如图2(c)所示的形成的产品中，将透明树脂构件涂覆在具有发光器件100和涂覆有光反射树脂部260的基板210上，并通过施加热量而硬化该透明树脂构件，以形成封装树脂部270。在这种情况下，封装树脂部270可包含磷光体材料或量子点。对于磷光体材料，可从(Ba，Sr，Ca)5(PO4)3Cl:(Eu2+，Mn2+)和Y2O3:(Bi3+，Eu2+)中选择并使用蓝色磷光体，可使用基于氮化物或基于硫化物的红色磷光体，可使用基于硅酸盐、基于硫化物和基于氮化物之一的绿色磷光体，并且可选择基于YAG或基于TAG的深红色磷光体作为黄色磷光体。量子点表示通过调整纳米颗粒的粒径从蓝色到红色的颜色，且可以是II-VI族化合物半导体纳米晶，诸如CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe和HgTe。因此，通过使用磷光体材料或量子点，封装树脂部270可将从发光器件100发出的光的波长转化成白光。并且然后，切分基板210，以将其分离成单个的具有倒装芯片结构的发光器件封装件200。
通过这种方式，因为发光器件100倒装芯片焊接至基板210，并且含有高反射材料261的光反射树脂部260形成于发光器件100和基板210之间的间隙中以及基板210的围绕发光器件100的表面上，所以从发光器件100的有源层122发出的光不被吸收至底部填充树脂构件和基板，而是与高反射材料261碰撞以产生漫反射，因而增加了输出至外界的光量(或辐射强度)并提高了发光效率。
图3是示出根据本发明的第一示例性实施方式的发光器件封装件的亮度增强效果的曲线图。此处，在根据本发明的第一示例性实施方式的发光器件封装件中，基板由具有高放热性、高可靠性以及低热膨胀系数的AlN制成，焊盘通过镀金而形成，且光反射树脂部形成于基板的正面上。
参考图3，需要注意的是，与现有技术中具有不含高反射材料的光反射树脂部的发光器件封装件(A)相比，本发明中所提出的具有含高反射材料的光反射树脂部的发光器件封装件(B)实现了亮度提高25％的效果。
图4(a)和图4(b)为示出根据本发明的第一示例性实施方式的发光器件封装件的实际驱动状态和普通发光器件封装件的实际驱动状态的照片，其中(a)为普通发光器件封装件，而(b)为根据本发明的第一示例性实施方式的发光器件封装件。
参考图4(a)和4(b)，需要注意的是，与现有技术的发光器件封装件(a)相比，本发明中所提出的具有含高反射材料的光反射树脂部的发光器件封装件(b)实现了提高亮度的效果。
图5是示意性地示出根据本发明的第二示例性实施方式的发光器件封装件的侧剖视图。
如图5所示，发光器件封装件400包括封装件主体410以及连接于封装件主体410的第一和第二引线框420和430。封装件主体410具有凹腔，该凹腔中安装有发光器件300。第一和第二引线框420和430暴露于凹腔的下表面且布置为彼此相对。发光器件300通过晶片键合技术安装在第一引线框420上。在这种情况下，两个引线框420和430通过封装件主体410电绝缘。光反射树脂部460和封装树脂部470形成于凹腔的内侧。
发光器件300通过导电粘接剂440晶片键合至第一引线框420，且通过导线450电连接于第二引线框430。在这种情况下，根据发光器件300的电极布置，第一和第二引线框420和430可通过导线连接。此处，任何器件都可用作发光器件300，只要该器件可用作光源即可，且优选地，采用发光二极管(LED)，因为这种光源的尺寸小且效率高。发光器件300可具有与以上参照图1所述的发光器件100相同的结构。此外，发光器件300可具有如下结构：第一和第二导电电极形成于沿竖直方向的相对侧上。这将在下面参考图8进行描述。
封装件主体410具有其中安装有发光器件300的凹腔和形成在凹腔内侧的阶梯部480。阶梯部480用作用于填充光反射树脂部460的显示线，且该阶梯部的高度小于发光器件300的厚度。即，光反射树脂部460最高可填充到与发光器件300的侧面一样高，但不能覆盖发光器件300的上表面(即，发光面)。
光反射树脂部460由通过混合高反射材料461和绝缘树脂而获得的混合物制成，其中高反射材料用于漫反射发光器件300发出的光。绝缘树脂是热固性树脂，且优选地是硅树脂。光反射树脂部460填充得低于发光器件300的厚度，以便涂覆在发光器件300的侧面和阶梯部480的侧壁之间，并且在这种情况下，光反射树脂部460可填充得与阶梯部480一样高。
此处，高反射材料461为粉末颗粒的形式，且在这种情况下，这种粉末颗粒的粒径范围为10nm至10μm。为了使高反射材料461在绝缘树脂中均匀分布或散布，优选地，高反射材料461的粒径为亚微米(1μm)或更小。而且，高反射材料461用于漫反射从发光器件300的内部发出的光，以允许光释放到外界，而不被导电粘接剂、树脂或封装件主体410吸收。为此，优选地，高反射材料461对于光具有70％或更高的漫反射率，且可是TiO2或Al2O3。
高反射材料461具有电绝缘特征，且包含表面处理颗粒，即涂覆颗粒，以便提高分散性并抑制光催化剂反应。即，如果从发光器件300内部发出的UV或蓝色短波长光入射到光反射树脂部460，TiO2会通过催化作用分解附近的有机分子，导致树脂的泛黄现象，从而可能降低发光效率。而且，高反射材料261会成团，而不是均匀地散布在树脂内，且沉降在凹腔的底部，使得树脂吸收光，从而降低了发光效率。因此，作为高反射材料261，使用涂覆粉末颗粒来防止分散性的降低和由于光催化剂反应而导致的树脂泛黄现象的发生。
图6是示意性地示出本发明的第三示例性实施方式的发光器件封装件的侧剖视图。此处，图6中所示的发光器件封装件400′及其配置与图5中所示的第二示例性实施方式基本相同，除了封装件主体410′的侧壁具有倾斜反射面外。因此，将省去与图5所示第二示例性实施方式中相同部件的描述，而只描述与图5所示第二示例性实施方式不同的配置。
如图6所示，发光器件封装件400′的封装件主体410′包括凹腔，该凹腔中安装有发光器件300，且该凹腔的侧壁具有阶梯部480，该阶梯部用作用于填充光反射树脂部460的显示线。而且，该凹腔形成为沿着内圆周表面具有反射面，该反射面朝着发光器件300向下倾斜，从最上表面直到阶梯部480。该反射面可向上反射入射到其上的光。
现在将参照图7和图8描述用于制造根据本发明的第二示例性实施方式的图5所示发光器件封装件的方法。此处，事实上，制造多个发光器件封装件，但为了简洁，只描述形成单个发光器件封装件的工艺。
图7(a)至图7(g)为示出用于制造根据本发明的第二示例性实施方式的图5所示发光器件封装件的方法的顺序工艺的侧剖视图。
如图7(a)所示，在生长基板310上依次堆叠第一半导体导电层321、有源层322和第二半导体导电层323，以形成发光结构320。
此处，发光结构320可以用经验式为AlxInyGa(1-x-y)N(此处，0≤x≤1、0≤y≤1、0≤x+y≤1)的半导体材料制成，且可通过各种沉积和生长方法形成，包括化学气相沉积(CVD)、有机金属化学气相沉积(MOCVD)、等离子体增强化学气相沉积(PCVD)、分子束外延(MBE)、氢化物气相外延(HVPE)等。
然后，如图7(b)所示，在发光结构320的上表面上形成导电基板360。此处，导电基板360用作最终发光器件的第二导电电极，且用作用于支撑发光结构320的支架。导电基板360可通过镀覆或晶片键合方法与发光结构320结合，并且可以是Si基板、SiAl基板、SiC基板、ZnO基板、GaAs基板和GaN基板中的一种。
尽管在本发明中不是必需的，但在第二半导体导电层323上可形成高反射欧姆接触层(未示出)。高反射欧姆接触层与第二半导体导电层323形成欧姆接触，且具有高反射率。优选地，高反射欧姆接触层具有70％或更高的反射率。例如，高反射欧姆接触层可形成为单一层或包括金属层或合金层的多个层，其中金属或合金选自由Ag、Ni、Al、Ph、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和其组合物中的至少一种。
然后，如图7(c)所示，将生长基板310与发光结构320分离。在这种情况下，分离生长基板310的工艺可通过使用一般激光剥离工艺或化学湿法剥离工艺进行。
然后，如图7(d)所示，进行切分处理，以将导电基板360和发光结构320分离成为单个的发光器件300，并且在每个发光结构320的上表面上形成第一导电电极350。
然后，如图7(e)所示，形成一个凹腔，使得在其上表面上具有阶梯部，并制备封装件主体410，第一和第二引线框420和430连接于封装件主体且彼此相对，并暴露于凹腔的下表面，将如图7(d)所示制成的发光器件300安装在暴露于封装件主体410的凹腔下表面的第一引线框420上。在这种情况下，发光器件300的导电基板的下表面晶片键合至第一引线框420的上表面，并且形成导线450，以电连接第一导电电极350和第二引线框430。阶梯部480用作用于形成光反射树脂部460的显示线，并形成于凹腔的下表面上，使得阶梯部的高度小于发光器件300的厚度。
此处，封装件主体410可形成为封装件主体410′，其中凹腔的侧壁具有反射面，如同图6所示的发光器件封装件400′。在这种情况下，借助于反射面可进一步增加释放到外界的光量。
然后，如图7(f)所示，在封装件主体410的凹腔的内侧形成光反射树脂部460。在这种情况下，光反射树脂部460涂覆填充于发光器件300的侧面和阶梯部480的侧壁之间，且形成为低于发光器件300的厚度。即，光反射树脂部460填充成从发光器件300的侧面延伸，与阶梯部480一样高，直到阶梯部480的侧壁。
光反射树脂部460是通过混合高反射材料461和绝缘树脂而获得的树脂构件，其中，高反射材料461均匀地分布或散布。绝缘树脂是热固性树脂，且优选地是硅树脂。
高反射材料461漫反射从发光器件100发出的光，以防止光吸收，并将光释放到外界，且高反射材料为粉末颗粒的形式。粉末颗粒的粒径范围为10nm至10μm。为了实现粉末颗粒在绝缘树脂中的平均或均匀地分布或散布，优选地，粉末颗粒的粒径为亚微米(1μm)或更小。
作为高反射材料461，使用表面处理颗粒(即，涂覆颗粒)来抑制光催化剂反应，从而提高分散性，允许高反射材料461均匀地散布在绝缘树脂中，并防止绝缘树脂的泛黄现象。高反射材料461可由TiO2或Al2O3制成。
然后，如图7(g)所示，通过用透明树脂密封和覆盖封装件主体410的凹腔内的发光器件300而形成封装树脂部470，光反射树脂部460涂覆于凹腔内。在这种情况下，封装树脂部470可包含磷光体材料或量子点。对于磷光体材料，可从(Ba，Sr，Ca)5(PO4)3Cl:(Eu2+，Mn2+)和Y2O3:(Bi3+，Eu2+)中选择并使用蓝色磷光体，可使用基于氮化物或基于硫化物的红色磷光体，可使用基于硅酸盐、基于硫化物和基于氮化物之一的绿色磷光体，并且可选择基于YAG或基于TAG的深红色磷光体作为黄色磷光体。量子点表示通过调整纳米颗粒的粒径从蓝色到红色的颜色，且可以是II-VI族化合物半导体纳米晶，诸如CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe和HgTe。因而，通过使用磷光体材料或量子点，封装树脂部270可将从发光器件100发出的光的波长转化成白光。
通过这种方式，将光反射树脂部460涂覆在封装件主体410的凹腔的下表面上及发光器件300的侧面上，由此，可防止从发光器件300的有源层322释放出的光被导电粘接剂、树脂构件、封装件主体等吸收，且因为释放出的光与高反射材料461碰撞，发生漫反射，所以可增加释放到外界的光量，从而提高发光效率。
图8(a)至图8(e)为示出用于制造根据本发明的第二示例性实施方式的图5所示发光器件封装件的方法的顺序工艺的侧剖视图。此处，根据本发明的第二示例性实施方式的发光器件封装件采用具有如下结构的发光器件500：第一和第二导电电极540和550形成于同一表面上。制造图8所示的发光器件封装件400的工艺与图7所示基本相同，所以将省去相同配置的描述，仅描述不同的配置。
首先，如图8(a)所示，在生长基板510上依次堆叠第一半导体导电层521、有源层522和第二半导体导电层523，以形成发光结构520。
其次，如图8(b)所示，通过台面蚀刻部分去除发光结构520的有源层522和第二半导体导电层，以露出第一半导体导电层521的一部分。在通过台面蚀刻露出的第一半导体导电层521上形成第一导电电极550，且在第二半导体导电层523上形成第二导电电极540。在如此形成的结构上进行切分处理，以分离出单个的发光器件500。
然后，如8(c)所示，形成一个凹腔，使得在其上表面上具有阶梯部，并制备封装件主体410，第一和第二引线框420和430连接于封装件主体且彼此相对，并暴露于凹腔的下表面，将如图8(b)所示制成的发光器件500安装在暴露于封装件主体410的凹腔下表面的第一引线框420上。在这种情况下，发光器件300的生长基板的下表面晶片键合至第一引线框420的上表面，并且形成导线450，以分别电连接第一导电电极530和第二引线框430以及第二导电电极540和第一引线框520。阶梯部480用作用于形成光反射树脂部460的显示线，且形成于凹腔的下表面上，使得阶梯部的高度小于发光器件300的厚度，因此光反射树脂部460不会覆盖发光器件500的上表面(即，发光面)。
此处，封装件主体410可形成为封装件主体410′，其中凹腔的侧壁具有反射面，如同图6所示的发光器件封装件400′。在这种情况下，借助于反射面可进一步增加释放到外界的光量。
然后，如图8(d)所示，在封装件主体410的凹腔的内侧形成光反射树脂部460。在这种情况下，光反射树脂部460涂覆填充于发光器件500的侧面和阶梯部480的侧壁之间，且形成为低于发光器件500的厚度。光反射树脂部460是通过混合高反射材料461和绝缘树脂而形成的树脂构件。高反射材料461均匀地分布或散布在光反射树脂部460内。
然后，如图8(e)所示，通过用透明树脂密封和覆盖封装件主体410的凹腔内的发光器件300而形成封装树脂部470，光反射树脂部460涂覆于凹腔内。在这种情况下，封装树脂部470可包含磷光体材料或量子点。通过使用磷光体材料或量子点，封装树脂部270可将从发光器件100发出的光的波长转化成白光。
图9是示出根据本发明的第二示例性实施方式的发光器件封装件的光提取效率的改进效果的示图。此处，现有技术的一般发光器件封装件仅包括封装树脂部。如图9所示，现有技术的一般发光器件封装件在350mA的驱动电流下具有70.1lm的光量，而根据本发明的示例性实施方式的发光器件封装件在350mA的驱动电流下具有78.1lm的光量。因此，注意到，与现有技术相比，本发明的光反射树脂部可获得光提取效率提高10.8％的效果。
尽管已经结合示例性实施方式示出并描述了本发明，但对于本领域技术人员而言很显然，在不背离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可进行修改和变化。

Claims (33)

1.一种发光器件封装件，包括：
基板，具有安装表面；
发光器件，接合至所述基板的安装表面；
光反射树脂部，含有高反射材料，形成于所述发光器件和所述基板之间的间隙中，且从所述间隙处形成的区域延伸，以便围绕所述发光器件形成在所述基板上；以及
封装树脂部，密封地覆盖所述发光器件和所述光反射树脂部。
2.根据权利要求1所述的发光器件封装件，其中，与除接合所述发光器件的区域之外的所述基板的整个面积相比，所述光反射树脂部形成在50％或更大的面积上。
3.根据权利要求2所述的发光器件封装件，其中，所述光反射树脂部形成于所述基板的正面上。
4.根据权利要求1所述的发光器件封装件，其中，所述光反射树脂部形成为还覆盖所述发光器件的侧面。
5.根据权利要求1所述的发光器件封装件，其中，所述基板为子底座基板。
6.根据权利要求1所述的发光器件封装件，其中，所述发光器件包括：
发光结构，包括依次形成在一生长基板上的第一半导体导电层、有源层和第二半导体导电层，且具有所述第一半导体导电层的一部分被露出的台面结构；
第一导电电极，形成于所述第一半导体导电层上的露出部分上；以及
第二导电电极，形成于所述第二半导体导电层上。
7.根据权利要求6所述的发光器件封装件，还包括：
高反射欧姆接触层，形成于所述第二半导体导电层上。
8.根据权利要求6所述的发光器件封装件，还包括：
焊盘，形成于所述基板上；以及
金属凸块，形成于所述焊盘上，且电连接所述第一和第二导电电极。
9.根据权利要求8所述的发光器件封装件，其中，所述基板还包括与所述焊盘电连接的导电通孔。
10.一种发光器件封装件，包括：
封装件主体，具有凹腔；
第一和第二引线框，与所述封装件主体相连接，使得所述第一和第二引线框暴露于所述凹腔的下表面且彼此相对；
至少一个发光器件，安装在所述第一和第二引线框的一个表面上；
导线，用于将所述第一和第二引线框中的未安装所述发光器件的一个引线框与所述发光器件电连接；
光反射树脂部，涂覆的厚度小于所述发光器件的厚度，位于所述发光器件的侧面和所述凹腔的侧壁之间，且含有高反射材料；以及
封装树脂部，密封在所述凹腔的内侧，以覆盖所述发光器件。
11.根据权利要求10所述的发光器件封装件，其中，所述凹腔具有阶梯部。
12.根据权利要求11所述的发光器件，其中，所述阶梯部具有的高度小于所述发光器件的厚度。
13.根据权利要求10所述的发光器件封装件，其中，所述发光器件包括：
发光结构，包括依次堆叠的第一半导体导电层、有源层和第二半导体导电层；
导电基板，形成于所述第二半导体导电层上；以及
第一导电电极，形成于所述第一半导体导电层的下表面上。
14.根据权利要求10所述的发光器件封装件，其中，所述发光器件包括：
发光结构，包括依次形成在一生长基板上的第一半导体导电层、有源层和第二半导体导电层，且具有所述第一半导体导电层的一部分被露出的台面结构；
第一导电电极，形成于所述第一半导体导电层的露出部分上；以及
第二导电电极，形成于所述第二半导体导电层上。
15.根据权利要求1或10所述的发光器件封装件，其中，所述光反射树脂部包含所述高反射材料，以便具有70％或更多的漫反射比。
16.根据权利要求1或10所述的发光器件封装件，其中，所述高反射材料具有电绝缘特征。
17.根据权利要求1或10所述的发光器件封装件，其中，所述高反射材料是TiO2或Al2O3。
18.根据权利要求1或10所述的发光器件封装件，其中，所述高反射材料为粉末颗粒。
19.根据权利要求18所述的发光器件封装件，其中，涂覆所述粉末颗粒以抑制光催化剂反应。
20.根据权利要求1或10所述的发光器件封装件，其中，所述光反射树脂部包含磷光体材料或量子点。
21.一种制造发光器件封装件的方法，所述方法包括：
在基板上依次形成焊盘和金属凸块；
将发光器件倒装芯片焊接在所述金属凸块上；
形成含有高反射材料的光反射树脂部，填充所述发光器件和所述基板之间的间隙，且在所述基板上延伸至所述发光器件的附近；以及
切分所述基板，以便分离成单个的发光器件封装件。
22.根据权利要求21所述的方法，还包括：
在将所述基板分离成单个的发光器件封装件之前，形成封装树脂部以覆盖所述发光器件和所述光反射树脂部。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，在形成所述光反射树脂部时，与除接合所述发光器件的区域之外的所述基板的整个面积相比，所述光反射树脂部形成在50％或更大的面积上。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，在形成所述光反射树脂部时，所述光反射树脂部形成于所述基板的正面上。
25.根据权利要求21所述的方法，其中，在形成所述光反射树脂部时，所述光反射树脂部形成为还覆盖所述发光器件的侧面。
26.一种制造发光器件封装件的方法，所述方法包括：
制备具有凹腔的封装件主体；
将第一和第二引线框连接至所述封装件主体，使得所述第一和第二引线框暴露于所述凹腔的下表面且彼此相对；
通过晶片键合技术将发光器件安装在所述第一和第二引线框之一的上表面上；
形成将所述发光器件与所述第一和第二引线框中的未安装所述发光器件的一个引线框电连接的导线；
形成含有高反射材料的光反射树脂部，所述光反射树脂部的厚度小于所述发光器件的厚度，使得所述光反射树脂部涂覆在所述发光器件的侧面上和所述凹腔的侧壁上；以及
在所述凹腔的内侧形成封装树脂部，以覆盖所述发光器件。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，在制备所述封装件主体时，所述凹腔形成为具有阶梯部。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述阶梯部形成为具有的高度从所述凹腔的下表面算起不大于所述发光器件的厚度。
29.根据权利要求21或26所述的方法，其中，所述高反射材料是TiO2或Al2O3。
30.根据权利要求21或26所述的方法，其中，所述高反射材料是粉末颗粒。
31.根据权利要求29所述的方法，其中，涂覆所述粉末颗粒以抑制光催化剂反应。
32.根据权利要求22或26所述的方法，其中，所述封装树脂部包含磷光体材料或量子点。
33.根据权利要求22或26所述的方法，还包括：
在形成所述光反射树脂部和形成所述封装树脂部之后，施加热量以硬化所述光反射树脂部和所述封装树脂部。
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