CN105190916A - 具有波长转换层的发光装置 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及发光装置及其制造方法,该发光装置包括侧面发光装置和/或多面发光装置。根据本公开的实施方式包括使用功能层,该功能层可以包括与光发射器的一个或多个部分的相隔距离以在进一步的装置处理期间提高该功能层的稳定性。该功能层可以进一步包括翼状部分,该翼状部分允许被涂覆该光发射器的下侧部分以进一步与所发射的光相互作用并且将反射层涂覆在该功能层上以进一步改善光提取和光发射均匀性。还公开了一种包括使用虚拟晶片结构的方法的制造方法。
Description
相关申请的交叉引用
本申请是由ChristopherP.Hussell等人于2013年2月5日提交的题为“Submount-FreeLightEmittingDiode(LED)ComponentsandMethodsofFabricatingSame”的美国专利申请序号13/759,229的部分继续并且要求其权益,通过引用将该案之全文(包括图纸、图表、原理图、示图以及相关的书面描述)并入本文中。
技术领域
在本文中描述了涉及诸如发光二极管(LED)芯片和部件的发光装置的装置和方法,包括从多个侧面和/或一个侧面发射光的LED芯片。
背景技术
基于LED的发光装置越来越多地被用于照明/照亮应用,并且一个最终目标是代替普遍存在的白炽灯泡。半导体LED是众所周知的固态照明元件,其能够在对其施加电压时生成光。LED通常包括二极管区域,该二极管区域具有第一相反面和第二相反面并且在其中包括n型层、p型层以及p-n结。阳极触点与p型层进行欧姆接触(ohmicallycontact),并且阴极触点与n型层进行欧姆接触。二极管区域可以外延地形成在基板上,例如蓝宝石、硅、碳化硅、砷化镓、氮化镓等生长基板,但是完整的装置可以不包括基板。二极管区域可以由(例如)基于碳化硅、氮化镓、磷化镓、氮化铝和/或砷化镓的材料制成和/或由基于有机半导体的材料制成。
由LED发射的颜色或波长主要取决于生成其的材料的性能,例如,活动区域的带隙。LED被构造成发射在可见光谱内的颜色范围内的光,包括红色、黄色、绿色以及蓝色。其他LED在电磁光谱的紫外线(UV)范围内发射。通常可取的是在LED内包含磷光体,以使发射光谱合适,在光穿过时且在发射前转换LED的所有的或一部分的光。例如,在一些蓝色LED中,一部分蓝光“向下转换”成黄光。因此,LED发射蓝色和黄色光的组合以生成对于人眼呈白色的光谱。这被称为蓝移黄(blue-shiftedyellow)(BSY)LED装置。如在本文中所使用的术语“磷光体”一般用于表示任何光致发光材料。
由于以上问题,所以在LED已经分离并且随后粘合至电子元件(例如,PCB)之后,通常在封装级上将转换层应用于LED芯片中。然而,在封装级(而非晶片级)上应用转换材料是低效率的制造工艺,这是因为在晶片级上同时涂覆多个LED芯片更容易并且划算。
在使用磷光体层涂覆LED芯片时,尤其在LED具有多个发射面和/或侧发射面的情况下出现的一个问题在于具有未充分涂覆的LED芯片部分,使得一些未被转换的光从LED芯片逸出而没有通过磷光体层进行转换。例如,在多个晶片中制造LED芯片时,单独的LED芯片通常被制造为彼此紧密相邻,有时在其间没有间隔。如果在晶片被分离成单独LED芯片之前,然后这些LED芯片涂覆有磷光体层(phosphorlayer),与在LED芯片的剩余部分相比,在分离之后的芯片在LED芯片的某些区域上没有或者具有不一致的磷光体层厚度,例如,在所分离的LED芯片的底侧附近具有更薄的涂层。在上面所讨论的BSYLED装置的情况下,这造成光从某些角度看呈蓝色,从而使LED装置颜色均匀性降低。
发明内容
包含本发明的特征的实施方式包括装置的和方法涉及一种发光装置,该发光装置包括允许增大光发射均匀性的特征,包括特定的功能层布置。这些装置涂覆有功能层材料,该功能层材料可以被布置使得所发射的光在大范围的视角上是均匀的,例如,通过将功能层布置使得从光发射器的发射面所发射出的光穿过大体上相似的功能层厚度。可以在装置制造的“虚拟晶片(virtualwafer)”级步骤中应用涂层,并且该涂层可以被布置使得与光发射器部分(例如,光发射器触点的部分)具有一相隔距离(stand-offdistance),以在封装级连接期间进一步确保装置稳定性,如下面更详细地描述。
功能层可以包括可以与所发射的光相互作用的任意层,以影响所发射的光的一个或多个性能,例如,波长、强度和/或方向。功能层可以包括多种不同类型的层,包括转换层(例如,磷光体层)、过滤层、抗反射层、单晶体转换器层以及光散射层。
可以通过下面进一步概述的多种方式实现贯穿大范围视角的上述均匀的光发射,例如,通过在“虚拟晶片”级上将均匀涂层应用于LED中和/或通过形成功能层“翼状”部分说明了分离方法对功能层尺寸的影响。
在根据本发明的一些实施方式中,功能层进一步包括形成“翼状结构(wingedstructures)”的延伸的横向部分。这些功能层“翼状物(wings)”在需要改进的功能层相互作用的某些区域内增大了功能层的表面面积,例如,允许从基于LED的光发射器的下侧部分发射的光与功能层有效地相互作用。
包含本发明的特征的一个实施方式包括一种发光装置,该发光装置包括:光发射器,包括顶部发射面(topemittingsurface)和至少一个侧发射面(sideemittingsurface);一个或多个触点(contact),位于该光发射器的表面上;以及功能层(functionallayer),位于该光发射器上,其中,该功能层被布置使得从该顶部发射面和该至少一个侧发射面所发射的光穿过大体上相似的功能层厚度,并且其中,该功能层与该一个或多个触点分隔一相隔距离。
包含本发明的特征的另一个实施方式包括一种发光装置,该发光装置包括:光发射器;一个或多个触点,位于该光发射器的表面上;以及功能层,位于所述光发射器上,其中,该功能层包括延伸超过该光发射器的覆盖区(footprint)的延伸的横向部分,其中,该延伸的横向部分涂覆有反射材料。
包含本发明的特征的又一个实施方式包括一种发光装置,该发光装置包括:光发射器,包括顶部发射面和至少一个侧发射面;一个或多个触点,位于该光发射器的表面上;功能层,位于该光发射器上,其中,该功能层被布置使得从该顶部发射面与该至少一个侧发射面所发射的光穿过大体上相似的功能层厚度;位于该功能层上的第一效用层(firstutilitylayer);以及位于该第一效用层上的第二效用层(secondutilitylayer)。
包含本发明的特征的又一个实施方式包括一种制造发光装置的方法,其中,该方法包括以下步骤:设置粘合层;将光发射器压入所述粘合层中以产生功能层相隔距离;利用功能层材料涂覆该光发射器;并且从该粘合层释放该光发射器。
通过结合附图进行的以下详细描述,对于本领域的技术人员来说本发明的这些和其他进一步特征和优点显而易见,其中,相似的数字在示图中表示相应的元件,在附图中:
附图说明
图1是包含本发明的特征的发光装置的前剖视图;
图2是包含本发明的特征的发光装置的前剖视图;
图3A至图3F示出了制造包含本发明的特征的发光装置的方法;
图4是包含本发明的特征的发光装置的前剖视图;
图5是包含本发明的特征的发光装置的前剖视图;
图6是包含本发明的特征的发光装置的剖视图;
图7是包含本发明的特征的发光装置的顶部透视图;
图8是包含本发明的特征的发光装置的前剖视图;
图9是包含本发明的特征的发光装置的前剖视图;
图10是包含本发明的特征的发光装置的前剖视图;
图11是包含本发明的特征的发光装置的前剖视图;并且
图12是包含本发明的特征的发光装置的前剖视图。
具体实施方式
现在,本公开将阐述各种实施方式的详细描述。这些实施方式提供了涉及发光装置(例如,各种光发射器、LED芯片、LED晶片、LED元件)的方法及其制造方法的方法和装置。包含本发明的特征的实施方式允许有效地涂覆LED芯片,以提高颜色均匀性。
在包含本发明的特征的一些实施方式中,光发射器(例如,LED芯片)具有功能层涂层,该功能层涂层被布置使得从光发射器发射的光的颜色和强度在大范围视角中大体上是均匀的,例如,通过布置功能层使得从光发射器的发射面发射的光穿过大体上相似的功能层厚度。在根据本发明的一些实施方式中,功能层包括形成功能层“翼状物”的延伸的横向部分,这些翼状物允许从光发射器的某些部分(例如,光发射器的下侧部分)发射的光与功能层更有效地相互作用。例如,在如上所述使用BSY设置操作的白色发射LED芯片中,更多发射的蓝光可以与磷光体转换层相互作用,并且在LED芯片的底侧区域上将不发生蓝光“泄露(leakage)”。
根据本公开的实施方式可以允许在“虚拟晶片”或阵列级上有效地涂覆侧面发射和/或多面发射的光发射器。通常,在封装级(packagelevel)上涂覆侧面发射的LED芯片,如上所述。通过设置功能层并且利用充足的光发射器间距,如下面所讨论的,单独的光发射器可以被有效地分离,使得依然具有一部分功能层,允许单独的光发射器包括充分涂覆有功能层的下侧发射面。功能层可以包括在功能层与光发射器触点的底部之间的相隔距离,例如,垂直的相隔距离。这个相隔距离帮助确保坚固的芯片连接,防止在附接过程中功能层通过热膨胀与封装基板相互作用。
包含本发明的特征的实施方式还可以包括各种结构,以在制造过程中提高光发射器阵列的稳定性,例如,LED芯片阵列,例如,额外的粘合剂和/或虚拟晶片,包括硅树脂支架、玻璃支架和/或帧结构。
根据本公开的光发射器部件的一些实施方式使用反射材料(例如,白色漫射涂料或涂层)以及转换材料翼状物,以进一步提高光提取和发射均匀性。
在以下描述中陈述了多个细节,以便提供本发明的全面的理解。本领域的技术人员要理解的是,这些具体细节能够具有变化,同时依然实现本发明的结果。通常未详细描述众所周知的元件和处理步骤,以避免使本发明的描述不必要地晦涩难懂。
在本文中参照作为本发明的实施方式的示意图的示图,描述本发明的实施方式。同样,实际尺寸、元件以及特征可以不同,并且预期(例如)技术能力、制造技术和/或公差造成示图的形状变化。本发明的实施方式不应理解为限于在本文中说明的区域的特定形状或元件,而是包括(例如)由(例如)制造或技术可用性造成的形状/元件偏差。在图中显示的区域实质上具有示意性,并且其形状并非旨在说明装置的特征的精确形状或功能,并非旨在限制本发明的范围。此外,元件可以显示为一个单元,但是反而可以是大量元件或单元,或者可以具有大量元件或单元,作为一个单元。
贯穿此说明书,所示出的优选实施方式和实例应视为示例,而非限制本发明。在本文中使用的术语“发明”、“装置”、“方法”、“本发明”、“本装置”或“本方法”表示在本文中描述的本发明的任一实施方式以及任何等同物。而且,在本文档中引用“发明”、“装置”、“方法”、“本发明”、“本装置”或“本方法”的各种特征,并不表示所有要求的实施方式或方法必须包括引用的特征。
还要理解的是,在一个元件或特征表示位于另一个元件或特征“上”或与其“邻近”时,该元件或特征可以直接位于另一个元件或特征上或者与其邻近,或者也可以具有中间元件或特征。还要理解的是,在一个元件被表示为“连接”或“耦合”至另一个元件时,该元件可直接连接或耦接至另一个元件,或者可具有中间元件。相反,在一个元件表示“直接连接”或“直接耦接”至另一个元件时,没有中间元件。
诸如“外部”、“之上”、“下部”、“之下”、“水平”、“垂直”的关系术语以及相似的术语在本文中可以用于描述一个特征与另一个特征的关系。要理解的是,这些术语旨在除了包括在图中所描述的方向,还包含不同方向。
虽然顺序术语第一、第二等等在本文中可用于描述各种元件或元件,但是这些元件或元件不应由这些术语限制。这些术语仅仅用于在一个元件或元件与另一个元件或元件之间进行区分。因此,在不背离本发明的教导内容的情况下,下面所讨论的第一元件或元件可称为第二元件或元件。在本文中使用的术语“和/或”包括一个或多个相关联的列表项的任何和所有组合。
在本文中使用的术语仅仅用于描述特定的实施方式,并非旨在限制本发明。在本文中使用的单数形式“一(a)”、“一个(an)”以及“该(the)”旨在也包括复数形式,除非上下文另有明确规定。要进一步理解的是,在本文中使用是,术语“包括(comprising)”、“包含(including)”以及“具有(having)”指定具有规定的特征、整体、步骤、操作、元件和/或元件,而不排除具有或者增加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件和/或元件和/或其组。
要注意的是,术语“一层”和“多层”在本申请中可交换地使用。本领域的技术人员会理解的是,单“层”材料实际上可以包括单独的几层材料。同样,几“层”材料可以在功能上被视为单层。换言之,术语“层”不表示均匀的一层材料。单“层”可以包含在子层中定位的各种材料浓度和成分。可以在单个形成步骤中或者在多个步骤中形成这些子层。除非另有规定,否则,通过将元件描述为包括“一层”和“多层”的材料,其目的并非在于限制如在权利要求中所体现的本发明的范围。
虽然要理解的是其他光发射装置可以使用本公开的特征,但是根据本公开的光发射器可以包括各种发光装置,例如,诸如LED的固态光发射器。图1示出了包括光发射器102的发光装置100,该光发射器可以从其顶面104、底面105以及侧面106发光。侧面106可以包括光发射器的倾斜的或成角度的侧壁部分。包括任何侧面发射和/或多面发射的LED芯片的多种类型的光发射器可以供包含本公开的特征的实施方式使用。在Donofrio等人申请的并且转让给Cree公司的美国专利第8,368,100号中陈述了这种LED芯片的实例,通过引用将该专利的全文并入本文中。
光发射器102可以涂覆有一个或多个功能层108。功能层108可以被布置为覆盖光发射器102的不同部分。在一些实施方式中,覆盖光发射器102的所有的表面。在其他实施方式中,覆盖光发射器102的除了底部以外的所有表面。如上所述,功能层108可以与从光发射器102发射的光相互作用以影响所发射的光的性能,例如,颜色、强度和/或方向。如上所述,功能层108可以包括多种不同类型的层,包括转换层、过滤层、抗反射层、单晶体转换器层以及光散射层。
在发光装置100的一些实施方式中,功能层108包括波长转换层,该波长转换层包括包含磷光体颗粒的粘合剂材料,例如,环氧树脂、硅树脂或基于硅树脂的材料。这种波长转换层将从光发射器102发射的一部分光转换成不同的波长,这是在本领域中已知的工艺。这个工艺的一个实例是将光发射器(例如,LED芯片)的发射出的蓝色光的一部分转换成黄光。钇铝石榴石(YAG)是可以使用的普通磷光体的一个实例。
在一些实施方式中,磷光体颗粒包括单独地或者相结合的多种不同的成分以及磷光体材料。在一个实施方式中,单晶体磷光体可以包括钇铝石榴石(YAG,具有化学式Y3Al5O12)。YAG宿主(host)可以与其他化合物相结合以实现预期的发射波长。在单晶体磷光体吸收蓝光并且重新发射黄光的一个实施方式中,单晶体磷光体可以包括YAG:Ce。这个实施方式特别适用于发射蓝色光和黄色光的白光组合的光发射器。使用由基于(Gd,Y)3(Al,Ga)5O12:Ce系统的磷光体制成的转换颗粒,能够具有一系列蓝色宽光谱发射,这些磷光体包括Y3Al5O12:Ce(YAG)。可用于白色发光LED芯片的其他黄色磷光体包括:
Tb3-xRExO12:Ce(TAG);
RE=Y,Gd,La,Lu;和/或
Sr2-x-yBaxCaySiO4:Eu。
在其他实施方式中,其他化合物可以供YAG宿主使用,用于吸收和重新发射(re-emission)不同波长的光。例如,可以提供YAG:Nb单晶磷光体以吸收蓝色光并且重新发射红色光。第一磷光体和第二磷光体还可以组合以用于更高的CRI白光(即,暖白光),并且上面的黄色磷光体与红色磷光体相结合。可以使用各种红色磷光体,包括:
SrxCa1-xS:Eu,Y;Y=卤化物;
CaSiAlN3:Eu;或
Sr2-yCaySiO4:Eu。
其他磷光体可以用于产生饱和的颜色发射,将几乎所有的光转换成特定颜色。例如,以下磷光体可以用于生成绿色饱和光:
SrGa2S4:Eu;
Sr2-yBaySiO4:Eu;或
SrSi2O2N2:Eu。
虽然可以使用其他磷光体,但下面列出了可以用作转换颗粒的一些额外的合适磷光体。均呈现出了在蓝色和/或UV发射光谱中的激发(excitation)、提供了可取的峰值发射并具有有效的光转换:
蓝色/绿色
(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu2+
Ba2(Mg,Zn)Si2O7Eu2+
Gd0.46Sr0.3lAl1.23OxF1.38:Eu2+ 0.06
(Ba1-x-ySrxCay)SiO4:Eu
Ba2SiO4=Eu2+
红色
LU2O3=Eu3+
(Sr2-xLax)(Cei_xEux)O4
Sr2C1-xEuxO4
SrTiO3:Pr3+,Ga3+
CaAlSiN3IEu2+
Sr2Si5N8=Eu2+
在一些实施方式中,功能层108包括光散射层,该光散射层包括上述粘合剂材料以及光散射颗粒,例如,氧化钛颗粒。在一些实施方式中,功能层108包括用于改变功能层108的折射率的材料。在一些实施方式中,功能层包括在本文中所描述的一种或多种类型的功能层(例如,波长转换层和散射或折射率改变层)的组合。
在一些实施方式中,功能层108与光发射器102相互作用使得光发射器102发射白光。包含本发明的特征的实施方式包括一种方法,其中,在封装之前,例如在将LED芯片粘合至额外的电子元件(例如,印刷电路板(PCB))之前,在虚拟晶片级上进行磷光体涂覆和颜色组合。在设计作为发射白光的LED芯片的光发射器时,为了有助于颜色均匀性的目的,用于LED芯片的所有的发射侧涂覆有转换层。
再次参照图1,为了实现上述的均匀性,根据本发明的实施方式包括可以涂覆光发射器102的所有暴露的(即,反射器或其他特征未覆盖的)发光侧的功能层。功能层108可以涂覆光发射器102,使得从发光装置100发射的光的颜色和强度在大范围的视角中是均匀的,例如,通过布置功能层使得从发光表面发射的光穿过大体上相似的功能层厚度。下面进一步讨论设置这个功能层涂层的方法。
一些实施方式进一步包括功能层“翼状物”110,其横向延伸超过光发射器102的覆盖区(footprint),从而造成功能层108相对于光发射器102形成延伸的横向部分。这些功能层翼状物110可以位于功能层的一个或多个区域上以提供额外的表面区域,用于使所发射的光(例如)在光发射器102的一个或多个下侧附近穿过。
在设计功能层108时,在功能层108(或功能层的特定部分,例如,在包括翼状物的实施方式中为翼状物110)与发光装置的另一个部分(例如,触点114的底部)之间有利地具有良好控制的相隔距离112。这个相隔距离可以包括在功能层108与另一个层或结构之间的空间,该空间没有中间层或其他装置元件。在光发射器102连接至封装基板或电子元件(例如,PCB)期间,功能层108热膨胀并且可以略微向下弯曲。如果相隔距离112太小,那么功能层108的热变形可以从基板或电子元件中剥离光发射器102,防止触点114与基板或电子元件形成充分粘合。在某些情况下,由于焊料或导电环氧树脂形成粗的接合线,所以在功能层108与封装基板或电子元件(例如,PCB)之间的空间较大。在这些情况下,不需要具有相隔距离,并且相隔距离112可以是0或者甚至是负数。
然而,如果上述相隔距离112太大,那么从光发射器102发射的光会在光发射器102的底面上逸出,并且没有与功能层108充分地相互作用。在从光发射器102中发射的光由功能层108转换的实施方式中,这可以造成从发光装置中发射的颜色具有总体非均匀性。在一些实施方式中,相隔距离112在5μm与20μm之间。在其他实施方式中,相隔距离112在10与30μm之间。要理解的是,虽然在本文中描述了在功能层108与触点114的底部之间的“垂直”相隔距离,但是根据本公开的方法和装置可以利用装置设计和操作所需要的其他相隔距离创建,例如,在功能层108或者功能层翼状物110与触点114的顶部部分或光发射器102的一部分之间的相隔距离。
发光装置100还可以包括反射器116。可以使用多种不同的反射器,包括包含银的反射镜层、漫反射器(例如,包括反射白色的材料)以及薄膜反射器(例如,金属或介电层)。在一些实施方式中,反射器116被设置在光发射器102的未被功能层108覆盖的一部分上。
还可以制造包含本发明的特征的发光装置,作为集成到其他电子装置内的元件。图2示出了发光装置200,与上述图1中的发光装置100相似,其中,相似的参考数字用于表示相似的特征。发光装置200包括光发射器102、反过来可以包括功能层翼状物110的功能层108、触点114以及反射器116。发光装置200连接至封装基板202,该基板可以包括电子元件,例如,PCB。在图2中可以看出,在功能层翼状物110与触点114之间的相隔距离112允许功能层108发生某种变形,而不损坏在发光装置200与封装基板202之间的连接。
现在,将描述上面所讨论的制造发光装置的方法。图3A至图3F描述了使用根据本公开的功能层涂覆光发射器的方法的步骤。在图3A中,诸如带状粘合剂的粘合剂302被沉积和/或层压在载体晶片(carrierwafer)304上,例如,通常在现有技术中用于安装LED芯片的基板,例如,蓝宝石或碳化硅基板。这允许形成“虚拟晶片”,其中,LED芯片的阵列可以沉积在其上。要理解的是,可选地使用载体晶片,并且提供了提高阵列的结构完整性的优点。能够使用在图3A至图3F中所阐述的方法,单独使用坚固的并且在结构上牢固的粘合剂配置。下面概述了使用其他类型的“虚拟晶片”的其他的进一步实施方式。
在一些实施方式中,粘合层302可以包括多个粘合层或其他配置,以促进粘合层302的粘合和释放性能。在一些实施方式中,粘合层302可以包括面朝上的紫外线(UV)粘合剂306以及在粘合层302底部或内部的热释放粘合剂308。在一些实施方式中,UV粘合剂306通过一个或多个基于带式的膜层310而连接至热粘合剂308。粘合层302可以是单个胶带或者彼此层叠的胶带的堆叠。UV粘合剂可以是在暴露于从UV光谱辐射的光时改变其粘合性能的任何粘合剂,例如,在暴露于UV光时释放的粘合剂。热粘合剂是在暴露于温度变化时改变其粘合性能的任何粘合剂,例如,热释放粘合剂。
可以供根据本公开的方法使用的一个实例粘合层302配置使用在NittoDenko31950E热释放胶带顶部上的DenkaUDT-1010WUV胶带。代替UV粘合剂306,被制造成或者可以被制造成容易去除的任何耐高温粘合剂可以与导热胶308相结合使用,以设置相似的粘合层302配置。
在将粘合层302沉积在载体基板304上之后,包括触点314的一个或多个光发射器312(所显示的光发射器的阵列)被放置在粘合层302上。图3B示出了通过将均匀的压力施加于光发射器312的顶部和/或对光发射器312和/或载体基板304加热来将光发射器312压入粘合层302中。将光发射器312压入粘合层302中的这个步骤在功能层与稍后在这个工艺中形成的触点的底部之间产生相隔距离。在一些实施方式中,光发射器312可以压入粘合层302中大约5μm至20μm,以产生相应的功能层翼状物相隔距离。在其他实施方式中,光发射器312可以被压入粘合层302中大约1μm至5μm,这足以确保触点314在整个工艺中保持干净并且不被功能层涂覆。按压条件的一个实例是在120℃下在晶片粘合工具内进行压入,并且在4英寸的直径晶片之上使用30英镑的力。在完成按压之后,可以对粘合层302进行固化,例如,通过将UV粘合剂306暴露到UV光中。这可以在后续高温工艺中防止UV粘合剂退化。
在该阵列中的单独光发射器312应被充分地隔开,以便在分离期间,光发射器312可以保持(例如)其侧面涂覆功能层的大部分,以产生功能层翼状物。在一些实施方式中,这个预期的间距等于预期的翼状物尺寸的两倍。在一些实施方式中,计算在光发射器312之间的间距,以便单独的LED裸片由足够的转换材料分离,以便部分功能层“牺牲(sacrificial)”,并且在分离期间被去除,以便即使在去除功能层的牺牲的横向部分之后,各个LED裸片依然具有充分的侧面功能层部分。
如在图3C中所示,然后,位于粘合层302上的光发射器阵列312涂覆有功能层320。可以使用诸如电泳淀积、丝网印刷、旋转或喷雾涂覆(spraycoating)等在本领域中已知的任何功能层涂覆方法涂覆光发射器阵列312。功能层320可以是保形涂层(conformalcoating),如在图3C中所述,在这种情况下,可以使用通过喷雾的涂覆应用。在喷雾时,溶剂通常被加入功能层材料中以调整混合物粘度。在一些实施方式中,可以在光发射器312上涂覆功能层材料,以便形成在所有涂覆侧上具有近似相等厚度的功能层。可以对光发射器312和其他表面进行加热,以在沉积时从功能层材料混合物去除溶剂。加热还具有“快速固化(snap-curing)”功能层材料的优点,防止该材料沿着光发射器312的侧边向下流动,从而能够保持均匀的涂层厚度。
在喷雾操作期间,载体晶片304可以放在加热阶段上,并且该阶段温度可以保持为预期的温度。在一些实施方式中,这个预期的温度在100℃至170℃的范围内。功能层320还可以是不一致(non-conforming,非保形的)的,例如,具有几乎是平坦的顶部的层,并且涂层在裸片之间比在光发射器的顶部上厚。在这种情况下,转换材料可以被分配在阵列之上,并且不需要对基板进行加热。
在沉积功能层320之后,然后,光发射器312阵列可以分离,如图3D中所示。在一些实施方式中,光发射器312阵列通过机械装置(例如,切割锯)进行分离。机械切割锯具有超过激光切割的优点,这是因为激光切割会烧焦硅树脂粘合剂并且造成吸收损失。在本领域中已知的其他分离方法也可以接受。在一些实施方式中,喷水切割用作另一种可能的分离方法。如在图3D中所示,去除功能层320的横向牺牲距离部分322,并且可以形成功能层翼状物330。还如在图3D中所示,功能层翼状物330与另一个功能层翼状物332按比例地不同。在一些实施方式中,在功能层翼状物之间的比例相同或者几乎相同。
如在图3E中所示,从载体晶片释放光发射器312和粘合层302。在使用UV粘合剂306和热释放粘合剂308的实施方式中,可以通过将载体晶片加热,以激活热释放粘合剂308的热释放特征来执行光发射器的释放。热释放粘合剂308可以选自一种材料,以便释放温度大于在先前步骤中使用的任何温度,包括在图3B中显示的将光发射器312压入UV粘合剂306内的工艺以及在图3C中显示的转换器涂层工艺。热释放温度还可以被选择为更低,以防止UV粘合剂306退化到在光发射器312上留下不需要的残留物的点。在一些实施方式中,释放温度在170℃至230℃的范围内。
然后,由于功能性和可操作性因素(例如,色点),故分离的光发射器312可以可选地经历测试。图3F示出了光发射器312阵列被传送至新的粘合剂支撑层340,使得露出触点314,并且可以在电气上探测光发射器312,并且可以从光发射器的底部收集光发射数据。还如在图3F中所清晰示出,由该工艺产生的在相应的功能层翼状物330、332之间的相隔距离342、344可以被配置使得功能层320不覆盖光发射器312的表面(在这种情况下是底面346)。在一些实施方式中,功能层320涂覆底面346。
由于通常在现有技术中进行功能层涂覆,所以除了在封装级上,上述方法还允许在晶片级或芯片级上使用功能层来有效地涂覆光发射器。这种涂覆方法的一个优点在于,在连接至电子元件(例如,PCB)前可以产生和涂覆单独的光发射器,从而作为用于这种装置内的预先涂覆的元件进行销售。此外,可以同时涂覆大阵列的光发射器,这提高了制造效率并且节省了时间和成本。
粘合层还可以具有提供各种优点的额外的层,包括但不限于提供结构支撑,提供光均匀性和光提取的改进并且提供可以影响所发射的光的性能和方向的类透镜质量(lens-likequality)。图4示出了发光装置400,与上述的图1中的发光装置100相似,其中,相似的参考数字用于表示相似的特征。发光装置400包括光发射器102、反过来可以包括功能层翼状物110的功能层108、触点114以及反射器116。图4还示出了在功能层108的顶部上增加第一效用层402。与上面讨论的载体基板和/或粘合带实施方式一样,第一效用层402可以在分离前的制造过程中为光发射器102阵列增加机械稳定性,设置“虚拟晶片”。第一效用层可以包括各种材料,例如,环氧树脂、树脂、硅树脂以及基于硅树脂的材料。第一效用层还可以被配置为具有各种其他有用的目的,例如,第一效用层402可以具有提高光提取或环境保护的特征。
在上述的图3C中所描述的步骤之后,第一效用层402允许具有交替的工艺流程,其中,功能层应用于光发射器阵列中,然后,在功能层上增加第一效用层,进一步涂覆光发射器阵列并且将一个或多个光发射器连接在一起。然后,从载体中去除光发射器阵列,并且从背面去除粘合层。这产生了由转换器材料和第一效用层保持在一起的光发射器的“虚拟晶片”。可以在晶片探测器上探测虚拟晶片,与普通晶片一样,并且如果探测器从光发射器的相反侧中收集光,那么收集的光强度和色点(colorpoint)可以被用于组织和评估分离的光发射器。在一些实施方式中,第一效用层402可以是清晰的、透明的或半透明的,在上面图3D中描述的分离步骤之后,这允许第一效用层402保持在光发射器102上,这是因为光可以穿过第一效用层402,具有最小的干扰。在一些实施方式中,第一效用层可以是清晰的硅树脂。
在使用由硅树脂制成的第一效用层402的实施方式中,由于使用切割工艺,所以在分离之后,有时,光发射装置400的硅树脂侧壁404具有某种粗糙度。侧壁粗糙度可以潜在地具有负面性能影响,例如,色点不一致、颜色扩散更大、远场发射模式不对称等。用于减小侧壁粗糙度的一种方法是使用分离后化学蚀刻工艺,例如,将元件暴露于稀释的硅树脂剥离剂(例如,可以从RPMTechnologyLLC购买的polygone)中5秒至30秒。用于减小侧壁粗糙度的另一种方法是在表面上重新涂覆薄层硅树脂。这可以通过以下方法实现:将发光装置400暴露于稀薄的硅树脂(例如,与邻二甲苯混合的硅树脂),然后,通过在发光装置400上引导压缩的干空气的高速流动,来去除过量未固化的硅树脂。最终的烤箱烘烤可以进一步用于固化稀薄的硅树脂涂层。
由于在高温固化之后的冷却期间,第一效用层材料收缩,所以虚拟晶片会经历机械变形。如果这个变形在探测和/或分离期间造成问题,那么可以实现在图5中描述的实施方式。图5示出了光发射装置500,与上述的在图4中的光发射装置400相似,其中,相似的参考数字用于表示相似的特征。发光装置500包括光发射器102、反过来可以包括功能层翼状物110的功能层108、触点114、反射器116以及在功能层108的顶部上增加的第一效用层402。
发光装置500还进一步包括(例如)在上述可替换的工艺步骤期间可以在第一效用层上增加的第二效用层502。各种材料可以用于第二效用层502,包括任何至少部分透明的材料、至少部分光学透明的材料和/或至少部分光学半透明的材料。一些实例材料包括上面参照第一效用层所讨论的材料,那些材料通常比为第一效用层402所选择的材料更坚硬。在一些实施方式中,第二效用层502包括玻璃层,例如,玻璃虚拟晶片。在一些实施方式中,第二效用层502包括玻璃,而第一效用层402包括硅。在其他实施方式中,第二效用层502包括塑料或硅树脂。第二效用层502增加虚拟晶片的机械稳定性并且防止收缩和变形。
第一效用层402和第二效用层502的折射率可以相同或者可以不同。在第一效用层402和第二效用层502之间的折射率不同的实施方式中,任一层都可以包括光提取增强元件(例如,粗糙的表面)以帮助发射光的光线通过层进行转变。
第一效用层402和第二效用层502两者还可以被成形或者以其它方式被改变以用于各种有利的目的,例如,以用作各种透镜,这些透镜可以用于提高光提取并且成形和控制发射光的光线的性能和方向。在装置制造期间的分离步骤之前、之中或之后,可以使第二效用层502成形。在一些实施方式中,第一效用层402和/或第二效用层502可以是已经包括期望的形状的执行的结构,并且可以包括可以与LED阵列对准的特征和/或可以包括有助于虚拟晶片的形状和稳定性的特征。在形成层时,还可以通过应用模具使第一效用层402和第二效用层502同时成形。
例如,可以利用各种工艺以使第一效用层402和第二效用层502成形,通过机械工艺(例如,尖头锯片)和/或通过模制工艺和/或化学、激光或喷水蚀刻(如上所述),在分离期间,可以蚀刻效用层402、502。第二效用层502还可以通过各种不同的方式成形,以产生各种期望的发射图案,而不会大幅地影响底层的第一效用层402。
第一效用层402和第二效用层502可以包括的一些实例形状包括但不限于:立方形状、球形或半球形、规则多边形形状、弯曲形状以及子弹形状。在一些实施方式中,成角度的侧面形成在第二效用层502内。在一些实施方式中,一个或多个粗糙表面形成在第二效用层502内。在受让人也都是Cree公司的美国专利申请序号13/649,052和13/649,067中详细陈述了各种形状的额外实例和这种形状的优点,通过引用将这两个专利的全文(包括图纸、图表、原理图、示图以及相关的书面描述)并入本文中。
第一效用层402还可以包括加入虚拟晶片中的刚性框架结构。除了或者代替第二效用层502,这个刚性框架实施方式可以供硅树脂虚拟晶片使用。在图6中示出了这个概念,该图描述了刚性框架支撑的虚拟晶片600,该晶片包括刚性框架602、光发射器604的阵列、功能层606以及硅树脂效用层608。框架602可以由任何非柔性材料(例如,刚性塑料、金属或FR4)制成。
参照在图3A至图3F中的工艺顺序,在图3A中描述的步骤中,将框架放置在粘合层302的顶部上,使得框架包围光发射器302阵列。在图3B中描述的按压步骤之后,增加功能层涂层320和硅树脂效用涂层,并且从载体晶片304释放虚拟晶片。此时,光发射器阵列、转换器以及透明硅树脂形成由框架通过边缘保持的薄膜,并且不能通过收缩变形。要理解的是,虽然公开了硅树脂,作为可以供框架结构使用的可能效用层,但是还可以使用包括其他材料的效用层。
图7示出了刚性框架结构的另一个示图。图7示出了包括透明硅树脂效用结构702的虚拟晶片700,该结构支撑在图6中描述的光发射器的阵列以及刚性框架704。图7还显示了在硅树脂效用结构702与刚性框架704之间的中间隔膜(intermediatemembrane)706。这个中间隔膜706可以在硅树脂效用结构702与刚性框架704之间提供额外的支撑并且可以提高对准公差。例如,在将框架放在虚拟晶片上时,可以使用在框架与裸片阵列之间的某个空间,因此,对准工艺不需要精确。
如上所述,根据本公开的发光装置可以进一步连接至部件基板,例如,包括PCB的基板。在一些发光装置中,将发光装置连接至部件基板的金属轨迹,通常涉及对金属轨迹应用连接材料,例如,导电连接材料、焊料、助焊剂或导电环氧树脂。因此,在光发射器与金属轨迹之间的接合线较薄(<10μm),并且在转换器翼状物与封装地板之间的相隔距离相应地较薄。
在其他发光装置中,可以应用不同的连接方法以将光发射器连接至封装基板。使用一种方法,首先在封装基板(例如,PCB)上印刷或分配连接材料,然后放置光发射器,其触点与焊膏相接触,最后,在组件运行穿过回流焊炉时焊膏熔化。最终的焊线厚度主要取决于焊膏的厚度,并且通常在20μm至150μm的范围内。因此,在功能层与PCB之间的垂直相隔距离比更细的接合线的光发射器的相隔距离远远大,与具有细的接合线的光发射器相比,这使更粗的接合线的光发射器产生了不同的期望特征。由膨胀的硅树脂和弯曲的功能部分(例如,翼状物)造成的光发射器连接故障在更粗的接合线的光发射器中不那么重要,这是因为接触光发射器具有固有的较大相隔距离。然而,例如,在白光发射装置的情况下,通过功能层的底部从光发射器中逸出的蓝光应理想地尽可能减少或者可以产生总体上的颜色均匀性、不受控制的色点和/或低效率。
图8示出了发光装置800的另一个实施方式,其提出了上述问题的解决方案。发光装置800包括光发射器802、可以包括功能层翼状物806的功能层804、触点808、反射器810以及第一效用层812。发光装置800被示出为通过连接材料818附接至PCB816的金属轨迹814。除了可以提供与一部分功能层接触的次要反射器(secondaryreflector)820(例如,漫反射器,例如,白色涂层或涂料)以外,该结构与上述在图4中所描述的光发射器实施方式相似。在所显示的实施方式中,次要反射器820被设置在功能层翼状物的底侧上并且与反射器触点808重叠。
次要反射器820反射来自光发射器802的光,从而尽可能减少通过功能层804的底部出射的光。次要反射器820反射光的程度取决于其厚度以及次要反射器820的材料性能。在一些实施方式中,次要反射器包括厚度为20μm-100μm的白色涂料,并且白色涂料包括在低折射率聚合物内部的高折射率颗粒的高负荷。在发光装置800的使用期间,聚合物可以具有最小光学吸收并且保持光学上稳定。要理解的是,代替或者除了漫反射器(例如,白色涂料)以外,还可以使用多种不同的次要反射器,例如,薄膜反射器,例如,金属或介电层。与上述在图4中所讨论的光发射器实施方式相似,发光装置800还可以包括位于顶部的玻璃晶片,以在处理和测试期间提高机械稳定性和操作的容易性。
用于制作在图8中的发光装置800的一种方法与制作上述在图4中所描述的发光装置400的方法相似。在虚拟晶片(包括光发射器、功能层以及效用层)从载体晶片释放并且去除粘合层的制造工艺期间,通过丝网印刷或另一种选择性区域沉积技术将次要反射器820(例如,白色涂料)应用于虚拟晶片的背面中。由于白色涂料应用理想地与光发射器802的触点808或者与反射器810对准并且这个对准不完美,所以为了补偿,白色涂料区域可以与反射器810和触点808略微重叠,以确保在反射器810与白色涂料之间不逸出任何光。
在本文中讨论了包含本公开的特征的次要反射器820的额外的应用方法。图9示出了发光装置900的另一个实施方式,与上面的发光装置800相似,其中,相似的参考数字用于表示相似的特征。发光装置900包括光发射器802、可以包括功能层翼状物806的功能层804、反射器810以及第一效用层812。发光装置800被示出为通过连接材料818连接至PCB816的金属轨迹(metaltrace)814。然而,发光装置900包括更厚的触点902,例如,这些触点可以在20μm至100μm的范围内,并且包括更厚的次要反射器层904,例如,一层更厚的白色涂料。
在将光发射器阵列放在粘合层上之前,可以通过将白色涂料的覆盖层放置在粘合层上形成次要反射器层904。虽然白色涂料依然湿润或柔软,但是将光发射器放置在涂料-粘合层载体堆上,然后压入涂料内(如上面在图3B中所讨论的)。光发射器触点将涂料这样推到一边,允许触点与粘合层接触(或几乎接触)。在工艺中的稍后的时间点处,在虚拟晶片从载体释放并且去除粘合层时,可以从底部露出光发射器触点,在其上可能具有少量白涂料残余物。例如,可以通过机械方式(例如,通过研磨、抛光或摩擦)、或者通过化学机械方式(例如,使用缓慢溶解涂料的聚合物粘合剂的化学品抛光或摩擦)、或者通过等离子蚀刻去除这个残余物。
图10示出了发光装置1000的另一个实施方式,与上面的发光装置900相似,其中,相似的参考数字用于表示相似的特征。发光装置1000包括光发射器802、功能层804、反射器810以及第一效用层812。发光装置1000被示出为通过焊膏818连接至PCB816的金属轨迹814。与上面的图9相似,触点902较粗,处于20μm至100μm的范围内。
与上面的发光装置900不同,发光装置1000不包括用于在功能层的底部反射光的次要反射器。相反,发光装置1000的几何形状使得反射器810或触点902未覆盖的光发射器802的所有部分由更厚的功能层1002涂覆(包括光发射器的底部角落)形成功能层翼状部1004。这确保了从光发射器802发射的光不过量泄露,并且不受功能层1002的影响。除了在图10中的光发射器802具有更厚的触点902以外,这个实施方式通过与上述在图4中的发光装置400相同的方式制作。
在目前提及的发光装置的实施方式中,效用层封装(例如,透明硅树脂或透明硅树脂和玻璃)和/或功能层仅仅连接至光发射器。在连接发光装置的PCB的处理期间,可能会无意中去除了封装。图11示出了发光装置实施方式,其具有额外特征,旨在降低损坏或去除封装的风险。图11示出了在连接至PCB前在芯片级上的发光装置1100。发光装置1100包括光发射器1102、包括功能层翼状物1106的功能层1104、触点1108、反射器1110、效用层1112以及次要反射器1116,例如,白色涂料。
发光装置1100进一步包括粘合元件1118,这些粘合元件可以加入一部分功能层和/或次要反射器1116中,例如,在次要反射器1116之下加入功能层翼状物1106的底侧中,并且可以被布置为将发光装置连接至封装基板,例如,包括电子元件(例如,PCB)的基板。在一些实施方式中,粘合元件1118包括聚合物,该聚合物在室温下并且在发光装置1100的操作温度下是稳定的,但是在用于连接发光装置和电子元件(例如,PCB)的温度下流动。下面在图12中显示了这个。
图12示出了发光装置1200,与上述在图11中的发光装置1100相似,其中,相似的参考数字用于表示相似的特征。发光装置1200包括光发射器1102、包括功能层翼状物1106的功能层1104、触点1108、反射器1110、效用层1112、次要反射器1116(例如,白色涂料)以及粘合元件1118。在经由金属轨迹1204将发光装置1200连接至PCB1202之后,粘合元件1118可以流动以将发光装置1200的功能层翼状物1104连接至PCB1202。这用于在机械上将功能层翼状物1106锚固(anchor)至PCB1202,从而提高操作稳健性。
虽然参照其某些优选的配置详细描述了本发明,但是能够具有其他版本。本发明的实施方式可以包括在各个图中示出的兼容特征的任何组合,并且这些实施方式不应局限于明确说明和讨论的那些。因此,本发明的精神和范围不应限于上述版本。
前述内容旨在涵盖在所附权利要求中陈述的本发明的精神和范围内的所有修改和替换的结构,其中,如果在权利要求中未陈述,那么本公开内容的部分并非旨在明确或隐含地专用于公共领域。
Claims (50)
1.一种发光装置,包括:
光发射器,包括顶部发射面和至少一个侧发射面;
一个或多个触点,位于所述光发射器的表面上;以及
功能层,位于所述光发射器上,所述功能层被布置使得从所述顶部发射面和所述至少一个侧发射面发射的光穿过大体上相似的功能层厚度,
其中,所述功能层与所述一个或多个触点分隔一相隔距离。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其中,所述光发射器是发光二极管(LED)。
3.根据权利要求1所述的发光装置,其中,所述功能层包括波长转换层。
4.根据权利要求3所述的发光装置,其中,所述波长转换层与从所述光发射器发射的光相互作用,使得所述发光装置产生白光。
5.根据权利要求1所述的发光装置,其中,所述功能层包括延伸的横向部分。
6.根据权利要求1所述的发光装置,进一步包括位于所述功能层上的第一效用层。
7.根据权利要求6所述的发光装置,进一步包括位于所述第一效用层上的第二效用层。
8.根据权利要求7所述的发光装置,其中,所述第二效用层包括玻璃。
9.根据权利要求1所述的发光装置,进一步包括反射器。
10.根据权利要求9所述的发光装置,进一步包括次要反射器。
11.根据权利要求10所述的发光装置,其中,所述次要反射器包括白色漫反射材料。
12.根据权利要求11所述的发光装置,其中,所述白色反射材料包括白色涂料。
13.根据权利要求1所述的发光装置,进一步包括被布置为有助于将所述发光装置连接至封装基板的粘合元件。
14.根据权利要求1所述的发光装置,进一步包括:
封装基板,
其中,所述发光装置连接至所述封装基板。
15.根据权利要求14所述的发光装置,其中,所述封装基板包括印刷电路板(PCB)。
16.一种发光装置,包括:
光发射器;
一个或多个触点,位于所述光发射器的表面上;以及
功能层,位于所述光发射器上,所述功能层包括延伸超过所述光发射器的覆盖区的延伸的横向部分,
其中,所述延伸的横向部分涂覆有反射材料。
17.根据权利要求16所述的发光装置,其中,所述光发射器是发光二极管(LED)。
18.根据权利要求16所述的发光装置,其中,所述功能层包括波长转换层。
19.根据权利要求18所述的发光装置,其中,所述波长转换层与从所述光发射器发射的光相互作用,使得所述发光装置产生白光。
20.根据权利要求16所述的发光装置,进一步包括位于所述功能层上的第一效用层。
21.根据权利要求20所述的发光装置,进一步包括位于所述第一效用层上的第二效用层。
22.根据权利要求21所述的发光装置,其中,所述第二效用层包括玻璃。
23.根据权利要求16所述的发光装置,进一步包括与所述反射涂层接触的粘合元件。
24.根据权利要求16所述的发光装置,进一步包括:
封装基板,
其中,所述发光装置连接至所述封装基板。
25.根据权利要求24所述的发光装置,其中,所述封装基板包括印刷电路板(PCB)。
26.根据权利要求25所述的发光装置,其中,所述功能层的延伸的横向部分通过一个或多个粘合元件而被连接至所述封装基板。
27.一种发光装置,包括:
光发射器,包括顶部发射面和至少一个侧发射面;
一个或多个触点,位于所述光发射器的表面上;
功能层,位于所述光发射器上,所述功能层被布置使得从所述顶部发射面和所述至少一个侧发射面发射的光穿过大体上相似的功能层厚度;
位于所述功能层上的第一效用层;以及
位于所述第一效用层上的第二效用层。
28.根据权利要求27所述的发光装置,其中,所述光发射器是发光二极管(LED)。
29.根据权利要求27所述的发光装置,其中,所述功能层包括波长转换层。
30.根据权利要求29所述的发光装置,其中,所述波长转换层与从所述光发射器发射的光相互作用,使得所述发光装置产生白光。
31.根据权利要求27所述的发光装置,其中,所述功能层包括延伸的横向部分。
32.根据权利要求27所述的发光装置,其中,所述第二效用层包括玻璃。
33.根据权利要求27所述的发光装置,进一步包括反射器。
34.根据权利要求33所述的发光装置,进一步包括次要反射器。
35.根据权利要求34所述的发光装置,其中,所述次要反射器包括白色漫反射材料。
36.根据权利要求35所述的发光装置,其中,所述白色反射材料包括白色涂料。
37.根据权利要求27所述的发光装置,进一步包括被布置为有助于将所述发光装置连接至封装基板的粘合元件。
38.根据权利要求27所述的发光装置,进一步包括:
封装基板,
其中,所述发光装置连接至所述封装基板。
39.根据权利要求38所述的发光装置,其中,所述封装基板包括印刷电路板(PCB)。
40.一种制造发光装置的方法,所述方法包括以下步骤:
设置粘合层;
将光发射器按压至所述粘合层中以产生功能层相隔距离;
利用功能层材料涂覆所述光发射器;并且
从所述粘合层释放所述光发射器。
41.根据权利要求40所述的方法,其中,所述光发射器是发光二极管(LED)。
42.根据权利要求40所述的方法,其中,所述功能层材料形成延伸的横向部分。
43.根据权利要求40所述的方法,其中,所述粘合层包括位于热释放粘合剂上的紫外线(UV)释放粘合剂。
44.根据权利要求43所述的方法,其中,释放所述光发射器包括将热量施加于所述热释放粘合剂。
45.根据权利要求40所述的方法,进一步包括将释放的所述光发射器传送至粘合剂支撑层的步骤。
46.根据权利要求40所述的方法,进一步包括在从所述粘合层释放所述光发射器前利用第一效用层涂覆所述光发射器的步骤。
47.根据权利要求46所述的方法,其中,所述第一效用层包括硅树脂。
48.根据权利要求46所述的方法,进一步包括在从所述粘合层释放所述光发射器前将第二效用层添加至所述第一效用层的步骤。
49.根据权利要求48所述的方法,其中,所述第二效用层包括玻璃。
50.根据权利要求46所述的方法,进一步包括在从所述粘合层释放所述光发射器前将刚性框架结构添加至所述第一效用层的步骤。
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