[發明專利]光學器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201480007968.5
• 申請日: 2014-02-06
• 公開（公告）號: CN105164822B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 安范模;樸勝浩;宋臺煥
• 申請（專利權）人: 普因特工程有限公司
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/62;H01L33/54
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張春媛;閻娬斌

本發明涉及一種用于改善封裝材料和金屬基板之間的附著力的光學裝置及其制造方法，其包括下列步驟：制備具有垂直絕緣層的金屬基板，除了上述垂直絕緣層以外的基板上表面形成金屬鍍金層；為了使在上述垂直絕緣層兩側個別形成的金屬鍍金層的一部分露出金屬基板而形成一個或多個加工凹槽；以上述垂直絕緣層為基準，在一側金屬鍍金層上部粘貼光學元件芯片，上述光學元件芯片的一個電極與作為粘貼面的金屬鍍金層用電線或焊料以電相連，另外電極以上述垂直絕緣層為基準與金屬鍍金層的另一表面用電線連接；用封裝材料盾構上述光學元件芯片及其周邊，上述封裝材料的盾構至少要插入并填充上述加工凹槽。

技術領域

本發明涉及一種光學器件，尤其涉及用于增強密封材料和金屬襯底之間粘合強度的光學器件及其制造方法。

背景技術

半導體發光二極管(LED)是光學器件中的一種，其作為環境友好光源受到了各個領域的關注。近來，由于LED的應用擴展到了各種領域，諸如室內和室外照明、汽車前大燈和顯示器的背光單元(BLU)，所以需要有高光學效率和極佳熱輻射特性的LED。對于高效率的LED，首先應該改善LED的材料或結構，然而，還需要改善LED封裝的結構、其中使用的材料等。

圖1和2是示出常規空腔型光學器件的橫截面結構的示例。

根據圖1提到的制造工藝，首先，在其中形成垂直絕緣層20的鋁金屬襯底10中，形成空腔。空腔由向下逐漸變窄的溝槽組成，該溝槽從金屬襯底的上表面開始并指向其下表面具有預定深度。為了提高光學器件芯片40所產生的光的反射能力或接合能力，在其中形成空腔的鋁金屬襯底10的、除垂直絕緣層的上表面之外的上表面上，形成鍍金屬層諸如鍍銀層30。

然后，將光學器件芯片40接合到形成鍍金屬層30的空腔的底表面的一部分，其中所述底表面的一部分位于關于垂直絕緣層20的、底表面的另一部分的另一側。將光學器件芯片40的電極引線接合到之上接合有光學器件芯片40的底表面，還接合到位于相對于垂直絕緣層20的所述底表面的一部分的另一側的、底表面的另一部分。然后將硅密封劑60注入到密封的空腔中。

硅密封劑60通過保護光器件芯片40和引線50免受外界因素的影響，延長了光器件芯片40和引線50的壽命。也就是說，將硅密封劑60粘合到空腔內的鍍金屬(Ag)層30，并阻礙了外部水分、潮濕、有害氣體等的滲透。作為參考，當光學器件芯片40的電極暴露在芯片的底部時，可在不用引線接合對應電極的情況下，將它直接焊接到要接合芯片的底表面上。

在具有前述結構的常規空腔型光學器件中，由于硅密封劑60與鍍金屬(Ag)層30之間的粘合強度的退化會使鍍金屬(Ag)層30變色，所以會使光學器件芯片40的發光效率和壽命退化。原因是，由于硅密封劑60粘合到的鍍金屬(銀)層30的表面粗糙度非常光滑，所以硅密封劑60與鍍金屬(Ag)層30之間的粘合強度相對較弱。為了解決這種問題，可以使用一種方法，其中等離子體處理金屬(Ag)的表面以具有更高的粗糙度，并增加金屬(Ag)的表面能以將其表面轉化為親水表面。然而，由于這種方法需要工藝設備和高處理成本，所以它不是一個有效的改進措施。

圖3是示出具有圖1和2示例的結構的光學器件的腐蝕試驗結果的示例圖。為了測試硅密封劑60與鍍金屬(Ag)層30之間的粘合強度，進行了試驗，其中將墨水滴在空腔的傾斜面上端的位置上，并接觸鋁金屬襯底10的上水平表面的邊緣70，如圖2所示。試驗結果表明，由于鍍金屬層30與硅密封劑60之間的、在邊緣70附近的弱粘合強度，所以水分和有害氣體沿邊緣70附近的空腔的主壁面滲透。結果，發現由于滲入了水分和有害氣體，所以在空腔內部的傾斜表面上形成的、鍍金屬(銀)層30的表面的一部分變色了，如圖3右側所示。因此，這種變色效果將會降低光的反射能力。此外，滲入的有害氣體或水分會使光器件芯片40的壽命縮短。作為參考，圖3左側示出了測試之前空腔的平面圖，右側示出了試驗中空腔的平面圖。當參考圖3時，發現邊緣70附近的變色更嚴重。

發明內容

技術問題