本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01310346581.x、申請(qǐng)日為2013年08月09日、發(fā)明名稱為“發(fā)光器件”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
本實(shí)施例涉及一種發(fā)光器件。
背景技術(shù)：
隨著薄膜生長(zhǎng)技術(shù)和組成材料兩者的發(fā)展，通過(guò)使用半導(dǎo)體的第iii族至第v族或第ii族至第vi族化合物半導(dǎo)體材料形成的發(fā)光器件(包括激光二極管或發(fā)光二極管)能夠產(chǎn)生各種顏色的光(例如紅光、綠光、藍(lán)光)和紫外線等。發(fā)光器件也能夠通過(guò)使用熒光材料或通過(guò)混合這些顏色來(lái)產(chǎn)生高效白光。與諸如熒光燈和白熾燈等現(xiàn)有光源相比，所述發(fā)光器件具有低功耗、半永久性壽命、快速響應(yīng)速度、安全以及環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。
因此，所述發(fā)光器件或發(fā)光二極管正被逐漸地應(yīng)用于光學(xué)通信手段的傳輸模塊、構(gòu)成液晶顯示器(lcd)的背光的發(fā)光二極管背光(替代冷陰極熒光燈(ccfl))、替代熒光燈或白熾燈的白光發(fā)光二極管照明器件、車(chē)輛的前燈以及交通燈。
關(guān)于包括安裝在金屬襯底上的uvled的發(fā)光封裝，紫外線反射光抵達(dá)金屬襯底上的絕緣層，因此，包括在絕緣層中的有機(jī)材料會(huì)變色或惡化。結(jié)果是，發(fā)光器件的光輸出褪化且可靠性降低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，一個(gè)實(shí)施例是一種照明器件。該照明器件包括：襯底；主體，被布置在襯底上且具有預(yù)定尺寸的第一孔；發(fā)光芯片，被布置在由襯底和主體的第一孔形成的空腔內(nèi)；蓋，被布置在主體上且具有預(yù)定尺寸的第二孔；以及透明窗口，被布置在第二孔中，其中，該蓋的下部被分成第一表面和比第一表面更向下突出的第二表面，以及其中第一表面的至少一部分被附接并固定至主體。
另一個(gè)實(shí)施例是一種照明器件。該照明器件包括：襯底；主體，被布置在襯底上且具有預(yù)定尺寸的第一孔；發(fā)光芯片，被布置在由襯底和主體的第一孔形成的空腔內(nèi)；蓋，被布置在主體上且具有預(yù)定尺寸的第二孔；以及透明窗口，被布置在第二孔中，其中，第二孔的上部直徑小于第二孔的下部直徑，使得形成高度差(leveldifference)，以及其中透明窗口被布置在第二孔的下部。
本發(fā)明能夠提高光輸出效率和散熱效率，并提高產(chǎn)品的可靠性和壽命。
附圖說(shuō)明
可以參考下列附圖來(lái)具體描述配置和實(shí)施例，所述附圖中相似的附圖標(biāo)記表示相似的元件，且其中：
圖1為根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件的透視圖；
圖2為圖1所示的發(fā)光器件的分解透視圖；
圖3為通過(guò)沿著線a-a’切割圖1所示的發(fā)光器件形成的分解圖；
圖4為通過(guò)沿著線a-a’切割圖1所示的發(fā)光器件形成的剖視圖；
圖5至圖7為示出發(fā)光器件的設(shè)計(jì)尺度(measures)的剖視圖；
圖8為示出根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件的構(gòu)造的剖視圖；
圖9和圖10為示出發(fā)光器件的設(shè)計(jì)尺度的剖視圖；以及
圖11和圖12為根據(jù)第三實(shí)施例和第四實(shí)施例的發(fā)光器件的剖視圖。
具體實(shí)施方式
為了說(shuō)明的方便和清晰起見(jiàn)，每一層的厚度或尺寸被放大、省略或示意性示出。每一個(gè)組件的尺寸可能不一定表示其實(shí)際尺寸。
應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)某一元件被稱為在另一個(gè)元件“上方”或“下方”時(shí)，其可直接位于該元件上方/下方，和/或也可以存在一個(gè)或多個(gè)介于中間的元件。當(dāng)某一元件被稱為在“上方”或“下方”時(shí)，基于該元件能夠包括“在該元件下方”以及“在該元件上方”。
可以參考附圖具體描述實(shí)施例。
第一實(shí)施例的構(gòu)造示例
圖1至圖7為根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件的視圖。圖1為根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件的透視圖。圖2為圖1所示的發(fā)光器件的分解透視圖。圖3為通過(guò)沿著線a-a’切割圖1所示的發(fā)光器件形成的分解圖。圖4為通過(guò)沿著線a-a’切割圖1所示的發(fā)光器件形成的剖視圖。圖5至圖7為示出發(fā)光器件的設(shè)計(jì)尺度的剖視圖。
如圖1至圖4所示，根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件100包括：襯底110；主體140，其被布置在襯底110上且其中形成有通孔140a；至少一個(gè)發(fā)光芯片170，其被布置在由襯底110和通孔140a形成的空腔150內(nèi)；蓋180，其被布置在主體140上且其中形成有通孔180a；以及透明窗口190，其被布置在蓋180的通孔180a內(nèi)。襯底110還可以包括通孔110a和布置在通孔110a內(nèi)的散熱塊120。這種情況下，襯底110可以被分成陶瓷制主體(ceramic-madebody)和插入到通孔110a中的散熱塊120。發(fā)光芯片170更多地可以被附接并固定至墊塊(sub-mount)160，且布置在襯底110上。當(dāng)散熱塊120被布置在形成在襯底110中的通孔110a內(nèi)時(shí)，墊塊160可以被布置在散熱塊120上。
這里，通孔140a、通孔180a以及通孔110a可以被分別指定為第一孔、第二孔以及第三孔，以便將它們彼此區(qū)分開(kāi)。
襯底110可以是單層襯底或復(fù)合層陶瓷襯底。當(dāng)襯底110是單層襯底時(shí)，襯底110能夠通過(guò)使用高溫共燒陶瓷(htcc)技術(shù)形成。這里，高溫共燒陶瓷可以通過(guò)在高于1200℃的高溫下共燒陶瓷板而形成。
當(dāng)襯底110是復(fù)合層陶瓷襯底時(shí)，襯底110可以由例如高溫共燒陶瓷(htcc)或低溫共燒陶瓷(ltcc)組成。
復(fù)合層陶瓷襯底的層的厚度可以彼此相同或者可以彼此不同。該厚度不受限制。
如上文提到的，由于襯底110包括陶瓷襯底，因而在下文中，襯底110用陶瓷襯底來(lái)表示。
陶瓷襯底110具有小于金屬材料的傳熱性。因此，為了補(bǔ)償熱特性的目的，金屬塊制成的(metalslug-made)散熱塊120在agcu接合工藝中被共燒或熱處理，然后被耦接至陶瓷襯底110或插入到陶瓷襯底110中。
齊納二極管可以被安裝在陶瓷襯底110或主體140的與發(fā)光芯片170所在的空間分離的某一位置上。
如圖4所示，陶瓷襯底110的通孔110a是臺(tái)階式的，使得與散熱塊120的接觸面積增加，因此而提高散熱效果。
陶瓷襯底110可以由氮化物絕緣材料或氧化物絕緣材料形成。例如，陶瓷襯底110可以包括sio2、sixoy、si3ny、sioxny、al2o3或aln。當(dāng)陶瓷襯底110包括aln時(shí)，陶瓷襯底110可以不包括散熱塊120。
導(dǎo)電圖案142和143可以被布置在陶瓷襯底110的上表面上。并且，導(dǎo)電圖案可以被布置在陶瓷襯底110的下表面上。陶瓷襯底110可以具有布置在其一側(cè)的導(dǎo)通孔132。布置在陶瓷襯底110的上表面和下表面上的導(dǎo)電圖案可以經(jīng)由導(dǎo)通孔132彼此電性連接。雖然導(dǎo)通孔132在下列附圖中未示出，然而導(dǎo)通孔132并非不存在。導(dǎo)通孔132可能是或者可能不是沿該剖面方向來(lái)描繪的。
散熱塊120用于散發(fā)從發(fā)光芯片170產(chǎn)生的熱量。因此，散熱塊120可以包括具有優(yōu)良傳熱性的金屬。例如，散熱塊120可以包括mo、w、au、ag、cu單金屬至少之一以及包括cu的合金(例如cuw和cumo)。
從發(fā)光芯片170產(chǎn)生的熱量經(jīng)由具有優(yōu)良傳熱性的散熱塊120向外散發(fā)，使得可以提高發(fā)光器件100的熱特性和可靠性。散熱塊120在agcu接合工藝中被共燒或熱處理，然后被耦接至或插入到陶瓷襯底110的通孔110a中。
考慮到陶瓷襯底110和散熱塊120的熱膨脹系數(shù)，例如，在通過(guò)使用htcc技術(shù)形成陶瓷襯底110的過(guò)程中，包括cuw的散熱塊120被插入到襯底110中，使得陶瓷襯底110可以對(duì)于熱量而穩(wěn)定。在通過(guò)使用ltcc技術(shù)形成陶瓷襯底110的過(guò)程中，包括ag的散熱塊120被插入到襯底110中，使得陶瓷襯底110可以變得耐熱。
陶瓷襯底110和散熱塊120的構(gòu)成材料彼此不同，因此，陶瓷襯底110和散熱塊120的熱膨脹系數(shù)也彼此不同。因此，散熱塊120被插入到陶瓷襯底110中，然后被共燒，或者散熱塊120在使用發(fā)光器件期間由于從發(fā)光芯片170產(chǎn)生的熱量而膨脹。結(jié)果是，散熱塊120的其上安裝有發(fā)光芯片170的頂面可能凸起地突出。
當(dāng)散熱塊120的頂面凸起地突出時(shí)，可能在散熱塊120與發(fā)光芯片170之間發(fā)生不良接觸，使得可靠性會(huì)降低。
因此，第一防突層130被置于發(fā)光芯片170與散熱塊120之間，從而防止散熱塊120的頂面朝向發(fā)光芯片170突出。
第一防突層130可以被布置在陶瓷襯底110上和散熱塊120上，或者可以通過(guò)與陶瓷襯底110整體形成而形成陶瓷襯底110的一部分。
第二防突層131可以被布置在陶瓷襯底110和散熱塊120下方，因?yàn)樯釅K120的底面以及散熱塊120的頂面可能凸起地突出。
其中形成有空腔150的主體140被布置在第一防突層130上。主體140的內(nèi)側(cè)壁可以傾斜或者不傾斜。主體140的內(nèi)側(cè)壁可以形成為臺(tái)階狀，或者也可以豎直地形成。
主體140的傾斜側(cè)壁使從發(fā)光芯片170產(chǎn)生的光從通孔140a所形成的側(cè)壁反射，并朝向開(kāi)口空腔150行進(jìn)。因此，能夠增強(qiáng)發(fā)光器件100的光提取效率。
形成為臺(tái)階狀或豎直地形成的通孔140a能夠通過(guò)鉆孔工藝而機(jī)械地實(shí)現(xiàn)，或者當(dāng)主體140由復(fù)合層陶瓷襯底組成時(shí)，能夠通過(guò)堆積和燒制長(zhǎng)度互相不同的多個(gè)陶瓷層來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，實(shí)現(xiàn)通孔140a的方法不限于此。
而且，反射層可以被涂布在由主體140的通孔140a形成的側(cè)壁的至少一部分上和/或主體140的底面的至少一部分上。
構(gòu)成主體140的陶瓷材料允許空腔150在該工藝中很容易地形成并且耐熱。
與僅使用第一防突層130來(lái)防止散熱塊120變得凸出的情形相比，當(dāng)墊塊160被布置在第一防突層130上時(shí)，可以更加有效地防止散熱塊120變得凸出。
墊塊160可以是導(dǎo)電襯底或絕緣襯底?？紤]到傳熱性和熱膨脹系數(shù)，例如，墊塊160可以包括諸如si、sic、aln等材料。
導(dǎo)電圖案(未示出)可以形成在墊塊160上。發(fā)光芯片170可以被電性連接至導(dǎo)電圖案。例如，發(fā)光芯片170能夠通過(guò)au漿料(paste)接合或au-sn共融(eutectic)接合來(lái)固定。這里，為了防止發(fā)光芯片170由于熱量而損壞，可以通過(guò)在低于280℃的溫度加熱au漿料來(lái)進(jìn)行該接合。
由于從發(fā)光芯片170產(chǎn)生的熱量經(jīng)由墊塊160和散熱塊120向外散發(fā)，因而墊塊160可以由具有優(yōu)良傳熱性的材料形成。
由于墊塊160被布置在散熱塊120上，因而從發(fā)光芯片170產(chǎn)生的熱量經(jīng)由具有優(yōu)良傳熱性的散熱塊120向外散發(fā)，而不是經(jīng)由傳熱性比散熱塊120相對(duì)較小的陶瓷襯底110。結(jié)果是，能夠提高發(fā)光器件100的可靠性。
在發(fā)光芯片170被直接安裝在散熱塊120上的情況下，當(dāng)散熱塊120的其上安裝有發(fā)光芯片170的頂面不平坦時(shí)，發(fā)光芯片170從散熱塊120脫落或接合得不穩(wěn)定，使得散熱性能會(huì)褪化。通過(guò)將發(fā)光芯片170布置在墊塊160上或者不用墊塊160而直接布置在第一防突層130上，能夠讓該問(wèn)題最小化。
散熱塊120用于將從發(fā)光芯片170產(chǎn)生的熱量向外散發(fā)，并保持發(fā)光器件100的可靠性。因此，散熱塊120和發(fā)光芯片170可以設(shè)置得彼此垂直和重疊。
發(fā)光芯片170包括通過(guò)使用多個(gè)化合物半導(dǎo)體層(例如，第iii族至第v族半導(dǎo)體層)形成的發(fā)光二極管(led)。該led可以是發(fā)出藍(lán)光、綠光或紅光的彩色led，或者可以是uvled。從led發(fā)出的光能夠通過(guò)使用各種半導(dǎo)體來(lái)產(chǎn)生。從led發(fā)出的光的產(chǎn)生方法不限于此。
尤其是，陶瓷襯底110和主體140由無(wú)機(jī)陶瓷構(gòu)成。因此，即使在使用包括波長(zhǎng)為大約200nm至300nm的深uvled或波長(zhǎng)為大約300nm至400nm的近uvled的發(fā)光芯片時(shí)，也不希望上部主體和下部主體由于從發(fā)光芯片發(fā)出的uv光而變色或惡化。因此，能夠保持發(fā)光器件的可靠性。
發(fā)光芯片170可以以倒裝芯片方式接合，或者可以通過(guò)使用au漿料接合或au-sn共融接合而被固定在陶瓷襯底110上。這里，為了防止發(fā)光芯片170由于熱量損壞的目的，可以通過(guò)在低于280℃的溫度加熱au漿料來(lái)進(jìn)行該接合。
接著，可以將蓋180(其具有已布置有透明窗口190的通孔180a)設(shè)置在主體140上。
蓋180的通孔180a可以具有高度差表面。這里，如圖4所示，在通孔180a的高度差表面中，通孔180a的上部直徑可以形成為大于通孔180a的下部直徑。以這樣的方式在透明窗口190的外周面上形成高度差，從而面對(duì)通孔180a的高度差表面，并被置于蓋180的通孔180a內(nèi)。
通孔180a可以具有圓形。這里，通孔180a的形狀不限于圓形。例如，通孔180a可以具有四邊形。更具體地，通孔180a可以具有正方形或長(zhǎng)方形。而且，跟圓形和四邊形一樣，通孔180a也可以具有多邊形。透明窗口190可以具有與通孔180a的各種形狀對(duì)應(yīng)的形狀。
可以在蓋180的下部形成高度差表面180b。換句話說(shuō)，蓋的下部被分成第一表面和比第一表面更向下突出的第二表面。第一表面的至少一部分可以被附接并固定至主體。由此，當(dāng)蓋180被耦接至主體140的頂面140b時(shí)，具有高度差表面180b的下部的一部分被插入空腔150內(nèi)。
蓋180和主體140可以通過(guò)密封工藝在真空或氮(n2)氣體中經(jīng)au-sn共融接合而彼此耦接。通過(guò)在高于280℃的溫度下加熱粘合材料(例如ausn)來(lái)進(jìn)行該共融接合。由于陶瓷材料具有脆性并易于因壓力而損壞，因而蓋180和主體140能夠通過(guò)使用共融接合來(lái)替代焊接而彼此附接和固定。
具有上述配置的蓋180可以通過(guò)使用包括柯伐合金(kovar)的金屬材料之一形成。
為了將從發(fā)光芯片170產(chǎn)生的光傳輸?shù)酵獠慷晃展?，透明窗?90可以由透明材料和非反射涂膜制成。例如，透明窗口190可以由sio2(石英、uv熔融硅石)、al2o3(藍(lán)寶石)、lif、mgf2、caf2、低鐵透明玻璃和包括b2o3的玻璃的任何一種制成。
當(dāng)發(fā)光芯片170是uvled時(shí)，透明窗口190用于防止從發(fā)光芯片170發(fā)出的紫外線破壞或惡化發(fā)光器件100的外部有機(jī)物質(zhì)。而且，透明窗口190的與高度差表面180b接觸的一側(cè)具有與高度差表面180b的形狀對(duì)應(yīng)的形狀。由此，當(dāng)蓋180耦接至主體140的頂面140b時(shí)，具有高度差表面180b的下部的一部分被插入空腔150內(nèi)，使得透明窗口190的下部的一部分也被插入空腔150內(nèi)。結(jié)果是，能夠減小發(fā)光芯片170與透明窗口190的下部之間的間隙。這種情況下，能夠更加容易地發(fā)出光。
透明窗口190與空腔150之間的空間可以處于真空狀態(tài)或充有n2氣體或合成氣體(forminggas)。
而且，在發(fā)光器件100中，熱焊盤(pán)(未示出)可以被布置在陶瓷襯底110下方以及散熱塊120的下部。
由于發(fā)光芯片170所產(chǎn)生的熱量傳過(guò)墊塊160和散熱塊120，然后經(jīng)由熱焊盤(pán)向外散發(fā)，因而該熱焊盤(pán)可以具有優(yōu)良的傳熱性。例如，熱焊盤(pán)可以由包括ag、au以及cu的任何一種的金屬材料組成。
另外，可以在熱焊盤(pán)與陶瓷襯底110之間以及在熱焊盤(pán)與散熱塊120之間設(shè)置導(dǎo)熱片(未示出)。導(dǎo)熱片具有優(yōu)良的傳熱性、電絕緣以及耐燃性，并且使產(chǎn)熱部與熱焊盤(pán)彼此接觸，從而使熱傳遞效果得以最大化。
而且，發(fā)光器件100還可以包括模制部件(moldingpart)(未示出)，該模制部件以這種方式形成在空腔150內(nèi)，從而包圍發(fā)光芯片170。這里，模制部件可以包括si樹(shù)脂和混合樹(shù)脂至少之一，si樹(shù)脂具有高折射率或低折射率且與熒光材料混合。
而且，雖然陶瓷襯底110和主體140的內(nèi)側(cè)壁分別示出在一個(gè)單元中，然而對(duì)此沒(méi)有限制，并且它們每一個(gè)可以通過(guò)堆積多個(gè)層而形成。當(dāng)陶瓷襯底110以及主體140的內(nèi)側(cè)壁的每一個(gè)通過(guò)堆積多個(gè)層而形成時(shí)，通孔110a和140a的表面可能不是平滑的，而是不平的。
第一實(shí)施例的設(shè)計(jì)尺度的示例
圖5至圖7為示出發(fā)光器件的設(shè)計(jì)尺度的剖視圖。
首先，參照?qǐng)D5，陶瓷襯底110的高度與第一防突層130和第二防突層131的高度之和“a”可以是0.2mm至0.6mm，并且更加優(yōu)選為0.4mm。主體140的高度“b”可以是0.4mm至1.0mm，并且更加優(yōu)選為0.7mm。主體140的高度與包括第一防突層130和第二防突層131的陶瓷襯底110的高度之和“c”可以被設(shè)計(jì)為0.6mm至1.6mm，并且更加優(yōu)選為1.1mm。
而且，墊塊160的高度與發(fā)光芯片170的高度之和“d”可以是0.2mm至0.6mm，并且更加優(yōu)選為0.4mm。而且，發(fā)光芯片170與主體140的頂面之間的高度“e”可以被設(shè)計(jì)為0.1mm至0.5mm，并且更加優(yōu)選為0.3mm。
參照?qǐng)D6，墊塊160的厚度“t1”可以是0.05mm至0.45mm，并且更加優(yōu)選為0.25mm。發(fā)光芯片170與透明窗口190之間的間隙“f”可以是0.1mm至0.3mm，并且更加優(yōu)選為0.2mm。透明窗口190的上部直徑“g”可以是1.7mm至2.0mm，并且更加優(yōu)選為1.9mm。透明窗口190的下部直徑“h”可以是1.3mm至1.7mm，并且更加優(yōu)選為1.5mm。透明窗口190的厚度“t2”可以是0.3mm至0.5mm，并且更加優(yōu)選為0.4mm。從蓋180的底面到高度差表面的高度“i”可以是0.1mm至0.3mm，并且更加優(yōu)選為0.2mm。透明窗口190的頂面與蓋180的頂面之間的間隙“j”可以是0.1mm至0.3mm，并且更加優(yōu)選為0.2mm。形成在蓋180的下部的高度差表面180b的高度“k”可以是0.05mm至0.2mm，并且更加優(yōu)選為0.1mm。蓋180的側(cè)面高度“l(fā)”可以是0.2mm至0.6mm，并且更加優(yōu)選為0.4mm。蓋180的直徑“m”可以是4.0mm至4.4mm，并且更加優(yōu)選為4.2mm。從第二防突層131至蓋180的頂面的高度“n”可以是1.3mm至1.7mm，并且更加優(yōu)選為1.5mm。陶瓷襯底110和主體140的直徑“o”可以被設(shè)計(jì)為4.3mm至4.7mm，并且更加優(yōu)選為4.5mm。
參照?qǐng)D7，在形成在蓋180的下部的高度差表面180b上，ausn層181可以被形成為具有5μm至7μm的厚度以及0.4mm至0.7mm且更加優(yōu)選為0.45mm的寬度“p”。在主體140的頂面140b(其耦接至蓋180的高度差表面180b)上，au圖案141可以被形成為具有大于5μm的厚度以及0.5mm至0.8mm且更加優(yōu)選為0.5mm的寬度“q”。這里，ausn層181的寬度“p”可以小于au圖案141的寬度“q”。
另外，形成在蓋180的下部的高度差表面180b的寬度“r”可以是0.5mm至0.9mm，并且更加優(yōu)選為0.7mm。形成在蓋180的通孔180a中的高度差表面的寬度“s”可以是0.1mm至0.3mm，并且更加優(yōu)選為0.2mm。透明窗口190的頂面與蓋180的頂面之間的間隙“z”可以是0至0.2mm，并且更加優(yōu)選為0.1mm。蓋180的厚度“x”可以是0.3mm至0.7mm，并且更加優(yōu)選為0.5mm。主體140的寬度“u”可以是0.6mm至1.0mm，并且更加優(yōu)選為0.8mm。蓋180與主體140之間在耦接時(shí)的間隙“v”可以是0.03mm至0.07mm，并且更加優(yōu)選為0.05mm。從蓋180的頂面到高度差表面180b的高度“y1”可以是0.3mm至0.5mm，并且更加優(yōu)選為0.4mm。從蓋180的底面至形成在通孔180a中的高度差表面的高度“y2”可以是0.1mm至0.3mm，并且更加優(yōu)選為0.2mm。主體140的邊緣與形成在主體140的頂面140b上的au圖案141之間的間隙“w”可以被設(shè)計(jì)為0.1mm至0.2mm，并且更加優(yōu)選為0.15mm。
第二實(shí)施例的構(gòu)造示例
圖8至圖10為根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件的視圖。圖8為示出根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件的構(gòu)造的剖視圖。圖9和圖10為示出發(fā)光器件的設(shè)計(jì)尺度的剖視圖。
如圖8所示，第二實(shí)施例的發(fā)光器件200包括：陶瓷襯底110，其中形成有通孔110a；散熱塊120，布置在通孔110a內(nèi)；主體140，其被布置在陶瓷襯底110上且具有通孔140a；墊塊160，布置在散熱塊120上；至少一個(gè)發(fā)光芯片170，其被布置在墊塊160上；蓋280，其被布置在主體140上且其中形成有通孔280a；以及透明窗口290，其被布置在蓋280的通孔280a內(nèi)。
在發(fā)光器件200中，為了防止散熱塊120的頂面朝向發(fā)光芯片170突出的目的，第一防突層130被布置在發(fā)光芯片170與散熱塊120之間，并布置在陶瓷襯底110上。而且，第二防突層131被布置在陶瓷襯底110和散熱塊120下方。
除了蓋280和透明窗口290的構(gòu)造以外，發(fā)光器件200的第二實(shí)施例具有與第一實(shí)施例(圖4)相同的構(gòu)造。
通孔280a形成在蓋280的中心。透明窗口290被布置在通孔280a中。
通孔280a可以具有圓形。這里，通孔280a的形狀不限于圓形。例如，通孔280a可以具有四邊形。更具體地，通孔280a可以具有正方形或長(zhǎng)方形。而且，跟圓形和四邊形一樣，通孔280a也可以具有多邊形。透明窗口290可以具有與通孔280a的各種形狀對(duì)應(yīng)的形狀。
蓋280可以具有高度差表面。這里，如圖8所示，由于蓋280的高度差表面，通孔280a的上部直徑可以被形成為小于通孔280a的下部直徑。即，高度差表面形成在蓋280的下部。
透明窗口290被布置在蓋280的高度差表面上。結(jié)果是，透明窗口290可以被形成為具有平板形狀。
蓋280和主體140可以通過(guò)密封工藝在真空或氮(n2)氣體中經(jīng)由au-sn共融接合而彼此耦接。
具有上述構(gòu)造的蓋280可以通過(guò)使用包括柯伐合金的金屬材料之一形成。
為了將從發(fā)光芯片170產(chǎn)生的光傳輸?shù)酵獠慷晃展?，透明窗?90可以由透明材料和非反射涂膜制成。例如，透明窗口190可以由sio2(石英、uv熔融硅石)、al2o3(藍(lán)寶石)、lif、mgf2、caf2、低鐵透明玻璃和包括b2o3的玻璃的任何一種制成。
當(dāng)發(fā)光芯片170是uvled時(shí)，透明窗口290用于防止從發(fā)光芯片170發(fā)出的紫外線破壞或惡化發(fā)光器件200的外部有機(jī)物質(zhì)。
透明窗口290與空腔150之間的空間可以處于真空狀態(tài)或充有n2氣體或合成氣體。
而且，在發(fā)光器件200中，可以在陶瓷襯底110下方和散熱塊120的下部設(shè)置熱焊盤(pán)(未示出)。
由于發(fā)光芯片170所產(chǎn)生的熱量傳過(guò)墊塊160和散熱塊120，然后經(jīng)由熱焊盤(pán)向外散發(fā)，因而該熱焊盤(pán)可以具有優(yōu)良的傳熱性。例如，熱焊盤(pán)可以由包括ag、au以及cu的任何一種的金屬材料組成。
另外，可以在熱焊盤(pán)與陶瓷襯底110之間以及在熱焊盤(pán)與散熱塊120之間設(shè)置導(dǎo)熱片(未示出)。導(dǎo)熱片具有優(yōu)良的傳熱性、電絕緣以及耐燃性，并且使產(chǎn)熱部和熱焊盤(pán)彼此接觸，從而使熱傳遞效果得以最大化。
而且，發(fā)光器件200還可以包括模制部件(未示出)，該模制部件以這樣的方式形成在空腔150內(nèi)，從而包圍發(fā)光芯片170。這里，模制部件可以包括si樹(shù)脂和混合樹(shù)脂至少之一，si樹(shù)脂具有高折射率或低折射率且與熒光材料混合。
第二實(shí)施例的設(shè)計(jì)尺度的示例
根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件200中陶瓷襯底110、第一防突層130和第二防突層131、主體140、墊塊160以及發(fā)光芯片170的尺度與圖5相同。
參照?qǐng)D9，發(fā)光芯片170與透明窗口290之間的間隙“f’”可以是0.2mm至0.4mm，并且更加優(yōu)選為0.3mm。透明窗口290的最大直徑“g’”可以是1.7mm至2.0mm，并且更加優(yōu)選為1.9mm。透明窗口290的厚度“t2’”可以是0.2mm至0.4mm，并且更加優(yōu)選為0.3mm。從蓋280的底面到高度差表面的高度“i’”可以是0.2mm至0.4mm，并且更加優(yōu)選為0.3mm。蓋280的頂面與透明窗口290的頂面之間的間隙“j’”可以是0.1mm至0.3mm，并且更加優(yōu)選為0.2mm。蓋280側(cè)的高度“l(fā)’”可以是0.3mm至0.7mm，并且更加優(yōu)選為0.5mm。蓋280的直徑“m’”可以是0.4mm至4.4mm，并且更加優(yōu)選為4.2mm。從第二防突層131至蓋280的頂面的高度“n’”可以是1.4mm至1.8mm，并且更加優(yōu)選為1.6mm。透明窗口290的上部直徑“h’”可以是1.3mm至1.7mm，并且更加優(yōu)選為1.5mm。陶瓷襯底110和主體140的直徑“o’”可以被設(shè)計(jì)為4.3mm至4.7mm，并且更加優(yōu)選為4.5mm。
參照?qǐng)D10，在耦接至主體140的頂面140b的蓋280的下方，ausn層281被形成為具有5μm至7μm的厚度以及0.4mm至0.7mm且更加優(yōu)選為0.45mm的寬度“p’”。在主體140的頂面140b(其耦接至蓋280的下部)上，au圖案141被形成為具有大于5μm的厚度以及0.5mm至0.8mm且更加優(yōu)選為0.5mm的寬度“q’”。這里，ausn層281的寬度“p’”可以小于au圖案141的寬度。
形成在蓋280的通孔280a中的高度差表面的寬度“s’”可以是0.1mm至0.3mm，并且更加優(yōu)選為0.2mm。透明窗口290的頂面與蓋280的頂面之間的間隙“z’”可以是0.1mm至0.3mm，并且更加優(yōu)選為0.2mm。蓋280的厚度“x’”可以是0.3mm至0.7mm，并且更加優(yōu)選為0.5mm。主體140的寬度“u’”可以是0.6mm至1.0mm，并且更加優(yōu)選為0.8mm。主體140的邊緣與形成在主體140的頂面140b上的au圖案之間的間隙“w’”可以被設(shè)計(jì)為0.1mm至0.2mm，并且更加優(yōu)選為0.15mm。
根據(jù)實(shí)施例的如此配置的發(fā)光器件包括：陶瓷襯底，具有通孔；散熱塊，被布置在通孔內(nèi)；主體，被布置在陶瓷襯底上且具有形成在其側(cè)壁內(nèi)的空腔；墊塊，被布置在散熱塊上；發(fā)光芯片，被布置在墊塊上；蓋，被布置在主體上且其中形成有通孔；以及透明窗口，被布置在蓋的通孔內(nèi)。因此，能夠減小透明窗口與發(fā)光芯片之間的間隙。結(jié)果是，能夠使光學(xué)損耗最小化，因此能夠提高光輸出。另外，能夠通過(guò)使用共融接合獲得工藝差別、高效散熱以及長(zhǎng)壽命。進(jìn)一步，允許通用設(shè)計(jì)，并且發(fā)光器件能夠通過(guò)緊湊設(shè)計(jì)變得更小。而且，能夠防止由脫層(delamination)引起的變色和惡化，并且能夠以這種方式改進(jìn)發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)，從而防止外部濕氣或空氣滲透到發(fā)光器件的內(nèi)部。此外，能夠減少制造工序和成本。而且，不會(huì)引起由于進(jìn)行電阻焊接產(chǎn)生的機(jī)械沖擊，使得在器件內(nèi)部和外部產(chǎn)生裂縫的情況降到最低程度。
在實(shí)施例中，在圖11或圖12所示的發(fā)光器件中，發(fā)光芯片170可以被布置在第一防突層130上而無(wú)墊塊160。
本說(shuō)明書(shū)中任何提及的“一個(gè)實(shí)施例”，“一實(shí)施例”，“示例性實(shí)施例”等等是指結(jié)合實(shí)施例所描述的具體的特征、結(jié)構(gòu)或特性都包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。本說(shuō)明書(shū)中多處出現(xiàn)的這些語(yǔ)句并不必然全部涉及相同的實(shí)施例本說(shuō)明書(shū)中多處出現(xiàn)的這些語(yǔ)句并不必然全部涉及相同的實(shí)施例。此外，當(dāng)結(jié)合任一實(shí)施例來(lái)描述具體的特征、結(jié)構(gòu)或特性時(shí)，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為其落入到本領(lǐng)域技術(shù)人員結(jié)合其他實(shí)施例來(lái)實(shí)施該特征、結(jié)構(gòu)或特性的范圍內(nèi)。
雖然已參照多個(gè)示意性實(shí)施例描述了實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠設(shè)計(jì)出多個(gè)落入本公開(kāi)文本的原理的精神和范圍的其它變型和實(shí)施例。更具體地，在公開(kāi)內(nèi)容、附圖以及附加的權(quán)利要求的范圍內(nèi)，在零部件和/或隸屬的組合排列的排列方式中可以有各種變化和變型。除了零部件和/或排列的變化和變型之外，多種用途對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)也是顯而易見(jiàn)的。