用于制造光學(xué)裝置的方法及由該方法制造的光學(xué)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于制造光學(xué)裝置的方法及由該方法制造的光學(xué)裝置，更具體地，涉及一種用于制造經(jīng)由散熱片提高散熱性能、提高基板和散熱片之間的絕緣性能和改善可加工性的光學(xué)裝置的方法，和由該方法制造的光學(xué)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)會(huì)作為環(huán)境友好型光源在各種領(lǐng)域中獲得注意。近年來(lái)，由于LED的應(yīng)用已擴(kuò)展到各個(gè)領(lǐng)域，諸如內(nèi)部和外部照明、汽車前照燈和顯示器的背光單元(BLU)，所以這需要高光效率和優(yōu)良的熱輻射特性。關(guān)于高效率LED，首先應(yīng)該改善LED的材料或結(jié)構(gòu)，然而，需要改善LED封裝的結(jié)構(gòu)和其中使用的材料。
[0003]在這種高效率LED中，會(huì)產(chǎn)生高溫?zé)崃?，因此這種熱量必須有效地散發(fā)，否則LED上的溫度升高會(huì)使特性老化從而會(huì)縮短使用壽命。在高效率LED封裝中，對(duì)有效散發(fā)由LED產(chǎn)生的熱量的努力取得了進(jìn)展。
[0004]在下文中，包括發(fā)光LED的各種器件將被稱為“光學(xué)元件”，且包括多于一個(gè)光學(xué)元件的各種產(chǎn)品將被稱為“光學(xué)裝置”。
[0005]圖1A和IB是用于說(shuō)明由用于制造光學(xué)裝置的不同基底基板制成的不同結(jié)構(gòu)的光學(xué)裝置的制造過(guò)程的平面圖。如圖1A所示，在現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)裝置的制造中，為了提高可加工性，首先，在每個(gè)基底基板(A)上形成空腔(C)之后，該空腔(C)包括從包含多個(gè)垂直絕緣層(B)的基底基板(A)的上表面開(kāi)始具有預(yù)定深度且向下變窄錐形的溝槽并容納垂直絕緣層(B)，然后，將引線(E)與布置在每個(gè)空腔(C)內(nèi)部的光學(xué)元件(D)接合在一起。隨后，通過(guò)沿著切割線(CL)水平和垂直切割基底基板(A)完成單元光學(xué)裝置的制造。隨后，將這些切塊的光學(xué)裝置各自接合到對(duì)應(yīng)散熱片用于快速散熱。
[0006]在圖1A中，由用于光學(xué)裝置的基底基板㈧制造了總數(shù)為6個(gè)的光學(xué)裝置，其中在水平方向和在垂直方向上分別布置3個(gè)光學(xué)元件和2個(gè)光學(xué)元件。在每個(gè)光學(xué)裝置中，水平排列的光學(xué)元件彼此串聯(lián)連接，而垂直排列的光學(xué)元件彼此并聯(lián)連接。
[0007]接下來(lái)，在圖1B的實(shí)例中，由用于光學(xué)裝置的單一基底基板(A’)制造了總數(shù)為6個(gè)的光學(xué)裝置，其中在每個(gè)光學(xué)裝置的水平方向和垂直方向上分別布置3個(gè)光學(xué)元件和2個(gè)光學(xué)元件。然而，它具有與圖1A的實(shí)例不同的結(jié)構(gòu)，其中在單一空腔(C’)內(nèi)布置所有(總共6個(gè))光學(xué)元件(D)，并且在沒(méi)有介入基板的情況下，將串聯(lián)連接鄰近光學(xué)元件(D)的接合引線(E)直接接合到光學(xué)元件(D)的電極。
[0008]上述結(jié)構(gòu)僅是實(shí)例，具有各種結(jié)構(gòu)的光學(xué)裝置可以由具有各種尺寸或結(jié)構(gòu)的基底基板制造。
[0009]圖2是用于描述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖1A制造的單元光學(xué)裝置與散熱片的連接方法的橫截圖。如圖2所示，為了驅(qū)散由光學(xué)裝置40產(chǎn)生的熱量，將基板30接合到由鋁材料等組成的散熱片20。作為用于接合基板30和散熱片20的材料，主要使用由氧化鋁、氧化鋅或氮化硼等填充的具有良好傳熱特性的熱界面材料Ο?Μ)層10諸如硅油等。此外，通過(guò)陽(yáng)極化處理散熱片20的上表面形成絕緣層22，用于在基板30和散熱片20之間電絕緣。
[0010]然而，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的上述光學(xué)裝置，由于在減小粘合劑TIM層10的厚度方面有限制，所以即使使用具有良好傳熱率的材料，由于其厚度也會(huì)存在使散熱特性降級(jí)的問(wèn)題。而且，由于手動(dòng)操作在散熱片上精確對(duì)準(zhǔn)光學(xué)裝置的過(guò)程，所以降低了生產(chǎn)率，并且由于粘合劑TIM層的整體沉積厚度的差異或局部厚度差異取決于工人的工作質(zhì)量，所以存在不能保證均勻的散熱特性的問(wèn)題。
[0011]另外，由于經(jīng)由陽(yáng)極化處理散熱片20的上表面形成電絕緣層的過(guò)程需要電絕緣，所以存在增加上述過(guò)程的問(wèn)題。
[0012]最重要的是，對(duì)于由現(xiàn)有技術(shù)的如圖1A所示的用于光學(xué)裝置的基底基板㈧制造的每個(gè)單獨(dú)的單元光學(xué)裝置，例如，對(duì)于從圖1A的最右端分離的光學(xué)裝置，如圖2所示在分離過(guò)程(諸如割或切期間)在最左端會(huì)產(chǎn)生毛刺，這會(huì)損壞在散熱片20的上表面上形成的非常薄層的陽(yáng)極化絕緣層22，由于基板30和散熱片20之間的絕緣擊穿，所以會(huì)引起諸如短路的故障問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]技術(shù)問(wèn)題
[0014]為了解決上述問(wèn)題設(shè)計(jì)了本發(fā)明，其目的在于提供一種用于制造經(jīng)由散熱片提高散熱性能、提高基板和散熱片之間的絕緣性能和改善可加工性的光學(xué)裝置的方法，和由該方法制造的光學(xué)裝置。
[0015]問(wèn)題的解決方案
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于制造光學(xué)裝置的方法，該方法包括:(a)準(zhǔn)備用于光學(xué)裝置的具有垂直絕緣層的基底基板；(b)沿著該基底基板的底表面的切割線形成溝槽；(C)通過(guò)在形成溝槽的表面上應(yīng)用并固化液態(tài)絕緣材料形成具有平坦表面的絕緣層；和(d)形成垂直穿透基底基板和溝槽兩者的固定孔。
[0017]在上述過(guò)程的配置中，在步驟(C)之后且在步驟(d)之前、同時(shí)或之后，形成從基底基板的上表面開(kāi)始具有預(yù)定深度的且容納垂直絕緣層的溝槽的空腔。
[0018]該方法進(jìn)一步包括:(e)在基底基板的上表面上安裝光學(xué)元件之后接合引線。
[0019]該方法進(jìn)一步包括:(f)沿著切割線分離經(jīng)由步驟(e)制造的光學(xué)裝置。
[0020]該方法進(jìn)一步包括:(e-Ι)在基底基板的空腔中布置光學(xué)元件之后，接合引線。
[0021]該方法進(jìn)一步包括:(f-Ι)沿著切割線分離經(jīng)由步驟(e-Ι)制造的光學(xué)裝置。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于制造光學(xué)裝置的方法，該方法包括:(h)準(zhǔn)備用于光學(xué)裝置的具有垂直絕緣層的基底基板；(i)沿著切割線在基底基板的底表面上形成溝槽；(j)通過(guò)固化在形成溝槽的表面上應(yīng)用的液態(tài)絕緣材料形成具有平坦表面的電絕緣層；和(k)在電絕緣層上形成中間焊接層。
[0023]在上述過(guò)程的配置中，步驟(k)包括:(k_l)使用濺射過(guò)程或用于鈀(Pd)的活化處理過(guò)程在電絕緣層上形成籽晶層；和(k-2)使用電鍍過(guò)程或非電鍍過(guò)程在籽晶層上形成電鍍層。
[0024]在基底基板的上表面上形成掩膜層的狀態(tài)下執(zhí)行步驟(k-Ι)，并且在步驟(k-1)之后，形成從基底基板的上表面開(kāi)始具有預(yù)定深度的且容納垂直絕緣層的溝槽的空腔，之后執(zhí)行步驟(k-2)。
[0025]該方法進(jìn)一步包括:(1)在基底基板的上表面上安裝光學(xué)元件之后引線接合光學(xué)元件；和(m)沿著切割線分離光學(xué)裝置。
[0026]該方法進(jìn)一步包括:(η)在基底基板的空腔中布置光學(xué)元件之后引線接合光學(xué)元件；和(O)沿著切割線分離光學(xué)裝置。
[0027]發(fā)明的有益效果
[0028]根據(jù)用于制造光學(xué)裝置的方法和由該方法制造的光學(xué)裝置，通過(guò)將散熱環(huán)氧樹(shù)脂層接合到基板的底表面可以提高散熱性能，該散熱環(huán)氧樹(shù)脂層可以被形成為與現(xiàn)有技術(shù)的粘合劑TIM層相比具有相對(duì)薄的厚度。此外，由于在基板的切割過(guò)程期間沒(méi)有產(chǎn)生毛刺，所以經(jīng)由電絕緣的增強(qiáng)有效地降低了電短路的可能性。
[0029]另外，通過(guò)將電絕緣層整合到基板中，不僅能夠容易地執(zhí)行散熱片和基板之間的接合，還能保證與工人的工作質(zhì)量無(wú)關(guān)的均勻的散熱特性。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1A和IB是用于描述由用于光學(xué)裝置的不同基底基板得到的不同結(jié)構(gòu)的光學(xué)裝置的制造過(guò)程的平面圖。
[0031]圖2是描述用于將單元光學(xué)裝置接合到散熱片的常規(guī)方法的截面圖。
[0032]圖3是描述根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的用于制造光學(xué)裝置的方法的流程圖。
[0033]圖4Α至4Ε是用于制造如圖2所示的光學(xué)裝置的方法的主要步驟中的過(guò)程的透視圖，和其沿著線A-A的截面圖。
[0034]圖5示出了根據(jù)圖3示例的制造方法制造的單個(gè)光學(xué)裝置的透視圖，和其沿著線A-A的截面圖。
[0035]圖6是圖5示例的光學(xué)裝置和散熱片之間的耦合狀態(tài)的截面圖。
[0036]圖7是用于描述根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的制造用于光學(xué)裝置的基板的方法的流程圖。
[0037]圖8Α至SG是如圖7所示的制造方法的主要步驟中的過(guò)程的透視圖，或其沿著線A-A的截面圖。
[0038]圖9是根據(jù)圖7描述的方法制造的用于光學(xué)裝置的基底基板的透視圖。
[0039]圖10是沿著圖9中的切割線分離的光學(xué)裝置的透視圖。
[0040]圖11是圖10示例的光學(xué)裝置與散熱片之間的耦合狀態(tài)的截面圖。
[0041]圖12是用于描述根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的制造用于光學(xué)裝置的基板的方法的流程圖。
[0042]圖13和14是示例根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的具有水平絕緣層的光學(xué)裝置和散熱片之間的耦合狀態(tài)的示例性截面圖。
[0043]圖15是示例根據(jù)本發(fā)