專利名稱：一種蓋帽表面粗化結(jié)構(gòu)的光電器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光電器件，尤其涉及一種光電器件封裝蓋帽層的表面粗化結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體光電領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光電器件是指光能和電能相互轉(zhuǎn)換的一類器件。其種類眾多，如:發(fā)光二極管(LED)、太陽能電池、光電探測器、激光器(LD)等等。其中LED是日常生活中使用最為廣泛的一種光電器件。但是由于GaN (約2.5)等半導(dǎo)體折射率較高，由Snell定律，大于臨界角入射的光線會在兩種不同材料(半導(dǎo)體與空氣)界面處發(fā)生全反射而不能出射，導(dǎo)致光線在半導(dǎo)體材料中來回反射，從芯片臺面邊緣出射，甚至被半導(dǎo)體材料吸收而消耗掉。為了降低半導(dǎo)體與空氣之間折射率差，提高取光效率，通常的做法是在芯片表面涂覆一層環(huán)氧樹脂或者硅膠體等的有機物。即使這樣能提高取光效率，還是有光線會因為全反射被限制在芯片內(nèi)部。或者經(jīng)過多次全反射從芯片側(cè)面出射，這樣在芯片內(nèi)全反射過程中光線也會衰減，并且對于側(cè)面積比例所占比例很小的LED來說，取光效率就會變得十分低，這個問題在超大面積芯片的LED中尤其突出。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種蓋帽表面粗化結(jié)構(gòu)的光電器件，其能有效增強光電器件出光效率，增加光電器件的出光量，進而提升光電器件性能。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
一種蓋帽表面粗化結(jié)構(gòu)的光電器件，包括一個以上光電器件芯片，所述光電器件芯片固定在封裝基板上，并且，所述光電器件表面還覆設(shè)具有非平整結(jié)構(gòu)的涂覆層。進一步的，所述光電器件芯片經(jīng)過銀漿或者固態(tài)焊料固定在封裝基板上。進一步的，所述光電器件芯片的正、負(fù)極通過金屬引線與封裝基板上的壓焊區(qū)電連接。進一步的，所述涂覆層涂覆在光電器件芯片表面。進一步的，至少所述涂覆層的表面具有高低起伏的凸起和/或凹陷結(jié)構(gòu)。進一步的，所述凸起和/或凹陷結(jié)構(gòu)包括具有規(guī)則或不規(guī)則形狀的凸起部或凹陷部，所述規(guī)則形狀包括錐形，圓柱體形或長方體形。進一步的，所述光電器件包括復(fù)數(shù)個串聯(lián)和/或并聯(lián)設(shè)置的光電器件芯片。進一步的，所述涂覆層的材料包括具有低折射率的高分子有機物，所述高分子有機物包括環(huán)氧樹脂或硅膠。進一步的，所述光電器件包括光電二極管或激光器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:僅僅通過對蓋帽表面進行粗化處理，即能有效增強光電器件出光效率，增加光電器件的出光量，進而提升光電器件性能，成本低廉，操作簡單，易于規(guī)?；瘜嵤?br>

圖1a是一種由硅膠形成的粗化結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)示意圖之一；
圖1b是一種由硅膠形成的粗化結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)示意圖之二 ；
圖2a是本發(fā)明實施例1中蓋帽粗化結(jié)構(gòu)光電器件的主視 圖2b是本發(fā)明實施例1中蓋帽粗化結(jié)構(gòu)光電器件的剖面結(jié)構(gòu)示意 圖3是本發(fā)明實施例2中蓋帽粗化結(jié)構(gòu)光電器件的主視 圖4a是本發(fā)明實施例3中蓋帽粗化結(jié)構(gòu)光電器件的主視 圖4b是本發(fā)明實施例3中一種蓋帽粗化結(jié)構(gòu)光電器件的剖面結(jié)構(gòu)示意 圖4c是本發(fā)明實施例3中另一種蓋帽粗化結(jié)構(gòu)光電器件的剖面結(jié)構(gòu)示意 圖5a是本發(fā)明實施例4中蓋帽粗化結(jié)構(gòu)光電器件的主視 圖5b是本發(fā)明實施例4中蓋帽粗化結(jié)構(gòu)光電器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如前所示，鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明旨在提供一種蓋帽表面粗化結(jié)構(gòu)的光電器件，藉以提升光電器件出光效率和光電器件的出光量。在本發(fā)明的一較為優(yōu)選的實施方案中，該蓋帽表面粗化結(jié)構(gòu)的光電器件可以包括一個或多個光電器件芯片，一封裝基板，一涂覆層。進一步地，前述光電器件芯片可經(jīng)過銀漿或者固態(tài)焊料固定在封裝基板上，其正負(fù)極通過金屬引線與封裝基板上的壓焊區(qū)相連。進一步地，涂覆層涂覆在光電器件芯片表面。更近一步地，涂覆層可被處理為表面高低起伏的凸起或凹陷結(jié)構(gòu)。更近一步地，這些凸起或凹陷結(jié)構(gòu)包括椎體、圓柱體、長方體或者不規(guī)則圖形等。更近一步地，這些凸起或凹陷結(jié)構(gòu)的大小可以根據(jù)具體需求設(shè)定。更近一步地，這些凸起或凹陷結(jié)構(gòu)的周期可以根據(jù)具體需求設(shè)定，或者排布沒有規(guī)律。進一步地，涂覆層包括環(huán)氧樹脂、硅膠體等折射率較小的高分子有機物。進一步地，光電器件包括光電二極管(LED)、激光器(LD)等。更進一步地，光電器件的形狀可以為正方形、矩形、圓形或者不規(guī)則圖形。更近一步地，多個光電器件芯片的連接方式可以串聯(lián)、并聯(lián)或者串聯(lián)并聯(lián)都有的混合連接方式等。又及，從原理上分析，以硅膠體為例，其折射率為1.4，它和空氣界面全反射角約為46°，如圖la，在涂覆層中，假設(shè)光線B以角度α =50°入射涂覆層表面，由于入射角大于全反射角，光線反射回涂覆層內(nèi)部；若同樣與涂覆層表面呈50°角度的光線A斜射入粗化結(jié)構(gòu)側(cè)壁，根據(jù)幾何結(jié)構(gòu)關(guān)系計算得入射角為40°，小于全反射角，因此能夠出射涂覆層進入空氣。反過來，參閱圖lb，假設(shè)光線以角度α =40°入射覆層表面，由于入射角小于全反射角，光線出射進入空氣；若平行光線B的光線A斜射入粗化結(jié)構(gòu)側(cè)壁，根據(jù)幾何結(jié)構(gòu)關(guān)系計算得入射角為50°，發(fā)生全反射，經(jīng)過數(shù)次反射后又入射至涂覆層表面，出射進入空氣。
根據(jù)以上分析，表面粗化結(jié)構(gòu)可以提高光電器件去取光效率。為使本發(fā)明一種蓋帽表面粗化結(jié)構(gòu)的光電器件的實質(zhì)結(jié)構(gòu)特征及有益效果更易于理解，以下結(jié)合若干實施例及其附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步非限制性的詳細說明。實施例1 參閱圖2a，該蓋帽粗化結(jié)構(gòu)光電器件由封裝基板21，LED芯片24、25，陽極引線26，陰極引線27，陽極壓焊區(qū)22，陰極壓焊區(qū)23，以及涂覆層28等構(gòu)成。LED芯片用銀漿或者焊料固定在封裝基板21上，通過陽極引線26和陰極引線27將芯片的有源區(qū)24頂部和陰極引出區(qū)25分別與基板上的陽極壓焊區(qū)22與陰極壓焊區(qū)23相連。并且在芯片上涂覆環(huán)氧樹脂或者硅膠體等有機涂覆層28。再參閱圖2b，在該蓋帽粗化結(jié)構(gòu)光電器件中，LED芯片位于封裝基板21 —側(cè)，并用銀漿或者焊料固定。芯片包括有源區(qū)24，陰極引出區(qū)25。通過陽極引線26將有源區(qū)24頂部和陽極壓焊區(qū)22連接，通過陰極引線27將陰極引出區(qū)25和陰極壓焊區(qū)連接。在芯片表面涂一層涂覆層28，并制作出圓柱形凸起29以減少全反射，提高取光效率。實施例2參閱圖3，該蓋帽粗化結(jié)構(gòu)光電器件由封裝基板31，LED芯片34、35，陽極引線36，陰極引線37，陽極壓焊區(qū)32，陰極壓焊區(qū)33，以及涂覆層38等構(gòu)成。LED芯片用銀漿或者焊料固定在封裝基板31上，通過陽極引線36和陰極引線37將芯片的有源區(qū)34頂部和陰極引出區(qū)35分別與基板上的陽極壓焊區(qū)32與陰極壓焊區(qū)33相連。在芯片上涂覆環(huán)氧樹脂或者硅膠體等有機涂覆層38，并制作出立方體凸起以減少全反射，提高取光效率。實施例3參閱圖4a，該蓋帽粗化結(jié)構(gòu)光電器件由封裝基板41，LED芯片44、45，陽極引線46，陰極引線47，陽極壓焊區(qū)42，陰極壓焊區(qū)33，以及涂覆層38等構(gòu)成。LED芯片用銀漿或者焊料固定在封裝基板41上，通過陽極引線46和陰極引線47將芯片的有源區(qū)44頂部和陰極引出區(qū)45分別與基板上的陽極壓焊區(qū)42與陰極壓焊區(qū)43相連。在芯片上涂覆環(huán)氧樹脂或者硅膠體等有機涂覆層48。再請參閱圖4b，在在本實施例的一種實現(xiàn)方式中，LED芯片位于封裝基板41 一側(cè)，并用銀漿或者焊料固定。芯片包括有源區(qū)44，陰極引出區(qū)45。通過陽極引線46將有源區(qū)44頂部和陽極壓焊區(qū)42連接，通過陰極引線47將陰極引出區(qū)45和陰極壓焊區(qū)連接。在芯片表面涂一層涂覆層48，并制作出圓錐形凸起49以減少全反射，提高取光效率。請繼續(xù)參閱圖4c，在本實施例的另一種實現(xiàn)方式中，LED芯片位于封裝基板411 一偵牝并用銀漿或者焊料固定。芯片包括有源區(qū)414，陰極引出區(qū)415。通過陽極引線416將有源區(qū)414頂部和陽極壓焊區(qū)412連接，通過陰極引線417將陰極引出區(qū)415和陰極壓焊區(qū)連接。在芯片表面涂一層涂覆層418，并制作出圓錐形凹陷419以減少全反射，提高取光效率。實施例4參閱圖5a，該蓋帽粗化結(jié)構(gòu)光電器件由多個串聯(lián)的LED50，一個封裝基板51，陽極壓焊區(qū)54，陰極壓焊區(qū)55，陽極引線56，陰極引線57，LED間串聯(lián)引線58，涂覆層59等構(gòu)成。單個LED芯片由串聯(lián)引線58與前后LED的陰極引線區(qū)53，有源區(qū)頂部54連接形成串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。用陽極引線56將陽極壓焊區(qū)54與串聯(lián)結(jié)構(gòu)一端LED的有源區(qū)頂部52連接，用陰極引線57將陰極壓焊區(qū)55與串聯(lián)結(jié)構(gòu)另一端LED的陰極引線區(qū)53連接。整個LED芯片區(qū)上涂覆環(huán)氧樹脂或者硅膠體等有機涂覆層59。再請參閱圖5b，在該蓋帽粗化結(jié)構(gòu)光電器件中，LED芯片50位于封裝基板51的一偵牝多個LED芯片通過串聯(lián)引線58連接起來。串聯(lián)結(jié)構(gòu)一端LED的有源區(qū)52頂端通過陽極引線56與陽極壓焊區(qū)54連接，另一端LED的陰極引出區(qū)53用過陰極引線57與陰極壓焊區(qū)55連接。在整個LED芯片區(qū)表面涂覆環(huán)氧樹脂或者硅膠體等有機涂覆層59，并制作出圓柱形凸起591提高取光效率。由上述實施例的說明可見，涂覆層仍可以制作成立方體凸起，椎體凸起，椎體凹陷等結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特征及實施原理與上述幾個實施例相似故不再贅述。另外，多個LED芯片可采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)或者混合連接結(jié)構(gòu)。需要指出的是，以上所示的多個應(yīng)用示例旨在加深對本發(fā)明實質(zhì)結(jié)構(gòu)及有益效果的理解，對保護范圍不構(gòu)成任何限制。但凡對于上述實施例進行的等同變換及等效替換，能夠?qū)崿F(xiàn)與本發(fā)明相同創(chuàng)作目的的技術(shù)方案，均落在本案請求保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種蓋帽表面粗化結(jié)構(gòu)的光電器件，包括一個以上光電器件芯片，所述光電器件芯片固定在封裝基板上，其特征在于，所述光電器件表面還覆設(shè)具有非平整結(jié)構(gòu)的涂覆層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓋帽表面粗化結(jié)構(gòu)的光電器件，其特征在于，所述光電器件芯片經(jīng)過銀漿或者固態(tài)焊料固定在封裝基板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蓋帽表面粗化結(jié)構(gòu)的光電器件，其特征在于，所述光電器件芯片的正、負(fù)極通過金屬引線與封裝基板上的壓焊區(qū)電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓋帽表面粗化結(jié)構(gòu)的光電器件，其特征在于，所述涂覆層涂覆在光電器件芯片表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的蓋帽表面粗化結(jié)構(gòu)的光電器件，其特征在于，至少所述涂覆層的表面具有高低起伏的凸起和/或凹陷結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蓋帽表面粗化結(jié)構(gòu)的光電器件，其特征在于，所述凸起和/或凹陷結(jié)構(gòu)包括具有規(guī)則或不規(guī)則形狀的凸起部或凹陷部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蓋帽表面粗化結(jié)構(gòu)的光電器件，其特征在于，所述規(guī)則形狀包括錐形，圓柱體形或長方體形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓋帽表面粗化結(jié)構(gòu)的光電器件，其特征在于，所述光電器件包括復(fù)數(shù)個串聯(lián)和/或并聯(lián)設(shè)置的光電器件芯片。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的蓋帽表面粗化結(jié)構(gòu)的光電器件，其特征在于，所述涂覆層的材料包括具有低折射率的高分子有機物，所述高分子有機物包括環(huán)氧樹脂或硅膠。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓋帽表面粗化結(jié)構(gòu)的光電器件，其特征在于，所述光電器件包括光電二極管或激光器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蓋帽表面粗化結(jié)構(gòu)的光電器件，包括一個以上光電器件芯片，所述光電器件芯片固定在封裝基板上，其中，所述光電器件表面還覆設(shè)具有非平整結(jié)構(gòu)的涂覆層。進一步的，所述光電器件芯片經(jīng)過銀漿或者固態(tài)焊料固定在封裝基板上。并且，至少所述涂覆層的表面具有高低起伏的凸起和/或凹陷結(jié)構(gòu)。所述凸起和/或凹陷結(jié)構(gòu)包括具有規(guī)則或不規(guī)則形狀的凸起部或凹陷部。本發(fā)明僅僅通過對蓋帽表面進行粗化處理，即能有效增強光電器件出光效率，增加光電器件的出光量，進而提升光電器件性能，成本低廉，操作簡單，易于規(guī)?；瘜嵤?。
文檔編號H01L33/58GK103199186SQ20131015134
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者王瑋, 蔡勇, 張寶順 申請人:中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所