一种封装腔体结构、制备方法及应用技术

本发明专利技术提出一种封装腔体结构、制备方法及应用，所述封装腔体包括：介质层，所述介质层包括第一表面及与所述第一表面相对的第二表面；金属围坝，所述金属围坝设置在所述介质层的第一表面上；腔体，所述腔体由所述介质层与所述金属围坝围成。利用该腔体完成光学器件的封装，能够有效避免出光窗口与壳体连接面产生的热阻，通过一体化设置避免了传统高温焊接对于出光窗口材料选择的限制，拓宽了出光窗口材料的选择以及出光形式的应用范围。该封装腔体结构应用于发光器件的封装，简化了装配过程，更易实现规模化批量制备，提高了封装结构的通用性。本发明专利技术利用金属围坝形成封装腔体，实现了围坝高度可调，更容易实现微型超薄封装结构的封装形式。封装形式。封装形式。

【技术实现步骤摘要】
一种封装腔体结构、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及半导体光源封装
，具体涉及一种封装腔体结构、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]发光器件的封装是发光器件应用的一种重要形式，大到LED光源的封装结构，小到激光二极管以及微型激光器的封装，同时简约化、轻量化和超薄化激光器封装器件的应用目前越来越受到业内的重视，已经成为未来的应用发展趋势。目前的发光器件封装结构，如激光器封装，一般采取将激光器设置于基板上，在激光器周围的基板上形成围合激光器的壳体，壳体顶部连接设置有出光窗口，出光窗口一般采用玻璃等材质，通过粘接或焊接的方式分别将壳体与基板以及出光窗口与壳体进行连接。目前发光器件的封装结构普遍存在以下问题：
[0003]1、封装结构复杂。出光窗口、壳体、基板以及发光器件等需要特定的连接方式才能实现封装连接，尤其是出光窗口与壳体的连接一般需要通过界面项界结合(通常为焊接、粘接等)的方式来实现。一方面，采用常规方式的连接过程中会在连接面产生孔洞，在出光窗口经壳体散热的过程中会在连接面产生热阻，尤其对于激光经出光窗口射出的出光形式而言，需要将出光窗口的热量通过壳体传导散发出去，需要更好的导热方式，而常规连接方式产生的热阻会严重影响散热效率，造成热量累积，进而影响出光稳定性；另一方面，对于某些热敏感的出光窗口材料而言，焊接的过程中会在焊接面产生热区，进而会破坏出光窗口材料的稳定性，进而影响出光的稳定性与均匀性。
[0004]2、装配过程复杂。出光窗口、壳体、发光器件和基板等分别需要两两进行装配连接才能实现整个封装结构的封装成型，对于不同类型的发光器件则需要不同的封装结构和连接形式，封装结构的通用性较差。
[0005]3、目前微型化激光封装器件由于存在以上所述的封装结构复杂的问题以及装配过程复杂的问题，很少能够做到微体积，尤其是在超薄封装结构方面。
[0006]中国专利CN202020460750.8公开了一种半导体激光器的封装结构，包括多个激光芯片、陶瓷热沉、陶瓷框架及光窗，多个激光芯片设置于陶瓷热沉、陶瓷框架及光窗围成的封闭空间内，多个激光芯片发出的光经光窗出射；各激光芯片包括陶瓷底座，陶瓷底座粘接在陶瓷热沉上，陶瓷框架用于对陶瓷热沉固定，光窗与陶瓷框架通过玻璃焊料或金属焊料链接。该专利采用全陶瓷封装技术解决了激光芯片散热问题，但是其封装部件涉及较多，封装过程复杂，且光窗的散热会由于存在连接面热阻而受到重要影响。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于为了解决以上现有技术的不足而提供一种发光器件封装结构及其制备方法。
[0008]本专利技术的目的之一是提供一种出光窗口与壳体一体化封装结构，避免出光窗口与
壳体连接面产生的热阻，更好的实现出光窗口的热传导散热，同时通过一体化设置避免了传统高温焊接对于出光窗口材料选择的限制，拓宽了出光窗口材料的选择以及出光形式的应用范围。
[0009]本专利技术的目的之二是通过一体化封装结构设置，简化了装配过程，更易实现规模化批量制备，提高了封装结构的通用性。
[0010]本专利技术的目的之三是通过在出光窗口周围一体化生长围坝的方式，实现了围坝高度可调，更容易实现微型超薄封装结构的封装形式。
[0011]具体地，本专利技术提出如下技术方案：
[0012]一种封装腔体结构的制备方法，包括以下步骤：
[0013]选择介质层，所述介质层包括第一表面及与所述第一表面相对的第二表面；
[0014]制备第一粘附导电层，所述第一粘附导电层形成于所述介质层的第一表面上；
[0015]在所述第一粘附导电层上涂覆第一光阻层；
[0016]图形化所述第一光阻层，以形成露出所述第一粘附导电层的第一开口，所述第一开口环绕所述第一光阻层的中心区域；
[0017]在所述第一开口中电镀第一金属层，并平整化所述第一金属层及所述第一光阻层的表面；
[0018]涂覆第二光阻层；
[0019]图形化所述第二光阻层，以形成露出所述第一金属层的第二开口；
[0020]在所述第二开口中电镀第二金属层；
[0021]去除所述第一光阻层及所述第二光阻层，形成所述封装腔体结构。
[0022]进一步地，所述介质层为透光介质层。
[0023]进一步地，所述透光介质层包括荧光陶瓷、蓝宝石或玻璃。
[0024]进一步地，所示制备第一粘附导电层包括在所述介质层的第一表面上形成粘附层、在所述粘附层上形成导电层。
[0025]进一步地，所述粘附层的材质包括钛、钨或铬；和/或，所述导电层的材质包括铜金属或铜合金。
[0026]本专利技术还提出一种封装腔体结构，所述封装腔体包括：
[0027]介质层，所述介质层包括第一表面及与所述第一表面相对的第二表面；
[0028]金属围坝，所述金属围坝设置在所述介质层的第一表面上；
[0029]腔体，所述腔体由所述介质层与所述金属围坝围成。
[0030]进一步地，所述介质层为透光介质层；和/或，所述透光介质层包括荧光陶瓷、蓝宝石或玻璃。
[0031]进一步地，还包括形成在所述介质层第一表面的第一粘附导电层，所述第一粘附导电层作为所述金属围坝的种子层。
[0032]进一步地，所述第一粘附导电层在所述介质层第一表面的投影凸出所述金属围坝在所述介质层第一表面的投影。
[0033]进一步地，所述介质层第二表面包括平面型、凹面型或凸面型形状。
[0034]本专利技术还提出一种发光器件的封装方法，包括以下步骤：
[0035]制备封装腔体结构，所述封装腔体结构根据本专利技术所提出的制备方法制备；
[0036]制备光源基板结构；
[0037]在所述光源基板结构上安装芯片；
[0038]对准并连接所述封装腔体结构与所述光源基板结构。
[0039]进一步地，所述制备光源基板结构包括：
[0040]选择基板；
[0041]在所述基板的正面和背面制备导电布线层；
[0042]在所述基板与所述封装腔体结构结合的表面制备焊料薄膜。
[0043]进一步地，所述焊料薄膜包括自蔓延钎焊薄膜。
[0044]进一步地，所述自蔓延钎焊薄膜包括堆叠的第一钎焊层、自蔓延薄膜、第二钎焊层。
[0045]进一步地，所述连接方式包括钎焊、自蔓延或粘接。
[0046]进一步地，所述芯片包括激光器或LED。
[0047]本专利技术还提出一种发光器件，所述发光器件包括：
[0048]光源基板；
[0049]发光芯片，所述发光芯片安装在所述光源基板上；
[0050]封装腔体，所述封装腔体连接于所述光源基板，以形成容置所述发光芯片的空间；其中，所述封装腔体包括：
[0051]介质层，所述介质层包括第一表面及与所述第一表面相对的第二表面；
[0052]金属围坝，所述金属围坝设置在所述介质层的第一表面上；
[0053]腔体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种封装腔体结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：选择介质层，所述介质层包括第一表面及与所述第一表面相对的第二表面；制备第一粘附导电层，所述第一粘附导电层形成于所述介质层的第一表面上；在所述第一粘附导电层上涂覆第一光阻层；图形化所述第一光阻层，以形成露出所述第一粘附导电层的第一开口，所述第一开口环绕所述第一光阻层的中心区域；在所述第一开口中电镀第一金属层，并平整化所述第一金属层及所述第一光阻层的表面；涂覆第二光阻层；图形化所述第二光阻层，以形成露出所述第一金属层的第二开口；在所述第二开口中电镀第二金属层；去除所述第一光阻层及所述第二光阻层，形成所述封装腔体结构。2.根据权利要求1所述的一种封装腔体结构的制备方法，其特征在于，所述介质层为透光介质层。3.根据权利要求2所述的一种封装腔体结构的制备方法，其特征在于，所述透光介质层包括荧光陶瓷、蓝宝石或玻璃；和/或，所述荧光陶瓷为复合荧光陶瓷，包括至少发射绿色、黄绿色或黄色中一种颜色光的第一荧光陶瓷层和设置在第一荧光陶瓷层上的发射红色或黄红色光的第二荧光陶瓷层。4.根据权利要求3所述的一种封装腔体结构的制备方法，其特征在于，所述复合荧光陶瓷为片状结构，所述片状结构包括在平面内的第一荧光陶瓷区域和包围所述第一荧光陶瓷区域的第二荧光陶瓷区域。5.根据权利要求1所述的一种封装腔体结构的制备方法，其特征在于，所述制备第一粘附导电层包括在所述介质层的第一表面上形成粘附层、在所述粘附层上形成导电层。6.根据权利要求5所述的一种封装腔体结构的制备方法，其特征在于，所述粘附层的材质包括钛、钨或铬；和/或，所述导电层的材质包括铜金属或铜合金。7.一种封装腔体结构，其特征在于，所述封装腔体包括：介质层，所述介质层包括第一表面及与所述第一表面相对的第二表面；金属围坝，所述金属围坝设置在所述介质层的第一表面上；腔体，所述腔体由所述介质层与所述金属围坝围成。8.根据权利要求7所述的封装腔体结构，其特征在于，所述介质层为透光介质层；和/或，所述透光介质层包括荧光陶瓷、蓝宝石或玻璃；和/或，所述荧光陶瓷为复合荧光陶瓷，包括至少发射绿色、黄绿色或黄色中一种颜色光的第一荧光陶瓷层和设置在第一荧光陶瓷层上的发射红色或黄红色光的第二荧光陶瓷层。9.根据权利要求8所述的一种封装腔体结构，其特征在于，所述复合荧光陶瓷为片状结构，所述片状结构包括在平面内的第一荧光陶瓷区域和包围所述第一荧光陶瓷区域的第二荧光陶瓷区域。10.根据权利要求8所述的封装腔体结构，其特征在于，还包括形成在所述介质层第一表面的第一粘附导电层，所述第一粘附导电层作为所述金属围坝的种子层。11.根据权利要求10所述的封装腔体结构，其特征在于，所述第一粘附导电层在所述介
质层第一表面的投影凸出所述金属围坝在所述介质层第一表面的投影。12.根据权利要求8所述的封装腔体结构，其特征在于，所述介质层第二表面包括平面型、凹面型或凸面型形状。13.一种发光器件的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：制备封装腔体结构，所述封装腔体结构根据权利要求1
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6任一项所述的制备方法制备；制备光源基板结构；在所述光源基板结构上安装芯片；对准并连接所述封装腔体结构与所述光源基板结构。14.根据权利要求13所述的一种发光器件的封装方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：何锦华，王兢，梁超，
申请(专利权)人：江苏博睿光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：