[發(fā)明專利]半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝方法以及模制的半導(dǎo)體發(fā)光器件條

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210047246.5
• 申請(qǐng)日: 2007-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN102569616A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B.P.洛;N.W.小梅登多普
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 克里公司
• 主分類號(hào): H01L33/58
• 分類號(hào): H01L33/58
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬麗娜;盧江

本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?00710142646.3、申請(qǐng)日為2007年8月20日、發(fā)明名稱為“半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝方法以及模制的半導(dǎo)體發(fā)光器件條”的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法，尤其涉及半導(dǎo)體發(fā)光器件的封裝和封裝方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體發(fā)光器件，如發(fā)光二極管(LED)或激光二極管被廣泛地用于許多應(yīng)用。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的，半導(dǎo)體發(fā)光器件包括一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體層，該一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體層被配置為在其通電時(shí)發(fā)射相干和/或非相干光。還知道通常對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光器件進(jìn)行封裝以提供外部電連接、熱沉、透鏡或波導(dǎo)、環(huán)境保護(hù)和/或其他功能。

例如，已知為半導(dǎo)體發(fā)光器件提供兩件（two－piece）封裝，其中半導(dǎo)體發(fā)光器件被安裝在襯底上，該襯底包括氧化鋁、氮化鋁和/或其他材料，該封裝上包括電跡線，以為半導(dǎo)體發(fā)光器件提供外部連接。例如，利用膠將可以包括鍍銀的銅的第二襯底安裝在第一襯底上，圍繞半導(dǎo)體發(fā)光器件。可以在第二襯底上在半導(dǎo)體發(fā)光器件上方放置透鏡。在2004年3月4日公開的轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)受讓人的授予Loh的題為“Power?Surface?Mount?Light?Emitting?Die?Package”的申請(qǐng)No.?US?2004/004?1222?A1中描述了具有上述封裝的發(fā)光二極管，在此將其公開全文引入以作參考，如同這里完整闡述一般。

對(duì)于用于半導(dǎo)體發(fā)光器件的多部分安裝封裝而言，不同的部分通常由不同材料制成。結(jié)果，這種封裝的熱阻可能會(huì)更高，可能會(huì)在封裝內(nèi)的各部件之間造成熱失配，這可能會(huì)導(dǎo)致封裝的可靠性問題。例如，可能會(huì)在熱沉或腔的金屬銅和安裝這種熱沉或腔的主體的塑料之間的界面處產(chǎn)生問題。此外，由于封裝的部分件數(shù)增加，組裝可能變得更加復(fù)雜。此外，在使用薄板金屬光學(xué)腔的情況下，通常只能在有限范圍的深度和形狀構(gòu)造中制造腔。這種多部分的封裝還可能具有更大的光學(xué)腔空間，使得所用的密封劑體積更大，這可能會(huì)增加與溫度循環(huán)期間密封劑內(nèi)氣泡的分層和/或形成相關(guān)的問題。

對(duì)于已知功率的發(fā)光器件封裝而言，通常使用相對(duì)較小的內(nèi)嵌散熱片（heat-slug），其可以是相關(guān)電引線的部分或隔離的物件。模制的塑料體通常占據(jù)封裝的主要部分并包圍在散熱組件周圍。可以在塑料體頂部安裝透鏡并使之圍繞光學(xué)腔，可以使用密封劑材料填充該腔，該密封劑可以是硬環(huán)氧樹脂或可以是軟凝膠。現(xiàn)有技術(shù)的功率發(fā)光器件范例可以從California，?San?Jose?的Lumileds?Lighting,?LLC獲得，如美國專利No.?6,274,924所述。如No.?6,274,924專利所述，占據(jù)封裝大部分的模制塑料體包圍著較小的、隔離的內(nèi)嵌散熱片，在內(nèi)嵌散熱片上可以安裝一個(gè)或多個(gè)LED芯片。例如可以使用粘合劑將塑料透鏡鎖定到塑料體上，在內(nèi)嵌散熱片和塑料體的部分中形成封閉的空間。可以用軟凝膠填充封閉空間，在溫度變化時(shí)凝膠可以經(jīng)過通氣口進(jìn)出該封閉的空間。這種產(chǎn)品可能不兼容表面貼裝技術(shù)(SMT)，因?yàn)槠浞庋b材料通常不能承受焊料回流溫度。此外，在使用期間，軟的密封劑可能會(huì)形成氣泡或與周圍的壁脫離，這可能會(huì)不利地影響器件可靠性。還知道，利用形成透鏡中所用的樹脂粘度用分配法形成透鏡。

使用通過粘合劑貼附的預(yù)模制透鏡可能會(huì)遇到成品牢固性和可靠性方面的問題。例如，這種器件的制造工藝可能會(huì)內(nèi)部不一致，所得的封裝可能較不牢固和/或較不可靠。

還知道用環(huán)氧樹脂的傳遞成型包封某些低功率LED封裝，例如可以從Hewlett?Packard?Corporation獲得的小型可表面貼裝器件。這種器件上的環(huán)氧樹脂可以為封裝以及其內(nèi)部的封裝的器件提供結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。不過，環(huán)氧樹脂易于被通常由一些半導(dǎo)體發(fā)光器件產(chǎn)生的藍(lán)光的電磁能量劣化，結(jié)果可能會(huì)變得對(duì)光不太透明。因此，所得的封裝可能會(huì)在較短時(shí)間內(nèi)變暗。因此，對(duì)于包封發(fā)藍(lán)光的器件來說，環(huán)氧樹脂是吸引力較弱的選擇。此外，環(huán)氧樹脂通常與硅酮軟凝膠具有熱膨脹系數(shù)(CTE)失配的問題，硅酮軟凝膠可以作為第一層密封劑而被用于節(jié)涂布（junction?coat）LED芯片及其鍵合線。

還知道利用環(huán)氧樹脂通過鑄造包封LED器件。這種工藝通常僅用于開放腔室，在杯中含有的環(huán)氧樹脂可以固化，并可以將引線框架插入杯中且在環(huán)氧樹脂固化時(shí)進(jìn)行鑄造。在固化期間，由于化學(xué)反應(yīng)和體積收縮，通常液體環(huán)氧樹脂的水平高度自身可以自由調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容