[发明专利]发光二极管封装

说明书

在一个实施例中，LED封装包括：(a)基板，包括基底、至少一个电接口以及非导电性反射性材料，非导电性反射性材料基本上设置在全部基板上，除了至少一个电接口处；以及(b)LED芯片，具有侧面和至少一个接触，LED芯片为倒装芯片，安装至基板，使得至少一个接触电连接至至少一个电接口，LED芯片覆盖至少一个电接口的一大部分，基本全部芯片延伸至高于反射性材料。

相关申请

本身请基于2016年6月21日提交的、美国临时申请号62/352,864，由此通过引用将其整体内容并入。

技术领域

本发明总体涉及一种封装，更具体地涉及一种适用于较短波长LED的发光二极管(LED)封装。

背景技术

传统的中等功率(MPP)使用引脚框架架构，其具有线焊模和暴露的银，以便具有高的光学反射率。通常，采用蓝光泵LED并且封装进苯基硅酮内。这种硅酮具有相当高的折射率(～1.5)并趋向于保护银免受腐蚀/锈蚀。

尽管这种MPP对于蓝光、线焊LED可能是足够的，但是申请人已经认识到这种用于较短波长LED和倒装芯片的封装的若干缺点。(如本文所用，短波长光包括波长显著短于标准蓝光LED的光，例如波长峰值低于430nm、低于420nm，或者在下列范围的其中一种：200-400n、200-430n、300-400nm、300-430nm、360-400nm、360-430nm、380-400nm、380-420nm、380-430nm、400-420nm、400-430nm、400-440nm。)

首先，申请人认清，典型引脚框架封装具有带有不同热膨胀系数的部件，这样倾向于张紧倒装芯片连接。具体地，引脚框架芯由金属(例如铜)制成，其具有远高于芯片半导体材料的热膨胀系数。在倒装芯片的情况下，芯片的电接触直接连接至引脚框架，与线焊相反，在线焊中，芯片通过相对柔性的线连接至引脚框架。因此，在倒装芯片配置中，当封装热循环运作时，芯片接触与引脚框架之间的直接连接承受显著的应力。该应力不仅会折衷芯片连接的可靠性，还有芯片本身。

其次，苯基硅酮通常用于封装芯片并将其固定到引脚框架，这倾向于在较短波长下出现问题。具体地，苯基硅酮倾向于吸收较短波长(例如紫光)，使其变阴暗并由此降低LED封装的光学性能，最终引致可靠性失效。尽管其他硅酮(例如甲基硅酮)在较短波长下会更透明，但是它们倾向于作为保护银的无效屏障，使得银随时间被锈蚀并失去其反射率。

第三，传统的引脚框架制造技术倾向于对较小的LED芯片过分“粗糙”。具体地，引脚框架通常使用湿法刻蚀来制造。使用湿法刻蚀在电子板之间获得小间隙是难以做到的。这随即限制了倒装芯片设备之间的最小可行间隔。然而有时期望将LED芯片制造的尽可能小。

鉴于这些限制，申请人已经意识到对稳固LED封装架构的需求，其能够容纳倒装芯片、具有高可靠性和光学性能的较短波长LED。本发明尤其满足这种需求。

发明内容

为了提供本发明某些方面的基础理解，下文呈现了本发明的简要概括。此概括不是本发明的广泛概述。其不旨在确定本发明的关键(key/critical)元件，也不旨在描述本发明的范围。其唯一目的在于以简化形式呈现本发明的某些构思，作为更下文呈现的更具体描述的前序。

在一个实施例中，本发明包括使用尺寸稳定的基底，基底具有倒装芯片LED和最小化封装内电导体曝光的反射涂层。具体地，申请人已发现，通过使用基底材料(诸如陶瓷)，对于大部分基板在大范围温度下尺寸稳定，能够最小化封装内热膨胀差异，从而促成LED芯片与基板上的板之间的更稳固粘结。

此外，申请人已发现，尽管倒装芯片配置呈现出与上述基板以及LED芯片之间的电连接完整性有关的某些挑战，它仍可能提供某些意想不到的益处。例如，因为芯片倒装，它基本上利用基板覆盖电接口，这通常是LED封装内减退反射率的一点。倒装芯片架构还为LED提供了卓越的散热。