[发明专利]半导体发光器件封装方法以及模制的半导体发光器件条

说明书

本申请是申请号为200710142646.3、申请日为2007年8月20日、发明名称为“半导体发光器件封装方法以及模制的半导体发光器件条”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及半导体发光器件及其制造方法，尤其涉及半导体发光器件的封装和封装方法。

背景技术

半导体发光器件，如发光二极管(LED)或激光二极管被广泛地用于许多应用。如本领域的技术人员所公知的，半导体发光器件包括一个或多个半导体层，该一个或多个半导体层被配置为在其通电时发射相干和/或非相干光。还知道通常对半导体发光器件进行封装以提供外部电连接、热沉、透镜或波导、环境保护和/或其他功能。

例如，已知为半导体发光器件提供两件（two－piece）封装，其中半导体发光器件被安装在衬底上，该衬底包括氧化铝、氮化铝和/或其他材料，该封装上包括电迹线，以为半导体发光器件提供外部连接。例如，利用胶将可以包括镀银的铜的第二衬底安装在第一衬底上，围绕半导体发光器件。可以在第二衬底上在半导体发光器件上方放置透镜。在2004年3月4日公开的转让给本申请受让人的授予Loh的题为“Power Surface Mount Light Emitting Die Package”的申请No. US 2004/004 1222 A1中描述了具有上述封装的发光二极管，在此将其公开全文引入以作参考，如同这里完整阐述一般。

对于用于半导体发光器件的多部分安装封装而言，不同的部分通常由不同材料制成。结果，这种封装的热阻可能会更高，可能会在封装内的各部件之间造成热失配，这可能会导致封装的可靠性问题。例如，可能会在热沉或腔的金属铜和安装这种热沉或腔的主体的塑料之间的界面处产生问题。此外，由于封装的部分件数增加，组装可能变得更加复杂。此外，在使用薄板金属光学腔的情况下，通常只能在有限范围的深度和形状构造中制造腔。这种多部分的封装还可能具有更大的光学腔空间，使得所用的密封剂体积更大，这可能会增加与温度循环期间密封剂内气泡的分层和/或形成相关的问题。

对于已知功率的发光器件封装而言，通常使用相对较小的内嵌散热片（heat-slug），其可以是相关电引线的部分或隔离的物件。模制的塑料体通常占据封装的主要部分并包围在散热组件周围。可以在塑料体顶部安装透镜并使之围绕光学腔，可以使用密封剂材料填充该腔，该密封剂可以是硬环氧树脂或可以是软凝胶。现有技术的功率发光器件范例可以从California， San Jose 的Lumileds Lighting, LLC获得，如美国专利No. 6,274,924所述。如No. 6,274,924专利所述，占据封装大部分的模制塑料体包围着较小的、隔离的内嵌散热片，在内嵌散热片上可以安装一个或多个LED芯片。例如可以使用粘合剂将塑料透镜锁定到塑料体上，在内嵌散热片和塑料体的部分中形成封闭的空间。可以用软凝胶填充封闭空间，在温度变化时凝胶可以经过通气口进出该封闭的空间。这种产品可能不兼容表面贴装技术(SMT)，因为其封装材料通常不能承受焊料回流温度。此外，在使用期间，软的密封剂可能会形成气泡或与周围的壁脱离，这可能会不利地影响器件可靠性。还知道，利用形成透镜中所用的树脂粘度用分配法形成透镜。

使用通过粘合剂贴附的预模制透镜可能会遇到成品牢固性和可靠性方面的问题。例如，这种器件的制造工艺可能会内部不一致，所得的封装可能较不牢固和/或较不可靠。

还知道用环氧树脂的传递成型包封某些低功率LED封装，例如可以从Hewlett Packard Corporation获得的小型可表面贴装器件。这种器件上的环氧树脂可以为封装以及其内部的封装的器件提供结构强度。不过，环氧树脂易于被通常由一些半导体发光器件产生的蓝光的电磁能量劣化，结果可能会变得对光不太透明。因此，所得的封装可能会在较短时间内变暗。因此，对于包封发蓝光的器件来说，环氧树脂是吸引力较弱的选择。此外，环氧树脂通常与硅酮软凝胶具有热膨胀系数(CTE)失配的问题，硅酮软凝胶可以作为第一层密封剂而被用于节涂布（junction coat）LED芯片及其键合线。

还知道利用环氧树脂通过铸造包封LED器件。这种工艺通常仅用于开放腔室，在杯中含有的环氧树脂可以固化，并可以将引线框架插入杯中且在环氧树脂固化时进行铸造。在固化期间，由于化学反应和体积收缩，通常液体环氧树脂的水平高度自身可以自由调节。

发明内容