專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)光器封裝體和發(fā)光器件顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型通常涉及發(fā)光器封裝體和發(fā)光器件顯示器，更具體地，涉及包含具有多個(gè)發(fā)光器的表面安裝封裝體的發(fā)光器件顯示器，所述多個(gè)發(fā)光器對(duì)齊以改善發(fā)光均勻性。
背景技術(shù)：
最近幾年，發(fā)光二極管(LED)技術(shù)有了巨大的改進(jìn)，從而引入了具有增加的亮度和色彩逼真度的LED。由于這些改進(jìn)的LED和改進(jìn)的圖像處理技術(shù)，大幅、全色LED視頻屏 幕已經(jīng)可用并且現(xiàn)在在廣泛使用。大幅LED顯示器通常包括提供由相鄰像素間的距離或“像素間距”決定的圖像分辨率的各個(gè)LED面板的組合。用來(lái)更遠(yuǎn)距離觀(guān)看的戶(hù)外顯示器，可具有相對(duì)大的像素間距并且通常包括分立LED陣列。在分立LED陣列中，驅(qū)動(dòng)單獨(dú)安裝的紅光、綠光和藍(lán)光LED簇以形成對(duì)于觀(guān)看者來(lái)說(shuō)的全彩像素。另一方面，室內(nèi)屏幕，其需要更短的像素間距例如是3_或更小，可包括具有多個(gè)表面安裝器件(SMD或多個(gè)SMD)或其它類(lèi)型的發(fā)光器件封裝體，其中每一個(gè)限定一個(gè)像素。每個(gè)發(fā)光器件封裝體可以承載紅光、綠光和藍(lán)光發(fā)光LED,它們發(fā)射的光組合以產(chǎn)生所需要波長(zhǎng)或顏色的光。室內(nèi)和戶(hù)外顯示器通常都在相當(dāng)大的離軸角度的范圍內(nèi)是可觀(guān)看的，例如達(dá)到145°或甚至更大。一些傳統(tǒng)發(fā)光器件封裝體中的LED在不同的觀(guān)看角度會(huì)遭受不同的發(fā)光特性。這些封裝體中的LED可以在封裝體的中央或中央附近設(shè)置成簇，并且在不同的觀(guān)看角度，最靠近觀(guān)看者的特定LED發(fā)光更突出。例如，如果在使得紅光LED最靠近觀(guān)看者的角度觀(guān)看該封裝體，該紅光會(huì)比直接觀(guān)看該封裝體時(shí)發(fā)光更突出。這對(duì)藍(lán)光和綠光LED可能同樣適用。因此，由封裝體產(chǎn)生的顏色根據(jù)觀(guān)看角度而被不同地感覺(jué)。傳統(tǒng)的發(fā)光器件封裝體可能也會(huì)遭受到隨著觀(guān)看角度增加色彩逼真度有明顯損失的問(wèn)題。此外，各個(gè)封裝體的材料和/或用于在封裝體中安裝各個(gè)LED的材料可能具有反射特性，其會(huì)通過(guò)產(chǎn)生不想要的光反射和/或眩光進(jìn)一步降低色彩逼真度。諸如SMD的發(fā)光器件封裝體，無(wú)論是包含集成電路還是分立部件諸如二極管或功率晶體管，都會(huì)產(chǎn)生顯著的熱量，特別是在高功率器件中。這個(gè)熱量通常需要被散去以防止過(guò)早的部件退化或失效。這可能需要額外的熱管理部件以散發(fā)足夠的熱量，從而保持有源電路或部件的結(jié)側(cè)的工作溫度低于目標(biāo)溫度(例如，110°C或以下)。包括導(dǎo)熱傳輸?shù)母鞣N熱管理策略被廣泛采用。一種為電子封裝體散熱實(shí)施導(dǎo)熱傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)方法是，允許熱量沿器件的引線(xiàn)傳導(dǎo)出去。但是，引線(xiàn)常常沒(méi)有足夠的質(zhì)量或暴露表面積以提供有效的散熱。例如，主要在電磁光譜中可見(jiàn)光部分發(fā)射光的高亮度LED會(huì)產(chǎn)生大量的熱，使用這種傳統(tǒng)技術(shù)很難將其散去。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種發(fā)光器件封裝體引線(xiàn)框、發(fā)光器件封裝體和提供不同的觀(guān)看角度的改進(jìn)的顏色發(fā)射均勻性的LED屏。本實(shí)用新型也提供發(fā)光器件封裝體，其允許改善的封裝體中發(fā)光器的電流控制、封裝體組件的剛性和防水的封裝體操作。用于多發(fā)光器件封裝體的導(dǎo)電性引線(xiàn)框的一個(gè)實(shí)施例包括多個(gè)導(dǎo)電性陰極部，其每一個(gè)具有用于承載至少一個(gè)發(fā)光器件的附著焊盤(pán)，每一個(gè)附著焊盤(pán)電性耦合至其至少一個(gè)發(fā)光器件。與每個(gè)陰極部分開(kāi)設(shè)置有對(duì)應(yīng)的多個(gè)導(dǎo)電性陽(yáng)極部，所述陽(yáng)極部的每一個(gè)具有連接焊盤(pán)，所述連接焊盤(pán)設(shè)置成允許電連接至發(fā)光器件。其中附著焊盤(pán)和連接焊盤(pán)設(shè)置成保持發(fā)光器件線(xiàn)性對(duì)齊。根據(jù)本實(shí)用新型的發(fā)光器件封裝體的一個(gè)實(shí)施例包括殼體，該殼體具有從殼體上表面延伸到殼體內(nèi)部的空腔。包含與殼體成為整體的引線(xiàn)框,該引線(xiàn)框包括保持多個(gè)發(fā)光器件線(xiàn)性對(duì)齊的導(dǎo)電部，所述多個(gè)發(fā)光器件向所述空腔外發(fā)光。該引線(xiàn)框也允許通過(guò)該引 線(xiàn)框?qū)㈦娦盘?hào)施加到發(fā)光器件。根據(jù)本實(shí)用新型的發(fā)光器件顯示器的一個(gè)實(shí)施例包括承載有發(fā)光器件封裝體陣列的基板。每一個(gè)發(fā)光器件封裝體包括殼體并且包含線(xiàn)性對(duì)齊的發(fā)光器件。包含電連接的驅(qū)動(dòng)電路，其用于選擇性地對(duì)發(fā)光器件封裝體陣列加電以在所述顯示器上產(chǎn)生可視圖像。本實(shí)用新型提供了一種發(fā)光器封裝體，包括殼體，包括從所述殼體的頂面延伸到所述殼體的內(nèi)部的空腔；以及與所述殼體形成為整體的引線(xiàn)框，所述引線(xiàn)框包括保持多個(gè)發(fā)光器件的導(dǎo)電部，所述發(fā)光器件線(xiàn)性對(duì)齊并向所述空腔外發(fā)射光，其中所述發(fā)光器件與所述引線(xiàn)框電接觸。進(jìn)一步地，所述引線(xiàn)框包括多個(gè)導(dǎo)電性陰極部，每一個(gè)所述陰極部具有用于承載至少一個(gè)所述發(fā)光器件的附著焊盤(pán)，每一個(gè)所述附著焊盤(pán)與相對(duì)應(yīng)的所述發(fā)光器件電耦合；以及與每一個(gè)所述陰極部分開(kāi)的對(duì)應(yīng)的多個(gè)導(dǎo)電性陽(yáng)極部，每一個(gè)所述陽(yáng)極部具有連接焊盤(pán)，所述連接焊盤(pán)設(shè)置成允許與所述發(fā)光器件之一電連接，其中，所述附著焊盤(pán)和所述連接焊盤(pán)設(shè)置成保持所述發(fā)光器件線(xiàn)性對(duì)齊。所述發(fā)光器件包括紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED。所述發(fā)光器封裝體表面安裝至所述弓I線(xiàn)框上。進(jìn)一步地，所述弓I線(xiàn)框進(jìn)一步包括通孔和/或V形切口，所述通孔和切口提高表面安裝器件的整體穩(wěn)定性并且使其能夠基本上防水。進(jìn)一步地，包括至少部分延伸通過(guò)所述殼體的熱導(dǎo)體。進(jìn)一步地，每一個(gè)所述發(fā)光器的電端子通過(guò)引線(xiàn)結(jié)合與連接焊盤(pán)電耦合。本實(shí)用新型還提供了一種發(fā)光器件顯示器，包括載有發(fā)光器封裝體的陣列的基板，每一個(gè)所述發(fā)光器封裝體包括殼體并包含線(xiàn)性對(duì)齊的LED ;以及電連接的驅(qū)動(dòng)電路，選擇性對(duì)所述陣列通電以在所述顯示器上產(chǎn)生可視圖像，其中，所述LED包括紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED。本實(shí)用新型還提供了一種發(fā)光器件顯示器，包括載有發(fā)光器封裝體的陣列的基板，每一個(gè)所述發(fā)光器封裝體包括殼體并包含線(xiàn)性對(duì)齊的LED ;以及電連接的驅(qū)動(dòng)電路，選擇性對(duì)所述陣列通電以在所述顯示器上產(chǎn)生可視圖像，其中，所述LED通過(guò)位于底部的焊料焊盤(pán)而固定。根據(jù)本實(shí)用新型的發(fā)光器件顯示器可用于諸如室內(nèi)和/或戶(hù)外的LED屏中，其使得能夠增加色彩逼真度和散熱、改進(jìn)電流控制、增加封裝組件的剛性。

對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本實(shí)用新型的這些和其它另外的特征和優(yōu)點(diǎn)將從結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述中變得顯而易見(jiàn)，其中圖I是根據(jù)本實(shí)用新型的表面安裝器件的透視圖；圖2是圖I中所示實(shí)施例的俯視圖；圖3是沿圖2中線(xiàn)3-3看到的圖I中實(shí)施例的截面圖； 圖4是圖I中所示實(shí)施例的仰視圖；圖5是圖I中所示實(shí)施例的左側(cè)視圖，右側(cè)基本上是類(lèi)似的；圖6是圖I中所示實(shí)施例的正視圖，背側(cè)基本上是類(lèi)似的；圖7是可在圖I中器件中使用的引線(xiàn)框的一個(gè)實(shí)施例的透視圖；圖8是圖7中所示引線(xiàn)框的側(cè)視圖；圖9是沿圖7的剖面線(xiàn)9-9截取的引線(xiàn)框的截面圖，并且示出了引線(xiàn)框的通孔；圖10是沿圖7的剖面線(xiàn)10-10截取的引線(xiàn)框的截面圖，并且示出了引線(xiàn)框V形切Π ；圖11是根據(jù)本實(shí)用新型的表面安裝器件的另一個(gè)實(shí)施例的、沿圖3中所示的線(xiàn)的截面圖；圖12是圖11中所示實(shí)施例的仰視圖；圖13是圖11中所示實(shí)施例的側(cè)視圖；圖14是根據(jù)本實(shí)用新型的表面安裝器件的一個(gè)實(shí)施例的俯視立體圖；圖15是圖I中所示實(shí)施例的正視圖，背側(cè)是基本類(lèi)似的；圖16是圖15所示實(shí)施例的正面立體圖；以及圖17是包含根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的表面安裝器件的LED顯示屏的一部位的正視圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供用于多發(fā)光器件封裝體的結(jié)構(gòu)，其通過(guò)在封裝體內(nèi)線(xiàn)性對(duì)齊發(fā)光器，允許封裝體在不同觀(guān)看角度以改進(jìn)的顏色均勻性發(fā)光。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)光器垂直對(duì)齊，但是應(yīng)當(dāng)理解，在不同的應(yīng)用中，發(fā)光器可以水平對(duì)齊或以一角度對(duì)齊。在一些實(shí)施例中，封裝體也可以具有引線(xiàn)框結(jié)構(gòu)，其允許封裝體中的每個(gè)發(fā)光器被其自己的電信號(hào)所驅(qū)動(dòng)。這為對(duì)發(fā)光器件封裝體所發(fā)出光的顏色和強(qiáng)度的改進(jìn)的控制留有余地。根據(jù)本實(shí)用新型的發(fā)光器件封裝體的一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)光器可以包括在封裝體中心線(xiàn)處或其附近垂直對(duì)齊的紅色、綠色和藍(lán)色發(fā)光器，以使得紅色、綠色和藍(lán)色的觀(guān)看角度互相一致。與現(xiàn)有技術(shù)中具有成簇發(fā)光器的封裝體相比，這允許發(fā)光器件封裝體的顏色在不同的觀(guān)看角度顯得更均勻。根據(jù)本實(shí)用新型的發(fā)光器件封裝體也可以包括引線(xiàn)框和幫助保持封裝體防水的殼體，并且也包括改進(jìn)封裝體剛性的特征，諸如通孔。[0042]本實(shí)用新型可應(yīng)用于不同類(lèi)型的發(fā)光器件封裝體，例如表面安裝器件(SMD)，其可用于許多不同照明應(yīng)用中，諸如LED彩色屏或裝飾照明以及需要防水器件的應(yīng)用。以下描述了利用發(fā)光二極管作為它們發(fā)光器的發(fā)光器件封裝體不同實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，其它發(fā)光器件封裝體實(shí)施例可以使用不同類(lèi)型的發(fā)光器。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)一個(gè)元件被稱(chēng)為“在另一個(gè)元件上”、“連接到另一個(gè)元件”、“耦合于另一個(gè)元件”或“接觸另一個(gè)元件”時(shí)，它可以直接在該另一個(gè)元件之上、連接于或耦合于、或接觸該另一個(gè)元件，或者可以存在插入元件。相比之下，當(dāng)一個(gè)元件被稱(chēng)為“直接在另一個(gè)元件上”、“直接連接于”、“直接耦合于”或“直接接觸”另一個(gè)元件時(shí)，不存在插入元件。同樣的，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)元件被稱(chēng)為“電接觸”或“電耦合于”第二個(gè)元件，在該第一元件和該第二元件之間存在允許電流流動(dòng)的電路徑。該電路徑可以包括電容器、耦合的電感器和/或允許電流流動(dòng)的其它元件，甚至在導(dǎo)電元件之間沒(méi)有直接接觸。雖然術(shù)語(yǔ)第一、第二等在這里用于描述各種的元件、部件、區(qū)域和/或部分，但是這些元件、部件、區(qū)域和/或部分并不被這些術(shù)語(yǔ)所限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)元件、部件、區(qū)域或部分與另一元件、部件、區(qū)域或部分相區(qū)別。因此，下面討論的第一元件、部件、區(qū)域或部分可以被稱(chēng)為第二元件、部件、區(qū)域或部分，而不背離本實(shí)用新型的教導(dǎo)。本實(shí)用新型的實(shí)施例在此處參照作為本實(shí)用新型實(shí)施例的示意性圖解說(shuō)明的橫截面圖圖解進(jìn)行描述。因此，部件的實(shí)際厚度可以不同，并且，由于例如制造技術(shù)和/或容差而與圖示的形狀不同是預(yù)期的。本實(shí)用新型的實(shí)施例不應(yīng)該被理解成限于這里圖示區(qū)域的特定形狀，而是應(yīng)包括由于例如制造而導(dǎo)致的形狀上的偏差。圖示或描述為正方形或矩形的區(qū)域通常由于正常的制造容差而具有圓形或曲線(xiàn)特征。因此，附圖中所示出的區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上是示意性的，并且其形狀并不意圖表示器件的區(qū)域的精確形狀，并且不意圖限制本實(shí)用新型的范圍。下述描述說(shuō)明優(yōu)選實(shí)施例。這個(gè)描述并不是為了限制而僅僅是為了描述本實(shí)用新型的一般原理，本實(shí)用新型的范圍由所附的權(quán)利要求進(jìn)一步來(lái)理解。圖1-8示出了根據(jù)本實(shí)用新型的多發(fā)光器件封裝體10的一個(gè)實(shí)施例，其包括表面安裝器件(SMD) 10。如上所述，可以理解本實(shí)用新型可以用于除了 SMD以外的其它類(lèi)型的發(fā)光器件封裝體。封裝體10包括載有整體的引線(xiàn)框14的諸如塑料的殼體12。該引線(xiàn)框14包括多個(gè)導(dǎo)電性連接部，用于將電信號(hào)傳導(dǎo)至該封裝體的發(fā)光器，并且也幫助耗散由發(fā)光器產(chǎn)生的熱量。該引線(xiàn)框14可以用許多不同的方式設(shè)置并且不同封裝體的實(shí)施例中采用不同數(shù)量的部件。下述的該封裝體10使用三個(gè)發(fā)光器，并且在所示實(shí)施例中，該引線(xiàn)框設(shè)置成使得每個(gè)發(fā)光器由各自的電信號(hào)所驅(qū)動(dòng)。相應(yīng)地在所示的實(shí)施例中具有六個(gè)導(dǎo)電部，包括用于每個(gè)發(fā)光器的一對(duì)導(dǎo)電部，電信號(hào)通過(guò)每個(gè)發(fā)射器的那對(duì)導(dǎo)電部施加于該發(fā)光器。對(duì)于封裝體10，導(dǎo)電部包括第一、第二和第三陽(yáng)極部16、18、20，以及每一個(gè)都具有發(fā)光器附著焊盤(pán)的第一、第二和第三陰極部22、24、26 (圖7中最佳顯示)。殼體12可以具有許多不同的形狀和尺寸，在所示實(shí)施例中為大致正方形或矩形，具有上表面28和下表面30、側(cè)面32和34以及端面36和38。該殼體的上部進(jìn)一步包括凹槽或空腔40，其從上表面28延伸入殼體12的體內(nèi)至引線(xiàn)框14。發(fā)光器設(shè)置在引線(xiàn)框上使得發(fā)光器發(fā)出的光穿過(guò)空腔40從封裝體10發(fā)射出。在一些實(shí)施例中，反射插入物或環(huán)42 (圖1-3所示)可以沿空腔40的側(cè)面或壁44的至少一部分定位并固定。環(huán)42反射率的有效性和封裝體的發(fā)射角可以通過(guò)使得空腔40和載于其內(nèi)部的環(huán)42朝向殼體的內(nèi)部逐漸變窄來(lái)加強(qiáng)。通過(guò)舉例的方式但并不是予以限制，如圖15最佳地顯示，約50度的反射器角度46提供了合適的反射率和觀(guān)看角。在一些實(shí)施例中，空腔40可以至少部分用填充材料48填充,填充材料48能保護(hù)和穩(wěn)固地定位引線(xiàn)框14和其載有的發(fā)光器。在一些情況下，該填充材料48可以覆蓋發(fā)光器和引線(xiàn)框14通過(guò)空腔40暴露的部分。該填充材料48可以選擇成具有預(yù)定的光學(xué)特性以增強(qiáng)光從LED的射出，并且在一些實(shí)施例中其對(duì)封裝體的發(fā)光器所發(fā)射的光基本上是透明的。該填充材料48也可以是有形狀的，例如半球形或子彈形，或填充材料可以完全或部分凹入空腔40中。該填充材料48可以由樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、熱塑性縮聚物、玻璃和/或其它合適的材料或材料組合形成。在一些實(shí)施例中，可以將材料添加到該填充材料48中以增強(qiáng)來(lái)自L(fǎng)ED和/或至LED的光的發(fā)射、吸收和/或色散。殼體12可以用優(yōu)選既電絕緣又熱傳導(dǎo)的材料制得。這種材料在本領(lǐng)域是公知的 并可以包括，但不限于，某些陶瓷、樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、熱塑性縮聚物(例如聚鄰苯二甲酰胺(PPA))和玻璃。在優(yōu)選實(shí)施例中，殼體12可以由深色或黑色的(一種或多種)陶瓷材料制成，因?yàn)槠浔话l(fā)現(xiàn)能改進(jìn)圖像產(chǎn)生SMD封裝體的對(duì)比度，例如在視頻顯示器中采用的SMD。封裝體10及其殼體12可以通過(guò)對(duì)本領(lǐng)域來(lái)說(shuō)熟知的各種已知方法的任何之一來(lái)形成和/或組裝。例如，殼體12可以例如通過(guò)注模在陽(yáng)極部16、18、20和陰極部22、24、26周?chē)纬苫蚰Ｖ?。可選的，殼體可以分幾部分形成，例如，頂部和底部，其中陽(yáng)極部16、18、20和陰極部22、24、26形成于底部之上。頂部和底部可以使用已知的方法和材料接合在一起，例如通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂、粘合劑或其它合適的接合材料。在所描述的說(shuō)明性實(shí)施例中，封裝體10使用第一、第二和第三LED50、52、54，每一個(gè)LED能發(fā)出相同顏色的光或彼此不同顏色的光。在所示的實(shí)施例中，LED 50、52、54分別發(fā)射藍(lán)光、綠光和紅光，所以當(dāng)適當(dāng)?shù)亟o所述LED通電時(shí)，所述LED會(huì)組合產(chǎn)生大體上全色范圍。進(jìn)一步，當(dāng)適當(dāng)通電時(shí)，LED50、52、54發(fā)出不同色溫的白光組合。LED結(jié)構(gòu)、特征及其制造和操作通常在本領(lǐng)域是已知的，在這里僅簡(jiǎn)要討論。LED可以具有以不同方式設(shè)置的多個(gè)不同半導(dǎo)體層并且能發(fā)出不同的顏色。LED的層能夠用已知的工藝制作，一種適當(dāng)?shù)墓に囀鞘褂媒饘儆袡C(jī)物化學(xué)氣相沉積(MOCVD)進(jìn)行制作。LED芯片的層通常包括夾在相反摻雜的第一和第二外延層之間的有源層/區(qū)，所有這些層/區(qū)在生長(zhǎng)基板或晶圓上順序形成。形成于晶圓上的LED芯片可以被單個(gè)化并且在不同應(yīng)用中使用，例如安裝于封裝體中?？梢岳斫?，生長(zhǎng)基板/晶圓能保留為最終的單個(gè)化的LED的一部分或者生長(zhǎng)基板可以完全或部分去除。同樣可以理解，LED中也可以包括附加層和元件，所述附加層和元件包括但不限于緩沖層、成核層、接觸和電流擴(kuò)展層以及光提取層和元件。有源區(qū)可以包含單量子阱(SQW)、多量子阱(MQW)、雙異質(zhì)結(jié)或超晶格結(jié)構(gòu)。有源區(qū)和摻雜層可以由不同的材料系統(tǒng)制成，一種這樣的系統(tǒng)是III族氮化物基材料系統(tǒng)。III族氮化物指由氮和周期表III族元素(通常為鋁(Al)、鎵(Ga)和銦(In))之間形成的那些半導(dǎo)體化合物。該術(shù)語(yǔ)也指三元和四元化合物，諸如氮化鋁鎵(AlGaN)和氮化鋁銦鎵(AlInGaN)。在優(yōu)選實(shí)施例中，摻雜層為氮化鎵(GaN)以及有源區(qū)為InGaN。在備選實(shí)施例中，摻雜層可為AlGaN、砷化鋁鎵(AlGaAs)或磷砷化鋁鎵銦(AlGaInAsP)或磷化鋁銦鎵(AlInGaP)或氧化鋅(ZnO)。生長(zhǎng)基板/晶圓可以由許多材料制成，諸如硅、玻璃、藍(lán)寶石、碳化硅、氮化鋁(AlN)、氮化鎵(GaN)，合適的基板為4H多型的碳化硅，但其它碳化硅多型也可以使用，包括3C、6H和15R多型。碳化硅具有某些優(yōu)點(diǎn)，例如相比于藍(lán)寶石，與III族氮化物更相近的晶格匹配并且產(chǎn)生更高質(zhì)量的III族氮化物膜。碳化硅也具有非常高的熱導(dǎo)率，使得在碳化硅上的III族氮化物器件的總輸出功率不會(huì)受到基板散熱的限制(而這對(duì)于形成在藍(lán)寶石上的某些器件，就可能有這種情況)。SiC基板可以從北卡羅來(lái)納州的達(dá)勒姆的克里研究公司(Cree Research, Inc.)獲得，生產(chǎn)它們的方法記載于科技文獻(xiàn)中以及美國(guó)專(zhuān)利US34，861、US4, 946，547 和 US5, 200，022 中。LED也可以包括附加的特征，諸如導(dǎo)電的電流擴(kuò)展結(jié)構(gòu)、電流擴(kuò)展層和引線(xiàn)接合焊盤(pán)，所有這些可以由用已知的方法沉積的已知的材料制得。一些或所有的LED可以涂覆一·種或多種熒光物質(zhì)，所述熒光物質(zhì)吸收至少一些LED的光并發(fā)出不同波長(zhǎng)的光，使得LED發(fā)射來(lái)自L(fǎng)ED和熒光物質(zhì)的光的組合。LED芯片可以使用許多不同的方法涂覆熒光物質(zhì)，一種合適的方法在序列號(hào)為11/656，759和11/899，790的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中描述，二者標(biāo)題均·為“Wafer Level Phosphor Coating Method and Devices Fabricated Utilizing Method(晶圓級(jí)熒光物質(zhì)涂覆方法以及利用該方法制造的器件)”，并且在此均通過(guò)引用并入到本文中?？蛇x的，LED可利用其它方法進(jìn)行涂覆，諸如電泳沉積(Era)，一種合適的Ero方法在題為“Close Loop Electrophoretic Deposition of Semicoductor Devices (半導(dǎo)體器件的閉環(huán)電泳沉積)”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 11/473,089中描述，其同樣在此通過(guò)引用并入到本文中。此外，LED可以具有本領(lǐng)域已知的垂直或橫向幾何結(jié)構(gòu)。那些包含垂直幾何結(jié)構(gòu)的LED可以具有在基板上的第一接觸以及在P型層上的第二接觸。施加到第一接觸的電信號(hào)擴(kuò)展進(jìn)η型層中，并且施加到第二接觸的信號(hào)擴(kuò)展進(jìn)P型層中。在III族氮化物器件的情況下，薄的半透明層通常覆蓋部分或整個(gè)P型層，這是眾所周知的?？梢岳斫猓诙佑|可以包括這樣的層，其通常為諸如鉬(Pt)的金屬或諸如銦錫氧化物(ITO)的透明導(dǎo)電氧化物。LED也可以包括橫向幾何結(jié)構(gòu)，其中兩個(gè)接觸都在LED頂上。例如通過(guò)蝕刻除去P型層和有源區(qū)的一部分，以暴露在η型層上的接觸臺(tái)面。第二橫向η型接觸提供于η型層的該臺(tái)面上。所述接觸可以包括利用已知沉積技術(shù)沉積的已知材料。在所示的說(shuō)明性的實(shí)施例中，引線(xiàn)框的陽(yáng)極部16、18、20和陰極部22、24、26穿過(guò)殼體12對(duì)置的面36和38向外凸出。如圖4最佳地示出，陽(yáng)極部16、18、20從表面36延伸，以及陰極部22、24、26從表面38延伸。陽(yáng)極部和陰極部設(shè)置成成對(duì)地工作以當(dāng)封裝體10被表面安裝進(jìn)行工作時(shí)，傳導(dǎo)電信號(hào)到其各自的光發(fā)射器。在所示的實(shí)施例中，陽(yáng)極部16、18,20和陰極部22、24、26垂直彎曲以延伸到它們的殼體的端面36和38外部并沿著所述端面36和38向下延伸，然后又垂直彎曲以形成沿殼體12的下表面30延伸的端部82、84、86、88、90、92。引線(xiàn)的端部82、84、86、88、90、92面向外部的表面大體上平齊以便于連接到下面的基板。如圖3最佳地示出，引線(xiàn)的端部82、84、86、88、90、92 (僅端部86、88是可見(jiàn)的)可以使用包括焊接在內(nèi)的多種公知連接技術(shù)中的任何技術(shù)，電連接或接合到基板94上的跡線(xiàn)或焊盤(pán)?？梢岳斫?，在其它實(shí)施例中所有端部82、84、86、88、90、92或其中的一些可以向相反方向彎曲，而仍為表面安裝留有余地。[0060]陰極部22、24、26包括中央表面或安裝焊盤(pán)68、70、72用于承載沿正交于側(cè)面32和34的方向74延伸成線(xiàn)性陣列的LED芯片50、52、54，LED 50、52、54通常沿殼體12的中軸對(duì)齊。相比于具有以其它方式(例如，成簇)設(shè)置的LED的封裝體，這種對(duì)齊允許在不同的觀(guān)看角度具有改進(jìn)的顏色均勻性。安裝焊盤(pán)68和78朝殼體12的中央延伸，這允許LED 50,54更靠近殼體12的中央安裝，以使得其能將光發(fā)射出空腔40。陽(yáng)極部16、18、20分別包括電連接焊盤(pán)76、78、80，位于與安裝焊盤(pán)68、70、72相鄰但分隔開(kāi)的位置。連接焊盤(pán)76和80朝著殼體12的中心延伸以允許電連接到LED 50,54, LED 50、54通過(guò)安裝焊盤(pán)68、70的延伸而更靠近殼體12中
心安裝。陽(yáng)極部16、18、20通常彼此平行地行進(jìn)以及陰極部22、24、26通常彼此平行地行進(jìn)，它們?nèi)垦嘏c線(xiàn)性L(fǎng)ED陣列的方向74正交的方向延伸。引線(xiàn)可以具有不同的寬度并且可以足夠小，以便當(dāng)從頂部觀(guān)看封裝體10時(shí)，其最小程度地可見(jiàn)或不可見(jiàn)。附加的和/或 作為替換，從頂部觀(guān)看時(shí)引線(xiàn)可以被殼體12遮住。如圖I和2最佳地示出，空腔40延伸至殼體內(nèi)部足夠的深度以暴露出附著焊盤(pán)68、70、72和連接焊盤(pán)76、78、80。在優(yōu)選實(shí)施例中，LED50、52、54的每一個(gè)具有其自己的接觸對(duì)或電極對(duì)，所述接觸對(duì)或電極對(duì)設(shè)置成當(dāng)在所述接觸上施加電信號(hào)時(shí)LED發(fā)光。LED的接觸與成對(duì)的陽(yáng)極部和陰極部電連接。，由于多種原因，例如提供對(duì)每個(gè)LED更容易的電控制，確保LED 50、52、54的每一個(gè)具有其自身的陰極和陽(yáng)極對(duì)是有利的。根據(jù)所示的實(shí)施例的典型實(shí)施方式，LED 50、52、54的接觸之一耦合于芯片承載焊盤(pán)68、70、72，而LED的接觸中的另一個(gè)耦合于焊盤(pán)76、78、80。不同的已知結(jié)構(gòu)和方法可以用于制作這個(gè)連接，一種這樣的結(jié)構(gòu)是利用已知方法應(yīng)用的接合引線(xiàn)95、97,99ο陽(yáng)極部16、18、20和陰極部22、24、26可以由導(dǎo)電金屬或金屬合金制得，例如由銅、銅合金、和/或其它合適的低電阻率、抗腐蝕材料或材料組合制成。如前所述，在一定程度上，引線(xiàn)的熱導(dǎo)率可以幫助將熱量從SMD所承載的LED 50,52,54中傳導(dǎo)出，如沿箭頭98所示。如圖7最佳地示出，為進(jìn)一步幫助散熱，陽(yáng)極部18和陰極部24可以包括靠近殼體邊緣的擴(kuò)大的部分。這些擴(kuò)大的部分提供增加的表面積以將由LED 50、52、54產(chǎn)生的熱量分散開(kāi)。LED 50、52、54中的每一個(gè)可以通過(guò)導(dǎo)電且導(dǎo)熱的接合材料100與其一個(gè)焊盤(pán)68、70,72電耦合，該接合材料諸如是焊料、粘合劑、涂料、膜、密封劑、漿糊、油脂和/或其它合適的材料。在優(yōu)選實(shí)施例中，使用位于LED底部上的焊料焊盤(pán)可以將LED電耦合并固定至其各自的焊盤(pán)上，使得從頂部看不到焊料。連接器部16、18、20和承載部22、24、26的制造，可以通過(guò)沖壓、注模、切割、蝕刻、彎曲或通過(guò)其它已知的方法和/或方法的組合來(lái)完成，以實(shí)現(xiàn)所需的構(gòu)造。例如，連接器部和/或承載部可以被部分金屬?zèng)_壓(例如從單片相關(guān)材料同時(shí)沖壓)、適當(dāng)?shù)貜澢约白詈笸耆蛛x或在部分或全部殼體形成之后完全分離。在一些制造方法中，LED可以于在連接焊盤(pán)周?chē)Ｖ坪?或組裝殼體12之前耦合到焊盤(pán)68、70、72?？蛇x的，可以在陽(yáng)極部和陰極部已經(jīng)部分裝入殼體中后，將LED耦合到焊盤(pán)68、70、72。延伸入殼體的空腔40可以配置成使得焊盤(pán)68、70、72和焊盤(pán)76、78、80足夠的部分暴露，以容納LED和相關(guān)的接合引線(xiàn)，并且允許LED發(fā)射的光穿過(guò)空腔40出射。在傳統(tǒng)封裝體中，引線(xiàn)框的陽(yáng)極部16、18、20和陰極部22、24、26和殼體12的上部和下部之間的平滑表面使得難以可靠粘結(jié)。這些配套的平滑表面可能降低發(fā)光器件封裝體的剛性，并且可能由于殼體與引線(xiàn)框分離，而增加元件失效的幾率。該平滑表面也為濕氣進(jìn)入殼體的滲透路徑留有余地。這也會(huì)導(dǎo)致元件失效，并會(huì)降低發(fā)光器件封裝體用于需要防水操作的應(yīng)用的能力。為增加粘結(jié)可靠性和剛性并為防水操作留有余地，陽(yáng)極部16、18、20和陰極部22、24、26中的一個(gè)或多個(gè)可以進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)缺口、通孔、孔、延長(zhǎng)部和/或其它有助于SMD封裝體的穩(wěn)定性、完整性和/或魯棒性的特征。這些特征也使得殼體12和/或填充材料48能夠與引線(xiàn)框14更好的結(jié)合，這防止?jié)駳鉂B透器件并為防水使用留有余地。如圖7和9最佳地顯示，陽(yáng)極部16、18、20和陰極部22、24、26可以包括各自的通孔
102、104、106、108、110、112，這些通孔通常位于引線(xiàn)框的頂面上。如圖7和10 最佳地顯示，陽(yáng)極部和陰極部也可以包含諸如與通孔相鄰設(shè)置的V形切口 114的特征。該V形切口 114可以位于陽(yáng)極部16、18、20和陰極部22、24、26的上表面和下表面上。通孔102、104、106、108、110、112、V形切口 114、缺口和/或引線(xiàn)的其它這種特征至少部分地與殼體和/或填充材料合作，來(lái)增強(qiáng)封裝體10的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和完整性。在一些實(shí)施方式中，殼體材料和/或填充材料至少部分地延伸進(jìn)入和/或穿過(guò)引線(xiàn)中形成的通孔102、104、106、108、110、112中的一個(gè)或多個(gè)，以增加剛性。殼體和/或填充材料也可以填充V形切口以增加剛性，并且阻止液體滲透到封裝體10的內(nèi)部。參照?qǐng)D7，為進(jìn)一步增強(qiáng)封裝體10的剛性以及增加殼體12和引線(xiàn)框14之間結(jié)合的可靠性，陽(yáng)極部16、20和陰極部22、26可具有側(cè)缺口 115以使得它們具有波浪形。當(dāng)制造封裝體10時(shí)，殼體材料填充缺口，硬化的殼體材料與缺口合作以將殼體12保持在引線(xiàn)框上。類(lèi)似地，陽(yáng)極部18和陰極部24具有側(cè)突起(tab) 117，其也與硬化的殼體或填充材料合作以將殼體12保持在引線(xiàn)框14上。圖11-13示出根據(jù)本實(shí)用新型的發(fā)光器件封裝體200的另一個(gè)實(shí)施例，其同樣是表面安裝的。封裝體200絕大部分與圖1-8所示且在上面描述的封裝體10類(lèi)似，只是還包含熱導(dǎo)體202、204、206。熱導(dǎo)體202、204、206設(shè)置在殼體208中以提供從LED到殼體下表面的導(dǎo)熱路徑。所述熱導(dǎo)體可以進(jìn)一步設(shè)置成與一個(gè)或多個(gè)散熱器熱交流，以有效從LED中散熱。封裝體200可以與以許多不同方式設(shè)置的許多不同散熱器一起使用。熱導(dǎo)體202、204、206可具有許多形狀和尺寸，并可以包括，例如垂直延伸并至少部分穿過(guò)殼體208的矩形塊或圓柱體。在所示的實(shí)施例中，熱導(dǎo)體202、204、206從具有LED的表面延伸穿過(guò)殼體208到達(dá)殼體下表面212。如圖11最佳地顯示，熱導(dǎo)體204的底面通過(guò)下表面212中的孔210在下表面212處暴露并且設(shè)置為大體上與下表面212平齊。如圖12所示，熱導(dǎo)體202和206也可以在底面處暴露。熱導(dǎo)體的底表面設(shè)置為與諸如印刷線(xiàn)路板或電路板的基板216承載的散熱器或熱耗散器214成熱傳導(dǎo)關(guān)系。熱導(dǎo)體，給定它們相對(duì)大的質(zhì)量和與熱流方向垂直的橫截面面積，可作為有效的熱沉在由承載焊盤(pán)承載的發(fā)熱LED和散熱器214之間提供低熱阻路徑(箭頭218)。一些熱量也沿引線(xiàn)(箭頭220)散發(fā)。與封裝體10類(lèi)似，如圖11-13所示的封裝體200包括優(yōu)選深色或黑色陶瓷殼體208，該殼體208包括相對(duì)的上表面222和下表面212，側(cè)面208、224和端面226、228。承載引線(xiàn)框230的SMD 200包括，如前所述，三個(gè)陽(yáng)極部、三個(gè)陰極部。但是，如以上優(yōu)選的實(shí)施例一樣，應(yīng)當(dāng)理解，任意數(shù)量的連接部、承載部和其它引線(xiàn)框部分可以在所需要的應(yīng)用中使用，而不脫離本實(shí)用新型的范圍。芯片承載部218包括用于容納LED芯片的表面或焊盤(pán)，所述LED芯片通常包括紅光、綠光和藍(lán)光LED，其它各種其它顏色的LED也可以使用。如前所述，連接部包括位于與芯片承載部相鄰但分隔開(kāi)的區(qū)域中的擴(kuò)大的引線(xiàn)接合焊盤(pán)。如前所述，弓丨線(xiàn)被垂直彎曲以沿其各自的殼體端面外部延伸，然后又垂直彎曲以使得引線(xiàn)的端部232、234、236、238、240、242沿殼體的底面212延伸。使用許多眾所周知的連接技術(shù)中的任何連接技術(shù)，將導(dǎo)線(xiàn)的端部232、234、236、238、240、242的面朝外的表面與通常為印刷電路板的基板216上的跡線(xiàn)或焊盤(pán)電連接或接合。如前所述，殼體具有空腔244，空腔244延伸足夠的深度以暴露出連接部和承載部的焊盤(pán)。該連接部和承載部?jī)?yōu)選由從通過(guò)沖床作業(yè)從金屬薄板原料(sheet metal stock)切割的導(dǎo)電性金屬薄板或金屬合金薄板制造而成，然后在殼體在引線(xiàn)框周?chē)纬芍盎蛑髲澢伤鼈兊淖罱K構(gòu)造。LED的每一個(gè)具有一對(duì)電端子或電極，其中的陰極與承載焊盤(pán)電耦合，而LED的陽(yáng)極分別通過(guò)單個(gè)接合引線(xiàn)與不同的連接部的焊盤(pán)耦合。現(xiàn)在參照?qǐng)D14-16，示出了 SMD 10或200的各種部件的尺寸特征的一些例子。通 過(guò)舉例的方式但不限于此，SMD 10或200可具有飛.50mm的總長(zhǎng)度廣5. 50mm的總寬度以及 2. 50mm的高度。參考圖17，以示意圖的形式示出LED顯示屏300的一部分，LED顯示屏300例如是室內(nèi)和/或戶(hù)外屏幕，一般來(lái)說(shuō)，包括載有大量以行和列設(shè)置的表面安裝器件304的驅(qū)動(dòng)PCB 302，每一個(gè)SMD限定一個(gè)像素。SMD304可包括如圖1_8以及11-13中所示的實(shí)施例的器件。SMD器件304與PCB 302上的跡線(xiàn)或焊盤(pán)電連接，PCB 302連接成對(duì)合適的電信號(hào)處理和驅(qū)動(dòng)電路(未不出)做出響應(yīng)。如以上所披露的，每一個(gè)SMD承載紅光、綠光和藍(lán)光LED的垂直取向的線(xiàn)性陣列306。LED的這種線(xiàn)性取向被發(fā)現(xiàn)在寬的觀(guān)看角度范圍內(nèi)改善色彩逼真度。盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的許多說(shuō)明性實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行許多改變和替換實(shí)施例，例如將本實(shí)用新型用于LED裝飾照明等。這些改變和替換的實(shí)施例是預(yù)期的，并且可以在不脫離所附的權(quán)利要求定義中的本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下做出。
權(quán)利要求1.一種發(fā)光器封裝體，其特征在于，包括 殼體，包括從所述殼體的頂面延伸到所述殼體的內(nèi)部的空腔；以及 與所述殼體形成為整體的引線(xiàn)框，所述引線(xiàn)框包括保持多個(gè)發(fā)光器件的導(dǎo)電部，所述發(fā)光器件線(xiàn)性對(duì)齊并向所述空腔外發(fā)射光，其中所述發(fā)光器件與所述引線(xiàn)框電接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光器封裝體，其特征在于，所述引線(xiàn)框包括多個(gè)導(dǎo)電性陰極部，每ー個(gè)所述陰極部具有用于承載至少ー個(gè)所述發(fā)光器件的附著焊盤(pán)，每ー個(gè)所述附著焊盤(pán)與相對(duì)應(yīng)的所述發(fā)光器件電耦合；以及與每ー個(gè)所述陰極部分開(kāi)的對(duì)應(yīng)的多個(gè)導(dǎo)電性陽(yáng)極部，每ー個(gè)所述陽(yáng)極部具有連接焊盤(pán)，所述連接焊盤(pán)設(shè)置成允許與所述發(fā)光器件之ー電連接，其中，所述附著焊盤(pán)和所述連接焊盤(pán)設(shè)置成保持所述發(fā)光器件線(xiàn)性對(duì)齊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光器封裝體，其特征在于，所述發(fā)光器件包括紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光器封裝體，其特征在于，所述發(fā)光器封裝體表面安裝至所述引線(xiàn)框上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光器封裝體，其特征在于，所述引線(xiàn)框進(jìn)一歩包括通孔和/或V形切ロ。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光器封裝體，其特征在干，進(jìn)ー步包括至少部分延伸通過(guò)所述殼體的熱導(dǎo)體。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光器封裝體，其特征在干，每ー個(gè)所述發(fā)光器件的電端子通過(guò)引線(xiàn)結(jié)合與一連接焊盤(pán)電耦合。
8.一種發(fā)光器件顯示器，其特征在于，包括 載有發(fā)光器封裝體的陣列的基板，每ー個(gè)所述發(fā)光器封裝體包括殼體并包含線(xiàn)性對(duì)齊的LED ；以及 電連接的驅(qū)動(dòng)電路，選擇性對(duì)所述陣列通電以在所述顯示器上產(chǎn)生可視圖像，其中，所述LED包括紅光LED、綠光LED和藍(lán)光LED。
9.一種發(fā)光器件顯示器，其特征在于，包括 載有發(fā)光器封裝體的陣列的基板，每ー個(gè)所述發(fā)光器封裝體包括殼體并包含線(xiàn)性對(duì)齊的LED ；以及 電連接的驅(qū)動(dòng)電路，選擇性對(duì)所述陣列通電以在所述顯示器上產(chǎn)生可視圖像，其中，所述LED通過(guò)位于底部的焊料焊盤(pán)而固定。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型披露了一種發(fā)光器封裝體和發(fā)光器件顯示器。該發(fā)光器封裝體包括殼體，包括從所述殼體的頂面延伸到所述殼體的內(nèi)部的空腔；以及與所述殼體形成為整體的引線(xiàn)框，所述引線(xiàn)框包括保持多個(gè)發(fā)光器件的導(dǎo)電部，所述發(fā)光器件線(xiàn)性對(duì)齊并向所述空腔外發(fā)射光，其中所述發(fā)光器件與所述引線(xiàn)框電接觸。本實(shí)用新型的發(fā)光器封裝體和發(fā)光器件顯示器可以用在諸如室內(nèi)和/或戶(hù)外，用于增加色彩逼真度和散熱、改進(jìn)電流控制并增加封裝組件的剛性。
文檔編號(hào)G09F9/33GK202585525SQ20122012192
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者C·K·A·陳, Y·K·V·劉, X·王, D·埃默森 申請(qǐng)人:惠州科銳光電有限公司