用于倒裝芯片led的基于框架的封裝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)光器件的領(lǐng)域，并且特別地涉及在器件的外圍周圍提供反射外殼的框架。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體發(fā)光器件不斷擴(kuò)展的使用已經(jīng)產(chǎn)生針對(duì)這些器件的高度競(jìng)爭(zhēng)性的市場(chǎng)。在該市場(chǎng)中，性能和價(jià)格通常對(duì)于提供廠商之間的產(chǎn)品區(qū)分是重要的。因此，共同目標(biāo)是減少生產(chǎn)成本而同時(shí)提供來(lái)自發(fā)光器件的等同或更好的性能。
[0003]用于提供發(fā)光元件的相對(duì)廉價(jià)的封裝的一種技術(shù)是將發(fā)光元件放置在具有促進(jìn)對(duì)發(fā)光元件的外部連接的引線框架接觸件的框架中。LED引線框架一般包括成形為提供對(duì)LED的外部連接的導(dǎo)體對(duì)。支撐框架可以在引線框架周圍模制使得引線框架導(dǎo)體提供支撐框架內(nèi)的傳導(dǎo)表面以安裝LED，以及支撐框架外部處的傳導(dǎo)表面以將有框架的LED安裝在印刷電路板或其它固定裝置上。
[0004]20 1年8月I 9日公開(kāi)并且通過(guò)引用并入本文的Serge L.Rudaz , SergeBierhuizen和Ashim S.Haque的USPA 2010/0207140，“COMPACT MOLDED LED MODULE(經(jīng)緊湊模制的LED模塊)”公開(kāi)了一種支撐框架的陣列，其內(nèi)的發(fā)光器件鍵合到每一個(gè)支撐框架內(nèi)的引線框架接觸件，如圖7A-7B中所示。
[0005]圖7A圖示了經(jīng)模制的框架陣列40內(nèi)的兩個(gè)引線框架16。每一個(gè)引線框架16包括導(dǎo)體12和14。在該示例中，在每一個(gè)引線框架16周圍形成桶(tub)10，并且引線框架16的導(dǎo)體12和14成形為延伸穿過(guò)框架元件40以便提供用于安裝發(fā)光器件的桶10內(nèi)的接觸件12a，14a，以及用于將具有發(fā)光器件的桶10隨后安裝到印刷電路板或其它固定裝置上的接觸件12b，14b。盡管僅圖示了兩個(gè)引線框架16和桶10，但是經(jīng)模制的框架陣列40可以包括數(shù)百個(gè)弓丨線框架16和桶10。
[0006]圖7B圖示了兩個(gè)發(fā)光模塊38。在該示例實(shí)施例中，可以是具有最小固有結(jié)構(gòu)支撐的薄膜器件的發(fā)光器件20位于基板30上，基板30向發(fā)光器件20提供必要的結(jié)構(gòu)支撐。諸如ESD保護(hù)器件26之類的其它器件也可以位于基板30上。保護(hù)涂層28可以提供在基板30上。穿過(guò)基板30的導(dǎo)體24將發(fā)光器件20耦合到引線框架16中的接觸件12和14。
[0007]桶10可以隨后填充有包封劑?？蛇x地，包封劑或保護(hù)涂層28或發(fā)光器件20可以包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，諸如磷光體，其吸收一些或全部的發(fā)射光并且以不同波長(zhǎng)發(fā)射光。桶10的內(nèi)壁15可以是反射性的，以朝向桶10的外部重定向光。
[0008]當(dāng)完成后，通過(guò)沿著線36進(jìn)行切分來(lái)單分由框架陣列40形成的各個(gè)發(fā)光模塊38。單獨(dú)化的發(fā)光模塊38包括側(cè)表面35，其促進(jìn)發(fā)光模塊38的拾取和放置，但是消耗比光產(chǎn)生元件20明顯更大的體積，并且相比于光產(chǎn)生元件20的表面積而言引入明顯更大的足跡(footprint)。這種大體積和足跡“開(kāi)銷”限制這樣的發(fā)光模塊在諸如用于便攜式設(shè)備的閃光或光照元件之類的應(yīng)用中的使用，所述便攜式設(shè)備諸如智能電話等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]將有利的是提供一種較不復(fù)雜的過(guò)程以用于提供具有促進(jìn)發(fā)光模塊的處置的側(cè)表面和與發(fā)光表面相對(duì)的接觸件的發(fā)光模塊。還將有利的是以最小體積和足跡開(kāi)銷來(lái)提供這樣的發(fā)光模塊。
[0010]為了更好地解決這些關(guān)注點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)，在本發(fā)明的實(shí)施例中，中空框架配置成圍繞大體自支撐的倒裝芯片發(fā)光器件的外圍。框架可以成形為還包含發(fā)光器件的發(fā)光表面上方的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件。通過(guò)中空框架暴露的發(fā)光器件的下表面包括接觸墊，其耦合到發(fā)光元件以用于將發(fā)光模塊表面安裝在印刷電路板或其它固定裝置上。倒裝芯片發(fā)光器件可以包括在其上生長(zhǎng)發(fā)光元件的圖案化的藍(lán)寶石襯底(PSS)，圖案化的表面提供通過(guò)圖案化的藍(lán)寶石生長(zhǎng)襯底從發(fā)光元件的增強(qiáng)光提取。
【附圖說(shuō)明】
[0011]參照附圖，更詳細(xì)地并且通過(guò)示例的方式來(lái)解釋本發(fā)明，其中:
圖1A-1F圖示了示例發(fā)光模塊，其包括具有可選波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的圍繞發(fā)光器件的外圍的中空框架。
[0012]圖2A-2F圖示了用于中空框架的其它示例內(nèi)部輪廓。
[0013]圖3A-3D圖示了其它中空框架結(jié)構(gòu)的示例。
[0014]圖4圖示了示例中空框架陣列結(jié)構(gòu)。
[0015]圖5A-5B圖示了示例發(fā)光模塊，其包括框架元件中的開(kāi)放腔體內(nèi)的多個(gè)發(fā)光二極管。
[0016]圖6圖示了示例可替換組裝方法。
[0017]圖7A-7B圖示了示例現(xiàn)有技術(shù)發(fā)光模塊，其包括具有引線框架接觸件的支撐框架。
[0018]圖8A-8C圖示了示例自支撐發(fā)光管芯。
[0019]貫穿附圖，相同參考標(biāo)號(hào)指示類似或?qū)?yīng)的特征或功能。出于說(shuō)明性目的而包括附圖并且其不意圖限制本發(fā)明的范圍。
【具體實(shí)施方式】
[0020]在以下描述中，出于解釋而非限制的目的，闡述具體細(xì)節(jié)，諸如特定架構(gòu)、界面、技術(shù)等，以便提供本發(fā)明的概念的透徹理解。然而，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明可以在脫離這些具體細(xì)節(jié)的其它實(shí)施例中實(shí)踐。以類似方式，該描述的文本針對(duì)如圖中所圖示的示例實(shí)施例，并且不意圖超出權(quán)利要求中所明確包括的限制之外地限制所要求保護(hù)的發(fā)明。出于簡(jiǎn)單且清楚的目的，省略公知的器件、電路和方法的詳細(xì)描述以免以非必要的細(xì)節(jié)使本發(fā)明的描述晦澀難懂。
[0021]厚的自支撐發(fā)光器件現(xiàn)在通常是可得到的。圖8A-8C圖示了若干自支撐發(fā)光器件100的示例。圖8A圖示了襯底110，在其上形成/生長(zhǎng)半導(dǎo)體層以創(chuàng)建多個(gè)發(fā)光器件100。襯底110通常是藍(lán)寶石或玻璃，并且每一個(gè)器件100的發(fā)光元件120通常包括夾在η型半導(dǎo)體層與P型半導(dǎo)體層之間的有源區(qū)。墊130提供對(duì)η和P層的接觸，使得當(dāng)電流在這些層之間流動(dòng)時(shí)，從有源區(qū)發(fā)射光。摻雜成提供η型和P型半導(dǎo)體的氮化鎵(GaN)通常被用作形成發(fā)光元件120的半導(dǎo)體。
[0022]襯底110可以被切分/劃分(圖8A中的虛線)以提供單個(gè)化發(fā)光芯片100。在操作中，各個(gè)發(fā)光芯片典型地以“倒裝芯片”配置取向，如圖SB中所示，其中接觸墊130在芯片100的名義上的“底部”上，如圖SC中所示。光主要從發(fā)光元件120的“頂”表面125發(fā)射到襯底110中，并且隨后從襯底110的頂表面115和側(cè)表面116發(fā)射。一些光還可以從發(fā)光元件120的側(cè)表面126發(fā)射。
[0023]為了增加從發(fā)光元件120向襯底110中的光提取效率，襯底110與發(fā)光元件120之間的界面可以“粗糙化”以減少該界面處的全內(nèi)反射(TIR)的可能性。通常，襯底110是在其上生長(zhǎng)發(fā)光元件120的圖案化的藍(lán)寶石襯底(PSS)，藍(lán)寶石襯底上的圖案創(chuàng)建襯底110與發(fā)光元件120之間的前述“粗糙化”界面。
[0024]盡管發(fā)光器件100是大體自支撐的，但是其一般可以“封裝”成當(dāng)其在最終產(chǎn)品的組裝(諸如印刷電路板和其它固定裝置的組裝)期間經(jīng)歷各種過(guò)程時(shí)承受隨后的處置。如圖7A-7B的示例中那樣，芯片100可以放置在引線框架的條帶或陣列上，其中墊130焊接到使得能夠外部連接到每一個(gè)發(fā)光芯片100的引線框架中的導(dǎo)體。將引線框架的陣列處理成包封每一個(gè)發(fā)光芯片或者發(fā)光芯片的集合，然后將其單分以提供各個(gè)經(jīng)包封(“封裝”)的發(fā)光器件。
[0025]包封服務(wù)于多個(gè)目的；包封劑保護(hù)發(fā)光芯片免受環(huán)境影響，并且可以形成為提供一個(gè)或多個(gè)特定光學(xué)功能。例如，包封劑可以包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，諸如磷光體，其將從發(fā)光芯片100發(fā)射的一些或全部光轉(zhuǎn)換成不同波長(zhǎng)的光。包封劑還可以成形為形成提供期望光輸出圖案的透鏡。可選地，包封劑可以放置在通過(guò)反射壁形成的井內(nèi)，諸如圖7B中的發(fā)光模塊38的桶10。
[0026]圖1A-1F圖示了消除針對(duì)引線框架的需要并且提供最小體積和足跡開(kāi)銷的封裝過(guò)程。