发光元件封装的制作方法

文档序号:15576156发布日期:2018-09-29 05:33阅读:111来源:国知局

实施例涉及一种发光器件封装,更具体地,涉及一种通过加强引线框架的联接而具有提高的密封性能的发光器件封装。



背景技术:

使用iii-v族或ii-vi族化合物半导体材料的发光器件(例如发光二极管和激光二极管)凭借着薄膜生长技术和器件材料的发展而能够呈现各种颜色,例如红色、绿色、蓝色和紫外线,能够使用荧光材料或通过颜色混合而高效率地产生白光,并且与诸如荧光灯和白炽灯的传统光源相比具有多个优点,例如低功耗、半永久寿命、快速响应速度、安全性和环境友好性等。

因此,这种发光器件越来越多地应用于光通信单元的传输模块、作为构成液晶显示器(lcd)装置的背光的冷阴极荧光灯(ccfl)的替代的发光二极管背光、作为荧光灯或白炽灯的替代的使用白色发光二极管的照明装置、车辆前灯和交通信号灯。

发光器件被构造成使得包括第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层的发光结构被布置在衬底上并且使得第一电极和第二电极分别被布置在第一导电半导体层和第二导电半导体层上。通过第一导电半导体层注入的电子和通过第二导电半导体层注入的空穴彼此相遇,从而发出具有由有源层的构成材料的固有能带决定的能量的光。

发光器件封装可以构造成使得发光器件与封装本体上的一对引线框架电连接。当引线框架被固定到封装本体时,可以形成弯曲部分。

设施弯曲部分可能导致引线框架与封装本体的分离。如果封装本体和引线框架彼此分离,则水分或其他异物可能渗入它们之间的间隙,从而导致发光器件封装的密封性能的下降。



技术实现要素:

技术问题

实施例提供了一种具有提高的密封性能的发光器件封装。

技术方案

实施例提供了一种发光器件封装,其包括:封装本体,该封装本体包括腔体;第一引线框架和第二引线框架,该第一引线框架和第二引线框架被布置在所述封装本体上;发光器件,该发光器件被布置在所述腔体的下表面中,该发光器件电连接到第一引线框架和第二引线框架;以及模制部,该模制部包封所述发光器件,该模制部被布置在所述腔体的至少一部分中,其中,第一引线框架和第二引线框架中的每一个均包括:第一部分,该第一部分对应于所述腔体的下表面的一部分和所述腔体的侧壁的一部分;第二部分,该第二部分对应于所述封装本体的顶表面的一部分和所述封装本体的外侧表面的一部分;以及连接部,该连接部被布置在第一部分和第二部分之间,该连接部的宽度小于与该连接部相邻的区域内的第一部分的宽度且小于与该连接部相邻的区域内的第二部分的宽度。

该连接部的宽度可以等于或大于第一引线框架或第二引线框架的宽度。

该连接部的宽度可以等于或大于0.1mm。

第一引线框架和第二引线框架中的每一个均可以包括形成在其第一部分中的通孔,并且所述封装本体可以布置在该通孔中。

该通孔的直径可以大于所述连接部的宽度。

该通孔可以在竖直方向上面向所述腔体的侧壁和所述封装本体的顶表面。

所述发光器件封装还可以包括第一凹部,该第一凹部在所述连接部的外侧区域内形成在第一引线框架和第二引线框架中的至少一个中。

该第一凹部可以在竖直方向上面向所述封装本体的顶表面。

该发光器件封装还可以包括第二凹部,该第二凹部在所述连接部的内侧区域内形成在第一引线框架和第二引线框架中的至少一个中。

该第二凹部可以在竖直方向上面向所述封装本体的顶表面和所述腔体的侧壁。

该发光器件封装还可以包括第三凹部,该第三凹部在所述通孔内侧形成在第一引线框架和第二引线框架中的至少一个中。

该发光器件封装还可以包括凹槽,所述凹槽在所述通孔的外侧区域内形成在第一引线框架和第二引线框架中的至少一个中。

所述凹槽可以在竖直方向上面向所述封装本体的顶表面。

在每个凹槽上下方向上的的宽度可以大于所述通孔的直径,并且每个凹槽在横向方向上的宽度可以小于所述通孔的直径。

有利效果

在根据实施例的发光器件封装中,第一引线框架和第二引线框架中的每一个均包括具有相对较小宽度的连接部,该连接部被形成为与应沿着封装本体的侧表面弯曲的区域相邻,因此,能够防止第一引线框架和第二引线框架由于弯曲引起的应力而从所述封装本体被拆下。

此外,在制造该发光器件封装的过程中,所述封装本体的构成材料被引入到孔和凹槽中并被烧结或固化,由此加强所述封装本体与第一和第二引线框架之间的联接。

附图说明

图1是示意性地图示了发光器件封装的一个实施例的视图;

图2是发光器件封装的该实施例的平面图;

图3是沿着图2中的方向a-a'截取的剖视图;

图4是沿着图2中的方向b-b'截取的剖视图;

图5是沿着图2中的方向c-c'截取的剖视图;

图6是详细地图示了图2的第一引线框架和第二引线框架的视图;

图7是第一引线框架的侧截面图;

图8a至8c是图示了第一引线框架和第二引线框架的实施例的视图;并且

图9是图示了图1的发光器件封装中的发光器件的视图。

具体实施例

在下文中,将参考附图来描述实施例,以便具体地实现上文所述的目的。

将会理解,当一个元件被称为在另一元件“上”或“下方”时,它可以直接位于该元件上/下方,或者也可以存在一个或多个中间元件。当一个元件被称为在“上”或“下方”时,可以包括基于该元件“在该元件下方”以及“在该元件上”。

图1是示意性地图示了发光器件封装的一个实施例的视图。

根据该实施例的发光器件封装200包括封装本体210、第一引线框架220、第二引线框架230和发光器件100。

封装本体210可以由绝缘材料形成,该绝缘材料例如包括聚邻苯二甲酰胺(ppa)树脂或硅基材料。封装本体210可以设置有腔体,并且该腔体可以具有敞口的上表面。

该腔体具有下表面b和侧壁i。位于封装本体210上的第一引线框架220的部分和第二引线框架230的部分可以通过下表面b暴露。封装本体210可以通过侧壁i暴露。这里,侧壁是指该腔体的内侧壁。

发光器件100可以被实施为例如发光二极管。尽管发光器件100被图示为水平型发光器件,但也可替代地使用垂直型发光器件或倒装芯片式发光器件。

在发光器件100是诸如图中所示的水平型发光器件的情况下,发光器件100可以经由导线250电连接到第一引线框架220和第二引线框架230。

该腔体可以填充有模制部260,以保护发光器件100和导线250。模制部260可以包含荧光材料270。荧光材料270可以选自由以下项组成的组:yag基荧光材料、氮化物基荧光材料、硅酸盐及其组合。然而,本公开不限于此。

图1图示了该腔体的下表面b与该腔体的侧壁i之间的边界b1、该腔体的侧壁i与封装本体210的顶表面之间的边界b2、封装本体210的顶表面与封装本体210的外侧壁之间的边界b3、以及封装本体210的外侧壁与封装本体210的边缘之间的边界b4。将参考图2对此进行详细说明。

第一引线框架220和第二引线框架230可以从该腔体的下表面b经由封装本体210的外表面延伸到封装本体210的底表面的一部分。第一引线框架220和第二引线框架230的由“d”表示的一些区域可以弯曲。当由铜(cu)等形成的第一引线框架220和第二引线框架230弯曲时,第一引线框架220和第二引线框架230的靠近其弯曲区域的区域可能会经受应力。

特别地,施加到第一引线框架220和第二引线框架230被联接到封装本体210的区域的应力可能削弱封装本体210与第一引线框架220和第二引线框架230之间的连接。

图2是发光器件封装的实施例的平面视图,图3是沿着图2中的方向a-a'截取的剖视图,图4是沿着图2中的方向b-b'截取的剖视图,并且图5是沿着图2中的方向c-c'截取的剖视图。这里,方向a-a'和方向c-c'可以彼此平行,并且可以垂直于方向b-b'。

在下文中,将参考图2至图5详细描述封装本体210与第一引线框架220和第二引线框架230之间的位置关系。

第一引线框架220和第二引线框架230可以通过形成在封装本体210中的所述腔体的下表面b被部分地暴露。此外,第一引线框架220和第二引线框架230从封装本体210的两个侧表面突出而暴露于外部。此时,位于所述腔体的下表面b中和位于封装本体210外部的第一引线框架220和第二引线框架230可以在当在图2中观察时被封装本体210遮蔽的区域处彼此连接。这里,封装本体210的侧表面可以指封装本体210的外侧表面,并且这在以下描述中是相同的。

在图2中,腔体的下表面b与腔体的侧壁i之间的边界b1、腔体的侧壁i与封装本体210的顶表面之间的边界b2、以及封装本体210的顶表面与封装本体210的外侧壁之间的边界b3被图示为线。然而,这些边界仅是封装本体210的形状在其处发生改变的区域,而实际的边界并没有用线明确地区分。

第一引线框架220或第二引线框架230突出到封装本体210外部的宽度t1可以等于第一引线框架220或第二引线框架230的厚度,其可以在从数十微米到数百微米的范围内。如果宽度t1太小,则第一引线框架220或第二引线框架230可能由于由弯曲引起的应力而破裂。如果宽度t1太大,则可能难以执行弯曲,或者第一引线框架220或第二引线框架230的由图1中的“d”表示的区域可能由于由弯曲引起的应力而从封装本体210被拆下。

如图3(其图示了沿图2中的方向a-a'剖切的剖视图)中所示,第一引线框架220被插入在封装本体210中,而未没有暴露于封装本体210的外部。如图4(其图示了沿图3中的方向b-b'剖切的剖视图)中所示,第一引线框架220被插入在封装本体210中,而没有暴露于封装本体210的外部。此时,沿图2中的方向a-a’的腔体形状和沿图2中的方向b-b'的腔体形状可以彼此不同。

如图5(其图示了沿图2中的方向c-c'剖切的剖视图)中所示,第一引线框架220的一部分被插入在封装本体210中,并且第一引线框架220的剩余部分被弯曲并经由封装本体210的侧表面延伸到封装本体210的底表面。

另外,如下所述,第一引线框架220可以包括一对凹槽g和一对孔h,所述一对凹槽g和一对孔h形成在腔体的下表面的左侧和右侧。凹槽g可以关于腔体的下表面彼此对称地形成,并且孔g也可以关于腔体的下表面彼此对称地形成。

孔h可以形成在比凹槽g更向内的位置处。封装本体210的构成材料可以被引入到孔h和凹槽g中。孔h可以形成为贯穿第一引线框架220和第二引线框架230,而凹槽g可以形成为使得第一引线框架220和第二引线框架230中的每一个引线框架的一个表面凹入。也就是说,每个孔h在水平方向上的横截面可以具有闭合曲线形状,而每个凹槽g在水平方向上的横截面可以具有在一个方向上敞口的形状。

图6是具体图示了图2中所示的第一引线框架和第二引线框架的视图,并且图7是第一引线框架的侧截面图。在下文中,参考图6和图7,将基于第一引线框架220和第二引线框架230之间的位置关系来描述图1中所示的腔体的下表面b与腔体的侧壁i之间的边界b1、腔体的侧壁i与封装本体的顶表面之间的边界b2、封装本体的顶表面与封装本体的外侧壁之间的边界b3、以及封装本体的外侧壁与封装本体的边缘之间的边界b4。

第一引线框架220可以沿着腔体的下表面和侧壁以及封装本体210的两个侧表面延伸。第二引线框架230可以从腔体的下表面的特定区域经由腔体的侧壁延伸到封装本体210的一个侧表面。

当第一引线框架220和第二引线框架230中的每一个引线框架的、与腔体的下表面的一部分和侧壁的一部分对应的区域被称为第一部分并且第一引线框架220和第二引线框架230中的每一个引线框架的、与封装本体210的顶表面的一部分和侧表面的一部分相对应的区域被称为第二部分时,被限定为在第一引线框架220和第二引线框架230中的每一个引线框架的第一部分和其第二部分之间具有相对小的宽度的区域可以称为连接部。稍后将参考图8a至图8c对此进行描述。

第一引线框架220和第二引线框架230被布置在腔体的下表面上,其中在第一引线框架220和第二引线框架230形成有间隙s。间隙s被形成为在第一引线框架220和第二引线框架230之间具有恒定的宽度。然而,本公开不限于此。如图所示,第一引线框架220的与腔体的下表面对应的区域的横截面面积可以大于第二引线框架230的与腔体的下表面对应的区域的横截面面积。

第一引线框架220和第二引线框架230也布置在与腔体的侧壁对应的区域上。第一引线框架220的与腔体的侧壁对应的区域的横截面面积可以大于第二引线框架230的与腔体的侧壁对应的区域的横截面面积。

第一引线框架220中具有三个孔h,并且第二引线框架230中具有一个孔h。每个孔h可以形成为通孔形状,如上所述,封装本体的构成材料可以被引入到这些孔中。

每个孔h可以形成为对应于腔体的侧壁和封装本体210的顶表面。也就是说,每个孔h可以对应于腔体的侧壁与封装本体210的顶表面之间的边界b2。此时,孔h的与封装本体210的顶表面对应的区域的横截面面积可以小于孔h的与腔体的侧壁对应的区域的横截面面积。

第一引线框架220可以具有在第一引线框架220的与封装本体210的顶表面对应的区域中形成的三个凹槽g,并且第二引线框架230可以具有在第二引线框架230的与封装本体210的顶表面对应的区域中形成的一个凹槽g。当在图6中观察时,每个凹槽g可以在封装本体的向外方向上敞口,并且,封装本体210的构成材料可以被引入到该敞口区域中。当在图6中观察时,凹槽g在竖直方向上的宽度w1可以大于孔h的直径r,并且凹槽g在水平方向上的宽度w2可以大于孔h的直径。

凹槽g的一部分对应于腔体的侧壁i与封装本体的顶表面之间的边界b2。然而,本公开不限于此。

在孔h和凹槽g之间形成有第一凹部n1。如图7中所示,在第一引线框架220或第二引线框架230的顶表面中形成有v形凹部。当第一引线框架220或第二引线框架230弯曲时,第一凹部n1可以用于减轻施加到第一引线框架220或第二引线框架230的位于封装本体的中央区域上的部分的应力。

第一引线框架220可以具有在位于比第一引线框架220中的孔h更向内侧的区域中形成的三个第三凹部n3,并且第二引线框架230可以具有在位于比第二引线框架230中的孔h更向内侧的区域中形成的一个第三凹部n3。当在图1中观察时,下面将描述的上述第一凹部n1和第二凹部n2沿竖直方向上形成在发光器件封装200中,而当在图6中观察时,第三凹部n3形成在上下方向上。

当在图6中观察时,每个第三凹部n3可以在封装本体的向外方向上敞口,并且封装本体的构成材料可以被引入到该敞口区域中。上述第三凹部n3可以形成为对应于腔体的侧壁。

第二凹部n2可以形成在第一引线框架220或第二引线框架230的位于封装本体的顶表面上的部分中。第二凹部n2可以定位成邻近封装本体的顶表面与封装本体的外侧壁之间的边界b3。参考图7,第二凹部n2可以形成为在第一引线框架220或第二引线框架230的底表面中具有v形形状。

在图6的左侧区域中,形成在第一引线框架220和第二引线框架230中的每一个引线框架中的第一凹部n1和第二凹部n2彼此间隔开。然而,第一凹部n1和第二凹部n2可以布置在一条直线上。

当第一引线框架220和第二引线框架230在封装本体的横向方向上、在封装本体的外侧壁与封装本体的边缘之间的边界b4的外侧区域中弯曲时,应力可以沿箭头所指示的方向被施加。此时,凹槽g可以减小朝着腔体的侧壁和下表面施加到第一引线框架220和第二引线框架230的应力,从而防止第一引线框架220和第二引线框架230变形或从封装本体被拆下。

第一凹部n1至第三凹部n3中的每一个不必具有在几何上呈v形的横截面,但其横截面可以近似为v形而不是u形的,凹槽g的横截面形状是u形的。

在图6中,从凹槽g的边缘到封装本体210的外侧壁与封装本体210的边缘之间的边界b4的距离d1可以等于或大于0.1mm。如果距离d1小于0.1mm,则引线框架可能在弯曲时变形,或者当发光器件封装被固定到电路板时,电路板和发光器件封装之间的联接强度可能会减弱。

在图6中,凹槽g和孔h之间的距离d2可以等于或大于0.1mm。如果距离d2小于0.1mm,则可能无法精确地控制孔h的位置,并且引线框架的强度在孔h和凹槽g之间的区域中可能会减弱。

在图6中,引线框架的与凹槽g相邻的连接部的宽度d3可以等于或大于引线框架的厚度。当通过压制工艺制造引线框架时,如果引线框架的连接部的宽度d3小于引线框架的厚度,则连接部可能会断裂。

另外,在图6中,孔h的直径w可以等于或小于腔体的下表面的直径r0的35%。这里,腔体的下表面可以是边界b1的内侧区域。

如果孔h的直径w超过腔体的下表面的直径r0的35%,则孔h可能到达腔体的下表面,结果,腔体的下表面的面积可能减小,因此,用于固定发光器件或引线键合的面积可能减小。

图8a至8c是图示了第一引线框架和第二引线框架的实施例的视图。如图8a至图8c中所示,每个实施例中的形成在第一引线框架220和第二引线框架230中的凹槽g的形状与其他实施例中的不同。每个实施例中的第一引线框架220和第二引线框架230的其他构造与其他实施例中的相同。第一引线框架220和第二引线框架230可以设置在封装本体处以形成发光器件封装。

在图8a至8c中,由s1至s3表示的区域中的每一个可以称为“连接部”。在第一引线框架220和第二引线框架230的构造中,如上文参考图6所述的,当与腔体的下表面的一部分和侧壁的一部分对应的区域被称为第一部分并且与封装本体的顶表面的一部分和侧表面的一部分对应的区域被称为第二部分时,被限定为在第一引线框架220和第二引线框架230中的每一个引线框架的第一部分和其第二部分之间的具有相对小的宽度的区域可以称为连接部s1至s3。

在图8a中,连接部s1可以在第一引线框架220和第二引线框架230的向外方向上是敞口的,并且,封装本体的构成材料可以被引入到该敞口区域中。

在图8b中,连接部s2可以在第一引线框架220和第二引线框架230的向内方向上是敞口的,并且,封装本体的构成材料可以被引入到该敞口区域中。

在图8c中,连接部s3可以在第一引线框架220和第二引线框架230的向外方向和向内方向上是敞口的,并且,封装本体的构成材料可以被引入到该敞口区域中。

在图8a至8c中,例如,连接部s1至s3的宽度w4可以大于0.1mm。

当通过压制工艺制造第一引线框架220和第二引线框架230时,宽度w4可以等于或大于第一引线框架220和第二引线框架230中的每一个引线框架的厚度。如果宽度w4小于第一引线框架220和第二引线框架230中的每一个引线框架的厚度,当通过压制工艺制造第一引线框架220和第二引线框架230时,所述连接部可能断裂。

当通过蚀刻工艺制造时,考虑到工艺余量,可以蚀刻第一引线框架220和第二引线框架230,使得宽度w4变为0.1mm或更大。

连接部s1至s3的宽度w4可以小于在第一引线框架220和第二引线框架230中形成的孔h的直径r。当在图6中观察时,宽度w4可以小于凹槽g在上下方向上的宽度w1,并且可以大于第二凹部n2在上下方向上的宽度w3。

另外,连接部s1至s3的宽度w4可以小于第一引线框架220和第二引线框架230中的每一个引线框架的与连接部s1至s3相邻的区域的宽度。

图9是图示了图1的发光器件封装中的发光器件的视图。

发光器件100可以构造成使得发光结构被布置在衬底110上并且使得电子阻挡层145被布置在有源层140和第二导电半导体层150之间,该发光结构包括第一导电半导体层130、有源层140和第二导电半导体层150。

衬底110可以由适合于半导体材料生长的材料或载体晶圆形成。衬底110可以由高导热材料形成,并且可以包括导电衬底或绝缘衬底。例如,蓝宝石(al2o3)、sio2、sic、si、gaas、gan、zno、gap、inp、ge或ga2o3中的至少一种可以用于衬底110。

当衬底110由蓝宝石形成并且当使用gan或algan在衬底110上生长发光结构时,可能由于gan或algan与蓝宝石之间的大的晶格失配及其热膨胀系数之间的大的差异而发生使结晶劣化的位错、回熔、破裂、点蚀和表面形态缺陷。为此,例如可以使用aln生长缓冲层(未示出)。

第一导电半导体层130可以由诸如iii-iv族或ii-v族化合物半导体的化合物半导体形成,并且可以掺杂有第一导电掺杂剂。当第一导电半导体层130是n型半导体层时,该第一导电掺杂剂可以包括诸如si、ge、sn、se和te的n型掺杂剂。可以生长第一导电半导体层130以具有单层或多层结构。然而,本公开不限于此。

有源层140可以包括单阱结构、多阱结构、单量子阱结构、多量子阱(mqw)结构、量子点结构和量子线结构中的任何一种。

第二导电半导体层150可以由诸如iii-iv族或ii-v族化合物半导体的化合物半导体形成,并且可以掺杂有第二导电掺杂剂。当第二导电半导体层150是p型半导体层时,第二导电掺杂剂可以是诸如mg、zn、ca、sr和ba的p型掺杂剂。

电子阻挡层145可以生长在有源层140和第二导电半导体层150之间。电子阻挡层145可以由具有比第二导电半导体层150的能带隙大的能带隙的材料形成。例如,电子阻挡层145可以由algan形成。

因为衬底110是绝缘的,为了向第一导电半导体层130供应电流,可以对从透光导电层160到第一导电半导体层130的一部分的区域进行台面蚀刻,以便暴露第一导电半导体层130的一部分。

第一电极135可以布置在暴露的第一导电半导体层130上,并且第二电极155可以布置在透光导电层160上。

第一电极135和/或第二电极155可以由导电材料形成,例如金属。特别地,第一电极135和/或第二电极155可以由从由ag、ni、al、rh、pd、ir、ru、mg、zn、pt、au、hf和其组合组成的组中选出的材料形成,并且可以形成为具有单层或多层结构。

在上述发光器件封装中,第一引线框架和第二引线框架中的每一个均包括具有相对较小宽度的连接部,该连接部被形成与沿着封装本体的侧表面弯曲的区域相邻,因此,能够防止第一引线框架和第二引线框架由于由弯曲引起的应力而从封装本体被拆下。此外,在制造该发光器件封装的过程中,封装本体的构成材料被引入到孔和凹槽中并且被烧结或固化,从而加强封装本体与第一引线框架和第二引线框架之间的联接。

虽然已经参考本公共的示例性实施例具体地示出和描述了本公开,但这些实施例仅是出于说明性目的而提出的,并非限制本公开,而且,对于本领域的技术人员来说显而易见的是,在不脱离本文阐述的实施例的基本特性的情况下,可以进行形式和细节上的各种变化。例如,可以修改和应用实施例中阐述的各自构造。此外,这种修改和应用的差异应被解释为落入由所附权利要求限定的本公开的范围内。工业适用性

上述发光器件封装可以用作照明系统的光源。例如,该发光器件封装可以用在图像显示设备或照明设备的背光单元中。

当用在图像显示设备的背光单元中时,该发光器件封装可以用在边缘型背光单元或垂直型背光单元中。当用在照明设备中时,该发光器件封装可以用在灯型或灯泡型光源中,或者可以用作移动终端的光源。

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