用于倒装芯片led的基于框架的封装的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发光器件的领域，并且特别地涉及在器件的外围周围提供反射外壳的框架。
【背景技术】
[0002]半导体发光器件不断扩展的使用已经产生针对这些器件的高度竞争性的市场。在该市场中，性能和价格通常对于提供厂商之间的产品区分是重要的。因此，共同目标是减少生产成本而同时提供来自发光器件的等同或更好的性能。
[0003]用于提供发光元件的相对廉价的封装的一种技术是将发光元件放置在具有促进对发光元件的外部连接的引线框架接触件的框架中。LED引线框架一般包括成形为提供对LED的外部连接的导体对。支撑框架可以在引线框架周围模制使得引线框架导体提供支撑框架内的传导表面以安装LED，以及支撑框架外部处的传导表面以将有框架的LED安装在印刷电路板或其它固定装置上。
[0004]20 1年8月I 9日公开并且通过引用并入本文的Serge L.Rudaz , SergeBierhuizen和Ashim S.Haque的USPA 2010/0207140，“COMPACT MOLDED LED MODULE(经紧凑模制的LED模块)”公开了一种支撑框架的阵列，其内的发光器件键合到每一个支撑框架内的引线框架接触件，如图7A-7B中所示。
[0005]图7A图示了经模制的框架阵列40内的两个引线框架16。每一个引线框架16包括导体12和14。在该示例中，在每一个引线框架16周围形成桶(tub)10，并且引线框架16的导体12和14成形为延伸穿过框架元件40以便提供用于安装发光器件的桶10内的接触件12a，14a，以及用于将具有发光器件的桶10随后安装到印刷电路板或其它固定装置上的接触件12b，14b。尽管仅图示了两个引线框架16和桶10，但是经模制的框架阵列40可以包括数百个弓丨线框架16和桶10。
[0006]图7B图示了两个发光模块38。在该示例实施例中，可以是具有最小固有结构支撑的薄膜器件的发光器件20位于基板30上，基板30向发光器件20提供必要的结构支撑。诸如ESD保护器件26之类的其它器件也可以位于基板30上。保护涂层28可以提供在基板30上。穿过基板30的导体24将发光器件20耦合到引线框架16中的接触件12和14。
[0007]桶10可以随后填充有包封剂。可选地，包封剂或保护涂层28或发光器件20可以包括波长转换材料，诸如磷光体，其吸收一些或全部的发射光并且以不同波长发射光。桶10的内壁15可以是反射性的，以朝向桶10的外部重定向光。
[0008]当完成后，通过沿着线36进行切分来单分由框架阵列40形成的各个发光模块38。单独化的发光模块38包括侧表面35，其促进发光模块38的拾取和放置，但是消耗比光产生元件20明显更大的体积，并且相比于光产生元件20的表面积而言引入明显更大的足迹(footprint)。这种大体积和足迹“开销”限制这样的发光模块在诸如用于便携式设备的闪光或光照元件之类的应用中的使用，所述便携式设备诸如智能电话等。
【发明内容】
[0009]将有利的是提供一种较不复杂的过程以用于提供具有促进发光模块的处置的侧表面和与发光表面相对的接触件的发光模块。还将有利的是以最小体积和足迹开销来提供这样的发光模块。
[0010]为了更好地解决这些关注点中的一个或多个，在本发明的实施例中，中空框架配置成围绕大体自支撑的倒装芯片发光器件的外围。框架可以成形为还包含发光器件的发光表面上方的波长转换元件。通过中空框架暴露的发光器件的下表面包括接触垫，其耦合到发光元件以用于将发光模块表面安装在印刷电路板或其它固定装置上。倒装芯片发光器件可以包括在其上生长发光元件的图案化的蓝宝石衬底(PSS)，图案化的表面提供通过图案化的蓝宝石生长衬底从发光元件的增强光提取。
【附图说明】
[0011]参照附图，更详细地并且通过示例的方式来解释本发明，其中:
图1A-1F图示了示例发光模块，其包括具有可选波长转换元件的围绕发光器件的外围的中空框架。
[0012]图2A-2F图示了用于中空框架的其它示例内部轮廓。
[0013]图3A-3D图示了其它中空框架结构的示例。
[0014]图4图示了示例中空框架阵列结构。
[0015]图5A-5B图示了示例发光模块，其包括框架元件中的开放腔体内的多个发光二极管。
[0016]图6图示了示例可替换组装方法。
[0017]图7A-7B图示了示例现有技术发光模块，其包括具有引线框架接触件的支撑框架。
[0018]图8A-8C图示了示例自支撑发光管芯。
[0019]贯穿附图，相同参考标号指示类似或对应的特征或功能。出于说明性目的而包括附图并且其不意图限制本发明的范围。
【具体实施方式】
[0020]在以下描述中，出于解释而非限制的目的，阐述具体细节，诸如特定架构、界面、技术等，以便提供本发明的概念的透彻理解。然而，对本领域技术人员将显而易见的是，本发明可以在脱离这些具体细节的其它实施例中实践。以类似方式，该描述的文本针对如图中所图示的示例实施例，并且不意图超出权利要求中所明确包括的限制之外地限制所要求保护的发明。出于简单且清楚的目的，省略公知的器件、电路和方法的详细描述以免以非必要的细节使本发明的描述晦涩难懂。
[0021]厚的自支撑发光器件现在通常是可得到的。图8A-8C图示了若干自支撑发光器件100的示例。图8A图示了衬底110，在其上形成/生长半导体层以创建多个发光器件100。衬底110通常是蓝宝石或玻璃，并且每一个器件100的发光元件120通常包括夹在η型半导体层与P型半导体层之间的有源区。垫130提供对η和P层的接触，使得当电流在这些层之间流动时，从有源区发射光。掺杂成提供η型和P型半导体的氮化镓(GaN)通常被用作形成发光元件120的半导体。
[0022]衬底110可以被切分/划分(图8A中的虚线)以提供单个化发光芯片100。在操作中，各个发光芯片典型地以“倒装芯片”配置取向，如图SB中所示，其中接触垫130在芯片100的名义上的“底部”上，如图SC中所示。光主要从发光元件120的“顶”表面125发射到衬底110中，并且随后从衬底110的顶表面115和侧表面116发射。一些光还可以从发光元件120的侧表面126发射。
[0023]为了增加从发光元件120向衬底110中的光提取效率，衬底110与发光元件120之间的界面可以“粗糙化”以减少该界面处的全内反射(TIR)的可能性。通常，衬底110是在其上生长发光元件120的图案化的蓝宝石衬底(PSS)，蓝宝石衬底上的图案创建衬底110与发光元件120之间的前述“粗糙化”界面。
[0024]尽管发光器件100是大体自支撑的，但是其一般可以“封装”成当其在最终产品的组装(诸如印刷电路板和其它固定装置的组装)期间经历各种过程时承受随后的处置。如图7A-7B的示例中那样，芯片100可以放置在引线框架的条带或阵列上，其中垫130焊接到使得能够外部连接到每一个发光芯片100的引线框架中的导体。将引线框架的阵列处理成包封每一个发光芯片或者发光芯片的集合，然后将其单分以提供各个经包封(“封装”)的发光器件。
[0025]包封服务于多个目的；包封剂保护发光芯片免受环境影响，并且可以形成为提供一个或多个特定光学功能。例如，包封剂可以包括波长转换材料，诸如磷光体，其将从发光芯片100发射的一些或全部光转换成不同波长的光。包封剂还可以成形为形成提供期望光输出图案的透镜。可选地，包封剂可以放置在通过反射壁形成的井内，诸如图7B中的发光模块38的桶10。
[0026]图1A-1F图示了消除针对引线框架的需要并且提供最小体积和足迹开销的封装过程。