用于改进的化学抗性的发光体器件封装、部件和方法、以及相关方法

用于改进的化学抗性的发光体器件封装、部件和方法、以及相关方法
【专利摘要】本文提供用于提供改进的化学抗性的发光体封装、部件及相关方法。在一个方面，提供发光体封装的部件。该部件可包括基底材料、至少部分地设置在基底材料上的含银（Ag）的材料、以及至少部分地设置在Ag部分上的含苯基的硅酮封包剂的一部分。该部件可结合于表面安装器件（SMD）类型的发光体封装内。
【专利说明】用于改进的化学抗性的发光体器件封装、部件和方法、以及相关方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请与在2011年7月21日提交的美国临时专利申请序列第61/510，310号相关并要求其优先权，通过引证将该专利申请的公开内容以其整体结合于本文中。
【技术领域】
[0003]本文所公开的主题总体涉及与发光器件(诸如发光二极管(LED))—起使用的封装、部件及相关方法。更特别地，本文公开的主题涉及用于改进的化学抗性和改进的化学性质的封装、部件和方法。
[0004]背景
[0005]诸如发光二极管(LED)的发光器件可用在封装中以用于提供白光(例如被感知为白的或接近白的)，并且正在被开发作为白炽灯、磷光体灯和金属卤化物高强度放电(HID)灯产品的替代物。传统的LED封装可包括诸如封包剂(encap su I ant)的填充材料,所述填充材料具有或不具有设置于其中的一种或多种磷光体。传统的封包剂可为气体可渗透的，其可能允许不期望的化学品和/或化学蒸汽进入LED封装并且使封装内的各种部件劣化。例如，含硫的蒸汽、含硫的化合物(例如硫化物、亚硫酸盐、硫酸盐、SOx)、含氯和溴的复合物、氮的氧化物(例如，NOx)和氧化性有机蒸汽化合物可渗透封包剂并且使LED封装内的各种部件劣化。这种劣化可随着时间的推移而不利地影响ED部件和封装的亮度、可靠性、以及L热性能。
[0006]尽管市场上可获得各种LED封装和部件，但是仍存在对于改进的化学抗性的封装、部件及相关方法的需要。本文公开的封装、部件和方法可有利地改进封包的LED封装和/或封装部件的化学抗性，同时促进制造的制造的简易性并且提高可靠性以及在高功率和/或高亮度应用中的性能。所描述的方法可使用和应用于制造具有任何大小、厚度、和/或尺寸的化学抗性表面安装器件(SMD)类型的LED封装，其中，所述封装可包括单个LED芯片、多个芯片、和/或多个LED阵列。本文公开的封装、部件和方法可应用于任何尺寸和/或构造范围的LED芯片、任何芯片附接(例如共晶、硅酮、环氧树脂)、以及任何类型的本体和/或反射材料(例如聚酰胺(PA)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、硅或陶瓷)。本文公开的封装、部件和方法可用于任何LED芯片类型,例如倒装芯片(flip chip)或蓝宝石芯片。本文的主题还可提供对抗化学品和化学蒸汽的保护，并且可用作抗氧化抗腐蚀层、和/或化学阻挡层(例如，位于银(Ag)或含Ag的LED封装、铜(Cu)、以及包含这些金属的基板上)。

【发明内容】

[0007]根据本公开，提供了发光器件封装、部件和相关方法，所述发光体封装、部件和相关方法很好地适用于各种应用，包括表面安装器件(SMD)和多阵列封装。因此，在此本公开的目的是提供用于发光器件的封装、部件和方法，所述发光器件具有改进的化学抗性和改进的化学性质，其中，部分地通过利用优化的硅酮封包剂和/或设置在发光器封装内的至少一个银(Ag)或含Ag部件上的保护层而使得出现零或最小的亮度损失。
[0008]通过本文所公开的主题，本公开的如从本文的公开而变得显而易见的这些和其他目的可至少全部或部分地实现。
[0009]附图的简要说明
[0010]本主题的完整且能够实现的公开(包括对于本领域普通技术人员而言其最佳的模式)在本说明书的其余部分(包括对附图的参考)中更具体地进行阐述，在附图中:
[0011]图1是根据本文公开的发光二极管(LED)封装的第一实施例的顶视立体图；
[0012]图2是根据本文公开的LED封装的第一实施例的截面图；
[0013]图3是根据本文公开的LED封装的第二实施例的顶视立体图；
[0014]图4是根据本文公开的LED封装的第二实施例的截面图；
[0015]图5是根据本文公开的未优化LED封装的截面图；
[0016]图6A和图6B是根据本文公开的未优化LED封装的照片；
[0017]图7A和图7B是根据本文公开的优化LED封装的照片；
[0018]图8是根据本文公开的未优化的和优化的LED封装在不同化学蒸汽暴露级别下的亮度损失的曲线图；
[0019]图9A和图9B是根据本文公开的未优化的、优化的、以及无银的或商业的封装在不
同化学蒸汽暴露级别下的亮度损失的曲线图；
[0020]图1OA至IOD是根据本文公开的未优化的和优化的LED封装在不同化学蒸汽暴露级别下的亮度损失的曲线图；
[0021]图11是根据本文公开的各个未优化的、优化的、以及无银的LED封装在不同化学
蒸汽暴露级别下的曲线图；
[0022]图12A和图12B是在根据本文公开的未优化的和优化的LED封装在暴露于化学蒸汽之后的照片；以及
[0023]图13至图16是示出根据本文公开的保护层的不同实施例的截面图，所述保护层提供对抗化学蒸汽的保护。
【具体实施方式】
[0024]本文所公开的主题涉及与发光体(诸如发光二极管(LED)) —起使用的封装、部件和方法。本文所述的封装、部件和方法呈现出改进的性能，例如改进的化学抗性。值得注意的是，本文所描述的封装、部件、以及系统可利用一个或多个新颖的保护层和/或封包材料，以用于提供改进的封装和部件。
[0025]如在各个图中所示的，为了说明性目的，结构或部分的一些尺寸相对于其他结构或部分被夸大，并且因此提供用而言明本主题的一般结构。另外，本主题的各个方面参照形成于其他结构、部分上的结构或部分、或者两者来进行描述。如本领域技术人员应当理解的，对一结构形成于另一结构或部分“上”或“上方”的论述构想了可插入有附加的结构、部分、或两者。对一结构或部分形成于另一结构或部分“上”或“上方”而不具有任何插入的结构或部分的论述在本文中被描述为“直接”形成在所述结构或部分“上”。类似地，应当理解的是，当论述一元件为“连接”、“附接”或“耦接”于另一元件时，该元件可直接连接、附接或耦接于其他元件，或者可存在插入元件。相反地，当论述一元件为“直接连接”、“直接附接”或“直接耦接”于另一元件时，则不存在插入元件。
[0026]此外，如图中所示，诸如“上”、“上方”、“上部”、“顶部”、“下部”，或“底部”的相关术
语在本文中用来描述一个结构或部分与另一结构或部分的关系。应当理解的是，诸如“上”、“上方”、“上部”、“顶部”、“下部”，或“底部”的相关术语旨在涵盖封装或部件的除了图中所描绘的定向之外的不同定向。例如，如果图中的封装或部件被翻转，则被描述为位于其他结构或部分“上方”的结构或部分现在将定向为位于其他结构或部分“下方”。同样地，如果图中的封装或部件沿一轴线转动，则被描述为位于其他结构或部分“上方”的结构或部分将定向为“邻近”其他结构或部分或位于其他结构或部分的“左边”。在全文中，相似的标号表示相似的元件。
[0027]除非明确地陈述不存在一个或多个元件，否则如本文所使用的术语“包括”、“包含”和“具有”应被解释为开放性术语，这些术语不排除存在一个或多个元件。
[0028]根据本文所公开的实施例的发光件封装可包括基于II1-V氮化物(例如氮化镓(GaN))的发光二极管或激光器。LED芯片和激光器的制造通常是已知的，并且在本文中仅简单地描述。LED芯片或激光器可制造在生长基板上，所述生长基板例如为碳化硅(SiC)基板，诸如由北卡罗来纳达勒姆(Durham)的克利公司(Cree, Inc)制造并销售的器件。在此还构想其他生长基板，例如但不限于蓝宝石、硅(Si)和GaN。在一个方面，SiC基板/层可为4H多型碳化硅基板/层。但是，也可使用其他SiC候选多型体，诸如3C、6H和15R多型体。合适的SiC基板可从北卡罗来纳达勒姆的克利公司(本主题的受让人)获得，并且用于制造这些基板的方法在科学文献以及多个共同受让的美国专利中阐述，所述美国专利包括但不限于美国专利第Re.34，861号、美国专利第4，946，547号；以及美国专利第5，200，022号，通过引证将这些美国专利的公开内容以其整体结合于本文中。在本文中也构想了任何其他合适的生长基板。
[0029]如本文所使用的，术语“III族氮化物”是指在氮与周期表中的III族中的一种或多种元素(通常为铝(Al)、镓 (Ga)和铟(In))之间形成的半导体化合物。该术语还表示二元、三元和四元化合物，诸如GaN、AlGaN和AlInGaN。III族元素可与氮结合以形成二元(例如GaN)、三元(例如AlGaN)、和四元(比如AlInGaN)化合物。这些化合物可具有经验公式，在这些经验公式中，一摩尔的氮原子结合有总计一摩尔的III族元素。相应地，诸如AlxGa1^N的公式(其中1>χ>0)通常用来描述这些化合物。用于III族氮化物的外延生长的技术已变得相当发达，并且已在适当的科学文献中报道。
[0030]虽然本文中公开的LED芯片的各个实施例可包括生长基板，但是本领域的技术人员应当理解的是，可移除生长有包括LED芯片的外延层的晶体外延生长基板，并且独立式的外延层可安装在替代的载体基板或安装在可具有与原基板不同的热学、电学、结构和/或光学特性的基板上。本文所描述的主题不局限于具有晶体外延生长基板的结构，并且可结合这样的结构使用，即，在该结构中，外延层已从原生长基板移除、并结合于替代的载体基板。
[0031]根据本主题的一些实施例的基于III族氮化物的LED芯片例如可制造在生长基板(例如，S1、SiC或蓝宝石基板)上，以提供水平器件(在LED芯片的一侧上具有至少两个电触点)或竖直器件(在LED芯片的相对侧上具有电触点)。此外，生长基板可在制造之后保持在LED芯片上、或者被移除(例如通过蚀刻、研磨、抛光等)。生长基板可被移除，例如以便减少所得到的LED芯片的厚度和/或减少通过竖直LED芯片的正向电压。水平器件(具有或不具有生长基板)例如可与倒装芯片结合于(例如，利用焊接)载体基板或印刷电路板(PCB)，或者引线结合。竖直器件(具有或不具有生长基板)可具有焊接接合于载体基板、安装垫、或PCB的第一端子(例如阳极或阴极)以及引线结合于载体基板、电气元件或PCB的第二端子(例如相对的阳极或阴极)。竖直和水平的LED芯片结构的实例在Bergmann等人名义下的美国公开第2008/0258130号中以及在Edmond等人名义下的于2010年9月7日授权的美国专利号第7，791，061号中通过实例的方式进行了讨论，在此通过引证将这些公开和专利公开的内容以其整体结合于本文中。
[0032]一个或多个LED芯片并且尤其是本文所描述的发光体封装的一部分(诸如基于陶瓷的基台、透镜、和/或迹线)可至少部分地涂覆有一种或多种磷光体。磷光体可吸收来自于LED芯片的光的一部分,并且发射不同波长的光，使得发光体封装发射来自LED芯片和磷光体中的每一者的光的组合。在一个实施例中，发光体封装发射出由来自于LED芯片和磷光体的光发射的组合得到的被感知为白的光。在根据本主题的一个实施例中，发射白光的封装由以蓝波长光谱发射光的LED芯片以及吸收所述蓝光中的一些并以黄波长光谱重新发射光的磷光体组成。因此，该封装可发射蓝光和黄光的白光组合。在其他实施例中，LED芯片发射蓝光和黄光的非白光组合，如美国专利第7，213，940号中所描述的。本文还可构想的是发射红光的LED芯片或覆盖有吸收LED光并发射红光的磷光体的LED芯片。
[0033]LED芯片可利用多种不同的方法用磷光体涂覆，其中一种合适的方法在名称均为“Wafer Level Phosphor Coating Method and Devices Fabricated Utilizing Method(晶圆级磷光体涂覆方法和利用该方法制造的器件)”的美国专利申请序列第11/656，759和11/899，790号中进行了描述，并且通过引证将这两个专利申请以其整体结合于本文中。用于涂覆一个或多个LED芯片的其他合适的方法在于2011年11月15日授权的名称为 “Phosphor Coating Systems and Methods for Light Emitting Structures andPackaged Light Emitting Diodes Including Phosphor Coating (用于发光结构的憐光体涂覆系统和方法以及包括磷光体涂层的封装发光二极管)”的美国专利第8，058，088号以及名称为 “Systems and Methods for Application of Optical Materials to OpticalElements (用于将光学材料的应用于光学元件的系统和方法)”的延续部分申请的美国专利申请序列第12/717，048号中进行了描述，在此通过引证将这些专利申请的公开内容以其整体结合于本文中。LED芯片也可利用其他方法涂覆，所述其他方法例如为电泳沉积(EF1D),其中一种合适的 EF1D 方法在名称为 “Close Loop Electrophoretic Depositionof Semiconductor Devices (半导体器件的闭环电泳沉积)”的美国专利申请序列第11/473，089号中进行了描述，同样在此通过引证将该专利申请以其整体结合于本文中。应当理解的是，根据本主题的发光体封装和方法也可具有不同颜色的多个LED芯片，所述多个LED芯片中的一个或多个可发射白光。
[0034]现在参照图1至图16，图1和图2示出了发光体或LED封装的顶视图和截面图，发光体或LED封装总体以10表示。在一个方面，LED封装10可包括表面安装器件(SMD)，表面安装器件包括可模制的或以其他方式围绕引线框架形成的本体12。引线框架可分别包括热元件14和一个或多个电气元件16和18。转角凹口(总体以N表示)可指示电气元件16和18的电气极性。热兀件和电气兀件14、16和18可包括电和/或热传导材料，诸如金属或金属合金。在一个方面，热元件14可通过本体的一个或多个绝缘部20而与所述一个或多个电气兀件16和18电和/或热隔离。
[0035]一个或多个LED芯片22可利用任何合适的芯片附接技术和/或材料安装在热元件14上，所述合适的芯片附接技术和/或材料例如为但不限于环氧树脂晶片附接(例如硅酮或银(Ag)环氧树脂)或金属-金属晶片附接技术(诸如焊剂辅助的共晶的、非共晶的或热压缩的晶片附接)。LED芯片22可经由一个或多个电传导引线结合部24电连接于每个电气元件16和18。引线结合部24可将电流或信号从电气元件16和18连通至一个或多个LED芯片22，从而引起LED芯片22的照明。热和/或电气元件14和/或16、18可分别涂覆有、镀覆有、或其他方式层叠有反射材料(图2)，以用于反射来自所述一个或多个LED芯片22的光，反射材料诸如例如但不限于为Ag或含Ag的合金。
[0036]本体12可包括围绕热元件和电气元件14、16、和18模制的或以其他方式设置的任何合适的材料，例如陶瓷材料或模制的塑料材料，诸如聚酰胺(PA)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、硅酮、或环氧树脂化合物。至少一个静电放电(ESD)保护器件25可设置于封装10内，并且可电连接于电气元件16和18并相对于LED芯片22反向偏压。ESD器件25可防止来自封装10内ESD的损害。在一个方面，不同的元件可用作ESD保护器件25，这些元件诸如为各种竖直Si齐纳二极管、布置成相对于LED芯片22反向偏压的不同LED、表面安装变阻器以及横向Si 二极管。
[0037]参照图1和图2，封装10的本体12可以可选地包括总体上以26表示的腔体，腔体例如为反射腔体，所述反射腔体可选地涂覆有反射材料以用于反射来自于所述一个或多个LED芯片22的光。虽然示出了具有反射器和/或反射腔体的封装，但是也可设置不具有腔体的封装。如图2所示，腔体26可至少部分地或完全地填充有封包剂28。封包剂可包括一种或多种磷光体材料，所述磷光体材料用于与从所述一个或多个LED芯片22发射的光相互作用，以从封装10发出具有期望颜色的的光。在一个方面中，热元件14和电气元件16和18可包括具有基底材料或芯部材料30和涂覆材料32的发光体封装部件。在一个方面，基底或芯部材料30和涂覆材料32可包括电和/或热传导材料。涂覆材料32可施加成使得其如图所示地部分地或完全地围绕芯部材料30，或者在其他方面中，涂覆材料32可以可选地镀覆或涂覆单个表面或多于一个的表面。在一个方面，涂覆材料32可包括由例如Ag和/或含Ag材料的材料制成的反射部分。基底或芯部材料30可包括金属芯部(例如，金属或金属合金，诸如铜(Cu))，并且可选地包括设置在反射材料与金属芯部之间的金属层(诸如镍(Ni))。涂覆材料32可有利地反射从所述一个或多个LED芯片22发射的光，并且增加封装10的光学性能。
[0038]包括热元件和电气元件14、16、和18的引线框架可分别沿腔体26的底面(bottomfloor) 34设置成使得热元件和电气元件14、16、和18各自的上表面可分别沿相同平面和/或不同的平面设置。电气元件16和18可从本体12的一个或多个横向侧延伸，并形成总体上以36和38表示的一个或多个外部突翼部分。突翼部分36和38可弯曲以形成一个或多个下安装表面，使得封装10可安装于下层基板。突翼部分36和38可彼此远离地弯曲或朝向彼此地向内弯曲，从而适于如本领域中已知的J形弯曲或鸥翼定向(gull-wingorientation)。但是,构想了外部突翼36和38的任何构造。
[0039]封包剂28可在腔体26内填充至任何水平，并且可设置在封装10的顶表面40的下方和/或上方。在一个方面，封包剂28可填充成使得其与封装的顶表面40齐平，如图所示。在其他方面中，封包剂28可填充成使得其相对于封装10的顶面40形成凹入或凸出的表面，如由图2中的虚线所表示的。如本文进一步讨论的，封包剂28可包含改进的材料和/或制造该材料的方法，该方法改进了封装10的化学抗性。SMD类型的封装(诸如封装10)通常不具有辅助光学元件(透镜)来阻止有害元素使涂覆材料32 (诸如Ag或含Ag的部件)劣化。其中涂覆材料32包括银，并且如果封装10具有较差的化学抗性，则银可能随时间的推移而变得失去光泽、腐蚀、或以其他方式劣化。例如，如果不期望的化学成分渗入封包剂28，则银可失去光泽或劣化，从而导致亮度输出的损失以及沿腔体底面34的表面的明显发暗。值得注意的是，本文公开的封装、部件、以及方法提供了改进的化学抗性和改进的化学性质(其中即使存在有害化学物质，也仅发生零或最小的亮度损失)，并且可适用于本文所公开的任何SMD封装或多阵列封装。这些改进可阻止封装10内的Ag或含Ag的部件失去光泽、腐蚀、或以其他方式劣化。
[0040]图3和图4不出了总体上以50表不的LED封装的另个实施例的顶视立体图和截面视图。LED封装50可包括未使用辅助光学器件的类似于封装10的SMD。因此，在不期望的化学蒸汽或复合物渗入封装的情况下，存在封装部件的劣化的可能性。LED封装50可包括基板52，该基板上可设置有总体上以54表示的发射区域。在一个方面，发射区域54可相对于LED封装50基本上居中地设置。在可替换方案中，发射区域54可设置在LED封装50上的任何位置中，例如，设置在转角中或者设置成邻近于边缘。构想了任何位置。发射区域54可包括任何合适的形状，例如基本上圆形、方形、椭圆形或矩形的形状。LED封装50可包括单个发光区域54或多于一个的发射区域54。LED封装50可进一步包括至少部分地围绕发射区域54设置的保持材料56，其中保持材料56可称为“坝”。保持材料56也可设置在至少一个或多于一个的ESD保护器件(未示出)上。
[0041]基板52可包括任何合适的安装基板，例如印刷电路板(PCB)、金属芯印刷电路板(MCPCB)、外部电路、或者可安装和/或附接有发光体(诸如LED芯片)的任何其他合适的基板。发射区域54可与基板52的电连通和/或热连通。发射区域54可包括多个发光体，诸如设置在填充材料58内和/或下方的LED芯片22，诸如在图4中所示的。LED芯片22可包括任何合适的尺寸和/或形状的芯片。一个或多个LED芯片22可形成芯片的多芯片阵列。在一个方面，LED芯片22可布置成一个或多个LED串列(string)，每个串列均可包括以串联的方式电连接的多于一个的LED芯片。LED芯片22的串列可以平行于LED芯片22的其他串列的方式电连接。LED芯片22的串列可布置成一个或多个图案(未示出)。
[0042]在一个方面中，填充材料58可包括封包剂，该封包剂具有预定的(或选择性的)量的磷光体和/或适于任何期望的光发射(例如，适于白色光转换)的量的发光磷光粉。如本文进一步讨论的，填充材料58可包括改进的材料和/或制造该材料的方法，所述材料和方法改进了封装50的化学抗性。填充材料58可与由多个LED芯片22发射的光相互作用，使得可观察到被感知为白的光、或任何合适和/或期望的波长的光。可使用封包剂和/或磷光体的任何适当的组合，并且可使用用于产生期望的光发射的不同磷光体的组合。例如，可使用适于在激活时发射黄光、绿光和/或红光的任何磷光体。
[0043]保持材料56可适于围绕发射区域54的至少一部分分配、或放置。在放置保持材料56之后,填充材料58可在设置于保持材料56中的一个或多个内壁之间的空间内选择性地填充至任何合适的水平。例如，填充材料58可填充至等于保持材料56的高度的水平或填充至如由图4所示的保持材料56上方或下方的任何水平，其他水平由图4中的虚线表示。填充材料58的水平可为平面的或可以任何合适的方式弯曲，诸如为凹入的或凸出的(即，参见图4中的虚线)。
[0044]仍参照图3和4中，LED封装50可进一步包括总体上以60表示的至少一个开口或孔，所述至少一个开口或孔可穿过或至少部分地穿过基板52设置，以协助使LED封装50附接于外部基板或表面。例如，可将一个或多个螺钉穿过所述至少一个孔60插入，以用于将封装50固定于另一个构件、结构或基板。LED封装50还可包括一个或多个电气附接表面62。在一个方面，附接表面62包括电触点，诸如焊接触点。附接表面62可为任何合适的构造、尺寸、形状和/或位置，并且可包括正电极端子和负电极端子(由封装50的相应侧上的标记“ + ”和/或表示)，当连接于外部电源时，电流或信号可通过正电极端子和负电极端子。
[0045]一个或多个电导线(未示出)在焊接、焊合、或使用已知的任何其他合适的附接方法时可附接和电连接于附接表面62。电流或信号可从电连接于附接表面62的外部导线传递到LED封装50中，并进入发射区域54中以利于光输出。附接表面62可与包括一个或多个LED芯片22的发射区域54电连通。附接表面62可与第一和第二导电迹线64和66 (图4)电连通并因此与LED芯片22电连通，所述LED芯片可利用电连接器电连接。电连接器可包括引线结合部24或用于将LED芯片22电连接于第一和第二导电迹线64和66的其他合适的构件。
[0046]如图4所示，保持材料56可在将LED芯片22引线结合之后设置，从而使得保持材料56设置在所述引线结合部24上并且至少部分地覆盖所述引线结合部的至少一部分。例如，对于给定的LED芯片22组或串列而言的第一个LED芯片和最后一个LED芯片、或最外边缘的LED芯片(总体上以22A表示)可设置在保持材料56内。LED芯片22可布置、设置或安装在导电焊盘70上。导电焊盘70可为电和/或热传导的，并且可包括任何适当的电和/或热传导材料。LED芯片22的串列可包括相同和/或不同的颜色、或波长等级(bins)的二极管，并且可在填充材料58中使用不同颜色的磷光体，所述填充材料设置在相同或不同的颜色的LED芯片22上，以便实现具有期望波长的发射光。例如，可使用一个或多个蓝色、绿色、红色、红-橙色、琥珀色、或黄色的LED芯片22。LED芯片22可构造为激活一种或多种磷光体，例如，黄色、绿色、蓝色或红色磷光体。
[0047]如图4所示，可通过一个或多个引线结合部24将一个或多个LED芯片22串联地电连接。LED芯片22可布置在导电焊盘70上，并且可与导电焊盘70直接地热连通，或者可通过一个或多个中间层(未示出)与导电焊盘间接地热连通。LED芯片22可利用本领域中已知的和上述的任何芯片附接技术或材料(例如环氧树脂或金属-金属晶片附接技术和材料)附接于导电焊盘70或中间层。导电焊盘70可与基板52整体形成，或者可包括单独地设置在基板52上的层。导电焊盘70可通过基板52且远离LED芯片22地消散由一个或多个LED芯片22产生的热。
[0048]参照图4，对于LED芯片22的给定系列、串列或图案而言最外部的LED芯片22A可电连通或连接于一个或多个电气元件。电气元件可包括第一和第二导电迹线64和66，所述第一和第二导电迹线构造成使电信号或电流流动或供应至LED芯片22的相应串列。第一和第二导电迹线64和66中的一者可包括阳极，并且另一个可包括阴极。导电焊盘70和导电迹线64和66可包括任何合适的电传导材料和热传导材料的封装部件，并且可包括相同或不同的材料。在一个方面，导电焊盘70和导电迹线64和66可包括封装部件，该封装部件具有使用任何合适的技术沉积在基板52的一部分上的Ag或Cu的层或部分。在一个方面，导电焊盘70可包括具有基底材料或诸如铜的材料的基底部分。基底材料可镀覆、涂覆、或以其他方式至少部分地沉积或涂覆有反射性的Ag或含Ag的材料的一部分。电绝缘性的焊接掩模72可至少部分设置在导电焊盘70与相应的导电迹线64和66之间，以使焊盘与迹线电隔离。为了说明的目的，示出了由四个LED芯片22形成的串列，但是在本文中可设置任何数量的LED芯片。
[0049]如图4进一步示出的，基板52可进一步包括介电层74和芯层76。为了说明的目的，基板52可包括MCPCB,例如，可由Bergquist Company of Chanhassan, MN获得和制造的MCPCB。但是，可使用任何合适的基板52。芯层76可包括导电金属层，例如铜或铝(Al)。介电层74可包括电绝缘的但传热的材料，以通过基板52辅助热的消散。
[0050]封装50可包括这样的封装，该封装不需要或使用辅助光学元件来阻止有害元素使导电焊盘70劣化。在导电焊盘70包括Ag或Ag的局部层的情况下，如果封装50具有较差的化学抗性，则Ag可能变得失去光泽、腐蚀、或以其他方式劣化。例如，如果不期望的化学成分渗入填充材料58，则银可失去光泽或劣化，从而导致亮度输出的损失以及导电焊盘70的表面明显发暗。值得注意的是，本文公开的封装、部件、以及方法提供了改进的或优化的化学抗性和改进的化学性质(其中即使存在有害化学物质，也仅发生零或最小的亮度损失)，并且可适用于本文所公开的任何SMD封装或多阵列封装。这些改进可阻止Ag涂层失去光泽、腐蚀、或以其他方式劣化。
[0051]图5示出了具有较差化学抗性的LED封装(总体上表示为80)的截面图。LED封装80可为与前述的封装10相同的或类似的封装设计；但是，它未曾改进化学抗性。封装80可包括SMD封装，SMD封装具有设置在填充材料(诸如封包剂)下方的Ag、含Ag的、和/或涂覆有Ag的部件。Ag可有利地反射由封装发射的光，但是，它可能由于在操作过程中存在于周围环境中的各种复合物或化合物而腐蚀、损害或以其他方式劣化。
[0052]封装80可包括安装在热元件82上且电连接于一个或多个电气元件84和86的一个或多个LED芯片22。热元件和电气元件82和84、86可包括设置在芯层90上的涂覆层或镀覆层88。涂覆层88可包括Ag层，该Ag层可部分地设置在芯部90上或者完全地围绕芯部90设置，如图所示。封包剂92可以设置在所述一个或多个LED芯片22上。在本实施例中，不期望的化学蒸汽或复合物C可如箭头所指示地渗入封包剂92，并且不利地影响涂覆有Ag的层88。不期望的复合物C可包括含硫的蒸汽、含硫的化合物(例如硫化物、亚硫酸盐、硫酸盐、S0X)、含氯和溴的复合物、氮的氧化物(例如，NOx)和/或氧化有机蒸汽化合物。复合物C可使Ag劣化，并导致亮度输出的损失和封装的明显发暗。当前主题至少部分地优化了封包剂92和/或封包材料的化学抗性，使得有害蒸汽、化学物质或复合物C不能渗入封装和/或以较小的程度渗入封装，从而使对反射性的Ag或含Ag的部件的损害最小。
[0053]封装80并且可包括甲基硅酮(methyl silicone)或聚二甲基硅酮(PDMS)类型的硅酮封包剂。甲基硅酮在用作封包剂时以优良的可靠性特性为人们所知。甲基硅酮可提供对抗外来固体和液体的物理保护，并且能保护封装内的Ag或含Ag的部件在暴露于固体和液体的过程中免受损害。但是，已经发现，甲基硅酮并不提供对抗气态的或蒸汽化学物的足够的保护。事实上，甲基硅酮对于诸如氧、湿气(或水蒸汽)的空气携带(airborne)元素以及其他空气携带复合物和化学蒸汽复合物(包括使Ag劣化的复合物，例如硫)而言是非常容易渗透的。虽然渗透性可包括测量的特性和试验条件的函数，但是众所周知的是，PDMS或甲基硅酮的值是非常高的。
[0054]已知苯基或含苯基的硅酮具有比甲基硅酮显著更低的渗透性特性，并且苯基或含苯基的娃酮已被建议用于抗硫的保护。例如，对于0.92mm厚的样本而言，甲基娃酮的氧气渗透率在23°C时是在30，000至40，000cc/m2/天的范围内。对于0.91mm厚的样本而言，苯基硅酮(诸如KER-6000 (例如，可由日本东京的Shin-Etsu Chemicals C0.Ltd.获得和制造))在23°C时是在5500cc/m2/天的范围内，而对于0.92mm厚的样品而言，苯基硅酮ASP-1110 (例如，也可由日本东京的Shin-Etsu Chemicals C0.Ltd.获得和制造)在23°C时是在170cc/m2/天的范围内。可通过增加苯基或环烃或环状娃酮(cyclic silicone)含量而使渗透性进一步降低。但是，还已知苯基硅酮具有较差的可靠性，因为它们容易在升高的温度和光暴露下劣化。苯基硅酮倾向于更坚硬、更刚性和脆性，并且已知它们会导致LED在热冲击试验和大温度变化时失效。由于这些原因，在高功率、高亮度的应用(这些应用需要良好的可靠性性能)中通常不将苯基硅酮用作用于LED的封包剂。
[0055]值得注意的是，本文的封装和部件是经改进的；部分地通过将苯基硅酮封包剂提供或结合到LED封装和部件中，以便利用苯基硅酮的有利的化学抗性特性，同时使不利的热特性最小。因此，本文主题公开了可开发使用苯基硅酮封包的具有化学抗性的SMD类型的LED封装和部件，因为苯基硅酮具有优异的长期可靠性性能和对抗使Ag劣化的化学蒸汽的出色的保护。
[0056]苯基硅酮是硅酮或聚有机硅酮，包括作为其结构的一部分的芳香族物质(entities)。芳香族物质的实例包括(C6H5) SiOx或PhSiOx，，其中Ph代表苯基官能度(C6H5)。苯基硅酮中的一个代表可为Rx (C6H5)ySi0(4_x_y)/2，其中X、y分别是I与4之间的值且1〈 (x+y)〈4，并且其中R是独立的烃基团。含苯基的硅酮或聚有机硅酮还可包含其他官能度，例如，反应性官能团。含苯基的硅酮可具有直链、支链、环状或树脂状的硅酮结构。用于本主题的合适的苯基娃酮可在一个分子内包括单个或多个苯基官能度。合适的苯基娃酮也可包括聚有机硅酮、含环状烃的硅酮、或聚有机硅酮。环状烃物质的实例包括但不限于降冰片烯、萘、蒽、环己烯、环己烷、环己二烯、环戊烷和环戊烯。含苯基的硅酮或含环状烃的硅酮可进一步包含作为其结构的一部分的环状硅酮或化合物。
[0057]值得注意的且如本文进一步讨论的，苯基或含苯基的硅酮封包剂可有利地提供对抗各种各样的化学蒸汽的广泛保护。例如，苯基硅酮可提供对抗诸如硫的蒸汽、含硫的化合物(例如亚硫酸盐、硫酸盐、SOx)、含氯和溴的复合物、氮氧化物(NOx)和氧化有机蒸汽化合物的保护(仅仅列举几个实例)。如本文中所进一步示出的，利用苯基硅酮封包剂的LED封装和/或部件呈现了优于传统的LED封装的改进的化学抗性特性。可选择使用任何合适的苯基娃酮封包剂，例如但不限于可由日本东京的Shin-Etsu Chemicals C0.Ltd.获得和制造的制剂。这些满足了所建议的硬度(括号中所指出的)，并且包括但不限于LPS-5544(A55)、LPS-5545 (A76)、LPS-5535 (A58)、LPS-3541 (A70)、LPS-5547 (A87)、LPS-5539 (A85)和LPS-5514 (D40)。可从Shin-Etsu Chemicals Company (日本东京)商购的其他苯基娃丽的额外实例包括 KER-6000 (A20)、KER-6050 (A50)、ASP-1020 (A65)、ASP-1120 (A60)、KER-6100、ASP-1110 (D60)、和ASP-1040 (D40)。多种其他苯基硅酮可从公司总部设在密歇根州米德兰的Dow Corning Corporation商购,并且满足所建议的硬度(在括号中所指出的)。这些硅酮包括但不限于 0E-6520 (A26)、0E-6550 (A62)、0E-6635 (D33)、0E-6630(D41)、0E-6636 (D35)、和0E-6662 (D60)。与甲基硅酮相比，这些制剂在如本文所述地结合于改进的LED封装和/或布置在LED封装的部件上时已表现出改进的化学抗性特性。在一个方面，使用高反射率(high relective index, HRI)的苯基娃酮。
[0058]固化的苯基硅酮还可提供与目前使用的LED芯片和晶片附接材料相符合的硬度值。硬度可为对于提供具有改进的化学抗性特性的封装和部件要考虑的一个因素。在一个方面，根据本文主题的硅酮封包剂可具有在约A20 (在用于硬度试验的A级探针的情况下值为20)与约D60 (在用于硬度试验的D级探针的情况下值为60)之间(包括A20和D60)的硬度。在另一方面，合适的封包剂可具有在约A30与约D40之间(包括A30和D40)的硬度。在一个方面，基于A型硬度计试验，苯基硅酮的固化条件可产生介于约A30与约A80之间(包括A30和A80)的固化硬度。在一个方面，基于A型硬度计试验，固化的硬度可介于约A40至约A70之间(并包括A40和A70)。值得注意的是，本文所描述的封装和部件中所使用的苯基硅酮是在特定的固化条件下配制，使得固化后的硅酮呈现较高的可靠性性能，同时保持期望的硬度。
[0059]为了实现期望的硬度和/或可靠性性能，根据本文的主题，苯基硅酮可进一步结合有硬度改性剂、添加剂、填充剂、粘合剂，或者通过调整成分A与成分B比例的比值(注意:大多数硅酮封包剂被设置在两个成分的封装中，这两个成分为:成分A和成分B)。独立地，可通过优化固化条件以实现对于LED应用而言最佳的固化程度来获得具有期望硬度的苯基硅酮。已发现，对于苯基硅酮而言最佳的固化条件典型地为介于约100°C与200°C之间的温度，并且固化时间介于约几分钟至几小时之间。同样值得注意的是，苯基硅酮与目前所使用的磷光体相符合，以允许较高的转换效率，并且相比于甲基硅酮能提供改进的光输出。
[0060]图6A和图6B是未改进的或未优化的LED封装的照片，而图7A和图7B是改进的LED封装的照片，改进的LED封装已在对抗有害化学复合物的化学抗性方面经改进。图6A和图6B中所示的未改进的或未优化的封装可包括与上面所讨论的封装80类似的SMD，其不具有对抗化学蒸汽的改进的抗性。在一个方面中，未优化的封装使用甲基硅酮封包剂。如图6A和图6B的照片所示的，腐蚀性的元素或复合物能够渗入封包剂并且使封装内的涂覆有Ag的热元件和电气元件腐蚀、失去光泽、变暗、或以其他方式劣化。
[0061]图6A示出了未优化的封装，在适当地暴露于硫之后，该封装在封装的中心处具有显著变色，并且在延长硫暴露之后强烈地发暗。相比较而言，图7A和图7B示出了与封装10类似的SMD，其中已通过改变材料类型、固化时间、固化温度、或者封包剂的其他可变项中的一个或多个而改进化学抗性，从而改进其化学抗性。例如，图7A和图7B的改进或优化的LED封装可使用苯基娃酮封包剂,诸如例如但不限于可由日本东京的Shin-Etsu ChemicalsC0.Ltd.获得和制造的ASP-1120硅酮。该制剂可包括具有预定量的磷光体的A/B混合比。在改进的封装中所使用的封包剂的配制混合物可在约150°C固化持续约3小时。这种固化条件可产生具有介于A40与A70之间(并且包括A40和A70)的目标硬度值内的硬度的固化硅酮网络。[0062]图7A和图7B还示出了改进的或优化的封装的在暴露于硫蒸汽之后的外观。改进的封装在适当地暴露于硫之后没有呈现明显的变色，并且在延长暴露之后呈现出微弱的或轻微可见的变色。如图7A和图7B示出的，Ag、含Ag的和/或涂覆有Ag的部件(诸如封装的涂覆有Ag的热元件和电气元件)不像在图6A和图6B的对应照片中看到的热元件和电气元件那样地受损害或变暗。图6A和图7A中的照片是在封装在70°C下暴露于适当的硫气氛中(被认为是I级暴露)之后获得的。图6B和图7B中的照片是在封装在70°C下暴露于延长的硫气氛(被认为是3级暴露)之后获得的。
[0063]LED封装的化学抗性特性、以及可替换地LED封装内的Ag或含Ag部件的劣化或变暗耐抗性可通过多种方法进行评估。一种简单且有效的方法可包括使LED封装的含Ag部件在选择的温度下在有害化学蒸汽中暴露持续一选定的时间段。可在暴露之前和之后比较LED封装的亮度，并且可检查LED封装的外观。
[0064]已知多种化学蒸汽会导致LED封装内的Ag或含Ag部件的变暗、或失去光泽。例如，已知硫和多种含硫的化合物在接触时会导致Ag变暗。含硫化合物的形式包括硫化物、亚硫酸盐和硫酸盐。含硫化合物的实例包括硫化氢(H2S)、硫化合物、二氧化硫(SO2)、二硫化碳(CS2)。其他含硫化合物可在硫化橡胶中找到，并且可为导致Ag劣化的硫化合物的来源。这此化合物的实例包括但不限于焦亚硫酸钠和硫醇、二甲基二硫代氨基甲酸、和硫酸招。
[0065]暴露试验也可在存在额外的水或水蒸汽的情况下进行，水或水蒸汽旨在增加试验环境中的水蒸汽或湿气。额外的水蒸汽形成潮湿的气氛，该气氛可加速Ag或含Ag的部件在一些试验气体或介质中变黑。暴露温度可为在确定LED封装和部件的化学抗性特性时考虑的因素。通常，试验温度越高，扩散速率越快。因此，化学蒸汽在50°C时通过封装层的渗透性看来是适当的试验温度，因为其允许在室温条件下的良好加速，而不会对于LED封装和/或部件过于不利。可使用更高的温度，并且该更高的温度可代表更严酷的环境。
[0066]图8示出了变化(可变性,Variability)图表,其示出了光学性能的改进,具体为，与图6A和图6B的使用甲基硅酮封包剂的未改进封装相比，图7A和图7B的使用高苯基硅酮封包剂的改进封装的亮度劣化或亮度输出损失的减少。暴露结果可利用前面描述的评估方法中的一个来获得。为了精确的比较，优化和未优化的封装可包括相同的封装设计，也就是说，优化和未优化的封装可具有封装10或50的设计，但是优化的封装可包括在合适固化条件下处理的苯基硅酮封包剂而非在未改进封装中所使用的传统甲基硅酮封包剂。也就是说，改进的封装包括化学抗性和化学抗性特性经改进的封装。
[0067]图8的左手侧示出了未优化化学抗性的传统LED封装的亮度劣化或亮度损失比。如图8的左手侧示出的，在各个级别下暴露于不利的化学蒸汽(如硫或硫复合物)之后，未优化的封装的亮度、或光通量减少30%以上。O级可包括在约零暴露下获得的基点(base)或控制值，用于与在1-3级下的暴露相比较，在所述1-3级中，暴露于硫和/或含硫的复合物的范围可为轻度的(I级，或0.5小时)、中度的(2级，或2小时)、和高度的(3级，或4小时)。
[0068]如图8示出的，当暴露在I级时劣化约15%或更多、当暴露在2级时劣化约25%或更多、并且当暴露在3级时，未优化的封装劣化约30%或更多(基于近似的数值范围)。未优化的封装遭受平均32%的光损失。图8的右手侧示出了当暴露于含硫的化学蒸汽和/或硫复合物时优化封装在亮度劣化的量方面呈现出明显的改进。例如，与对应的未优化的封装相比，使用苯基硅酮封包剂的优化封装在I和2级时劣化约2%或更少、并且在3级时劣化约5%或更少。因此，使用苯基硅酮封包剂的改进或优化的封装与使用甲基硅封包剂的未优化封装相比可有利地损失更少的光。改进或优化的封装可显著地改善亮度输出的损失。在一个方面，相比于未优化封装的光劣化或亮度输出损失，优化封装的光劣化或亮度输出损失的减少被改善约6倍(例如，在延长的硫暴露下，与在3级时优化封装的小于约5%的平均损失相对比，未优化的封装存在约32%的平均损失)。与传统想法不同并且相当出乎意料的是，在根据本文公开处理封包剂的情况下，使用高苯基硅的改进或优化的封装表现出优良的可靠性特性。
[0069]图9A和图9B是示出优化的、未优化的、无Ag的或使用甲基硅酮的商购的封装的光损失的量的曲线图。图9A和图9B中测得的未优化的和无Ag的或商购的封装包括使用传统甲基硅酮封包剂的SMD封装。优化的封装可包括与未优化的封装相同的封装设计，但是至少一个不同之处可在于根据充分固化条件处理后的苯基硅酮封包剂的使用。图9A示出了在封装经过硫化橡胶试验之后测得的封装的亮度劣化，所述硫化橡胶试验是用来测量耐硫性的轻度试验。在具有硫化橡胶的容器内经过不同的暴露时间之后测量封装。随后，未优化的封装在120小时的暴露之后亮度减小约2%，并且优化的封装表现为亮度没有明显的减小，并且无Ag的封装减小小于1%。
[0070]图9B示出了本质上比硫化橡胶试验更严酷的另一硫暴露试验。该试验使得优化的、未优化的、和商购的封装对硫的化学抗性更加不同，其中优化的封装使用苯基硅酮封包齐U，并且未优化的和商购的封装使用传统的甲基硅酮封包剂。在所述更严酷的硫暴露试验期间，优化封装的劣化小于未优化的和商购的封装。例如，优化的封装在经受个5级的硫暴露级别时劣化了小于约10%，商购的封装在经受5级的硫暴露时劣化了约20%或更多，并且可具有与优化封装相同的封装设计的未优化封装在暴露于5级的硫暴露时劣化了约35%或更多。此外，未优化封装的光输出在前两级的暴露期间急剧下降，并且然后在2级之后逐渐下降。如图9A和图9B示出的，相比于未优化的、无Ag的、和/或其他商购的封装，在化学抗性方面经优化的封装损失更少的光，或者劣化更少。
[0071]图1OA至图1OD是在图9B中测量的I级和3级硫暴露之后的未优化的和优化的封装的照片。在I级暴露之后，图1OA中的未优化封装在视觉上比图1OC中的优化封装更暗。在3级暴露时，图1OB中的未优化封装比图1OD中的优化封装明显更暗，其中优化封装呈现轻度的变色。在I级和3级时，优化封装的光输出损失约5%或更少。在I级时，未优化的封装的光输出损失平均为约15%，并且在3级时为约35%。值得注意的是，优化封装在视觉上劣化更少，这可由亮度测量证实。因此，苯基硅酮封包剂的使用可改进和/或优化化学抗性，例如，LED封装的耐硫性。
[0072]图11是变化图表，其用曲线图比较了各种未优化的、优化的、和无Ag的LED封装在不同的暴露级别和/或暴露在硫化学蒸汽中不同的时间之后的亮度劣化、或亮度输出损失。在该试验中，优化封装在某些暴露级别时表现为优于相同封装设计的未优化封装以及无Ag封装。如图11中所示的，图表中的优化封装与其他封装之间的一个区别是，苯基硅酮被用于封包所述优化封装，以改进其化学抗性。
[0073]图12A和图12B是在用于图11的图表的数据收集期间，优化的和未优化的LED封装在硫中的3级暴露时的照片。如照片示出的，相比于图12A中的改进的优化封装内的部件，图12B中的涂覆有Ag的未优化封装内的部件更显著地变色、变暗、并失去光泽。变暗的部件吸收和/或反射更少的来自于封装的光线，从而不利地影响LED封装的性能，并且也可能导致在操作过程中出现可能的故障。银失去光泽可归因于多种原因，例如，如果使用焊剂晶片附接，则散热块表面上的任何残留在硫暴露之后在视觉上变得不同。诸如甲基硅酮的传统封包剂对于诸如湿气、氧和硫的不利化学蒸汽而言是可容易渗透的。因此，LED封装的化学抗性的优化的一个方面是使用苯基硅酮作为封包剂。在硫或氧化物质积聚或沉积在Ag表面处的情况下，可能出现变色。
[0074]图13至图16示出了前面描述的LED封装10，其在LED封装内可进一步地包括各种保护层，以防止Ag失去光泽和/或劣化。图13至图16示出了保护涂层或层P，该涂层或层可在封装10的生产的不同阶段时施加于含Ag的热部件和电气部件14和16、18上。图16示出了多于一个的保护层，例如，第一和第二保护层Pl和P2。仅仅为了说明的目的，保护层的数量示出为两个；但是，在此可构想在生产过程期间或生产过程之后的任何步骤中施加任何合适数量的保护层。保护层P、PU和P2可包括有机的或金属的阻挡层。保护层P、P1、和P2还可包括介电涂层(例如，TiO2, SiO2、和/或Al2O3),所述介电涂层可利用诸如化学气相沉积(CVD)、PECVD、物理气相沉积(PVD)、湿化学方法、或使电介质分散的任何合适的工艺来沉积。介电层然后可涂覆有硅酮封包剂。保护层P、P1、和P2还可包括硅涂层、或双硅酮层，所述双硅酮层中的每一个可提供不同的特征。保护层P可单独地或与苯基聚硅酮封包剂组合地使用，以如本文所述地改善LED封装的化学抗性。
[0075]如图13至图16示出的，并且在一个方面，LED封装10和/或50可包括具有保护层P、P1、和P2的SMD，并且进而可以可选地涂覆有含甲基和/或苯基的硅酮封包剂，所述保护层包括设置在Ag或含Ag的反射部件或基板的一部分上的有机阻挡涂层。阻挡涂层或层可施加在封装10的Ag或含Ag的部件或表面(例如，涂层32)的一部分上，以防止有害化学气体到达Ag表面。如前所述，封装10可包括基底材料(例如，基底或芯部材料32)、至少部分地设置在基底材料上的含Ag的材料(例如，含Ag的涂层32)、以及至少部分地设置在所述含Ag的材料(例如，涂层32)上的保护层或涂层(例如，P、Pl和/或P2)。合适的有机阻挡保护层或涂层可包括含Si的涂层，所述含Si的涂层包括由有机硅酮化合物、反应性硅酮化合物或反应性硅烷得到的涂层。这些化合物通常以溶液形式输送，这允许施加的便利性和厚度的控制。具有已知的阻挡特性的其他有机化合物和有机聚合物可单独地、或与有机硅酮或反应性硅烷结合地用于保护层P、P1、和P2。
[0076]此外，保护层P、P1、和P2可包括位于封装部件的Ag或含Ag的一部分上的金属阻挡涂层，并且可进而涂覆有硅酮封包剂。金属保护层P或涂层可作为阻挡层直接施加在银基板(例如，涂层32)上，并且特别地使用抗氧化的金属。可替换地，保护层P、P1、和P2可包括具有介电特性的氧化物层，所述氧化物层可作为阻挡层直接施加在Ag基板上。可使用已知的介电材料。保护层P、P1、和P2也可包括有机-无机阻挡涂层。可替换地，有机-无机的混合物的层的或氧化物形式的有机-无机涂层可用作层P、P1、和P2。这些可由溶胶-凝胶的涂层制备和得到。
[0077]上述的层P、P1、和P2或阻挡涂层(有机的、无机的、有机-无机的混合物的涂层)可由溶液、分散物、或溶胶-凝胶涂层得到。施加上述阻挡涂层的过程和/或方法可包括但不限于:喷涂、旋转涂覆、分配涂覆、旋涂玻璃法、或者化学气相沉积(CVD)方法、或者通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法、或通过物理气相沉积(PVD)或等离子沉积。上述的层P、P1、和P2可在LED封装构造期间在各个处理步骤时施加，如下所述。所述层或涂层可最低限度地存在于LED封装的Ag涂层或基板部件上。保护层P、P1、和P2可直接地施加于含Ag涂层或基板上、并且在模制LED反射腔体26 (即侧壁)的处理步骤之前施加。在一个方面，保护层P、P1、和P2可在晶片放置的处理步骤之前施加到LED封装上，使得阻挡涂层覆盖封装的Ag基板和反射侧壁。可替换地，保护层P、P1、和P2可在晶片放置和引线结合的处理步骤之后施加到LED封装上，使得保护层P、P1、和P2覆盖Ag基板、反射侧壁、LED芯片22、和引线结合部24。
[0078]如图13示出的，保护层P可在围绕引线框架部件模制封装本体12的处理步骤之前施加、沉积或以其他方式设置在电气元件和热元件14、16、和18上。也就是说，保护层P可在模制塑料本体12的至少一部分下方延伸，使得其接触封装本体12的一个或多个表面。在一个方面，保护层P可设置在封装本体12的一个或多个部分之间，如图13所示。
[0079]图14示出了一实施例，其中保护层P已在模制本体12的处理步骤之后且在LED晶片附接和/或引线结合步骤之前沉积。因此，保护层P可在LED芯片22下方并且沿腔体底面34的至少一部分延伸。保护层P可在热元件14的上表面与LED芯片22之间延伸。在一个方面，保护层P可设置在腔体底面34的整个表面上，因此，设置在热元件和电气元件14、16、和18中的每一个的表面上。在另一方面，保护层P可以可选地在反射腔体26的侧壁上向上延伸，如图14所示。
[0080]图15示出了在引线结合的处理步骤之后、但在分配封包剂28的处理步骤之前施加的保护层P。在一个方面中，保护层P可至少部分地涂覆引线结合部24的表面、LED芯片
22、腔体26的壁、腔体底面34、和电气元件16和18的表面。
[0081]图16示出了一实施例，其中，可施加多于一个的保护层，例如，第一保护层Pl和第二保护层P2。第一和第二保护层Pl和P2可在LED封装10的生产期间在任何处理步骤施力口，从而呈现图13到图15中所示和所述的布置(除了其将包括多于一个的层之外)。可替换地，如图所示，第一和第二层的Pl和P2可在对LED芯片22进行晶体附接之前施加在热气件和电气兀件14、16、和18的上表面上。第一层和第二层Pl和P2可以可选地在反射腔体26的侧壁上向上延伸。此外，可以使用含Ag的合金、而不是纯Ag。Ag合金中可包含其他金属，诸如钛(Ti)或镍(Ni)。
[0082]实例
[0083]根据本主题制造的LED封装的改进的化学抗性如下所示。由具有作为反射基板的银的封装形成了两组LED封装(传统的未优化LED封装和具有改进的化学抗性的优化LED封装)。LED封装布置在放置有硫化橡胶的容器中。该容器放置于50°C的炉中持续24小时。LED封装暴露于来自于硫化橡胶的挥发气体，所述挥发气体可导致Ag基板的劣化和变暗。随后，检查暴露的LED封装的变色。在下面的表I中，将LED封装在暴露之后的光学和电学性能与现有暴露数值进行比较:
[0084]
【权利要求】
1.一种发光体封装的部件，所述部件包括: 基底材料； 含银(Ag)材料，至少部分地设置在所述基底材料上；以及 含苯基的硅酮封包剂的部分，至少部分地设置在所述含Ag材料上。
2.根据权利要求1所述的部件，其中，所述含苯基的硅酮的部分能在约100°C与约200°C之间固化。
3.根据权利要求1所述的部件，其中，所述含苯基的硅酮的部分能在约150°C固化。
4.根据权利要求1所述的部件，其中，所述含苯基的硅酮的部分包括介于约A30到约A80的范围内的固化硬度。
5.根据权利要求1所述的部件，其中，所述含苯基的硅酮的部分包括介于约A40到约A70的范围内的固化硬度。
6.根据权利要求1所述的部件，其中，所述含苯基的硅酮的部分包括介于约A20到约D60的范围内的固化硬度。
7.根据权利要求1所述的部件，其中，发光体芯片设置在所述含Ag材料的一部分上。
8.根据权利要求1所述的部件,其中，发光体芯片引线结合于所述含Ag材料的一部分。
9.根据权利要求1所述的部件，其中，所述含苯基的硅酮封包剂包括设置于其中的至少一种磷光体。
10.根据权利要求1所述的部件，其中，所述基底材料包括铜(Cu)。`
11.根据权利要求1所述的部件，其中，所述部件结合于表面安装器件(SMD)类型的发光体封装内。
12.一种发光体封装的部件，所述部件包括: 基底材料； 含银(Ag)材料，至少部分地设置在所述基底材料上；以及 保护层，至少部分地设置在所述含Ag材料上，所述保护层至少部分地包含用于增加所述含Ag材料的化学抗性的金属材料、介电材料、或有机材料。
13.根据权利要求12所述的部件，其中，所述保护层包括含Si的材料层。
14.根据权利要求13所述的部件，其中，所述保护层包含由有机硅酮、反应性硅酮、或反应性硅烷得到的化合物。
15.根据权利要求12所述的部件，其中，所述保护层是能喷涂或能分配的。
16.根据权利要求12所述的部件，其中，所述基底材料包含铜(Cu)。
17.根据权利要求12所述的部件，其中，所述部件结合于表面安装器件(SMD)类型的发光体封装内。
18.一种发光封装，包括: 含银(Ag)部件； 一个或多个发光二极管(LED)芯片，设置在所述含Ag部件上；以及 保护层，至少部分地设置在所述含Ag部件上，所述保护层至少部分地包含用于增加所述含Ag部件的化学抗性的金属材料、介电材料、或有机材料。
19.根据权利要求18所述的封装，其中，所述保护层包括含Si的材料层。
20.根据权利要求19所述的封装，其中，所述保护层包含由有机硅酮、反应性硅酮、或反应性硅烷得到的化合物。
21.根据权利要求18所述的封装，其中，所述含Ag部件包括由引线框架形成的多个部件。
22.根据权利要求18所述的封装，进一步包括反射腔体。
23.根据权利要求22所述的封装，其中，所述保护层设置在所述反射腔体的侧壁上。
24.根据权利要求18所述的封装，其中，所述保护层设置在所述LED芯片上且设置在从所述LED芯片延伸的电连接器上。
25.根据权利要求18所述的封装，其中，所述保护层设置在所述LED封装的模制本体的部分之间。
26.根据权利要求22所述的封装，其中，所述反射腔体中设置有含苯基的硅酮封包剂材料。
27.根据权利要求26所述的封装， 其中，所述含苯基的硅酮封包剂材料能在约150°C固化。
28.根据权利要求26所述的封装，其中，所述含苯基的硅酮封包剂材料包括介于约A30到约A80的范围内的固化硬度。
29.根据权利要求26所述的封装，其中，所述含苯基的硅酮封包剂材料包括介于约A40到约A70的范围内的固化硬度。
30.根据权利要求26所述的封装，其中，所述含苯基的硅酮封包剂材料包括介于约A20到约D60的范围内的固化硬度。
31.一种提供具有优化的化学抗性特性的发光二极管(LED)封装的方法，所述方法包括: 提供含银(Ag)部件； 在所述含Ag部件的一部分上设置LED芯片；以及 在所述含Ag部件的一部分上设置保护层或含苯基的封包剂。
32.根据权利要求31所述的方法，包括提供含Si的保护性材料层。
33.根据权利要求32所述的方法，其中，所述含Si的保护性材料层包括由有机硅酮、反应性硅酮、或反应性硅烷得到的化合物。
34.根据权利要求31所述的方法，包括提供含苯基的封包剂，所述含苯基的封包剂具有的固化硬度介于A20与D60之间且包括A20和D60。
35.根据权利要求31所述的方法，包括提供含苯基的封包剂，所述含苯基的封包剂具有的固化硬度介于A20与D40之间且包括A20和D40。
36.根据权利要求31所述的方法，包括将所述保护层设置在反射腔体的一部分上。
37.根据权利要求31所述的方法，包括将所述保护层设置在从所述LED芯片延伸的电连接器的一部分上。
38.根据权利要求31所述的方法，包括将所述保护层设置在所述LED封装的模制本体的部分之间。
39.根据权利要求31所述的方法，其中，提供所述含Ag部件包括提供由引线框架形成的多个部件。
【文档编号】H01L33/52GK103782402SQ201280044022
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年7月20日 优先权日:2011年7月21日
【发明者】林孝本, 克勒斯托弗·P·胡赛尔 申请人:克利公司