[发明专利]具有有平坦表面的密封体的LED包装件

说明书

本申请要求于2012年6月11日提交的美国临时专利申请序列号61/658,271、于2012年6月15日提交的美国临时专利申请序列号61/660,231以及于2012年9月2日提交的美国临时专利申请序列号61/696,205的权益。

技术领域

本发明涉及固态光发射器，具体地，涉及能够从具有较小覆盖区的装置产生具有较宽发射图案的高效光发射的发光二极管(LED)包装件。

背景技术

住宅和商用设施中通常使用白炽或者基于灯丝的灯或者灯泡作为光源。然而，这些灯是高度低效的灯源，且损失95％之多的输入能量，主要以热量或者红外能量的形式。白炽灯的一种常见替代品，即所谓的紧凑型荧光灯(CFL)在将电转换成光的方面更为有效，但需要使用有毒材料，这种材料及其各种化合物能够引起慢性和急性中毒并且导致环境污染。提高灯或者灯泡的效率的一种解决方案是使用诸如发光二极管(LED或者多个LED)等固态装置而非金属灯丝来产生光。

通常，发光二极管包括夹持在相对掺杂质的层之间的半导体材料的一个以上的活性层。当横越掺杂质的层施加偏压时，孔和电子被注入到活性层中，在此，孔和电子重新结合以产生光。光被从LED的活性层并且从LED的各个表面发射。

为了使用电路或者其他类似布置中的LED芯片，已知将LED芯片装入包装件中以提供环境和/或机械保护、颜色选择、光调焦等。LED包装件还包括用于将LED包装件电连接至外部电路的电引线、接触或者迹线。在图1中所示的典型LED包装件10中，单一LED芯片12通过焊接粘合或者导电环氧树脂安装在反射杯13上。一条或者多条焊线11将LED芯片12的欧姆接触连接至引线15A和/或15B，引线15A和/或15B可被附接至反射杯13或者与反射杯13集成。反射杯可被填充包含诸如磷光体等波长转换材料的密封体材料16。通过可响应地发射第二波长的光的磷光体可吸收由LED发射的第一波长的光。然后，整个组件则被密封在洁净的保护树脂14中，其可被模制成透镜形状以校准从LED芯片12发射的光。尽管反射杯13可在向上方向上导向光，然而，当反射光时，可能出现光损耗(即，由于实际反射体表面小于100％的反射率，所以通过反射杯可能吸收一些光)。此外，因为通过引线15A、15B很难提取热量，所以热保持对于诸如图1a中所示的包装件10等是一个问题。

图2中所示的常规LED包装件20可能更为适合产生更多热的高功率操作。在LED包装件20中，一个以上的LED芯片22安装在诸如印刷电路板(PCB)载体等载体、基板或者基台23上。安装在基台23上的金属反射体24包围LED芯片22并且将由LED芯片22发射的光反射远离包装件20。反射体24还对LED芯片22提供机械保护。LED芯片22上的欧姆接触与基台23上的电迹线25A、25B之间存在一条或者多条焊线连接27。然后，安装的LED芯片22覆盖有密封体26，密封体26可对芯片提供环境和机械保护，同时，还作用于透镜。通常，金属反射体24通过焊料或者环氧树脂粘合剂附接至载体。

通过包括一种或者多种磷光体的转换材料可涂敷在诸如图2中的LED包装件20上发现的LED芯片1，且磷光体吸收LED光中的至少一些。LED芯片可发射不同波长的光，因此，其发射来自LED和磷光体的光的组合。通过多种不同的方法可使用磷光体涂敷LED芯片，且均题为“Wafer Level Phosphor Coating Method and Devices Fabricated Utilizing Method”的Chitnis等人的美国专利申请序列号11/656,759和11/899,790中描述了一种合适的方法。可替代地，通过诸如电泳沉积(EPD)等其他方法可涂敷LED，且题为“Close Loop Electrophoretic Deposition of Semiconductor Devices”的Tarsa等人的美国专利申请第11/473,089中描述了一种合适的EPD方法。