CN103545432A - 均匀发射的 led 封装 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及均匀发射的LED封装。一种发射体封装(10，30)包括安装到次载具(12)表面上的发光二极管LED(14)，且该表面具有围绕该LED(14)的第一弯月面形成特征(20)。密封填质(22)包括在该表面上并覆盖该LED(14)。邻近该表面的该密封填质(22)的外部边缘由该弯月面形成特征(20)来限定且该密封材料(22)形成覆盖该LED(14)的基本圆顶形状。一种用于通过提供表面具有第一弯月面保持特征(20)的主体(12)来制造LED封装(10，30)的方法。LED(14)安装到具有围绕该LED(14)的弯月面保持特征(20)的该表面。将液体密封填质(22)引入该LED(14)和该表面上方，该第一弯月面保持特征(20)将该液体密封填质(22)以圆顶形状保持在LED(14)上方。然后固化该密封填质(22)。

Description

均匀发射的 LED 封装
本申请是申请人美商克列股份有限公司于2007年3月29日提交的同名中国专利申请No.200780012387.0的分案申请。
技术领域
本发明涉及半导体发光二极管(LED)且更具体地涉及LED封装及LED封装方法。 
背景技术
发光二极管(LED)是将电能转换成光的固态装置，且一般包含夹置在相反掺杂层之间的一或多个半导体材料有源层。当横跨该掺杂层施加一偏压时，空穴及电子注入有源层内，在有源层内它们复合而产生光。光从有源层并从LED的所有表面全向地发射。有用的光一般在通常为p型的LED上表面方向上发射。
传统LED无法从其有源层产生白光。从常规LED产生白光的一种方法是将来自不同LED的不同色彩混合。例如，可将来自红色、绿色及蓝色LED的光或来自蓝色及黄色LED的光混合以产生白光。此外，不同的光色彩通常产生自可能需要复杂的制造来组合在一装置内的不同类型的LED。由于不同类型的二极管会需要不同的控制电压，所得装置还可能需要复杂的控制电子组件。这些装置长期的波长及稳定性还由于不同LED的不同老化行为而劣化。
最近，通过使用黄色磷光体、聚合物或染料包围LED已将来自单个发蓝光 LED的光转换成白光。[参见Nichia Corp. white LED, part No . NSPW300BS,  NSPW312BS, etc. (Nichia Corp.的白光LED，部件号NSPW300BS, NSPW312BS等)，其中包含由黄色磷光体粉末包围的蓝光LED；还参见授予Hayden的美国专利案第5959316号，标题为磷光体LED装置的多重密封。]包围材料“向下转换”某些LED光的波长，从而改变其色彩。例如，如果基于氮化物的蓝光LED被黄色磷光体所包围，则部分蓝光会无变化地地通过该磷光体，而剩余的蓝光会被向下转换为黄光。该LED会同时发射蓝光与黄光，其结合以产生白光。使用此方案的其它LED示例包括授予Vriens等人的美国专利案第5,813,753号与授予Lowery的美国专利案第5, 959,316号。
LED封装的一种类型称为“滴入杯内”方法，其中一LED驻留于杯状凹槽的底部。将包含基质材料的磷光体(例如分布在诸如硅树脂或环氧树脂之类的密封材料内的磷光体粉末)注入并填充该杯，包围并密封该LED。接着，固化该基质材料以硬化该LED周围的封装材料。不过，这种封装可能导致在相对于该封装的不同视角下具有显著的发射光色彩及色调变化的LED封装。此色彩变化在其中磷光体包含延伸到该LED驻留的杯的“边缘”的基质材料的封装中尤其突出，从而导致侧向发射的转换光成为高视角占优势(例如与光轴成90度)。在较高视角下发射的未转换LED的有限数量会使该问题变得更糟。未转换LED光通常被该杯的侧壁以较高视角反射离开，使得几乎没有相应的未转换光在该些角度下发射。
另一种用于封装LED的方法包括将磷光体粒子直接耦合在LED表面上。因为这种改进使转换光及未转换光的源靠近空间同一点，所以这种“白色芯片” 方法可导致与视角有关的色彩均匀度显著改善。例如，因为该转换材料及LED靠近同一空间点，所以黄色转换材料所覆盖的蓝光LED可提供基本均匀的白光源。但是，这种方法通常需要诸如电泳沉积之类的复杂且昂贵的工艺来实现直接涂覆于LED上的均匀磷光体。
发明内容
简要及概括而言，本发明涉及固态发射体封装及制造该发射体封装的方法。根据本发明的发射体封装的一个具体实施例包括次载具，和安装到该次载具一表面的固态发射体。该次载具包括在所述LED周围的第一弯月面形成特征( forming feature )。密封材料基质包括在该次载具的表面上，并覆盖所述固态发射体。该密封材料基质在该发射体上方形成圆顶形状，且该密封材料基质的大小及形状受到该弯月面形成特征的宽度及形状的影响。
根据本发明的发射体封装的另一具体实施例包括安装到具有包围该发射体的第一弯月面形成特征的主体的表面上的固态发射体。密封材料包括在该表面上并覆盖该固态发射体。邻近该表面的该密封材料的外部边缘由该弯月面形成特征来限定。该密封材料在所述发射体上方形成基本为圆顶状的覆盖体。
根据本发明一种用于制造LED封装的方法的一具体实施例包括提供表面具有第一弯月面保持特征的主体。固态发射体安装到具有包围该发射体的弯月面保持特征的表面上。液体密封材料基质引入该LED及该表面上方，该第一弯月面保持特征将液体密封材料基质以圆顶形状保持在发射体上方。然后固化该基质密封材料。
对本领域普通技术人员而言，从以下详细描述中并结合附图，本发明的这些和其它特征以及优点将显而易见，其中:
 附图说明
图1是用于根据本发明的LED封装的一具体实施例的圆柱形次载具及 LED的透视图；
图2是图1所示的次载具及LED的俯视图；
图3是沿图2中截面线3-3所截取的图1及2中次载具及LED的截面图；
图4是具有图1-3中的次载具和LED以及基质密封材料的根据本发明的LED封装的一实施例的透视图。
图5是沿截面线5-5所截取的图4所示的LED封装的截面图；
图6是具有中间密封材料的根据本发明的LED封装的另一具体实施例的断面图；
图7是具有安装到印刷电路板的次载具并具有第二密封材料的根据本发明的LED封装的另一具体实施例的截面图；
图8是图7中的LED封装以及中间层密封材料的截面图；
图9是可用于根据本发明的LED封装的另一具体实施例的方形次载具及LED的透视图；
图10是具有一基质密封材料的图9所示的次载具及LED的透视图；
图11是示出根据本发明的LED封装的一具体实施例的CCT性能的曲线图；
图12是可用于根据本发明的LED封装的另一次载具及LED组合的透视图；
图13是可用于根据本发明的LED封装的另一次载具的俯视图；
图14是可用于根据本发明的LED封装的另一次载具的俯视图；
图15是具有不同成形上部及下部的根据本发明的另一次载具的透视图；
图16是显示可用于根据本发明的LED封装的某些替代的弯月面保持特征的次载具的截面图；
图17是根据本发明的LED及基质材料组合的另一具体实施例的透视图；
图18是图17中LED及基质材料组合的截面图；以及
图 19是根据本发明的一种用于制造LED封装的方法的一具体实施例。
具体实施方式
本发明提供LED封装和用于利用简易、廉价的实施过程以制造包围该LED的紧密、独立、半球状磷光体转换器层来制造该LED封装的方法。在该层内的磷光体粒子驻留在管芯附近，使得在同一“空间点”附近同时产生转换光及未转换光。这允许该LED封装在不同视角下产生基本相同比率的转换光与LED光，从而在不同视角下产生基本均匀的光。
本文中参考特定具体实施例来说明本发明，但应理解，本发明可采用许多不同形式来具体化且应视为不局限于本文所提出的具体实施例。还应理解，当称诸如层、区域或基板之类的组件位于另一组件“之上”时，其可直接位于该另一组件之上，或其间还可能存在中间组件。此外，诸如“上部”、“上面”、“下部”、“之下”、“下面”及“在上方”及类似术语之类的相关术语可在本文中用于说明一层或另一区域的关系。应当理解，除了图中所示之方位，这些术语旨在涵盖该装置之不同方位。
虽然术语第一、第二等在本文中可用来说明不同组件、组件、区域、层及 /或部分，但是该些术语不应限制该些组件、组件、区域、层及/或部分。这些术语仅用于区分一组件、组件、区域、层或部分与另一区域、层或部分。因此， 下述的第一组件、组件、区域、层或部分可称为第二组件、组件、区域、层或部分，而不背离本发明的示教。
本文中参考示意性例示本发明的理想具体实施例的截面图、透视图及/或平面图来说明本发明的具体实施例。如此，预期由于例如制造技术及/或公差所引起的图式形状变更。本发明的具体实施例不应解释为局限于本文所述的特定区域形状，而应包括由于(例如)制造而引起的形状偏差。显示或说明为方形或矩形的区域将一般会由于正常制造公差而具有圆形或弯曲特征。因而，图中所述的区域本质上为示意性质，且其形状并不旨在说明装置区域的精确形状，也不旨在限制本发明的范围。
根据本发明的封装及方法提供转换材料(例如磷光体或聚合物)给固态发光装置(例如LED)。该转换材料提供在密封材料基质中，在本文中该密封材料基质一般是指混合光转换粒子以及任何其它材料(例如散射粒子)的可固化液体密封材料。来自LED的至少某些光由该转换材料向下转换，同时该封装发射LED光及转换光的组合。该LED至少部分地被该密封材料基质包围，且该LED封装及封装方法依赖于由导致该密封材料基质的表面张力形成弯月面的实体几何形状所提供的弯月面形成特征。该几何形状由诸如边缘、角落、凸缘、沟渠、环之类的实体特征以及在液体表面接触其时会产生弯月面的任何其它物理或化学变化限定。在一具体实施例中，虽然一方形(或圆形或多边形)是以对称方式位于该LED之下同时该LED位于该次载具中心处，但该LED还可位于除该基板中心处之外。密封材料基质引入该LED上方且优选以一半球状(或圆顶)形状来形成，同时该次载具的边缘限定所形成弯月面的大小和位置。
图1至3示出固态发射体封装10的一具体实施例，其包括次载具12与安装到次载具12的半导体发光装置14。本文中说明本发明的各种具体实施例， 且术语半导体发光装置可包括发光二极管(LED)、激光二极管和/或包括一或多个半导体层的其它半导体装置。这些层可由包括但不限于硅或碳化硅的不同材料体系制成，而优选材料体系是III族氮化物体系。III族氮化物是指在氮与周期表的III族元素(通常为铝(Al)、镓(Ga)及铟(In))之间形成的半导体化合物。该术语亦指诸如AlGaN与AlInGaN之类的三元及多元化合物。
这些层可形成在包括蓝宝石、硅、碳化硅及/或其它微电次载具的基板上。适合的碳化硅基板是4H多型碳化硅，但还可使用包括3C、6H及15R多型的其它碳化硅多型。碳化硅可比其它基板材料具有与III族氮化物的晶格更加匹配的晶格并可产生更高质量的III族氮化物膜。碳化硅还具有极高的热导率， 用以增强发射装置的散热。SiC基板可购自北卡罗来纳州Durham市的Cree Inc.,且其制造方法在科学文献中以及美国专利案第34, 861、4,946,547及5, 200, 022 号中提出。
该发射装置还可不使用基板来形成或该基板可在形成该发射体层之后移除。在这两种情况下，发射装置14可在没有基板的情况下安装到封装10中。该装置还可包含包括金属或其它导电层的一或多个接触层。对于封装10及本文所述的其它封装具体实施例，将发射装置14称为LED且在该封装内所使用的LED可在包括但不限于紫外线(UV)、蓝光、绿光、琥珀光或红光的许多不同波长光谱内发光。
本领域普通技术人员应了解半导体LED的设计和制造，且本文不作详细说明。一般而言，该LED层可使用公知的诸如金属有机化学气相沉积(MOCVD)、氢化物气相外延(HVPE )或分子束外延(MBE)之类的半导体生长技术而形成在基板上。
在封装10中，次载具12具有一般圆柱形状并包含下部圆柱形部分16 与上部圆柱形部分18，上部圆柱形部分18具有一比下部部分16更小的宽度或直径。上部部分18可设置在下部部分16的不同位置上，但优选设置在下部部分16的上表面中心处，使得二者均沿其纵轴对齐。次载具12可由许多不同材料制成，但优选由导热材料(例如一金属)来制成。其可由单一构造来形成或可由固定在一起的不同部分来形成。在一具体实施例中，次载具12是由镀镍铜制成的单一构造并通过车铣或冲压制造。
使用公知的固定方法将LED 14安装到上部部分18上，且优选安装到该上部部分之上表面中心处或附近。如下更详细所述，次载具12可固定至诸如施加偏压至LED 14的印刷电路板的分立装置使LED 14发光。该偏压可通过次载具12、引线或二者的组合来施加。
上部部分边缘20限定第一弯月面形成特征的大小及位置，设置该第一弯月面形成特征使得由在液体转换器密封材料基质与边缘20之间的表面张力形成弯月面。术语“弯月面”是指由表面张力所形成的液体凸起表面。在LED 14周围的上部部分18之直径或宽度与该密封材料基质的勃度允许在边缘20处的密封材料基质的表面张力超过重力。可使用不同的上部部分直径(或宽度)，且适当直径随该密封材料基质的黏度而变化。该密封材料基质的黏度越低，应使用的上部部分直径便越小。尽管本文中术语黏度用于说明弯月面的形成，但应理解其它属性对于在LED上方的密封材料基质的形成也很重要。黏度及其它流变属性可影响密封材料基质形成。黏度可影响最初弯月面如何形成，但给予足够时间的话，一般性流体(例如糖浆)会缓慢流动，但最终会到达类似于非黏性流体的平衡形状。其它触变性材料(具有类似于刮胡膏的属性)不会流动或随时间流动较少，从而更大程度地控制弯月面形状。因此，在特定应用中可能需要使用触变性材料，尤其在引入密封材料基质和固化中存在某些延迟时。
在边缘20处所形成的该弯月面在LED 14上方将该密封材料基质保持在上部部分18上的近似圆顶形状中。为了在LED 14周围限定圆周的弯月面保持特征，该基质密封材料十分近似LED 14的圆顶。如下进一步说明，该等弯月面保持特征可在该LED周围采取不同形状(例如方形、八边形等)且此形状会影响在该LED上方的圆顶状的整体形状。应理解，本文中术语“圆顶状”包括一圆形弯月面保持特征以及其它形成特征所形成之该等圆顶。
图4及5示出具有引入LED 14上方并保持在上部部分18之上的密封材料基质22的LED封装10。可使用包括但不限于公知的注射器或针注射系统的多种公知的方法来引入密封材料基质22。
密封材料基质22较佳地包括诸如聚硅氧、环氧树脂、与转换材料(较佳的是包含转换粒子)混合的树脂的可固化液体。在一具体实施例中，该可固化液体包括商用Nusil CFI-675聚硅氧弹性体。可取决于LED 14的发射波长及转换光的所需波长使用许多不同类型的转换粒子。在根据本发明的一具体实施例中，LED 14在蓝色波长光谱内发光且该转换材料吸收某些蓝光并重新发射黄光，使得封装10发射蓝光及黄光的混合白光。使用由基于(Gd, Y)3(Al, Ga)5O12: Ce体系的磷光体所制成的转换粒子，一全范围的较宽黄光光谱发射是可行。下列详单列出在LED封装10内用作转换粒子之其它适合的磷光体。各磷光体在蓝光及/ 或紫外线发射光谱内呈现激发，提供所需的峰值发射，具有较有效率的光转换，并具有可接受的斯托克斯(Stokes)偏移: 
黄光/绿光
(Sr, Ca, Ba )(Al, Ga)2S4: Eu2+
Ba2(Mg, Zn)Si2O7: Eu2+
Gd0.46Sr0.31Al1.23OxF1.38: Eu2+ 0.06
(Ba1-x-ySrxCay)SiO4: Eu
Ba2SiO4: EU2+
红光
Lu2O3: Eu3+
(Sr2-xLax)(Ce1-xEux)O4
Sr2Ce1-xEuxO4
Sr2-xEuxCeO4
SrTiO3: Pr3+, Ga3+
取决于材料转换效率，在密封材料基质内该转换材料可具有不同的浓度。该转换粒子可均匀地散布在密封材料基质内，或该粒子可设置在LED周围，使得该粒子更靠近LED。该基质密封材料22还可包括诸如散射粒子的帮助散射光的材料。一旦密封材料基质22是注入适当位置，便可使用公知方法(例如热或紫外线固化)将其固化以在LED 14上方的适当位置硬化密封材料基质22。
图6示出在密封材料基质22上具有圆顶形状的中间密封材料24的LED封装10。第二边缘26担当第二弯月面形成特征且将该中间密封材料注入到固化密封材料基质22上方的适当位置内。该中间密封材料具有所需黏度，使得在中间密封材料24与第二边缘26之间的表面张力在第二边缘26处形成一弯月面。该弯月面将中间密封材料24保持在密封材料基质22上方的圆顶中。中间密封材料24可以是透明材料或可包含转换粒子与散射粒子之一或二者。该转换粒子可以与该密封材料基质内的粒子相同或不同。中间密封材料24还可具有与密封材料基质22相同的折射率或不同的折射率，并可使用公知的固化方法固化在适当位置内。中间密封材料24可担当LED封装10的最终密封材料。
应理解，封装10可具有更多密封材料层，其中某些层可利用别的次载具边缘来形成弯月面。该密封材料层还可具有不同形状并可具有不同的转换及散射粒子。其它磷光体及密封材料组合还可用于形成磷光体外壳。
图7显示根据本发明的LED封装30的另一具体实施例，且对于类似于上述及图1至5所示的LED 10的特征将使用相同的参考标记，应理解上述说明适用于此具体实施例中的相同特征。LED封装30包含有对齐的上部及下部部分18、16的一般圆柱形次载具12，且该上部部分具有小于下部部分16的直径。一LED 14安装到该上部部分，且通过次载具12、通过引线或二者来进行接触。密封材料基质22是包括在上部部分18上并由密封材料基质22与上部部分边缘20 之间的表面张力所形成的弯月面来在LED 14上方形成圆顶。密封材料基质22作为液体引入，然后在LED 14上方的适当位置固化并硬化。
封装30还包括印刷电路板(PCB) 32，和使用公知方法安装到PCB 32的次载具12。PCB 32优选包含接通次载具12的导电迹线34，使得施加至该迹线34的电信号传导至该次载具。从迹线到LED 14还可包括提供电信号给LED 14的来自迹线34的导线(未示出)。可包括具有与基质密封材料32相同或不同折射率的第二密封材料36 (例如聚硅氧、环氧树脂、树脂等)，以覆盖密封材料基质22与次载具12，且需要时，覆盖次载具12周围的 PCB 32的表面。
用于第二密封材料 36 (及上述中间密封材料)的材料选择可提高封装30的发射效率。明确而言，用于改善整体封装发射效率的因素包括该第二密封材料与该基质密封材料之间的相对折射率和与波长有关的第二密封材料的透明度。在相关发射体转换器材料透射波长上具有较高透明度和比该基质密封材料更高折射率的第二密封材料可改善封装30的发射。在根据本发明的封装30的具体实施例中，可使用蓝光LED和具有黄色转换材料的基质密封材料来产生白光，且该封装在各种视角下呈现基本均匀的相关色温(CCT)。还可选择具有适当透明度和折射率的第二密封材料来提高从该封装所发射的光的亮度。相比于该“滴入杯内”方法，该转换光及LED光源的接近还可提高发射光之均匀性。使该两个光源靠在一起允许二者在该等光学组件之光学焦点处或附近驻留。通过同等地引导或聚焦转换光及未转换光二者来提供改善的色彩均匀性，从而产生均匀色彩轮廓的投射。
图8示出图7所示的具有形成于密封材料基质22上方的中间密封材料38的LED封装30，该中间密封材料的表面张力形成一弯月面以在密封材料基质22上方的圆顶中保持中间密封材料38。中间密封材料38还可包括转换材料与散射粒子，且还可选择该中间密封材料的折射率以优化封装30的发射。
还可通过改变第一及第二弯月面形成特征之形状来改善从该封装所发射的光的效率。如上所述，在根据本发明的封装中，可将LED放置在诸如圆形接合垫或圆形反射器表面或圆形次载具之类的圆形表面上。该圆形表面经常用于在最小面积内最大化散热。虽然LED一般具有方形或矩形形状，然而应理解还可使用圆形LED。对于方形LED，在LED下面的表面之圆形形状提供一般产生具有基本均匀圆顶形状的密封材料基质的弯月面保持特征。这可能无法在方形LED上提供最佳形状以最小化CCT变化。
根据本发明，可替换地将LED放置于具有弯月面保持特征的形状上，从而影响该密封材料基质的圆顶形状至一种形状以更加匹配管芯近场来优化CCT变化。图9示出具有次载具42更加匹配LED 44的形状的次载具/LED组合40的另一具体实施例。次载具42具有匹配安装到该上部表面的方形LED 44的基本为方形的上部部分。图10示出图9的具有在LED 44 (图10中的幻影所示) 和次载具42上表面上方引入的密封材料基质46的LED封装40。封装40的弯月面保持特征是该次载具的上部边缘48，使得密封材料基质46在LED 44上方形成受方形影响的圆顶状。即，密封材料基质46以其圆顶状延伸，到达次载具上部边缘48的角落，从而赋予该密封材料基质尤其在相邻上部边缘48处受方形影响的圆顶状。接着可固化密封材料基质46以在LED 44上方将其硬化。
方形次载具42优选由金属导电或半导体材料制成。比较上述圆柱形次载具，方形次载具一般更容易制造，并可从更大块的金属切割或切断得到。方形次载具42还可具有额外的弯月面形成特征与密封材料层，并还可安装到如上所述的PCB上。
图11是示出类似于图9及10的封装40配置的LED封装的相关色温(CCT)的曲线图50。该封装可发射一来自该LED的蓝光和来自该密封材料基质内转换粒子的黄光的混合白光。该曲线图显示作为视角的函数的CCT，并示出横跨该视角的基本均匀的CCT。
可使用不同的次载具形状以裁剪该基质密封材料来改善该LED封装的 CCT。图12是根据本发明的次载具/LED组合60的另一具体实施例的透视图， 其具有一般是方形以在其边缘提供一般方形弯月面形成特征的次载具62。然而，次载具62还包括可为不同大小及不同形状并可在次载具62上在不同位置上设置的凹口64，且所示凹口64位于次载具62的角落处。该凹口64可沿次载具62的整体高度或可仅位于该次载具的上表面处以提供该弯月面保持特征的形状。LED 66可安装到该次载具上表面，且该边缘弯月面形成特征包围LED  66。接着可在覆盖LED 66的上部表面上引入一密封材料基质。在该次载具的上部边缘处的基质密封材料的表面张力形成将该密封材料基质保持在该LED上方的受该次载具的上部表面的形状影响的圆顶形状中的弯月面。例如，在该次载具内的该凹口64将会在该密封材料基质内尤其在该凹口64附近产生凹口型形状。
图13及14示出根据本发明的次载具70、80的另外的具体实施例，但应明白次载具可采用本文所示及所述以外的许多不同形状。图13中的次载具70类似于图12中的次载具62，但代替在该角落处具有圆形凹口，将该角落72切掉以给予该次载具的上表面六边形形状从而提供六边形弯月面形成特征。图14中的次载具80亦类似于图12中的次载具62，但在角落处具有成角度的凹口82。该凹口82可具有许多不同的角度，所示的适当角度是近似90度。在二次载具70、80中，如上所述将LED安装到上述上表面，并将基质密封材料引入该上表面，覆盖该LED与该上表面。在该次载具的上部边缘处的密封材料基质的表面张力形成将该密封材料基质保持在该LED上方的受该次载具的上部表面的形状影响的圆顶形状中的弯月面。
在图12至14中所描述的次载具还可形成如上所述提供额外弯月面形成特征并可形成上述的中间或第二密封材料的额外部分。图15示出根据本发明的具有一上部部分92与一下部部分94的次载具90的另一具体实施例。上部部分92具有类似于图12所示的次载具62的形状，而下部部分94具有一八边形形状。可将LED安装到上部部分92的上表面，且该上表面的边缘在该LED周围提供弯月面形成特征。在后续制造步骤中，可在该LED上方的该上表面上引入密封材料基质。该密封材料基质在该LED上方形成受到该上部表面形状影响的圆顶状。在固化该密封材料基质之后，可在该密封材料基质上引入中间(或第二)密封材料，且在下部区段边缘94处该中间密封材料的表面张力形成将该基质密封材料保持在密封材料基质上方的圆顶形状中的弯月面，且该中间密封材料的形状受到下部部分94的形状影响。应理解，根据本发明可使用不同的上部部分形状及下部部分形状组合，且对于额外的密封材料层可包括额外次载具部分。
应理解，上述不同形状的次载具可由诸如金属之类的导电材料制成且可使用公知方法来形成。还应理解，如上所述该次载具的各次载具可安装到PCB上。
如上所述，该弯月面保持特征可包含边缘、角落、凸缘、沟渠、环及任何其它物理转变( physical transition )。图16示出具有可用作弯月面保持特征的替代性物理转变的次载具100，该特征的各特征在次载具中心101周围配置， 以在中心处固定的LED周围提供弯月面形成特征。该不同特征包括圆形环102、 沟渠104、三角形环106、方形环108及凸缘110。应理解，根据本发明可使用许多其它物理转变。
在其它具体实施例中，可取代物理特征而使用化学转变，且该化学品具有不同于该密封材料的表面张力。结果是，该化学品由于该密封材料而经历不浸润，从而允许在该化学品处形成弯月面。使用不同方法应用该化学品，且一种适当方法是在所需位置涂刷该化学品。在一具体实施例中，可在LED附近(或其它发射体)周围的次载具上以圆形(或其它形状)涂刷该化学品，且当在LED上方引入该密封材料基质时，该弯月面以与物理转变几乎相同的方式在LED上方以一圆顶形成该密封材料基质。可使用许多不同的化学品且一种适当的化学制品是购自Nye? Lubricants的商用Nyebar-Q。
本发明的其它具体实施例可具有不具有次载具的固态发射体，弯月面是由其它位置的特征来形成。图17及18示出根据本发明的包含不具有次载具的 LED 122的固态发射体封装120的另一具体实施例。LED 122是圆形，但还可使用其它形状的LED。该LED包含一上表面124与上表面边缘126。在上部表面124上引入密封材料基质128且当覆盖该表面时，该密封材料基质到达形成弯月面的边缘126。这使得该密封材料基质在该LED上表面上方形成圆顶。
该具体实施例可与许多不同类型及厚度的LED一起使用，但尤其适用于薄LED。可使用许多不同大小的LED，以及具有比其直径小得多的高度的薄LED。使用薄LED，大多数发射光会穿过该基质材料，少量会穿过该LED侧表面。薄LED可采用许多不同方式来制造，且一种适当的制造方法是在基板上形成LED有源层，然后去除该基板。
在其它具体实施例中，可在细薄LED的一个或多个表面内形成一或多个物理特征，以提供额外的弯月面保持特征。可配置该实体特征，以允许在该上表面上形成密封材料基质圆顶，或可配置成允许诸如例如图6所示及上述之多个层22及24之类的多于一层的材料层。
图19示出根据本发明的一种种用于制造一LED封装的方法140的具体实施例，且尽管该方法是使用一系列连续区块来显示，但应理解根据本发明的方法可采用不同顺序来进行。在步骤142，提供具有弯月面形成特征的次载具，且根据本发明该次载具可以是上述次载具之一或任何其它次载具。根据本发明，该弯月面保持特征可以是次载具表面的边缘或包括上述特征的任何其它特征。在步骤144，将LED 安装到该次载具的表面，该弯月面保持特征在该LED周围。在步骤146，在该LED及其次载具表面上方引入密封材料基质。该弯月面保持特征的宽度及/直径与形状影响该密封材料基质的大小及形状，优选在该LED上方采取一圆顶状。
在步骤148，使用诸如热固化之类公知的固化方法来固化该密封材料基质。在步骤150，该方法包括在该固化密封材料基质上方可选择地引入中间/第二密封材料，且该中间/第二密封材料是由在第二基质形成特征处所形成的弯月面来以该密封材料基质上方的圆顶形状保持。在步骤152，例如藉由热固化，可固化该中间/第二密封材料。在步骤154，可将该次载具视需要地安装到一上述PCB。
应理解，对于制造一不具有次载具的LED封装方法，不需要方法140的步骤142及144。在步骤146，直接将该密封材料基质引入该LED上且该LED的该边缘(或其它物理属性)担当该等弯月面形成特征。接着可按所述来执行方法140的剩余部分。
尽管己参考其中特定的较佳配置相当详细地说明本发明，但其它变化一样可行。因此，所附权利要求的精神和范围不应限于其中所包含的优选版本。

Claims (22)

1.一种发射体封装，包括：
次载具，
安装到所述次载具的表面上的固态发射体，所述次载具包括在所述固态发射体周围的第一弯月面形成特征；
在所述次载具的所述表面上且覆盖所述固态发射体的密封填质，所述密封填质在所述固态发射体上方形成圆顶形状，所述密封填质的大小和形状至少部分地由所述弯月面形成特征的宽度和形状限定，其中所述第一弯月面形成特征具有方形形状，在其拐角处具有凹口。
2. 如权利要求1所述的封装，其中，所述次载具被安装到印刷电路板上。
3. 如权利要求2所述的封装，包括覆盖所述密封填质和所述次载具的第二密封材料。
4. 如权利要求3所述的封装，其中，所述密封填质包含转换材料，且其中所述第二封装材料对所述发射体和所述转换材料所发射光的波长透明，且其中所述第二封装材料具有比所述密封填质更高的折射率。
5. 一种发射体封装，包括：
次载具，
安装到所述次载具的表面上的固态发射体，所述次载具包括在所述固态发射体周围的第一弯月面形成特征；
在所述次载具的所述表面上且覆盖所述固态发射体的密封填质，所述密封填质在所述固态发射体上方形成圆顶形状，所述密封填质的大小和形状至少部分地由所述弯月面形成特征的宽度和形状限定；
围绕所述第一弯月面形成特征的第二弯月面形成特征；以及
在所述密封填质上方成圆顶形状的中间密封材料，所述中间密封材料的大小和形状至少部分地由所述第二弯月面形成特征的大小和形状限定，
其中，所述次载具包括上部部分和下部部分，所述上部部分具有小于所述下部部分宽度的宽度，所述第一弯月面保持特征包括所述上部部分的边缘，所述第二弯月面保持特征则包括所述下部部分的边缘。
6. 一种发射体封装，包括：
安装到主体表面的固态发射体，所述表面具有集成到所述主体、围绕所述发射体的第一弯月面形成特征；
在所述表面上并覆盖所述固态发射体的封装材料，所述封装材料的外部边缘邻近由所述弯月面形成特征所限定的所述表面，所述封装材料形成覆盖在所述发射体上方的基本上圆顶形状，
其中所述弯月面形成特征包括所述表面的边缘；以及
在所述密封填质上方成圆顶形状的中间密封材料，其中所述中间密封材料的至少一个表面与所述密封材料的形状一致。
7. 如权利要求6所述的封装，其中，所述弯月面保持特征具有围绕所述发射体的宽度，以便通过液体和所述弯月面保持特征之间形成的弯月面来在所述发射体上方的圆顶形状中保持所述液体。
8. 如权利要求6所述的封装，其中，所述固态发射体包括发光二极管。
9. 如权利要求6所述的封装，其中，所述封装材料还包括转换材料。
10. 如权利要求6所述的封装，其中，所述第一弯月面形成特征包括在液体接触其时产生弯月面的物理转变。
11. 如权利要求6所述的封装，还包括围绕所述第一弯月面形成特征的第二弯月面形成特征。
12. 如权利要求11所述的封装，其中邻近所述第二弯月面形成特征的所述中间密封材料的外部边缘由所述第二弯月面形成特征限定。
13. 如权利要求12所述的封装，其中，所述第二弯月面形成特征包括在液体接触其时产生弯月面的物理转变。
14. 如权利要求12所述的封装，其中，所述密封填质包括转换材料，且其中所述中间封装材料对所述发射体和所述转换材料所发射光的波长透明，且其中所述中间密封材料具有比所述密封填质更高的折射率。
15. 一种发射体封装，包括：
次载具，
安装到所述次载具的表面上的固态发射体，所述次载具包括集成到所述次载具，围绕所述固态发射体的内和外弯月面形成特征；
所述次载具的所述表面上的覆盖所述固态发射体的第一密封材料，所述第一密封材料的形状至少部分地由所述内弯月面形成特征的形状限定；以及
所述次载具的所述表面上的覆盖所述第一密封材料的第二密封材料，所述第二密封材料的形状至少部分地由所述外弯月面形成特征的形状限定，且其中所述第二密封材料的至少一个表面与所述第一密封材料的形状一致。
16. 一种发射体封装，包括：
次载具，
安装到所述次载具的固态发射体，所述次载具包括集成到所述次载具、围绕所述固态发射体的非圆形弯月面形成特征；
在所述次载具上且覆盖所述固态发射体的密封填质，所述密封填质的大小和形状至少部分地由所述非圆形弯月面形成特征的尺寸和形状限定；以及
所述次载具的所述表面上的覆盖所述密封填质的第二密封材料，其中所述第二密封材料的至少一个表面与所述密封填质的形状一致。
17. 如权利要求16所述的发射体封装，其中，所述弯月面形成特征是矩形的。
18. 如权利要求16所述的发射体封装，其中，所述非圆形弯月面形成特征基本上是在至少一个拐角处具有圆形凹口的矩形。
19. 如权利要求16所述的发射体封装，其中，所述弯月面形成特征是十字形的。
20. 如权利要求16所述的发射体封装，其中，所述弯月面形成特征是八边形。
21. 如权利要求16所述的发射体封装，其中，所述弯月面形成特征是多边形。
22. 如权利要求16所述的发射体封装，其中，还包括围绕所述非圆形弯月面形成特征的额外的弯月面形成特征。
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