CN108963055A - 一种同质封装的半导体发光器件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体发光器件技术领域，具体公开一种同质封装的半导体发光器件。所述半导体发光器件，包括发光二极管芯片和设置在所述发光二极管芯片上的封装外壳，所述半导体发光器件还包括用于固封所述发光二极管芯片的支架层，所述支架层设置在所述发光二极管芯片和所述封装外壳之间，且所述支架层包括用于固定所述发光二极管芯片、且与所述发光二极管芯片电性连接的引线框架，和用于固定所述引线框架的封装胶；所述封装外壳与所述封装胶采用相同材质的有机材料制成。本发明提供的同质封装的半导体发光器件，封装外壳的材质与封装胶为同一体系的有机材料，器件的结构稳定性和气密性表现更加优异，器件的机械强度和耐候性也得到提高。
Description
技术领域
本发明涉及半导体发光器件技术领域，尤其涉及一种同质封装的半导体发光器件。
背景技术
目前，半导体发光器件(LED灯珠)封装普遍都包含芯片、键合线、引线框架、组成支架管腔的材料、封装胶、荧光粉等，其中组成支架管腔的材料一般为环氧树脂、PPA、PCT等有机材料，而封装胶一般为硅胶等有机材料。在目前普遍应用的封装中，组成支架管腔的材料和封装胶为不同体系的有机材料。由于不同体系的有机材料间的匹配性不佳，使用这种封装形式的器件结构稳定性和气密性较差，例如封装胶与支架管腔材料匹配性不佳，导致封装胶与支架产生剥离，导致器件的机械强度和耐候性不佳，无法满足需求。
发明内容
针对现有发光器件封装材料为不同材质，使器件结构稳定性和气密性较差，机械强度和耐候性不佳等问题，本发明提供一种同质封装的半导体发光器件。
为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：
一种同质封装的半导体发光器件，包括发光二极管芯片和设置在所述发光二极管芯片上的封装外壳，所述半导体发光器件还包括用于固封所述发光二极管芯片的支架层，所述支架层设置在所述发光二极管芯片和所述封装外壳之间，且所述支架层包括用于固定所述发光二极管芯片、且与所述发光二极管芯片电性连接的引线框架，和用于固定所述引线框架的封装胶；所述封装外壳与所述封装胶采用相同材质的有机材料制成。
相对于现有技术，本发明提供的同质封装的半导体发光器件，封装外壳的材质与封装胶为相同材质的有机材料，相同材质的材料有着优良的匹配性，材料间结合的更好，器件的结构稳定性和气密性表现更加优异，同时，器件的机械强度和耐候性也得到提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例同质封装的半导体发光器件结构示意图；
图2是本发明实施例同质封装的半导体发光器件剖视图示意图；
图3是本发明实施例普通封装器件85℃高温老化实验结果；
图4是本发明实施例普通封装器件60℃/90％RH高温高湿老化实验结果；
图5是本发明实施例同质封装的半导体发光器件85℃高温老化实验结果；
图6是本发明实施例同质封装的半导体发光器件60℃/90％RH高温高湿老化实验结果；
其中，图中各附图标记：
1-光二极管芯片；2-引线框架；3-封装外壳；4-封装胶；5-键合线；6-芯片粘结层。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1及图2，本发明实施例提供一种同质封装的半导体发光器件。该同质封装的半导体发光器件，包括发光二极管芯片1和设置在所述发光二极管芯片1上的封装外壳3，所述半导体发光器件还包括用于固封所述发光二极管芯片1的支架层，所述支架层设置在所述发光二极管芯片1和所述封装外壳3之间，且所述支架层包括用于固定所述发光二极管芯片1、且与所述发光二极管芯片1电性连接的引线框架2，和用于固定所述引线框架2的封装胶4；所述封装外壳3与所述封装胶4采用相同材质的有机材料制成。
优选地，所述有机材料包括有机硅化合物、环氧树脂、杂化材料，采用同样材质，保证器件的结构稳定性和气密性，以保护芯片电路不受水、空气等物质的侵蚀而造成电气性能降低。
优选地，所述有机硅化合物为具有如下所示结构的聚合物，
其中，R1、R2为相同或不同的有机基团，且重复单元上的R1相同或不同，重复单元上的R2相同或不同，耐热性能优异，有助于提高半导体发光器件的功率。
优选地，所述选自分子中含有两个或两个以上环氧基团的环氧树脂，具有较好的强度、耐热等性能，且环氧树脂胶具有较好的胶黏性能，有助于改善器件的结构稳定性、机械强度和气密性。
优选地，所述杂化材料为有机硅改性环氧树脂，可进一步改善器件的结构稳定性、机械强度和气密性。
优选地，所述封装胶中填充有荧光粉和/或光散射颗粒，改善半导体发光器件的亮度、显色指数、色温及流明效率等性能。
优选地，所述封装外壳中掺杂有无机填料，进一步改善封装外壳的机械性能。
优选地，所述无机填料为金属氧化物、非金属氧化物、碳酸盐、硅酸盐中的至少一种。
优选地，所述引线框架的材质为金属、有导电结构的陶瓷、有导电结构的塑料、或有导电结构的橡胶，有助于实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接，有助于形成电气回路。
优选地，请参阅图2，所述发光二极管芯片1通过芯片粘结层6和键合线5固定在所述引线框架2上，有助于形成电气回路。
本发明实施例提供的同质封装的半导体发光器件，封装外壳的材质与封装胶为相同材质的有机材料，相同材质的材料有着优良的匹配性，材料间结合的更好，器件的结构稳定性和气密性表现更加优异，同时，器件的机械强度和耐候性也得到提高；此外，有机硅化合物的耐热性能优异，半导体发光器件使用同体系的有机硅化合物进行封装，则与传统的封装器件相比，该器件可以在相同的封装尺寸下，器件功率可以做到更高，产品的可靠性更加优异。
为了更好的说明本发明实施例提供的同质封装的半导体发光器件，下面通过实施例做进一步的举例说明。
实施例1
一种同质封装的半导体发光器件
包括发光二极管芯片和设置在所述发光二极管芯片上的封装外壳，所述半导体发光器件还包括用于固封所述发光二极管芯片的支架层，所述支架层设置在所述发光二极管芯片和所述封装外壳之间，且所述支架层包括用于固定所述发光二极管芯片、且与所述发光二极管芯片电性连接的引线框架，和用于固定所述引线框架的封装胶；所述封装外壳与所述封装胶采用相同材质的有机硅化合物，封装外壳掺杂有金属氧化物，封装胶内填充有荧光粉。
实施例2
一种同质封装的半导体发光器件
包括发光二极管芯片和设置在所述发光二极管芯片上的封装外壳，所述半导体发光器件还包括用于固封所述发光二极管芯片的支架层，所述支架层设置在所述发光二极管芯片和所述封装外壳之间，且所述支架层包括用于固定所述发光二极管芯片、且与所述发光二极管芯片电性连接的引线框架，和用于固定所述引线框架的封装胶；所述封装外壳与所述封装胶采用相同材质的环氧树脂，封装外壳掺杂有硅酸盐，封装胶内填充有荧光粉。
实施例3
一种同质封装的半导体发光器件
包括发光二极管芯片和设置在所述发光二极管芯片上的封装外壳，所述半导体发光器件还包括用于固封所述发光二极管芯片的支架层，所述支架层设置在所述发光二极管芯片和所述封装外壳之间，且所述支架层包括用于固定所述发光二极管芯片、且与所述发光二极管芯片电性连接的引线框架，和用于固定所述引线框架的封装胶；所述封装外壳与所述封装胶采用相同材质的杂化材料，封装外壳掺杂有非金属氧化物，封装胶内填充有荧光粉和光散射颗粒。
为了更好的说明本发明实施例提供的同质封装的半导体发光器件的特性，下面将实施例1中的同质封装的半导体发光器件进行相应的硫化性能、可靠性的测试。
其中，硫化性能测试：硫粉在加热的条件下升华为硫蒸气，硫蒸气通过器件结构与器件内反射层镀银层上的银发生反应，使镀银层的反射率下降，器件发生光衰，器件光衰越小，说明器件气密性越好，结果如表1所示。
| 测试结果 | 普通封装 | 同质封装 |
| 平均光衰 | 11.23％ | 3.39％ |
普通封装：封装外壳材料:环氧体系，封装胶：有机硅体系；硫化条件：75℃/8h，硫粉浓度1.33g/100mL。
其中，可靠性测试包括85℃高温老化实验、60℃/90％RH高温高湿老化实验、以及3w大功率光通量维持率，结果如图3-6及表2、3所示。
表2普通封装器件的光通量维持率
表3同质封装器件的光通量维持率
普通封装器件的85℃高温老化实验、60℃/90％RH高温高湿老化实验结果如图3、图4所示，同质封装器件的85℃高温老化实验、60℃/90％RH高温高湿老化实验结果如图5、图6所示。
由以上数据可得，本发明实施例提供的同质封装的半导体发光器件，结构稳定性，耐候性和气密性表现更加优异。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种同质封装的半导体发光器件，包括发光二极管芯片和设置在所述发光二极管芯片上的封装外壳，其特征在于，所述半导体发光器件还包括用于固封所述发光二极管芯片的支架层，所述支架层设置在所述发光二极管芯片和所述封装外壳之间，且所述支架层包括用于固定所述发光二极管芯片、且与所述发光二极管芯片电性连接的引线框架，和用于固定所述引线框架的封装胶；所述封装外壳与所述封装胶采用相同材质的有机材料制成。
2.如权利要求1所述的同质封装的半导体发光器件，其特征在于：所述有机材料包括有机硅化合物、环氧树脂、杂化材料。
3.如权利要求2所述的同质封装的半导体发光器件，其特征在于：所述有机硅化合物为具有如下所示结构的聚合物，
其中，R1、R2为相同或不同的有机基团，且重复单元上的R1相同或不同，重复单元上的R2相同或不同。
4.如权利要求2所述的同质封装的半导体发光器件，其特征在于：所述环氧树脂选自分子中含有两个或两个以上环氧基团的环氧树脂。
5.如权利要求2所述的同质封装的半导体发光器件，其特征在于：所述杂化材料为有机硅改性环氧树脂。
6.如权利要求1-5任一项所述的同质封装的半导体发光器件，其特征在于：所述封装胶中填充有荧光粉和/或光散射颗粒。
7.如权利要求1-5任一项所述的同质封装的半导体发光器件，其特征在于：所述封装外壳中掺杂有无机填料。
8.如权利要求7所述的同质封装的半导体发光器件，其特征在于：所述无机填料为金属氧化物、非金属氧化物、碳酸盐、硅酸盐中的至少一种。
9.如权利要求1-5任一项所述的同质封装的半导体发光器件，其特征在于：所述引线框架的材质为金属、有导电结构的陶瓷、有导电结构的塑料、或有导电结构的橡胶。
10.如权利要求1-5任一项所述的同质封装的半导体发光器件，其特征在于：所述发光二极管芯片通过芯片粘结层和键合线固定在所述引线框架上。
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| CN113451153A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-09-28 | 鑫金微半导体(深圳)有限公司 | 一种大功率集成电路半导体或模块的封装方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181207 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |