(57)【要約】  改良された化学抵抗性を提供するための発光体パッケージ、部品および関連する方法が本願で提供される。一態様においては、発光体パッケージの部品が提供される。該部品は、基材と、該基材上方に少なくとも部分的に配置される銀（Ａｇ）含有材料と、該Ａｇ部分の上方に少なくとも部分的に配置されるフェニル含有シリコーン封入材の部分とを含むことができる。該部品は、表面実装型デバイス（ＳＭＤ）タイプの発光体パッケージ内に組み込むことができる。
2014525146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
前記基材の上方に少なくとも部分的に配置される銀（Ａｇ）含有材料と、
前記Ａｇ含有材料の上方に少なくとも部分的に配置されるフェニル含有シリコーン封入材の部分と
を含む、発光体パッケージの部品。
【請求項２】
前記フェニル含有シリコーンの部分が約１００℃〜約２００℃で硬化可能である、請求項１に記載の部品。
【請求項３】
前記フェニル含有シリコーンの部分が約１５０℃で硬化可能である、請求項１に記載の部品。
【請求項４】
前記フェニル含有シリコーンの部分の硬化後の硬さが約Ａ３０〜約Ａ８０である、請求項１に記載の部品。
【請求項５】
前記フェニル含有シリコーンの部分の硬化後の硬さが約Ａ４０〜約Ａ７０である、請求項１に記載の部品。
【請求項６】
前記フェニル含有シリコーンの部分の硬化後の硬さが約Ａ２０〜約Ｄ６０である、請求項１に記載の部品。
【請求項７】
前記Ａｇ含有材料の一部の上方に発光体チップが配置される、請求項１に記載の部品。
【請求項８】
前記Ａｇ含有材料の一部に発光体チップがワイヤボンディングされる、請求項１に記載の部品。
【請求項９】
前記フェニル含有シリコーン封入材が、該封入材内に配置される少なくとも１つの蛍光体を含む、請求項１に記載の部品。
【請求項１０】
前記基材が銅（Ｃｕ）を含む、請求項１に記載の部品。
【請求項１１】
前記部品が、表面実装型デバイス（ＳＭＤ）タイプの発光体パッケージ内に組み込まれる、請求項１に記載の部品。
【請求項１２】
基材と、
前記基材上に少なくとも部分的に配置される銀（Ａｇ）含有材料と、
前記Ａｇ含有材料の上方に少なくとも部分的に配置される保護層であって、前記Ａｇ含有材料の化学抵抗性を向上させるために、少なくとも一部に金属材料、誘電体材料、または有機材料を含む保護層と
を含む発光体パッケージの部品。
【請求項１３】
前記保護層がＳｉ含有材料層を含む、請求項１２に記載の部品。
【請求項１４】
前記保護層が、オルガノシリコーン、反応性シリコーン、または反応性シランに由来する化合物を含む、請求項１３に記載の部品。
【請求項１５】
前記保護層が噴霧可能または注入可能である、請求項１２に記載の部品。
【請求項１６】
前記基材が銅（Ｃｕ）を含む、請求項１２に記載の部品。
【請求項１７】
前記部品が、表面実装型デバイス（ＳＭＤ）タイプの発光体パッケージ内に組み込まれる、請求項１２に記載の部品。
【請求項１８】
銀（Ａｇ）含有部品と、
前記Ａｇ含有部品の上方に配置される１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）チップと、
前記Ａｇ含有部品の上方に少なくとも部分的に配置される保護層であって、前記Ａｇ含有部品の化学抵抗性を向上させるために、少なくとも一部に金属材料、誘電体材料、または有機材料を含む保護層と
を含む発光体パッケージ。
【請求項１９】
前記保護層がＳｉ含有材料層を含む、請求項１８に記載のパッケージ。
【請求項２０】
前記保護層が、オルガノシリコーン、反応性シリコーン、または反応性シランに由来する化合物を含む、請求項１９に記載のパッケージ。
【請求項２１】
前記Ａｇ含有部品がリードフレームから形成される複数の部品を含む、請求項１８に記載のパッケージ。
【請求項２２】
反射キャビティをさらに含む、請求項１８に記載のパッケージ。
【請求項２３】
前記保護層が前記反射キャビティの側壁の上方に配置される、請求項２２に記載のパッケージ。
【請求項２４】
前記保護層が前記ＬＥＤチップと該ＬＥＤチップから延びる電気コネクタとの上方に配置される、請求項１８に記載のパッケージ。
【請求項２５】
前記保護層が前記ＬＥＤパッケージの成形体の部分間に配置される、請求項１８に記載のパッケージ。
【請求項２６】
前記反射キャビティにフェニル含有シリコーン封入材料が配置される、請求項２２に記載のパッケージ。
【請求項２７】
前記フェニル含有シリコーン封入材料が約１５０℃において硬化可能である、請求項２６に記載のパッケージ。
【請求項２８】
前記フェニル含有シリコーン封入材料の硬化後の硬さが約Ａ３０〜約Ａ８０の範囲である、請求項２６に記載のパッケージ。
【請求項２９】
前記フェニル含有シリコーン封入材料の硬化後の硬さが約Ａ４０〜約Ａ７０の範囲である、請求項２６に記載のパッケージ。
【請求項３０】
前記フェニル含有シリコーン封入材料の硬化後の硬さが約Ａ２０〜約Ｄ６０の範囲である、請求項２６に記載のパッケージ。
【請求項３１】
最適化された化学耐性を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）パッケージを提供する方法であって、
銀（Ａｇ）含有部品を提供することと、
前記Ａｇ含有部品の一部の上方にＬＥＤチップを提供することと、
前記Ａｇ含有部品の一部の上方にフェニル含有封入材または保護層のいずれかを提供することと
を含む方法。
【請求項３２】
Ｓｉ含有保護材料層を提供することを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記Ｓｉ含有保護材料層が、オルガノシリコーン、反応性シリコーン、または反応性シランに由来する化合物を含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
硬化後の硬さがＡ２０〜Ｄ６０であるフェニル含有封入材を提供することを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
硬化後の硬さがＡ２０〜Ｄ４０であるフェニル含有封入材を提供することを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
前記保護層を反射キャビティの一部の上方に提供することを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３７】
前記保護層を前記ＬＥＤチップから延びる電気コネクタの一部の上方に提供することを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３８】
前記保護層を前記ＬＥＤパッケージの成形体の部分間に提供することを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３９】
前記Ａｇ含有部品を提供することが、リードフレームから形成される複数の部品を提供することを含む、請求項３１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本願は、２０１１年７月２１日に出願された米国仮特許出願第６１／５１０，３１０号に関連し、またこれに基づく優先権を主張するものであり、同仮出願の開示内容は全て参照により本願に援用される。
（技術的分野）
本願に開示される発明主題は、概して、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような発光デバイスとともに使用するためのパッケージ、部品および関連する方法に関する。より詳細には、本願に開示される発明主題は、改良された化学抵抗性および改良された化学特性のためのパッケージ、部品および方法に関する。
（背景）
発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光デバイスは、白色光（例えば、白色または近白色として知覚される）を提供するためのパッケージにおいて使用されることができ、白熱灯製品、蛍光灯製品、およびメタルハライド高輝度放電灯（ＨＩＤ）製品に代わるものとして発展している。従来のＬＥＤパッケージは、内部に１以上の蛍光体を有する、または蛍光体を有しない封入材のような充填材料を含むことができる。従来の封入材は、望ましくない化学物質および／または化学蒸気がＬＥＤパッケージに進入して、パッケージ内の様々な部品を劣化させ得るガス透過性である場合がある。例えば、硫黄を含む蒸気、硫黄含有化合物（例えば硫化物、亜硫酸塩、硫酸塩、ＳＯｘ）、塩素および臭素を含有するコンプレックス、窒素酸化物（例えばＮｏｘ）、および酸化有機蒸気化合物は、封入材を透過し、ＬＥＤパッケージ内の様々な部品を劣化させる可能性がある。このような部品の劣化は、時間の経過とともに、ＬＥＤの部品およびパッケージの輝度、信頼性および熱特性に悪影響を与え得る。
【０００２】
市場において様々なＬＥＤパッケージおよび部品が入手可能であるにもかかわらず、改良された化学抵抗性のためのパッケージ、部品および関連方法については未だに必要とされている。本願に開示されるパッケージ、部品および方法は、製造容易性を高め、高出力および／または高輝度での応用における信頼性および性能を高める一方で、封入ＬＥＤパッケージおよび／またはパッケージ部品の化学抵抗性を好適に改良することができる。説明される方法は、任意のサイズ、厚さ、および／または寸法を有する、化学的に抵抗性の表面実装型デバイス（ＳＭＤ）タイプのＬＥＤパッケージの製造に使用し、適用することができ、該パッケージは、単一のＬＥＤチップ、複数のチップ、および／またはマルチアレイのＬＥＤを含むことができる。本願に開示されるパッケージ、部品および方法は、ＬＥＤチップの任意の寸法範囲および／または型、任意のダイアタッチ（例えば、共晶混合物、シリコーン、エポキシ）、ならびに任意のタイプの本体および／または反射体材料（例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、シリコーンまたはセラミック）に適用可能である。本願に開示されるパッケージ、部品および方法は、ＬＥＤチップの任意のタイプ、例えば、フリップチップまたはサファイアチップに使用することができる。本願の発明主題は、化学物質および化学蒸気に対する保護を提供し、例えば銀（Ａｇ）からなる、またはＡｇを含有するＬＥＤパッケージ、銅（Ｃｕ）およびこのような金属を含有する基板の上方に配置される、酸化防止物質、耐食層、および／または化学的バリア層として機能することができる。
（概要）
本開示に従って、表面実装型デバイス（ＳＭＤ）およびマルチアレイパッケージングを含む様々な適用によく適した発光デバイスパッケージ、部品および関連方法が提供される。したがって、本願における本開示の目的は、輝度の低下がゼロまたは最低限である、改良された化学抵抗性および改良された化学特性を有する発光デバイスのためのパッケージ、部品および方法を提供することにあり、一部においては、最適化されたシリコーン封入材および／または発光パッケージ内の少なくとも１つの銀（Ａｇ）部品またはＡｇ含有部品の上方に配置される保護層を利用することにより、該パッケージ、部品および方法の提供がなされる。
【０００３】
本願の開示から明白になるように、本開示のこれらの目的および他の目的は、少なくとも全体または一部において、本願に開示される発明主題により達成される。
（図面の簡単な説明）
ベストモードを含む本発明主題の十分かつ実施可能な、当業者に対する開示は、添付の図面への言及を含む、明細書の残りの部分においてより詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】本願の開示による発光ダイオード（ＬＥＤ）パッケージの第１実施形態の上方から見た斜視図である。
【図２】本願の開示によるＬＥＤパッケージの第１実施形態の断面図である。
【図３】本願の開示によるＬＥＤパッケージの第２実施形態の上方から見た斜視図である。
【図４】本願の開示によるＬＥＤパッケージの第２実施形態の断面図である。
【図５】本願の開示による、非最適化ＬＥＤパッケージの断面図である。
【図６】図６Ａおよび６Ｂは、本願の開示による非最適化ＬＥＤパッケージの写真である。
【図７】図７Ａおよび７Ｂは、本願の開示による最適化ＬＥＤパッケージの写真である。
【図８】本願の開示による、異なる化学蒸気曝露レベルにおける非最適化ＬＥＤパッケージおよび最適化ＬＥＤパッケージに関する輝度の低下を示すグラフである。
【図９Ａ】本願の開示による、異なる化学蒸気曝露レベルにおける非最適化ＬＥＤパッケージ、最適化ＬＥＤパッケージ、およびＡｇを含まない、または市販のパッケージに関する輝度の低下を示すグラフである。
【図９Ｂ】本願の開示による、異なる化学蒸気曝露レベルにおける非最適化ＬＥＤパッケージ、最適化ＬＥＤパッケージ、およびＡｇを含まない、または市販のパッケージに関する輝度の低下を示すグラフである。
【図１０】図１０Ａ〜１０Ｄは、本願の開示による、異なる化学蒸気曝露レベルにおける非最適化ＬＥＤパッケージおよび最適化ＬＥＤパッケージの写真である。
【図１１】本願の開示による、異なる化学蒸気曝露回数における、様々な非最適化ＬＥＤパッケージ、最適化ＬＥＤパッケージ、およびＡｇを含まないＬＥＤパッケージを示すグラフである。
【図１２】図１２Ａおよび１２Ｂは、本願の開示による、化学蒸気への曝露後における非最適化ＬＥＤパッケージおよび最適化ＬＥＤパッケージの写真である。
【図１３】本願の開示による、化学蒸気に対する保護を提供する保護層の一実施形態を示す断面図である。
【図１４】本願の開示による、化学蒸気に対する保護を提供する保護層の一実施形態を示す断面図である。
【図１５】本願の開示による、化学蒸気に対する保護を提供する保護層の一実施形態を示す断面図である。
【図１６】本願の開示による、化学蒸気に対する保護を提供する保護層の一実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
（詳細な説明）
本願に開示される発明主題は、発光ダイオード(ＬＥＤ)などの発光体とともに使用するためのパッケージ、部品および方法に関する。本願に記載されるパッケージ、部品および方法は、改良された性能、例えば改良された化学抵抗性を示す。特に、本願に記載されるパッケージ、部品およびシステムは、改良されたパッケージおよび部品を提供するために１以上の新規な保護層および／または封入材料を利用することができる。
【０００６】
様々な図面に示すように、構造体または部分のサイズのいくつかは、例示のため、他の構造体または部分に比較して誇張して描かれており、したがって、本発明主題の概略構造を示すために提供される。さらに、本発明主題の様々な態様は、他の構造体、部分、またはその両方の上に形成された構造体または部分に言及して説明されている。当業者であれば理解されるように、別の構造体または部分「上に」または「上方に」形成されている構造体についての言及は、付加的な構造体、部分、またはそれら両方が間に介在することも想定している。介在する構造体または部分を有さないで別の構造体または部分「上に」形成されている構造体についての言及は、本明細書においては、当該構造体または部分「上に直接」形成されていると記載する。同様に、要素が別の要素に「接続され」、「取り付けられ」、または「連結され」ていると記載される場合、当該要素は他方の要素に対して直接的に接続され、取り付けられ、連結されてもよく、あるいは、介在する要素が存在してもよい。反対に、要素が別の要素に「直接接続され」、「直接接着され」、または「直接連結される」と記載される場合には、介在する要素が存在しない。
【０００７】
さらに、「上に」、「上方に」、「上側」、「上部」、「下側」、「底部」といった相対的な用語は、図面に示されているように、ある構造体または部分の他の構造体または部分に対する関係を説明するために用いられる。「上に」、「上方に」、「上側」、「上部」、「下側」、「底部」といった相対的な用語は、図面に示されている向きに加えて、パッケージまたは部品の異なる向きも包含するものである。例えば、図面中のパッケージまたは部品がひっくり返されると、他の構造体または部分の「上方に」あると記載されている構造体または部分が、他の構造体または部分の「下方」に配置されることになるであろう。同様に、図面中のパッケージまたは部品が回転軸を中心に回転されると、他の構造体または部分の「上方」にあると記載されている構造体または部分は、当該他の構造体または部分の「隣」または「左側」に配置されることになるであろう。明細書を通じて、同様の符号が同様の要素に付される。
【０００８】
１以上の要素を含まないことが明確に記載されていなければ、本明細書において使用される「備える」「含む」および「有する」という用語は、１以上の要素の存在を除外するものではない、開放的な用語として解釈されるべきである。
【０００９】
本願に記載される実施形態による発光体パッケージは、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物（例えば、ガリウム窒化物（ＧａＮ））を用いたＬＥＤチップまたはレーザーを含むことができる。ＬＥＤチップおよびレーザーの製造は一般に知られているため、本願では簡潔に述べるのみとする。ＬＥＤチップまたはレーザーは、成長基板上、例えば炭化ケイ素（Ｓｉｃ）基板上（米国ノースカロライナ州ダーハムに所在するクリー・インコーポレイテッド社によって製造され、販売されるそのようなデバイス上など）に製造される。他の成長基板も本願において想定されるものであり、これらに限られるものではないが、例えばサファイア、ケイ素（Ｓｉ）およびＧａＮといったものについても想定されている。一態様においては、ＳｉＣ基板／層は、４Ｈポリタイプ炭化ケイ素基板／層であってもよい。しかしながら、他のＳｉｃポリタイプの候補、例えば３Ｃ、６Ｈおよび１５Ｒポリタイプを使用してもよい。適切なＳｉＣ基板は、本発明の譲受人である、米国ノースカロライナ州ダーハムに所在するクリー・インコーポレイテッド社から入手可能であり、このような基板を製造する方法は、科学論文、ならびに、例えば、これらに限定されるものではないが、米国再発行特許第３４，８６１号明細書、米国特許第４，９４６，５４７号明細書、および米国特許第５，２００，０２２号明細書を含む同一人に譲渡された多数の米国特許に記載されており、これらの開示事項はその全てが、参照により本願に援用される。他の任意の好適な成長基板についても、本願において想定されている。
【００１０】
本願において使用される場合、「ＩＩＩ族窒化物」という用語は、窒素と、周期表のＩＩＩ族の１以上の元素（通常はアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、およびインジウム（Ｉｎ））との間で生成される半導体化合物のことを指す。この用語はまた、ＧａＮ，ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮなどの二元化合物、三元化合物、四元化合物も指す。ＩＩＩ族の元素は、窒素と結合して、二元化合物（例えばＧａＮ）、三元化合物（例えばＡｌＧａＮ）、および四元化合物（例えばＡｌＩｎＧａＮ）を生成することができる。これらの化合物は、窒素１モルがＩＩＩ族元素の合計１モルと結合される実験式を有し得る。したがって、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ、ただし１＞ｘ＞０のような化学式が、これらの化合物を表すためによく使用される。ＩＩＩ族窒化物のエピタキシャル成長のための技術が、適切に十分開発され、適切な科学論文において報告されている。
【００１１】
本願に開示されるＬＥＤチップの様々な実施形態は成長基板を含み得るが、ＬＥＤチップを含むエピタキシャル層が成長させられた結晶エピタキシャル成長基板を除去することができ、独立したエピタキシャル層を代替のキャリア基板、または元の基板とは異なる熱的特徴、電気的特徴、構造的特徴、および／または光学的特徴を有し得る基板上にマウントできることが当業者であれば理解されよう。本願に記載される発明主題は、結晶エピタキシャル成長基板を有する構造に限定されるものではなく、エピタキシャル層が元の成長基板から除去され、代替のキャリア基板に接着される構造に関して使用されてもよい。
【００１２】
本願発明主題のいくつかの実施形態によるＩＩＩ族窒化物系ＬＥＤチップは、例えば、横型デバイス（ＬＥＤチップの同一の面に少なくとも２つの電気接点を有する）または縦型デバイス（ＬＥＤチップの対向面に電気接点を有する）を提供するために、成長基板（例えばＳｉ基板、ＳｉＣ基板、またはサファイア基板）上に形成することができる。さらに、成長基板は、製造後にＬＥＤチップ上に維持されてもよく、あるいは（例えば、エッチング、研削、研磨などによって）除去されてもよい。成長基板は、例えば結果として生じるＬＥＤチップの厚さを減少させるために、かつ／または、縦型ＬＥＤチップをわたる順方向電圧を減少させるために、除去することができる。横型デバイス（成長基板の有無にかかわらず）は、例えば、（例えば、はんだを使用して）キャリア基板またはプリント回路基板（ＰＣＢ）にフリップチップ接続されてもよく、あるいはワイヤボンディングされてもよい。縦型デバイス（成長基板の有無にかかわらず）は、キャリア基板、マウンティングパッド、またはＰＣＢにはんだ付けされた第１端子（例えば、アノードまたはカソード）と、キャリア基板、電気素子、またはＰＣＢにワイヤボンディングされた第２端子（例えば、先のものとは逆のアノードまたはカソード）とを有することができる。縦型および横型のＬＥＤチップの構造の例は、例えばＢｅｒｇｍａｎｎらによる米国特許出願公開第２００８／０２５８１３０号明細書や、２０１０年９月７日に特許が発行されたＥｄｍｏｎｄらによる米国特許第７，７９１，０６１号明細書において説明されており、これら明細書の開示事項は全て、参照により本願に援用される。
【００１３】
１つ以上のＬＥＤチップ、および、特に、セラミックを用いたサブマウント、レンズ、および／または配線のような、本願に記載される発光体パッケージの一部は、少なくとも部分的に１つ以上の蛍光体でコーティングされてもよい。蛍光体は、発光体パッケージがＬＥＤチップおよび蛍光体のそれぞれからの光の組合せを放出するように、ＬＥＤチップからの光の一部を吸収し、異なる波長の光を放出することができる。一実施形態では、発光体パッケージは、ＬＥＤチップおよび蛍光体から放出されたの光の組合せから生じる、白色光として知覚されるものを放出する。本発明主題による一実施形態では、白色発光パッケージは、青の波長スペクトルの光を放出するＬＥＤチップと、その青色光の一部を吸収して、黄の波長スペクトルの光を再放出する蛍光体とから成ってもよい。したがって、そのパッケージは青色と黄色の光の組み合わせである白色光を放出することができる。別の実施形態では、ＬＥＤチップは、米国特許第７，２１３，９４０号明細書に記載されているような青色と黄色の光の組み合わせからなる非白色光を放出する。本願は、赤色光を放出するＬＥＤチップ、またはＬＥＤ光を吸収して赤色光を放出する蛍光体によって被覆されるＬＥＤチップについても想定している。
【００１４】
ＬＥＤチップは、様々な方法を用いて蛍光体でコーティングすることができ、好適な方法の一つが、ともに発明の名称が「ウェーハレベルの燐光体被覆方法およびその方法を利用して製作される装置（Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  Ｐｈｏｓｐｈｏｒ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ  Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄ）」である米国特許出願第１１／６５６，７５９号明細書および同第１１／８９９，７９０号明細書において記載されており、これら明細書はその全てが、参照により本願に援用される。１以上のＬＥＤチップをコーティングするための他の好適な方法は、２０１１年１１月１５日に特許が発行された、発明の名称が「蛍光体コーティングを含む発光構造およびパッケージ発光ダイオードのための蛍光体コーティングシステムおよび方法（Ｐｈｏｓｐｈｏｒ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ａｎｄ  Ｐａｃｋａｇｅｄ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅｓ  Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  Ｐｈｏｓｐｈｏｒ  Ｃｏａｔｉｎｇ）」である米国特許第８，０５８，０８８号明細書、および発明の名称が「光学材料を光学素子に適用するためのシステムおよび方法（Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔｓ）」である米国特許出願第１２／７１７，０４８号明細書に記載されており、これらはその全てが、参照により本願に援用される。ＬＥＤチップはまた、電気泳動堆積法（ＥＰＤ）のような他の方法を用いてコーティングされてもよく、好適なＥＰＤ法は、発明の名称が「半導体デバイスの密閉ループ電気泳動堆積（Ｃｌｏｓｅ  Ｌｏｏｐ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）」である、米国特許出願第１１／４７３，０８９号明細書に記載されており、同明細書はその全てが、参照により本願に援用される。本発明主題による発光体パッケージおよび方法はまた、異なる色の複数のＬＥＤチップを有し、そのうちの１つ以上が白色光を放出するものであってもよいことが理解される。
【００１５】
図１〜１６を参照すると、図１および２は、全体が符号１０により示される、発光体またはＬＥＤパッケージの上側から見た図および断面図を示す。一態様においては、ＬＥＤパッケージ１０は、リードフレームの周囲に成形された、またはその他の方法で形成された本体１２を含む表面実装型デバイス（ＳＭＤ）を備えることができる。リードフレームは、熱素子１４ならびに１つ以上の電気素子１６および１８をそれぞれ備えることができる。全体が記号Ｎにより示される角のノッチは、電気素子１６および１８の電気的な極性を示すことができる。熱素子および電気素子１４、１６、および１８は、金属または合金のような導電性および／または熱伝導性の材料を含むことができる。一態様においては、熱素子１４は、本体の１つ以上の絶縁部２０により、１つ以上の電気素子１６および１８から電気的に、かつ/または、熱的に絶縁されてもよい。
【００１６】
１つ以上のＬＥＤチップ２２は、任意の好適なダイアタッチ技術および／または材料を用いて、例えば、これに限られるものではないが、エポキシを用いたダイアタッチ（例えばシリコーンまたは銀（Ａｇ）エポキシ）や、フラックスを用いた共晶、非共晶、または熱圧縮のダイアタッチのような金属間のダイアタッチ技術を使用して、熱素子１４上方にマウントされ得る。ＬＥＤチップ２２は、１つ以上の導電性のワイヤボンド２４を介して、各電気素子１６および１８に電気的に接続することができる。ワイヤボンド２４は、電気素子１６および１８から１つ以上のＬＥＤチップ２２へ電流または信号を伝えることができ、これにより、ＬＥＤチップ２２が光を照射する。熱素子１４および／または電気素子１６、１８は、それぞれ、反射性材料でコーティング、めっき、またはその他の方法で層形成されてもよい（図２）。反射性材料の例としては、これに限定されるものではないが、１つ以上のＬＥＤチップ２２からの光を反射するための、ＡｇまたはＡｇ含有合金が含まれる。
【００１７】
本体１２は、熱素子および電気素子１４、１６、および１８の周囲に成形または他の方法で配置された任意の好適な材料を含むことができ、このような材料としては例えば、セラミック材料や、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、シリコーン、またはエポキシ化合物のような成形されたプラスチック材料が挙げられる。少なくとも１つの静電放電（ＥＳＤ）保護デバイス２５をパッケージ１０内に配置してもよく、該デバイス２５は、電気素子１６および１８に電気的に接続されて、ＬＥＤチップ２２に対して逆バイアスが印加されてもよい。ＥＳＤデバイス２５は、パッケージ１０内においてＥＳＤに起因する損傷から保護することができる。一態様においては、異なる素子が、様々な縦型Ｓｉツェナーダイオード、ＬＥＤチップ２２に逆バイアスを印加するように配置された異なるＬＥＤ、表面実装型バリスタ、および横型Ｓｉダイオードのような、ＥＳＤ保護デバイス２５として使用することができる。
【００１８】
図１および２を参照すると、パッケージ１０の本体１２は、任意選択的に、全体が符号２６にて示されるキャビティ、例えば１つ以上のＬＥＤチップ２２からの光を反射するための反射性材料で任意選択的にコーティングされた反射キャビティを有することができる。反射体および／または反射キャビティを有するパッケージが図示されているが、キャビティのないパッケージについても想定している。図２が示すように、キャビティ２６は、少なくとも部分的に、または完全に、封入材２８で充填することができる。封入材は、パッケージ１０から所望される色の光を放出するために、１つ以上のＬＥＤチップ２２から放出される光と相互作用を起こすための１つ以上の蛍光体材料を含んでいてもよい。一態様においては、熱素子１４および電気素子１６および１８は、基材またはコア材料３０およびコーティング材料３２を有する発光体パッケージの部品を備えることができる。一態様においては、基材またはコア材料３０およびコーティング材料３２は導電性および/または熱伝導性の材料を含むことができる。コーティング材料３２は、図示されているように、コーティング材料３２が部分的に、または全体的にコア材料３０を包囲するように適用可能であり、あるいは、他の態様においては、コーティング材料３２は、任意選択的に一表面あるいは複数の表面をめっきまたはコーティングしてもよい。一態様においては、コーティング材料３２は、Ａｇおよび／またはＡｇ含有材料のような、材料からなる反射性部分を含むことができる。基材またはコア材料３０は、金属コア、例えば銅（Ｃｕ）のような金属または合金を含むことができ、任意選択的に反射性材料と金属コアとの間に配置されるニッケル（Ｎｉ）のような金属層をさらに含むことができる。コーティング材料３２は、１つ以上のＬＥＤチップ２２から放出される光を好適に反射し、パッケージ１０の光学性能を高めてもよい。
【００１９】
熱素子および電気素子１４、１６、および１８をそれぞれ備えるリードフレームは、熱素子および電気素子１４、１６、および１８のそれぞれの各上面が同一平面に沿って、かつ／または、異なる平面に沿って配置されるように、キャビティ２６の底部床３４に沿って配置されてもよい。電気素子１６および１８は、本体１２の１つ以上の側面から延び、全体が符号３６および３８にて示される１つ以上の外タブ部分を形成してもよい。タブ部分３６および３８は、パッケージ１０を下層の基板にマウントできるように、１つまたはより下層のマウント表面を形成するように曲げられてもよい。タブ部分３６および３８は、互いから離れるように、または互いに向かって内方に曲げられてもよく、それにより、公知のＪ字状屈曲またはガルウィング配置となる。しかしながら、本願発明は、外タブ３６および３８の任意の構成についても想定している。
【００２０】
封入材２８はキャビティ２６内の任意の高さで充填することができ、パッケージ１０の上面４０の下まで、かつ／または、上面４０の上まで配置されてもよい。一実施形態では、封入材２８は、図示されているように、パッケージの上面４０と同じ高さとなるように充填される。別の態様においては、図２において破線にて示されているように、封入材２８は、封入材２８がパッケージ１０の上面４０に対して凹面または凸面を形成するように充填されてもよい。本願でさらに記載されるように、封入材２８は、改良された材料および／またはパッケージ１０の化学抵抗性を改良する該改良された材料の製造方法を含むことができる。パッケージ１０のようなＳＭＤタイプのパッケージは、通常、有害な元素がＡｇまたはＡｇ含有成分のようなコーティング材料３２を劣化させないようにするために、補助的な光学素子（レンズ）を有しない。コーティング材料３２がＡｇを含む場合、パッケージ１０の化学抵抗性が低いと、Ａｇが時間の経過とともに変色、腐食、あるいはその他の劣化をする可能性がある。例えば、望ましくない化学成分が封入材２８に浸透すれば、Ａｇが変色または劣化する可能性があり、それにより、輝度出力の低下やキャビティ床３４に沿った表面の顕著な暗色化が生じ得る。特に、本願に開示されるパッケージ、部品および方法は、有害化学物質の存在下であっても輝度の低下をゼロまたは最低限に抑えつつ、改良された化学抵抗性および改良された化学特性を提供し、本願に開示される任意のＳＭＤパッケージまたはマルチアレイパッケージに適用可能である。このような改良は、パッケージ１０内のＡｇまたはＡｇ含有成分が変色、腐食、またはその他の劣化をすることを防止することができる。
【００２１】
図３および４は、全体が符号５０にて示されるＬＥＤパッケージの別の実施形態の上方から見た斜視図および断面図を示す。ＬＥＤパッケージ５０は、補助的光学素子が使用されていないという点においてパッケージ１０に類似するＳＭＤを含むことができる。したがって、パッケージ部品の劣化の可能性は、望ましくない化学蒸気またはコンプレックスがパッケージに浸透する場合に存在する。ＬＥＤパッケージ５０は基板５２を含むことができ、該基板の上方に全体が符号５４にて示される放出領域を配置することができる。一態様においては、放出領域５４は、ＬＥＤパッケージ５０に対してほぼ中央に配置することができる。別例では、放出領域５４は、ＬＥＤパッケージ５０上方の任意の位置に配置することができ、例えば、角部または端に隣接している部分に配置することができる。任意の位置に配置されることが想定されている。放出領域５４は、略円形、正方形、楕円形、または矩形といった、任意の好適な形状を有することができる。ＬＥＤパッケージ５０は、単一の放出領域５４または複数の放出領域５４を含むことができる。ＬＥＤパッケージ５０は、さらに、放出領域５４の周囲に少なくとも部分的に配置される保持材料５６を含むことができ、保持材料５６は、「ダム」とも称することができる。保持材料５６も、少なくとも１つの、または複数のＥＳＤ保護デバイス（図示しない）の上方に配置することができる。
【００２２】
基板５２は、任意の好適なマウンティング基板、例えばプリント回路基板（ＰＣＢ）、メタルコアプリント回路基板（ＭＣＰＣＢ）、外部回路、または、上方にＬＥＤチップのような発光体がマウント可能、かつ／あるいは、取り付け可能なその他任意の好適な基板を含むことができる。放出領域５４は、基板５２に対して電気および／または熱を伝えることができる。放出領域５４は、図４に示されるような充填材料５８の内部および／または下方に配置される、ＬＥＤチップ２２のような複数の発光体を備えることができる。ＬＥＤチップ２２は、好適なサイズおよび／またはチップ形状を有することができる。１つ以上のＬＥＤチップ２２は、チップのマルチチップアレイを形成してもよい。一態様においては、１以上のＬＥＤ列をなすように配列することができ、各列は、電気的に直列に接続された２以上のＬＥＤチップを含むことができる。ＬＥＤチップ２２の列は、ＬＥＤチップ２２の別の列と電気的に並列に接続されていてもよい。ＬＥＤチップ２２の列は、１つ以上のパターン（図示しない）を形成するように配置されてもよい。
【００２３】
一態様においては、充填材料５８は、所定量の、あるいは選択される量の蛍光体および／またはルミファー（ｌｕｍｉｐｈｏｒ）を、所望される光放出に適した量で、例えば白色光変換に適した量で有する封入材を含むことができる。本明細書においてさらに説明されるように、充填材料５８は、改良された材料、および／または、パッケージ５０の化学抵抗性を向上させる該改良された材料を生成する方法を含むことができる。充填材料５８は、知覚される白色光、あるいは任意の好適なおよび／または所望される波長の光が観察され得るように、複数のＬＥＤチップ２２から放出される光と相互作用することができる。封入材および／または蛍光体の任意の好適な組み合わせを用いることができ、所望される光の放出を得られる様々な蛍光体の組み合わせを使用することができる。例えば、活性化されると、黄色、緑色、および／または赤色の光を放出する任意の蛍光体を使用することができる。
【００２４】
保持材料５６は、放出領域５４の少なくとも一部の周囲に分配され、あるいは配置されるようにすることができる。保持材料５６の配置後、充填材料５８を、保持材料５６の１つ以上の内壁間の空間内に任意の好適な高さまで選択的に充填することができる。例えば、図４によって示されているように、保持材料５６と同じ高さまで、あるいは保持材料５６の上までもしくは下まで充填材料５８を充填することができ、図４において、他の高さについては破線で示されている。充填材料５８の上面は、平面的であってもよく、あるいは、凹面や凸面（図４の破線参照）のように任意の好適な態様で曲面をなしていてもよい。
【００２５】
もう一度図３および４を参照すると、ＬＥＤパッケージ５０はさらに、全体が符号６０にて示される、少なくとも１つの開口または穴を有することができ、該開口または穴は、ＬＥＤパッケージ５０の外部基板または表面への取り付けを容易にするために、基板５２を貫通するように、または基板５２の少なくとも一部を通るように配置することができる。例えば、パッケージ５０を別の部材、構造体、または基板に固定するために、１つ以上のねじを少なくとも１つの穴６０内に挿入することができる。ＬＥＤパッケージ５０はまた、１つ以上の電気的な取付表面６２を備えることができる。一態様においては、取付表面６２は、はんだ接点のような電気接点を含む。取付表面６２は、好適な構成、サイズ、形状、および／または配置とすることができ、パッケージ５０のそれぞれの側において「＋」および／または「−」記号にて示される正極端子および負極端子を含むことができ、外部電源に接続されたときに、該正極端子および負極端子を介して電流または信号が伝わる。
【００２６】
１つ以上の導電性ワイヤ（図示しない）は、溶接、はんだ付け、あるいは他の任意の好適な公知の取付方法を用いて、取付表面６２に対して取り付けられ、電気的に接続されてもよい。電流または信号は、取付表面６２に電気的に接続される外部ワイヤからＬＥＤパッケージ５０へ入り、光出力を促進するために放出領域５４に入ることができる。取付表面６２は、１つ以上のＬＥＤチップ２２を含む放出領域５４と電気的に接続され得る。取付表面６２は、第１および第２の伝導性配線６４および６６（図４）と電気的に接続されることができ、したがって、電気コネクタを使用して電気的に接続され得るＬＥＤチップ２２と電気的に接続され得る。電気コネクタは、ＬＥＤチップ２２を第１および第２伝導性配線６４および６６に電気的に接続するために、ワイヤボンド２４または他の好適な部材を含むことができる。
【００２７】
図４が示すように、保持材料５６がワイヤボンド２４の少なくとも一部の上方に配置され、該一部を少なくとも部分的に被覆するように、１つ以上のＬＥＤチップをワイヤボンディングした後に保持材料５６が分配されてもよい。例えば、所定の組のあるいは列のＬＥＤチップ２２について、全体が符号２２Ａにて示される、第１のおよび最後の、あるいは最も外縁にあるＬＥＤチップを、保持材料５６内に配置することができる。ＬＥＤチップ２２は、伝導性パッド７０の上方に配列されるか、配置されるか、あるいはマウントされてもよい。伝導性パッド７０は、導電性かつ／または熱伝導性とすることができ、任意の好適な導電性および／または熱伝導性材料を含むことができる。ＬＥＤチップ２２の列は、同一および/または異なる色のダイオード、または波長範囲を含むことができ、異なる色の蛍光体を、所望される波長の放出光を得るために同一または異なる色のＬＥＤチップ２２の上方に配置される充填材料５８に使用することができる。例えば、１つ以上の青色、緑色、赤色、赤橙色、琥珀色、または黄色のＬＥＤチップ２２を使用することができる。ＬＥＤチップ２２は、１つ以上の蛍光体、例えば、黄色、緑色、青色、または赤色の蛍光体を活性化するように構成することができる。
【００２８】
図４に示されるように、１つ以上のＬＥＤチップ２２は、１つ以上のワイヤボンド２４によって電気的に直列に接続することができる。ＬＥＤチップ２２は、伝導性パッド７０の上方に配列され、伝導性パッド７０に直接、または１つ以上の介在する層（図示しない）を介して間接的に、熱を伝えることができる。ＬＥＤチップ２２は、公知の上述した任意のダイアタッチ技術または材料、例えばエポキシや金属間ダイアタッチ技術および材料を用いて、伝導性パッド７０または介在層に取り付けることができる。伝導性パッド７０は、基板５２と一体的に形成してもよく、あるいは、基板５２の上方に別個に配置された層を含んでいてもよい。伝導性パッド７０は、１つ以上のＬＥＤチップ２２から発せられる熱を、基板５２を介して、ＬＥＤチップ２２から放散させることができる。
【００２９】
図４を参照すると、ＬＥＤチップ２２の所与の組、列、またはパターンに関し、最も外側のＬＥＤチップ２２Ａは、１つ以上の電気素子に電気的に接続され得る。電気素子は、ＬＥＤチップ２２の各列に電気信号または電流を流し、あるいは供給するように構成された第１および第２の伝導性配線６４および６６を含むことができる。第１および第２の伝導性配線６４および６６の一方がアノードを備え、他方がカソードを備えることができる。伝導性パッド７０および伝導性配線６４および６６は、電気的および熱的に伝導性の任意の好適な材料からなるパッケージ部品を含んでいてもよく、同一材料または異なる材料を含んでいてもよい。一態様においては、伝導性パッド７０および伝導性配線６４および６６は、任意の好適な技術を使用して、基板５２の一部の上方に堆積されたＡｇまたはＣｕの層または部分を有するパッケージ部品を含むことができる。一態様においては、伝導性パッド７０は、Ｃｕのような材料の基材またはベース部分を有する部品を含むことができる。基材は、反射性のＡｇまたはＡｇ含有材料の部分で、めっきされ、またはコーティングされ、あるいはその他の方法で少なくとも部分的に堆積させられるかコーティングされてもよい。電気的に絶縁性のはんだマスク７２を、伝導性パッド７０と各伝導性配線６４および６６との間に少なくとも部分的に配置して、パッドを配線から電気的に絶縁してもよい。例示のため、４つのＬＥＤチップ２２の列が図示されているが、本願では、任意の個数のＬＥＤチップを用いることについても企図している。
【００３０】
図４にさらに示すように、基板５２は、誘電体層７４およびコア層７６をさらに含むことができる。例示のため、基板５２はＭＣＰＣＢ，例えば米国ミネソタ州シャンハッサン（Ｃｈａｎｈａｓｓａｎ）に所在するバーグクイスト社（Ｔｈｅ  Ｂｅｒｇｑｕｉｓｔ  Ｃｏｍｐａｎｙ）によって製造されて入手可能なＭＣＰＣＢを含むことができる。しかしながら、任意の好適な基板５２を使用することができる。コア層７６は、伝導性の金属層、例えばＣｕまたはアルミニウム（Ａｌ）の層を備えることができる。誘電体層７４は、基板５２を介した熱放散を補助するために、電気的には絶縁性であるが熱的には伝導性である材料を含むことができる。
【００３１】
パッケージ５０は、有害元素が伝導性パッド７０を劣化させないように、補助的な光学素子を必要としない、あるいは補助的な光学素子を使用しないパッケージを備えることができる。伝導性パッド７０がＡｇまたはＡｇの部分的な層を含む場合、パッケージ５０の化学抵抗性が低ければ、Ａｇは変色し、腐食し、またはその他の劣化を生じ得る。例えば、望ましくない化学成分が充填材料５８を透過すると、Ａｇは変色し、あるいは劣化する可能性があり、それにより、輝度出力の低下および／または伝導性パッド７０表面の顕著な暗色化を生じる。特に、本願に開示されるパッケージ、部品および方法は、有害化学物質の存在下であっても、輝度の低下をゼロまたは最低限に抑えつつも、改良されたまたは最適化された化学抵抗性および改良された化学的特性を提供し、本願に開示される任意のＳＭＤパッケージまたはマルチアレイパッケージに適用可能である。このような改良は、Ａｇコーティングが変色、腐食、または別の方法で劣化することを妨げることができる。
【００３２】
図５は、全体が符号８０にて示される、化学抵抗性が低いＬＥＤパッケージの断面図を示す。ＬＥＤパッケージ８０は、前述のパッケージ１０と同一のまたは類似のパッケージ設計とすることができるが、化学抵抗性について改良がなされていない。パッケージ８０は、封入材のような充填材料の下に配置された、Ａｇ部品、Ａｇ含有部品、および／またはＡｇコーティングされた部品を有するＳＭＤパッケージを含むことができる。Ａｇは、パッケージから放出された光を好適に反射することができるが、動作中に、周囲環境に存在する様々なコンプレックスまたは化合物によって腐食、変色、またはその他の劣化を生じ得る。
【００３３】
パッケージ８０は、熱素子８２の上方にマウントされ、かつ１つ以上の電気素子８４および８６に電気的に接続される１つ以上のＬＥＤチップ２２を含むことができる。熱素子および電気素子８２および８４、８６は、コア層９０の上方に配置されたコーティング層またはめっき層８８を備えることができる。コーティング層８８は、コア９０の上方に部分的に配置されるか、図示されるようにコア９０の周囲に完全に配置されることが可能であるＡｇの層を含むことができる。封入材９２は、１つ以上のＬＥＤチップ２２の上方に配置することができる。この実施形態では、望ましくない化学蒸気またはコンプレックスＣが、矢印によって示されるように封入材９２を透過し、Ａｇコーティング層８８に悪影響を与え得る。望ましくないコンプレックスＣは、硫黄を含む化学蒸気、硫黄含有化合物（硫化物、亜硫酸塩、硫酸塩、ＳＯｘ）、塩素または臭素含有コンプレックス、窒素酸化物（ＮＯｘ）、および／または酸化有機蒸気化合物を含み得る。コンプレックスＣは、Ａｇを劣化させ、結果として輝度出力の低下とパッケージの顕著な暗色化を生じさせ得る。本発明主題は、有害な蒸気、化学物質、またはコンプレックスＣがパッケージを透過できないようにし、かつ／または、パッケージへの透過が少なくなるようにし、これにより反射性のＡｇまたはＡｇ含有化合物への損傷を最小限に抑えるように、少なくとも部分的に、封入材９２および／または封入材料の化学抵抗性を最適化する。
【００３４】
パッケージ８０は、メチルシリコーンまたはポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）タイプのシリコーン封入材を含むことができる。メチルシリコーンは、封入材として使用される場合に、優れた信頼性を示すことが知られている。メチルシリコーンは、固体および液体の異物に対して物理的な保護を提供することができ、パッケージ内のＡｇ部品またはＡｇ含有部品が固体および液体に曝露されている間に損傷を受けることから防御することができる。しかしながら、メチルシリコーンは、気体または蒸気状の化学物質に対する十分な保護は提供できないことが分かっている。事実、メチルシリコーンは、酸素、湿気（または水蒸気）、ならびに、Ａｇを劣化させるもの、例えば硫黄を含む、空気から生じ得る他のコンプレックスおよび他の化学蒸気コンプレックスについて高度に透過性である。透過性は、測定された値と試験条件によって表すことができ、ＰＤＭＳまたはメチルシリコーンの値は非常に高いことがよく知られている。
【００３５】
フェニルシリコーンまたはフェニル含有シリコーンは、メチルシリコーンよりもかなり低い透過性を有するものとして知られており、耐硫黄性による保護が提案されている。例えば、メチルシリコーンの酸素ガス透過性は、０．９２ｍｍ厚さの試料について、２３℃において、３０，０００〜４０，０００ｃｃ／ｍ２／日の範囲である。ＫＥＲ−６０００（例えば、日本国東京都に所在する信越化学工業株式会社により製造されて入手可能なもの）のようなフェニルシリコーンは、０．９１ｍｍ厚さの試料について、２３℃において、５，５００ｃｃ／ｍ２／日の範囲であり、フェニルシリコーンＡＳＰ−１１１０（例えば、日本国東京都に所在する信越化学工業株式会社により製造されて入手可能なもの）は、０．９２ｍｍ厚さの試料について、２３℃において、１７０ｃｃ／ｍ２／日の範囲である。フェニル炭化水素もしくは環式炭化水素、または環状シリコーンの含有量を増大させることによって、透過性をさらに低下させることができる。しかしながら、フェニルシリコーンは、高温および光曝露下において劣化しやすいため、信頼性が低いことも知られている。フェニルシリコーンは相対的に硬質、高剛性、および高脆性の傾向があり、熱衝撃試験および広範囲の温度変化を受けると、ＬＥＤを故障させることが知られている。これらの理由から、フェニルシリコーンは、一般的には、良好な信頼性性能を必要とする高出力かつ高輝度用途において、ＬＥＤのための封入材としては使用されない。
【００３６】
注目すべきは、熱特性への悪影響を最小限に抑えつつも、部分的には、フェニルシリコーンの化学耐性の有利な効果を利用するためにＬＥＤパッケージおよび部品にフェニルシリコーン封入材を提供するまたは組み込むことにより、本願に開示されるパッケージおよび部品が改良される。したがって、本願の発明主題は、フェニルシリコーンが優れた長期の信頼性性能とＡｇを劣化させる化学蒸気に対する優れた保護を提供するため、フェニルシリコーン封入材を用いて化学抵抗性を有するＳＭＤタイプＬＥＤパッケージを開発することが可能であることを開示している。
【００３７】
フェニルシリコーンは、芳香族成分を構造の一部に含むシリコーンまたはポリオルガノシロキサンである。芳香族成分の例には、（Ｃ６Ｈ５ＳｉＯｘ）またはＰｈＳｉＯｘ（式中、Ｐｈはフェニル官能基（Ｃ６Ｈ５）を示す）が含まれる。フェニルシリコーンの一例は、Ｒｘ（Ｃ６Ｈ５）ｙＳｉＯ（４−ｘ−ｙ）／２であり、式中、ｘ、ｙはそれぞれ１と４の間の値であり、かつ、１＜（ｘ＋ｙ）＜４であり、Ｒは独立した（ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ）炭化水素基である。フェニル含有シリコーンまたはポリオルガノシロキサンは、他の官能基、例えば反応性官能基も含むことができる。フェニル含有シリコーンは、直鎖の、分岐鎖の、または樹脂性のシロキサン構造を有することができる。本願発明主題に好適なフェニルシリコーンは、１つの分子中に単一または複数のフェニル官能基を含むことができる。好適なフェニルシリコーンはまた、ポリオルガノシロキサン、環式炭化水素含有シロキサン、またはポリオルガノシロキサンを含むことができる。環式炭化水素成分の例には、これらに限定されるものではないが、ノルボルネン、ナフタレン、アントラセン、シクロヘキセン、シクロヘキサン、シクロヘキサジエン、シクロペンタン、およびシクロペンテンを含む。フェニル含有シリコーンまたは環状炭化水素含有シリコーンはさらに、環状シリコーンまたは構造の一部として環状シリコーンを含む化合物を含むことができる。
【００３８】
特に、かつ、さらに本明細書で述べるように、フェニルシリコーンまたはフェニル含有シリコーン封入材は、様々な化学蒸気に対する広範な保護を好適に提供することができる。例えば、フェニルシリコーンは、いくつか例を挙げると、硫黄、硫黄含有化合物（例えば、亜硫酸塩、硫酸塩、ＳＯＸ）、塩素および臭素含有コンプレックス、窒素酸化物（ＮＯＸ）、および酸化有機蒸気化合物のような化学蒸気に対する保護を提供することができる。本願明細書においてさらに説明されるように、フェニルシリコーン封入材を使用するＬＥＤパッケージおよび／または部品は、従来のＬＥＤパッケージに対して改良された化学耐性を示す。任意の好適なフェニルシリコーン封入材を選択して使用することができ、例えば、これに限定されるものではないが、日本国東京都に所在する信越化学工業株式会社によって製造され、入手可能な組成物を使用することができる。これらは、提案される硬度（括弧書きにて記載される）条件を満たし、これらに限定されるものではないが、ＬＰＳ−５５４４（Ａ５５）、ＬＰＳ−５５４５（Ａ７６）、ＬＰＳ−５５３５（Ａ５８）、ＬＰＳ−３５４１（Ａ７０）、ＬＰＳ−５５４７（Ａ８７）、ＬＰＳ−５５３９（Ａ８５）、およびＬＰＳ−５５１４（Ｄ４０）を含む。信越化学工業株式会社（日本国東京都に所在）から販売されるフェニルシリコーンの付加的な例としては、ＫＥＲ−６０００（Ａ２０）、ＫＥＲ−６０５０（Ａ５０）、ＡＳＰ−１０２０（Ａ６５）、ＡＳＰ−１１２０（Ａ６０）、ＫＥＲ−６１００、ＡＳＰ−１１１０（Ｄ６０），およびＡＳＰ−１０４０（Ｄ４０）を挙げることができる。多数の他のフェニルシリコーンがダウ・コーニング社（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）（米国ミシガン州ミッドランド（Ｍｉｄｌａｎｄ）に本部を置く）から販売されており、提案される硬度（括弧書きにて記載される）条件を満たす。このようなシリコーンには、これらに限定されるものではないが、ＯＥ−６５２０（Ａ２６）、ＯＥ−６５５０（Ａ６２）、ＯＥ−６６３５（Ｄ３３）、ＯＥ−６６３０（Ｄ４１）、ＯＥ−６６３６（Ｄ３５）、およびＯＥ−６６６２（Ｄ６０）を含む。このような組成物は、本明細書に記載されるように、改良されたＬＥＤパッケージに組み込まれ、かつ／または、ＬＥＤパッケージの部品の上方に配置されると、メチルシリコーンと比較して、改良された化学耐性を示した。一態様においては、高反射率（ＨＲＩ）のフェニルシリコーンが使用される。
【００３９】
硬化させられたフェニルシリコーンはまた、現在使用されているＬＥＤチップおよびダイアタッチ材料と適合する硬度値を提供することができる。硬度は、化学耐性が改良されたパッケージおよび部品を提供するために考慮すべき一要因となる場合がある。一態様においては、本発明主題によるシリコーン封入材は、約Ａ２０（硬さ試験においてスケールＡプローブで２０の値）〜約Ｄ６０（硬さ試験においてスケールＤプローブで６０の値）の硬度を有することができる。別の態様では、好適な封入材は、約Ａ３０〜約Ｄ４０の硬度を有することができる。一態様においては、フェニルシリコーンの硬化状態は、タイプＡのデュロメータ硬さ試験において、約Ａ３０〜約Ａ８０の硬化後の硬さを有することができる。一態様においては、硬化後の硬さはタイプＡのデュロメータ硬さ試験において、約Ａ４０〜約Ａ７０の硬化後の硬さとすることができる。特に、本明細書に記載されるパッケージおよび部品に使用されるフェニルシリコーンは、硬化したシリコーンが望ましい硬度を維持しつつも高い信頼性性能を提供できるように、特定の硬度状態に調製された。
【００４０】
所望される硬度および／または信頼性性能を達成するために、本発明主題によるフェニルシリコーンは、さらに硬度調整剤、添加剤、フィラー、結合剤を組み込んだり、成分Ｂに対する成分Ａの比率を調節したり（注：ほとんどのシリコーン封入剤は、２つの成分（成分Ａおよび成分Ｂ）のパッケージにて提供される）されてもよい。他とは無関係に、ＬＥＤ適用に最適な硬化度を達成する硬化条件を最適化することにより、望ましい硬度のフェニルシリコーンを得てもよい。フェニルシリコーンの最適な硬化条件は通常、約１００℃〜２００℃の温度において見られ、硬化時間は数分〜数時間である。これも注目すべき点として、フェニルシリコーンは、高変換効率を可能にするために現在使用されている蛍光体との適合性を有し、メチルシリコーンよりも向上した光出力を提供することができる。
【００４１】
図６Ａおよび６Ｂは、改良されていないパッケージ、あるいは非最適化ＬＥＤパッケージの写真であり、これに対し、図７Ａおよび７Ｂは、有害な化学コンプレックスに対する化学抵抗性が改善された、改良されたＬＥＤパッケージの写真である。図６Ａおよび６Ｂに示されるように、改善されていない、または非最適化パッケージは、上述したパッケージ８０に類似するＳＭＤを備えることができるが、ＳＭＤは化学蒸気に対する改良された抵抗性を有しない。一態様においては、非最適化パッケージは、メチルシリコーン封入剤を使用する。図６Ａおよび６Ｂの写真が示すように、腐食性の要素またはコンプレックスは、封入材を透過でき、パッケージ内のＡｇコーティングされた熱素子および電気素子を腐食させ、変色させ、暗色化させ、あるいはその他の劣化を引き起こし得る。
【００４２】
図６Ａは、硫黄への中程度の曝露後においてパッケージ中央においてかなりの変色を生じ、長時間の硫黄への曝露後において激しく暗色化した、非最適化パッケージを示す。比較すると、図７Ａおよび７Ｂは、１以上の材料種類、硬化時間、硬化温度、または封入剤の他の可変の要因を変更することにより化学抵抗性が改良された、パッケージ１０に類似するＳＭＤを示す。例えば、図７Ａおよび７Ｂの改良されたＬＥＤパッケージ、または最適化ＬＥＤパッケージはフェニルシリコーン封入材を使用することができ、該フェニルシリコーン封入材の例としては、これに限定されるものではないが、日本国東京都に所在する信越化学工業株式会社によって製造され、入手可能なＡＳＰ−１１２０シリコーンが挙げられる。この組成物は、Ａ／Ｂ混合比を有し、所定量の蛍光体を含むことができる。改良されたパッケージに使用される封入剤の調製された混合物は、約１５０℃において、約３時間硬化させることができる。この硬化条件は、Ａ４０〜Ａ７０の目標とされる硬度値内の硬度を有する硬化シリコーンネットワークを生成することができる。
【００４３】
図７Ａおよび７Ｂはまた、硫黄蒸気への曝露後における改良されたパッケージ、または最適化パッケージの外見を示す。改良されたパッケージは、中程度の硫黄への曝露後には目に見える変色を示さず、長時間の硫黄への曝露後にかすかな、あるいは視認できる軽い変色を示している。図７Ａおよび７Ｂに示すように、Ａｇ部品、Ａｇ含有部品および／またはＡｇコーティングされた部品、例えばパッケージのＡｇコーティングされた熱素子および電気素子は、図６Ａおよび６Ｂの対応する写真に見られる熱素子および電気素子ほど損傷または暗色化を生じていない。図６Ａおよび７Ａの写真は、レベル１曝露とされる、パッケージが７０℃の硫黄雰囲気に穏やかに曝露された後に撮影されたものである。図６Ｂおよび７Ｂの写真は、レベル３曝露とされる、パッケージが７０℃の硫黄雰囲気に長時間曝露された後に撮影されたものである。
【００４４】
ＬＥＤパッケージの化学耐性、あるいはＬＥＤパッケージ内のＡｇ部品またはＡｇ含有部品の劣化または暗色化に対する耐性は、多数の方法により評価することができる。１つの簡単かつ有効な方法には、有害な化学蒸気に対して、選択された温度において選択された時間だけＬＥＤパッケージのＡｇ含有部品を曝露することを含むことができる。ＬＥＤパッケージの輝度は、曝露の前後で比較することができ、ＬＥＤパッケージの外観を調べることができる。
【００４５】
多くの化学蒸気は、ＬＥＤパッケージ内のＡｇまたはＡｇ含有部品を暗色化または変色させることが知られている。例えば、硫黄および多くの硫黄含有化合物は、接触すると、Ａｇ暗色化を引き起こすものとして知られている。硫黄化合物の形態には、硫化物、亜硫酸塩および硫酸塩を含む。硫黄含有化合物の例には、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、硫黄化合物、二酸化硫黄（ＳＯ２）、二硫化炭素（ＣＳ２）が含まれる。他の硫黄含有化合物は、加硫ゴムに見ることができ、Ａｇ劣化を生じさせる硫黄化合物源となり得る。そのような化合物の例は、これらに限定されるものではないが、ピロ亜硫酸ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ  ｍｅｔａｂｉｓｕｌｆａｔｅ）、メルカプタン、ジメチルジチオカルバメート、および硫酸アルミニウムを含む。
【００４６】
曝露試験はまた、試験環境中において水蒸気または湿気を増加させることを意図して、追加の水または水蒸気の存在下で行われてもよい。追加の水蒸気は、ある種の試験気体または媒体中においてＡｇ部品またはＡｇ含有部品の暗色化を加速し得る湿潤雰囲気を生じさせる。曝露温度は、ＬＥＤパッケージおよび部品の化学耐性を決定する一要因となり得る。通常、試験温度が高くなるほど、拡散率は高くなる。したがって、５０℃における封入材層内への化学蒸気の透過性は、当該温度が室温条件よりも良好な加速を可能にするものの、ＬＥＤパッケージおよび／または部品に過度に悪影響を及ぼさないため、適切な試験温度であると考えられる。より高い温度を用いてもよく、より苛酷な環境を用いてもよい。
【００４７】
図８は、図６Ａおよび６Ｂのメチルシリコーン封入剤を用いた改良されていないパッケージと比較した、高フェニルシリコーン封入材を用いて光学性能の改良、とりわけ、輝度低下または輝度出力減少の低減を示す変動チャートを示す。曝露の結果は、前述した評価方法の１つを使用して得ることができる。最適化パッケージおよび非最適化パッケージは、正確な比較のため同一のパッケージ設計を有することができ、すなわち、最適化パッケージおよび非最適化パッケージはパッケージ１０または５０の設計を有することができるが、改善されていないパッケージで使用される従来のメチルシリコーン封入材に代えて、最適化パッケージは適切な硬化条件にて処理されたフェニルシリコーン封入材を含むことができる。つまり、改良されたパッケージは、化学抵抗性および化学耐性について改良されたパッケージを含む。
【００４８】
図８の左側は、化学抵抗性について最適化されていない従来のＬＥＤパッケージに関する輝度の悪化、または輝度低下率を示す。図８の左側が示すように、非最適化パッケージの輝度、または光束は、悪影響を及ぼす化学蒸気、例えば硫黄または硫黄コンプレックスに様々なレベルで曝露した後、３０％を超える減少を示す。レベル０は、硫黄および／または硫黄含有コンプレックスへの軽度の曝露（レベル１、または０．５時間）、中程度の曝露（レベル２、または２時間）、高度の曝露（レベル３、または４時間）であるレベル１〜３における曝露と比較するために、ほぼゼロの曝露においてとられた基準値または対照値を含み得る。
【００４９】
図８に示すように、非最適化パッケージは、レベル１で曝露されると約１５％以上、レベル２で暴露されると約２５％以上、レベル３で暴露されると約３０％以上（概略値範囲に基づく）の劣化を生じる。非最適化パッケージは、平均３２％の光損失を生じる。図８の右側は、硫黄および／または硫黄含有コンプレックスを含む化学蒸気に曝露されたときに、最適化パッケージが輝度低下量において著しい改善を示すことを表している。例えば、フェニルシリコーン封入材を使用する最適化パッケージは、非最適化パッケージと比較して、レベル１および２において約２％以下、レベル３において約５％以下の低下を示した。したがって、フェニルシリコーン封入材を使用して改良された、または最適化パッケージは、メチルシリコーン封入剤を使用した非最適化パッケージよりも、有利に光損失が少ない。改良された、または最適化パッケージは、輝度出力の低下を大幅に改善することができる。一態様においては、最適化パッケージについての光劣化または輝度出力低下の低減は、非最適化パッケージにおける光劣化または輝度出力低下の低減の約６倍改良され得る（例えば、長時間の硫黄への曝露において、レベル３にて、平均低下率が約３２％であるのに対して、最適化パッケージでの平均低下率は約５％未満である）。従来の考え方に反して非常に予想外であったことに、本願の開示に従って封入剤が処理された、高フェニルシリコーン封入材を用いる改良された、または最適化パッケージは、優れた信頼性特性を示した。
【００５０】
図９Ａおよび９Ｂは、最適化パッケージ、非最適化パッケージ、およびＡｇを含まない、またはメチルシリコーンを使用する市販パッケージについて、光損失の量を示している。図９Ａおよび９Ｂで測定された非最適化パッケージ、およびＡｇを含まないまたは市販されるパッケージは、従来のメチルシリコーン封入材を使用するＳＭＤパッケージを含む。最適化パッケージは、非最適化パッケージと同一のパッケージ設計を有することができるが、少なくとも１つの相違点は、十分な硬化条件に従って処理されたフェニルシリコーン封入材の使用とすることができる。図９Ａは、パッケージについて加硫ゴムを用いた試験（硫黄に対する耐性を測定するために使用される軽度の試験）を行った後に測定された、パッケージの輝度低下を示す。パッケージは、加硫ゴムを有する容器内において様々な曝露時間の後測定された。後に、非最適化パッケージは１２０時間の曝露後に輝度が約２％減少し、最適化パッケージは明らかな輝度の低下が見られず、Ａｇを含まないパッケージは１％未満の低下を示した。
【００５１】
図９Ｂは、加硫ゴムを用いた試験よりも過酷な別の硫黄曝露試験を示している。この試験はさらに、最適化パッケージ、非最適化パッケージ、および市販パッケージにおける硫黄に対する化学抵抗性を差別化した。なお、最適化パッケージはフェニルシリコーン封入材を使用し、非最適化パッケージおよび市販パッケージは従来のメチルシリコーン封入材を使用していた。より過酷な硫黄曝露試験の間に、最適化パッケージは、非最適化パッケージおよび市販パッケージよりも劣化の程度が低かった。例えば、最適化パッケージは、レベル５の硫黄曝露レベルを受けると約１０％未満の劣化を示し、市販パッケージは、レベル５の硫黄曝露レベルを受けると約２０％以上の劣化を示し、最適化パッケージと同一のパッケージ設計を有する非最適化パッケージは、レベル５の硫黄曝露レベルを受けると約３５％以上の劣化を示した。さらに、非最適化パッケージは、最初の２つの暴露レベルの最中において光出力が急激に低下し、レベル２の後には緩やかに低下した。図９Ａおよび９Ｂが示すように、化学抵抗性について最適化されたパッケージは、非最適化パッケージ、Ａｇを含まないパッケージ、および／または他の市販されるパッケージと比較して、光損失がより少なく、あるいは劣化がより少なかった。
【００５２】
図１０Ａ〜１０Ｄは、図９Ｂにおいて測定されたレベル１およびレベル３の硫黄曝露後の非最適化パッケージおよび最適化パッケージの写真である。レベル１の曝露後、図１０Ａの非最適化パッケージは、図１０Ｃの最適化パッケージよりも、視覚的により暗色となった。レベル３の曝露では、図１０Ｂの非最適化パッケージは、軽く変色して見える図１０Ｄの最適化パッケージよりもかなり暗色となっている。レベル１および３では、最適化パッケージは光出力の約５％以下を失った。非最適化パッケージは、レベル１では平均で光出力の約１５％を失い、レベル３では約３５％を失った。注目すべきは、最適化パッケージは、視覚的に劣化が少なく、このことは、輝度測定によって裏付けられた。したがって、フェニルシリコーン封入材の使用は、化学抵抗性、例えば、ＬＥＤパッケージの硫黄に対する耐性を改善し、かつ／または、最適化することができる。
【００５３】
図１１は、硫黄化学蒸気への異なる曝露レベルおよび／または曝露時間の後における、非最適化ＬＥＤパッケージ、最適化ＬＥＤパッケージ、およびＡｇを含まないＬＥＤパッケージの輝度の低下、または輝度出力に低下を図式的に比較する変動チャートである。この試験では、最適化パッケージは、特定の暴露レベルにおいて、同一パッケージ設計の非最適化パッケージおよびＡｇを含まないパッケージよりも性能が優れていた。図１１に例示されるように、チャートの最適化パッケージと他のパッケージとの一相違点は、化学抵抗性を向上させるべく、最適化パッケージを封入するためにフェニルシリコーンが使用されたことである。
【００５４】
図１２Ａおよび１２Ｂは、図１１のチャートのためのデータ収集中に撮影された、硫黄へのレベル３の曝露における、最適化ＬＥＤパッケージおよび非最適化ＬＥＤパッケージの写真である。写真が示すように、図１２Ｂの非最適化パッケージ内のＡｇコーティングされた部品は、図１２Ａの改良された最適化パッケージ内の部品よりも、著しく変色し、暗色化し、曇っている。暗色化した部品は、パッケージからの光を吸収し、かつ／または、光をより少なく反射するため、これにより、ＬＥＤパッケージの性能に悪影響を与え、動作中における不具合の可能性を生じさせる。Ａｇの変色は、複数の原因に帰因する可能性があり、例えば、フラックスを用いたダイアタッチが使用される場合、熱スラグ表面上の残留物が、硫黄曝露後においては視覚的に異なる。メチルシリコーンのような従来の封入材は、湿気、酸素、および硫黄のような悪影響を及ぼす化学蒸気の透過性が高い。したがって、ＬＥＤパッケージについての化学抵抗性の最適化の一分野は、封入材としてフェニルシリコーンを使用することである。変色は、硫黄または酸化種がＡｇ表面に形成される、または堆積する場所に生じ得る。
【００５５】
図１３〜１６は、Ａｇの変色および／または劣化を防ぐために、ＬＥＤパッケージ内の様々な保護層をさらに含むことができる、前述のＬＥＤパッケージ１０を示す。図１３〜１６は、パッケージ１０の異なる製造段階における、Ａｇを含有する熱素子および電気素子１４および１６、１８の上方に適用され得る保護コーティングまたは層Ｐを示す。図１６は、２以上の保護層、例えば第１および第２保護層Ｐ１およびＰ２を示している。例示にすぎないが、図示される保護層の数は２層である。しかしながら、任意の好適な数の保護層を、製造プロセスの途中または後の任意の工程において適用することについても、本願は企図している。保護層Ｐ，Ｐ１，およびＰ２は、有機または金属バリア層を含むことができる。保護層Ｐ、Ｐ１，およびＰ２はまた、例えば化学気相成長法（ＣＶＤ）、ＰＥＣＶＤ、物理気相成長法（ＰＶＤ）、湿式の化学処理、あるいは誘電体の分散などの任意の好適な処理を用いて堆積させることができる誘電体コーティング、例えばＴｉＯ２、ＳｉＯ２、および／またはＡｌ２Ｏ３を含むことができる。誘電体層は、その後シリコーン封入材でコーティングされてもよい。保護層Ｐ、Ｐ１およびＰ２はまた、ケイ素コーティング、または各々が異なる特徴を提供することができるシリコーン層を２層含んでもよい。保護層Ｐは、単独で用いてもよく、あるいは、本明細書において記載されるようにＬＥＤパッケージの化学抵抗性を向上させるために、フェニルシリコーン封入材と組み合わせて用いてもよい。
【００５６】
図１３〜１６に示されるように、一態様において、ＬＥＤパッケージ１０および／または５０は、Ａｇからなる、またはＡｇを含有する反射性部品または基板の一部の上方に配置される有機バリアコーティングを含む保護層Ｐ、Ｐ１、およびＰ２を備えたＳＭＤを含むことができ、後に、任意選択的に、メチルおよび／またはフェニル含有シリコーン封入材でコーティングすることができる。バリアコーティングまたは層は、有害な化学蒸気がＡｇ表面に到達することを防ぐためにパッケージ１０のＡｇからなる部品または表面、またはＡｇを含有する部品または表面（例えばコーティング３２）の上方に適用することができる。前述したように、パッケージ１０は、基材（例えば、基本またはコア材料３２)、該基材の上方に少なくとも部分的に配置されるＡｇ含有材料（例えば、Ａｇ含有コーティング３２）、ならびに、該Ａｇ含有材料（例えばコーティング３２）の上方に少なくとも部分的に配置される保護層またはコーティング（例えばＰ、Ｐ１、および／またはＰ２）を含むことができる。好適な有機バリア保護層またはコーティングはＳｉ含有コーティングを含むことができ、該Ｓｉ含有コーティングには、オルガノシリコーン化合物、反応性シリコーン化合物、または反応性シランに由来するものを含む。そのような化合物は、一般的に、適用の容易さおよび厚さ制御を可能にする溶解した形態で供給される。バリア特性を有することが知られている他の有機化合物および有機ポリマーを、単独で、またはオルガノシリコーンまたは反応性シランとともに、保護層Ｐ、Ｐ１、およびＰ２に使用してもよい。
【００５７】
さらに、保護層Ｐ、Ｐ１、およびＰ２は、パッケージ部品のＡｇ部分またはＡｇ含有部分上方の金属バリアコーティングを含んでいてもよく、その後、シリコーン封入材でコーティングされてもよい。金属保護層Ｐまたはコーティングは、Ａｇ基板（例えばコーティング３２）上方に直接、バリア層として適用されてもよく、特に酸化耐性を有する金属が使用される。あるいは、保護層Ｐ、Ｐ１、およびＰ２は、誘電特性を備えた酸化物層を含むことができ、該酸化物層は、バリア層としてＡｇ基板の上方に直接適用してもよい。公知の誘電体材料を使用することができる。保護層Ｐ、Ｐ１、およびＰ２はまた、有機−無機バリアコーティングを含んでいてもよい。あるいは、有機−無機ハイブリッド層または有機−無機コーティングの酸化物形態を、層Ｐ、Ｐ１、およびＰ２として使用してもよい。これらは、ゾルゲルコーティングから調製され、抽出されてもよい。
【００５８】
前述の層Ｐ、Ｐ１およびＰ２、またはバリアコーティング（有機コーティング、無機コーティング、有機−無機ハイブリッドコーティング）は、溶液、分散液、またはゾル−ゲルコーティングから得ることができる。上述したバリアコーティング適用のプロセスおよび／または方法は、これらに限定するものではないが、噴霧、スピンコーティング、ディスペンスコーティング、スピンオンコーティング、もしくは化学気相成長法（ＣＶＤ）、または有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、または物理気相成長法（ＰＶＤ）もしくはプラズマ蒸着を含むことができる。上記層Ｐ、Ｐ１およびＰ２は、以下に説明するように、ＬＥＤパッケージの製造中の様々な加工工程において適用することができる。層またはコーティングは、ＬＥＤパッケージのＡｇコーティングまたは基板部品の上方に、最小限で存在することができる。保護層Ｐ、Ｐ１およびＰ２は、Ａｇ含有コーティングまたは基板上に直接、そして、ＬＥＤ反射キャビティ２６（すなわち側壁）の成形加工ステップ前に適用されてもよい。一態様においては、バリアコーティングがパッケージのＡｇ基板および反射体側壁を被覆するように、保護層Ｐ、Ｐ１およびＰ２が、ダイ配置工程前にＬＥＤパッケージ上に適用されてもよい。あるいは、保護層Ｐ、Ｐ１およびＰ２は、ダイ配置およびワイヤボンディング工程後にＬＥＤパッケージ上に適用されて、保護層Ｐ、Ｐ１およびＰ２がＡｇ基板、反射体側壁、ＬＥＤチップ２２、およびワイヤボンド２４を被覆するようにしてもよい。
【００５９】
図１３が示すように、保護層Ｐは、リードフレーム部品の周囲にパッケージ本体１２を成形する工程の前に、電気素子および熱素子１４、１６、および１８の上方に適用され、蒸着され、あるいはその他の方法で堆積されてもよい。すなわち、保護層Ｐは、成形されたプラスチック本体１２の少なくとも一部の下方を延びて、パッケージ本体１２の１つ以上の表面に接触するようにしてもよい。一態様においては、保護層Ｐは、図１３に示すように、パッケージ本体１２の１つ以上の部分の間に配置することができる。
【００６０】
図１４は、本体１２の成形工程後、かつＬＥＤダイアタッチおよび／またはワイヤボンディング工程前に保護層Ｐが堆積された実施形態を示す。したがって、保護層Ｐは、ＬＥＤチップ２２の下方において、キャビティ床３４の少なくとも一部に沿って延びることができる。保護層Ｐは、熱素子１４上面とＬＥＤチップ２２上面との間で延びていてもよい。一態様においては、保護層Ｐは、キャビティ床３４の全表面の上方、よって熱素子および電気素子１４、１６、および１８の各表面の上方に配置されてもよい。更なる態様においては、保護層Ｐは、図１４に示すように反射キャビティ２６の側壁まで、任意選択的に延びていてもよい。
【００６１】
図１５は、ワイヤボンディング工程後、かつ封入材２８の注入工程前に適用された保護層Ｐを示している。一態様においては、保護層Ｐは、ワイヤボンド２４、ＬＥＤチップ２２、キャビティ２６壁、およびキャビティ床３４の表面、ならびに電気素子１６および１８の表面を少なくとも部分的に被覆してもよい。
【００６２】
図１６は、複数の保護層が適用できる、例えば、第１保護層Ｐ１および第２保護層Ｐ２を適用できる実施形態を示している。第１および第２保護層Ｐ１およびＰ２は、ＬＥＤパッケージ１０の製造中における任意の加工工程で適用されることができ、図１３〜１５に示され、説明されるような配置（ただし、複数の層を備える点が異なる）をとることができる。あるいは、第１および第２層Ｐ１およびＰ２は、図示されるように、ＬＥＤチップ２２にダイを取り付ける前に、熱素子および電気素子１４、１６、および１８の上面の上方に適用されてもよい。第１および第２層Ｐ１およびＰ２は、任意選択的に、反射キャビティ２６の側壁まで延びていてもよい。さらに、純粋なＡｇに代えて、Ａｇ含有合金が用いられてもよい。Ａｇ合金には、チタン（Ｔｉ）やニッケル（Ｎｉ）のような他の金属を含んでいてもよい。
（例）
本発明主題により製造されるＬＥＤパッケージの改良された化学抵抗性を以下に示す。２組のＬＥＤパッケージが反射体基材としてＡｇを有するパッケージから形成された（従来のＬＥＤパッケージ、非最適化ＬＥＤパッケージ、および改良された化学抵抗性を有する最適化ＬＥＤパッケージ）。これらのＬＥＤパッケージは、加硫ゴムが配置された容器内に配置された。容器は、５０℃の炉に２４時間入れられた。ＬＥＤパッケージは、Ａｇ基板の劣化および暗色化を生じさせ得る加硫ゴムからのオフガスに曝露された。その後、曝露されたＬＥＤパッケージは、変色について検査された。曝露後のＬＥＤパッケージの光学的性能および電気的性能が、以下の表１において、曝露前の値と比較された。
【００６３】
【表１】
2014525146.tif 000003
上の表１に示すように、非最適化ＬＥＤパッケージは輝度の約１０％を失い得るのに対し、改良された、または最適化ＬＥＤパッケージでは、加硫ゴムへの曝露後でも輝度が低下していない。
【００６４】
図面に示され、上で説明されている本開示の実施形態は、添付の特許請求の範囲に記載される範囲内で可能な多数の実施形態の例証である。化学抵抗性が最適化されたＬＥＤパッケージおよび部品の構成およびこれを製造する方法は、具体的に開示されたもの以外の多数の構成を含み得る。
【図１】
2014525146.tif 000004
【図２】
2014525146.tif 000005
【図３】
2014525146.tif 000006
【図４】
2014525146.tif 000007
【図５】
2014525146.tif 000008
【図１３】
2014525146.tif 000009
【図１４】
2014525146.tif 000010
【図１５】
2014525146.tif 000011
【図１６】
2014525146.tif 000012
【図６】
2014525146.tif 000013
【図７】
2014525146.tif 000014
【図８】
2014525146.tif 000015
【図９Ａ】
2014525146.tif 000016
【図９Ｂ】
2014525146.tif 000017
【図１０】
2014525146.tif 000018
【図１１】
2014525146.tif 000019
【図１２】
2014525146.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成26年4月16日(2014.4.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記フェニル含有シリコーン封入材の部分が約１００℃〜約２００℃で硬化可能である、請求項１に記載の部品。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
前記フェニル含有シリコーン封入材の部分が約１５０℃で硬化可能である、請求項１に記載の部品。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記フェニル含有シリコーン封入材の部分の硬化後の硬さが約Ａ３０〜約Ａ８０である、請求項１に記載の部品。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記フェニル含有シリコーン封入材の部分の硬化後の硬さが約Ａ４０〜約Ａ７０である、請求項１に記載の部品。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記フェニル含有シリコーン封入材の部分の硬化後の硬さが約Ａ２０〜約Ｄ６０である、請求項１に記載の部品。
【国際調査報告】
2014525146.tif 000021
2014525146.tif 000022