(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオード（ＬＥＤ）部品であって、
金属アノードパッドおよび金属カソードパッドを含むリードフレームと、
前記金属アノードパッドの第１の面および前記金属カソードパッドの第１の面上のプラスチックカップであって、前記プラスチックカップが、前記プラスチックカップ内で前記金属アノードパッドの第１の露出部、および前記金属カソードパッドの第１の露出部を画定し、前記金属アノードパッドおよび前記金属カソードパッドから離れて延び、前記金属アノードパッドおよび前記金属カソードパッドから離れたプラスチックカップの開口を画定する、前記プラスチックカップと、
前記プラスチックカップ内に配設された複数のＬＥＤダイであって、該複数のＬＥＤダイの各々は、前記金属アノードパッドの前記第１の露出部に隣接して取り付けられるアノード接点および前記金属カソードパッドの前記第１の露出部に隣接して取り付けられるカソード接点を有する、前記複数のＬＥＤダイと
を備え、
前記リードフレームは更に、前記プラスチックカップの外側に、前記金属アノードパッドの第２の露出部と、前記金属カソードパッドの第２の露出部とを有し、前記金属アノードパッドの前記第２の露出部および前記金属カソードパッドの前記第２の露出部が、前記複数のＬＥＤダイを基板に電気的に接続させるように構成され、
前記金属アノードパッドおよび前記金属カソードパッドの隣接端は、湾曲接面を含み、
少なくとも２つの前記複数のＬＥＤダイは、前記金属アノードパッドと前記金属カソードパッドの間に接続されている、前記ＬＥＤ部品。
【請求項２】
前記金属アノードパッドの前記第１および第２の露出部は、前記金属アノードパッドの対向面上にあり、前記金属カソードパッドの前記第１および第２の露出部は、前記金属カソードパッドの対向面上にある、請求項１に記載のＬＥＤ部品。
【請求項３】
前記金属アノードパッドの前記第１および第２の露出部は、前記金属アノードパッドの同一平面上にあり、前記金属カソードパッドの前記第１および第２の露出部は、前記金属カソードパッドの同一平面上にある、請求項１に記載のＬＥＤ部品。
【請求項４】
前記金属アノードパッドおよび前記金属カソードパッドの前記第１の露出部は、同一平面ではない、請求項１〜３のいずれか１つに記載のＬＥＤ部品。
【請求項５】
前記プラスチックカップは、シリコーンを含む、請求項１〜４のいずれか１つに記載のＬＥＤ部品。
【請求項６】
前記金属アノードパッド、前記金属カソードパッド、および／または前記プラスチックカップは、前記アノード接点の前記金属アノードパッドの前記第１の露出部への直接的な電気的接続、および前記カソード接点の前記金属カソードパッドの前記第１の露出部への直接的な電気的接続を容易化するように構成される、請求項１〜５のいずれか１つに記載のＬＥＤ部品。
【請求項７】
前記金属アノードパッドおよび前記金属カソードパッドの隣接端は、それらの間に隙間を画定し、前記プラスチックカップは、前記隙間内に延びる、請求項１〜６のいずれか１つに記載のＬＥＤ部品。
【請求項８】
前記金属アノードパッドおよび前記金属カソードパッドの隣接端は、異なる幅を有する、請求項１〜７のいずれか１つに記載のＬＥＤ部品。
【請求項９】
前記リードフレームは、前記プラスチックカップの外側で前記金属アノードパッドを前記金属カソードパッドに機械的に接続する金属リンクをさらに備える、請求項１〜８のいずれか１つに記載のＬＥＤ部品。
【請求項１０】
発光ダイオード（ＬＥＤ）部品であって、
金属アノードパッド、金属カソードパッド、ならびに前記金属アノードパッドおよび前記金属カソードパッド上のプラスチックカップを含むリードフレームであって、前記プラスチックカップが、前記プラスチックカップの内側に前記金属アノードパッドの露出部、および前記金属カソードパッドの露出部を画定し、前記プラスチックカップが、
前記金属アノードパッドの第１の面および前記金属カソードパッドの第１の面上のプラスチックカップ壁であって、前記プラスチックカップの内側に前記金属アノードパッドの前記露出部および前記金属カソードパッドの前記露出部を画定し、前記金属アノードパッドおよび前記金属カソードパッドから離れて延びる、前記プラスチックカップ壁と、
前記第１の面に対向する前記金属アノードパッドの第２の面および前記金属カソードパッドの第２の面上のプラスチックカップベースであって、前記金属アノードパッドおよび前記金属カソードパッドの方向に延び、前記プラスチックカップの外側に、前記金属アノードパッドの前記第２の面の露出部および前記金属カソードパッドの前記第２の面の露出部を画定する、前記プラスチックカップベースと
を有する、前記リードフレームと、
対向する第１の面および第２の面と、前記第１の面上のアノード接点およびカソード接点とを含むＬＥＤダイであって、前記アノード接点および前記カソード接点が前記ＬＥＤダイから離れた外面を含み、前記ＬＥＤダイが、前記アノード接点の前記外面が前記プラスチックカップベースに隣接し前記金属アノードパッドの前記露出部に接近して間隔を有し、前記カソード接点の前記外面が前記プラスチックカップベースに隣接し前記金属カソードパッドの前記露出部に接近して間隔を有するように前記プラスチックカップ内に配設されるＬＥＤダイと、
前記アノード接点の前記外面と前記金属アノードパッドの前記露出部との間、および前記カソード接点の前記外面と前記金属カソードパッドの前記露出部との間に延び、前記アノード接点の前記外面を前記金属アノードパッドの前記露出部に直接的に電気的に接続し、前記カソード接点の前記外面を前記金属カソードパッドの前記露出部に直接的に電気的に接続するダイアタッチ層と、を備え、
前記金属アノードパッドおよび前記金属カソードパッドの前記露出部は、同一平面ではなく、
前記アノード接点および前記カソード接点の前記外面は、同一平面である、ＬＥＤ部品。
【請求項１１】
前記プラスチックカップは、シリコーンを含む、請求項１０に記載のＬＥＤ部品。
【請求項１２】
前記金属アノードパッド、前記金属カソードパッド、および／または前記プラスチックカップは、前記ダイアタッチ層による、前記アノード接点の前記外面の前記金属アノードパッドの前記露出部への直接的な電気的接続、および前記カソード接点の前記外面の前記金属カソードパッドの前記露出部への直接的な電気的接続を容易化するように構成される、請求項１０または１１に記載のＬＥＤ部品。
【請求項１３】
ＬＥＤ部品を製造する方法であって、
金属アノードパッド、金属カソードパッド、ならびに前記金属アノードパッドおよび前記金属カソードパッド上のプラスチックカップを含むリードフレームであって、前記プラスチックカップが、前記プラスチックカップ内で前記金属アノードパッドの露出部、および前記金属カソードパッドの露出部を画定するリードフレームを提供することと、
対向する第１の面および第２の面、前記第１の面上のアノード接点およびカソード接点を含むＬＥＤダイ、ならびに前記ＬＥＤダイから離れた前記アノード接点および前記カソード接点の外面上のダイアタッチ層を提供することと、
前記ダイアタッチ層が直接的に前記金属アノードパッドの前記露出部および前記金属カソードパッドの前記露出部上にあるように、前記プラスチックカップ内に前記ＬＥＤダイを配置することと、
前記ダイアタッチ層が、前記アノード接点の前記外面を前記金属アノードパッドの前記露出部に直接的に電気的に接続し、前記カソード接点の前記外面を前記金属カソードパッドの前記露出部に直接的に電気的に接続するように前記ダイアタッチ層を融解することと、を含み、
前記金属アノードパッドおよび前記金属カソードパッドの前記露出部は、同一平面ではなく、
前記アノード接点および前記カソード接点の前記外面は、同一平面である、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載される種々の実施形態は、発光機器およびアセンブリ、ならびにそれを製造する方法、より具体的には、発光ダイオード（ＬＥＤ）、それらのアセンブリ、およびそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは、それに対する電圧の印加にあたり光を生成可能な固体発光素子として広く知られる。ＬＥＤは、基本的に、対向する第１の面および第２の面を有するダイオード領域を含み、またその中にｎ型層、ｐ型層、およびｐ−ｎ接合を含む。アノード接点は、ｐ型層にオーミックに接触し、カソード接点はｎ型層にオーミックに接触する。ダイオード領域は、サファイア、シリコン、シリコンカーバイド、ガリウムヒ素、窒化ガリウム等の成長基板のような基板上にエピタキシャル形成されるが、完成された機器は、基板を含まない。ダイオード領域は、例えば、シリコンカーバイド、窒化ガリウム、ガリウムリン、窒化アルミニウム、および／若しくはガリウムヒ素基盤材料、ならびに／または有機半導体基盤材料から製造され得る。最後に、ＬＥＤによって放射される光は、可視または紫外（ＵＶ）領域であってもよく、ＬＥＤは、蛍光体等の波長変換材料を組み込んでもよい。
【０００３】
ＬＥＤ部品は、例えば、表面実装（ＳＭＴ）を使用して、他の電子部品と共に、メタルコアプリント基板（ＭＣＰＣＢ）、フレキシブル基板、および／または他のプリント基板等の基板上に据え付けるためのパッケージＬＥＤダイを提供する。ＬＥＤ部品は、基本的に、ＬＥＤダイおよび他のパッケージ部品を含む。
【０００４】
表面実装は、部品が直接、基板の表面に据え付けまたは配置される、電子回路を生産するための方法である。そのように作られた電子機器は、表面実装部品（ＳＭＤ）と呼ばれ得る。ＳＭＴ部品は、通常、対となるその貫通孔よりも小さい。より簡潔かつ速い自動組立がまた、他の潜在的な利点と共に提供され得る。このように、ＳＭＴは、電子部品組立にますます使用されている。
【０００５】
ＳＭＤは、しばしば、ＳＭＤパッケージの一部としてリードフレームを使用する。リードフレームは、信号をダイから外側へ伝えるパッケージ内側の金属構造体である。パッケージ内側のダイは、一般的に、リードフレームに接着され、ワイヤボンディング技術を使用してボンドワイヤがダイ接点をリードフレームリードにアタッチする。リードフレームは、その後、プラスチックケース内に成形され、リードフレームの外側は、切り落とされ、これによって、リードを分離する。リードフレーム自身は、エッチング、スタンピング、および／または他の技術によって、銅または銅合金の平板から材料を除去することによって製造可能である。
【０００６】
リードフレームはまた、ここで、低コスト、高密度ＳＭＤ  ＬＥＤ部品に対して使用される。これらのＬＥＤ部品において、リードフレームは、金属アノードパッド、金属カソードパッド、ならびに金属アノードパッドの露出部および金属カソードパッドの露出部をその中に画定する、金属アノードパッドおよび金属カソードパッド上のプラスチックカップを含む。プラスチックカップの少なくともいくつかの部分は、透明、半透明、不透明、および／または反射的であってもよく、またプラスチックカップは、エポキシ成形コンパウンド（ＥＭＣ）および／またはシリコーン等のプラスチックで形成され得る。ＬＥＤダイは、リードフレームに接着され、そのアノード接点および／またはカソード接点は、リードフレームパッドにワイヤボンディングされる。カップは、その後、少なくともいくつかの部分が、透明、半透明、不透明、および／または反射的である封止材料によって満たされ得る。封止材料は、その中に蛍光体等の波長変換材料を含んでもよい。
【０００７】
ＬＥＤは、発光／照明用途においてますます使用され、偏在する白熱電球に対する置き換えを提供する目標を有する。ＬＥＤダイを製造するコストは、マイクロエレクトロニクス製造技術における進歩によって低減し続けている。このように、ＬＥＤダイのパッケージ化はＬＥＤ部品のコストのさらなる増加が仮定される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書に記載される種々の実施形態による発光ダイオード（ＬＥＤ）部品は、リードフレームと、ワイヤボンディングなしでリードフレームに電気的に接続されるＬＥＤダイとを含む。いくつかの実施形態において、リードフレームは、プラスチックカップを備え、ＬＥＤダイは、プラスチック内にあり、プラスチックカップ内でリードフレームに電気的に接続される。いくつかの実施形態において、ＬＥＤダイアノード接点およびカソード接点は、半田層を使用してリードフレームに直接的にアタッチされる。
【０００９】
より具体的には、本明細書に記載される種々の実施形態によるＬＥＤ部品は、金属アノードパッド、金属カソードパッド、ならびにその中に金属アノードパッドの露出部および金属カソードパッドの露出部を画定する、金属アノードパッドおよび金属カソードパッド上のプラスチックカップを備えるリードフレームを含む。ＬＥＤ部品はまた、対向する第１の面および第２の面と、第１の面上のアノード接点およびカソード接点とを含むＬＥＤダイであって、アノード接点およびカソード接点がＬＥＤダイから離れた外面を含むＬＥＤダイを含む。ＬＥＤダイは、アノード接点の外面が金属アノードパッドの露出部に接近して間隔を有し、カソード接点の外面が金属カソードパッドの露出部に接近して間隔を有するようにプラスチックカップ内に配設される。ＬＥＤ部品はまた、アノード接点の外面と金属アノードパッドの露出部との間、およびカソード接点の外面と金属カソードパッドの露出部との間に延びるダイアタッチ層を含む。ダイアタッチ層は、アノード接点の外面を金属アノードパッドの露出部に直接的に電気的に接続し、カソード接点の外面を金属カソードパッドの露出部に直接的に電気的に接続する。
【００１０】
いくつかの実施形態において、プラスチックカップは、シリコーンを含み、アノードパッドおよびカソードパッドの露出部は、同一平面ではない。
【００１１】
本明細書に記載されるいくつかの実施形態によると、金属アノードパッド、金属カソードパッド、および／またはプラスチックカップは、ダイアタッチ層による、アノード接点の外面の金属アノードパッドの露出部への直接的な電気的接続、およびカソード接点の外面の金属カソードパッドの露出部への直接的な電気的接続を容易化するように構成される。具体的には、いくつかの実施形態において、金属アノードパッドおよび金属カソードパッドの隣接端は、それらの間に隙間を画定し、プラスチックカップは、隙間内を延び、また金属アノードパッドおよび金属カソードパッドの非隣接端を越えて一定距離延びる。該距離は、隙間よりも大きい。いくつかの実施形態において、該距離は、隙間よりも少なくとも１０％大きい。他の実施形態において、該距離は、隙間よりも少なくとも３０％大きい。
【００１２】
また他の実施形態は、金属アノードパッドおよび金属カソードパッドの隣接端を、異なる幅を有するように構成することによって、ＬＥＤのリードフレームへの直接的な電気的接続を容易化するように、金属アノードパッド、金属カソードパッド、および／またはプラスチックカップを構成可能である。さらに他の実施形態において、プラスチックカップは、金属アノードパッドおよび／または金属カソードパッドの対向面において延びる。また他の実施形態において、リードフレームは、プラスチックカップの外側で金属アノードパッドを金属カソードパットに機械的に接続する金属リンクをさらに備える。金属リンクは、例えば、部品の分離中に金属アノードパッドおよび／または金属カソードパッドから切断されるように構成されてもよい。金属リンクはまた、低融点合金を含んでもよい。
【００１３】
また他の実施形態において、金属アノードパッドおよび金属カソードパッドは、湾曲接面を含む。いくつかの実施形態において、湾曲接面は、それらの間に斜角および／または直角を形成する複数の線分を含む。他の実施形態において、金属アノードパッドは、金属カソードパッドに向かって延びる金属フィンガーを含み、金属カソードパッドは、金属アノードパッドに向かって延びる金属フィンガーを含む。
【００１４】
それらの間に斜角および／または直角を形成する複数の線分を有する、対向する面を含む上記の実施形態のいくつかは、プラスチックカップ内に１つ以上のＬＥＤダイをアタッチするために使用されてもよい。例えば、いくつかの実施形態において、ＬＥＤダイは、アノード接点の外面が、線分のうちの第１の線分に隣接する金属アノードパッドに接近して間隔を有し、カソード接点の外面が、線分のうちの第１の線分に隣接する金属カソードパッドに接近して間隔を有するように、プラスチックカップ内に配設される。ＬＥＤ部品は、同様に対向する第１の面および第２の面と、第１の面上のアノード接点およびカソード接点とを含む第２のＬＥＤダイをさらに備え、アノード接点およびカソード接点が、第２のＬＥＤダイから離れた外面を含む。第２のＬＥＤダイはまた、アノード接点の外面が、線分のうちの第２の線分に隣接する金属アノードパッドに接近して間隔を有し、カソード接点の外面が、線分のうちの第２の線分に隣接する金属カソードパッドに接近して間隔を有するように、プラスチックカップ内に配設される。
【００１５】
さらに他の金属パッドの構成において、金属アノードパッドまたは金属カソードパッドのうちの一方は、３つのエッジを含み、金属カソードパッドまたは金属アノードパッドのうちのもう一方は、３つのエッジに隣接して延びる。他の実施形態において、金属アノードパッドまたは金属カソードパッドのうちの一方は、４つのエッジを含み、金属カソードパッドまたは金属アノードパッドのうちのもう一方は、４つのエッジに隣接して延びる。
【００１６】
上記の種々の実施形態は、リードフレームへのＬＥＤダイの直接アタッチを容易化するように金属アノードパッド、金属カソードパッド、および／またはプラスチックカップを構成する。他の実施形態において、ダイアタッチ層それ自身が、ダイアタッチ層による、アノード接点の外面の金属アノードパッドの露出部への直接的な電気的接続、およびカソード接点の外面の金属カソードパッドの露出部への直接的な電気的接続を容易化するように構成される。具体的には、いくつかの実施形態において、金属アノードパッドおよび金属カソードパッドの露出部は、高低差によって同一平面ではなく、ダイアタッチ層は、高低差よりも厚い。他の実施形態において、ダイアタッチ層はまた、厚さが３μｍよりも厚くてもよい。また他の実施形態において、ダイアタッチ層は、金属アノードパッドの露出部に接近して間隔を有するアノード接点の外面との間の厚さが、金属カソードパッドの露出部に接近して間隔を有するカソード接点の外面との間に比べて異なる。
【００１７】
さらに他の実施形態は、直接的な電気的接続を容易化するようにダイアタッチ層の成分を構成してもよい。具体的には、いくつかの実施形態において、ダイアタッチ層は、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、およびスズ（Ｓｎ）を含む。他の実施形態において、０＜Ａｕ重量％≦１０、１０≦Ｎｉ重量％≦６０、および４０≦Ｓｎ重量％≦９０である。さらに他の実施形態において、０．８≦Ａｕ重量％≦４．５、１９≦Ｎｉ重量％≦４１、および５５≦Ｓｎ重量％≦８０である。
【００１８】
また他の実施形態において、プラスチックカップは、シリコーンを含み、ダイアタッチ材料は、シリコーンの分解温度よりも低い融解温度を有する。さらに他の実施形態において、ダイアタッチ材料は、２６０℃よりも低い融解温度を有する。さらに、他の実施形態において、ダイアタッチ材料は、融解温度を有し、融解温度よりも高い再融解温度を有する。いくつかの実施形態において、融解温度は、２６０℃よりも低く、再融解温度は、２６０℃よりも高い。
【００１９】
本明細書に記載される金属アノードパッド、金属カソードパッド、プラスチックカップ、および／またはダイアタッチ層を構成する種々の実施形態が、ＬＥＤダイに関する要因、リードフレームに関する要因、ＬＥＤ部品全体に関する要因、および／またはＬＥＤ部品が意図される用途を含む、複数の要因によって、種々の組み合わせ、または部分的組み合わせにおいて共に使用されてもよいことが理解されるであろう。一例において、ＬＥＤパッケージによって提供される非同一平面は、金属アノードパッド、金属カソードパッド、プラスチックカップ、および／またはダイアタッチ層の上記の構成が使用されることを要求してもよい。
【００２０】
上記の種々の実施形態は、記載されるＬＥＤ部品を有する。ただし、本明細書に記載される他の実施形態は、リードフレームそれ自身、またはＬＥＤそれ自身を提供してもよい。
【００２１】
具体的には、本明細書に記載される種々の実施形態によるリードフレームは、金属アノードパッドおよび金属カソードパッドと、金属アノードパッドの露出部および金属カソードパッドの露出部をその中に画定する、金属アノードパッドおよび金属カソードパッド上のプラスチックカップとを含む。金属アノードパッド、金属カソードパッド、および／またはプラスチックカップは、発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイのそれぞれアノード接点およびカソード接点のそれぞれ金属アノードパッドの露出部および金属カソードパッドの露出部への直接的な半田接続を容易化するように構成される。金属アノードパッド、金属カソードパッド、および／またはプラスチックカップは、本明細書に記載される任意の、そして全ての実施形態によって構成可能である。
【００２２】
同様に、本明細書に記載される種々の実施形態によるＬＥＤは、対向する第１の面および第２の面と、第１の面上のアノード接点およびカソード接点とを含むＬＥＤダイであって、アノード接点およびカソード接点がＬＥＤダイから離れた外面を含むＬＥＤダイと、アノード接点およびカソード接点の外面上のダイアタッチ層とを含んでもよい。ダイアタッチ層は、リードフレームの金属アノードパッドおよび金属カソードパッドへのダイアタッチ層の直接アタッチを容易化するように構成される。ダイアタッチ層は、本明細書に記載される任意の、そして全ての実施形態に従って直接アタッチを容易化するように構成可能である。
【００２３】
ＬＥＤ部品を製造する方法がまた、本明細書に記載される種々の実施形態によって提供される。これらの方法は、金属アノードパッド、金属カソードパッド、ならびに金属アノードパッドの露出部および金属カソードパッドの露出部をその中に画定する、金属アノードパッドおよび金属カソードパッド上のプラスチックカップを備えるリードフレームを提供することと、ＬＥＤダイであって、対向する第１の面および第２の面、第１の面上のアノード接点およびカソード接点、ならびにＬＥＤダイから離れたアノード接点およびカソード接点の外面上のダイアタッチ層を備えるＬＥＤダイを提供することとを含んでもよい。ＬＥＤダイは、ダイアタッチ層が直接的に金属アノードパッドの露出部および金属カソードパッドの露出部上にあるように、カップ内に配置される。ダイアタッチ層は、その後、アノード接点の外面を金属アノードパッドの露出部に直接的に電気的に接続し、カソード接点の外面を金属カソードパッドの露出部に直接的に電気的に接続するように融解される。リードフレームおよび／またはダイアタッチ層は、本明細書に記載される任意の、そして全ての実施形態に従って構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本明細書に記載される種々の実施形態による、ＬＥＤダイの断面図である。
【図２Ａ】本明細書に記載される種々の実施形態による、リードフレームに直接的にアタッチされるＬＥＤダイを含むＬＥＤ部品の断面図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＬＥＤ部品の上面図である。
【図３】本明細書に記載される種々の他の実施形態による、リードフレームに直接的にアタッチされるＬＥＤダイを含むＬＥＤ部品の断面図である。
【図４】本明細書に記載されるまた他の実施形態による、リードフレームに直接的にアタッチされるＬＥＤダイを含むＬＥＤ部品の断面図である。
【図５】本明細書に記載される種々の実施形態による、リードフレームの底面図である。
【図６】本明細書に記載される種々の実施形態による、リードフレームの底面図である。
【図７】本明細書に記載される種々の実施形態による、リードフレームの底面図である。
【図８】本明細書に記載される種々の実施形態による、リードフレームの底面図である。
【図９】本明細書に記載される種々の実施形態による、リードフレームの底面図である。
【図１０】本明細書に記載される種々の実施形態による、リードフレームの底面図である。
【図１１】本明細書に記載される種々の実施形態による、リードフレームの底面図である。
【図１２】またここではまとめて図１３と呼ばれ得る、図１３Ａ〜１３Ｂは、本明細書に記載される種々の実施形態による、その上に１つ以上のＬＥＤダイを含むＬＥＤリードフレームの平面図である。
【図１４】本明細書に記載される種々の他の実施形態による、リードフレームの底面図である。
【図１５】本明細書に記載される種々の他の実施形態による、その上に１つ以上のＬＥＤダイを含むＬＥＤリードフレームの上面図である。
【図１６】本明細書に記載されるさらに他の実施形態による、リードフレームの底面図である。
【図１７Ａ】ここではまとめて図１７と呼ばれ得る、本明細書に記載されるさらに他の実施形態による、その上に１つ以上のＬＥＤダイを含むＬＥＤリードフレームの上面図である。
【図１７Ｂ】ここではまとめて図１７と呼ばれ得る、本明細書に記載されるさらに他の実施形態による、その上に１つ以上のＬＥＤダイを含むＬＥＤリードフレームの上面図である。
【図１７Ｃ】ここではまとめて図１７と呼ばれ得る、本明細書に記載されるさらに他の実施形態による、その上に１つ以上のＬＥＤダイを含むＬＥＤリードフレームの上面図である。
【図１８】本明細書に記載されるまた他の実施形態による、リードフレームに直接的にアタッチされるＬＥＤダイを含むＬＥＤ部品の断面図である。
【図１９】本明細書に記載される種々の実施形態による、ＬＥＤダイの断面図である。
【図２０】従来のＬＥＤダイの断面図である。
【図２１】本明細書に記載される種々の実施形態による、ＬＥＤダイの断面図である。
【図２２】融解および再融解中における、本明細書に記載される種々の実施形態による、ダイアタッチ材料の性能を例示する状態図である。
【図２３】本明細書に記載される種々の実施形態による、ＬＥＤ部品を製造するために実施され得る処理のフローチャートである。
【図２４】本明細書に記載される種々の実施形態による、複数のＬＥＤ部品を製造するために使用され得るリードフレーム構造を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明概念の種々の実施形態は、ここで、添付図面を参照してより完全に記載されるであろう。本発明概念は、しかしながら、多くの異なる形式で具体化可能であり、本明細書に明らかになる実施形態に限定されるものとして解釈すべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が、完全に完成し、当業者に本発明の概念の範囲を完全に伝えることとなるように提供される。図において、層および領域の寸法および相対寸法は、理解し易いように誇張され得る。同様の番号は、全体を通して同様の要素を意味する。
【００２６】
層、領域、または基板等の要素が別の要素の「上」にあるとして言及する場合、直接的に他の要素の上にある、または挟まる要素がまた存在し得ることが理解されるであろう。さらに、「下に」または「上にある」等の相対語は、本明細書において、図で例示されるように、基板またはベース層に対する、１つの層または領域の別の層または領域に対する関係を記載するために使用され得る。これらの語は、図において図示された方向に加え、機器の異なる方向を包含することを意図することが理解されるであろう。「直接的に」の語は、挟まる要素がないことを意味する。本明細書に使用されるように、「および／または」の語は、挙げられた項目に関する１つ以上の任意および全ての組み合わせを含み、また「／」として略され得る。
【００２７】
本明細書に使用される用語は、特定実施形態を記載する目的のみであり、他の実施形態を限定する意図はない。本明細書に使用されるように、「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」の単数形は、文脈が明白にそうでない場合を除き、複数形を含むことも意図する。「備える」、「備えている」、「含む」、「含んでいる」、「有する」、および／または「有している」（およびそれらの変形）の語は、本明細書に使用される場合、記述された特徴、ステップ、動作、要素、および／または部品の存在を明示するが、追加の１つ以上の特徴、ステップ、動作、要素、部品、および／またはそれらのグループを除外しない。
【００２８】
第１の、第２の、等の語が、種々の要素、部品、領域、層、および／または部分を記載するために本明細書に使用され得るが、要素、部品、領域、層、および／または部分が、これらの語によって限定されるべきではないことが理解されるであろう。これらの語は、単に、１つの要素、部品、領域、層、または部分を別の領域、層、または部分から区別するために使用される。したがって、以下に説明される第１の要素、部品、領域、層、または部分は、本発明の教示から逸脱することなく、第２の要素、部品、領域、層、または部分と呼ばれ得る。
【００２９】
種々の実施形態が、断面図および／または理想的な実施形態の概略的な例示図である他の例示図を参照して記載される。このため、例示図の形状からの変形が結果として、例えば、製造技術および／または許容誤差をもたらすことが予期される。したがって、これらの実施形態は、本明細書に例示された領域の特定形状に限定されるものと解釈されるべきではなく、例えば、製造から結果としてもたらされる形状の誤差を含むこととなる。例えば、矩形として例示または記載された領域は、一般に、通常の製造許容誤差によって丸いまたは湾曲した特徴を有することとなる。したがって、図において例示される領域は、事実上概略的であり、それらの形状は、本明細書に別途定義しない限り、機器の領域の正確な形状を例示することを意図するものではなく、また本発明概念の範囲を限定することを意図するものではない。
【００３０】
本明細書に別途定義しない限り、本明細書に使用される全ての語（技術および科学用語を含む）は、本発明に属する当業者の１人によって一般的に理解されるものと同一の意味を有する。一般的に使用される辞書に定義された語は、関連技術および本明細書の文脈においてその意味するところからなる意味を有するものとして解釈されるべきであり、本明細書にはっきりと定義されない限り、理想的に、または過度な形式的感覚において解釈されるものではないことがさらに理解されるであろう。
【００３１】
いくつかの実施形態は、ここで、本明細書における説明を理解し易くするために、基本的に、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）基盤成長基板上の窒化ガリウム（ＧａＮ）基盤発光ダイオードを参照して記載されることとなる。ただし、本発明の他の実施形態が、成長基板とエピタキシャル層との種々の異なる組み合わせに基づいてもよいことが当業者によって理解されるであろう。例えば、組み合わせは、ＧａＰ成長基板上のＡｌＧａＩｎＰダイオード、ＧａＡｓ成長基板上のＩｎＧａＡｓダイオード、ＧａＡｓ成長基板上のＡｌＧａＡｓダイオード、ＳｉＣまたはサファイア（Ａｌ２Ｏ３）成長基板上のＳｉＣダイオード、および／または窒化ガリウム、シリコンカーバイド、窒化アルミニウム、サファイア、酸化亜鉛、および／または他の成長基板上のＩＩＩ族窒化物基盤ダイオードを含み得る。さらに、他の実施形態において、成長基板は、最終製品に存在しなくてもよい。例えば、成長基板は、発光ダイオードの形成後に除去されてもよく、および／またはボンディングされた基板が成長基板の除去後に発光ダイオード上に提供されてもよい。いくつかの実施形態において、発光ダイオードは、ノースカロライナ州、ダーラムのＣｒｅｅ株式会社によって製造され販売された窒化ガリウム基盤ＬＥＤ機器であってもよい。
【００３２】
前書き
本明細書に記載される種々の実施形態は、ＳＭＤリードフレームを備えるＬＥＤ部品、およびワイヤボンディングなしでＳＭＤリードフレームに電気的に接続されるＬＥＤを提供し得る。より具体的には、ＬＥＤ接点の一方または両方が、半田等のダイアタッチ層を使用してＳＭＤリードフレームに直接的にアタッチされる。
【００３３】
本明細書に記載される種々の実施形態は、リードフレーム技術を使用するＳＭＤ  ＬＥＤが、非常に低コストである潜在的な利点を有することの認識から生じ得る。なお、従来、ＬＥＤダイ接点の少なくとも一方、また多くの場合においてＬＥＤダイ接点の両方が、１つ以上のワイヤボンドを使用してＳＭＤリードフレームに接続されていた。ワイヤボンドは、低コストＳＭＤリードフレームにおける平坦度および高度な機械的屈曲からの誤差を補填可能である。この平坦度および高度な機械的屈曲からの誤差は、シリコーン等の低コストプラスチックがリードフレームカップに使用されるときにのみ増大し得る。
【００３４】
さらに、本明細書に記載される種々の実施形態は、ＳＭＤ  ＬＥＤリードフレームの金属アノードパッド、金属カソードパッド、および／またはプラスチックカップの構成、および／またはダイアタッチ材料の構成が、ＳＭＤ  ＬＥＤ部品におけるワイヤボンディングの排除を可能とし、半田等のダイアタッチ層を使用して、それぞれリードフレームの金属アノードパッドおよび金属カソードパッドへのＬＥＤダイのアノード接点およびカソード接点の両方の直接アタッチを可能とするように、変更され得ることを認識していた。直接的なダイのアタッチは、ワイヤボンディングよりも低コストかつより強固となり、よりコンパクトなＳＭＤ部品を可能とし得る。
【００３５】
多くの技術が、ワイヤボンドなしでＳＭＤリードフレームへのＬＥＤダイの直接アタッチを容易化すべく、金属アノードパッド、金属カソードパッド、プラスチックカップ、および／またはダイアタッチ層を構成するために以下に記載されるであろう。ただし、ＬＥＤダイが、ワイヤボンドなしでＳＭＤリードフレームに電気的に接続され得る新発見の認識を有することで、多くの他の構成が、当業者によって想起され得る。
【００３６】
図１は、本明細書に記載される種々の実施形態による、ＬＥＤチップとも呼ばれる発光ダイオード（ＬＥＤ）の断面図である。図１を参照すると、ＬＥＤダイ１００は、それぞれ対向し、それらの中にｎ型層１１２およびｐ型層１１４を含む、第１の面１１０ａおよび第２の面１１０ｂを有するダイオード領域１１０を含む。本明細書に記載される必要のない、量子井戸、バッファ層等を含み得る、他の層または領域が提供され得る。アノード接点１６０は、ｐ型層１１４にオーミックに接触し、第１の面１１０ａ上を延びる。アノード接点１６０は、ｐ型層１１４に直接的にオーミックに接触してもよく、または１つ以上の導電性ビア１６２および／若しくは他の中間層によってｐ型層１１４にオーミックに接触してもよい。カソード接点１７０は、ｎ型層１１２にオーミックに接触し、また第１の面１１０ａ上を延びる。カソード接点１７０は、ｎ型層１１２に直接的にオーミックに接触してもよく、または１つ以上の導電性ビア１７２および／若しくは他の中間層によってｎ型層１１２にオーミックに接触してもよい。図１に例示されるように、両方、第１の面１１０ａ上を延びるアノード接点１６０およびカソード接点１７０は、同一平面であるが、同一平面である必要はない。ダイオード領域１１０は、一般的に基板１２０上でエピタキシャルに形成されるので、本明細書において「ＬＥＤエピ領域」としても呼ばれ得る。例えば、ＩＩＩ族窒化物基盤ＬＥＤエピ領域１１０は、シリコンカーバイド成長基板上で形成され得る。いくつかの実施形態において、成長基板は、最終製品に存在し得る。他の実施形態において、成長基板は、除去され得る。また他の実施形態において、成長基板とは異なる別の基板が提供され得る。
【００３７】
図１にまた示されるように、ダイアタッチ層１８０はまた、アノード接点１６０の外面上、およびカソード接点１７０の外面上に提供される。以下に詳細に記載されることとなるように、ダイアタッチ層１８０は、ＳＭＤリードフレームへのＬＥＤダイの直接アタッチを容易化するように構成され得る。
【００３８】
図１にまた示されるように、透明シリコンカーバイド成長基板等の透明基板１２０がダイオード領域１１０の第２の面１１０ｂ上に含まれる。透明基板１２０は、側壁１２０ａを含み、ダイオード領域１１０の第２の面１１０ｂに隣接する内面１２０ｃおよび内面１２０ｃから離れた外面１２０ｂをまた含み得る。外面１２０ｂは、内面１２０ｃよりも面積が小さくなり得る。いくつかの実施形態において、側壁１２０ａは、内面１２０ｃよりも面積が小さい外面１２０ｂを提供するために、段付き、傾斜、および／または刻面であり得る。他の実施形態において、図１に示されるように、側壁は、斜角、またいくつかの実施形態において、外面１２０ｂから内面１２０ｃに向かって鈍角に延びる斜めの側壁１２０ａである。さらに他の実施形態において、側壁１２０ａは、面に対して直交してもよい。さらに、ＬＥＤダイ１００は、その外面のうちの少なくともいくつかにおいて、蛍光体等の発光団材料を備える層を含んでもよい。該層は、外面１２０ｂ上、側壁１２０ａ上、および／またはダイオード領域１１０の側面上を延びてもよく、それが延びる面に対し共形および／または非共形であってもよい。さらに他の光学および／または保護層が、ＬＥＤダイ上に提供されてもよい。
【００３９】
図１に関して上述されたように構成されたＬＥＤダイ１００は、そのアノード接点およびカソード接点がＬＥＤダイの単一面上に提供されるので、「水平」または「横」ＬＥＤと呼ばれ得る。水平ＬＥＤは、アノード接点およびカソード接点がその対向面上に提供される垂直ＬＥＤと比較され得る。
【００４０】
本明細書に記載される任意の実施形態によって使用され得る水平ＬＥＤの種々の他の構成は、本出願の譲受人に指定され、これによってその開示が本明細書に詳細に述べられるようにその全体の参照によって本明細書に組み込まれる、「Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅｓ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ  Ｓａｍｅ」と題された、Ｄｏｎｏｆｒｉｏらの米国特許第８，３６８，１００号、「Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅｓ  Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｂａｃｋｓｉｄｅ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ  ａｎｄ  Ｄｉｅ  Ａｔｔａｃｈ」と題された、Ｂｅｒｇｍａｎｎらの米国特許出願公開第２０１１／００３１５０２号、「Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅｓ  Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  Ｐｈｏｓｐｈｏｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ」と題された、Ｄｏｎｏｆｒｉｏらの米国特許出願公開第２０１２／０１９３６６０号、および「Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｍｏｕｎｔｉｎｇ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ  ｆｏｒ  Ｆｌｉｐ−Ｃｈｉｐ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ＬＥＤｓ」と題された、Ｄｏｎｏｆｒｉｏらの米国特許出願公開第２０１２／０１９３６６２号において詳細に記載される。
【００４１】
水平ＬＥＤの他の構成は、本出願の譲受人である、Ｃｒｅｅ株式会社によって販売される「ダイアタッチ」ＬＥＤチップによって具体化可能であり、例えば、その開示がこれによって本明細書に詳細に述べられるようにその全体の参照によって本明細書に組み込まれる、「Ｄｉｒｅｃｔ  Ａｔｔａｃｈ  ＤＡ２４３２（商標）  ＬＥＤｓ」（Ｄａｔａ  Ｓｈｅｅｔ：  ＣＰＲ３ＦＭ  Ｒｅｖ．  −，  ２０１１）、「Ｄｉｒｅｃｔ  Ａｔｔａｃｈ  ＤＡ１０００（商標）  ＬＥＤｓ」（Ｄａｔａ  Ｓｈｅｅｔ：  ＣＰＲ３ＥＳ  Ｒｅｖ．  Ｄ，  ２０１０−２０１２）、および「Ｄｉｒｅｃｔ  Ａｔｔａｃｈ  ＤＡ３５４７（商標）  ＬＥＤｓ」（Ｄａｔａ  Ｓｈｅｅｔ：  ＣＰＲ３ＥＬ  Ｒｅｖ．  Ｄ，  ２０１０−２０１２）と題されたデータシートにおいて記載される。
【００４２】
後続の図面を簡素化するために、ＬＥＤダイ１００の内部構造は、例示しないこととする。むしろ、後続する図は、ＬＥＤダイ１００を概略的に例示することとなるが、アノード接点１６０、カソード接点１７０、およびダイアタッチ層１８０を例示することとなる。ダイアタッチ層が、本明細書に記載される種々の実施形態によって変更され得るので、それは、１８０’で符号付けされることとなる。ＬＥＤダイ１００は、対向する第１および第２の面を備え、対向する第１の面は、ダイオード領域の第１の面１１０ａであり、第２の面は、基板が存在しない場合、ダイオード領域の第２の面１１０ｂであり、基板１２０が存在する場合、基板１２０の外面１２０ｂである。アノード接点１６０およびカソード接点１７０は、第１の面１１０ａ上にある。
【００４３】
さらに、本明細書に記載される種々の実施形態において、全てのＬＥＤダイ１００は、同一寸法であるように例示され、基本的に長方形または正方形であり得る。ただし、ＬＥＤダイ１００は、他の形状であってもよく、全てが同一寸法または形式のＬＥＤダイである必要はない。さらに、アノード接点１６０およびカソード接点１７０は、それぞれ、全て異なる寸法であるとして例示される。他の実施形態において、ただし、種々のＬＥＤのアノード接点および／若しくはカソード接点は、同一寸法、形状、および／若しくは厚さであってもよく、ならびに／または種々のＬＥＤのアノード接点および／若しくはカソード接点は、互いに同一寸法、形状、および／若しくは厚さである必要はない。ＬＥＤダイ１００は、異なる光の色を放出してもよく、その上に蛍光体層等の発光団層を含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態において、白色（例えば、青方偏移された黄色）ＬＥＤダイと赤色ＬＥＤダイとの組み合わせが提供されてもよい。さらに、任意の数の複数ＬＥＤダイ１００が、ＬＥＤ部品の必要条件に基づいて提供されてもよい。
【００４４】
ＳＭＤ  ＬＥＤ部品の直接アタッチ
図２Ａは、本明細書に記載される種々の実施形態による、ＬＥＤ部品の断面図であり、図２Ｂは、その上面図である。図２Ａおよび２Ｂを参照すると、ＬＥＤ部品２００は、リードフレーム２１０を備え、それ自身が金属アノードパッド２２０、金属カソードパッド２３０、ならびに金属アノードパット２２０および金属カソードパッド２３０上のプラスチックカップ２４０を含み、プラスチックカップ２４０が、プラスチックカップ２４０内に金属アノードパッド２２０の露出部２２０ｅおよび金属カソードパッド２３０の露出部２３０ｅを画定する。ＬＥＤ部品２００はまた、それぞれ対向する第１の面１１０ａおよび第２の面１２０ｂ、ならびに第１の面１１０ａ上のアノード接点１６０およびカソード接点１７０を備えるＬＥＤダイ１００を含む。アノード接点１６０およびカソード接点１７０は、それぞれ、ＬＥＤダイ１００から離れた外面１６０ｏ、１７０ｏを含む。ＬＥＤダイ１００は、アノード接点１６０の外面１６０ｏが、金属アノードパッド２２０の露出部２２０ｅに接近して間隔を有し、カソード接点１７０の外面１７０ｏが、金属カソードパッド２３０の露出部２３０ｅに接近して間隔を有するように、プラスチックカップ２４０内に配設される。
【００４５】
ＬＥＤ部品２００はまた、アノード接点１６０の外面１６０ｏと、金属アノードパッド２２０の露出部２２０ｅとの間に延び、カソード接点１７０の外面１７０ｏと、金属カソードパッド２３０の露出部２３０ｅとの間にまた延びるダイアタッチ層１８０’を含む。さらに、ダイアタッチ層１８０’は、アノード接点１６０の外面１６０ｏを金属アノードパッド２２０の露出部２２０ｅに直接的に電気的に接続し、またカソード接点１７０の外面１７０ｏを金属カソードパッド２３０の露出部２３０ｅに直接的に電気的に接続する。
【００４６】
金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０は、以下に詳細に記載されることとなる、部品製造後に単離される、より大きな金属リードフレーム構造の一部であってもよい。金属リードフレーム構造は、銅、銅合金、および／または他の導電性金属のパターン状平板を備え得る。金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０は、単一層として示されるが、複数層パッドがまた提供されてもよいことが理解されるであろう。例えば、反射コーティングが、直接的または間接的に金属アノードパッド２２０および／または金属カソードパッド２３０の面上に衝突する、ＬＥＤによって放射される任意の光の反射性を向上するために、ＬＥＤダイ１００に面する、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０の露出部２２０ｅ、２３０ｅおよび／または他の面の部分の全部または一部に提供されてもよい。さらに、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０は、プラスチックカップ２４０を越えて延びているように例示されるが、そうである必要はない。最後に、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０は、同一寸法、形状、および／または厚さであってもよく、異なる寸法、形状、および／または厚さであってもよい。
【００４７】
プラスチックカップ２４０は、プラスチックを含み得る。本明細書に使用されるように、「プラスチック」は、成形可能な任意の広い範囲の合成または半合成有機個体である。プラスチックは、一般的に高分子量の有機ポリマーであるが、それらは、しばしば他の物質を含有する。いくつかの実施形態において、プラスチックカップ２４０は、ポリアミド（ナイロン）類の熱可塑性合成樹脂であり、２９０℃から３０５℃の間の比較的高い融解点を有するポリフタラミド（ＰＰＡ）を含んでもよい。他の実施形態において、プラスチックカップ２４０は、同様に２９０℃から３０５℃の間の融解点を有し得る熱可塑性ポリエステルであるポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）を含んでもよい。他の実施形態において、プラスチックカップ２４０は、２７０℃から２８０℃の間の融解点を有し得る柔軟性エポキシ樹脂であるエポキシ成形コンパウンド（ＥＭＣ）を含んでもよい。さらに、現在および将来のプラスチックカップ２４０は、種々の成分のシリコーンを含んでもよく、３５０℃の分解温度を有し得る。シリコーンは、シリコンと共にカーボン、水素、酸素、および／または他の成分を含むポリマーである。当業者によって理解されるように、いくつかのシリコーンは、実際に溶解しない。むしろ、それらは、例えば、炭化、オフガス等によって分解され得る。この分解は、３５０℃で開始し得るが、この分解温度は、使用されるシリコーンによって変化し得る。他のシリコーンは、同一温度で分解および溶解し得る。また他のシリコーンは、分解温度よりも高い溶解温度を有し得る。さらに他のプラスチック材料が使用されてもよい。
【００４８】
さらに、プラスチックカップ２４０の少なくともいくつかの部分は、透明、半透明、および／または不透明でもよい。プラスチックカップ２４０はまた、均一構造である必要はなく、このため透明、半透明、または不透明の種々の部分、および透明、半透明、または不透明ではない他の部分を含んでもよい。追加の材料が、例えば、その反射性を向上するため、光学散乱を提供するため、および／または波長変換を提供するために、プラスチックカップにまた添加されてもよい。プラスチックカップ２４０は、本明細書に記載されるようにＬＥＤダイアタッチの前ではなく、ＬＥＤダイアタッチ後に、それぞれ金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０上で成形されてもよいことが理解されるであろう。
【００４９】
プラスチックカップ２４０は、ＬＥＤダイ１００が配設されるキャビティまたは凹部を画定するために、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０上にあり、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０から離れて延びるプラスチックカップ壁２４０Ｗを備え得る。プラスチックカップ壁２４０Ｗは、均一の厚さであってもよく、または図２Ａに例示されるように可変な厚さであってもよく、その中に種々の突起、ふくらみ、または凹部を含んでもよい。カップベース２４０Ｂは、基本的に、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０の方向に延び、金属アノードパッド２２０および／または金属カソードパッド２３０のどちらかの面上にまた延び得る。カップベース２４０Ｂの外エッジは、カップ壁２４０Ｗの外エッジより広くてもよく、および／若しくは狭くてもよく、またはそれに合致してもよい。さらに、カップベース２４０Ｂの外エッジは、カップ壁２４０Ｗの外エッジとは異なる形状を有してもよい。
【００５０】
ダイアタッチ層１８０’は、鉛系または鉛フリー半田を含み得る。さらに、本明細書に記載される種々の実施形態によると、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、およびスズ（Ｓｎ）を含む三成分半田がまた、使用されてもよい。以下に詳細に記載されることとなるように、この半田の四成分（またはその他）変種もまた提供されてもよい。ダイアタッチ層１８０’は、沈着および／または他の従来技術を使用して製造され得る。
【００５１】
最後に、図２Ａはまた、プラスチックカップ２４０の内側において、またいくつかの実施形態において充填する、封止材料２５０を例示する。いくつかの実施形態において、封止材料２５０はまた、プラスチックカップ２４０のものと同一成分および／または異なる成分であり得るシリコーンを含み得る。封止材料２５０は、成分において均一であってもよく、不均一であってもよく、またその中に、均一または不均一に分散され得る、屈折率整合、散乱、反射、および／または蛍光体等の波長変換材料のような光学材料を含んでもよい。封止材料２５０の外面は、図２Ａに例示されるように、プラスチックカップ２４０の外面と同じ高さであってもよい。ただし、他の実施形態において、封止材料の外面は、カップ２４０の外面に対して上反りまたは下反りであってもよい。さらに、マクロレンズおよび／またはマイクロレンズ等の種々の光学的機能が、封止材料２５０の外面内および／または外面上に提供されてもよい。
【００５２】
図２Ａおよび２Ｂはまた、ＳＭＤリードフレーム２１０、およびＳＭＤリードフレーム２１０にワイヤボンドなしで電気的に接続されるＬＥＤダイ１００を備える、本明細書に記載される種々の実施形態によるＬＥＤ部品を例示するものとみなすことができる。いくつかの実施形態において、ＳＭＤリードフレーム２１０は、プラスチックカップ２４０、およびプラスチックカップ２４０内にあり、プラスチックカップ２４０内でＳＭＤリードフレーム２１０に電気的に接続されるＬＥＤダイ１００を備える。いくつかの実施形態において、ＬＥＤダイ１００は、例えば、ダイアタッチ層１８０’を使用して、ＳＭＤリードフレーム２１０に半田付けされる。
【００５３】
図２Ａおよび２Ｂはまた、本明細書に記載される種々の実施形態による、表面実装部品リードフレームを例示する。表面実装部品リードフレーム２１０は、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０を備える。プラスチックカップ２４０が、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０上に提供され、金属アノードパッド２２０の露出部２２０ｅおよび金属カソードパッド２３０の露出部２３０ｅを画定する。金属アノードパッド２２０、金属カソードパッド２３０、および／またはプラスチックカップ２４０は、ＬＥＤダイ１００のアノード接点１６０およびカソード接点１７０のそれぞれの、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０のそれぞれの露出部２２０ｅ、２３０ｅへの直接的な半田付けを容易化するように構成される。いくつかの実施形態において、プラスチックカップ２４０は、リードフレーム２１０に含まれない。
【００５４】
図２Ａおよび２Ｂはまた、それぞれ対向する第１の面１１０ａおよび第２の面１２０ｂ、ならびに第１の面１１０ａ上のアノード接点１６０およびカソード接点１７０を有するＬＥＤダイ１００を備える表面実装部品ＬＥＤを例示する。アノード接点１６０およびカソード接点１７０は、それぞれ、ＬＥＤダイ１００から離れた外面１６０ｏ、１７０ｏを含む。ダイアタッチ層１８０’は、アノード接点１６０およびカソード接点１７０の外面１６０ｏ、１７０ｏ上に提供される。ダイアタッチ層１８０’は、ＳＭＤリードフレーム２１０のアノードパッド２２０およびカソードパッド２３０のそれぞれへのダイアタッチ層１８０’の直接アタッチを容易化するように構成される。
【００５５】
図２Ａにおいて、プラスチックカップ２４０は、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０の露出面２２０ｅ、２３０ｅ上のみにある。ただし、図３に例示されるように、プラスチックカップベース２４０Ｂはまた、露出面２２０ｅ、２３０ｅに対向する、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０の面上に延びてもよい。さらに、図４に示されるように、プラスチックカップベース２４０Ｂは、露出面２２０ｅ、２３０ｅに対向する、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０の面上に連続的に延びてもよい。さらに、いくつかの実施形態において、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０は、ＬＥＤ部品２００用の外部接点を提供するために、プラスチックカップ２４０Ｂの周囲に湾曲されていてもよい。本明細書に記載される種々の実施形態によって、リードフレーム２１０の複数の他の変形が提供され得る。例えば、リードフレーム２１０のいくつかの実施形態は、プラスチックカップ２４０を含まなくてもよい。
【００５６】
ここで詳細に記載されることとなる種々の実施形態によると、金属アノードパッド２２０、金属カソードパッド２３０、プラスチックカップ２４０、および／またはダイアタッチ材料１８０’は、ダイアタッチ層１８０’によって、金属アノードパッド２２０の露出部２２０ｅへのアノード接点１６０の外面１６０ｏの直接的な電気的接続、および金属カソードパッド２３０の露出部２３０ｅへのカソード接点１７０の外面１７０ｏの直接的な電気的接続を容易化するように構成され得る。種々の構造的および成分的な構成が、ここで記載されることとなる。これらの構成は、性能および／または信頼性の観点からもたらされる所望のＬＥＤ部品を実現するために、組み合わせ、または種々の部分的組み合わせにおいて変形されてもよいことが理解されるであろう。選択される金属アノードパッド２２０、金属カソードパッド２３０、プラスチックカップ２４０、および／またはダイアタッチ層１８０’の構成の個々の態様は、使用される特定のＬＥＤダイ１００および／若しくはリードフレーム２４０、ならびに／または所望の特定のコスト、信頼性、および／若しくは性能に依存することとなる。ただし、本明細書に記載される種々の実施形態による、金属アノードパッド２２０、金属カソードパッド２３０、プラスチックカップ２４０、および／若しくはダイアタッチ材料１８０’を構成することによって、ならびに／または当業者によって発展され得る他の構成によって、ワイヤボンドなしの表面実装リードフレーム２１０へのＬＥＤダイ１００の直接アタッチが実現され得る。
【００５７】
一般に、リードフレームは、ＬＥＤ部品において従来から使用されるセラミックサブマウントに対する低コスト代替物を提供し得る。さらに、リードフレームは、パッケージ面をほとんど全て金属とすることができるので、良好な熱伝導性を有する。換言すると、ＬＥＤダイは、低熱抵抗を提供するように、金属に接着され、その後、基板に半田付けされる。リードフレームは、高価な工具が少ない、より安価でより安い傾向にあるＳＭＤパッケージライン上を進み得る。一例であるが、リードフレームは、個々の部品に単離するために機械式切断工具を必要とせず、従来のセラミックパッケージと比べて、より少ない資本投資およびより少ない消費コストである、より安価なパンチ技術を使用し得る。
【００５８】
あいにく、しかしながら、リードフレームは、それらがＰＰＡ、ＰＣＴ、またはＥＭＣで製造される場合、セラミックと比べて乏しい信頼性を有し得る。ＳＭＤリードフレームはまた、セラミックよりも低い平坦度となり、ＬＥＤダイをアタッチする際の問題となる。リードフレームはまた、基本的に、従来の金スズ共晶半田のリフロー温度に至るまで温度安定ではなく、このためパッケージのリフローにあたり薄黒くなる傾向にあり得る。シリコーン基盤リードフレームにおける最近の進歩は、良好な信頼性を提供し、高リフロー温度に耐え得る。ただし、シリコーン基盤リードフレームは、薄弱で柔軟となる傾向にある。このように、金属アノードパッドおよび金属カソードパッドは、略同一平面であるが、完全に同一平面ではなく、基本的にＬＥＤダイのアノード接点およびカソード接点の両方の直接的なダイアタッチを可能とするために十分に平坦ではない。
【００５９】
ここで記載されることとなる種々の実施形態は、リードフレーム２１０、特に、シリコーン基盤リードフレーム２１０が、高容量の経路、低コスト、および信頼性のあるＬＥＤ部品を提供するために、直接的アタッチＬＥＤダイ１００を実現可能とするように、金属アノードパッド２２０、金属カソードパッド２３０、プラスチックカップ２４０、および／またはダイアタッチ層１８０’が構成されることを可能とすることができる。
【００６０】
以下の節において、金属アノードパッド２２０、金属カソードパッド２３０、およびプラスチックカップ２４０の種々の構成が、まず記載されることとなる。その後、ダイアタッチ層１８０’の種々の構成が記載されることとなる。
【００６１】
金属アノードパッド、金属カソードパッド、および／またはプラスチックカップの構成
種々の実施形態は、ここで、ダイアタッチ層１８０’によって、金属アノードパッド２２０の露出部２２０ｅへのアノード接点１６０の外面１６０ｏの直接的な電気的接続、および金属カソードパッド２３０の露出部２３０ｅへのカソード接点１７０の外面１７０ｏの直接的な電気的接続を容易化するために、リードフレーム２１０の金属アノードパッド２２０、金属カソードパッド２３０、および／またはプラスチックカップ２４０を構成可能であることが記載されることとなる。一般に、金属アノードパッド２２０、金属カソードパッド２３０、および／またはプラスチックカップ２４０は、本明細書に記載される種々の実施形態による、（ａ）金属アノードパッドと金属カソードパッドとの間の隙間に比例してカップベースの伸長部分を増大すること、（ｂ）金属アノードパッドと金属カソードパッドとの間に一時的リンクを提供すること、および（ｃ）金属アノードパッドと金属カソードパッドとの間に湾曲接面を提供することによって、構成され得る。
【００６２】
（ａ）金属アノードパッドと金属カソードパッドとの間の隙間に比例してカップベースの伸長部分を増大すること
ここで記載されることとなる種々の実施形態によると、金属アノードパッドおよび金属カソードパッドの隣接端は、その間に隙間を画定する。プラスチックカップは、隙間内に延び、また金属アノードパッドおよび金属カソードパッドの非隣接端を越えて一定距離延びる。該距離は、隙間よりも大きい。プラスチックカップは、プラスチックカップを形成する成形プロセス中に隙間内、および非隣接端を越えて延びるように構成され得る。
【００６３】
より具体的には、図５は、図２Ａおよび２Ｂのリードフレーム２１０の簡素化された底面図である。図５に例示されるように、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０の隣接端２２０ａ、２３０ａは、それぞれ、その間に隙間Ｇを画定する。さらに、プラスチックカップ２４０のベース２４０Ｂは、隙間Ｇ内に延びる。プラスチックカップ２４０のベース２４０Ｂはまた、アノードパッド２２０およびカソードパッド２３０の非隣接端２２０ｎ、２３０ｎ、それぞれを越えて一定距離Ｄ延びる。本明細書に記載される種々の実施形態によると、距離Ｄは、隙間Ｇよりも大きい。
【００６４】
従来的には、距離Ｄは、ＬＥＤ部品の全体寸法を低減し、リードフレーム単位および樹脂量単位により多くの部品を許容するために最小化され、これによって低コストの達成を可能とした。しかしながら、本明細書に記載される種々の実施形態によると、距離Ｄは、隙間Ｇよりも大きくなるように構成される。他の実施形態において、隙間Ｇよりも厚い、厚いカップ壁２４０Ｗがまた提供され得る。
【００６５】
いかなる理論にも拘束されることを望むものではないが、大きな距離Ｄおよび／または厚いカップ壁２４０Ｗを提供することによって、図５に示されるリードフレーム２１０の剛性が向上され、および／またはアノードパッド２２０およびカソードパッド２３０の隣接端２２０ａ、２３０ａの平坦度からの誤差が低減されることが考えられる。上記のように、いくつかの実施形態において、距離Ｄは、隙間Ｇよりも大きい。他の実施形態において、距離Ｄは、隙間Ｇよりも少なくとも１０％大きい。さらに他の実施形態において、距離Ｄは、隙間Ｇよりも少なくとも３０％大きい。したがって、図５の実施形態は、伸長距離Ｄと隙間Ｇとの間の割合を増大する。この割合の増大は、全体の構造的剛性の向上によって、リードフレーム材料上のダイアタッチの高成功率を可能とすることができる、より硬い枠を提供可能である。これは、柔軟性シリコーンがカップ２４０に使用される場合でさえ、あてはまる。
【００６６】
図５の種々の実施形態が、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０が部品全体の幅のうちのより小さい割合を占めるので、ＬＥＤ部品の温度性能のわずかな低下を引き起こし得ることがまた理解されるであろう。このわずかな温度性能の低下は、リードフレーム、特に、リードフレームにワイヤボンディングされるのではなく、リードフレームにダイアタッチされるＬＥＤダイの温度性能が、良好な温度性能を保証するために十二分となり得るので、過度な不利益をもたらさないであろう。
【００６７】
特定の例において、隙間Ｇは、１００μｍから２００μｍの間の幅を有してもよく、距離Ｄは、いくつかの実施形態において２２０μｍよりも大きく、他の実施形態において３００μｍよりも大きく、さらに他の実施形態において４００μｍよりも大きくてもよい。いくつかの実施形態において、距離Ｄは、１，０００μｍを超えない。他の実施形態において、温度性能を機械的剛性よりも優先する場合、距離Ｄは、図６に示されるように、隙間Ｇよりも小さくてもよい。
【００６８】
距離Ｄは、ＬＥＤ部品２００の全体に亘って、隙間Ｇよりも大きいまたは小さい必要はないことがまた理解されるであろう。むしろ、この関係は、非隣接端２２０ｎ、２３０ｎのいくつかに関してのみ存在し得る、または非隣接端２２０ｎ、２３０ｎの一部に関してのみ存在し得る。換言すると、隙間Ｇは、その全体に亘って幅が非均一であってもよく、距離Ｄは、その全体に亘って均一である必要はない。さらに、距離Ｄは、隣接する金属アノードパッド２２０の非隣接端２２０ｎの各々、および／または隣接する金属カソードパッド２３０の非隣接端２３０ｎの各々で同一である必要はない。
【００６９】
図７は、より良好な温度性能および高パッケージ剛性または安定性の潜在的な利点を可能とするために、隙間Ｇに対する距離Ｄの異なる割合が単一部品において提供され得る他の実施形態を例示する。例えば、図７において、隙間Ｇに対する金属アノードパッド２２０における距離Ｄ１と、隙間Ｇに対する金属カソードパッド２３０の距離Ｄ２との２つの異なる割合が提供され得る。
【００７０】
図７に関して記載される種々の実施形態が、金属パッドの１つ、例えば、金属カソードパッド２３０が、金属パッドの他方、例えば、金属アノードパッド２２０よりも大きくてもよく、このことが、大きい方の金属カソードパッド２３０に対し、より良好な温度性能を提供し得るという認識から生じ得る。これに対し、他方の金属パッド、例えば、金属アノードパッド２２０は、温度性能に対する重要度が低く、このため、安定性のためにより大きな距離Ｄ１を提供すべく、その幅が小さくなり得る。上記において、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０の役割は、逆でもよいことが理解されるであろう。
【００７１】
したがって、図７は、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０の隣接端２２０ａおよび２３０ａが、それぞれ、異なる幅を有する、本明細書に記載される種々の実施形態を例示する。いくつかの実施形態において、複数ＬＥＤダイが単一プラスチックカップ内に提供されることがまた理解されるであろう。これらの実施形態において、異なる隙間および異なる距離は、プラスチックカップ内の複数ＬＥＤダイのうちの少なくともいくつかに提供されてもよい。
【００７２】
金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０の隣接端２２０ａおよび２３０ａのそれぞれの異なる幅はまた、カップベース２４０Ｂのプラスチック材料によって金属アノードパッド２２０および／または金属カソードパッド２３０の一部を選択的に覆うことによって実現され得る。したがって、いくつかの実施形態において、カップベース２４０Ｂは、金属アノードパッド２２０および／または金属カソードパッド２３０の対向する面の一方または両方においてリッジを形成し得る。このリッジはまた、金属アノードパッド２２０および／または金属カソードパッド２３０を少なくとも部分的に固定し、これによって平坦度からの誤差を低減し得る。例えば、図３および／または図４に例示されたように、プラスチックカップベース２４０Ｂは、金属アノードパッド２２０および／または金属カソードパッド２３０の対向面上に延び得る。これは、パッド上にリッジを提供し、さらに平坦度を向上するためにパッドを固定し得る。さらに、プラスチックカップ２４０のベース２４０Ｂが金属アノードパッド２２０および／または金属カソードパッド２３０の外面上に延びることを許容することによって、リードフレームパッケージ設計者は、ＬＥＤ部品の裏側外観および機能のカスタム設計を行うことができる。
【００７３】
図５〜７の種々の実施形態は、カップベースおよび／または壁の厚さと、リードフレームの裏における金属パッド間の隙間との幅の割合を変更することによって、直接アタッチＬＥＤダイに使用されるリードフレーム型パッケージの安定性および他の有益な物理特性、例えば、熱伝導性を向上することができる。厚さと隙間との割合の増大は、全体の構造的剛性の増大によってリードフレーム材料状のダイアタッチの高成功率を可能とする、より硬いリードフレームをもたらすことができる。厚さと隙間との間の低割合は、パッケージの底部における増大された熱容量によって、より良好な温度パラメータを有する、より柔軟なパッケージをもたらすことができる。従来的には、パッケージは、リードフレームパッケージの裏において占有的な金属パッドを含む狭いカップを有する。
【００７４】
（ｂ）金属アノードパッドと金属カソードパッドとの間に一時的リンクを提供すること
本明細書に記載される種々の他の実施形態によると、金属アノードパッドおよび金属カソードパッドの平坦度は、ワイヤボンディングなしのダイアタッチを容易化するために、プラスチックカップの外側で金属アノードパッドを金属カソードパッドに機械的に接続する一時的リンクを提供することによって向上され得る。これらの一時的リンクは、ダイアタッチ中の金属アノードパッドおよび金属カソードパッドの構造的剛性を向上させることができる。一時的リンクは、ダイアタッチ後、個々の部品の単離中および／または単離後に切断され得る。
【００７５】
より具体的には、図８を参照すると、リードフレーム２１０は、プラスチックベース２４０Ｂの外側で金属アノードパッド２２０を金属カソードパッド２３０に機械的に接続する１つ以上の金属リンク８１０を含み得る。金属リンク８１０は、大量のＬＥＤ部品を製造するために使用される初期リードフレーム構造の一部として提供され得る。金属リンク８１０は、最終製品に残った場合、ＬＥＤを短絡させることになるので、単に一時的なものである。したがって、ここのＬＥＤ部品を初期リードフレーム構造から分離する、単離中に、金属リンク８１０は、個々の金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０を初期リードフレーム構造に繋げる任意の他の一時的リンクと共に切断され得る。なお、それらは、単離前または単離後に切断されてもよい。より少ない、またはより多いリンク８１０が提供されてもよいこと、リンクの種々の構成が提供されてもよいことが理解されるであろう。例えば、Ｕ字リンク８１０が、図８において例示されるが、他の形状が提供されてもよい。
【００７６】
図９は、単離後の図８のＬＥＤ部品を例示する。なお明瞭化のため、ＬＥＤは、例示されていない。プラスチックカップ２４０の外側のリンク８１０の一部が除去されているが、タブ９１０が残る。これらのタブ９１０は、本明細書に記載される種々の実施形態によって、ＬＥＤ部品の製造中により高い安定性を提供するためにリンク８１０が使用されたことのしるしを提供し得る。
【００７７】
したがって、図８および９は、カップ外側の接続リンクまたは脚が、直接アタッチＬＥＤダイ部品用のリードフレーム型パッケージのパッケージ安定性および剛性を向上するために使用され得る、本明細書に記載される種々の実施形態を例示する。従来的には、金属アノードパッドおよび金属カソードパッドは、カップ材料内に被包されたそのエッジと共に、実質的に浮く。明確にこれに対し、図８の実施形態は、パッケージエッジの外側に金属接続リンクまたは脚を提供する。これらのリンクは、パッドを同一高さに拘束する、つまり、平坦度を向上させることを補助し、パッケージ剛性を付加することができる。図９に示されるように、パッケージの単離において、接続リンクまたは脚は、最終製品を生産するために、せん断され得る。せん断はまた、リードフレームの残余部に対する金属アノードパッドおよび金属カソードパッドの間接的な接続を切断し得る。
【００７８】
図１０は、金属リンク８１０が、可融性金属部１０１０を含む、他の実施形態を例示する。例えば、プラスチックカップ２４０の分解温度よりも低い融解点を有する任意の金属合金または純金属が使用され得る。これは、接続リンク８１０を可融部１０１０の融解点よりも高い温度に局所的に加熱することによって高速せん断を可能とすることができる。レーザー加熱および／または他の局所的加熱技術が使用され得る。適切な可融性材料が選択される場合、広域的加熱もまた、使用され得る。可融性材料が、リンク８１０全体、プラスチックカップの外側のリンク８１０全体に延びてもよく、および／またはリンクを開くために十分なプラスチックカップ２４０の外側の金属リンク８１０の狭い部分に対応するのみであってもよいことがまた理解されるであろう。他の実施形態において、可融性リンク１０１０は、レーザーおよび／または他の技術によって融解可能である限り、カップの内側にあってもよい。したがって、カップ材料は、リンクが、レーザーおよび／または他の技術を使用して融解可能であるように、カップの内部において可融性金属リンクの周囲に成形されてもよい。
【００７９】
金属リンクの構成および位置は、本明細書に記載される種々の実施形態によって変更され得ることがまた理解されるであろう。例えば、リンク８１０のアームが、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０の隣接端２２０ａ、２３０ａのそれぞれの構造的剛性を向上するために、図８〜１０に例示されるよりも、互いにより近付けられてもよく、金属アノードパッド２２０と金属カソードパッド２３０との間の隙間に近付けられてもよい。さらに、リンク８１０は、パッケージエッジ（図９に例示されたように、リードフレームパッケージの外側に露出された余分な金属が残らない）、および／またはパッケージの外側（例えば、図１０において例示されるように、接点、サーマルシンク、および／または他の目的のためにパッケージの外側に露出された金属が残る）でせん断可能である。
【００８０】
（ｃ）金属アノードパッドと金属カソードパッドとの間に湾曲接面を提供すること
図５〜１０に関して上述された種々の実施形態は、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０それぞれの隣接端２２０ａ、２３０ａそれぞれの間の、隣接端２２０ａ、２３０ａに沿って直線に延びた隙間Ｇを例示した。換言すると、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０それぞれの一直線の接面２２０ａ、２２０ｂが例示された。ここで記載されることとなる種々の実施形態によると、湾曲接面が提供され得る。湾曲接面は、円滑に湾曲された、および／または区切られた部分を含み得る。湾曲接面は、隙間に沿ったカップ材料のより長い長さを提供可能であり、これによって隙間におけるカップ材料の長さを最小化する一直線の接面よりも高い構造的剛性を提供可能である。いくつかの実施形態において、湾曲接面は、その間に斜角および／または直角を形成する複数の線分を備える。角の頂点は、鋭いおよび／または丸められ得る。他の実施形態において、湾曲接面は、鋭角のない円滑な湾曲部のみを含み得る。
【００８１】
具体的には、図１１を参照すると、金属アノード接点パッド２２０および金属カソード接点パッド２３０が示される。図１１に示されるように、接点パッド２２０および２３０は、かみ合いフィンガー形状であり、これは、安定性、および直接アタットＬＥＤダイを利用するリードフレームパッケージ用のダイアタッチ領域を増大可能である。具体的には、金属アノードパッド２２０は、金属カソードパッド２３０に向かって延びる金属フィンガー２２０ｆを含み、金属カソードパッド２３０は、金属アノードパッド２２０に向かって延びる金属フィンガー２３０ｆを含む。
【００８２】
したがって、図１１に示されるように、隙間Ｇは、直線ではなく、湾曲され、３つの分離直交線分を含む。したがって、隙間Ｇの全長Ｌは、直線の隙間のものよりも長い。金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０それぞれの隣接端２２０ａおよび２３０ａの隣接辺の間のより長い長さＬ、および長尺な隙間におけるプラスチックカップ材料のより多い量は、リードフレームパッケージの安定性を向上可能であり、このため金属アノード接点２２０および金属カソード接点２３０は、より平坦になる。換言すると、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０の湾曲接面２２０ａ、２３０ａは、リードフレームの安定性、ならびにアノードパッド２２０およびカソードパッド２３０のそれぞれの平坦度を向上可能である。
【００８３】
図１２は、単一ＬＥＤダイ１００が湾曲接面を有するリードフレーム上に実装される、図１１のリードフレームから製造されるＬＥＤ部品を例示する。示されるように、ＬＥＤダイ１００は、アノード接点（明瞭化のため例示されない）の外面が第１の線分（中央または水平接面２２０ａ）に隣接する金属アノードパッド２２０に接近して間隔を有し、カソード接点（明瞭化のため例示されない）の外面が第１の線分２３０ａ（中央または水平接面２３０ａ）に隣接する金属カソードパッド２３０に接近して間隔を有するように、カップ２４０内に配設される。ＬＥＤダイのアノード接点およびカソード接点は、湾曲合わせ面にアタッチするために適した寸法および形状であり得る。いくつかの実施形態において、ＬＥＤダイのアノード接点およびカソード接点はまた、リードフレームの湾曲接面に対応する湾曲接面をその間に有し、このため単一ＬＥＤダイは、複数線分を渡し得る。図１２はまた、金属アノードパッドまたは金属カソードパッドの一方が３つのエッジを含み、金属アノードパッドまたは金属カソードパッドの他方が３つのエッジに隣接して延びる、ＬＥＤ部品を例示するものとしてみなされ得る。
【００８４】
図１３Ａは、複数ＬＥＤダイ１００が使用され、そのそれぞれの１つが、湾曲接面においてそれぞれの線分を渡す、図１２の複数ダイ実施形態を例示する。図１３Ａの実施形態において、図１２のように、湾曲接面が、パッケージに向上した安定性を提供可能である。さらに、ＬＥＤダイの区分単位構成は、複数ＬＥＤダイが一直線の接面を渡す場合よりもＬＥＤダイ１００の間隔が互いにより離れることを可能とし得る。該構成は、図１３Ａに例示されるように、対称的であってもよく、異なるダイおよび／若しくはダイ間隔が使用され、ならびに／または非対称曲線若しくは線分が使用され、非対称であってもよい。
【００８５】
図１３Ｂは、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０の両方が、５つの対向する線分２２０ａ、２３０ａを含む、他の実施形態を例示する。また、それぞれのＬＥＤダイは、湾曲接面において、それぞれの線分を渡す。
【００８６】
上に例示された実施形態の全てにおいて、単一金属アノードパッド２２０および単一金属カソードパッド２３０が、各ＬＥＤ部品に提供される。他の実施形態において、複数金属アノードパッドおよび／または複数金属カソードパッドが提供され得る。例えば、図１４は、かみ合いリードフレームパッドの追加の実施形態を例示する。これらの実施形態において、単一金属アノードパッド２２０および２つの金属カソードパッド２３０’および２３０”が提供される。金属アノードパッド２２０のタブ１４１０が提供され、このため金属アノードパッド２２０は、製造中にリードフレームの他の要素にアタッチされ得る。他の実施形態において、しかしながら、タブ１４１０は、必要ではなく、金属アノードパッド２２０は、浮島金属アノードパッドを提供するように、完全に隙間Ｇに囲まれる。中央金属アノードパッド２２０は、隙間Ｇにおけるカップ材料の延長された長さを提供する、接面２２０ａ、２３０ａに亘る、より多くの量の重なりによって安定化される。
【００８７】
図１５は、その上に４つのＬＥＤダイ１００を含む図１４のリードフレームを例示する。この部品は、２つのＬＥＤダイ各々の２つの並行列を提供し得る。種々の他の構成がまた提供され得る。それらは、ダイおよび／またはパッドに対して対称的または非対称的であり得る。ＬＥＤ配線の種々の構成が、図１４および１５のリードフレーム上のＬＥＤダイ１００のアノード接点およびカソード接点の配置に応じて、図１４および１５の実施形態によって提供され得ることが理解されるであろう。例えば、図１５のいくつかの実施形態において、４つのＬＥＤダイ１００のアノード接点は、金属アノードパッド２２０にダイアタッチされ、これらのＬＥＤダイのうちの２つのカソードは、第１の金属カソードパッド２３０’にダイアタッチされ、残り２つのＬＥＤダイのカソード接点は、第２の金属カソードパッド２３０”にダイアタッチされ得る。他の実施形態において、２つのＬＥＤダイ各々の２つの逆平行列を提供するために、図１５のＬＥＤダイのうちの２つのアノード接点および残り２つのＬＥＤダイのカソード接点は、パッド２２０にダイアタッチされ、第１の２つのＬＥＤダイのアノード接点は、パッド２３０’にダイアタッチされ、残り２つのＬＥＤダイのカソード接点は、パッド２３０”にダイアタッチされる。これらの実施形態において、３つの金属パッド２２０、２３０’および２３０”は、部品に対しアノードまたはカソードを提供しなくてもよく、また部品に対する外部接続を提供してもよい。したがって、ＬＥＤの配線によって、「アノード」および「カソード」の語は、パッド２２０、２３０’および２３０”に適用されないことがある。
【００８８】
図１６は、単一タブ１４１０のみが、金属アノードパッド２２０を支持するために提供され、単一金属カソードパッド２３０がほとんど完全に金属アノードパッドの四方を囲む、別のリードフレーム構成を例示する。図１７Ａは、並列に電気的に接続される、その上の４つのＬＥＤダイ１００を含む、図１６のリードフレームを使用するＬＥＤ部品を例示する。したがって、図１７Ａは、金属アノードパッドまたは金属カソードパッドのうちの一方が、４つのエッジを含み、金属アノードパッドまたは金属カソードパッドのうちの他方が、４つのエッジに隣接して延びる、種々の実施形態を例示する。他の実施形態において４つよりも多いエッジがまた含まれ得ることが理解されるであろう。したがって、金属アノードパッドおよび／または金属カソードパッドは、五角形、六角形、八角形等であってもよい。より多いまたはより少ないＬＥＤダイが、ＬＥＤ部品に含まれ、直列および／または並列に接続され得ることがまた理解されるであろう。ＬＥＤダイ１００は、互いに同一である必要はなく、対称的に配置される必要もない。例えば、１つ以上のＬＥＤダイ１００が、青方偏移された黄色ＬＥＤダイであってもよく、一方で１つ以上のＬＥＤダイが、赤色ＬＥＤダイであってもよい。図１７Ｂは、別の構成を例示する。タブ１４１０に代えて、アノード接点パッド２２０が、図１７Ａと比べて延ばされている。
【００８９】
図１７Ｃは、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０各々が、５つの面する線分２２０ａ、２３０ａを含み、５つのＬＥＤ１００が使用され、そのうちのそれぞれ１つが、面する線分のそれぞれの対の上にある、他の実施形態を例示する。
【００９０】
結論として、図５〜１７は、金属アノードパッド２２０、金属カソードパッド２３０、および／またはプラスチックカップ２４０が、ダイアタッチ層１８０’によって、金属アノードパッド２２０の露出面２２０ｅへのアノード接点１６０の外面１６０ｏの直接的な電気的接続、および金属カソードパッド２３０の露出部２３０ｅへのカソード接点１７０の外面１７０ｏの直接的な電気的接続を容易化するように構成される、種々の実施形態を例示した。上記の種々の実施形態は、（ａ）隙間に比例してカップベースの伸長部分を増大すること、（ｂ）一時的リンクを提供すること、（ｃ）湾曲接面を提供すること、によって独立的に提示されてきたが、これらの実施形態はまた、種々の組み合わせ、または部分的組み合わせにおいて提供されてもよい。例えば、増大された距離（ａ）は、一時的リンク（ｂ）と組み合わされてもよく、および／または湾曲接面（ｃ）と組み合わされてもよい。代替的に、一時的リンク（ｂ）は、増大された伸長部分（ａ）および／または湾曲接面（ｃ）と組み合わされてもよい。さらに、湾曲接面（ｃ）は、増大された伸長部分（ａ）および／または一時的リンク（ｂ）と組み合わされてもよい。最後に、増大された伸長部分（ａ）、一時的リンク（ｂ）、および湾曲接面（ｃ）が、ＬＥＤ部品に全て提供されてもよい。任意のこれらの組み合わせは、これによって、リードフレームへのＬＥＤダイの直接アタッチを容易化することができる。
【００９１】
ダイアタッチ層構成
ここで記載されることとなる種々の実施形態は、ダイアタッチ層によって、金属アノードパッドの露出面へのアノード接点の外面の直接的な電気的接続、および金属カソードパッドの露出部へのカソード接点の外面の直接的な電気的接続を容易化するように、ダイアタッチ層それ自身を構成する。ここで記載されることとなる実施形態において、ダイアタッチ層は、（ａ）その厚さを設定することによって、および／または（ｂ）その成分を設定することによって構成され得る。これらの設定のいずれか一方または両方は、リードフレームへのＬＥＤダイの直接的なダイアタッチを容易化することができる。さらに、これらの設定のいずれか一方または両方は、金属パッドおよび／またはプラスチックカップとの接続において上述された３つの構成のうちの１つ以上の任意の組み合わせと組み合わせられてもよい。
【００９２】
（ａ）ダイアタッチ層の厚さの設定
上述されたように、リードフレームパッケージの柔軟性によって、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０は、同一平面から逸脱し得る。したがって、図１８に示されるように、隣接端２２０ａ、２３０ａそれぞれの間にその高低差Ｈが存在し得る。従来的には、３μｍ以下の厚さを有するダイアタッチ層が、一般的に、セラミックまたは他の非柔軟性基板へのＬＥＤダイのダイアタッチに使用される。
【００９３】
ここで記載されることとなる種々の実施形態は、従来のダイアタッチ厚さが、高い部品歩留まりでこれらの非均一面全体にダイアタッチされることをＬＥＤに可能とするために十分ではないことの認識から生じ得る。明確にこれに対し、本明細書に記載される種々の実施形態は、また図１８に例示されるように、金属アノードパッド２２０と金属カソードパッド２３０との間の高低差Ｈよりも厚いダイアタッチ層１８０’を提供する。具体的には、図１８を参照すると、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０の露出部２２０ｅおよび２３０ｅは、それぞれ、高低差Ｈによって同一平面から逸脱する。いくつかの実施形態において、Ｈは、金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０の隣接端２２０ａ、２３０ａのそれぞれにおいて測定される。他の実施形態において、同一平面からの逸脱Ｈが金属パッドの他の位置において測定されてもよい。
【００９４】
図１８に示されるように、ダイアタッチ層１８０’は、高低差Ｈよりも厚い厚さＴを有する。したがって、Ｔ＞Ｈである。他の実施形態において、図１９に示されるように、Ｔはまた、３μｍよりも厚い。したがって、図１９において、ダイアタッチ層１８０’は、図１８に例示された高低差Ｈよりも大きな厚さＴを有し、これはまた３μｍよりも大きい。
【００９５】
特定の例において、３μｍダイアタッチ層１８０をその上に有するＬＥＤダイ１００を、４μｍの高低差Ｈを有する２つの浮いた金属パッド２２０、２３０全体に高い工程歩留まりで接着することは難しい。ＬＥＤダイが傾斜し得る、および／またはダイアタッチが後工程中、または使用中に不良となり得る。明確にこれに対し、ダイアタッチ層１８０’の厚さＴが、高低差Ｈよりも大きくなるように増大されると、高い工程歩留まりがダイアタッチ中に提供され得る。他の実験は、２つのパッド間の５μｍの高低差を見つけたので、少なくとも５μｍのダイアタッチ厚さが使用され得る。
【００９６】
図２０は、セラミックまたは他の非柔軟性サブマウントへのダイアタッチに使用される従来のＬＥＤダイを例示する。図２０に示されるように、従来のダイアタッチ層１８０の厚さＴは、３μｍよりも小さい。
【００９７】
図２１は、ダイアタッチ層１８０’が、アノード接点１６０の外面１６０ｏがカソード接点１７０の外面１７０ｏと比較して異なる厚さである、他の実施形態を例示する。図２１の実施形態は、いくつかのリードフレームにおいて、図１８に例示された高低差Ｈが、しばしば、部品間で一定であるという認識から生じ得る。例えば、図１８に例示されたように、より小さな金属アノードパッド２２０は、より大きな金属カソードパッド２３０に対していつも上向きに湾曲し得る。この場合、アノード接点１６０上のダイアタッチ層１８０’の厚さが、カソード接点１７０上のダイアタッチ層１８０’の厚さとは異なるように製造され得る。したがって、図２１に例示されるように、金属アノードパッド２２０が金属カソードパッド２３０よりも高い、図１８の構成において、カソード接点１７０上のダイアタッチ層１８０’は、アノード接点１６０上のダイアタッチ層１８０’の厚さＴ１よりも大きい厚さＴ２を有し得る。換言すると、Ｔ２＞Ｔ１である。さらに、いくつかの実施形態において、厚さの間の差は、高低差Ｈに対応、つまり、Ｔ２−Ｔ１＝Ｈであり得る。さらに他の実施形態において、Ｔ１はまた、少なくとも３μｍの厚さであり得る。
【００９８】
したがって、図１８〜１９および２１の実施形態は、リードフレーム金属アノードパッド２２０および金属カソードパッド２３０のそれぞれの隣接端２２０ａ、２２０ｂの間の高低差Ｈを、少なくともこの高低差Ｈと同じ厚さであるダイアタッチ層を提供することによって、少なくとも部分的に補償することができる。ダイアタッチ層１８０’は、ＡｕＳｎ（金−スズ）、ＮｉＳｎ（ニッケル−スズ）、ならびに／あるいはＡｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ａｓ、Ｔａ、Ｃｏ、Ｍｎ、および／若しくは３ｄ、４ｄ、５ｄ、若しくはｆブロック遷移金属の他の共晶または非共晶混合物の比率を含み得る。さらに、ダイアタッチ材料の厚さは、ＬＥＤダイ全体において均一である必要はない。ダイアタッチ厚さはまた、リードフレーム上の接着位置の異なる相対高さに適応するように、アノードとカソードとの間で異なってもよい。したがって、より厚い、および／または非対称的なダイアタッチ層が、提供され得る。
【００９９】
（ｂ）ダイアタッチ成分
上述された種々の実施形態は、ダイアタッチ層の厚さが変更されたが、従来の二成分ダイアタッチ層を使用し得る。ここで記載されることとなる種々の実施形態は、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、およびスズ（Ｓｎ）を含む三成分半田を使用する。この三成分ダイアタッチ成分は、単独で使用されてもよく、上述されたダイアタッチ厚さと共に使用されてもよく、ならびに／あるいは上述された金属アノードパッド、金属カソードパッド、および／またはプラスチックカップの任意の若しくは全ての構成と共に使用されてもよい。「三成分」の語はまた、ダイアタッチ層における四成分、および金属のより高次の組み合わせを含むことが理解されるであろう。共晶または非共晶の組み合わせが、提供され得る。
【０１００】
以下の表に例示されるように、本明細書に記載される種々の実施形態によると、Ａｕ、Ｎｉ、およびＳｎの種々の重量パーセント（ｗｔ％）範囲が、提供され得る。
【表１】
0006462130.tif 000002
上の表において、全ての範囲は、重量パーセント（ｗｔ％）で表現され、半田の特定成分において、全てのｗｔ％は、合計１００ｗｔ％となる必要がある（他の材料がまた含まれない限り）点に注意する。
【０１０１】
本明細書に記載される種々の実施形態による三成分半田組成物は、リードフレームへの直接的なダイアタッチを容易化するために、少なくとも２つの所望の性質を有し得る。これらの２つの性質は、低融解温度、ならびに異なる融解温度および再融解温度に関する。
【０１０２】
融解温度に関して、上の表において記載された三成分ダイアタッチ材料は、２５０℃から２６０℃の間の初期溶融温度を有する。明確にこれに対し、ＬＥＤ産業において従来使用されるＡｕ−Ｓｎ半田は、２８２℃の融解点を有する。この２５０℃〜２６０℃の融解温度は、シリコーンの分解温度（例えば、３５０℃）よりも低い。
【０１０３】
さらに、本明細書に記載される種々の実施形態による三成分半田組成物は、初期融解温度よりも高い再融解温度（単に「融解温度」とも呼ばれる）を有する。具体的には、三成分半田組成物は、少なくとも４００℃、いくつかの実施形態において４８５℃まで再融解しない。明確にこれに対し、従来のＡｕ−Ｓｎ半田は、循環後、その２８２℃の融解点において再度、再融解することとなる。
【０１０４】
したがって、本明細書に記載される種々の実施形態による半田組成物は、低温における初期融解間隔を提供することができるが、凝固にあたり、基板にＬＥＤ部品をアタッチするために使用される一般的な鉛フリーリフロープロセスに耐える（つまり、再融解しない）ことを可能とする非常に高温の相を形成することができる。したがって、本明細書に記載される種々の実施形態による三成分半田は、シリコーンリードフレーム等の融解し易いリードフレームにおけるダイのアタッチを可能とする、低融解温度（２６０℃未満）を実現することができる。さらに、この組成物は、一般的な鉛フリーリフロープロファイルに再露出されるときに再融解しないこととなり、電気的および熱的接点の完全な状態を保証することができる。したがって、ダイアタッチ材料は、完成部品を基板にアタッチされる対象となるときに、再融解しないこととなる。この時点における再融解は、接着の完全性を損ない、不良を引き起こし得る。
【０１０５】
図２２は、融解および再融解中の本明細書に記載される種々の実施形態による三成分Ａｕ  Ｎｉ  Ｓｎ半田組成物の性質を例示する状態図である。図２２に示されるように、初期融解は、２５０℃から２６０℃の間で起こる。しかしながら、続く再融解は、４００℃よりも高い温度で起こる。
【０１０６】
上述されたダイアタッチ材料の所望の特性の認識を有しているので、当業者は、四成分および／またはこれらの特性をまた提供し得る追加の三成分半田を想到し得る。
【０１０７】
製造
図２３は、本明細書に記載される種々の実施形態による、ＬＥＤ部品を製造するために実施され得る処理のフローチャートである。図２３を参照すると、ブロック２３１０においてリードフレーム構造が提供される。本明細書に記載される種々の実施形態によって使用され得るリードフレーム構造は、図２４に例示される。個々のリードフレームは、金属アノードパッド、金属カソードパッド、ならびに金属アノードパッドおよび金属カソードパッド上で金属アノードパッドの露出部および金属カソードパッドの露出部を画定するプラスチックカップを備える。金属アノードパッド、金属カソードパッド、および／またはプラスチックカップは、上述された任意の実施形態によって構成され得る。リードフレーム構造は、複数の部品が共の製造され得るように、個々のリードフレームの配列として提供され得る。
【０１０８】
ブロック２３２０において、ＬＥＤダイが提供される。上述されたように、各ＬＥＤダイは、対向する第１および第２の面、第１の面上のアノード接点およびカソード接点、ならびにＬＥＤダイから離れたアノード接点およびカソード接点の外面上のダイアタッチ層を備える。ダイアタッチ層は、上述された任意の実施形態によって構成され得る。
【０１０９】
ブロック２３１０の処理は、リードフレーム加工者によって実施可能であり、ブロック２３２０の処理は、ＬＥＤダイ製造者によって提供され得る。これらの製造者は、同一または異なる加工設備を使用する同一または異なる主体であり得る。一般的に、ＬＥＤダイ製造は、リードフレーム製造よりも高度技術である。
【０１１０】
ブロック２３３０において、ダイアタッチが実施される。具体的には、上述されたように、ＬＥＤダイは、ダイアタッチ層が、直接的に金属アノードパッドの露出面および金属カソードパッドの露出面上にあるように、カップ内に位置する。ダイアタッチ層は、その後、ダイアタッチ層が、アノード接点の外面を金属アノードパッドの露出面に直接的に電気的に接続し、カソード接点の外面を金属カソードパッドの露出部に直接的に電気的に接続するように、融解される。封止が、ブロック２３４０において実施され得る。ＬＥＤ部品は、その後、例えば、図２４の直線２４１０に沿ったパンチングを使用して、ブロック２３５０において単離される。単離されたＬＥＤ部品は、その後、ブロック２３６０において基板上に実装される。
【０１１１】
結び
本明細書に記載された種々の実施形態は、本明細書に記載された種々の実施形態に従って、金属アノードパッド、金属カソードパッド、プラスチックカップ、および／またはダイアタッチ層を構成することによって、ＬＥＤダイをリードフレームに直接的にダイアタッチすることができる。これらの実施形態は、低コストリードフレームを直接アタッチＬＥＤダイに使用可能とする、種々の組み合わせおよび部分的組み合わせにおいて使用され得る。
【０１１２】
本明細書に記載される種々の実施形態はまた、蛍光体層としても呼ばれる、蛍光体材料を備える層を含み得る。いくつかの実施形態において、蛍光体層は、いくつかの実施形態において１５０μｍよりも小さい厚さ、他の実施形態において１００μｍよりも小さい厚さ、さらに他の実施形態において５０μｍよりも小さい厚さであり得る共形蛍光体層である。本明細書において使用される「蛍光体」の語は、任意の波長変換材料を意味し、種々の構成によって提供され得る。蛍光体層はまた、放射される光の性質、例えば、色、強度、および／または方向に影響するように配設される任意の層のような、任意の形式の単一の機能層または複数の機能層であり得る。
【０１１３】
分注、スクリーン印刷、膜転写、吹付け、コーティング、および／または他の技術を含む種々の技術が、蛍光体層を塗布するために使用され得る。蛍光体予備成形物がまた、適用され得る。いくつかの実施形態において、蛍光体層は、シリコーンおよび／または蛍光体粒子をその中に有する他の透明材料を備え得る。蛍光体層が、ＬＥＤダイの外面と同一平面であり得ることがまたは理解されるであろう。ただし、蛍光体層の外面またはエッジ部は、これらの外面と同一平面である必要はない。具体的には、外面から窪んでもよく、またはアノード接点およびカソード接点を越えて突出してもよい。
【０１１４】
蛍光体層は、均一蛍光体粒子密度を有する薄い共形層であってもよい。ただし、蛍光体層は、その中に非均一に散乱される蛍光体粒子を備え、またいくつかの実施形態において、蛍光体層の外側面に蛍光体のない領域を含んで提供されてもよい。さらに、蛍光体層はまた、共形層として構成されてもよい。
【０１１５】
蛍光体層、または任意の波長変換層は、ＬＥＤダイから放射された光の一部を、この分野で公知のプロセスで異なる波長に変換する。このプロセスの一例は、ＬＥＤダイ等の発光素子からの青色放射光の一部を黄色光に変換する。イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）は、使用され得る共通蛍光体の例である。
【０１１６】
いくつかの実施形態において、蛍光体粒子は、複数の異なる組成物および蛍光体材料の単一物または組み合わせを含む。一実施形態において、単結晶蛍光体は、イットリウムアルミニウムガーネット（化学式Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２のＹＡＧ）を含み得る。ＹＡＧホストは、所望の放射波長を実現するために他の化合物との組み合わせであり得る。単結晶蛍光体が、青色光を吸収し、黄色光を再放射する一実施形態において、単結晶蛍光体は、ＹＡＧ：Ｃｅを備え得る。この実施形態は、青色および黄色光の組み合わせの白色光を放射する発光素子に特に適用可能である。全範囲の広域黄色スペクトル放射は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＹＡＧ）を含む、（Ｇｄ，Ｙ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ系に基づく蛍光体からなる変換粒子を使用して可能となる。白色放射ＬＥＤチップに使用される他の黄色蛍光体は、
Ｔｂ３−ｘＲｅｘＯ１２：Ｃｅ（ＴＡＧ）、
ＲＥ＝Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｌｕ、および／または
Ｓｒ２−ｘ−ｙＢａｘＣａｙＳｉＯ４：Ｅｕ、を含む。
【０１１７】
他の実施形態において、他の化合物が、異なる波長の光の吸収および再放射のためにＹＡＧホストと共に使用され得る。例えば、ＹＡＧ：Ｎｂ単結晶蛍光体が、青色光を吸収し赤色光を再放射するために提供され得る。第１および第２の蛍光体がまた、高ＣＲＩの白色（つまり、暖色性の白色）用に、赤色蛍光体と組み合わせられた上記の黄色蛍光体と組み合わせられ得る。種々の赤色蛍光体は、
ＳｒｘＣａ１−ｘＳ：Ｅｕ，Ｙ、Ｙ＝ｈａｌｉｄｅ、
ＣａＳｉＡｌＮ３：Ｅｕ、または
Ｓｒ２−ｙＣａｙＳｉＯ４：Ｅｕ、を含んで使用され得る。
【０１１８】
他の蛍光体が、全ての光を特定色に変換することによって、飽和色放射を作成するために使用され得る。例えば、以下の蛍光体が良好な飽和光を生成するために使用可能である。
ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、
Ｓｒ２−ｙＢａｙＳｉＯ４：Ｅｕ、または
ＳｒＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ。
【０１１９】
以下は、変換粒子として使用可能ないくつかの追加の適切な蛍光体を挙げるが、他のものも使用可能である。各々が、青色および／またはＵＶ放射スペクトルにおける励起を示し、所望のピーク放射を提供し、効果的な光変換を有する。
黄色／緑色
（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕ２＋
Ｂａ２（Ｍｇ，Ｚｎ）Ｓｉ２Ｏ７  Ｅｕ２＋
Ｇｄ０．４６Ｓｒ０．３１Ａｌ１．２３ＯｘＦ１．３８：Ｅｕ２＋０．６
（Ｂａ１−ｘ−ｙＳｒｘＣａｙ）ＳｉＯ４：Ｅｕ
Ｂａ２ＳｉＯ４＝Ｅｕ２＋
赤色
Ｌｕ２Ｏ３＝Ｅｕ３＋
（Ｓｒ２−ｘＬａｘ）（Ｃｅｉ＿ｘＥｕｘ）Ｏ４
Ｓｒ２Ｃ１−ｘＥｕｘＯ４
ＳｒＴｉＯ３：Ｐｒ３＋，ＧＡ３＋
ＣａＡｌＳｉＮ３ＩＥｕ２＋
Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８＝Ｅｕ２＋
【０１２０】
いくつかの実施形態において、蛍光体材料および／または封止材料を備える層はまた、上述されたようなバインダー材料および光散乱粒子、例えば、酸化チタン粒子を含む光散乱層を備える機能層を提供し得る。他の実施形態において、層は、機能層の屈折率を変更する材料を備える。いくつかの実施形態において、機能層は、本明細書に記載された１つ以上の形式の機能層の組み合わせを備える（例えば、波長変換層、および散乱または屈折率変更層）。
【０１２１】
いくつかの実施形態において、ＬＥＤダイは、例えば、４５０ｎｍ〜４６０ｎｍの主波長を有する青色光を放射するように構成され、蛍光体層は、５５０ｎｍのピーク波長を有するＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体等の黄色蛍光体を備える。他の実施形態において、ＬＥＤダイは、その励起にあたり青色光を放射するように構成され、蛍光体層は、黄色蛍光体およびＣＡＳＮ基盤蛍光体等の赤色蛍光体の混合物を備え得る。また他の実施形態において、ＬＥＤダイは、その励起にあたり青色光を放射するように構成され、蛍光体は、黄色蛍光体、赤色蛍光体、およびＬｕＡＧ：Ｃｅ蛍光体粒子等の緑色蛍光体を備え得る。さらに、これらならびに／または他の色および／若しくは形式の蛍光体の種々の組み合わせおよび部分的組み合わせが、混合物および／または分離層に使用されてもよい。さらに他の実施形態において、蛍光体層が、使用されなくてもよい。例えば、青色、緑色、こはく色、赤色等のＬＥＤは、蛍光体を使用する必要がない。蛍光体を使用する実施形態において、より均一な放射を提供するために、均一コーティングを提供することは有益であり得る。
【０１２２】
本明細書において「光結合材料」としても呼ばれ得る封止材料は、その中に蛍光体粒子がないシリコーンを備え、発光機器用の主レンズを提供し得る。蛍光体がない光結合材料は、レンズ、凸面、および／または他の光学部品を提供するような形状とされ、このためその側部および／または上部は、ダイオード領域に対し傾斜面であり得る。蛍光体がない光結合材料はまた、蛍光体層および／またはＬＥＤダイの発光面を封止し得る。光結合材料は、いくつかの実施形態において少なくとも１．５ｍｍの厚さであり、他の実施形態において少なくとも０．５ｍｍの厚さであり、さらに他の実施形態において少なくとも０．０１ｍｍの厚さであってもよく、また他の実施形態において存在していなくてもよい。したがって、他の実施形態において、光結合材料は、蛍光体層なしで使用され得る。例えば、光結合材料は、ＬＥＤダイの第２の面上に直接的にあり得る。いくつかの実施形態において、比較的厚い透明層が、使用され得る。他の実施形態において、共形透明層が使用され得る。また他の実施形態において、透明層は、内部に非均一に散乱される蛍光体粒子を備える蛍光体層上に提供され得る。機器はさらに、シリコーンまたはガラスであり得る、追加の封止材料またはレンズをさらに含んでもよい。他の実施形態は、この追加のレンズを含まなくてもよい。
【０１２３】
多くの異なる実施形態が、上記の説明および図面に関して、本明細書に記載された。過度に繰り返され、文字通り記載すると共に、実施形態の全ての組み合わせおよび部分的組み合わせを例示するために、曖昧となったことが理解されるであろう。したがって、図面を含む本明細書は、本明細書に記載された実施形態、その製造および使用方法ならびにプロセスの全ての組み合わせおよび部分的組み合わせの完全な説明文を構成するように解釈されるべきであり、任意のこのような組み合わせまたは部分的組み合わせに対し請求項をサポートするはずである。
【０１２４】
図面および明細書において、本発明の実施形態が開示され、特定の語が用いられたが、それらは、包括的かつ記述的な観念においてのみ使用され、限定を目的とするものではなく、本発明の範囲は、以下の請求項に記載される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0006462130.tif 000015
【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
0006462130.tif 000019
【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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