[发明专利]具有集成静电放电保护的用于发光二极管的封装

说明书

技术领域

本发明涉及用于发光装置例如发光二极管的封装。

背景技术

减小发光二极管(LED)封装尺寸是需要紧凑设计的各种便携显示技术例如蜂窝电话或手持计算机的设计中的重要因素之一。传统上，LED收纳在包含占据面积远大于LED芯片本身的多个部件的封装内。如图6所示，LED芯片可以结合到导热次载具(submount)，该次载具包含静电放电(ESD)保护电路以防止对LED的损伤。LED和次载具进一步安装在热沉块上并包封在预成型热塑性透镜内，宽金属引线框延伸穿过该透镜。然而，对于某些应用，期望减小封装尺寸。

发明内容

本发明公开内容涉及用于发光装置的封装的改进。根据一个方面，该封装可包括：具有凹槽的基板，该发光元件安装于该基板内，其中该基板的表面形成该封装的外部表面。在一些实施例中，对于由该发光元件发射的光波长是透明的盖例如可以贴附到该基板以定义该发光元件收纳于其中的密封区域。该基板内的ESD保护电路可以电连接到该发光元件。

各种实施例可包括一个或多个下述特征。该封装基板例如可包括诸如硅的半导体材料。该发光元件可包括发光二极管。该基板凹槽的侧壁可具有反射涂层，其中基本上该基板凹槽的所有侧壁覆盖有反射涂层。该反射涂层可包括例如金属的高反射材料。

透明盖可气密性密封到该基板，其中该发光元件收纳在该气密性密封区域内。透明盖可包括玻璃。

该封装可包括从该凹槽延伸穿过该基板到达封装外部的导电穿通材料。结合垫可设置于该基板上，其中该发光元件通过该结合垫安装到该基板。此外，该结合垫可将发光元件电学耦合到该穿通材料。设置于该基板内的ESD保护电路可包括例如多个齐纳二极管，且可以通过该结合垫与该发光元件并联电连接。

在各种实施例中，可具有一个或多个下述优点。将ESD保护电路和电学穿通连接结合在该基板内可以减小封装尺寸。此外，该基板可包括薄膜，该发光元件支撑在该薄膜上，从而提供低的热阻用于改善的热传递。此外，将ESD保护电路、穿通连接和次载具组合在一个封装中可以减小分别组装的部件的数目。

基板凹槽的涂覆金属的侧壁有助于将发光元件发射的散射光导向透明盖并从封装引出。通过将更多的散射光引出该封装，装置的效率可以提高。将元件安装在包含涂覆金属的侧壁的凹槽内，这使得该封装可用作发光元件的反射器和收容器。

通过将发光元件包封在气密性密封区域内，包封的装置的可靠性和寿命可以提高。

这种封装可以用作例如用于移动电话和装置内的照相机的LED闪光灯。小的封装产生附加可用空间，这可以减小移动装置的尺寸。此外，具有可视显示器的移动装置可以使用多个这种封装作为需要紧密包装光元件的显示器背光。类似地，多个封装可以组合以提供高分辨率大面积的符号和显示器。

另一应用可包括使用多个封装作为汽车刹车灯和头灯。除了紧密包装的益处之外，该薄膜改善了从装置的热传递。

本发明的一个或多个实施例的细节在附图和下述说明书中描述。本发明的其他特征和优点将通过说明书和附图以及通过权利要求书变得显而易见。

附图说明

图1说明根据本发明一个实施例的光学封装的断面图。

图2至4说明图1的封装的各种细节。

图5说明LED和ESD电路的电路示意图。

图6说明已知的封装布置。

不同附图中的相同参考符号表示相同部件。

具体实施方式

如图1所示，封装20包括盖22、凹槽24和基板26。一个或多个光电装置可以安装在凹槽24内位于基板26和盖22之间。在该具体实施例中，该光电装置为发光二极管(LED)28。

基板26例如可包括诸如硅的半导体材料，使得凹槽24可以通过已知蚀刻工艺形成。各向异性湿法蚀刻溶液例如氢氧化钾可用于形成倾斜的侧壁30。在图1的实施例中，凹槽24的至少一个侧壁30倾斜约54.7°的角度β。在其他实施例中，侧壁30的角度可以不同。蚀刻工艺留下薄膜25，LED 28可以被支撑在薄膜25上。侧壁30可以涂覆有例如金属的材料，其作为反射面32以将从LED 28出射的杂散光重新导向盖22。

盖22应包括例如玻璃或硅的材料，至少对于LED 28发射的特定光波长(或者波段)是透明的。优选地，盖22置于整个凹槽24上方并覆盖凹槽24。如图2所示，金属环34围绕凹槽24，可形成于基板26的表面上。当置于整个凹槽24上方的盖22通过例如焊料回流焊(reflow)工艺熔合到金属环34时，可以形成气密性密封。