一种发光器件（100A），包括：引线框架（110），其包括彼此间隔开的管芯焊盘（111）和引线（112）；发光管芯（120），其附接在管芯焊盘（111）上；导线（130），其将发光管芯（120）接合到引线（112），其中导线（130）的第一端（131）和发光管芯（120）的与导线（130）的第一端（131）接合的区域形成第一颈缩区（141）；第一树脂盖（150a），其覆盖第一颈缩区（141）；以及第二树脂盖（160），其覆盖第一树脂盖（150a）、发光管芯（120）和导线（130）。第一树脂盖（150a）的硬度低于第二树脂盖（160）的硬度。
引线框架（110），所述引线框架（110）包括彼此间隔开的管芯焊盘（111）和引线（112）；
发光管芯（120），所述发光管芯（120）附接在所述管芯焊盘（111）上；
导线（130），所述导线（130）将所述发光管芯（120）接合到所述引线（112），其中所述导线（130）的第一端（131）和所述发光管芯（120）的与所述导线（130）的第一端（131）接合的区域形成第一颈缩区（141）；
第一树脂盖（150a），所述第一树脂盖（150a）仅覆盖所述第一颈缩区（141）；以及第二树脂盖（160），所述第二树脂盖（160）直接覆盖所述第一树脂盖（150a）、所述发光管芯（120）和所述导线（130），其中所述第一树脂盖（150a）的硬度低于所述第二树脂盖（160）的硬度。
其中所述导线（130）的第二端（132）和所述引线（112）的与所述导线（130）的第二端（132）接合的区域形成第二颈缩区（142），其中所述发光器件（100B）进一步包括覆盖所述第二颈缩区（142）的另一第一树脂盖（150b），并且其中所述第二树脂盖（160）进一步覆盖所述另一第一树脂盖（150b）。
3.根据权利要求1所述的发光器件（100A），其中所述第一树脂盖（150a）由硅树脂制成。
4.根据权利要求2所述的发光器件（100B），其中所述另一第一树脂盖（150b）由硅树脂制成。
5.根据权利要求3所述的发光器件（100A），其中所述硅树脂在固化之前具有1至8Pa·s范围内的动态粘度。
6.根据权利要求3所述的发光器件（100A），其中所述硅树脂在固化后具有30A至70D的肖氏硬度标度的硬度。
7.根据权利要求1所述的发光器件（100A，100B），其中所述第二树脂盖（160）由环氧树脂制成。
8.根据权利要求1‑7中任一项所述的发光器件（100A，100B），其中所述发光管芯（120）是发光二极管管芯。
9.根据权利要求1‑7中任一项所述的发光器件（100A，100B），其中所述第一树脂盖（150a）的透射率低于所述第二树脂盖（160）的透射率。
10.一种封装发光器件（100A）的方法（300），所述发光器件（100A）包括引线框架（110）和发光管芯（120），所述引线框架（110）包括彼此间隔开的管芯焊盘（111）和引线（112），所述发光管芯（120）附接在所述管芯焊盘（111）上，所述方法（300）包括：用导线（130）将所述发光管芯（120）接合（330）到所述引线（112），其中所述导线（130）的第一端（131）和所述发光管芯（120）的与所述导线（130）的第一端（131）接合的区域形成第一颈缩区（141）；
用第一树脂盖（150a）来仅覆盖（340）所述第一颈缩区（141）；以及直接在所述第一树脂盖（150a）、所述发光管芯（120）和所述导线（130）上形成（350）第二树脂盖（160），以密封所述第一树脂盖（150a）、所述发光管芯（120）和所述导线（130），其中所述第一树脂盖（150a）的硬度低于所述第二树脂盖（160）的硬度。
11.根据权利要求10所述的方法（300），其中所述导线（130）的第二端（132）和所述引线（112）的与所述导线（130）的第二端（132）接合的区域形成第二颈缩区（142），并且其中所述方法（300）进一步包括用另一第一树脂盖（150b）覆盖所述第二颈缩区（142）。
12.根据权利要求10所述的方法（300），其中所述覆盖（340）所述第一颈缩区（141）包括在所述第一颈缩区（141）处分配硅树脂。
13.根据权利要求10所述的方法（300），其中所述形成（350）所述第二树脂盖（160）包括在所述第一树脂盖（150a）、所述发光管芯（120）和所述导线（130）上模塑或浇铸环氧树脂。
14.根据权利要求11所述的方法（300），其中所述覆盖所述第二颈缩区（142）包括在所述第二颈缩区（142）处分配硅树脂。
15.根据权利要求11所述的方法（300），其中所述形成（350）所述第二树脂盖（160）包括在所述第一树脂盖（150a）、所述另一第一树脂盖（150b）、所述发光管芯（120）和所述导线（130）上模塑或浇铸环氧树脂。
发光器件及其封装方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种导线接合的产品，并且特别涉及一种发光器件和封装这种发光器件的方法。
背景技术
[0002] 导线接合在电子工业中很常见，它为芯片提供到外部电路的电连接。通常，细导线连接在电子芯片和金属引线框架之间以实现电连接。
[0003] 对于光学器件，诸如发光二极管，由于其光传输效率，通常使用不含任何填料的透明树脂来封装芯片。然而，透明树脂（诸如不含填料的环氧树脂）在固化后变硬变脆。当封装的芯片暴露于热冲击时，金属和树脂的热膨胀系数（CTE）之差会在接合的导线上引起拉/推应力。当光学树脂变得更硬时，这种影响会变得更大。
[0004] US 6710377B2公开了一种发光器件，其包括半导体发光元件和提供以嵌入半导体发光元件的硅树脂。使用硅树脂作为密封半导体发光元件的树脂而不是使用传统的环氧树脂，可以减少导线断裂的可能性。
发明内容
[0005] 尽管现有器件具有抵抗导线断裂的能力，但仍然存在对具有改进的光学性质和/或机械强度的发光器件的需求。
[0006] 根据本发明的一个方面，提供了一种发光器件，包括：引线框架，其包括彼此间隔开的管芯焊盘和引线；发光管芯，其附接在管芯焊盘上；导线，其将发光管芯接合到引线，其中导线的第一端和发光管芯的区域（导线的第一端接合到该区域）形成第一颈缩区；第一树脂盖，其覆盖第一颈缩区；以及第二树脂盖，其覆盖第一树脂盖、发光管芯和导线，其中第一树脂盖的硬度低于第二树脂盖的硬度。
[0007] 通过使用第一树脂来仅覆盖颈缩区而不是整个管芯和导线，期望改进器件的光学性质而同时仍提供期望的机械强度。一方面，第一（较软）树脂（诸如硅树脂）将在热冲击期间为机械变形提供缓冲，从而保护导线免受易导致断裂的恶劣应力。与软树脂覆盖整个管芯和导线且之后硬树脂覆盖软树脂的情况相比，由于第一（较软）树脂和第二（较硬）树脂之间的界面较小，因而将产生较小的应力，在这种意义上甚至可以改进机械强度。另一方面，用第一较软树脂仅覆盖颈缩区意味着管芯的大部分发光区域依旧未被软树脂覆盖。由此，离开发光管芯的大部分光直接进入第二树脂，而不必首先通过第一树脂。这样至少有两个优点：1）由于硬树脂通常具有优于软树脂的光学性质，特别是更好的透明度，所以吸收的光较少；和2）由于减小了软树脂和硬树脂之间的边界，所以必须通过这种边界的光较少，并且减少了在这种通过时吸收和折射的损失。因此，可以改进发光器件的光学性质，例如可以从发光管芯耦合出更多的光。
[0008] 在一些实施例中，导线的第二端和引线的区域（导线的第二端接合到该区域）形成第二颈缩区。在这种情况下，发光器件可进一步包括覆盖第二颈缩区的另一第一树脂盖，并且第二树脂盖可进一步覆盖该另一第一树脂盖。这通过减少导线的第二端处的断裂风险而提供了改进的可靠性。
[0009] 在一些实施例中，（多个）第一树脂盖由硅树脂制成。在一些实施方案中，硅树脂在固化之前具有1至8 Pa·s范围内的动态粘度。优选地，硅树脂可以在室温下固化。在一些实施例中，固化后的第一树脂的硬度可在30A至70D的范围内（以肖氏硬度标度A和D在硬度计上测量为压痕硬度）。
[0010] 在一些实施例中，第二树脂盖由环氧树脂制成。本文使用的术语环氧树脂是环氧官能团的通俗名称。环氧树脂，也称为聚环氧化物，是含有环氧基团的一类反应性预聚物和聚合物。
[0011] 在一些实施例中，发光管芯是发光二极管（LED）管芯。如本文用于本发明的目的，术语“LED”应理解为包括能够响应于电信号而产生辐射的任何电致发光二极管或其他类型的基于载流子注入/结的系统。因此，术语LED包括但不限于响应于电流而发光的各种基于半导体的结构、发光聚合物、有机发光二极管（OLED）、电致发光条等。特别地，术语LED指的是可被配置成在红外光谱、紫外光谱和可见光谱（通常包括从大约400纳米至大约700纳米的辐射波长）的各个部分中的一个或多个中产生辐射的所有类型的发光二极管（包括半导体发光二极管和有机发光二极管）。
[0012] 根据本发明的另一方面，提供了一种封装发光器件的方法。发光器件包括引线框架和发光管芯，引线框架包括彼此间隔开的管芯焊盘和引线，发光管芯附接在管芯焊盘上。该方法包括：用导线将发光管芯接合到引线，其中导线的第一端和发光管芯的区域（导线的第一端接合到该区域）形成第一颈缩区；用第一树脂盖覆盖第一颈缩区；以及形成第二树脂盖以密封第一树脂盖、发光管芯和导线，其中第一树脂盖的硬度低于第二树脂盖的硬度。
[0013] 参照从以下描述的（多个）实施例，本发明的这些和其他方面将显而易见并被阐述。
附图说明
[0014] 结合附图对示例性实施例的以下描述公开了本发明的进一步的细节、特征和优点，其中：
[0015] 图1是根据本发明实施例的发光器件的示意性截面图；
[0016] 图2是根据本发明另一实施例的发光器件的示意性截面图；以及
[0017] 图3是示出根据本发明实施例的封装发光器件的方法的流程图。
[0018] 附图不一定按比例绘制。相同的附图标记始终指代相同的元件。
具体实施方式
[0019] 应当理解，虽然术语第一、第二、第三等在本文中可以用于描述各种元件、组件、区域、层和/或区段，但是这些元件、组件、区域、层和/或区段不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件、组件、区域、层或区段与另一个元件、组件、区域、层或区段。因此，在不脱离本发明的教导的情况下，下文讨论的第一元件、组件、区域、层或区段可被称为第二元件、组件、区域、层或区段。
[0020] 可以在本文中使用空间上相关的术语，诸如“下方”、“以下”、“较低”、“下面”、“上面”、“上方”等，以便捷地描述图中所示的一个元件或特征与其他（多个）元件或（多个）特征的关系。应当理解，空间上相关的术语旨在包含除了图中所示的取向之外的器件在使用或操作中的不同取向。例如，如果翻转图中的器件，那么被描述为在其他元件或特征“以下”或“下方”或“下面”的元件将被定向到所述其他元件或特征“上面”。因此，示例性术语“以下”和“下面”可以包含“上面”和“以下”的取向二者。例如，可以类似地使用诸如“前面”或“之前”以及“后面”或“之后”的术语，以指示光通过元件的顺序。器件可以以其他方式定向（旋转90度或在其他取向），并且本文使用的空间上相关的描述词作相应解释。
[0021] 本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出项的任何和所有组合。
[0022] 将理解，当一个元件或层被称为“在另一个元件或层上”、“连接到另一个元件或层”、“耦合到另一个元件或层”或“邻近另一个元件或层”时，它可以直接在所述另一个元件或层上、直接连接到所述另一个元件或层、直接耦合到所述另一个元件或层或者直接邻近所述另一个元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件或层上”、“直接连接到另一个元件或层”、“直接耦合到另一个元件或层”或者“直接邻近另一个元件或层”时，不存在中间元件或层。然而，在任何情况下，“在……上”或“直接在……上”都不应被解释为要求一个层完全覆盖下方的层。
[0023] 本文参照本发明的理想化实施例（和中间结构）的示意图来描述本发明的实施例。因此，由于例如制造技术和/或公差，将预见图示形状的变化。所以，本发明的实施例不应被解释为限于本文所示的区域的特定形状，而是包括由例如制造引起的形状的偏差。故而，在附图中示出的区域本质上是示意性的，并且它们的形状不旨在示出器件的区域的实际形状，并且不旨在限制本发明的范围。
[0024] 除非另有定义，本文使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解，诸如在常用词典中定义的术语应被解释为具有与其在相关技术和/或本说明书的上下文中的含义一致的含义，并且除非在本文中明确如此定义，否则将不以理想化或过于正式的意义来解释。
[0025] 图1示出了根据本发明实施例的发光器件100A的示意性截面图。
[0026] 发光器件100A包括引线框架110、发光管芯120、导线130、第一树脂盖150a和第二树脂盖160。
[0027] 引线框架110包括其上附接有发光管芯120的管芯焊盘111，以及与管芯焊盘111间隔开的引线112。管芯焊盘111为发光管芯120提供机械支撑并额外提供散热。除了可能的其他引线之外，引线112允许发光管芯120接触到外部电路（例如电源）。
[0028] 发光管芯120通过诸如银（Ag）膏的粘合剂170附接到管芯焊盘111上。诸如LED管芯的发光管芯120可以在其表面上具有电极（未示出），该电极通过诸如金（Au）导线的接合导线130与引线112连接，其中导线130的第一端131连接到发光管芯120的电极，并且导线130的第二端132连接到引线112。
[0029] 如图1所示，导线130的第一端131与发光管芯120的区域（导线130的第一端131接合到该区域）形成第一颈缩区141，在实践中，由于金属电极和密封树脂的CTE之差，第一颈缩区141特别容易断裂。在本实施例中，提供第一树脂盖150a以覆盖第一颈缩区141，并且提供第二树脂盖160以覆盖第一树脂盖150a、发光管芯120和导线130。第一树脂盖150a由例如硅树脂制成，并且比第二树脂盖160软。在一些实施例中，第一树脂盖150a的硬度在30A至70D的范围内（以肖氏硬度标度A和D在硬度计上测量为压痕硬度），并且第二树脂盖160的硬度高于第一树脂盖150a的硬度。因此，第一树脂盖150a可以在热冲击期间为机械变形提供缓冲。第二树脂盖160由例如环氧树脂制成，并因此提供比第一树脂盖150a更优的光学性质（例如更高的透射率）。有利的是，第一和第二树脂盖150a、160的配置提供了机械强度和光学性质之间的折衷。
[0030] 图2示出了根据本发明另一实施例的发光器件100B的示意性截面图。为了简洁起见，这里不再重复和关于图1的上述发光器件100A的配置相同的配置。
[0031] 如图2所示，导线130的第二端132和引线112的区域（导线130的第二端132接合到该区域）形成第二颈缩区142，由于金属引线112和密封树脂160的CTE之差，第二颈缩区142也易于遭受断裂。在本实施例中，提供由例如与第一树脂盖150a相同的硅树脂制成的另一第一树脂盖150b以覆盖第二颈缩区142，并且第二树脂盖160相应地进一步覆盖另一第一树脂盖150b。这进一步减少了导线130的第二端132处的断裂风险，从而得到发光器件100B改进的可靠性。
[0032] 图3是示出根据本发明实施例的发光器件的封装方法300的流程图。方法300可用于封装发光器件100A和/或发光器件100B，并且在下文中进一步参照图1和图2来描述。
[0033] 在步骤310，发光管芯120附接到引线框架110的管芯焊盘111。具体而言，管芯焊盘111涂覆有诸如银（Ag）膏的粘合剂170，并且之后通过银膏将管芯120接合在管芯焊盘111上。
[0034] 在步骤320，固化银膏。例如，这可以在175°C的氮气（N2）气氛中持续一小时来完成。
[0035] 在步骤330，用导线130将发光管芯120导线接合到引线112。这可以通过集成电路工业中使用的典型的导线接合工艺来完成。因此，第一颈缩区141由导线130的第一端131和发光管芯120的区域（导线130的第一端131接合到该区域）形成，并且第二颈缩区142由导线130的第二端132和引线112的区域（导线130的第二端132接合到该区域）形成。
[0036] 在步骤340，用第一树脂盖150a覆盖第一颈缩区141。具体而言，使用分配器（例如针）在第一颈缩区141处分配（dispense）少量的第一树脂（诸如硅树脂）。硅树脂在固化之前可以具有例如1至8Pa·s（Pa·s表示“帕斯卡乘以秒”）范围内的动态粘度。可以通过分配器控制所分配的树脂的量，使得树脂停留在其被分配的位置而形成半球状的形状，而不会展开成涂抹发光管芯120的整个表面。在一些实施例中，也用第一树脂盖150b来覆盖第二颈缩区142。这可以以与形成第一树脂盖150a相同的方式来完成。然后，通过合适的固化工艺（例如湿润或加热）来固化分配在第一颈缩区141（以及潜在的第二颈缩区142）处的第一树脂。在一些实施例中，可以通过在烘箱中首先在80℃下烘烤两小时，然后在150℃下烘烤三小时来固化第一树脂。优选地，第一树脂可以选择为使得其可以在室温下固化。只要发光管芯
120能够承受所使用的固化工艺，其他实施例也是可能的。在一些实施例中，固化后的第一树脂的硬度在30A至70D范围内（以肖氏硬度标度A和D在硬度计上测量为压痕硬度）。
[0037] 在步骤350，形成第二树脂盖160以密封第一树脂盖150a、发光管芯120和导线130。在第二颈缩区142处形成第一树脂盖150b的实施例中，第二树脂盖160形成为使得其也密封第一树脂盖150b。步骤350可以通过典型的硬树脂成形工艺（例如模塑或浇铸）来完成。如图
1和图2所示，第二树脂盖160环绕着发光管芯120和导线130（包括第一树脂盖150a、150b）。
[0038] 在实施例中，在步骤350之后，可以用后续工艺进一步处理所得发光器件，诸如模后固化（PMC）、去闪光、电镀、退火等，这里不对其进行详细描述，以免模糊本发明的主题。
[0039] 通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施例的变型。仅在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施这一纯粹事实并不指示这些措施的组合不能被有利地使用。
[0040] 附图标记
[0041] 100A，100B 本发明的发光器件
[0042] 110 引线框架
[0043] 111 管芯焊盘
[0044] 112 引线
[0045] 120 发光管芯
[0046] 130 导线
[0047] 131 导线第一端
[0048] 132 导线第二端
[0049] 141 第一颈缩区
[0050] 142 第二颈缩区
[0051] 150a 第一树脂盖
[0052] 150b 另一第一树脂盖
[0053] 160 第二树脂盖
[0054] 170 粘合剂
[0055] 300 封装本发明的发光器件的方法
[0056] 310 将发光管芯120附接到管芯焊盘111的步骤
[0057] 320 固化粘合剂170的步骤
[0058] 330 导线接合的步骤
[0059] 340 用第一树脂盖来覆盖第一颈缩区的步骤
[0060] 350 形成第二树脂盖160的步骤
