具有改善的耐化学品性的光发射器设备和部件及相关方法技术

本发明专利技术公开了具有改善的耐化学品实体渗透性的LED和LED封装及其制造方法，所述制造方法包括在所述LED芯片或LED芯片封装的至少一部分上提供涂料，所述涂料通过以下各项的共聚作用而形成：(a)选自四氟乙烯、氢氟乙烯、氢氟丙烯、氢氟丁烯、氢氟戊烯及其组合的一种或多种氢氟烯烃单体；(b)任选的一种或多种氯氟乙烯单体；(c)任选的一种或多种乙烯基酯单体；以及(d)任选的一种或多种乙烯基醚单体，其中至少一部分所述乙烯基醚单体优选是含羟基的乙烯基醚单体，并且优选存在(b)和(d)中的至少一种。

Optical emitter equipment and components with improved chemical resistance and related methods

The present invention discloses an improved chemical-resistant solid penetration of LED and LED packaging and its manufacturing method, which includes providing paint on at least part of the package of the LED chip or LED chip. The paint is formed by copolymerization of the following items: (a) selected from tetrafluoroethylene, hydrofluoroethylene, hydrofluoropropylene, hydrofluorobutene, hydrofluoropentene and their combination. One or more hydrofluoroolefin monomers; (b) one or more chlorofluoroethylene monomers; (c) one or more vinyl ester monomers; and (d) one or more vinyl ether monomers, of which at least part of the vinyl ether monomers are preferred to be vinyl ether monomers containing hydroxyl groups, and at least one of them is preferred to be present in (b) and (d).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改善的耐化学品性的光发射器设备和部件及相关方法相关申请的交叉引用本申请要求于2016年5月3日提交的美国临时申请62/331,080的优先权权益，该临时申请以引用方式并入本文。本申请要求作为于2016年11月16日提交的现在待审的美国申请15/353,676的部分继续申请的优先权权益，该申请继而要求美国临时申请62/257,875的优先权，每个申请均以引用方式并入本文。本申请要求于2017年4月3日提交的现在待审的美国申请15/477,645的优先权权益，该申请以引用方式并入本文。
本专利技术整体涉及具有改善的耐受化学品和/或化学蒸气或化学气体的性质的光发射器设备、部件和方法，所述化学品和/或化学蒸气或化学气体可对此类设备的亮度和可靠性产生不利影响。
技术介绍
发光二极管(LED)或LED芯片是通过使用复合物半导体材料诸如GaAs、AlGaAs、GaN、InGaN、AlGaInP等操作的光源。LED具有根据半导体材料发射各种颜色的优点，并且正被开发作为白炽灯、荧光灯和金属卤化物高强度放电(HID)灯产品的替代品。通常使用两种类型的LED封装—灯类型LED和表面安装的LED(有时称为SMD)。对于典型的灯类型LED封装(在图1A中标记为10)，具有预定角度的杯形金属电极面设置在两个引线框架3A、3B中的引线框架3B的上侧。LED设备5安装在金属电极面的上侧。而且，灯类型LED10由通常由透明模制树脂制成的圆顶壳体7封装。圆顶壳体7作为透镜操作并且有助于控制设备的亮度。表面安装类型LED封装(在图1B中标记为20)通常具有可由模制环氧树脂和/或陶瓷层制成的封装11、布置在安装区域上的LED设备15，以及将LED连接到电极16的导线13。在表面安装型LED封装20中，亮度和亮度分布在很大程度上受到封装构造的影响。在典型的构型中，主体11可包括或已附接到形成由倾斜侧面26A形成(诸如将由截头圆锥形腔体形成)的腔体的结构，并且LED安装到腔体内的主体的一部分。在典型的布置中，腔体填充有密封剂28。硅树脂是常用的密封剂，这在很大程度上归功于其高光学透明度，良好的机械性能和优异的热和辐射稳定性。虽然密封剂为包含在腔体内的部件提供了一些保护，但申请人已认识到，尽管存在密封剂，但在使用和/或制造过程中，形成LED封装的一部分的许多部件(诸如金属迹线、电极、导电安装表面等)会变得失去光泽、腐蚀或以其它方式劣化。申请人已认识到，在各种常见情况下，某些材料可从环境渗透到封装中并对此类部件造成有害影响。申请人也已认识到，在其他各种常见情况下，密封剂本身和/或封装的其他部件很多都具有残留物并且/或者可能包括其他组分，所述其他组分迁移到封装的接口处并且/或者在封装的接口处形成，并且导致密封剂粘附到封装上的问题，这反过来由于环境中的气体或其他材料的渗透，使封装更容易受到侵蚀和劣化。例如，存在于环境中并且/或者存在于封装的部件中的某些化学品和/或化学蒸气可通过常规光发射器设备进入和/或渗透，例如，通过渗透设置在这些部件上的密封剂填充材料或通过封装中的其他裂纹或裂缝。硫和含硫化学品是此类化学品，并且硫化过程(也称为硫化)在这方面是相关的。已知硫存在于垫圈、粘合剂、尾气排放物和其他常见材料中。硫化涉及在存在硫化合物的情况下在液相或气相中金属(例如银、铜等)的腐蚀，尤其是在存在较高含量的水分的情况下。硫化通常通过将H2S或COS还原成HS-或S2-而开始，然后所得的这两种离子可直接与来自已氧化的封装的银离子或铜离子反应，或者它们可以吸收到表面，随后反应形成硫化物盐。已表明氧化物质诸如Cl的存在会提高腐蚀速率。HS-或S2-和银的反应的主要产物是硫化银(Ag2S)。随着时间的推移，该过程会使LED封装(尤其是SMD)中的银基层和涂料褪色，这继而可具有降低LED的光输出和/或造成其他有害影响的效果。此类反应还可引起其他问题，诸如电连接或用于进行连接的细金属线的劣化或失效。因此，申请人已认识到，在本专利技术之前制造和使用的LED产品通常易于因使用环境中存在不期望的化学品和/或化学蒸气而降解，包括例如硫、含硫化合物(例如硫化物、亚硫酸盐、硫酸盐、SOx)、含氯和含溴的化合物和络合物、一氧化氮或二氧化氮(例如NOx)和氧化有机蒸气化合物。这些材料和其他材料可渗透密封剂(或通过封装中的其他裂纹或裂缝)并且通过腐蚀、氧化、变暗和/或使这些部件失去光泽而物理地劣化光发射器设备内的各种部件。此类劣化可随时间推移不利地影响常规光发射器设备的亮度、可靠性和/或热特性，并且可进一步不利地影响设备在操作期间的性能。申请人已认识到，现有LED设计的这一潜在问题变得越来越严重，因为此类部件更频繁地用于将封装暴露于更极端的条件和环境的各种应用中。例如，LED正越来越多地用于汽车、船舶和休闲车辆工业中的照明系统，并且在这些用途中暴露于更高的应力条件，诸如振动、温度、湿度等的变化。由于在此类应用中靠近各种部件和材料，这些应用中的环境可以增加这种降解化学品和蒸汽的来源。此外，在较高温度下，此类降解物质可从诸如泡沫垫、橡胶密封、防振垫、导热垫等材料进入环境。这些物质不仅可与LED表面接触，而且还可通过硅树脂封装扩散，并且最终可能污染芯片、粘结线和引线框架。此类材料也可以在LED封装的制造环境中找到。因此，申请人已认识到需要具有改善的耐化学品性的设备和部件以及用于防止不期望的化学品和/或化学蒸气到达设备内的部件并随后降解设备内的部件的相关方法。本文所述的设备、部件和方法可有利地改善封装光发射器设备内不期望的化学品和/或化学蒸气的耐化学品性，同时促进制造的容易性并提高设备可靠性，尤其是在高功率和/或高亮度应用中和/或在温度、湿度、振动等极端条件的环境中。
技术实现思路
本专利技术的一个方面提供了形成具有改善的耐化学品实体渗透性的LED和LED封装的方法，包括：(a)提供LED芯片或LED芯片封装的至少一部分；(b)提供涂料组合物，包含：(1)一种或多种含氟烯烃单体，优选选自四氟乙烯、氢氟乙烯、氢氟丙烯、氢氟丁烯、氢氟戊烯及其组合，并且优选选自四氟乙烯、2,3,3,3-四氟丙烯、1,3,3,3-四氟丙烯(所述1,3,3,3-四氟丙烯优选包含、基本上由或由反式-1,3,3,3-四氟丙烯组成)及其组合；(2)任选但优选地，一种或多种氯氟乙烯单体，优选三氟氯乙烯(“CTFE”)单体；(3)任选但优选地，一种或多种乙烯基酯单体；以及(4)任选地，一种或多种乙烯基醚单体，其中至少一部分所述乙烯基醚单体是含羟基的乙烯基醚单体。(c)用所述提供的涂料涂覆所述LED芯片或LED芯片封装的至少一部分或其部件，优选通过湿法；以及(d)固化所述涂料以在所述LED芯片或LED芯片封装的至少一部分或其部件上提供保护性涂料。本专利技术的另一个方面提供了具有改善的耐化学品实体渗透性的LED和LED封装，包括：(a)LED芯片或LED芯片封装；(b)所述LED芯片或LED芯片封装的至少一部分或部件上的保护性涂料，所述涂料包含含氟共聚物、三氟共聚物，并且优选四氟共聚物，这些共聚物通过以下单体的共聚作用形成：(1)一种或多种含氟烯烃单体，优选选自四氟乙烯、氢氟乙烯、氢氟丙烯、氢氟丁烯、氢氟戊烯及其组合，并且优选选自2,3,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成具有改善的耐化学品实体渗透性的LED和LED封装的方法，包括：(a)提供LED芯片或LED芯片封装的至少一部分；(b)提供涂料组合物，所述涂料组合物包含：(1)选自四氟乙烯、氢氟乙烯、氢氟丙烯、氢氟丁烯、氢氟戊烯及其组合的一种或多种氢氟烯烃单体；(2)任选的一种或多种氯氟乙烯单体；(3)任选的一种或多种乙烯基酯单体；和(4)任选的一种或多种乙烯基醚单体，其中至少一部分所述乙烯基醚单体是含羟基的乙烯基醚单体；(c)优选地通过湿法方法用所述提供的涂料涂覆所述LED芯片或所述LED芯片封装的至少一部分；以及(d)固化所述涂料以在所述LED芯片或所述LED芯片封装的所述至少一部分上提供保护性涂料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.03 US 62/331,0801.一种形成具有改善的耐化学品实体渗透性的LED和LED封装的方法，包括：(a)提供LED芯片或LED芯片封装的至少一部分；(b)提供涂料组合物，所述涂料组合物包含：(1)选自四氟乙烯、氢氟乙烯、氢氟丙烯、氢氟丁烯、氢氟戊烯及其组合的一种或多种氢氟烯烃单体；(2)任选的一种或多种氯氟乙烯单体；(3)任选的一种或多种乙烯基酯单体；和(4)任选的一种或多种乙烯基醚单体，其中至少一部分所述乙烯基醚单体是含羟基的乙烯基醚单体；(c)优选地通过湿法方法用所述提供的涂料涂覆所述LED芯片或所述LED芯片封装的至少一部分；以及(d)固化所述涂料以在所述LED芯片或所述LED芯片封装的所述至少一部分上提供保护性涂料。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种氢氟烯烃单体选自四氟乙烯、2,3,3,3-四氟丙烯、1,3,3,3-四氟丙烯及其组合。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种氢氟烯烃单体由反式-1,3,3,3-四氟丙烯组成。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中步骤(b)的所述提供的涂料组合物包含一种或多种所述氯氟乙烯单体、一种或多种所述乙烯基酯单体和一种或多种乙烯基醚单体。5.根据权利要求4所述的方法，所述乙烯基醚单体是含羟基的乙烯基醚单体。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述涂覆步骤(c)包括湿法方法。7.一种具有改善的耐化学品实体渗透性的LED或LED封装，所述LED芯片或所述LED芯片封装的至少一部分或部件上包括保护性涂料，所述涂料包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚群，姜万超，徐刚，段林林，张思原，丁哲，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US