專利名稱：用于led和其它光電模塊的成本低廉的小型化的構造技術和連接技術的制作方法
技術領域：
在制造單個LED和照明模塊(緊湊光源)時，作為芯片和基片之間的電接通技術，主要應用線接合和焊接或者具有導電膠粘劑的芯片安裝。通過這種方式產(chǎn)生可裝配的部件或也產(chǎn)生用于照明模塊的LED陣列。通常的安裝過程如下—接合將芯片放置在填充導電膠粘劑中并且膠粘劑硬化或—在溫度并還可能在壓力下(焊接/制成合金)使用焊劑安裝芯片，—線接合通過線接通將芯片電連接，—通過澆注技術或壓鑄技術使用透明材料(環(huán)氧，硅樹脂，丙烯酸鹽，聚氨脂和其他聚合物)對芯片封裝，—通過鋸割，水噴射切割或激光切割進行切單。
背景技術：
在小型化過程中，市場要求越來越小的部件高度。在這種情況下，產(chǎn)品必須成本低廉并提供足夠的可靠性。在芯片陣列的情況下，甚至要求很高的可靠性。此外，連接技術應該提供高靈活性，以便能夠快速，靈活且成本低廉地對設計變化做出反應。

發(fā)明內容
由此，本發(fā)明的目的是，對具有基片和光電部件的模塊以及制造該模塊的方法進行說明，其可滿足所述的這些要求。
該目的通過在獨立權利要求中描述的發(fā)明所實現(xiàn)。從屬權利要求給出了有利的實施例。
與此相對應地，基片具有一個面接觸的光電部件。接通也不再通過粗的、也許在基片和部件的距離中的引線，而是通過平的、扁的、勻整的導電結構，大致以銅層的形式進行。
通過面接觸由基片和光電部件產(chǎn)生特別小的模塊構造高度。
該光電部件例如能通過該基片上其他的光電部件來接通。其特別通過基片的導電元件，例如帶狀導線來面接觸。
為了以盡可能小的基片和/或光電部件的距離進行面接觸，基片和/或光電部件至少部分地設置有絕緣層，在該絕緣層上設置有該平面導電結構用于面接觸該光電部件。
該絕緣層能通過薄膜、漆和/或聚合物層形成。該層可以被層壓、蒸發(fā)、印刷和/或壓鑄。例如能借助激光、(等離子)蝕刻、注射和/或感光構造來實現(xiàn)絕緣層的構造。特別地可使用派瑞林(Parylene)作為聚合物。
該光電部件應該可以與環(huán)境相互光作用。這可特別有利地通過兩種方式實現(xiàn)。
其一是，絕緣層可以整個地或特別在該光電部件的光出口和/或光入口的區(qū)域中是(高度)透明的。
另外一個是，在該光電部件的光出口和/或光入口的區(qū)域中的絕緣層內可以開設一個窗口。例如當該絕緣層通過薄膜形成時，該窗口能在該層的淀積之前就已經(jīng)存在于其中。替代地，該窗口也可以在該層的淀積之后，借助上面提到的處理方式，通過該層的相應的構造來開設。
這樣的窗口優(yōu)選地設置在該絕緣層中，也設置在光電部件的一個或多個電接觸部位的區(qū)域中。通過該窗口便可將該平面導電結構引至該光電部件的接觸部位。
當考慮到這一點時，該絕緣層和/或該平面導電結構也可以至少部分地蓋住該光電部件的一個光出口和/或光入口。為此，尤其該平面導電結構以反射形成，使得例如該光電部件中的光能被反射回來并且其能在另外一個光出口上離開。于是通過該面接觸可附加地獲得光導向裝置。
該光電部件例如是LED，尤其是OLED和/或光致電壓的部件。作為基片可以使用電路板、陶瓷、單面特別是雙面覆銅的可彎曲的(flex)、例如沖壓或蝕刻的引線架或者層構造，如其例如用在芯片卡或柔性開關電路的制造中。
具有基片和光電部件的產(chǎn)品高度優(yōu)選地小于0.4mm。
在具有帶有光電部件的基片的產(chǎn)品制造方法中，光電部件面接觸。該方法有利的實施例與該產(chǎn)品有利的實施例相類似地產(chǎn)生并且反之亦然。


本發(fā)明的其他優(yōu)點和特征借助于附圖由實施例的說明披露。其中圖1示出具有帶有面接觸的光電部件的基片的產(chǎn)品的剖面圖；圖2示出具有帶有面接觸的光電部件的基片的可替代的產(chǎn)品的剖面圖；圖3以俯視圖示出面接觸的和傳統(tǒng)地接通的光電部件之間的對比以及圖4示出面接觸的和傳統(tǒng)地接通的光電部件之間的關于光照的對比。
具體實施例方式
首先應該示出構造技術和連接技術的一些基本特點。
一個或多個光電部件例如以芯片的形式通過膠粘或焊接固定在基片上。接觸部位的電連接以在光電部件上側的接觸墊的形式，這時通過面接觸方法來實現(xiàn)。這例如能基于電絕緣的薄膜的層壓和通過平面導電結構以在該薄膜上的金屬結構的形式的接通。畢竟也可以通過其他方法產(chǎn)生絕緣層，如例如涂覆、蒸發(fā)或印刷，代替絕緣的薄膜的形式。
對于絕緣膜形式的絕緣層—例如通過在壓煮器(Autoklaven)中絕緣地層壓的或者通過使用熱滾層壓器的或在真空熱壓中的淀積。
—該薄膜在由光電部件發(fā)出的或吸收的光的波長范圍內可以是透明的。于是薄膜的局部去除就沒必要了。該薄膜于是也可以同時兼有透明鑄型化合物(Clear-Mold-Compouds)的保護功能。
—如果該薄膜不足夠透明，其可以這樣形成，按LED型號將光出口在芯片側面和/或在芯片上側最大化。這例如可以通過激光燒蝕，靈活地且不依賴于形貌地實現(xiàn)。
—通過合適的層壓方法可以實現(xiàn)絕緣膜仿制芯片表面。因此可以實現(xiàn)在邊上和角區(qū)域中也具有用于提高可靠性的全絕緣功能。
為了通過平面導電結構以金屬結構的形式接通，有不同的可能性—經(jīng)由合適的金屬噴涂過程的電連接，例如通過濺射或蒸發(fā)來淀積薄的起始層，接著通過無電流地或直流地沉積比如銅來有選擇地加厚。
—認為該薄膜是能導電的，例如通過涂覆金屬薄膜。這時在層壓過程之前或之后形成該金屬薄膜。芯片和金屬結構之間的連接可以在位于芯片墊上的提高的、特別是粗糙的凸起中通過機械地擠壓來實現(xiàn)，或者也通過局部的直流的或無電流的沉積來實現(xiàn)。在此有利地精煉晶片平面上的芯片鋁墊。
—也可以通過使用在商業(yè)上通用的壓床中的預制的壓模實現(xiàn)連接。
—可以通過印刷工藝來淀積該導電的金屬結構。
在圖1中可看到具有蝕刻銅引線架形式的基片2的產(chǎn)品1。在此引線架的銅用電鍍鎳金包圍，以便改善焊接性能。光電部件3以芯片的形式設置在基片2上并且通過導電膠粘劑或焊劑4與基片2機械連接和電連接。
在基片2和光電部件3上可以薄膜的形式實施絕緣層5。絕緣層5在該光電部件3的光出口區(qū)域中通過窗口來開口。為了接通該光電部件3，平面導電結構6以金屬涂層的形式通過絕緣層5被引至該光電部件3的接觸部位和基片2的帶狀導線7。
基片2與該光電部件3，絕緣層5和平面導電結構6在透明鑄型化合物(Clear-Mold-Compouds)形式的保護材料中鑄造在一起。該產(chǎn)品1大約高150μm。
圖2中示出的產(chǎn)品1與圖1中示出的實際情況相符，除了絕緣層5透明地實施并因此在該光電部件3的光出口區(qū)域中穿過。光出口區(qū)域中也沒有開設窗口，而是僅僅開設在該光電部件3的接觸部位上。在該光電部件3上接觸部位與該平面導電結構6電連接。該透明的絕緣層5能夠尤其在該光電部件3的光出口區(qū)域中含有色素，以便給出射光著色。
在圖3中左邊可看到具有大的中央光出口的面接觸光電部件3和具有平面導電結構6的完全包圍該光出口的邊緣接通以及在圖3下面的看不見的絕緣層。替代地，該邊緣接通按該光電部件3的接觸部位的構造和特意的光導向裝置也能不完全包圍地，而是僅僅在一個或多個單個的部位上向該光電部件3的與基片2相對的端面延伸。
在圖3中右邊可看到光電部件3，其根據(jù)現(xiàn)有技術通過120μm的線接合與線9接通。如所看到的，該光電部件3的光出口的大部分被蓋住了。
光導向裝置中的面接觸的優(yōu)點在圖4中特別明確。此處在左邊可再次看到通過該絕緣層5和該平面導電結構6而接通的在基片2上的光電部件3。該光電部件3的所有光出口由絕緣的薄膜5和該平面導電結構6所蓋住，而其上的一個光出口并非希望如此。它們以反射實施，這樣甚至將在該光電部件3中的光反射回來，直到它在設置的光出口上射出。
與此相反，在圖4中右邊示出的根據(jù)現(xiàn)有技術的接通中，期望的光出口區(qū)域的大部分通過接合的線9而被蓋住。替代地，該光并非所期望地平行于基片2由該光電部件3的旁側射出。
相反，在面接觸的光電部件3中，該光如所期望地在該光電部件3的與基片2相對的端面上射出并因此大致垂直于基片2。
所描述的構造技術和連接技術具有如下優(yōu)點—小面積的接通和可變的布局可以實現(xiàn)很多可能的光效率。
—通過選取具有高的光效率效果的接觸導體尺度的均勻的電流分布。
—超薄的小型化的結構。
—面接觸可以實現(xiàn)鑄型材料的覆蓋。
—面接觸可以通過平面地安裝的冷卻器實現(xiàn)有效的制冷。
—通過高度平行的作業(yè)(收益作業(yè))的成本低廉的構造技術和連接技術。也可以卷帶式(Reel-to-Reel)方法進行制造。
—沒有通過在芯片中心的中央的線接合墊的遮暗。
—通過匹配的材料特性的高可靠性，例如CTE(熱膨脹系數(shù))、Tg(玻璃過渡溫度)等。
—在合適地選取絕緣膜的光特性的情況下，該薄膜可以同時兼有透明鑄型化合物(Clear-Mold-Compouds)的保護功能，使得薄膜的局部去除不再有必要。
—用于由蘭到白的光轉化的熒光材料可以作為色素被加在薄膜中。通過這種方式，經(jīng)由精確確定的薄膜厚度和薄膜中的色素濃度可以良好地控制顏色協(xié)調。
權利要求
1.具有帶有光電部件(3)的基片(2)的產(chǎn)品，其特征在于，該光電部件(3)面接觸。
2.按照權利要求1所述的產(chǎn)品，其特征在于，基片(2)具有導電元件(7)，特別是帶狀導線，通過它該光電部件(3)面接觸。
3.按照上述權利要求之一所述的產(chǎn)品，其特征在于，該基片(2)和/或該光電部件(3)至少部分地設置有絕緣層(5)，在該絕緣層上設置有平面導電結構(6)用于面接觸該光電部件(3)。
4.按照權利要求3所述的產(chǎn)品，其特征在于，該絕緣層(5)是薄膜、漆和/或聚合物層。
5.按照權利要求3或4所述的產(chǎn)品，其特征在于，該絕緣層(5)在該光電部件(3)的光出口和/或光入口的區(qū)域中是透明的。
6.按照權利要求3或4所述的產(chǎn)品，其特征在于，在該光電部件(3)的光出口和/或光入口的區(qū)域中的絕緣層內可以開設一個窗口。
7.按照權利要求3至6之一所述的產(chǎn)品，其特征在于，在該光電部件(3)的一個接觸部位的區(qū)域中的絕緣層內開設一個窗口，通過該窗口該平面導電結構被引至該光電部件的接觸部位。
8.按照權利要求3至7之一所述的產(chǎn)品，其特征在于，該絕緣層(5)含有用于給由光電部件(3)發(fā)出的或吸收的光著色的色素。
9.按照上述權利要求之一所述的產(chǎn)品，其特征在于，該面接觸至少部分地蓋住該光電部件的一個光出口和/或光入口。
10.按照上述權利要求之一所述的產(chǎn)品，其特征在于，該光電部件(3)是LED，尤其是OLED和/或光致電壓的部件。
11.按照上述權利要求之一所述的產(chǎn)品，其特征在于，該基片(2)是電路板、可彎曲的或引線架。
12.按照上述權利要求之一所述的產(chǎn)品，其特征在于，產(chǎn)品(1)的高度小于0.4mm。
13.用于制造具有帶有光電部件(3)的基片(2)的產(chǎn)品(1)的方法，其特征在于，該光電部件(3)面接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有帶有面接觸的光電部件的基片的產(chǎn)品。
文檔編號H01S5/042GK1910761SQ200480033773
公開日2007年2月7日 申請日期2004年10月27日 優(yōu)先權日2003年11月17日
發(fā)明者埃瓦爾德·貢特爾, 約爾格·埃里?！ぷ魻柛? 卡爾·魏德納, 約爾格·察普夫 申請人:奧斯蘭姆奧普托半導體有限責任公司