專利名稱：多芯片大功率發(fā)光二極管器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種在金屬基板或陶瓷基板或環(huán)氧樹脂電路基板上封裝的多芯片大功率發(fā)光二極管器件。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)的發(fā)光波長(zhǎng)隨溫度變化而改變約0.2-0.3nm/℃，同時(shí)光譜寬度也隨之增加，當(dāng)電流經(jīng)過pn結(jié)時(shí)，使結(jié)區(qū)產(chǎn)生溫升，發(fā)光強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)地減少約1％/1℃。目前普遍采用減少其驅(qū)動(dòng)電流的辦法降低結(jié)溫，多數(shù)LED的驅(qū)動(dòng)電流限制在20mA左右。但是，LED的光輸出會(huì)隨電流的增大而增加，目前，很多功率型單芯片LED的驅(qū)動(dòng)電流可以達(dá)到300mA～1A級(jí)，其發(fā)光強(qiáng)度也增加了幾十倍。采用多芯片封裝技術(shù)完全可以達(dá)到功率型單芯片LED的發(fā)光效果，受溫度的影響也比較小，控制電流也遠(yuǎn)低于前者，目前多芯片LED具有比較好的使用前景。目前大功率發(fā)光二極管存在的缺點(diǎn)是(1)單芯片功率器件只有幾個(gè)公司可以制造，而且銷售成本高出幾十至幾百倍，這種產(chǎn)品還不利于大量使用；(2)單芯片功率器件的供電電流大，因此熱效應(yīng)大，嚴(yán)重影響發(fā)光性能；(3)技術(shù)還不是十分成熟，不利于大量推廣和應(yīng)用；(4)現(xiàn)有的多芯片發(fā)光二極管器件沒有溫度補(bǔ)償，各個(gè)并聯(lián)電路電流不平衡，容易受溫度變化影響，甚至導(dǎo)致芯片損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種在基板上制作與芯片數(shù)量對(duì)應(yīng)的杯形槽，分別在杯形槽中封裝的多芯片大功率發(fā)光二極管器件，采用單組多芯片串聯(lián)形式，以及將單組在并聯(lián)的連接方式。為保證每一組電壓和電流相同，在每個(gè)單組中串聯(lián)一只熱敏電阻來保持各個(gè)單組的電壓相等，當(dāng)二極管的PN結(jié)溫度升高或降低時(shí)，熱敏電阻也隨溫度的改變而往相反的方向變化，使得電路電壓保持不變。
本發(fā)明的多芯片大功率發(fā)光二極管器件是在金屬基板或陶瓷基板或環(huán)氧樹脂電路基板上封裝多個(gè)發(fā)光二極管芯片，多個(gè)芯片直接串聯(lián)，再與熱敏電阻串聯(lián)，形成串聯(lián)電路，各個(gè)串聯(lián)電路相互并聯(lián)。
芯片之間以及芯片與熱敏電阻之間通過焊接串聯(lián)。
安裝在杯形槽中的芯片電極通過金線焊接到柔性電極板上，從而實(shí)現(xiàn)串聯(lián)連接。
本發(fā)明器件的電路可以由4組串聯(lián)電路組成，電阻Rt1～Rt4是熱敏電阻，D1～D16是發(fā)光二極管，熱敏電阻Rt1、發(fā)光二極管D1～D4組成第一組串聯(lián)電路；熱敏電阻Rt2、發(fā)光二極管D5～D8組成第二組串聯(lián)電路；熱敏電阻Rt3、發(fā)光二極管D9～D12組成第三組串聯(lián)電路；熱敏電阻Rt4、發(fā)光二極管D13～D16組成第四組串聯(lián)電路。
本發(fā)明由于在一個(gè)基板上采用單組串聯(lián)和多組并聯(lián)的形式，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有溫度補(bǔ)償功能，保證了多個(gè)電路電壓基本相等，防止了由于各個(gè)串聯(lián)電路由于溫度變化導(dǎo)致電流過分增加，使得器件中各個(gè)串聯(lián)電路電壓或電流保持平衡，多個(gè)普通發(fā)光二極管芯片組成的大功率器件成本低，發(fā)光強(qiáng)度高，散熱性能好。


圖1是本發(fā)明的多芯片大功率發(fā)光二極管器件結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1是柔性電極電路板，2是負(fù)柔性電極電路板，3是器件負(fù)電極，4是金屬基板或陶瓷基板或環(huán)氧樹脂電路基板，5是杯形槽中安裝LED芯片的平面，6是安裝單顆LED芯片的杯形槽，7是LED芯片的負(fù)極，8是LED芯片，9是LED芯片的正極，10是焊接補(bǔ)償電阻的焊盤，11是器件的正極，12是補(bǔ)償熱敏電阻；圖2是圖1中單芯片安裝的基板結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1、2所示，采用金屬基板，在金屬基板4上加工安裝芯片8的杯形槽6，使得在每一個(gè)杯形槽6內(nèi)安裝一個(gè)LED芯片8；在基板的平面上加柔性電極板1、2，安裝在杯形槽中的芯片電極通過金線焊接到柔性電極板上，一個(gè)串聯(lián)電路的芯片相互串聯(lián)；每個(gè)單組中有多只發(fā)光二極管串聯(lián)，再與一只熱敏電阻12串聯(lián)，組成由發(fā)光二極管和熱敏電阻組成的串聯(lián)電路，各個(gè)串聯(lián)電路相互并聯(lián)。
形成的電路如圖3所示，由4組串聯(lián)電路組成，電阻Rt1～Rt4是熱敏電阻，D1～D16是發(fā)光二極管，熱敏電阻Rt1、發(fā)光二極管D1～D4組成第一組串聯(lián)電路；熱敏電阻Rt2、發(fā)光二極管D5～D8組成第二組串聯(lián)電路；熱敏電阻Rt3、發(fā)光二極管D9～D12組成第三組串聯(lián)電路；熱敏電阻Rt4、發(fā)光二極管D13～D16組成第四組串聯(lián)電路。
在各個(gè)串聯(lián)電路的工作電壓相等時(shí)，器件總供電電壓基本相等時(shí)，流入電流是相同的。
在串聯(lián)電路中，當(dāng)溫度升高時(shí)，器件的工作電壓也隨之減小，此時(shí)串聯(lián)的正溫度系數(shù)的熱敏電阻增加，補(bǔ)償了發(fā)光二極管的電壓減小量，保證了該串聯(lián)電路的電壓變化。
在每一組串聯(lián)電路中，多只發(fā)光二極管的結(jié)電壓高所對(duì)應(yīng)的熱敏電阻小，否則相反。
在每一組串聯(lián)電路中，當(dāng)多只發(fā)光二極管電壓高時(shí)，電壓隨溫度變化的大，所對(duì)應(yīng)的串聯(lián)熱敏電阻小，并有補(bǔ)償效應(yīng)也小的特點(diǎn)，否則相反。
在發(fā)光二極管器件中，各個(gè)串聯(lián)電路的結(jié)電壓和熱敏電阻相互補(bǔ)償，達(dá)到各個(gè)串聯(lián)電路的電壓保持平衡狀態(tài)，即實(shí)現(xiàn)了溫度補(bǔ)償?shù)男Ч?br> 對(duì)于發(fā)光二極管電壓隨溫度升高而增大的情況，本發(fā)明也同樣適用，只是將補(bǔ)償電阻該成負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。
權(quán)利要求
1.一種多芯片大功率發(fā)光二極管器件，其特征在于在金屬基板或陶瓷基板或環(huán)氧樹脂電路基板上制作與芯片數(shù)量對(duì)應(yīng)的杯形槽，分別在杯形槽中封裝多個(gè)發(fā)光二極管芯片，多個(gè)芯片直接串聯(lián)，再與熱敏電阻串聯(lián)，形成串聯(lián)電路，各個(gè)串聯(lián)電路相互并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯片大功率發(fā)光二極管器件，其特征在于所述串聯(lián)電路由4組串聯(lián)電路組成，電阻Rt1～Rt4是熱敏電阻，D1～D16是發(fā)光二極管，熱敏電阻Rt1、發(fā)光二極管D1～D4組成第一組串聯(lián)電路；熱敏電阻Rt2、發(fā)光二極管D5～D8組成第二組串聯(lián)電路；熱敏電阻Rt3、發(fā)光二極管D9～D12組成第三組串聯(lián)電路；熱敏電阻Rt4、發(fā)光二極管D13～D16組成第四組串聯(lián)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多芯片大功率發(fā)光二極管器件，其特征在于芯片之間以及芯片與熱敏電阻之間通過焊接串聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多芯片大功率發(fā)光二極管器件，其特征在于安裝在杯形槽中的芯片電極通過金線焊接到柔性電極板上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多芯片大功率發(fā)光二極管器件，是在金屬基板或陶瓷基板或環(huán)氧樹脂電路基板上制作與芯片數(shù)量對(duì)應(yīng)的杯形槽，分別在杯形槽中封裝多個(gè)發(fā)光二極管芯片，多個(gè)芯片直接串聯(lián)，再與熱敏電阻串聯(lián)，形成串聯(lián)電路，各個(gè)串聯(lián)電路相互并聯(lián)。本發(fā)明采用單組多芯片串聯(lián)形式，以及將單組在并聯(lián)的連接方式。為保證每一組電壓和電流相同，在每個(gè)單組中串聯(lián)一只熱敏電阻來保持各個(gè)單組的電壓相等，當(dāng)二極管的PN結(jié)溫度升高或降低時(shí)，熱敏電阻也隨溫度的改變而往相反的方向變化，使得電路電壓保持不變。
文檔編號(hào)H01L25/00GK1832168SQ20061003379
公開日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2006年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月23日
發(fā)明者孫慧卿, 范廣涵, 郭志友 申請(qǐng)人:華南師范大學(xué)