包括直接裸片連接的發(fā)光二極管（led）陣列和相關(guān)的組合件的制作方法
【專利摘要】一種電子設(shè)備可以包括具有封裝襯底面的封裝襯底，在封裝襯底面上有多個導(dǎo)電焊盤。第一發(fā)光二極管裸片可以橋接第一和第二導(dǎo)電焊盤，更確切地說，第一發(fā)光二極管裸片可以包括第一陽極和陰極觸頭，使用金屬結(jié)合分別耦接到第一和第二導(dǎo)電焊盤。不僅如此，所述第一陽極觸頭與所述第一焊盤之間的以及所述第一陰極觸頭與所述第二焊盤之間的所述金屬結(jié)合的寬度可以是所述第一發(fā)光二極管裸片寬度的至少60%。第二發(fā)光二極管裸片可以橋接第三和第四導(dǎo)電焊盤。
【專利說明】包括直接裸片連接的發(fā)光二極管(LED)陣列和相關(guān)的組合
件
[0001]相關(guān)申請
[0002]作為部分繼續(xù)申請，本申請要求2011年I月31日提交的標(biāo)題為“HorizontalLight Emitting Diodes Including Phosphor Particles，，的美國專利申請N0.13/018，013的優(yōu)先權(quán)，從而其全部公開內(nèi)容在此引用作為參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體發(fā)光器件和組合件以及制造方法，更確切地說，涉及半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)及其組合件。
【背景技術(shù)】
[0004]半導(dǎo)體LED是廣泛公知的固態(tài)發(fā)光兀件,能夠在向其施加電壓后發(fā)光。LED—般包括二極管區(qū)，具有第一和第二相反面并且其中包括η型層、P型層和ρ-η結(jié)。陽極觸頭與P型層歐姆接觸，而陰極觸頭與η型層歐姆接觸。二極管區(qū)可以在諸如藍寶石、硅、碳化硅、砷化鎵等的襯底上外延生長地形成，但是完成的器件可以不包括襯底。二極管區(qū)可以由例如碳化硅、氮化鎵、磷化鎵。氮化鋁和/或砷化鎵基材料以及/或者有機半導(dǎo)體基材料制作。最后，由LED輻射的光可以在可見光或紫外線(UV)區(qū)，并且LED可以加入波長轉(zhuǎn)換材料比如磷光體。
[0005]LED日益增長地用在光源/照明應(yīng)用中，目標(biāo)是提供普遍存在的白熾燈泡的替代
品O
[0006]LED日益增長地用在光源/照明應(yīng)用中，目標(biāo)是提供普遍存在的白熾和熒光光源的替代品。為了實現(xiàn)以LED光源取代傳統(tǒng)光源的目標(biāo)，LED光源設(shè)計者面對著嚴(yán)格的尺寸、能效和光通量輸出需求。這樣的需求已經(jīng)使LED設(shè)計者生產(chǎn)變化構(gòu)造的LED陣列。典型的LED構(gòu)造包括使用絲焊。由于機械或制造約束和光吸收的原因，例如由于絲焊焊盤，使用絲焊產(chǎn)生了對各LED芯片能夠封裝在一起的密度的約束。使用單片LED芯片陣列能夠解決某些絲焊焊盤的問題，但是單片LED芯片可能使成本升高、形狀受限和產(chǎn)出下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在一定的實施例中，本發(fā)明提供帶有LED陣列的小面積LED，用于多種應(yīng)用，比如更高電壓應(yīng)用，其中LED芯片結(jié)合區(qū)域更高效地用于使維持芯片間距的若干實際方面得到平衡，以提供制造便利、改進的產(chǎn)出和/或更小的光吸收，以便提供更高效和/或改進的光輸出。取決于尺寸需求和期望的操作電壓，封裝的LED陣列能夠提供不同的串聯(lián)/并聯(lián)配置。所述封裝的LED陣列能夠使用無絲焊LED，它們單獨地選擇和/或回流結(jié)合到封裝襯底。在一定的實施例中，所述封裝襯底包括小導(dǎo)電島，并且LED芯片能夠橋接所述更小導(dǎo)電島，以串聯(lián)地電氣耦接各LED芯片。封裝襯底能夠包括更大導(dǎo)電島或鄰近的導(dǎo)電焊盤，并聯(lián)地電氣耦接各LED芯片。在某些實施例中，不同尺寸和/或形狀的導(dǎo)電焊盤或島狀物能夠用于提供所期望的串聯(lián)和/或并聯(lián)配置，用于期望形狀的LED陣列。
[0008]根據(jù)某些實施例，電子設(shè)備可以包括具有封裝襯底面的封裝襯底，所述封裝襯底面上帶有多個導(dǎo)電焊盤。第一發(fā)光二極管裸片可以橋接第一和第二導(dǎo)電焊盤，并且第一發(fā)光二極管裸片可以包括第一陽極和陰極觸頭，使用金屬結(jié)合分別耦接到第一和第二導(dǎo)電焊盤。更確切地說，第一陽極觸頭與第一焊盤之間的以及第一陰極觸頭與第二焊盤之間的金屬結(jié)合的寬度可以是第一發(fā)光二極管裸片寬度的至少60%。第二發(fā)光二極管裸片可以橋接第三和第四導(dǎo)電焊盤，并且第二發(fā)光二極管裸片可以包括第二陽極和陰極觸頭，使用金屬結(jié)合分別耦接到第三和第四導(dǎo)電焊盤。更確切地說，第二陽極觸頭與第二焊盤之間的以及第二陰極觸頭與第三焊盤之間的金屬結(jié)合的寬度可以是第一發(fā)光二極管裸片寬度的至少60%。通過提供寬度為發(fā)光二極管裸片的寬度的至少60%的金屬結(jié)合，對同一封裝襯底上這樣的發(fā)光二極管裸片的陣列可以降低電阻和/或熱阻。
[0009]第一和第二發(fā)光二極管裸片可以不對稱地安裝在各導(dǎo)電焊盤之間。例如，在第一陽極觸頭與第一焊盤之間的金屬結(jié)合的接觸面積與第一陰極觸頭與第二焊盤之間的金屬結(jié)合的接觸面積之間可能有至少25%的差異。類似的，在第二陽極觸頭與第三焊盤之間的金屬結(jié)合的接觸面積與第二陰極觸頭與第四焊盤之間的金屬結(jié)合的接觸面積之間可能有至少25%的差異。更確切地說，陰極觸頭的接觸面積可能顯著大于陽極觸頭的接觸面積。
[0010]第一陽極觸頭與第一焊盤之間的以及第一陰極觸頭與第二焊盤之間的金屬結(jié)合的結(jié)合的接觸面積可能是第一發(fā)光二極管裸片表面積的至少70%，并且第二陽極觸頭與第三焊盤之間的以及第二陰極觸頭與第四焊盤之間的金屬結(jié)合的結(jié)合的接觸面積可能是第二發(fā)光二極管裸片表面積的至少70%。通過提供相對大的接觸/結(jié)合面積，可以降低電阻和/或熱阻。
[0011]取決于對LED陣列所期望的串聯(lián)和/或并聯(lián)配置，為了電氣串聯(lián)耦接LED裸片，LED裸片能夠橋接更小的導(dǎo)電焊盤或島，而為了電氣并聯(lián)耦接LED裸片，LED裸片能夠電氣耦接更大的導(dǎo)電島或焊盤或者鄰近的導(dǎo)電焊盤或島。在某些實施例中，中間尺寸的導(dǎo)電焊盤或島能夠用于提供電氣串聯(lián)和/或并聯(lián)耦接，同時更容易提供期望的LED陣列形狀。更小、中間和更大的導(dǎo)電焊盤或島的組合能夠用于實現(xiàn)LED裸片的串列、LED裸片的平行配置和/或其組合，這取決于期望的正向操作電壓(Vf)、操作電流、期望的光通量和/或期望的發(fā)光效率或功效。在某些實施例中，第一和第三導(dǎo)電焊盤可以包括連續(xù)陽極觸頭焊盤的不同部分，而第二和第四導(dǎo)電焊盤可以包括連續(xù)陰極觸頭焊盤的不同部分。所以，第一和第二發(fā)光二極管裸片可以電氣并聯(lián)耦接。作為替代，第二和第三導(dǎo)電焊盤可以包括與第一和第四導(dǎo)電焊盤分開的連續(xù)島狀觸頭焊盤的不同部分。所以，第一和第二發(fā)光二極管裸片可以電氣串聯(lián)耦接。
[0012]第一發(fā)光二極管裸片可以包括第一二極管區(qū)，其中包括第一 η型層和第一 P型層，第一陽極觸頭可以與第一 P型層歐姆接觸，而第一陰極觸頭可以與第一 η型層歐姆接觸。第二發(fā)光二極管裸片可以包括第二二極管區(qū)，其中包括第二 η型層和第二 P型層，第二陽極觸頭可以與第二 P型層歐姆接觸，而第二陰極觸頭可以與第二 η型層歐姆接觸。不僅如此，在封裝襯底上第一與第二導(dǎo)電焊盤之間以及第三與第四導(dǎo)電焊盤之間可以提供填料，填料是能夠反射的且電絕緣。填料的厚度可以小于導(dǎo)電焊盤的厚度使得凹槽保持在導(dǎo)電焊盤之間。填料的厚度可以與導(dǎo)電焊盤的厚度相同使得導(dǎo)電焊盤與其間的填料界定了實質(zhì)上平的表面。填料的厚度可以大于導(dǎo)電焊盤的厚度使得填料延伸超過導(dǎo)電焊盤的表面(假設(shè)填料不厚到干擾LED裸片與導(dǎo)電焊盤之間的結(jié)合)。
[0013]根據(jù)某些其他實施例，電子設(shè)備可以包括具有封裝襯底面的封裝襯底，并且多個發(fā)光二極管裸片電氣地并機械地耦接到封裝襯底。更確切地說，每個發(fā)光二極管裸片都可以包括二極管區(qū)、陽極觸頭和陰極觸頭。二極管區(qū)可以包括第一和第二相反面以及其中可以包括η型層和P型層，第一面在第二面與封裝襯底之間。陽極觸頭可以與P型層歐姆接觸以及可以在第一面與封裝襯底之間在第一面上延伸。陰極觸頭可以與η型層歐姆接觸以及可以在第一面與封裝襯底之間在第一面上延伸。此外，在第二面上可以提供透明襯底，使二極管區(qū)在透明襯底與封裝襯底之間。不僅如此，透明襯底的厚度可以為至少大約50微米、至少大約100微米或甚至至少大約150微米。例如，透明襯底可以為二極管區(qū)外延生長于其上的結(jié)晶生長襯底(如SiC生長襯底和/或藍寶石生長襯底)，透明襯底也可以為去除生長襯底后提供的結(jié)合襯底。透明襯底可以包括與第二面相鄰的內(nèi)面、與第二面遠離的外面和從外面向第二面延伸的傾斜側(cè)壁。根據(jù)某些實施例，透明生長襯底的厚度可以在大約175微米至大約350微米的范圍內(nèi)。
[0014]不僅如此，在與封裝襯底相對的每個發(fā)光二極管裸片上可以提供磷光體層，使得每個發(fā)光二極管裸片的透明襯底在磷光體層與相應(yīng)的二極管區(qū)之間。所以，每個發(fā)光二極管裸片的二極管區(qū)都可以與磷光體層各自分開。每個發(fā)光二極管裸片的透明層可以改進從其二極管區(qū)的光透出。此外，透明襯底可以改進磷光體層的性能，方式為降低磷光體層上的光通量密度和/或降低磷光體層上的發(fā)熱。
[0015]多個發(fā)光二極管裸片可以成行排列，至少兩行包括不同數(shù)目的發(fā)光二極管裸片。透鏡可以從封裝襯底面延伸圍繞多個發(fā)光二極管裸片。不僅如此，沿著多個發(fā)光二極管裸片的邊緣的第一行可以包括比多個發(fā)光二極管裸片的中心部分中第二行更少的發(fā)光二極管裸片。相鄰兩行的發(fā)光二極管裸片可以有偏移，行也可以界定陣列的行，并且發(fā)光二極管裸片可以進一步以與行正交的陣列的列對齊。不僅如此，發(fā)光二極管裸片可以以陣列排列，其中相鄰的發(fā)光二極管裸片分開間距不大于大約250微米、不大于大約100微米或甚至不大于大約50微米。發(fā)光二極管裸片例如可以分開間距為大約40微米至大約75微米。在某些實施例中，為了實現(xiàn)小覆蓋區(qū)封裝中的高密度陣列和/或提供改進的顏色均勻性，可能期望減小發(fā)光二極管裸片之間的間距，假設(shè)提供了足夠的空間(如大于大約10微米、大于大約20微米或大于大約50微米)以允許制造時放置和/或降低發(fā)光二極管裸片之間的光吸收。在某些實施例中，封裝尺寸、LED裸片間距和/或組合件的其他維度可以由可制造性、目標(biāo)性能、目標(biāo)封裝尺寸等控制。由于增大了的熱消散，增大的LED裸片間距可以用于提供改進的熱性能。根據(jù)某些實施例，LED裸片之間的間距可以在大約20微米至大約500微米的范圍內(nèi)、在大約40微米至大約150微米的范圍內(nèi)或甚至在大約50微米至大約100微米的范圍內(nèi)。
[0016]根據(jù)再一些實施例，電子設(shè)備可以包括具有封裝襯底面的封裝襯底，封裝襯底面上帶有第一和第二導(dǎo)電焊盤，并且封裝襯底面上帶有發(fā)光二極管裸片的陣列。發(fā)光二極管裸片的陣列可以電氣耦接在第一和第二焊盤之間，并且發(fā)光二極管裸片的陣列可以成行排列，陣列的至少兩行包括不同數(shù)目的發(fā)光二極管裸片。
[0017]發(fā)光二極管裸片的行可以為發(fā)光二極管裸片的陣列的行或列。通過提供不同長度的行/列，陣列的中心行/列可以長于陣列的外圍行/列，所以在給定圓周長內(nèi)能夠包括更大數(shù)目的發(fā)光二極管裸片。例如，沿著陣列的邊緣的第一行可以包括比陣列的中心部分中第二行更少的發(fā)光二極管裸片。
[0018]透鏡可以從封裝襯底面延伸以圍繞發(fā)光二極管裸片的陣列。通過以不同長度的線提供發(fā)光二極管裸片的線，在透鏡的周長內(nèi)可以包括更大數(shù)目的發(fā)光二極管裸片。
[0019]每個發(fā)光二極管裸片都可以包括二極管區(qū)、陽極觸頭和陰極觸頭。二極管區(qū)可以包括第一和第二相反面以及其中可以包括η型層和P型層，第一面在第二面與封裝襯底之間。陽極觸頭可以與P型層歐姆接觸以及可以在第一面與封裝襯底之間在第一面上延伸。陰極觸頭可以與η型層歐姆接觸以及可以在第一面與封裝襯底之間在第一面上延伸。不僅如此，每個發(fā)光二極管裸片的每個陽極觸頭都可以電氣地并機械地結(jié)合到第一焊盤，而每個發(fā)光二極管裸片的每個陰極觸頭都可以電氣地并機械地結(jié)合到第二焊盤。所以，發(fā)光二極管裸片可以電氣并聯(lián)耦接在第一與第二焊盤之間。不僅如此，第一和第二焊盤可以是第一和第二交錯焊盤。換言之，第一和第二焊盤中的至少一個可以界定在第一和第二焊盤的另一個的相對部分之間延伸的指狀物。
[0020]封裝襯底可以包括第一與第二焊盤之間的多個導(dǎo)電島狀焊盤。每個發(fā)光二極管裸片都可以包括二極管區(qū)、陽極觸頭和陰極觸頭。二極管區(qū)可以具有第一和第二相反面以及其中可以包括η型層和P型層，第一面在第二面與封裝襯底之間。陽極觸頭可以與P型層歐姆接觸以及可以在第一面與封裝襯底之間在第一面上延伸。陰極觸頭可以與η型層歐姆接觸以及可以在第一面與封裝襯底之間在第一面上延伸。發(fā)光二極管裸片可以通過島狀焊盤以及通過第一與第二焊盤之間的陽極和陰極觸頭電氣串聯(lián)耦接。更確切地說，每個島狀焊盤都可以電氣地并機械地結(jié)合到發(fā)相應(yīng)的第一個光二極管裸片的陽極觸頭以及相應(yīng)的第二個發(fā)光二極管裸片的陰極觸頭。
[0021]陣列的相鄰兩行的發(fā)光二極管裸片可以有偏移。作為替代，行也可以界定陣列的行，并且發(fā)光二極管裸片可以以與行正交的列對齊。不僅如此，相鄰的發(fā)光二極管裸片分開間距可以不大于大約250微米、不大于大約100微米或甚至不大于大約50微米。發(fā)光二極管裸片例如可以分開間距為大約40微米至大約75微米。一般來說，可能期望發(fā)光二極管裸片之間的間距更小，假設(shè)提供了足夠的空間(如大于大約10微米或大于大約20微米)以允許制造時放置和/或降低發(fā)光二極管裸片之間的光吸收。根據(jù)某些實施例，LED裸片之間的間距可以在大約20微米至大約500微米的范圍內(nèi)、在大約40微米至大約150微米的范圍內(nèi)或甚至在大約50微米至大約100微米的范圍內(nèi)。
[0022]根據(jù)又一些實施例，電子設(shè)備可以包括封裝襯底，包括封裝襯底面上的第一和第二導(dǎo)電焊盤，以及第一與第二導(dǎo)電焊盤之間反射性的且電絕緣的填料。發(fā)光二極管裸片可以包括二極管區(qū)、陽極觸頭和陰極觸頭。二極管區(qū)可以包括第一和第二相反面以及其中可以包括η型層和P型層，陽極觸頭可以與P型層歐姆接觸以及可以在第一面上延伸，并且陽極觸頭可以電氣地并機械地結(jié)合到封裝襯底的第一導(dǎo)電焊盤。陰極觸頭可以與η型層歐姆接觸以及也可以在第一面上延伸，并且陰極觸頭可以電氣地并機械地結(jié)合到封裝襯底的第二導(dǎo)電焊盤。填料例如可以包括白焊料掩模和/或加載了反光材料比如TiO2的顆粒的低模量材料(硅樹脂、凝膠等)。
[0023]在第二面上可以提供透明襯底，使二極管區(qū)在透明襯底與封裝襯底之間，并且透明襯底的厚度可以為至少大約50微米、至少大約100微米或甚至至少大約150微米。根據(jù)某些實施例，透明生長襯底的厚度可以在大約175微米至大約350微米的范圍內(nèi)。不僅如此，在與封裝襯底相對的透明襯底上可以提供磷光體層，使得透明襯底在磷光體層與二極管區(qū)之間。根據(jù)某些實施例，透明襯底可以為SiC生長襯底或藍寶石生長襯底。根據(jù)某些其他實施例，透明襯底可以為去除生長襯底后提供的結(jié)合襯底。
[0024]發(fā)光二極管裸片可以是第一發(fā)光二極管裸片，二極管區(qū)可以是第一二極管區(qū)，陽極觸頭可以是第一陽極觸頭，而陰極觸頭可以是第一陰極觸頭。此外，第二發(fā)光二極管裸片可以包括第二二極管區(qū)、第二陽極觸頭和第二陰極觸頭。第二二極管區(qū)可以包括第一和第二相反面以及其中可以包括η型層和P型層。第二陽極觸頭可以與P型層歐姆接觸以及可以在第一面上延伸，使第二陽極觸頭電氣地并機械地結(jié)合到封裝襯底的第一導(dǎo)電焊盤。第二陰極觸頭可以與η型層歐姆接觸以及也可以在第一面上延伸，使第二陰極觸頭電氣地并機械地結(jié)合到封裝襯底的第二導(dǎo)電焊盤。所以，第一和第二發(fā)光二極管裸片可以電氣并聯(lián)耦接。第一和第二發(fā)光二極管裸片的分開間距可以不大于大約250微米、不大于大約100微米或不大于大約50微米。發(fā)光二極管裸片例如可以分開間距為大約40微米至大約75微米。一般來說，可能期望發(fā)光二極管裸片之間的間距更小，假設(shè)提供了足夠的空間(如大于大約10微米或大于大約20微米)以允許制造時放置和/或降低發(fā)光二極管裸片之間的光吸收。
[0025]發(fā)光二極管裸片可以是第一發(fā)光二極管裸片，二極管區(qū)可以是第一二極管區(qū)，陽極觸頭可以是第一陽極觸頭，而陰極觸頭可以是第一陰極觸頭。此外，封裝襯底可以包括第三導(dǎo)電焊盤，并且填料可以圍繞第二導(dǎo)電焊盤。第二發(fā)光二極管裸片可以包括第二二極管區(qū)、第二陽極觸頭和第二陰極觸頭。第二二極管區(qū)可以具有第一和第二相反面以及其中可以包括η型層和P型層。第二陽極觸頭可以與P型層歐姆接觸以及可以在第一面上延伸，并且第二陽極觸頭可以電氣地并機械地結(jié)合到封裝襯底的第二導(dǎo)電焊盤。第二陰極觸頭可以與η型層歐姆接觸以及也可以在第一面上延伸，并且第二陰極觸頭可以電氣地并機械地結(jié)合到封裝襯底的第三導(dǎo)電焊盤。所以，第一和第二發(fā)光二極管裸片可以電氣串聯(lián)耦接。
[0026]第一和第二發(fā)光二極管裸片的分開間距可以不大于大約250微米、不大于大約100微米或不大于大約50微米。發(fā)光二極管裸片例如可以分開間距為大約40微米至大約75微米。一般來說，可能期望發(fā)光二極管裸片之間的間距更小，假設(shè)提供了足夠的空間(如大于大約10微米或大于大約20微米)以允許制造時放置和/或降低發(fā)光二極管裸片之間的光吸收。不僅如此，填料材料和封裝襯底可以包括不同的材料。
[0027]根據(jù)更多的實施例，電子設(shè)備可以包括具有封裝襯底面的封裝襯底，并且多個發(fā)光二極管裸片電氣地并機械地耦接到封裝襯底。每個發(fā)光二極管裸片都可以包括二極管區(qū)、陽極觸頭和陰極觸頭。每個二極管區(qū)都可以具有第一和第二相反面以及其中可以包括η型層，使第一面在第二面與封裝襯底之間。每個陽極觸頭都可以與P型層歐姆接觸以及可以在第一面與封裝襯底之間在第一面上延伸。每個陰極觸頭都可以與η型層歐姆接觸以及可以在第一面與封裝襯底之間在第一面上延伸。在與封裝襯底相對的每個發(fā)光二極管裸片上可以提供磷光體層，使每個發(fā)光二極管裸片的二極管區(qū)的若干部位與磷光體層分開至少大約50微米的距離。
[0028]每個發(fā)光二極管裸片都可以進一步包括在第二面與磷光體層之間在第二面上的透明襯底。透明襯底可以包括與第二面相鄰的內(nèi)面、與第二面遠離的外面和從外面向第二面延伸的側(cè)壁。透明襯底例如可以為SiC生長襯底或藍寶石生長襯底，透明襯底也可以是去除生長襯底后所提供的結(jié)合襯底。根據(jù)某些實施例，透明生長襯底的厚度可以在大約175微米至大約350微米的范圍內(nèi)。
[0029]磷光體層可以是連續(xù)的磷光體層，延伸跨越每個多個發(fā)光二極管裸片以及跨越發(fā)光二極管裸片之間封裝襯底的若干部位。不僅如此，連續(xù)的磷光體層的厚度可以小于發(fā)光二極管裸片之一的厚度，連續(xù)的磷光體層的厚度也可以大于發(fā)光二極管裸片之一的厚度。作為替代，磷光體層可以包括多個分開的磷光體層，使每個分開的磷光體層在相應(yīng)一個所述發(fā)光二極管裸片上。
[0030]附圖簡要說明
[0031]圖1和圖2是根據(jù)本文介紹的多個實施例的LED和已封裝LED的剖面圖；
[0032]圖3A、圖3B和圖3C分別是根據(jù)圖1或圖2的實施例的LED的俯視圖、剖面圖和仰視圖；
[0033]圖4和圖5展示了根據(jù)本文介紹的多個實施例，圖1-3的襯底的幾何參數(shù)；
[0034]圖6A是根據(jù)圖1-4的多個實施例的LED安裝其上的子基板的照片；
[0035]圖6B是根據(jù)圖1-4的多個實施例的已封裝LED的照片；
[0036]圖7A和圖7B是根據(jù)本文介紹的多個實施例的子基板上電氣并聯(lián)的已封裝LED裸片陣列相應(yīng)平面和剖面圖；
[0037]圖8A和圖SB是根據(jù)本文介紹的多個實施例的包括交錯陰極和陽極焊盤的子基板上電氣并聯(lián)的已封裝LED裸片陣列相應(yīng)平面和剖面圖；
[0038]圖9A和圖9B是根據(jù)本文介紹的多個實施例的子基板上電氣并聯(lián)的徑向排列的LED裸片陣列相應(yīng)平面和剖面圖；
[0039]圖1OA和圖1OB是根據(jù)本文介紹的多個實施例的包括交錯電極的子基板上電氣并聯(lián)的已封裝LED裸片陣列相應(yīng)平面和剖面圖；
[0040]圖1lA是根據(jù)本文介紹的多個實施例的LED裸片陣列的包括陰極和陽極焊盤的子基板的平面圖；
[0041]圖1lB是圖1lA的子基板上電氣并聯(lián)的LED裸片陣列的平面圖；
[0042]圖12A是根據(jù)本文介紹的多個實施例的LED裸片陣列的包括交錯陰極和陽極焊盤的子基板的平面圖；
[0043]圖12B是圖12A的子基板上電氣并聯(lián)的LED裸片陣列的平面圖；
[0044]圖12C是來自圖12B的陣列的LED裸片列的剖面圖；
[0045]圖13A是根據(jù)本文介紹的多個實施例的LED裸片陣列的包括交錯陰極和陽極焊盤的子基板的平面圖；
[0046]圖13B是圖13A的子基板上電氣并聯(lián)的LED裸片陣列的平面圖；
[0047]圖14A是根據(jù)本文介紹的多個實施例的LED裸片陣列的包括陰極、島和陽極焊盤的子基板的平面圖；
[0048]圖14B是圖14A的子基板上電氣串聯(lián)的LED裸片陣列的平面圖；
[0049]圖14C是來自圖14B的陣列的LED裸片列的剖面圖；
[0050]圖15A是根據(jù)本文介紹的多個實施例的LED裸片陣列的包括陰極、島和陽極焊盤的子基板的平面圖；
[0051]圖15B是圖15A的子基板上電氣串聯(lián)的LED裸片陣列的平面圖；
[0052]圖16A是根據(jù)本文介紹的多個實施例的LED裸片陣列的包括陰極、島和陽極焊盤的子基板的平面圖；
[0053]圖16B是圖16A的子基板上電氣串聯(lián)的行有偏移的LED裸片陣列的平面圖；
[0054]圖17A是根據(jù)本文介紹的多個實施例的LED裸片陣列的包括陰極、島和陽極焊盤的子基板的平面圖；
[0055]圖17B是圖17A的子基板上電氣串聯(lián)的行和列對齊的LED裸片陣列的平面圖；
[0056]圖18是根據(jù)本文介紹的多個實施例的具有連續(xù)和保形磷光體層的LED裸片陣列的剖面圖；
[0057]圖19是根據(jù)本文介紹的多個實施例的具有透鏡的LED裸片陣列的剖面圖；
[0058]圖20是根據(jù)本文介紹的多個實施例的具有包含陣列上磷光體層的壩的LED裸片陣列的剖面圖；
[0059]圖21A是LED組合件的照片，包括根據(jù)本文介紹的多個實施例的子基板上具有同一封裝透鏡的16個LED裸片，而圖21B是沒有封裝透鏡的圖21A的組合件的照片；
[0060]圖22A是根據(jù)本文介紹的多個實施例的包括串聯(lián)的LED裸片陣列所用的導(dǎo)電焊盤的子基板的照片，而圖22B、圖22C和圖22D是包括圖22k的子基板的LED組合件的照片。
【具體實施方式】
[0061]現(xiàn)在將參考附圖更全面地介紹本發(fā)明，附圖中顯示了多個實施例。不過，本發(fā)明可以以許多不同形式實施，所以不應(yīng)當(dāng)解釋為限于本文闡述的這些實施例。相反，提供這些實施例使本公開將徹底而完全，并且將本發(fā)明的范圍全面地傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)的尺寸和相對尺寸可能夸大。自始至終相似的號碼指相似的元件。
[0062]應(yīng)當(dāng)理解，某元件比如某層、區(qū)或襯底被稱為在另一個元件“上”時，它可能直接在另一個元件上也可能存在著插入的元件。不僅如此，相對術(shù)語比如“之下”或“之上”可以用在本文中描述相對于圖中展示的襯底或基層，一層或區(qū)與另一層或區(qū)的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解，這些術(shù)語意在包含此器件的除了圖中描繪的朝向以外的不同朝向。最后，術(shù)語“直接”意味著沒有插入的元件。正如本文所用，術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)聯(lián)的列出項的任何和全部組合并且可以縮寫為“/”。
[0063]應(yīng)當(dāng)理解，盡管第一、第二等術(shù)語可以用在本文中描述不同元件、組件、區(qū)、層和/或區(qū)段，但是這些元件、組件、區(qū)、層和/或區(qū)段不應(yīng)當(dāng)限于這些術(shù)語。這些術(shù)語僅僅用于區(qū)分一個元件、組件、區(qū)、層或區(qū)段與另一個區(qū)、層或區(qū)段。因此，下面討論的第一元件、組件、區(qū)、層或區(qū)段可以被稱為第二元件、組件、區(qū)、層或區(qū)段而不脫離本發(fā)明的教導(dǎo)。
[0064]本文介紹本發(fā)明的實施例時參考了剖面圖和/或其他展示，它們是本發(fā)明的理想化實施例的示意展示。因此，作為例如制造技術(shù)和/或容差的結(jié)果，與展示的形狀的變化在預(yù)期內(nèi)。因此，本發(fā)明的實施例不應(yīng)當(dāng)解釋為限于本文展示的區(qū)的具體形狀，而是應(yīng)當(dāng)包括例如由制造引起的形狀的偏差。例如，由于正常的制造容差，被展示或描述為矩形的區(qū)典型情況下將具有圓的或曲線的特征。因此，圖中展示的區(qū)性質(zhì)上為示意的，并且它們的形狀并非意在展示器件的區(qū)的嚴(yán)格形狀，而且并非意在限制本發(fā)明的范圍，除非本文以其他方式界定。
[0065]除非本文以其他方式界定，本文所用的一切術(shù)語(包括技術(shù)的和科學(xué)的術(shù)語)都具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的通常理解相同的意義。應(yīng)當(dāng)進一步理解，若干術(shù)語，比如常用詞典中定義的術(shù)語，應(yīng)當(dāng)被解釋為具有的意義與它們在相關(guān)領(lǐng)域和本說明書語境中的意義一致，而不應(yīng)當(dāng)在理想化的或過度正式的意義中解釋，除非本文明確地如此定義。
[0066]如這里使用的那樣，當(dāng)入射于透明的層或區(qū)域上的來自LED的放射線的至少90%通過透明區(qū)域射出時，LED的層或區(qū)域被視為“透明”。例如，在由基于氮化鎵的材料制造的藍色和/或綠色LED的背景中，二氧化硅可提供透明的絕緣層(例如，至少90%透明)，而氧化銦錫(ΙΤ0)可提供通過考慮藍寶石襯底上的透射和反射部件測量的透明傳導(dǎo)層(例如，至少90%透明)。并且，如這里使用的那樣，當(dāng)從LED入射到反射層或區(qū)域上的角度平均的放射線的至少90%被反射回LED中時，LED的層或區(qū)域被視為“反射性的”。例如，在基于氮化鎵的藍色和/或綠色LED的背景中，銀(例如，至少90%反射)可被視為反射性材料。在紫外(UV)LED的情況下，可以選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，以提供希望的并且在一些實施例中較高的反射率和/或希望的并且在一些實施例中較低的吸收率。
[0067]現(xiàn)在，為了便于理解這里的描述，一般參照碳化硅(SiC)基生長襯底上的氮化鎵(GaN)基發(fā)光二極管，描述一些實施例。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明的其它實施例可基于生長襯底和外延層的各種不同的組合。例如，組合可包括:GaP生長襯底上的AlGaInP 二極管；GaAs生長襯底上的InGaAs 二極管；GaAs生長襯底上的AlGaAs 二極管；SiC或藍寶石(Al2O3)生長襯底上的SiC 二極管；和/或氮化鎵、碳化硅、氮化鋁、藍寶石、氧化鋅和/或其它生長襯底上的基于第三族氮化物的二極管。并且，在其它的實施例中，可在完成的產(chǎn)品中存在生長襯底。例如，可在形成發(fā)光二極管之后去除生長襯底；并且/或者，可在去除生長襯底之后在發(fā)光二極管上設(shè)置接合的襯底。在一些實施例中，發(fā)光二極管可以是由Cree, Inc.0f Durham, North Carolina制造和出售的基于氮化鎵的LED器件。
[0068]如在授權(quán)給Slater,Jr等、發(fā)明名稱為Phosphor-Coated Light Emitting DiodesIncluding Tapered Sidewalls, and Fabrication Methods Therefor 且受讓給本申請的受讓人的美國專利6853010中描述的那樣，在發(fā)光二極管的傾斜或錐形的側(cè)壁上設(shè)置保形的磷光體層是已知的，在這里加入其公開作為參考，如同在這里完整地闡述它一樣(以下，稱為“'010專利”)。如在'010專利中描述的那樣，錐形或傾斜側(cè)壁可允許發(fā)光二極管(LED)的發(fā)光表面中的至少一些被厚度基本上均勻的大致保形的含磷光體層覆蓋。該更保形的覆蓋可提供希望的光譜，同時還允許從涂敷磷光體的LED發(fā)射更多的放射線通量。在提交日期均為2011年I月31日的授權(quán)給Donofrio等且發(fā)明名稱為Horizontal Light EmittingDiodes Including Phosphor Particles 的美國申請 N0.13/018013 和授權(quán)給 Donofrio 等且發(fā)明名稱為Conformally Coated Light Emitting Devices And Methods For ProvidingThe Same的美國申請N0.13/017845中進一步詳細討論了磷光體層。在這里加入以上提到的申請的公開的全部內(nèi)容作為參考，如同在這里完整地闡述它們一樣。
[0069]這里描述的各種實施例可源自LED的傾斜側(cè)壁上的保形磷光體層可進一步提供意想不到的優(yōu)點的認(rèn)識。具體而言，可在包括磷光體的保形層中使用較大粒子尺寸的磷光體粒子。眾所周知，與小尺寸的磷光體粒子相比，較大磷光體粒子的光轉(zhuǎn)換一般更有效。不幸的是，由于它們的較大的尺寸，大的磷光體粒子還會具有比相對較小的磷光體粒子低的光散射效率。較低的散射效率會在相關(guān)顏色溫度(CCT)中產(chǎn)生高的角度變化，這在為了提高亮度使用大粒子尺寸磷光體粒子的白色LED中是十分典型的。
[0070]在強烈的襯度中，通過在LED的外表面和傾斜側(cè)壁上設(shè)置包括大的磷光體粒子的保形層，這里描述的各種實施例可提供相對較高的亮度與相對較低的角度變化。
[0071]應(yīng)當(dāng)理解，真實世界的磷光體粒子層的尺寸不是完全均勻的。而是，與其它的粒子材料一致，會提供某個范圍的粒子尺寸，并且，使用各種度量以指示微粒材料中的粒子尺寸的測量。一般通過可考慮粒子可能是非球形的事實的等同粒子直徑測量粒子尺寸。并且，可通過提供一個或更多個常常縮寫為“d”的等同粒子直徑，來詳細說明粒子尺寸分布，以指示具有較小直徑的粒子的質(zhì)量百分比。因此，也稱為平均等同粒子直徑的d50指示50質(zhì)量％的粒子具有更小的直徑。并且，等同粒子直徑dlO指的是10質(zhì)量％的粒子具有更小的直徑，而等同粒子直徑d90指的是90質(zhì)量％的粒子具有更小的直徑。可關(guān)于d50、dl0和/或d90詳細說明給定的磷光體。并且，可使用d50、dl0和d90以外的其它度量，諸如d75和d25。也可使用這些度量的組合。
[0072]圖1是根據(jù)這里描述的各種實施例的發(fā)光二極管(也稱為發(fā)光二極管“裸片”或“芯片”)和封裝的發(fā)光二極管的斷面圖。參照圖1，這些發(fā)光二極管100包括二極管區(qū)域110，該二極管區(qū)域110分別具有第一和第二相對面110a、110b，并且在其中包括η型層112和P型層114?？梢栽O(shè)置不需要在這里描述的其它層或區(qū)域，可包括量子阱、緩沖層等。陽極觸頭160歐姆接觸P型層114，并且在第一面IlOa上延伸。陽極觸頭160可直接與ρ型層114歐姆接觸，或者可通過使用一個或更多個傳導(dǎo)通路162和/或其它的中間層與ρ型層114歐姆接觸。陰極觸頭170與η型層112歐姆接觸，并且也在第一面IlOa上延伸。陰極觸頭可直接與η型層112歐姆接觸，或者可通過使用一個或更多個傳導(dǎo)通路172和/或其它中間層與η型層112歐姆接觸。如圖1所示，均在第一面IlOa上延伸的陽極觸頭160和陰極觸頭170是共面的。二極管區(qū)域110在這里也可被稱為“LED epi區(qū)域”，原因是它一般在襯底120上外延形成。例如，可在碳化硅生長襯底上形成基于第三族氮化物的LEDepi 110。在一些實施例中，如后面描述的那樣，可在完成的廣品中存在生長襯底。在其它的實施例中，生長襯底可被去除。在又一些其它的實施例中，可以設(shè)置與生長襯底不同的另一襯底，并且，另一襯底可在去除生長襯底之后與LED接合。
[0073]圖1還示出，在二極管區(qū)域110的第二面IlOb上包括諸如透明碳化硅生長襯底或透明藍寶石生長襯底的透明襯底120。透明襯底120包括側(cè)壁120a，并且還可包括與二極管區(qū)域110的第二面IlOb相鄰的內(nèi)面120c和遠離內(nèi)面120c的外面120b。外面120b的面積比內(nèi)面120c小。在一些實施例中，側(cè)壁120a可形成有臺階、有斜面和/或有小面的，以提供面積比內(nèi)面120c小的外面120b。在其它的實施例中，如圖1所示，側(cè)壁是以斜角Θ延伸的傾斜側(cè)壁120a，并且，在一些實施例中，以鈍角從外面120b向內(nèi)面120c延伸。根據(jù)一些實施例，透明襯底120可具有至少約50微米、至少約100微米或者甚至至少約150微米的厚度。透明襯底120例如可具有約150微米?約400微米或者約175微米?約35微米的厚度。磷光體層140可由此通過透明襯底120的厚度與二極管區(qū)域110的多個部分分離。
[0074]如上面關(guān)于圖1描述的那樣配置的LED100可被稱為“水平”或“橫向”LED，原因是其陽極觸頭和陰極觸頭被設(shè)置在LED的單個面上。如例如在'010專利中解釋的那樣，水平LED與垂直LED的不同在于，垂直LED的陽極觸頭和陰極觸頭被設(shè)置在其相對的面上。
[0075]在授權(quán)給Donofrio 等、發(fā)明名稱為 Semiconductor Light Emitting DiodesHaving Reflective Structures and Methods of Fabricating Same且受讓給本申請的受讓人的美國專利申請公開2009/0283787中詳細描述了可根據(jù)在這里描述的各種實施例中的任一個使用的水平LED的各種其它的構(gòu)成，在這里加入其公開作為參考，如同在這里完整地闡述它一樣(以下，稱為‘〃 787公開”)。
[0076]繼續(xù)圖1的描述，包括具有至少10 μ m的平均等同粒子直徑d50的磷光體粒子142的保形層140被設(shè)置在外面120b和傾斜側(cè)壁120a上。在圖1的實施例中，整個外面120b和整個傾斜側(cè)壁120a被磷光體層140覆蓋。但是，在其它的實施例中，不需要整個外面120b和/或整個傾斜側(cè)壁120a被磷光體層140覆蓋。并且，在外面120b上以及在傾斜側(cè)壁120a上，保形磷光體層140可以具有均勻的厚度。在一些實施例中，該均勻的厚度處于約36 μ m?約56 μ m的范圍中，并且,在其它的實施例中，可以提供約30 μ m?約75 μ m的范圍。在其它的實施例中，可以提供約46μπι的厚度。
[0077]可根據(jù)在這里描述各種實施例提供磷光體層140和二極管區(qū)域110的各種實施例。例如，在一些實施例中，二極管區(qū)域Iio被配置為發(fā)射藍光，例如，具有約450?460nm的主波長的光，并且，保形層包括黃色磷光體，諸如具有約550nm的峰值波長和至少10 μ m的平均等同粒子直徑d50的YAG:Ge磷光體。在其它的實施例中，提供約15 μ m的平均等同直徑d50。在又一些其它的實施例中，提供約15 μ m?約174111的平均等同直徑(150。
[0078]在其它實施例中，如上所述，二極管區(qū)域110被配置為在被通電時發(fā)射藍光，并且，如上所述，保形層140可包括上述的具有至少IOym的平均等同粒子直徑的磷光體和具有約10 μ m的尺寸的平均等同粒子直徑d50的諸如基于CASN的磷光體的紅色磷光體的混合物。在又一其它的實施例中，在黃色磷光體和紅色磷光體的混合物中，黃色磷光體與紅色磷光體的磷光體重量比為至少約5:1，并且，在其它的實施例中，為至少約9:1。在一些實施例中，由于提供至少為紅色磷光體的五倍的黃色磷光體，因此，可在與具有至少約10 μ m的平均等同粒子直徑d50的黃色磷光體粒子的組合中使用更寬范圍的紅色磷光體粒子尺寸。
[0079]如上所述，圖1的各種實施例可源自LED100的傾斜側(cè)壁120a上的保形的磷光體層140可進一步提供意想不到的優(yōu)點的認(rèn)識。具體而言，可在包括磷光體的保形層140中使用大粒子尺寸的磷光體粒子142。眾所周知，較大磷光體粒子142在光轉(zhuǎn)換上一般比小尺寸的磷光體粒子的效率高。不幸的是，由于它們的尺寸較大，大的磷光體粒子142也會具有比相對較小的磷光體粒子低的光散射效率。較低的散射效率會在CCT中產(chǎn)生高的角度變化，這在為了提高亮度使用大粒子尺寸的磷光體粒子的白色LED中是十分典型的。
[0080]在強烈的襯度中，通過在LED的外面120b和傾斜側(cè)壁120a上設(shè)置包括大的磷光體粒子142的保形層140，在這里描述的實施例可提供相對較高的亮度和相對較低的角度變化。
[0081]并且，這里描述的各種實施例可提供其它的意想不到的優(yōu)點。具體而言，由于與具有非傾斜側(cè)壁的LED相比可減少CCT變化，因此，可能更少的紅色磷光體需要被使用。例如，通過非傾斜壁，黃色磷光體與紅色磷光體的比可以為約2:1，而如上所述，可以使用至少約5:1或至少約9:1的比。由于紅色磷光體常常比黃色磷光體昂貴，因此可以獲得更低成本的LED。并且，由于可以使用黃色磷光體與紅色磷光體的更高的比例，因此，由于黃色磷光體的粒子尺寸將起主導(dǎo)作用，因此紅色磷光體的粒子尺寸可在寬的范圍上改變。
[0082]繼續(xù)描述圖1，LED 100可與諸如子基板180的封裝襯底和透鏡190組合，以提供封裝的LED 200。子基板180可包括體部182，該體部182可包括氮化鋁(AIN)。在其它的實施例中，可以使用金屬芯襯底、印刷電路板、鉛框架和/或其它常規(guī)的封裝襯底以在倒裝芯片構(gòu)成中安裝LED 100。子基板180包括子基板面182a和其上面的陽極焊盤184和陰極焊盤186。陽極焊盤和陰極焊盤可包括鍍銀的銅和/或其它的傳導(dǎo)材料。如圖1所示，LED100被安裝于子基板180上，使得第一面IlOa與子基板面182a相鄰，外面IlOb遠離子基板180，陽極觸頭184與陽極焊盤160相鄰，并且，陰極觸頭186與陰極焊盤170相鄰。在一些實施例中，使用諸如共晶金/錫焊料層188的接合層以電氣、熱和機械連接陽極觸頭160與陽極焊盤184以及陰極觸頭170與陰極焊盤186。在其它的實施例中，例如，通過使用熱壓縮接合和/或其它的技術(shù)，可以提供陽極觸頭160與陽極焊盤184的直接聯(lián)接和陰極觸頭170與陰極焊盤186的直接聯(lián)接。
[0083]封裝器件陽極192和封裝器件陰極194可被設(shè)置在子基板體部182的第二面182b上，并且可分別通過使用在子基板體部182上和/或周圍延伸的內(nèi)部通路和/或傳導(dǎo)層與陽極焊盤184和陰極焊盤186連接。
[0084]在以上引用的'787公開中描述可與在這里描述的實施例一起使用的子基板180的各種實施例。在授權(quán)給Keller等、發(fā)明名稱為Light Emitting Diode Packageand Method for Fabricating Same且受讓給本申請的受讓人的美國專利申請公開2009/0108281中描述了子基板180的各種其它實施例，在這里加入其公開的全部內(nèi)容作為參考，如同在這里完整地闡述它一樣(以下，稱為‘〃 281公開”)。應(yīng)當(dāng)理解，可以在圖1的實施例中使用這些子基板的任何和所有實施例。但是，子基板上的焊盤結(jié)構(gòu)可被修改，以與圖1的水平LED 100而不是在'281公開中描述的垂直LED —起使用。
[0085]最后，封裝LED 200還可包括從子基板面180a延伸以包圍LED 100的透鏡190。透鏡190可以如在'281公開中詳細描述的那樣是模制塑料透鏡，并且可根據(jù)在'281公開中描述的技術(shù)和/或其它技術(shù)在子基板上被制造。在一些實施例中，透鏡可具有約3.06mm的直徑。
[0086]圖2是根據(jù)各種其它的實施例的LED和封裝LED的斷面圖。與圖1的實施例相t匕，磷光體層140'延伸跨過二極管區(qū)域110和/或在子基板主體182的第一面182上。如在'281公開中描述的那樣，磷光體層可被制造為延伸到子基板上。并且，如圖2所示，子基板180可在其第一面182a上包括層194。層194可以是陽極焊盤184和陰極焊盤186的延伸，并且可與其截然分開。在一些實施例中，層194是在子基板面182a與包括在子基板面182a上延伸的磷光體的保形層140'之間延伸的反射層。該反射層194可將穿過處于子基板面182a上的磷光體層的光向著透鏡190反射回來，并可由此增加LED的效率。
[0087]例如，如在在2010年12月6日提交并且可在cree.com/products/xlamp_
xpe.asp 上得到的XP-E High-Efficiency White LEDs Data
Sheet, Publication N0.CLD-DS34, Rev.0中描述的那樣，以上關(guān)于圖1和圖2描述的封裝LED 可體現(xiàn)為Oee?XLamp? XP-E High-Efficiency White (HEW) LED，在這里加入其全部內(nèi)容作為參考，如同在這里完整地闡述它一樣。[0088]圖3A、圖3B和圖3C分別是圖1或圖2的LED 100的頂視圖、斷面和底視圖。磷光體層140/140'沒有被示出。
[0089]在圖1和圖2中，外面120b是平面的。但是，在圖3A的實施例中，外面120Y在其中包括諸如X形溝槽310的至少一個溝槽。也可設(shè)置多個X形溝槽和/或其它形狀的溝槽。并且，如圖3C所示，在其它的實施例中，陽極觸頭160和陰極觸頭170可共同占據(jù)活性二極管區(qū)域面積的至少約90%。
[0090]特別地，圖3A?3C示出襯底120的內(nèi)面120c是邊長為約1000 μ m的正方形內(nèi)面120c，外面120V是邊長為約642μπι的正方形外面，并且，正方形內(nèi)面與外面之間的厚度或距離t (也稱為“高度”)為約335 μ m，以將外面120b與內(nèi)面120c之間的面積比限定為約0.41。二極管區(qū)域110也可是邊長為約1000 μ m的正方形。提供了大約75 μ m (微米)的小間隙320。有效連接面積的計算可以進行如下:
[0091]有效二極管區(qū)的總面積=751，275μ m2 (陰極)+70，875 μ m2 (間隙)+70，875 μ m2 (陽極)=893，025 μ τα
[0092]有效連接總面積=751，275μ m2 (陰極)+70, 875 μ m2 (陽極)=822，150 μ m2
[0093]因此,有效連接面積為有效二極管區(qū)面積的至少大約90%。
[0094]根據(jù)一些實施例，總聯(lián)接面積(S卩，陽極觸頭160和陰極觸頭170的組合表面積)可大于LED的面IlOa的總表面積的70%、大于面IlOa的總表面積的80%或者甚至大于面IlOa的總表面積的90%。如圖3A?3C所示，例如，LED的面IlOa可具有I X IO6 μ m2的表面積，陽極觸頭160可具有70875 μ m2的觸頭表面積，并且，陰極觸頭170可具有751275 μ m2的觸頭表面積。因此，陽極觸頭160和陰極觸頭170可共同占據(jù)LED的面IlOa的表面積的約82%。
[0095]陽極觸頭160和陰極觸頭170的表面積可是非對稱的，使得陰極170占據(jù)組合觸頭面積的至少70%、組合觸頭面積的至少80%或者甚至組合觸頭面積的至少90%。如圖3A?3C所示，例如，陰極觸頭170可占據(jù)總觸頭面積的約91% (S卩，100% X 751275 μ m2/(751275ym2+70875 ym2))或 LED 的面 IlOa 的表面積的約 75% (即，100%X 751275 μ m2/(lXlOVm2))。如圖3A?3C進一步表示的那樣，例如，陽極觸頭160可占據(jù)總觸頭面積的約 9% (BP, 100%X70875 μ m2/ (751275 μ m2+70875 μ m2))或 LED 的面 IlOa 的表面積的約 7%(BP, 100% X 70875 μ m2/l X IO6 μ m2)0因此，如圖1和圖2所示，LED 100可非對稱地架橋子基板180的陽極焊盤184和陰極焊盤186。
[0096]如圖3A?3C進一步表示的那樣，陽極觸頭160和陰極觸頭170的寬度可以為LED的面IlOa的寬度的至少60%、LED的面IlOa的寬度的至少70%或者甚至LED的面IlOa的寬度的至少90%。例如，陽極觸頭160和陰極觸頭170中的每一個可具有約945 μ m的寬度，并且，LED面IIOA可具有1000 μ m的寬度(沿與陽極觸頭160和陰極觸頭170的寬度相同的方向取得)。因此，圖3C的陽極觸頭160和陰極觸頭170中的每一個的寬度可以為LED面IlOa的寬度的約95%。
[0097]表I示出可根據(jù)各種其它的實施例提供的襯底120的各種構(gòu)成幾何?？梢岳斫猓@里使用的“面積比”基于面的邊的尺寸，并且不包括由于織構(gòu)、溝槽和/或其它光提取特征增加的任何面積。
[0098]表I[0099]
【權(quán)利要求】
1.一種電子設(shè)備,包括: 具有封裝襯底面的封裝襯底，所述封裝襯底包括所述封裝襯底面上的多個導(dǎo)電焊盤； 第一發(fā)光二極管裸片，用于橋接第一導(dǎo)電焊盤和第二導(dǎo)電焊盤，所述第一發(fā)光二極管裸片包括使用金屬結(jié)合分別耦接到所述第一導(dǎo)電焊盤和第二導(dǎo)電焊盤的第一陽極觸頭和第一陰極觸頭，其中所述第一陽極觸頭與所述第一焊盤之間的金屬結(jié)合以及所述第一陰極觸頭與所述第二焊盤之間的金屬結(jié)合的寬度是所述第一發(fā)光二極管裸片寬度的至少60% ；以及 第二發(fā)光二極管裸片，用于橋接第三導(dǎo)電焊盤和第四導(dǎo)電焊盤，所述第二發(fā)光二極管裸片包括使用金屬結(jié)合分別耦接到所述第三導(dǎo)電焊盤和第四導(dǎo)電焊盤的第二陽極觸頭和第二陰極觸頭，其中所述第二陽極觸頭與所述第二焊盤之間的金屬結(jié)合以及所述第二陰極觸頭與所述第 三焊盤之間的金屬結(jié)合的寬度是所述第一發(fā)光二極管裸片寬度的至少60%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電子設(shè)備，其中，所述第一發(fā)光二極管裸片不對稱地安裝在所述第一導(dǎo)電焊盤和所述第二導(dǎo)電焊盤之間，以及所述第二發(fā)光二極管裸片不對稱地安裝在所述第三導(dǎo)電焊盤和所述第四導(dǎo)電焊盤之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的電子設(shè)備，其中，在所述第一陽極觸頭與所述第一焊盤之間的所述金屬結(jié)合的接觸面積和所述第一陰極觸頭與所述第二焊盤之間的所述金屬結(jié)合的接觸面積之間有至少25%的差異，以及其中在所述第二陽極觸頭與所述第三焊盤之間的所述金屬結(jié)合的接觸面積和所述第二陰極觸頭與所述第四焊盤之間的所述金屬結(jié)合的接觸面積之間有至少25%的差異。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電子設(shè)備，其中，所述第一陽極觸頭與所述第一焊盤之間的所述金屬結(jié)合以及所述第一陰極觸頭與所述第二焊盤之間的所述金屬結(jié)合的組合接觸面積是所述第一發(fā)光二極管裸片表面積的至少70%，以及其中所述第二陽極觸頭與所述第三焊盤之間的所述金屬結(jié)合以及所述第二陰極觸頭與所述第四焊盤之間的所述金屬結(jié)合的組合接觸面積是所述第二發(fā)光二極管裸片表面積的至少70%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的電子設(shè)備，其中，所述第一導(dǎo)電焊盤和所述第三導(dǎo)電焊盤包括連續(xù)陽極觸頭焊盤的不同部分，以及所述第二導(dǎo)電焊盤和所述第四導(dǎo)電焊盤包括連續(xù)陰極觸頭焊盤的不同部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的電子設(shè)備，其中所述至少一個導(dǎo)電焊盤界定在另一個導(dǎo)電焊盤的相對部分之間延伸的指狀物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的電子設(shè)備，其中，所述第二導(dǎo)電焊盤和第三導(dǎo)電焊盤包括連續(xù)島觸頭焊盤的不同部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的電子設(shè)備，其中， 所述第一發(fā)光二極管裸片包括第一二極管區(qū)，所述第一二極管區(qū)包括在其中的第一 η型層和第一 P型層，所述第一陽極觸頭與所述第一 P型層歐姆接觸，而所述第一陰極觸頭與所述第一 η型層歐姆接觸；以及 所述第二發(fā)光二極管裸片包括第二二極管區(qū)，所述第二二極管區(qū)包括在其中的第二 η型層和第二 P型層，所述第二陽極觸頭與所述第二 P型層歐姆接觸，而所述第二陰極觸頭與所述第二η型層歐姆接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的電子設(shè)備，進一步包括:在所述封裝襯底上所述第一導(dǎo)電焊盤與所述第二導(dǎo)電焊盤之間以及所述第三導(dǎo)電焊盤與所述第四導(dǎo)電焊盤之間的填料，所述填料是能夠反射的并且電絕緣。
10.一種電子設(shè)備，包括: 具有封裝襯底面的封裝襯底；以及 多個發(fā)光二極管裸片，電氣地并機械地耦接到所述封裝襯底，其中每個所述發(fā)光二極管裸片包括， 二極管區(qū)，具有第一和第二相反面并且在其中包括η型層和P型層，其中所述第一面在所述第二面與所述封裝襯底之間； 陽極觸頭，與所述P型層歐姆接觸并且在所述第一面與所述封裝襯底之間在所述第一面上延伸； 陰極觸頭，與所述η型層歐姆接觸并且在所述第一面與所述封裝襯底之間在所述第一面上延伸；以及 在所述第二面上的透明襯底，其中所述二極管區(qū)在所述透明襯底與所述封裝襯底之間，以及其中所述透明襯底的厚度為至少大約50微米。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的電子設(shè)備，其中，相鄰的所述發(fā)光二極管裸片的分開間距不大于大約250微米。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的電子設(shè)備，其中，所述透明襯底包括鄰近所述第二面的內(nèi)面和遠離所述第二面的外面，以及從所述 外面向所述第二面延伸的傾斜側(cè)壁。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的電子設(shè)備，進一步包括: 在每個所述發(fā)光二極管裸片上的磷光體層，與所述封裝襯底相對，使得每個發(fā)光二極管裸片的所述透明襯底在所述磷光體層與相應(yīng)的所述二極管區(qū)之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的電子設(shè)備，其中，所述多個發(fā)光二極管裸片成行排列，其中至少兩行包括不同數(shù)目的發(fā)光二極管裸片。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的電子設(shè)備，進一步包括: 從所述封裝襯底面延伸以圍繞所述多個發(fā)光二極管裸片的透鏡。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的電子設(shè)備，其中，沿著所述多個發(fā)光二極管裸片的邊緣的第一行包括比在所述多個發(fā)光二極管裸片的中心部分的第二行更少的發(fā)光二極管裸片。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的電子設(shè)備，其中，相鄰兩行的所述發(fā)光二極管裸片有偏移。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的電子設(shè)備，其中，所述行界定了陣列的行，以及所述發(fā)光二極管裸片進一步以與所述行正交的所述陣列的列對齊。
19.一種電子設(shè)備,包括: 具有封裝襯底面的封裝襯底，其中，所述封裝襯底具有在所述封裝襯底面上的第一導(dǎo)電焊盤和第二導(dǎo)電焊盤；以及 所述封裝襯底面上的發(fā)光二極管裸片陣列，電氣耦接在所述第一焊盤與所述第二焊盤之間，其中，所述發(fā)光二極管裸片陣列成行排列，所述陣列的至少兩行包括不同數(shù)目的發(fā)光二極管裸片。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的電子設(shè)備，進一步包括: 從所述封裝襯底面延伸圍繞所述發(fā)光二極管裸片陣列的透鏡。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的電子設(shè)備，其中，沿著所述陣列的邊緣的第一行包括比在所述陣列的中心部分的第二行更少的發(fā)光二極管裸片。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的電子設(shè)備，其中， 每個所述發(fā)光二極管裸片包括: 二極管區(qū)，具有第一和第二相反面并且在其中包括η型層和P型層，其中所述第一面在所述第二面與所述封裝襯底之間； 陽極觸頭，與所述P型層歐姆接觸并且在所述第一面與所述封裝襯底之間在所述第一面上延伸； 陰極觸頭，與所述η型層歐姆接觸并且在所述第一面與所述封裝襯底之間在所述第一面上延伸；以及 其中每個所述發(fā)光二極管裸片的每個所述陽極觸頭電氣地并機械地結(jié)合到所述第一焊盤；以及 其中每個所述發(fā)光二極管裸片的每個所述陰極觸頭電氣地并機械地結(jié)合到所述第二焊盤。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的電子設(shè)備，其中，所述第一焊盤和所述第二焊盤中的至少一個界定在所述第一焊盤和第二焊盤中的另一個的相對部分之間延伸的指狀物。
24.根據(jù)權(quán)利要求19·的電子設(shè)備，其中， 所述封裝襯底進一步包括所述第一焊盤與所述第二焊盤之間的多個導(dǎo)電島狀焊盤； 其中每個所述發(fā)光二極管裸片包括: 二極管區(qū)，具有第一和第二相反面并且在其中包括η型層和P型層，其中所述第一面在所述第二面與所述封裝襯底之間； 陽極觸頭，與所述P型層歐姆接觸并且在所述第一面與所述封裝襯底之間在所述第一面上延伸； 陰極觸頭，與所述η型層歐姆接觸并且在所述第一面與所述封裝襯底之間在所述第一面上延伸；以及 其中所述發(fā)光二極管裸片通過所述島狀焊盤以及通過所述第一焊盤與所述第二焊盤之間的所述陽極觸頭和所述陰極觸頭電氣串聯(lián)耦接，使得每個所述島狀焊盤電氣地并機械地結(jié)合到相應(yīng)第一個發(fā)光二極管裸片的陽極觸頭以及相應(yīng)第二個發(fā)光二極管裸片的陰極觸頭。
25.根據(jù)權(quán)利要求19的電子設(shè)備，其中，所述陣列的相鄰兩行的發(fā)光二極管裸片有偏移。
26.根據(jù)權(quán)利要求19的電子設(shè)備，其中，所述行界定了陣列的行，以及所述發(fā)光二極管裸片以與所述行正交的列對齊。
27.根據(jù)權(quán)利要求19的電子設(shè)備，其中，相鄰的所述發(fā)光二極管裸片的分開間距不大于大約250微米。
28.—種電子設(shè)備,包括: 具有封裝襯底面的封裝襯底，所述封裝襯底包括: 在所述封裝襯底面上的第一導(dǎo)電焊盤和第二導(dǎo)電焊盤；以及 所述第一導(dǎo)電焊盤與所述第二導(dǎo)電焊盤之間的填料，所述填料是能夠反射的并且電絕緣；以及發(fā)光二極管裸片，包括: 二極管區(qū)，具有第一和第二相反面并且在其中包括η型層和P型層； 陽極觸頭，與所述P型層歐姆接觸以及在所述第一面上延伸，所述陽極觸頭電氣地并機械地結(jié)合到所述封裝襯底的所述第一導(dǎo)電焊盤；以及 陰極觸頭，與所述η型層歐姆接觸以及也在所述第一面上延伸，所述陰極觸頭電氣地并機械地結(jié)合到所述封裝襯底的所述第二導(dǎo)電焊盤。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的電子設(shè)備，其中，所述發(fā)光二極管裸片進一步包括: 在所述第二面上的透明襯底，其中所述二極管區(qū)在所述透明襯底與所述封裝襯底之間，以及所述透明襯底的厚度為至少大約50微米。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的電子設(shè)備，進一步包括: 在所述透明襯底上的磷光體層，與所述封裝襯底相對，使得所述透明襯底在所述磷光體層與所述二極管區(qū)之間。
31.根據(jù)權(quán)利要求28的電子設(shè)備，其中，所述發(fā)光二極管裸片包括第一發(fā)光二極管裸片，其中所述二極管區(qū)包括第一二極管區(qū)，所述陽極觸頭包括第一陽極觸頭，以及所述陰極觸頭包括第一陰極觸頭，所述電子設(shè)備進一步包括: 第二發(fā)光二極管裸片，包括: 第二二極管區(qū)，具有第一和第二相反面并且在其中包括η型層和P型層； 第二陽極觸頭，與所述P型層歐姆接觸并且在所述第一面上延伸，其中所述第二陽極觸頭電氣地并機械地結(jié)合到所述封裝襯底的所述第一導(dǎo)電焊盤；以及 第二陰極觸頭，與所述η型層歐姆接觸并且也在所述第一面上延伸，其中所述第二陰極觸頭電氣地并機械地結(jié)合到所述封裝襯底的所述第二導(dǎo)電焊盤。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的電子設(shè)備，其中，所述第一發(fā)光二極管裸片和所述第二發(fā)光二極管裸片的分開間距不大于大約250微米。
33.根據(jù)權(quán)利要求28的電子設(shè)備，其中，所述發(fā)光二極管裸片包括第一發(fā)光二極管裸片，所述二極管區(qū)包括第一二極管區(qū)，所述陽極觸頭包括第一陽極觸頭，以及所述陰極觸頭包括第一陰極觸頭，其中所述所述封裝襯底進一步包括第三導(dǎo)電焊盤，并且其中所述填料圍繞所述第二電導(dǎo)焊盤，所述電子設(shè)備進一步包括: 第二發(fā)光二極管裸片，包括: 第二二極管區(qū)，具有第一和第二相反面并且在其中包括η型層和P型層； 第二陽極觸頭，與所述P型層歐姆接觸并且在所述第一面上延伸，所述第二陽極觸頭電氣地并機械地結(jié)合到所述封裝襯底的所述第二導(dǎo)電焊盤；以及 第二陰極觸頭，與所述η型層歐姆接觸并且也在所述第一面上延伸，所述第二陰極觸頭電氣地并機械地結(jié)合到所述封裝襯底的所述第三導(dǎo)電焊盤。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的電子設(shè)備，其中，所述第一發(fā)光二極管裸片與所述第二發(fā)光二極管裸片的分開間距不大于大約250微米。
35.根據(jù)權(quán)利要求28的電子設(shè)備，其中，所述填料材料和所述封裝襯底含有不同的材料。
36.一種電子設(shè)備,包括: 具有封裝襯底面的封裝襯底；以及多個發(fā)光二極管裸片，電氣地并機械地耦接到所述封裝襯底，其中每個所述發(fā)光二極管裸片包括: 二極管區(qū)，具有第一和第二相反面并且在其中包括η型層，其中所述第一面在所述第二面與所述封裝襯底之間； 陽極觸頭，與所述P型層歐姆接觸并且在所述第一面與所述封裝襯底之間在所述第一面上延伸； 陰極觸頭，與所述η型層歐姆接觸并且在所述第一面與所述封裝襯底之間在所述第一面上延伸；以及 在每個所述發(fā)光二極管裸片上與所述封裝襯底相對的磷光體層，其中每個所述發(fā)光二極管裸片的所述二極管區(qū)的部分與所述磷光體層分開至少大約50微米的距離。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的電子設(shè)備，其中，每個所述發(fā)光二極管裸片進一步包括: 透明襯底，在所述第二面與所述磷光體層之間所述第二面上，所述透明襯底包括與所述第二面相鄰的內(nèi)面和與所述第二面遠離的外面，以及從所述外面向所述第二面延伸的側(cè)壁。
38.根據(jù)權(quán)利要求36的電子設(shè)備，其中，所述磷光體層包括連續(xù)的磷光體層，延伸越過所述多個發(fā)光二極管裸片中的每一個以及所述發(fā)光二極管裸片之間的所述封裝襯底的多個部分。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的電子設(shè)備，其中，所述連續(xù)的磷光體層的厚度小于所述發(fā)光二極管裸片之一的厚度。`
40.根據(jù)權(quán)利要求38的電子設(shè)備，其中，所述連續(xù)的磷光體層的厚度大于所述發(fā)光二極管裸片之一的厚度。
41.根據(jù)權(quán)利要求36的電子設(shè)備，其中，所述磷光體層包括多個分開的磷光體層，使每個所述分開的磷光體層在相應(yīng)一個所述發(fā)光二極管裸片上。
42.—種電子設(shè)備,包括: 子基板； 多個發(fā)光二極管(LED)裸片，電氣地并機械地結(jié)合到所述子基板，其中每個所述發(fā)光二極管裸片包括: 二極管區(qū)，具有第一和第二相反面并且在其中包括η型層和P型層，其中所述第一面在所述第二面與所述封裝襯底之間； 陽極觸頭，與所述P型層歐姆接觸并且在所述第一面與所述封裝襯底之間在所述第一面上延伸； 陰極觸頭，與所述η型層歐姆接觸并且在所述第一面與所述封裝襯底之間在所述第一面上延伸； 其中，相鄰LED裸片由在大約20微米至大約500微米范圍中的距離分開。
43.根據(jù)權(quán)利要求42的電子設(shè)備，其中，所述多個LED裸片電氣串聯(lián)耦接，所述多個LED裸片中的每一個具有在大約2伏至大約4伏范圍中的正向運行電壓，以及串聯(lián)耦接的所述多個LED裸片的正向運行電壓為至少大約12伏。
44.根據(jù)權(quán)利要求42的電子設(shè)備，其中，所述多個LED裸片電氣并聯(lián)耦接。
45.根據(jù)權(quán)利要求42的電子設(shè)備，其中，所述多個LED裸片包括至少四個發(fā)光二極管裸片。
46.根據(jù)權(quán)利要求42的電子設(shè)備，其中，所述多個LED裸片結(jié)合到具有小于大約85mm2的表面積的所述子基板的表面。
47.一種形成電子設(shè)備的方法，所述方法包括: 將多個發(fā)光二極管(LED )裸片中的每一個順序地放置在子基板上，其中，每個所述發(fā)光二極管裸片包括: 二極管區(qū)，具有第一和第二相反面并且在其中包括η型層和P型層，其中所述第一面在所述第二面與所述封裝襯底之間； 陽極觸頭，與所述P型層歐姆接觸并且在所述第一面與所述封裝襯底之間在所述第一面上延伸；以及 陰極觸頭，與所述η型層歐姆接觸并且在所述第一面與所述封裝襯底之間在所述第一面上延伸；以及 執(zhí)行回流操作以提供每個所述LED裸片的陽極觸頭和陰極觸頭與所述子基板之間的金屬結(jié)合。
48.根據(jù)權(quán)利要求47的方法，其中，相鄰LED裸片由在大約20微米至大約500微米范圍中的距離分開。
49.根據(jù)權(quán)利要求47的方法，其中，所述多個LED裸片電氣串聯(lián)耦接，所述多個LED裸片中的每一個具有在大約2伏至大約4伏范圍中的正向運行電壓，以及串聯(lián)耦接的所述多個LED裸片的正向運行電壓為至少大約12伏。
50.根據(jù)權(quán)利要求47的方法，其中，所述多個LED裸片電氣并聯(lián)耦接。
51.根據(jù)權(quán)利要求47的方法，其中，所述多個LED裸片包括至少四個發(fā)光二極管裸片。
52.根據(jù)權(quán)利要求47的方法，其中，所述多個LED裸片被放置到具有小于大約85_2表面積的所述子基板的表面上。
【文檔編號】H01L33/20GK103443939SQ201280014748
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月14日
【發(fā)明者】M·多諾弗里歐, J·A·埃德蒙, 孔華雙, P·S·安德魯斯, D·T·愛默生 申請人:克里公司