一種led陣列光源結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種LED陣列光源結(jié)構(gòu)，包括：絕緣基板；多個(gè)焊盤，其陣列分布在絕緣基板正面，它們之間通過金屬線連接成多排和多列；通孔，其開設(shè)在絕緣基板上，且連接每一排和每一列的焊盤的金屬線通過所述通孔被引至絕緣基板背面；金屬管腳，其設(shè)置在絕緣基板背面，并與引至絕緣基板背面的金屬線電連接，用于連接驅(qū)動(dòng)元件；散熱層，其設(shè)置在絕緣基板側(cè)壁和/或背面，用于散熱；多個(gè)LED芯片，其固定在所述焊盤上；光學(xué)元件，其用于封裝所述LED芯片，用于保護(hù)LED芯片和二次配光。本發(fā)明使得LED陣列光源的封裝更加集成化，小型化，簡化了封裝工藝，降低了封裝成本。
【專利說明】一種LED陣列光源結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種LED陣列光源結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著LED技術(shù)的發(fā)展，LED應(yīng)用范圍也在不斷拓展，特別是基于LED陣列的光源，不僅被用來制作照明燈具和液晶背光，在特殊照明領(lǐng)域(例如動(dòng)植物養(yǎng)殖)，主動(dòng)顯示技術(shù)，投影光源，可調(diào)光譜照明和可見光通信等領(lǐng)域也逐漸得以應(yīng)用。為了滿足不同場合需要，充分發(fā)揮LED的特性，提升LED陣列光源的輸出光譜和光強(qiáng)的自由度，需要對LED陣列中的每顆LED進(jìn)行調(diào)制。同時(shí)隨著技術(shù)進(jìn)步，需要LED陣列光源的封裝不斷集成化，小型化，并對封裝工藝和步驟進(jìn)行優(yōu)化，降低成本。因此有必要在LED晶圓級封裝技術(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一種LED陣列光源結(jié)構(gòu)來滿足各種場合對LED陣列光源的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種LED陣列光源結(jié)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明提供了一種LED陣列光源結(jié)構(gòu)，包括:
[0005]絕緣基板；
[0006]多個(gè)焊盤，其陣列分布在絕緣基板正面，它們之間通過金屬線連接成多排和多列；
[0007]通孔，其開設(shè)在絕緣基板上，且連接每一排和每一列的焊盤的金屬線通過所述通孔被引至絕緣基板背面；
[0008]金屬管腳，其設(shè)置在絕緣基板背面，并與引至絕緣基板背面的金屬線電連接，用于連接驅(qū)動(dòng)元件；
[0009]散熱層，其設(shè)置在絕緣基板側(cè)壁和/或背面，用于散熱；
[0010]多個(gè)LED芯片，其固定在所述焊盤上；
[0011]光學(xué)元件，其用于封裝所述LED芯片，用于保護(hù)LED芯片和二次配光。
[0012]本方法優(yōu)化了 LED陣列內(nèi)部各個(gè)LED芯片的電性連接，同時(shí)利用導(dǎo)電通孔，將金屬線路導(dǎo)入基板的背面，經(jīng)過電極再分布形成LED陣列光源的管腳，一方面實(shí)現(xiàn)了 LED陣列光源乃至陣列中任意一顆LED芯片的輸出光譜和光強(qiáng)的可調(diào)制性，增加了 LED陣列光源光輸出的靈活度和自由度，滿足了特殊照明(動(dòng)植物養(yǎng)殖)，主動(dòng)顯示技術(shù)，投影光源，可調(diào)光譜照明對發(fā)光二極管陣列的光譜和亮度要求，另一方面，使得LED陣列光源的封裝更加集成化，小型化，簡化了封裝工藝，降低了封裝成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1a是本發(fā)明中所述LED陣列光源結(jié)構(gòu)的正面示意圖(固晶前)；
[0014]圖1b是本發(fā)明中所述LED陣列光源結(jié)構(gòu)的正面示意圖(固晶后)；
[0015]圖2是本發(fā)明中所述LED陣列光源結(jié)構(gòu)的背面示意圖；
[0016]圖3是本發(fā)明中所述LED陣列光源結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0018]請參閱圖la、Ib至圖3所示，本發(fā)明提供一種LED陣列光源,包括:
[0019]絕緣基板10，所述絕緣基板10可以是單層，雙層或多層板，絕緣基板10可以是PCB基板、陶瓷基板、藍(lán)寶石基板、有機(jī)材料基板、玻璃基板或高阻硅，絕緣性能良好；
[0020]多個(gè)焊盤101和金屬線路102，所述多個(gè)焊盤101陣列分布在絕緣基板的正面，它們之間橫向或豎向通過金屬線路102互聯(lián)；
[0021]通孔103，其開設(shè)在絕緣基板10的邊緣，用于與橫向或豎向相連的焊盤101通過金屬線102連接；即橫向或豎向連接的每一排或每一列焊盤的尾端連接至其中一個(gè)通孔103中；所述通孔103為圓孔或槽，可以利用化學(xué)腐蝕，刻蝕，激光、機(jī)械鉆孔等工藝或及其工藝組合加工而成，通孔103中填充有導(dǎo)電金屬107，所述通孔103中填充的導(dǎo)電金屬107可以是全部填充或部分填充，所述部分填充是指在通孔103的側(cè)壁上填充一層導(dǎo)電金屬；
[0022]金屬管腳104，金屬線路102經(jīng)過通孔103被引至絕緣基板10的背面，進(jìn)行電極再分布設(shè)計(jì)，形成LED陣列光源的金屬管腳104，通過金屬管腳104和驅(qū)動(dòng)元件連接，也利于將多個(gè)所述LED陣列光源結(jié)構(gòu)拼接，組成更大面積的LED陣列結(jié)構(gòu)；所述金屬管腳104在與其他LED陣列光源結(jié)構(gòu)拼接或連接驅(qū)動(dòng)元件時(shí)，從集成電路內(nèi)部電路弓I出與外圍電路的接線處，有些類似與焊盤，可以采用壓焊，回流焊等方式實(shí)現(xiàn)與其他電路的連接，前提是其他電路或元件也有相應(yīng)的引腳；
[0023]散熱層105，其設(shè)置在絕緣基板10的側(cè)壁和/或背面，用于有效降低LED芯片106的工作溫度，即散熱；
[0024]金屬線路102表面經(jīng)過保護(hù)性涂覆處理，避免受到機(jī)械、水汽、灰塵和有害氣體的侵入作用，例如覆蓋二氧化硅、聚酰亞胺或絕緣膠或及其組合，同時(shí)，在任意兩條金屬線路102交叉區(qū)域制備有絕緣層，如涂覆聚酰亞胺、二氧化硅等，避免不同極性的任意兩條金屬線路短路或同種極性的任意兩條金屬線路連通，實(shí)現(xiàn)對LED陣列中任意一顆LED芯片的獨(dú)立控制；
[0025]多個(gè)LED芯片106，其連接在焊盤101上；所述LED芯片106可以是垂直、正裝或倒裝結(jié)構(gòu)，并且根據(jù)上述三種不同結(jié)構(gòu)種類，將LED芯片通過壓焊、球焊工藝連接到相應(yīng)的焊盤上，或通過在焊盤上制備各向異性導(dǎo)電粘合劑，實(shí)現(xiàn)電性連接，為簡化工藝，降低成本，也可利用各向異性導(dǎo)電粘合劑(通過含有環(huán)氧化合物固化劑的環(huán)氧系粘合劑中分散有導(dǎo)電顆粒而形成)代替壓焊工藝中的植球步驟，通過在焊盤101上制備好的各向異性導(dǎo)電粘合劑作為介質(zhì)層，將LED芯片106固定在基板10上，同時(shí)由于各向異性導(dǎo)電粘合劑的特性，實(shí)現(xiàn)電性連接。所述LED芯片106可以是同種或具有不同種光色輸出的LED芯片的組合，并且根據(jù)需要，可以在LED芯片106表面涂覆熒光轉(zhuǎn)換材料108，或是利用LED塑封(molding)工藝將熒光轉(zhuǎn)換材料108與硅膠混合后整體成形，覆蓋在LED芯片106上，調(diào)整其光色輸出；
[0026]光學(xué)元件107，其作為LED芯片的外殼，用于封裝LED芯片106 ;所述光學(xué)元件107可以是硅膠、樹脂或玻璃，或及其組合，對LED芯片106起到起到保護(hù)和二次配光的作用；其中，一次配光指LED的封裝，因?yàn)榉庋b影響出光量；封裝完成后就有二次配光，那就是通過LED的組合或者通過其他光學(xué)元件來改變LED的光照方向和照射均勻性，這叫二次配光。
[0027]以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種LED陣列光源結(jié)構(gòu),包括: 絕緣基板； 多個(gè)焊盤，其陣列分布在絕緣基板正面，它們之間通過金屬線連接成多排和多列； 通孔，其開設(shè)在絕緣基板上，且連接每一排和每一列的焊盤的金屬線通過所述通孔被引至絕緣基板背面； 金屬管腳，其設(shè)置在絕緣基板背面，并與引至絕緣基板背面的金屬線電連接，用于連接驅(qū)動(dòng)元件； 散熱層，其設(shè)置在絕緣基板側(cè)壁和/或背面，用于散熱； 多個(gè)LED芯片，其固定在所述焊盤上； 光學(xué)元件，其用于封裝所述LED芯片，用于保護(hù)LED芯片和二次配光。
2.如權(quán)利要求1所述的LED陣列光源結(jié)構(gòu)，其中，所述金屬管腳還與其他陣列光源結(jié)構(gòu)電連接，以拼接多個(gè)LED陣列光源結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的LED陣列光源結(jié)構(gòu)，其中，所述金屬線路表面經(jīng)過保護(hù)性涂覆處理，且在任意兩條金屬線路交叉區(qū)域制備有絕緣層。
4.如權(quán)利要求1所述的LED陣列光源結(jié)構(gòu)，其中，所述LED芯片通過壓焊、球焊工藝連接到相應(yīng)的焊盤上，或通過在焊盤上制備各向異性導(dǎo)電粘合劑，實(shí)現(xiàn)電性連接。
5.如權(quán)利要求1所述的LED陣列光源結(jié)構(gòu)，其中，所述通孔為圓孔或槽，通孔中填充有導(dǎo)電金屬。
6.如權(quán)利要求1所述的LED陣列光源結(jié)構(gòu)，其中，所述多個(gè)LED芯片包括具有同種或不同種光色輸出的LED芯片。
7.如權(quán)利要求1所述的LED陣列光源結(jié)構(gòu)，其中，所述LED芯片表面涂覆有熒光轉(zhuǎn)換材料，或者覆蓋有熒光轉(zhuǎn)換材料與硅膠混合并整體成形的物質(zhì)。
8.如權(quán)利要求1所述的LED陣列光源結(jié)構(gòu)，其中，所述LED芯片包括垂直、正裝或倒裝結(jié)構(gòu)，并且根據(jù)這三種不同結(jié)構(gòu)種類固定在相應(yīng)的焊盤。
9.如權(quán)利要求1所述的LED陣列光源結(jié)構(gòu)，其中，所述光學(xué)元件為硅膠、樹脂、玻璃中的一種或幾種的組合。
10.如權(quán)利要求3所述的LED陣列光源結(jié)構(gòu)，其中，所述金屬線路表面經(jīng)過保護(hù)性涂覆處理是指其表面覆蓋有二氧化硅、聚酰亞胺、絕緣膠中的一種或幾種的組合。
【文檔編號】H01L25/075GK104183584SQ201410409588
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】薛斌, 楊華, 盧鵬志, 于飛, 劉立莉, 謝海忠, 李璟, 伊?xí)匝? 王軍喜, 李晉閩 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所