一種led陣列結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種LED陣列，包括：絕緣基板；多個焊盤，其陣列分布在絕緣基板正面，位于奇數(shù)列的焊盤通過金屬線豎向連接成多列，位于偶數(shù)列的焊盤通過金屬線橫向連接成多排；通孔，其開設(shè)在絕緣基板上，且連接每一排和每一列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，用于連接外部電路；散熱層，其設(shè)置在絕緣基板側(cè)壁和/或背面，用于散熱；凹槽，其位于所述絕緣基板正面，且形成在橫向相鄰的兩焊盤之間；LED芯片，其固定在所述凹槽內(nèi)；光學(xué)元件，其用于封裝所述LED芯片，用于保護LED芯片和二次配光。
【專利說明】—種LED陣列結(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(例如動植物養(yǎng)殖)，主動顯示技術(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的自由度，需要對LED陣列中的每顆LED進行調(diào)制。同時隨著技術(shù)進步，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行優(yōu)化，降低產(chǎn)品成本，簡化生產(chǎn)工藝。


【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陣列結(jié)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明提出了一種LED陣列,包括:
[0005]絕緣基板；
[0006]多個焊盤，其陣列分布在絕緣基板正面，位于奇數(shù)列的焊盤通過金屬線豎向連接成多列，位于偶數(shù)列的焊盤通過金屬線橫向連接成多排；或者位于偶數(shù)列的焊盤通過金屬線豎向連接成多列，位于奇數(shù)列的焊盤通過金屬線橫向連接成多排；
[0007]通孔，其開設(shè)在絕緣基板上，且連接每一排和每一列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，用于連接外部電路；
[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]凹槽，其位于所述絕緣基板正面，且形成在橫向相鄰的兩焊盤之間；
[0011]LED芯片，其固定在所述凹槽內(nèi)，且其第一電極與所述凹槽所在所述橫向相鄰的兩焊盤之一電連接，第二電極與所述兩焊盤之另一電連接；
[0012]光學(xué)元件，其用于封裝所述LED芯片，用于保護LED芯片和二次配光。
[0013]本發(fā)明提出的上述方法優(yōu)化了 LED陣列內(nèi)部各個LED芯片的電性連接，同時利用導(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陣列的管腳，一方面實現(xiàn)了 LED陣列乃至陣列中任意一顆LED芯片的輸出光譜和光強的可調(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(動植物養(yǎng)殖)，主動顯示技術(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】
[0014]圖1為本發(fā)明中所述LED陣列結(jié)構(gòu)的正面平面示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明中所述LED陣列結(jié)構(gòu)的背面平面示意圖；
[0016]圖3為所述LED陣列結(jié)構(gòu)的截面示意圖(正裝結(jié)構(gòu)LED芯片)；
[0017]圖4所述LED陣列結(jié)構(gòu)截面示意圖(垂直結(jié)構(gòu)LED芯片)。

【具體實施方式】
[0018]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0019]請參閱圖1至圖4所示，本發(fā)明提供一種LED陣列，其包括:
[0020]絕緣基板10,其可以是PCB基板、陶瓷基板、監(jiān)寶石基板、有機材料基板或聞阻娃；
[0021]多個焊盤101，陣列分布在所述的絕緣基板10的正面；
[0022]金屬線路102，其連接在多個焊盤101之間；可選地，所述陣列分布的多個焊盤101的連接方式可以是:位于奇數(shù)列的焊盤101之間通過金屬線路102豎向分別連接成多列，而位于偶數(shù)列的焊盤101通過金屬線路102橫向分布連接成多排；所述金屬線路102的表面經(jīng)過保護性涂覆處理，例如覆蓋二氧化硅、聚酰亞胺或絕緣膠或及其組合，避免受到機械、水汽、灰塵和有害氣體的侵入作用，其中任意兩條所述金屬線路102交叉區(qū)域都制備有隔離層，如涂覆聚酰亞胺或二氧化硅或及其組合，避免不同極性任意兩條金屬線路102短路或同種極性任意兩條金屬線路102連通，實現(xiàn)對所述LED陣列中的每顆LED芯片106獨立控制；當(dāng)然，上述焊盤101的連接方式還可以是:位于偶數(shù)列的焊盤101之間通過金屬線路102豎向分別連接成多列，而位于奇數(shù)列的焊盤101通過金屬線路102橫向分別連接成多排。
[0023]多個通孔103，其開設(shè)在絕緣基板10上，分別位于連接成一列的多個焊盤最尾端的一個焊盤附近，和連接成一行的多個焊盤最尾端的一個焊盤附近；所述通孔103為圓孔或槽，可以利用化學(xué)腐蝕，刻蝕，激光、機械鉆孔等工藝或及其工藝組合加工而成；所述通孔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107，且所述通孔103與附近的焊盤電連接；
[0024]金屬管腳104，其是所述金屬線路102經(jīng)過通孔103被引至絕緣基板10的背面后形成的金屬引腳，目的是為了進行電極再分布設(shè)計；所述金屬管腳104用于與外接驅(qū)動電路連接，或者與其他所述LED陣列結(jié)構(gòu)進行拼接，以組成更大面積的LED陣列結(jié)構(gòu)；
[0025]散熱層105，其設(shè)置在所述絕緣基板10的側(cè)壁和/或背面，以有效降低LED芯片106的工作溫度；
[0026]凹槽108，其位于所述絕緣基板10的正面，所述凹槽108形成在橫向相鄰的兩焊盤101之間，其可以利用化學(xué)腐蝕，刻蝕，激光或機械鉆孔工藝或及其工藝組合加工而成，
[0027]LED芯片106，其形成在位于橫向相鄰的兩焊盤101之間的所述凹槽108內(nèi)，其中p電極109與相鄰兩焊盤101之一電連接，η電極110與另一焊盤101電連接，ρ電極109和η電極110之間有絕緣材料隔離；所述LED芯片106可以是正裝結(jié)構(gòu)、垂直結(jié)構(gòu)或生長襯底帶有導(dǎo)電通孔結(jié)構(gòu)的LED芯片或及其組合，根據(jù)所述LED芯片106結(jié)構(gòu)的不同，例如正裝結(jié)構(gòu)芯片，凹槽108底部鋪有絕緣膠、銀漿用于固晶，對于垂直結(jié)構(gòu)芯片，凹槽108底部有銀漿用于固晶，或?qū)щ娊饘賹拥?，便于采用共晶工藝固定芯片；所述LED芯片106根據(jù)其外延材料的不同，輸出光譜可以覆蓋深紫外至遠紅外光的波長范圍；
[0028]本發(fā)明中每顆LED芯片占用兩個焊盤(正負電極各對應(yīng)一個焊盤)，基板上的焊盤連接原則是:位于同一行LED芯片的正極(或負極)焊盤通過金屬線連接，位于同一列LED芯片的負極(或正極)焊盤通過金屬線連接。
[0029]所述凹槽108內(nèi)部擺放的LED芯片106與凹槽108之間的空隙處填充有絕緣材料111，所述絕緣材料可以是在空隙處填充聚酰亞胺、二氧化硅、絕緣膠、硅膠或及其組合；
[0030]所述LED芯片106的ρ電極109、η電極110與絕緣基板10正面的焊盤101之間由導(dǎo)電金屬107連接，所述的連接通過3D打印、金屬蒸鍍工藝、球焊或及其組合工藝實現(xiàn)；
[0031]所述的LED陣列結(jié)構(gòu)，包括可以調(diào)節(jié)其外部廣場分布的光學(xué)元件112，所述光學(xué)元件112作為LED芯片106的封裝外殼封裝在所述LED芯片的外部，其為樹脂或硅膠或玻璃或其他透明材料單獨或組合而成，所述光學(xué)元件112可以提高LED芯片的發(fā)光效率，起到熒光轉(zhuǎn)換的作用，所述光學(xué)元件112可以對LED芯片106起到保護和二次配光的作用。
[0032]以上所述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步的詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】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、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種LED陣列，包括: 絕緣基板； 多個焊盤，其陣列分布在絕緣基板正面，位于奇數(shù)列的焊盤通過金屬線豎向連接成多列，位于偶數(shù)列的焊盤通過金屬線橫向連接成多排；或者位于偶數(shù)列的焊盤通過金屬線豎向連接成多列，位于奇數(shù)列的焊盤通過金屬線橫向連接成多排； 通孔，其開設(shè)在絕緣基板上，且連接每一排和每一列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，用于連接外部電路； 散熱層，其設(shè)置在絕緣基板側(cè)壁和/或背面，用于散熱； 凹槽，其位于所述絕緣基板正面，且形成在橫向相鄰的兩焊盤之間； LED芯片，其固定在所述凹槽內(nèi)，且其第一電極與所述凹槽所在所述橫向相鄰的兩焊盤之一電連接，第二電極與所述兩焊盤之另一電連接； 光學(xué)元件，其用于封裝所述LED芯片，用于保護LED芯片和二次配光。
2.如權(quán)利要求1所述的LED陣列，其中，所述金屬管腳還與其他LED陣列電連接，以拼接多個LED陣列。
3.如權(quán)利要求1所述的LED陣列，其中，所述金屬線路表面經(jīng)過保護性涂覆處理，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，所述通孔為圓孔或槽，通孔中填充有導(dǎo)電金屬。
5.如權(quán)利要求1所述的LED陣列，其中，所述LED芯片包括垂直、正裝或生長襯底帶有導(dǎo)電通孔結(jié)構(gòu)，并且根據(jù)這三種不同結(jié)構(gòu)種類在所述凹槽內(nèi)鋪有絕緣膠和銀漿或?qū)щ娊饘佟?br> 6.如權(quán)利要求1所述的LED陣列，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。
7.如權(quán)利要求3所述的LED陣列，其中，所述金屬線路表面經(jīng)過保護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。
8.如權(quán)利要求1所述的LED陣列，其中，所述LED芯片和凹槽之間的空隙內(nèi)填充有絕緣材料。
9.如權(quán)利要求1所述的LED陣列，其中，所述凹槽是通過在絕緣基板上利用化學(xué)腐蝕、刻蝕、激光或機械鉆孔工藝及其前述工藝之組合加工而成。
10.如權(quán)利要求1所述的LED陣列，其中，所述LED芯片與焊盤之間通過導(dǎo)電金屬連接，且所述導(dǎo)電金屬通過3D打印、金屬蒸鍍工藝、球焊中的一種或幾種的組合而形成。
【文檔編號】H01L25/075GK104167411SQ201410409590
【公開日】2014年11月26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, 盧鵬志, 于飛, 劉立莉, 謝海忠, 楊華, 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