Led封裝及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及LED( “發(fā)光二極管”)封裝，其包含具有頂側和底側的襯底和至少一個LED管芯，該襯底具有在底側上設置的用于給至少一個LED管芯供電的電路，該至少一個LED管芯包含發(fā)光的頂表面和呈現(xiàn)用于電氣連接的至少兩個分隔的接觸區(qū)域的底表面，并且該底表面與該襯底底側面對相同的方向。
[0002]此外，本發(fā)明涉及用于制造LED ( “發(fā)光二極管”)封裝的方法，該LED ( “發(fā)光二極管”)封裝包含至少一個LED管芯，該至少一個LED管芯具有發(fā)光的頂表面和呈現(xiàn)用于電氣連接的至少兩個分隔的接觸區(qū)域的底表面。
【背景技術】
[0003]LED( “發(fā)光二極管”)封裝形成用于制造基于LED的光源的基礎，并且包含至少一個LED管芯(或芯片)和襯底，該LED管芯被固定到該襯底并且該襯底通常為透明且導熱的。此外，如透鏡的光學元件為LED封裝的部分。
[0004]襯底通常包含電路，該電路用于能使用電源給LED管芯供電。因此，LED管芯必須被電氣連接到電路。提供該電氣連接的通常方式為使用線結合，即，通常由鋁、銅或金制成的線，其一端被焊接到LED管芯的接觸區(qū)域(陽極或陰極)并且另一端被焊接到電路。如果發(fā)光二極管用于指示的目的，整個結構然后被包封在環(huán)氧化合物中，其包括用于轉換通過LED管芯發(fā)出的光的顏色的附加發(fā)光材料。
[0005]將結合線焊接到LED電極的所在的點在這樣的結構中為機械最弱的要素。而且，在每個芯片上單獨地使用復雜且昂貴的設備的輔助執(zhí)行焊接工序。這是耗時的并且成本密集的。
[0006]本發(fā)明的目的為克服這些局限性。特別地，本發(fā)明的目的為提供具有在LED管芯與電路之間的機械堅固的電氣連接的LED封裝。而且，本發(fā)明的目的為提供具有在LED管芯與電路之間的電氣連接的LDE封裝，該電氣連接在批量生產(chǎn)中同時被制造，從而節(jié)省時間和成本。最后，本發(fā)明的目的也為通過導致最佳散熱而提高LED封裝的效率。

【發(fā)明內容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明，在LED ( “發(fā)光二極管”)管芯與LED封裝的電路之間的機械堅固的電氣連接，可以通過由導電材料的膜組成的接觸電極而實現(xiàn)。這些接觸電極允許批量加工生產(chǎn)，即，同時可以制造基本上所有的電極接觸，所述電極接觸在每個LED管芯的底表面上的至少兩個分隔的接觸區(qū)域與位于襯底的底側上的電路之間。
[0008]作為用于這種接觸電極制造的先決條件，所述LED管芯必須被設置在所述襯底中而不是在所述襯底上。這反過來允許所述LED底表面與所述襯底底側相對準一理想地，所述LED底表面為平面并且與所述襯底底側齊平，所述襯底底側也為平面，優(yōu)選地-并且可以制造或多或少的平面接觸電極。依賴所述LED底表面和所述襯底底側對準的程度如何，所述接觸電極偏離完美地平面形狀并且在垂直于所述襯底底側的方向上呈現(xiàn)特定形狀。后者是這種情況，特別地，如果所述LED管芯僅部分地被設置在所述襯底中，并且其底表面略微突出在所述襯底底側以上。
[0009]每個LED管芯從頂表面發(fā)射光。取決于如何在所述襯底中設置所述LED管芯，所述發(fā)射的光必須通過所述襯底的部分并在襯底頂層處離開所述襯底。在后者的情況下，所述襯底不能是不透明的。除了這個條件之外，當然，也可在所述襯底頂側上設置電路。
[0010]因此，提供一種LED( “發(fā)光二極管”)封裝，所述LED封裝包含具有頂側和底側的襯底和至少一個LED管芯，所述襯底具有在其底側上設置的用于給至少一個LED管芯供電的電路，所述至少一個LED管芯包含發(fā)光的頂表面和呈現(xiàn)用于電氣連接的至少兩個分隔的接觸區(qū)域的底表面，并且所述底表面與所述襯底底側面對相同方向，并且根據(jù)本發(fā)明，在所述襯底中至少部分地設置所述至少一個LED管芯，并且，其中，通過由導電材料的膜組成的接觸電極將所述至少兩個接觸區(qū)域的至少一個電氣連接到所述電路。
[0011]以高度經(jīng)濟的方式制造所述LED封裝，如果所述至少一個LED管芯準確地包含兩個接觸區(qū)域，一個為陽極而另一個為陰極，并且通過由導電材料的膜組成的接觸電極，將所述至少一個LED管芯的每個接觸區(qū)域連接到所述電路。在優(yōu)選的實施例中，所述LED封裝的每個LED管芯準確地包含兩個接觸區(qū)域-一個為陽極而另一個為陰極-它們通過接觸電極連接到所述電路，每個所述接觸電極由導電材料的膜組成。
[0012]類似地，提供一種用于制造LED ( “發(fā)光二極管”)封裝的方法，所述LED封裝包含至少一個LED管芯，所述至少一個LED管芯具有發(fā)光的頂表面和呈現(xiàn)用于電氣連接的至少兩個分隔的接觸區(qū)域的底表面，并且根據(jù)本發(fā)明，所述方法包含下面的步驟:
[0013]-在襯底中設置所述至少一個LED管芯，其中所述底表面與襯底底側面對相同的方向；
[0014]-沉積導電材料的膜，因而形成用于將所述至少兩個接觸區(qū)域電氣連接到在所述襯底底側上的電路的接觸電極。
[0015]以這種方式，同時形成所有接觸電極。被對準而與平面襯底底側齊平的平面LED底表面，即，所述LED底表面與所述襯底底側共面，對于所述批量生產(chǎn)為有利的。
[0016]注意到，在所述襯底底側上，所述接觸電極構成部分電路或甚至所述整個電路。這意味著，與形成所述接觸電極同時也形成電路。
[0017]通常，即使每個所述LED管芯包含多于兩個接觸區(qū)域，所述方法包含每個LED管芯的僅兩個接觸區(qū)域的所述連接。相應地，根據(jù)本發(fā)明的所述方法的優(yōu)選實施例中，提供同時形成用于每個LED管芯的兩個接觸區(qū)域的所述接觸電極。
[0018]形成一個接觸電極的每個膜為連續(xù)的，S卩，導電的。而且，每個膜由幾個層組成。在根據(jù)本發(fā)明的所述LED封裝的優(yōu)選實施例中，提供形成所述各自的接觸電極的導電材料的所述膜由諸如鉻、銅、鋁或鎳的金屬的單層或多層組成。原則上，具有不同金屬的層的所述順序可以為被任意選擇的。
[0019]然而，所述導電材料的膜不必為金屬的單層或多層。代替地，在根據(jù)本發(fā)明的所述LED封裝的另一優(yōu)選實施例中，提供形成所述各自的接觸電極的所述的導電材料膜由固化導電膏組成，優(yōu)選地，由干燥導電墨或導電聚合物的干燥溶液組成。
[0020]如上文所寫，如果所述LED底表面為與所述襯底底側共面，對于平面的接觸電極的所述制造為有利的。實際上，在所述LED底表面與所述襯底底側之間的不多于5度的傾斜為可容忍的。而且，50 μ m的對準公差，優(yōu)選10 μ m是可接受的，其中沿垂直于所述襯底底側的方向在所述襯底底側與所述LED底表面之間測量所述對準公差。相應地，在根據(jù)本發(fā)明的所述LED封裝的優(yōu)選實施例中，提供所述至少一個LED管芯的所述底表面與所述襯底底側共面，具有50 μ m，優(yōu)選地10 μ m的對準公差。
[0021]可以以不同方式在所述襯底中設置所述LED管芯。例如，在所述襯底的凹陷和孔中均設置LED管芯。因此，“凹陷”構成所述襯底的死端孔，“孔”構成所述襯底的通孔。因而，在根據(jù)本發(fā)明的所述LED封裝的優(yōu)選實施例中，提供在包含內表面的所述襯底的各自的凹陷中設置所述至少一個LED管芯，或在包含內表面的所述襯底的各自的孔中。通過所述襯底底側劃定所述各自襯底凹陷的所述內表面的界限，通過所述襯底底側和所述襯底頂側劃定所述各自襯底孔的所述內表面的界限。
[0022]為了分別提高熱傳導和耗散，在根據(jù)本發(fā)明的所述LED封裝的優(yōu)選實施例中，提供所述襯底的各自孔的所述內表面的部分被涂覆有例如銅的金屬?；旧纤龈髯砸r底孔的所述整個內表面，除了所述內表面附著到所述襯底底側的小緣之外，被涂覆有金屬，為了阻止電氣短路。提高的熱耗散改進所述LED封裝的所述效率。而且，所述襯底頂側也可為金屬涂覆的，為了進一步分別提高熱傳導和耗散以及LED封裝效率。
[0023]為了在其各自襯底凹陷或孔中固定每個LED管芯，使用化合物填充在每個LED管芯與所述各自的襯底凹陷或孔的所述內表面之間的體積。因此，在根據(jù)本發(fā)明的所述LED封裝的優(yōu)選實施例中，提供通過化合物在所述各自凹陷或所述各自孔中固定所述至少一個LED管芯，所述化合物被定位在所述至少一個LED管芯與所述內表面之間，所述化合物為諸如丙稀酸醋、娃氧燒或環(huán)氧樹脂(epoxy)的聚合物化合物。當然，所述化合物也可為若干材料的混合物。例如，諸如硅氧烷的所述化合物包含發(fā)光材料(熒光粉)，以便轉換通過所述LED管芯發(fā)出的所述光的所述顏色。至少在這種情況下，所述化合物必須為透明的，即，所述化合物不能是不透明的。
[0024]在各自襯底