一种高电光调制带宽的LED器件制造技术

本发明专利技术公开了一种高电光调制带宽的LED器件，其包括LED电路、电感性器件和封装基板，所述LED电路包括若干LED

【技术实现步骤摘要】
一种高电光调制带宽的LED器件


[0001]本专利技术涉及半导体发光器件
，尤其是一种高电光调制带宽的LED器件。

技术介绍

[0002]在当前技术背景下，实现照明和通信兼顾的可见光通信用LED发射器仍难以达到低成本的实用化水平。商业化的LED芯片一般只能发出单色光，只能在特殊场景下照明使用，要想实现通用照明，则需激发荧光粉，或者采用多种单色LED形成多基色混光照明阵列。当单芯片LED配合荧光粉实现照明功能时，荧光粉会大幅度衰弱通信信号强度和限制LED可见光通信调制带宽，荧光型LED不宜作为高速可见光通信的发射光源。另外，照明用LED芯片尺寸皆为大尺寸、大功率LED，其自身电容较大，RC时间常数大，导致其调制带宽小，限制在十几MHz之内，若没有外部均衡电路的加持，很难实现高的通信速率。在可见光通信用LED的众多研究中都是趋向将LED的尺寸做小以望实现更高的调制带宽，但其光效也下降严重，不宜照明使用。当然也有研究采用特殊的芯片结构以实现更高的调制带宽，但制作成本提高了，器件的可靠性也可能下降。
[0003]中国专利技术专利授权公开号
ꢀ“
CN 106571358 B
”ꢀ
，公开一种采用微电感图形衬底的可见光通信发射器件，通过在衬底上制作电感线圈与蓝宝石衬底上的4
×
4 LED串联阵列串联以实现大功率使用和补偿电容提高响应频率，这种方案是可以实现大功率使用，但只能发出单色光，制备图形化衬底工艺复杂且成本高。
[0004]中国专利技术专利授权公开号
ꢀ“
CN 107134448 B”，公开一种提高可见光通信LED光源调制带宽的可集成化方法，采用先在绝缘衬底中间沉积金属薄膜电阻，后再绝缘衬底两侧制作两个平行板电容，使两个电容串联连接在LED两端，与薄膜电阻并联，可以减少低频信号通过LED，实现均衡作用，进而提升调制带宽，但是其在衬底上沉积金属薄膜电阻和电容的成本高、工艺复杂，难以实现LED照明与通信的兼容。
[0005]故解决LED照明和通信难兼容的问题，更多的解决方案是将多个LED芯片集成单个芯片阵列器件，将芯片以照明用和通信用不同功能分开控制。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种高电光调制带宽的LED器件，在不影响照明的前提下缓解LED器件在可见光通信方面电光调制带宽小的问题。
[0007]本专利技术的目的是这样实现的：一种高电光调制带宽的LED器件，包括LED电路、电感性器件和封装基板，所述LED电路包括若干LED
‑
A子电路和LED
‑
B子电路，所述LED
‑
A子电路和LED
‑
B子电路中包括若干个LED芯片，所述LED
‑
A子电路串联所述电感性器件，所述LED
‑
B子电路不串联所述电感性器件，所述LED
‑
A子电路和LED
‑
B子电路并联连接，且与所述电感性器件分别固定在所述封装基板上，形成电学连接，各路同时导通。
[0008]优选的，所述电感性器件为贴片电感，其电感值大于LED
‑
B子电路在工作状态下的
电感值；所述封装基板从上往下依次包括阻焊层、焊盘层、线路层、绝缘层和基材层，所述焊盘层设置有焊盘，所述线路层设置有印刷电路，所述封装基板边缘设有一个正电极和负电极。
[0009]优选的，所述LED芯片为垂直结构，所述LED
‑
B子电路的LED芯片未涂敷荧光粉。
[0010]本专利技术还提供了一种高电光调制带宽的LED器件的制备方法，具体包括以下步骤：（1）将所述LED
‑
A子电路和LED
‑
B子电路一起放置在封装基板上，将所述LED
‑
B子电路设置于封装基板的中心，所述LED
‑
A子电路在LED
‑
B子电路外围呈等角度分布，将所述焊盘置于印刷电路的末端；（2）将所述LED
‑
A子电路、LED
‑
B子电路和电感性器件固定在封装基板表面；（3）通过引线键合方式将所述LED
‑
A子电路和LED
‑
B子电路中LED芯片与封装基板上的焊盘形成电学连接，LED
‑
A子电路和LED
‑
B子电路实现并联连接；（4）采用封装胶将LED
‑
A子电路和LED
‑
B子电路进行封装并固化，固化后成凸透镜形状；（5）将电感性器件串联在LED
‑
A子电路中，实现各路同时导通。
[0011]优选的，所述LED
‑
A子电路和LED
‑
B子电路为单颗LED芯片。
[0012]优选的，步骤（2）中，所述LED
‑
A子电路和LED
‑
B子电路分别通过固晶焊接材料固晶在封装基板表面，所述电感性器件通过焊接材料焊接到封装基板上。
[0013]优选的，步骤（4）中，将LED
‑
A子电路和LED
‑
B子电路的表面一起封装并固化。
[0014]优选的，所述LED
‑
A子电路和LED
‑
B子电路还可以是单独封装好的LED芯片，该芯片封装在器件基板上。
[0015]优选的，所述LED
‑
A子电路和LED
‑
B子电路还可以是由多个LED芯片组成的LED芯片模组，所述LED芯片模组分别封装在器件基板上。
[0016]优选的，步骤（2）中，所述LED
‑
A子电路、LED
‑
B子电路和电感性器件，分别通过焊接材料焊接到封装基板上。
[0017]受可见光通信LED器件电学特性的影响，LED器件为非线性元件，其阻抗并非定值，在不同直流驱动或不同频率的传输信号注入下，其阻抗是发生改变的。在LED的工作电流偏置下，LED在高频下会呈现出高阻抗特性。基于该电学特性，本专利技术可以在LED
‑
A各子电路中增添一个电感串联，其电感值大于LED
‑
B子电路在工作状态下的电感值，使得在特定频率下LED
‑
A子电路串联电路的阻抗远大于LED
‑
B子电路，而此时，通信电信号会更多的流入LED
‑
B各子电路。因此，在各路同时导通时，LED
‑
B各子电路低频信号的可见光通信响应强度不变，而高频信号的可见光通信响应强度提升，实现电光调制带宽的提升，若是有多个LED
‑
A子电路，甚至可以实现LED
‑
B各子电路在多个频段频率响应强度的提升。同时，LED
‑
A各子电路和LED
‑
B各子电路只有小幅值的射频信号通过，未明显影本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高电光调制带宽的LED器件，其特征在于：包括LED电路、电感性器件和封装基板，所述LED电路包括若干LED
‑
A子电路和LED
‑
B子电路，所述LED
‑
A子电路和LED
‑
B子电路中包括若干个LED芯片，所述LED
‑
A子电路串联所述电感性器件，所述LED
‑
B子电路不串联所述电感性器件，所述LED
‑
A子电路和LED
‑
B子电路并联连接，且与所述电感性器件分别固定在所述封装基板上，形成电学连接，各路同时导通。2.根据权利要求1所述的高电光调制带宽的LED器件，其特征在于：所述电感性器件为贴片电感，其电感值大于LED
‑
B子电路在工作状态下的电感值；所述封装基板从上往下依次包括阻焊层、焊盘层、线路层、绝缘层和基材层，所述焊盘层设置有焊盘，所述线路层设置有印刷电路，所述封装基板边缘设有一个正电极和负电极。3.根据权利要求1所述的高电光调制带宽的LED器件，其特征在于：所述LED芯片为垂直结构，所述LED
‑
B子电路的LED芯片未涂敷荧光粉。4.一种根据权利要求2所述的高电光调制带宽的LED器件的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：（1）将所述LED
‑
A子电路和LED
‑
B子电路一起放置在封装基板上，所述LED
‑
B子电路设置于封装基板的中心，所述LED
‑
A子电路在LED
‑
B子电路外围呈等角度分布，将所述焊盘置于印刷电路的末端；（2）将所述LED
‑
A子电路、LED
‑
B子电路和电感性器件固定在封装基板表面；（3）通过引线键合方式将所述LED
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A子电路和LED

【专利技术属性】
技术研发人员：王光绪，肖伟煌，柳裕，王立，张建立，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：