发光二极管模块和制造方法技术

技术编号:7151106 阅读:178 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
在衬底(4)的上侧上设置有无衬底发光二极管的至少一个层堆叠(1)。接触面在衬底(4)的与上侧邻接的侧面(14)上。发光二极管的端子通过连接线路(10,20)与接触面相连。接触面尤其可以通过焊接槽(5)中的导体层(6)形成在衬底(4)的垂直边缘上。为了制造,可以在上侧设置有发光二极管的晶片中形成穿通接触部,其在晶片分割之后在衬底(4)的侧向边缘上形成金属化的焊接槽。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种可特别平坦地构建的发光二极管(LED)模块和相关的制造方法。在DE 10 2007 030 1 中提出了一种用于制造多个光电子器件的方法。提供了一种连接支承体复合结构,其具有多个器件区域,在这些器件区域中分别设置有至少一个电连接区域,以及一种半导体本体支承体,在该半导体本体支承体上设置有多个单独的并且与半导体本体支承体相连的半导体本体,其中半导体本体分别具有带有有源区的半导体层序列。连接支承体复合结构和半导体本体支承体相对彼此定向为使得半导体本体朝着器件区域。多个半导体本体与连接支承体复合结构在同相应的半导体本体关联的器件区域的安装区域中以机械方式相连,并且相应的半导体本体与同半导体本体关联的器件区域的连接区域导电连接。与连接支承体复合结构相连的半导体本体与半导体本体支承体分离, 并且连接支承体复合结构划分成多个单独的光电子器件,它们分别具有连接支承体,该连接支承体具有器件区域;以及设置在连接支承体上的并且与连接区域导电连接的半导体本体。针对不同应用譬如监视器的背光照明,需要带有大的发射面的LED的特别紧凑且平坦的布置。本专利技术的任务是提出一种特别平坦的LED模块,其可以简单且成本低廉地制造。 此外,要提出一种适合于此的制造方法。该LED模块包括至少一个无衬底的LED,该LED作为层堆叠设置在衬底的上侧上。无衬底的LED例如是发光二极管芯片,生长衬底从该发光二极管芯片的外延生长的层完全去除。无衬底的发光二极管因此例如仅仅包括外延生长的半导体层。该发光二极管可以具有最高20 μ m的厚度。无衬底的LED(也由于其小的厚度)可以对于可见光是透射的。在与上侧邻接的至少一个侧面上,衬底具有用于LED的外部电连接的接触面。LED 的端子通过设置在上侧上的印制导线与相关的接触面连接。LED模块也可以包括多个LED。 在此情况下,无衬底的LED的多个层堆叠设置在衬底的上侧上并且与相应的多个接触面相连,这些接触面设置在侧面上。接触面可以是在侧面上的条状结构化的印制导线。接触面也可以通过在侧面的垂直于上侧的边缘上导电的、优选金属化的焊接槽形成。这种焊接槽可以在衬底与其他衬底处于较大的原始衬底(以下称作晶片)的复合结构中的期间被制造。这优选通过如下方式来实现在晶片中制造接触孔,根据穿通接触 (通孔)的方式将导电材料引入到接触孔中。导电的材料可以填充接触孔或者也可以仅仅覆盖其侧壁。优选地,在此情况下使用金属并且在接触孔的侧壁上形成金属化部。随后将晶片分割,其中通孔被切割,使得由圆柱形的通孔形成四分之一空心圆柱体或者半个空心圆柱体形式的具有金属层的焊接槽。LED模块针对如下安装而设计其中设置有接触面的侧面安置在支承体上,例如安置在电路板或印刷电路板(PCB,printed circuit board)上并且接触面与支承体的相关的电端子导电连接。在多个LED例如以一列或多个列设置在相应尺寸的衬底上时,该LED 模块可以针对大面积的光发射而设计并且与不同的应用匹配。在侧面上的安装尤其是允许将设置用于发光的上侧保持得非常窄并且因此实现极平坦的LED模块。LED模块由无衬底的LED制造,优选在前端借助晶片级技术来制造。对此,将多个用于LED的单个层堆叠以矩阵布置施加到晶片的上侧上。在该布置中,针对一个LED模块可以分别设置单列的层堆叠或者也可以分别设置多个相继的列的层堆叠,并且每个要制造的LED模块包括相应数量的单个LED。替代地,以此方式也可能的是制造仅仅带有一个LED 的单器件。LED的层堆叠的距离选择为使得通过常规工艺如锯、激光分离或折断可以分割该衬底,该距离典型地可以为例如大约30 μ m到200 μ m。用于接触LED和用于将LED的端子与侧向的接触面相连的印制导线在晶片上借助光刻来制造。用于外部电连接的接触面可以通过在如下区域中的接触孔填充物来制造在这些区域中,要将晶片分割成单个LED模块的衬底。在将晶片分割成分别包括一个或多个 LED的LED模块时,将在接触孔中制造的穿通接触部分割并且分别形成至少一个接触面,例如焊接槽形式的接触面。代替借助接触孔填充物,例如也可以通过如下方式制造接触面将沟槽铣削到晶片中,其侧壁稍后形成要制造的单个衬底的侧壁。借助已知的方法将印制导线的结构制造到这些侧壁上,该结构形成接触面并且与晶片的上侧上的相关的印制导线相连。由于没有壳体壁,所以在晶片复合结构中已经可以施加芯片覆盖物如硅树脂等等作为薄层或者膜。在使用白色LED的情况下,通过借助施加转换小板或者膜的芯片级涂覆或者也可以通过上模制(Uebermolden)来实现转换。借助所描述的构型可以制造极其平坦的侧向发射的LED模块,其侧向尺寸对应于 LED层堆叠的宽度与分离沟槽的宽度之和。所需的尺寸和发射功率可以通过LED的几何结构确定。由于LED是表面辐射器并且不具有自己的半导体芯片衬底,此外在该部件中没有传统的线接合以及壳壁,并且该LED并不在平面浇注的盆中(例如衬底于是是无空腔的), 所以LED所发射的光几乎不被反射或者吸收。该LED模块在侧向耦合输入光时还可以非常靠近光导体地放置。在借助所描述的方法不仅分别将无衬底的LED施加到衬底上而且将多个LED相叠地制造为层堆叠(stack)时,可以以极小的尺寸制造多色彩的LED模块(例如针对红色、绿色和蓝色)。因此,在耦合输入到光导体时几乎没有出现混合区域并且形成了非常均勻的色彩图像。由于没有常规的塑料壳体,所以LED模块可以在高度方面明显减小。无需常规的平面浇注,由此极大地减小了向回散射损耗和吸收损耗。安装公差通过特殊的制造方法被最小化。LED的尺寸基本上通过层堆叠确定,所以即使在小型结构形式的情况下也可以使所使用的芯片面积最大化并且由此使器件的效率最大化。LED模块的典型应用例如是手机按键背光照明、LCD显示器的显示器背光照明和RGB或者其他色彩组成物和转换组成物。在使用较小高度的衬底的情况下,LED模块可以安装在较大尺寸的基本体上,其使得处理容易,尤其是使得将发射面垂直于底座定向的处理容易。该衬底可以包含附加功能譬如保护二极管。该衬底可以以此方式形成功能基本体,在其中可以单片地集成有保护二极管,尤其是例如在由硅构成的带有不同掺杂的区域的衬底中,其中保护二极管的特性曲线通过金属接触部的距离和位置来调节。根据在此所描述的LED模块的至少一个实施形式,衬底和/或基本体的、其上设置有无衬底LED的安装面是无空腔的。也就是说,无衬底的LED并非设置在空腔中。根据至少一个实施形式,LED模块包括接触坡道,在该接触坡道上设置有用于接触无衬底LED的连接线路。接触坡道包括倾斜的表面,其消除了由衬底预先给出的高度差。接触坡道例如由电绝缘的材料形成。接触坡道例如可以具有楔形物的形式。此外,还提出了一种用于制造LED模块的制造方法。例如,在此可以制造这里所描述的LED模块。也就是说,所有针对LED模块公开的特征也针对该方法而公开,反之亦然。根据至少一个实施形式,该方法是一种制造方法,其中 -将具有电端子的无衬底LED安装在晶片的上侧上,-在晶片中制造带有壁的开口,-在壁上设置电导体,-电导体与LED的端子通过设置在晶片的上侧上的连接线路导电连接,以及-晶片分割为衬底,使得这些衬底具有与上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光二极管模块,具有:-无衬底发光二极管的层堆叠(1),-所述层堆叠的设计用于发射光的发射面(9),-带有上侧的衬底(4),在所述上侧上设置有无衬底发光二极管,-接触面,其设置在所述衬底的侧面(14)上,其中所述侧面(14)垂直于发射面,和/或具有基本体(30),所述基本体在侧面(14’)上具有接触面并且在所述基本体上安装有衬底,使得侧面(14’)垂直于发射面,-在所述发光二极管和所述接触面的一个之间的第一连接线路(10),以及-在所述发光二极管和所述接触面的另一个之间的第二连接线路(20)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:格奥尔格·博格勒
申请(专利权)人:奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司
类型:发明
国别省市:DE

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