[發明專利]用于多個發光二極管的封裝

有效

• 申請號: 201010149882.X
• 申請日: 2010-04-08
• 公開（公告）號: CN101894901A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 賢濤·嚴
• 申請（專利權）人: 里德安吉公司
• 主分類號: H01L33/62
• 分類號: H01L33/62;H01L33/64;H01L25/13
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 王安武;南霆

技術領域

本發明的實施例涉及固態的光器件，具體涉及用于固態光器件的封裝。

背景技術

發光二極管(LED)是在電流通過其時產生光的半導體器件。LED具有許多優于常規光源的優點，包括尺寸緊湊、重量輕、壽命長、抗振性高以及可靠性高。除了廣泛應用于諸如指示燈等電子產品，LED還成為傳統上由白熾燈及熒光燈占主導的各種不同應用領域的重要替代光源。

此外，通過結合LED來使用磷光體，使得廣泛應用LED成為可能。磷光體是一種發光材料，其在被特定波長的光激發時產生不同波長的光，由此改變LED的輸出光。因此，在需要特定顏色但是不能通過可獲得的LED低成本地產生該顏色的情況下，可以使用磷光體作為光“轉換器”以將由可獲得的LED產生的光的顏色改變為需要的顏色。

例如，近來與單色LED一起使用磷光體以產生白色光。已經證明利用磷光體將由LED產生的光轉換為白色光是對常規白色光源(包括白熾燈光源以及其中多個單色LED以RGB機制組合以產生白色光的直接紅綠藍(RGB)LED法)的一種可行替代。

在常規的基于LED的白色光產生裝置中，單色LED被包含適當的補償磷光體的透明材料封裝。從補償磷光體發出的光的波長與由LED發出的光的波長互補，使得來自LED以及補償磷光體的波長混合在一起以產生白色光。例如，基于藍色LED的白色光源通過使用藍色光LED以及在受到從LED發出的藍色光激發時發出黃色光的磷光體來產生白色光。在這些裝置中，透明材料中磷光體的量受到控制，使得在藍色光的一部分被磷光體吸收，而剩余部分未被吸收地透過。黃色光與未被吸收的藍色光混合以產生白色光。

另一種示例性方法使用產生在可見光譜之外的光(例如紫外(UV)光)的LED，并一起使用與在被激發時能夠產生紅色、綠色或藍色光的磷光體的混合物。在這種方法中，由LED發出的光僅起激發磷光體的作用，而不用于最終顏色平衡。

為了提供工作燈，一個或更多LED切片(dice)通常被安裝在提供電接觸及機械耦合的襯底上并覆蓋有一層或更多層光學透明的及/或波長變換的材料(在一些情況下包括主透鏡以對出射光進行導向)。有時將LED、襯底以及光學材料的這種組合稱為“封裝”。燈自身也可包括輔助透鏡、散熱器、以及允許燈被安裝在燈固定結構中的機械及/或電連接等。

對更優秀的發光裝置的需求不斷增多，希望提供一種具有高亮度低成本的基于LED的發光源。

發明內容

現有的基于LED的燈的亮度部分地受到熱管理方面問題的限制。工作中的LED除了產生光之外，還會產生相當大的熱量。伴隨LED工作電流(即功率)的增大，會產生更多的熱量。因為過高熱量會損壞LED切片，故熱量必須被導離LED。現有點封裝通常會因對可耗散的熱量的量的限制而對基于LED的燈的整體亮度構成限制。

本發明的實施例提供了用于基于LED的光器件的襯底及封裝，其可顯著改善熱性能，由此允許LED在更大的電流下工作，由此產生更高的亮度。此外，一些實施例通過提供通過襯底的分離的電氣路徑及熱路徑來提供改善的電特性。電氣路徑與熱路徑的分進一步允許向不同的LED供應不同的工作電流，由此提高對裝置的光輸出進行控制的能力。

本發明的一個方面涉及用于發光設備的襯底。在一個實施例中，襯底包括多個電絕緣基底層。多個頂側電接觸部(包括具有特定的尺寸和形狀以容納多個光器件的光器件焊盤)被布置在電絕緣基底層中位于頂側的一個基底層上。多個外部電接觸部被布置在襯底的外表面上。電氣路徑將頂側電接觸部連接至外部電接觸部。電氣路徑中的一些電器路徑的至少一部分被布置在電絕緣基底層之間。電氣路徑可被布置為使得可以對光器件焊盤的不同子集進行彼此獨立地管控。

在另一實施例中，襯底包括由電絕緣材料制成的多個基底層。多個頂側電接觸部(包括多個光器件焊盤)被布置在電絕緣基底層中位于頂側的一個基底層上。每個光器件焊盤均可具有比要布置在其上的光器件更大的尺寸。多個外部電接觸部布置在襯底的外表面上。電氣路徑將頂側電接觸部連接至外部電接觸部，并且電氣路徑中的一些的至少一部分被布置在基底層之間。散熱金屬片布置在層中位于底側的一個層的底表面上，并與多個外部接觸焊盤電隔離。

另發明的另一方面涉及制造用于發光設備的襯底的方法。在各種實施例中，可由諸如陶瓷之類的作為良好電絕緣體及良好導熱體的各種材料來制造襯底層。導電部分可包括在制造過程中施加至層的金屬跡線及焊盤。在一些實施例中，金屬跡線及焊盤可包括由多種不同金屬(例如，鎢、鎳、金以及銀)制成的子層。