[發明專利]在模制互連結構中封裝僅具有頂側連接的光子構建塊

有效

• 申請號: 201380014416.2
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN104170102B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: R·S·維斯特;童濤;M·權;M·索羅門斯基
• 申請（專利權）人: 普瑞光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/58;H01L33/62
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 酆迅

相關文件的交叉引用

本申請文件是以下三個美國非臨時專利申請的部分延續申請，并根據35U.S.C§120要求其優先權：2011年1月9日提交的題目為“Packaging Photon Building Blocks Having Only Top Side Connectionsin an Interconnect Structure”的專利申請序列號12/987,148、2011年10月28日提交的題目為“Jetting a Highly Reflective Layer onto an LED Assembly”的專利申請序列號13/284,835、以及2011年11月28日提交的題目為“Micro-Bead Blasting Process for Removing a Silicone Flash Layer”的專利申請序列號13/304,769。此外，本申請根據35U.S.C§119要求2012年2月2日提交的題目為“Packaging Photon Building Blocks Having Only Top Side Connections in a Molded Interconnect Structure”的美國臨時專利申請序列號61/594,371的優先權。每個上述專利文件的主題均通過引用的方式并入本文。

技術領域

本發明大體上涉及對發光二極管的封裝，而且更具體地涉及可以作為發射器被單獨封裝或者作為發射器陣列而與其它光子構建塊一起被封裝的光子構建塊。

背景技術

發光二極管(LED)是將電能轉換成光的固態器件。當跨越相反摻雜層施加電壓時，光從夾在該相反摻雜層之間的由半導體材料制成的有源層發出。為了使用LED芯片，芯片通常封閉(enclose)在封裝內，該封裝匯聚光并且保護芯片不被破壞。LED封裝通常包括在底部上的、用于將LED封裝電連接至外部電路的接觸焊盤。傳統上，LED芯片被設計為作為分立的光發射器被封裝或者以陣列方式與一組LED芯片一起被封裝。分立光發射器的LED芯片通常安裝在載體基板上，該載體基板又安裝在印刷電路板上。然而，陣列的LED芯片通常被直接安裝在印刷電路板上，而不采用載體基板。

陣列產品不是按照傳統上將分立光發射器作為構件塊的方式來制成的。分立光發射器的載體基板通常認為不必占用在陣列下方的印刷電路板上的空間。此外，對于每個新陣列設計，從分立光發射器的載體基板穿過的導電通孔過孔(through-hole via)必須重新配置，以正確連接至印刷電路板上的接觸焊盤。因此，沒有具有特定通孔過孔組的載體可以用作標準構建塊。分立發射器中的通孔過孔的這個問題可以通過將LED芯片電連接至在載體基板的頂側的跡線和接觸焊盤來解決。但是通過將LED芯片連接至在載體基板的頂側的焊盤來消除通孔過孔會產生新的問題，即如何將焊盤連接至電源，因為載體基板不再電耦合至下面的印刷電路板。

圖1(現有技術)示出了現有的陣列產品10，其中由二十四個LED芯片組成的陣列電連接至在載體基板12的頂側的焊盤11。陣列產品10是由北卡羅萊納州達勒姆的Cree公司所制造的產品。在圖1中，載體基板12安裝在金屬盤13上，這與在印刷電路板上相反。載體基板12利用導熱膠14附接至金屬盤13。通過將正極電源線15和負極電源線16的各自的接線手工焊接至焊盤11，陣列產品10被不雅觀地連接至電源。陣列產品10沒有便于將在載體基板12頂側的焊盤11連接至下面的板或盤中的電源的特征。而且，陣列產品10沒有被配置為合并成一組陣列產品。

當LED不作為分立光發射器而是相反地以陣列方式被封裝時，陣列的LED芯片直接安裝在不具有按照傳統與分立光發射器一起使用的載體基板的印刷電路板上。以陣列方式封裝的LED芯片電連接至接觸焊盤、以及在印刷電路板的頂跡線層中的跡線。LED芯片接線鍵合(wire bound)至在印刷電路板的頂側的跡線。然后，對印刷電路板進行分割，以形成分立的陣列光源。頂側的跡線的較大暴露面積形成接觸焊盤，至該著落焊盤，電源連接至每個分立的陣列光源。

在對印刷電路板上的陣列光源進行分割或使其單片化之前，通常將LED覆蓋一層熒光體。熒光體能夠將LED生成的部分藍光轉換為光譜黃色區域中的光。藍光和黃光的組合被人類觀測者視為“白色”光。在分割陣列光源之前，LED通常覆蓋有一層硅樹脂，該硅樹脂層形成至在每個光源上方的透鏡中。硅樹脂層還對LED芯片和頂側接線起保護作用。