RU2617880C2 - Прессованная линза, формирующая led-модуль масштаба интегральной схемы, и способ ее изготовления - Google Patents

Прессованная линза, формирующая led-модуль масштаба интегральной схемы, и способ ее изготовления Download PDF

Info

Publication number
RU2617880C2
RU2617880C2 RU2014136705A RU2014136705A RU2617880C2 RU 2617880 C2 RU2617880 C2 RU 2617880C2 RU 2014136705 A RU2014136705 A RU 2014136705A RU 2014136705 A RU2014136705 A RU 2014136705A RU 2617880 C2 RU2617880 C2 RU 2617880C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
led
crystals
crystal
supporting structure
metal electrode
Prior art date
Application number
RU2014136705A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014136705A (ru
Inventor
Серж Йоэль Арманд БИРХЭЙЗЕН
Original Assignee
Конинклейке Филипс Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конинклейке Филипс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Н.В.
Publication of RU2014136705A publication Critical patent/RU2014136705A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2617880C2 publication Critical patent/RU2617880C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/18—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. compression moulding around inserts or for coating articles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H01L33/486—Containers adapted for surface mounting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/005—Processes relating to semiconductor body packages relating to encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0058—Processes relating to semiconductor body packages relating to optical field-shaping elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

Согласно изобретению предложен способ изготовления модульного кристалла светоизлучающего диода (LED), содержащий этапы, на которых формируют множество LED-кристаллов, каждый LED-кристалл содержит множество полупроводниковых слоев и по меньшей мере один металлический электрод, сформированный на нижней поверхности каждого из LED-кристаллов для электрического контакта с по меньшей мере одним из полупроводниковых слоев, при этом каждый из LED-кристаллов имеет верхнюю поверхность и боковые поверхности; при этом по меньшей мере один металлический электрод имеет верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, противоположную верхней поверхности; верхняя поверхность по меньшей мере одного металлического электрода сформирована на нижней поверхности LED-кристалла, устанавливают множество LED-кристаллов на временную поддерживающую структуру; отливают цельный материал поверх LED-кристаллов, который инкапсулирует по меньшей мере верхнюю поверхность и боковые поверхности LED-кристаллов и формирует линзу поверх верхней поверхности каждого из LED-кристаллов, цельный материал не покрывает нижнюю поверхность по меньшей мере одного металлического электрода и имеет основание, которое проходит вниз к временной поддерживающей структуре и к нижней поверхности LED-кристаллов, выполняют отверждение цельного материала, для соединения LED-кристаллов вместе, удаляют LED-кристаллы и цельный материал с поддерживающей структуры и разделяют цельный материал так, что по меньшей мере один металлический электрод остается открытым для присоединения с другим электродом после формирования линзы. Технический результат заявленного изобретения заключается в снижении стоимости и в исключении сложностей процесса разламывания вместе с поддерживающей пластиной, что приводит к формированию заусенцев и к другим проблемам.5 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Это изобретение относится к обработке светоизлучающих диодов (LED) и, в частности, к способу формирования LED-модуля масштаба интегральной схемы.
Уровень техники
Типичный LED с перевернутым кристаллом имеет отражающие p- и n-контакты на нижней поверхности LED, и контакты непосредственно соединены с контактными площадками на жесткой вспомогательной подложке, которая гораздо больше LED-кристалла. Свет, создаваемый посредством LED, главным образом, излучается через верхнюю поверхность LED-поверхности. Таким образом, нет верхних контактов, которые блокируют свет, и проводные соединения не нужны.
Во время производства пластина вспомогательной подложки заполняется массивом LED-кристаллов. Электроды, сформированные на нижней поверхности LED-кристаллов, соединяются с монтажными площадками на верхней поверхности пластины вспомогательной подложки, и монтажные площадки ведут к более прочным монтажным площадкам на нижней поверхности пластины вспомогательной подложки для сборки на печатной плате. LED-кристаллы на пластине вспомогательной подложки затем дополнительно обрабатываются как комплект на пластине. Такая обработка в масштабе пластины может необязательно устранять подложки для выращивания кристаллов с верхних поверхностей LED-кристаллов, наносить фосфор поверх LED-кристаллов, инкапсулировать LED-кристаллы и формировать линзу поверх каждого LED. В конце концов, пластина вспомогательной подложки разделяется, например, посредством отрезания, чтобы формировать отдельные модульные LED.
Обработка в масштабе пластины является эффективной. Однако пластина вспомогательной подложки или другой поддерживающий слой, который механически поддерживает тонкий хрупкий LED-кристалл, добавляет стоимость. Дополнительно, процесс разделения пластины для типичных поддерживающих слоев, таких как керамика или металл, является весьма сложным для того, чтобы избегать разламывания, металлических заусенцев и других проблем.
Поэтому необходима технология для комплектования LED, которая не страдает от вышеупомянутых недостатков.
Сущность изобретения
Описывается процесс в масштабе пластины, который одновременно инкапсулирует LED-кристаллы, формирует линзы поверх LED-кристаллов и формирует модуль масштаба интегральной схемы для LED-кристаллов. Модуль масштаба интегральной схемы, как правило, только слегка больше по площади, чем сама интегральная схема.
Хотя изобретение описывается с помощью LED с перевернутым кристаллом в примерах, любой тип LED может применять изобретение, такие как LED, имеющие верхний соединенный проводом электрод.
Первоначально, в одном варианте осуществления изобретения массив полупроводниковых LED формируется на сапфировой подложке для выращивания кристаллов. Такие LED могут быть традиционными. Множество LED затем разделяются на кристаллы, чтобы формировать LED-кристаллы. Вместо способа предшествующего уровня техники для монтажа LED-кристаллов на пластину вспомогательной подложки LED-кристаллы временно прикрепляются к поддерживающей структуре, имеющей клейкую поверхность. Поддерживающая структура может быть любого размера, и LED-кристаллы могут быть размещены в любой конфигурации, например в вертикальных и горизонтальных рядах или в шахматном порядке.
Традиционная обработка масштаба пластины может затем выполняться по LED-кристаллам, например необязательное устранение сапфировой подложки с помощью процесса лазерного отслаивания или другими средствами, утончающими и огрубляющими экспонированный слой n-типа для увеличения вывода света, и нанесение фосфора поверх LED-кристаллов. В другом варианте осуществления сапфировая подложка остается на прежнем месте, и на ней формируется рисунок для увеличенного вывода света (уменьшения TIR). Такие процессы могут быть традиционными, и могут выполняться дополнительные процессы масштаба пластины.
Поддерживающая структура затем приводится в контакт с пресс-формой, содержащей силикон или другой подходящий материал, имеющий желательные инкапсулирующие и линзообразные свойства для LED-кристаллов. Пресс-форма сформирована так, что силикон формирует линзу поверх каждого LED-кристалла, в то же время также формируя жесткую структуру, окружающую каждый LED-кристалл. Нижний электрод(ы) LED-кристаллов не покрываются силиконом, поскольку нижние поверхности LED-кристаллов присоединены к поддерживающей структуре.
Силикон затем затвердевает, и поддерживающая структура удаляется из пресс-формы. Поддерживающая структура затем удаляется с затвердевшего силикона. Получающаяся в результате структура затем разделяется поштучно. Разделение поштучно легко выполняется посредством рассекания через силикон. Один этап отливки инкапсулирует каждый LED-кристалл, формирует линзу поверх каждого из LED-кристаллов и формирует модуль масштаба интегральной схемы для каждого LED-кристалла с помощью одного целостноотлитого материала. Получающийся в результате модульный LED-кристалл может иметь свой нижний электрод(ы), присоединенный (например, ультразвуком или спайкой) к любой подходящей структуре, такой как монтажные площадки печатной платы или другой подложки.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 – это упрощенный вид "сверху вниз" LED-пластины, в целом показывающей области различных LED.
Фиг. 2 – это упрощенный вид "сверху вниз" временной поддерживающей подложки, имеющей массив разделенных поштучно LED-кристаллов, присоединенных к ней.
Фиг. 3 – это поперечное сечение вдоль линии 3-3 на фиг. 2, показывающее два LED-кристалла, установленных на поддерживающую структуру.
Фиг. 4 иллюстрирует поддерживающую структуру, приложенную к пресс-форме, содержащей силикон, где LED-кристаллы погружаются в силикон для инкапсуляции, в то время как силикон также формирует линзу и модуль масштаба интегральной схемы для LED-кристаллов.
Фиг. 5 иллюстрирует инкапсулированные LED-кристаллы после удаления из пресс-формы и после того, как поддерживающая структура удалена из затвердевшего силикона.
Фиг. 6 иллюстрирует один тип конфигурации LED-кристаллов после удаления из пресс-формы.
Фиг. 7 иллюстрирует шахматный тип конфигурации LED-кристаллов после удаления из пресс-формы, чтобы увеличивать плотность размещения LED-кристаллов.
Фиг. 8 иллюстрирует то, как линзы могут быть асимметричными.
Фиг. 9 иллюстрирует отделенный LED, нижние электроды которого соединяются с монтажными площадками подложки, такой как печатная плата.
Фиг. 10 иллюстрирует структуру на фиг. 5 с нижним отражающим слоем.
Элементы, которые являются одинаковыми или эквивалентными, обозначены одинаковым числом.
Подробное описание изобретения
Фиг. 1 – это вид "сверху вниз" традиционной пластины 10 для изготовления LED, содержащей тысячи LED-площадок 12. LED-площадки 12 представляют LED-кристаллы после разделения. В используемом примере LED являются LED на основе GaN, такими как AlInGaN или INGaN LED, для создания синего света. Типично, относительно толстый GaN-слой n-типа выращивается на сапфировой подложке для выращивания кристаллов с помощью традиционных технологий. Относительно толстый GaN-слой типично включает в себя низкотемпературный слой образования центров кристаллизации и один или более слоев, чтобы предоставлять низкодефектную структуру кристаллической решетки для слоя покрытия n-типа и активного слоя. Один или более слоев покрытия n-типа затем формируются поверх толстого слоя n-типа, за которыми следует активный слой, один или более слоев покрытия p-типа и контактный слой p-типа (для металлизации).
Для перевернутого кристалла фрагменты p-слоев и активный слой стравливаются, чтобы раскрывать n-слой для металлизации. Таким образом, p-контакт и n-контакт находятся на одной стороне интегральной схемы. Ток от n-металлического контакта первоначально протекает сбоку сквозь n-слой. Нижние электроды LED типично формируются из отражающего металла.
Другие типы LED, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, включают в себя AlInGaP LED, которые могут создавать свет в диапазоне от красного до желтого. Также могут быть использованы LED, не использующие технологии перевернутого кристалла.
Сапфировая подложка для выращивания может быть удалена с пластины 10 с помощью традиционных процессов, таких как химико-механическое полирование, травление, лазерное отслаивание или другие процессы. Раскрытый полупроводниковый слой может затем быть сделан шероховатым для увеличения вывода света. В другом варианте осуществления подложка для выращивания остается на прежнем месте и на ней формируется рисунок, чтобы увеличивать вывод света. Фосфор может быть осажден поверх светоизлучающей поверхности множества LED.
LED тестируются, пока находятся в пластине 10, по рабочим характеристикам и распределяются по категориям (сортируются).
Пластина 10 затем разделяется, чтобы выделять отдельные LED, с помощью традиционного процесса.
Традиционная монтажная захватная установка затем позиционирует отдельные LED-кристаллы на временной поддерживающей структуре, как показано на фиг. 2. Фиг. 2 – это вид "сверху вниз" поддерживающей структуры 14, на которой размещаются LED-кристаллы 16.
Поддерживающая структура 14 может быть любого размера и формы. В одном варианте осуществления поддерживающая структура 14 имеет липкую поверхность или другой тип клейкой поверхности с электродами LED-кристаллов, обращенными к клейкой поверхности. Поддерживающая структура 14 может быть тонкой, растягиваемой, клейкой пленкой. Клейкая поверхность может быть удаляемым слоем, который становится не прилипающим после применения тепла, UV, растворителя или посредством другого технического приема. Шаг LED-кристаллов 16 на поддерживающей структуре 14 достаточен, чтобы предоставлять возможность формирования линзы поверх каждого LED-кристалла 16.
Фиг. 3 – это упрощенный вид в разрезе LED-кристаллов 16 и поддерживающей структуры 14 вдоль линии 3-3 на фиг. 2. Служащие в качестве примера LED-кристаллы 16A и 16B (называемые LED 16), в целом, содержат эпитаксиально выращенный полупроводниковый слой 18 N-типа, полупроводниковый активный слой 20 и полупроводниковый слой 24 P-типа. Для перевернутого кристалла фрагменты слоя 24 P-типа и активный слой 20 вытравливаются, чтобы раскрывать слой 18 N-типа, и N-электрод 26 наносится, чтобы контактировать со слоем 18 N-типа. P-электрод 28 контактирует со слоем 24 P-типа. В другом варианте осуществления LED-электроды 26/28 распределены как точки на нижней поверхности LED-кристалла для более однородного распределения тока. Подложка для выращивания кристалла показана удаленной со слоя 18 N-типа на фиг. 3, но она может вместо этого быть на месте.
В одном варианте осуществления LED являются AlInGaN и излучают свет от синего до янтарного.
Фосфорный слой может присутствовать, по меньшей мере, поверх поверхности слоя 18 N-типа, чтобы преобразовывать синий свет, например, в белый свет.
Процесс формовки затем выполняется, как показано на фиг. 4. Пресс-форма 32 имеет углубление 34, соответствующее желаемой форме линзы поверх каждого LED-кристалла 16. Пресс-форма 32 предпочтительно сформирована из металла. Пресс-форма 32 может использовать тонкий разделительный слой или может иметь неадгезионную поверхность, если необходимо, чтобы предотвращать приклеивание к ней затвердевшего формовочного материала. Пресс-форма 32 также имеет боковые стенки 36, которые действуют в качестве герметизирующих прокладок по отношению к периферии поддерживающей структуры 14, а также служат в качестве разделителей, чтобы отливать формовочный материал вокруг сторон LED-кристаллов 16, чтобы инкапсулировать их. Пресс-форма 32 может включать в себя рассекающую структуру 37, которая уменьшает любую вероятность повреждения линзы во время разделения.
На фиг. 4 углубления 34 пресс-формы и область между боковыми стенками 36 заполнены термоотверждаемым жидким материалом 40 линзы. Материал 40 линзы может быть любым подходящим оптически прозрачным материалом, таким как силикон, эпоксидная смола или гибридный силикон/эпоксид. Гибрид может быть использован, чтобы добиваться коэффициента соответствия теплового расширения (CTE). Силикон и эпоксидная смола имеют достаточно высокий коэффициент преломления (больше 1,4), чтобы значительно улучшать вывод света из AlInGaN или AlInGaP LED, так же как и действовать в качестве линзы. Один тип силикона имеет коэффициент преломления 1,76.
Вакуумное уплотнение создается между периферией поддерживающей структуры 14 и боковыми стенками 36 пресс-формы, так что каждый LED-кристалл 16 вставляется в жидкий материал 40 линзы, и материал 40 линзы находится в сжатом состоянии.
Пресс-форма 32 затем нагревается примерно до 150 градусов Цельсия (или другой подходящей температуры) на время, чтобы делать твердым материал 40 линзы. LED-кристаллы 16 теперь механически соединены вместе посредством затвердевшего материала 40 линзы и могут обрабатываться как единый блок.
Поддерживающая структура 14 затем отделяется от пресс-формы 32, что устраняет инкапсулированные LED-кристаллы 16 из пресс-формы 32. Инкапсулированные LED-кристаллы 16 затем отсоединяются от поддерживающей структуры 14, например, посредством отслаивания затвердевшего материала 40 линзы от поддерживающей структуры 14 или отделения клейкого слоя от материала 40 линзы. Поддерживающая структура 14 может быть повторно использована.
В другом варианте осуществления в материал 40 линзы внедряется фосфор или материал с другой длиной волны, чтобы преобразовывать синий свет в другой цвет, включающий в себя белый свет. Рассеивающие частицы могут также быть внедрены в материал 40 линзы.
Одна или более дополнительных силиконовых линз могут быть сформованы поверх материала 40 линзы, чтобы придавать форму излучению.
Фиг. 5 иллюстрирует получающуюся в результате структуру с прессованной линзой 44 поверх каждого LED-кристалла 16. В одном варианте осуществления прессованная линза 44 имеет диаметр между 1 мм и 5 мм. Линза 44 может быть любого размера или формы. LED-кристаллы 16 инкапсулируются с помощью материала 40 линзы, и материал 40 линзы формирует модуль масштаба интегральной схемы для каждого кристалла 16, составляющего одно целое с герметизирующим материалом и линзой. Электроды 26/28 LED раскрыты через низ модуля, так что они могут быть присоединены (например, ультразвуком или спайкой) к монтажным площадкам подложки или печатной платы. Модули масштаба интегральной схемы для двух кристаллов 16, показанные на фиг. 5, будут сегментированы вдоль пунктирной линии 46. Модули могут быть сегментированы более предпочтительно посредством рассекания, чем разрезания. Рассекание – это просто применение направленного вниз лезвия вдоль линий сегментации. Это создает хорошо контролируемые отрезы и не приводит в результате к порошкообразным отходам.
В одном варианте осуществления линза 44 является полусферической. В других вариантах осуществления линза 44 может быть любой формы, такой как линза бокового свечения, линза Френеля и т.д.
Хотя линза 44 показана почти выровненной с верхней поверхностью LED-кристалла 16, линза 44 может простираться ниже верхней поверхности. Толщина материала 40 линзы, соединяющего модули вместе, может быть любой толщиной, чтобы предоставлять возможность легкого разделения в случае затвердевшего силикона.
Соответственно, модуль, герметизирующий материал и линза формируются с помощью одного этапа отливки с использованием одного типа материала, такого как силикон. Дополнительная поддерживающая структура для модуля, такая как выводная рамка, теплоприемник или пластиковый корпус, не требуется, что значительно уменьшает стоимость модуля. Необязательно, одна или более дополнительных силиконовых линз могут быть отлиты поверх линзы 44 или присоединены с помощью клея, чтобы придавать форму излучению.
Фиг. 6 и 7 иллюстрируют различные возможные компоновки LED-кристаллов 16 перед сегментацией. Компоновка LED-кристаллов 16 на поддерживающей структуре 14 может обеспечивать максимальную плотность размещения. Фиг. 6 иллюстрирует компоновку с горизонтальными-вертикальными рядами аналогично фиг. 2. Это обеспечивает легкость разделения, поскольку линии разделения прямые. Фиг. 7 иллюстрирует компоновку в шахматном порядке, обеспечивающую увеличенную плотность размещения, поскольку существует меньше пространства вокруг полусферической линзы 44. Разделение требует более сложного отрезания.
Фиг. 8 иллюстрирует то, что отлитые линзы 50 могут быть асимметричными или любой другой формы, чтобы добиваться желаемой диаграммы направленности.
Фиг. 9 иллюстрирует отделенный модуль 54, имеющий электроды 26/28 LED-кристалла, присоединенные к металлическим монтажным площадкам 56/58 подложки 60 или печатной платы. Монтажные площадки 56/58, в конечном счете, электрически соединяются, чтобы проводить ток от источника энергии. В одном варианте осуществления размеры в ширину и длину всего модуля 54 меньше, чем тройные соответствующие размеры самого кристалла 16. Типичный размер кристалла 16 приблизительно 1×1 мм или меньше, что дает в результате размер всего модуля 54 меньше 3×3 мм. В другом варианте осуществления модуль 54 меньше двойного размера LED-кристалла 16.
При пайке LED-модуля 54 на подложку (например, FR4, MCPCB, керамика и т.д.) отражательная способность области вокруг кристалла 16 (через прозрачный силиконовый герметизирующий материал) будет зависеть от подложки, к которой он присоединен/припаян. Чтобы улучшать отражательную способность, может быть выполнен следующий необязательный этап процесса, который дает в результате структуру на фиг. 10, имеющую нижний отражающий слой 64. После помещения кристалла 16 на поддерживающую структуру 14 на фиг. 3 (которая может быть растягиваемой липкой пленкой), силикон (или золь-гель) с внедренными отражающими частицами TiO2 распределяется по поверхности подложки 14, но не поверх кристаллов 16, и затвердевает. Может быть использован простой процесс трафаретной печати, где трафарет включает в себя маску. Контакт со сторонами кристаллов 16 является желательным. После этапа отливки на фиг. 4 отражающий слой 64 силикон/TO2 (фиг.10) будет приклеен к нижней поверхности силиконовой линзы 44 и может быть отсоединен от подложки 14 вместе с линзой 44. Отражающий слой 64 будет тогда частью модуля 54, эффективно увеличивая отражательную способность модуля (все вокруг кристалла 16) независимо от любой отражательной способности подложки потребителя.
Альтернативным, без формовки, способом формирования линз на массиве LED-кристаллов 16 является распределение капель силикона поверх каждого кристалла 16 на поддерживающей подложке 14. Используя тиксотропный силиконовый материал поверх кристаллов 16 и предоставляя слабоклейкую (например, тефлоновую) поверхность подложки 14, поверхностное натяжение силикона будет естественным образом после распределения формировать форму типа купола. Силикон затем затвердевает, чтобы делать линзу твердой.
В то время как конкретные варианты осуществления настоящего изобретения были показаны и описаны, специалистам в области техники будет очевидно, что могут быть сделаны изменения и модификации без отступления от этого изобретения и его широких аспектов и, следовательно, прилагаемая формула изобретения должна заключать в своих рамках все такие изменения и модификации, как попадающие в сущность и рамки этого изобретения.

Claims (14)

1. Способ изготовления модульного кристалла светоизлучающего диода (LED), содержащий этапы, на которых:
формируют множество LED-кристаллов, каждый LED-кристалл содержит множество полупроводниковых слоев и по меньшей мере один металлический электрод, сформированный на нижней поверхности каждого из LED-кристаллов для электрического контакта с по меньшей мере одним из полупроводниковых слоев, при этом каждый из LED-кристаллов имеет верхнюю поверхность и боковые поверхности;
при этом по меньшей мере один металлический электрод имеет верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, противоположную верхней поверхности;
при этом верхняя поверхность по меньшей мере одного металлического электрода сформирована на нижней поверхности LED-кристалла; и
устанавливают множество LED-кристаллов на временную поддерживающую структуру;
отливают цельный материал поверх LED-кристаллов, который инкапсулирует по меньшей мере верхнюю поверхность и боковые поверхности LED-кристаллов и формирует линзу поверх верхней поверхности каждого из LED-кристаллов, цельный материал не покрывает нижнюю поверхность по меньшей мере одного металлического электрода, при этом цельный материал проходит вдоль множества боковых поверхностей LED-кристалла и имеет основание, которое проходит вниз к временной поддерживающей структуре и к нижней поверхности LED-кристаллов;
выполняют отверждение цельного материала, чтобы механически соединять LED-кристаллы вместе;
удаляют LED-кристаллы и цельный материал с поддерживающей структуры; и
разделяют цельный материал, чтобы разделять LED-кристаллы, чтобы создавать отдельные модульные LED-кристаллы так, что по меньшей мере один металлический электрод остается открытым для присоединения с другим электродом после формирования линзы.
2. Способ по п.1, в котором фосфор внедряется в цельный материал.
3. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором формируют отражающий слой на временной поддерживающей структуре после этапа установки множества LED-кристаллов на временную поддерживающую структуру, при этом цельный материал приклеивается к отражающему слою во время этапа удаления LED-кристаллов и цельного материала с поддерживающей структуры, получая в результате модульные LED-кристаллы, имеющие отражающий слой.
4. Способ по п.1, при этом модульные кристаллы не содержат выводную рамку, так что по меньшей мере один металлический электрод сконфигурирован, чтобы присоединяться к металлическим монтажным площадкам поддерживающей структуры.
5. Способ по п.1, при этом цельный материал формирует только линзу поверх кристалла.
6. Способ по п.1, при этом каждый модульный LED-кристалл имеет размеры в ширину и длину, при этом размеры в ширину и длину модульного LED-кристалла меньше тройных соответствующих размеров в ширину и длину LED-кристалла.
RU2014136705A 2012-02-10 2013-01-15 Прессованная линза, формирующая led-модуль масштаба интегральной схемы, и способ ее изготовления RU2617880C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261597366P 2012-02-10 2012-02-10
US61/597,366 2012-02-10
PCT/IB2013/050363 WO2013118002A1 (en) 2012-02-10 2013-01-15 Molded lens forming a chip scale led package and method of manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014136705A RU2014136705A (ru) 2016-04-10
RU2617880C2 true RU2617880C2 (ru) 2017-04-28

Family

ID=47891794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014136705A RU2617880C2 (ru) 2012-02-10 2013-01-15 Прессованная линза, формирующая led-модуль масштаба интегральной схемы, и способ ее изготовления

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9368702B2 (ru)
EP (1) EP2812929B1 (ru)
JP (2) JP6203759B2 (ru)
KR (1) KR102032392B1 (ru)
CN (1) CN104094424B (ru)
RU (1) RU2617880C2 (ru)
WO (1) WO2013118002A1 (ru)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9666762B2 (en) * 2007-10-31 2017-05-30 Cree, Inc. Multi-chip light emitter packages and related methods
CN104282819B (zh) 2013-07-08 2018-08-28 光宝电子(广州)有限公司 倒装式发光二极管封装模块及其制造方法
EP3022779B1 (en) * 2013-07-19 2020-03-18 Lumileds Holding B.V. Pc led with optical element and without substrate carrier
US9541241B2 (en) * 2013-10-03 2017-01-10 Cree, Inc. LED lamp
DE102014100772B4 (de) * 2014-01-23 2022-11-03 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauelementen und optoelektronisches Halbleiterbauelement
JP6252302B2 (ja) * 2014-03-28 2017-12-27 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
TWI689396B (zh) * 2014-07-22 2020-04-01 日商山田尖端科技股份有限公司 成形模具、成形裝置及成形品的製造方法
DE102014111106A1 (de) 2014-08-05 2016-02-11 Osram Opto Semiconductors Gmbh Elektronisches Bauelement, optoelektronisches Bauelement, Bauelementeanordnung und Verfahren zur Herstellung eines elektronisches Bauelements
DE102014112540A1 (de) * 2014-09-01 2016-03-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauteil
KR102424178B1 (ko) * 2014-09-02 2022-07-25 루미리즈 홀딩 비.브이. 광원
CN105591006A (zh) * 2014-10-20 2016-05-18 展晶科技(深圳)有限公司 覆晶式led封装体
JP6432343B2 (ja) 2014-12-26 2018-12-05 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
KR20160083279A (ko) 2014-12-30 2016-07-12 주식회사 세미콘라이트 반도체 발광소자 및 이의 제조 방법
KR101636516B1 (ko) * 2015-03-10 2016-07-06 한국광기술원 렌즈 일체형 발광다이오드 모듈의 제조방법
DE102015106367B4 (de) * 2015-04-24 2021-08-05 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Lumineszenzdiodenanordnung
KR102335106B1 (ko) 2015-06-19 2021-12-03 삼성전자 주식회사 발광 소자 패키지 및 그 제조 방법
KR102432859B1 (ko) * 2015-07-10 2022-08-16 삼성전자주식회사 발광 장치 및 이를 포함하는 발광 모듈
DE102015116970A1 (de) * 2015-10-06 2017-04-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterlaser und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterlasers
EP3205584B1 (en) 2016-02-12 2020-06-03 Goodrich Lighting Systems GmbH Exterior aircraft light and aircraft comprising the same
WO2017175148A1 (en) 2016-04-08 2017-10-12 Novagan Highly directional light source with high extraction efficiency and method to manufacturing the same
KR102534245B1 (ko) * 2016-05-04 2023-05-18 삼성전자주식회사 칩 스케일 렌즈를 포함한 발광장치
JP6665731B2 (ja) 2016-08-22 2020-03-13 豊田合成株式会社 発光装置及びその製造方法
JP6579141B2 (ja) * 2017-03-24 2019-09-25 日亜化学工業株式会社 発光装置および発光装置の製造方法
CN107256911B (zh) * 2017-05-31 2019-07-23 中国科学院半导体研究所 芯片尺寸级深紫外发光二极管共晶封装方法
TWI661585B (zh) * 2017-12-21 2019-06-01 財團法人工業技術研究院 發光二極體封裝
KR102175337B1 (ko) * 2018-08-24 2020-11-06 한국광기술원 Led 패키지
TWI693455B (zh) * 2019-04-10 2020-05-11 瑞軒科技股份有限公司 發光二極體背光模組
CN110335925A (zh) * 2019-07-22 2019-10-15 广东省半导体产业技术研究院 一种芯片结构及其制作方法
DE102019120717A1 (de) * 2019-07-31 2021-02-04 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur herstellung eines elektronischen bauelements und elektronisches bauelement
US11056529B2 (en) * 2019-10-11 2021-07-06 Omnivision Technologies, Inc. Image-sensor chip-scale package and method for manufacture
WO2021137762A1 (en) * 2019-12-30 2021-07-08 Ams Sensors Asia Pte. Ltd. A method of manufacturing a plurality of optoelectronic modules
KR20220045832A (ko) 2020-10-06 2022-04-13 삼성전자주식회사 LED(Light Emitting Diode) 패키지 및 이를 포함하는 전자 장치
KR20220073301A (ko) 2020-11-26 2022-06-03 삼성전자주식회사 Led 패키지 및 이를 포함하는 전자 장치
KR20220112375A (ko) 2021-02-04 2022-08-11 삼성전자주식회사 플래시 led 모듈
CN114284420A (zh) * 2021-12-27 2022-04-05 深圳市聚飞光电股份有限公司 发光单元及其制作方法、发光组件

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110086901A9 (en) * 2006-05-19 2011-04-14 Topigen Pharmaceuticals Inc. Oligonucleotides affecting expression of phosphodiesterases
US20120025242A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-02 Apt Electronics Ltd. Surface mounted led structure and packaging method of integrating functional circuits on a silicon
US20120205694A1 (en) * 2011-02-11 2012-08-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method of forming a light emitting diode emitter substrate with highly reflective metal bonding

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS624380A (ja) * 1985-06-29 1987-01-10 Toshiba Corp 発光ダイオ−ド装置
DE10008203B4 (de) * 2000-02-23 2008-02-07 Vishay Semiconductor Gmbh Verfahren zum Herstellen elektronischer Halbleiterbauelemente
JP3589187B2 (ja) * 2000-07-31 2004-11-17 日亜化学工業株式会社 発光装置の形成方法
JP4214704B2 (ja) * 2002-03-20 2009-01-28 日亜化学工業株式会社 半導体素子
JP3795040B2 (ja) 2003-12-03 2006-07-12 沖電気工業株式会社 半導体装置の製造方法
WO2005081319A1 (de) * 2004-02-20 2005-09-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches bauelement, vorrichtung mit einer mehrzahl optoelektronischer bauelemente und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements
JP5128047B2 (ja) * 2004-10-07 2013-01-23 Ｔｏｗａ株式会社 光デバイス及び光デバイスの生産方法
US7344902B2 (en) * 2004-11-15 2008-03-18 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Overmolded lens over LED die
TWI422044B (zh) 2005-06-30 2014-01-01 Cree Inc 封裝發光裝置之晶片尺度方法及經晶片尺度封裝之發光裝置
DE102005041064B4 (de) 2005-08-30 2023-01-19 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Oberflächenmontierbares optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
JP5192646B2 (ja) * 2006-01-16 2013-05-08 Ｔｏｗａ株式会社 光素子の樹脂封止方法、その樹脂封止装置、および、その製造方法
JP2007242820A (ja) * 2006-03-08 2007-09-20 Asahi Kasei Corp 発光デバイス及び発光デバイスモジュール
JP5154039B2 (ja) * 2006-08-21 2013-02-27 浜松ホトニクス株式会社 半導体装置および半導体装置製造方法
US7473940B2 (en) 2006-11-27 2009-01-06 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Compact LED with a self-formed encapsulating dome
US9061450B2 (en) * 2007-02-12 2015-06-23 Cree, Inc. Methods of forming packaged semiconductor light emitting devices having front contacts by compression molding
JP2008207450A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Towa Corp 発光素子の圧縮成形方法
TWI348229B (en) * 2007-07-19 2011-09-01 Advanced Optoelectronic Tech Packaging structure of chemical compound semiconductor device and fabricating method thereof
US9431589B2 (en) * 2007-12-14 2016-08-30 Cree, Inc. Textured encapsulant surface in LED packages
TWI364801B (en) * 2007-12-20 2012-05-21 Chipmos Technologies Inc Dice rearrangement package structure using layout process to form a compliant configuration
DE102008010512A1 (de) 2008-02-22 2009-08-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauteil und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils
JP2009206123A (ja) 2008-02-26 2009-09-10 Sanken Electric Co Ltd Ｈｆｅｔおよびその製造方法
JP5000566B2 (ja) * 2008-03-27 2012-08-15 信越化学工業株式会社 硬化性シリコーンゴム組成物、およびそれを封止材料として用いた光半導体装置
CN102084507B (zh) * 2008-07-01 2016-01-20 皇家飞利浦电子股份有限公司 具有降低的未转换光发射的波长转换发光二极管
US20100109025A1 (en) * 2008-11-05 2010-05-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Over the mold phosphor lens for an led
JP2011009572A (ja) * 2009-06-26 2011-01-13 Citizen Electronics Co Ltd フリップチップ実装型ｌｅｄ及びフリップチップ実装型ｌｅｄの製造方法。
US20110031516A1 (en) 2009-08-07 2011-02-10 Koninklijke Philips Electronics N.V. Led with silicone layer and laminated remote phosphor layer
US20110049545A1 (en) * 2009-09-02 2011-03-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Led package with phosphor plate and reflective substrate
JP4951090B2 (ja) 2010-01-29 2012-06-13 株式会社東芝 Ｌｅｄパッケージ
KR101763972B1 (ko) * 2010-02-09 2017-08-01 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 발광 장치
US9012938B2 (en) * 2010-04-09 2015-04-21 Cree, Inc. High reflective substrate of light emitting devices with improved light output
JP5414627B2 (ja) * 2010-06-07 2014-02-12 株式会社東芝 半導体発光装置及びその製造方法
JP5462078B2 (ja) * 2010-06-07 2014-04-02 株式会社東芝 半導体発光装置及びその製造方法
US8647900B2 (en) * 2010-09-20 2014-02-11 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Micro-structure phosphor coating
KR20130011377A (ko) * 2011-07-21 2013-01-30 삼성전자주식회사 발광소자 패키지

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110086901A9 (en) * 2006-05-19 2011-04-14 Topigen Pharmaceuticals Inc. Oligonucleotides affecting expression of phosphodiesterases
US20120025242A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-02 Apt Electronics Ltd. Surface mounted led structure and packaging method of integrating functional circuits on a silicon
US20120205694A1 (en) * 2011-02-11 2012-08-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method of forming a light emitting diode emitter substrate with highly reflective metal bonding

Also Published As

Publication number Publication date
JP6203759B2 (ja) 2017-09-27
EP2812929A1 (en) 2014-12-17
CN104094424B (zh) 2016-12-21
KR102032392B1 (ko) 2019-10-16
WO2013118002A1 (en) 2013-08-15
JP2015507371A (ja) 2015-03-05
RU2014136705A (ru) 2016-04-10
JP2018014509A (ja) 2018-01-25
CN104094424A (zh) 2014-10-08
US20140374786A1 (en) 2014-12-25
KR20140133565A (ko) 2014-11-19
EP2812929B1 (en) 2020-03-11
US9368702B2 (en) 2016-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2617880C2 (ru) Прессованная линза, формирующая led-модуль масштаба интегральной схемы, и способ ее изготовления
US8759865B2 (en) Light emitting diode chip, light emitting diode package structure, and method for forming the same
TWI422044B (zh) 封裝發光裝置之晶片尺度方法及經晶片尺度封裝之發光裝置
US8847248B2 (en) Light-emitting device and the manufacturing method thereof
TWI446596B (zh) 發光二極體（ｌｅｄ）封裝及其製造方法
EP2523230A2 (en) Light emitting device package and ultraviolet lamp having the same
US9847461B2 (en) Optoelectronic semiconductor component with sapphire flip-chip
US20120104426A1 (en) White ceramic led package
CN101032034A (zh) 用于封装发光器件的芯片级方法和芯片级封装的发光器件
CN101681964A (zh) 用于制造光电子器件的方法以及光电子器件
US20150054016A1 (en) Light emitting structure and manufacturing method thereof
KR20150067368A (ko) 다수의 광전자 반도체 소자의 제조 방법
KR20150022868A (ko) 광전자 모듈, 그리고 광전자 모듈의 제어 방법
KR20080038926A (ko) 발광 다이오드 칩 및 발광 다이오드 광원 모듈의 제조 방법
KR20090021531A (ko) 발광 소자 패키지 및 그 제조방법
US20100022039A1 (en) Method of making light emitting diodes
TWI455357B (zh) 發光裝置及其製造方法
KR20140134420A (ko) 반도체 발광소자 패키지의 제조 방법
CN105393374B (zh) 具有光学元件并且没有衬底载体的pc led
KR101649296B1 (ko) 발광 소자 패키지 제조 방법과 발광 소자 패키지 스트립 및 발광 소자 패키지
CN102104012A (zh) 发光二极管的制造方法
TWI590487B (zh) Thin-film light-emitting diode manufacturing method and film-type light-emitting Diode
US11282991B2 (en) Method of producing an optoelectronic component, and optoelectronic component
KR20170038250A (ko) 플립칩 구조의 발광 소자 및 이의 제조 방법
KR20130012661A (ko) 발광 소자, 발광 소자 패키지 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180116