專利名稱：用于發(fā)光器件的島狀載體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路(IC)制作和組裝的領(lǐng)域，并且具體而言涉及發(fā)光器件(LED)的制作。
背景技術(shù)：
隨著半導體發(fā)光器件(LED)的發(fā)光能力持續(xù)改善，它們在傳統(tǒng)照明應(yīng)用中的使用持續(xù)增長，以成本有效的方式提供可靠持久的產(chǎn)品的競爭壓力也持續(xù)增長。由于這些器件日益增長的市場，即使LED產(chǎn)品的成本相對低，每個器件節(jié)約甚至幾分錢都會對利潤率具有顯著影響。在減小提供發(fā)光器件的單獨管芯的尺寸方面，由此在減小材料成本方面持續(xù)取得進展，但是處理考慮要求管芯應(yīng)安裝在更大襯底上。也就是說，例如，盡管半導體制造者具有可以拾取和放置可能小至Immxlmm的單獨管芯并且提供連接到每個管芯上的接觸的設(shè)備，傳統(tǒng)上用于印刷電路制作的該設(shè)備不適合于放置或連接這種管芯。按照類似方式，發(fā)光器件經(jīng)常被插入可更換項目，并且需要足夠大從而被人手握住。圖1A-1B說明用于安裝LED管芯110的示例襯底150。襯底150通常為陶瓷，諸如氮化鋁(AlN)或氧化鋁(Al2O3),并且管芯110和襯底150的組合典型地稱為陶瓷上器件(DoC)。圖1的示例LED管芯110說明使用了四個發(fā)光元件116。接觸112使得能夠?qū)l(fā)光元件耦合到外部電源。在此示例中，壓力夾122將管芯110保持到襯底150，并且提供到接觸112的電耦合。壓力夾的使用便于管芯110的更換。墊片120使得可將襯底安裝的LED器件附著到外部電源，并且例如可以用作將器件結(jié)合到印刷電路板或類似結(jié)構(gòu)的結(jié)合墊片。結(jié)合墊片120提供與接觸112相同的功能，但是如上文指出，顯著更大以便于常見印刷電路板制作設(shè)備和技術(shù)。襯底150還用作散逸由發(fā)光元件116產(chǎn)生的熱量的熱沉。圖1C說明可替換布置，其中LED管芯110經(jīng)由焊料元件122被焊接到襯底150上的墊片120。在此示例實施例中，管芯110中的一個或多個通路115或其它內(nèi)部路由部件提供到發(fā)光元件116的耦合。在圖1C的示例中，上接觸112也被提供，使得LED管芯可以在圖1B或IC的配置中使用。圖1C的示例還說明使用LED管芯被焊接到其的熱沉墊片130。此布置將典型地提供LED管芯110和襯底150之間改善的熱耦合，但是通常需要位于管芯110的下表面上相應(yīng)的可焊接熱傳遞接觸118。盡管在陶瓷上放置諸如墊片120、130的導電跡線是一種成熟技術(shù)，但是存在制作具有這種墊片120、130的陶瓷襯底涉及的成本，以及由于通常用于提供這些墊片的金屬的熱系數(shù)和陶瓷襯底的熱系數(shù)之間的失配引起的墊片120、130從襯底分離的某種風險
發(fā)明內(nèi)容
有利的是提供一種更低成本的發(fā)光產(chǎn)品。還有利的是提供一種具有潛在地更高可靠性和/或更長操作壽命的發(fā)光產(chǎn)品。還有利的是提供一種制作這種發(fā)光產(chǎn)品的成本有效的方法。這些優(yōu)點以及其它方面可以通過一種使用低成本傳導載體元件的工藝實現(xiàn)，該載體元件提供對LED管芯的結(jié)構(gòu)支撐以及到LED管芯的電和熱耦合。提供一種引線框，其包括至少一個載體元件，該載體元件被分割以形成LED管芯被附著到其的可辨別傳導區(qū)域。當載體元件從框分離時，傳導區(qū)域被彼此電隔離。電介質(zhì)可以放置在載體元件的傳導區(qū)域之間。


參考附圖更詳細地并且通過示例方式解釋本發(fā)明，在附圖中:
圖1A-1C說明兩個傳統(tǒng)陶瓷上管芯(DoC)布置。圖2A-2B說明不例的傳導載體上管芯布置。圖3說明包括載體結(jié)構(gòu)的示例引線框，該載體結(jié)構(gòu)包括三個可辨別傳導區(qū)域。圖4說明用于提供載體基發(fā)光器件的示例流程圖。圖5說明包括多個載體結(jié)構(gòu)的示例引線框。圖6說明包括多個載體結(jié)構(gòu)的另一示例引線框。圖7A-7C說明示例載體結(jié)構(gòu)。相同附圖標記在各圖中始終表示相似或?qū)?yīng)的特征或功能。附圖被包括用于說明目的并且不是旨在限制本發(fā)明的范圍。
具體實施例方式在下述說明書中，出于解釋而非限制的目的，闡述了諸如具體架構(gòu)、接口、技術(shù)等特定細節(jié)，從而提供對本發(fā)明的構(gòu)思的徹底理解。然而本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯見，本發(fā)明可以在背離這些特定細節(jié)的其它實施例中實踐。按照類似方式，此說明書的文本是針對各圖中說明的示例性實施例，并且不是旨在將所要求保護的發(fā)明限制為超出權(quán)利要求中明確包括的限制。出于簡化和清楚的原因，省略了對公知器件、電路和方法的詳細描述，從而不由于不必要細節(jié)而模糊本發(fā)明的說明書。

另外在下述說明書中，通常使用的材料和工藝被提到以便于更好和/或更容易理解此處給出的本發(fā)明的原理，不過本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到本發(fā)明的原理不限于這些參考。例如，…。圖2A-2B說明示例的傳導載體上管芯布置。在此示例中，LED管芯110安裝在導電載體結(jié)構(gòu)210-220上，該載體結(jié)構(gòu)既對管芯110提供結(jié)構(gòu)支撐，也提供到管芯110的電和熱耦合。在此示例中載體結(jié)構(gòu)包括兩個電導體210和一個熱傳遞導體220。在此示例實施例中，LED管芯110可以使用傳統(tǒng)SMD (表面安裝器件)焊料回流技術(shù)而焊接到導體210以及導體220。因為導體210是導電的，從外部源到LED管芯110的電耦合可以使用這些導體210的任何可接入的側(cè)面或邊緣來實現(xiàn)。按照類似方式，熱耦合可以使用導體220的任何可接入的側(cè)面或邊緣來實現(xiàn)。圖3說明包括載體結(jié)構(gòu)的示例引線框350，該載體結(jié)構(gòu)包括三個可辨別傳導區(qū)域，其對應(yīng)于圖2A-2B中的導體210、220。也就是說，引線框350包括位于一種圖案中的狹縫或開口 355，該圖案定義用于耦合到LED管芯110的導體210、220的期望形狀和放置。開口 355之間的翼片357保持導體210、220被附著到整體框結(jié)構(gòu)。引線框350例如可以是銅片，其足夠厚(例如大于0.75mm，優(yōu)選地1.5mm，取決于尺寸)，從而為圖2的發(fā)光器件200提供主要結(jié)構(gòu)支撐，不過可以使用其它導電材料。為了清楚起見，術(shù)語’區(qū)域’此處被用于指將最終變?yōu)橛糜谳d體基發(fā)光器件(諸如圖2A中的器件200)的期望導體的框上區(qū)域。因為這些區(qū)域和最終導體是相同的元件，在參考框上區(qū)域或者器件上導體時將使用相同的附圖標記210、220。按照類似方式，因為這些導體210、220的組合形成整體載體結(jié)構(gòu)，該組合將被稱為載體結(jié)構(gòu)210-220。參考圖4的流程圖而最佳地理解此引線框350的使用。在此示例中，使用示例引線框350和LED管芯110的附圖標記來描述圖4，不過本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到流程不限于此具體示例。在410，提供具有載體結(jié)構(gòu)210-220的引線框350。在420，將(多個)LED管芯110放置在載體結(jié)構(gòu)210-220上。典型地將一個LED管芯110放置在每個載體結(jié)構(gòu)210-220上，不過可以將多個LED管芯安裝在單個載體結(jié)構(gòu)上。在430，典型地使用SMD焊料回流技術(shù)，將LED管芯110附著到載體結(jié)構(gòu)210-220的相應(yīng)傳導區(qū)域210、220，不過可以使用將LED管芯110耦合到這些區(qū)域210、220的其它手段。例如，如果LED管芯不包括通路115或者經(jīng)由其底表面的其它耦合手段，可以使用傳統(tǒng)引線結(jié)合技術(shù)將管芯上的接觸112引線結(jié)合到區(qū)域210。在一些實施例中，LED管芯110本身可以不依賴于機械接觸附著到區(qū)域220，有可能用熱傳遞膏料或物料增強以確保LED管芯110和區(qū)域220之間的高效熱耦合。按照類似方式，在一些實施例中，引線框350可以至少在與LED管芯110的接觸點處用金鍍覆，從而確保LED管芯110和區(qū)域210之間的可靠電耦合。在440，典型地通過鋸斷將載體結(jié)構(gòu)210-220連接到框350其余部分的翼片357，從框350分離載體結(jié)構(gòu)210-220 (具有附著的LED管芯110)，由此制成圖2A-2B的發(fā)光器件200。盡管示例框350被說明為形成一個載體結(jié)構(gòu)210-220，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到多個載體結(jié)構(gòu)可以被提供在單個框上，如圖5和6的示例框550、650中說明。示例框550包括圖3的示例框350的復(fù)制。在此示例中，在框550中提供16個載體結(jié)構(gòu)210-220，每個載體結(jié)構(gòu)210-220具有附著的LED管芯110。示例框650被設(shè)計成最小化當具有附著的LED管芯110的載體結(jié)構(gòu)210-220從框移除時的廢料。在此示例中，載體結(jié)構(gòu)210-220交替擺置以減小框650中需要的開口 355的數(shù)目，并且保持區(qū)域210、220被附著到框650的翼片357沿著鋸縫660被定位，其中當載體結(jié)構(gòu)210-220從框650分離時該鋸縫將產(chǎn)生。在此示例中，將產(chǎn)生16個發(fā)光器件(圖2中200)，但是框650的尺寸顯著小于圖5中框550的尺寸。圖7A-7C說明示例載體結(jié)構(gòu)。在這些示例中，相對于管芯110，載體結(jié)構(gòu)210-220的尺寸與圖1中襯底150大約相同。為了減小由這些更大結(jié)構(gòu)210-220造成的管芯110上的潛在應(yīng)力，用電介質(zhì)材料填充導體210、220之間的空間。以此方式，結(jié)構(gòu)210-220基本上是自支撐的并且在管芯110上放置最小的應(yīng)力。
可以在LED管芯110附著到載體結(jié)構(gòu)210-220之前或之后，以及在載體結(jié)構(gòu)210-220從框分離之前或之后，或者二者的組合，添加電介質(zhì)。例如，在圖7B中，利用電介質(zhì)715隔離導體210，并且因此在(在將導體210保持到框的翼片的位置處)導體210從框分離之后，必須已經(jīng)添加電介質(zhì)715的至少部分。然而，可以在LED管芯110附著到這些導體之前填充導體210、220之間的空間。圖7C說明導體210可以提供附加功能的事實。在此示例中，導體210包括便于將器件700插入諸如印刷電路板中的孔的相應(yīng)插座的銷形部件710，或者包括允許器件700被更換的插頭。前文純粹說明本發(fā)明的原理。因而將理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計各種布置；盡管沒有在此處明確地描述或示出，所述布置實施本發(fā)明的原理并且因而在下述權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)。在解釋這些權(quán)利要求中應(yīng)當理解:
a)措辭“包括”不排除存在指定權(quán)利要求中列出的那些元件或動作以外的元件或動
作；
b)元件之前的措辭“一”("a"或"an")并不排除存在多個這種元件；
c)權(quán)利要求中的任何附圖標記不限制它們的范圍；
d)若干“裝置”可用同一項目或硬件或軟件實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)或功能來表示；
e)每個所公開元件可以包括硬件部分(例如包括分立的和集成的電子電路系統(tǒng))、軟件部分(例如計算機編程)及其任何組合；
f)硬件部分可以包括處理器，并且軟件部分可以存儲在非瞬態(tài)計算機可讀介質(zhì)上并且可以配置成致使處理器執(zhí)行一個或多個所公開元件的一些或全部功能；
g)硬件部分可以包括模擬部分和數(shù)字部分之一或二者；
h)除非另外明確地說明，任何所公開的器件或其部分可組合在一起或被分離為另外部
分；
i)除非明確指出，否則不意圖要求特定的動作順序序列；以及
j)術(shù)語"多個"元件包括兩個或更多個所要求保護的元件，并且不暗示元件的任何具體數(shù)目范圍；也就是說，多個元件可以是少至兩個元件，并且可以包括數(shù)目不可計量的元件。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括: 提供引線框，該引線框包括至少一個載體元件，該載體元件是傳導的并且被分割以形成多個可辨別傳導區(qū)域， 將至少一個LED管芯放置在該載體元件上， 將該LED管芯上的接觸耦合到傳導區(qū)域，以及 從該引線框分離該載體元件，從而提供每個傳導區(qū)域彼此電隔離的LED器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，包括在可辨別傳導區(qū)域之間放置電介質(zhì)材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中可辨別傳導區(qū)域包括:熱傳導區(qū)域，其配置成從該LED管芯散逸熱量，以及一個或多個電極，其將該LED管芯耦合到外部能量源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，包括依據(jù)與多個可辨別傳導區(qū)域?qū)?yīng)的圖案，通過從引線框移除材料而形成引線框。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中多個可辨別傳導 區(qū)域包括陽極區(qū)域、陰極區(qū)域和熱傳遞區(qū)域，其中陽極區(qū)域和陰極區(qū)域被提供以便于分別與LED管芯關(guān)聯(lián)的陽極電極和陰極電極的耦合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中耦合包括回流焊接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中引線框包括銅片。
8.一種發(fā)光器件，包括: 多個載體元件，以及 附著到多個載體元件的LED管芯， 其中該載體元件提供: 用于器件的主要結(jié)構(gòu)支撐，以及 到LED管芯的電和熱耦合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的發(fā)光器件，包括將載體元件彼此分離的電介質(zhì)材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的發(fā)光器件，其中載體元件的一個或多個包括銷結(jié)構(gòu)，該銷結(jié)構(gòu)便于器件插入相應(yīng)插座。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的發(fā)光器件，其中每個載體元件包括銅。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的發(fā)光器件，其中每個載體元件的厚度至少為0.75_。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的發(fā)光器件，其中LED管芯利用焊料附著到多個載體元件。
14.根據(jù)權(quán)利要求8的發(fā)光器件,其中LED管芯包括通過LED管芯的頂表面發(fā)射光的一個或多個發(fā)光元件，并且經(jīng)由LED管芯的與頂表面相對的底表面上的接觸，LED管芯附著到多個載體元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求8的發(fā)光器件，其中載體元件的一個或多個經(jīng)由載體元件的底表面和一個或多個邊緣表面而提供到LED管芯的電耦合。
16.—種引線框,包括: 至少一個載體元件，該載體元件是傳導的并且被分割以形成多個可辨別傳導區(qū)域，以及 位于該載體元件上的至少一個LED管芯，其耦合到多個可辨別傳導區(qū)域。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的引線框，包括位于可辨別傳導區(qū)域之間的電介質(zhì)材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的引線框，其中引線框是銅片。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的引線框，其中引線框的厚度至少為0.75_。
20.根據(jù)權(quán)利要求16 的引線框，其中載體元件的一個或多個經(jīng)由載體元件的底表面和一個或多個邊緣表面提供到LED管芯的電耦合。
全文摘要
一種低成本的傳導載體元件提供對發(fā)光器件(LED)管芯的結(jié)構(gòu)支撐以及到LED管芯的電和熱耦合。提供一種引線框，其包括至少一個載體元件，該載體元件被分割以形成LED管芯被附著到其的可辨別傳導區(qū)域。當載體元件從框分離時，傳導區(qū)域彼此電隔離。電介質(zhì)可以放置在載體元件的傳導區(qū)域之間。
文檔編號H01L33/62GK103201863SQ201180055232
公開日2013年7月10日 申請日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者Q.莫, D.P.J.范德哈格肯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司