CN100433282C - 功率型发光二极管器件及其制造方法 - Google Patents

功率型发光二极管器件及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种功率型发光二极管器件的制造方法，包括：在半导体基板或金属基板或陶瓷基板上利用半导体MOCVD技术或外延扩散技术或离子注入技术制备光敏电阻，或者直接将成品光敏电阻焊接在基板上；在基板上分别封装多个发光二极管芯片，形成多组串联电路；多组串联电路依次连接电压补偿热敏电阻、光敏电阻、参数电阻；利用这种方法制作的器件可以显示其各个串联电路中发光二极管芯片相加的电压、电路对应补偿电阻数值，以及器件焊接完成后测量该串联电路的电压；而且器件具有串并联电路及其电压温度补偿特点。

Description

功率型发光二极管器件及其制造方法
技术领域
本发明属于半导体技术领域，涉及一种在衬底上制备光敏电阻、封装和焊接多芯片功率型发光二极管器件及其制造方法。
背景技术
采用有机金属汽相外延(MOCVD)方法等技术制造的高亮度发光二极管芯片技术基本成熟，但是，制造大功率发光二极管芯片及器件技术还不够成熟。利用多个高亮度发光二极管芯片制造成一个大功率器件具有比较好的优点。目前，大功率制造技术的主要缺点是：(1)单芯片大功率发光二极管成本和售价都比较高；(2)多芯片大功率发光二极管器件技术不够完善；(3)没有制造多芯片器件的电压和电流补偿技术；(4)没有多芯片器件的制造方法，还不能进行批量化生产。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种在衬底上利用半导体技术在基板上制备光敏电阻、封装和焊接多芯片功率型发光二极管器件及其制造方法，光敏电阻与两个参数电阻连接改变光敏系数，在串联电路中连接电压补偿热敏电阻，利用这种方法制作的器件可以显示其各个串联电路中发光二极管芯片相加的电压、电路对应补偿电阻数值，以及器件焊接完成后测量该串联电路的电压；利用这种方法制作的发光二极管器件具有串并联电路及其电压温度补偿特点。
本发明功率型发光二极管器件的制造方法，包括如下步骤：
(1)在半导体基板或金属基板或陶瓷基板上利用半导体MOCVD技术或外延扩散技术或离子注入技术制备光敏电阻，或者直接将成品光敏电阻焊接在基板上：
(2)在基板上分别封装多个发光二极管芯片，形成多组串联电路；
(3)多组串联电路依次连接电压补偿热敏电阻、光敏电阻、参数电阻。
所述电压补偿热敏电阻数值最好达到一定要求，可以通过下述方法测量和计算出来：串联电路通过恒流和控制电路加恒定电流，计算一组串联电路电压、增加一定的偏置电压作为基准电压，保证其它串联电路的电压总和低于该基准电压，其中偏置电压是由于增加补偿热敏电阻产生；
在测量另一串联电路时，对该串联电路中发光二极管芯片电压求和，再利用基准电压减去和电压，求得电压差，将电压差除恒定电流，即可得到该串联电路应串联的热敏补偿电阻数值。同理，以此方法可以运算出其余串联电路的热敏补偿电阻数值。
制作、焊接完成后，还可以测量焊接后的器件各个串联电路的电压，并将电压数值显示在显示器上。
如图2所示，用于测量和显示本发明器件的串联电路的电压的电路结构如下：微机和转换电路分别与恒流和控制电路、本发明器件的串联电路、显示和键盘电路相互电气连接，恒流和控制电路与本发明器件的串联电路相互电气连接。
每个串联电路可以通过恒流和控制电路加恒定电流，通过微机和转换电路控制测量和数据处理，通过显示和键盘电路显示测量电压。
如图3所示，恒流和控制电路由稳压二极管Z1～Z7H、电阻R1～R7、继电器IC3和IC4组成；电阻稳压二极管Zi、Ri(i＝1～7)产生恒定电流，分别经过恒流和控制电路继电器IC3和IC4流经各个串联电路。
微机和转换电路由单片机IC1和多路模拟开关IC2组成，单片机IC1控制电流经过热敏电阻和二极管电路或直接流过二极管电路，控制显示串联电路电压、电阻数值。
显示和键盘电路由显示电路LCD、键盘电路KEY组成；显示器有一个电路数码和三个电阻数码管组成，以及一个电路数码和三个电压数码管组成，键盘由电压、电阻、循环、电路、数字、确认按键组成。
本发明与现有技术相比有如下的优点和效果：(1)在金属基板或陶瓷基板或环氧树脂电路基板上制备光敏电阻、封装多发光二极管芯片；(2)在串联电路中连接热敏电阻，补偿各个串联电路的电压差值；(3)直接显示各个串联电路电压和、电压差；(4)自动计算补偿电阻数值，并通过显示器显示电阻数值；(5)各个串联电路再并联到一起后电压基本相等；(6)串联电路中热敏电阻补偿了由于温度导致电压变化；(7)本发明配有微机及其对应的电路。
附图说明
图1是本发明方法制作的功率型发光二极管器件结构示意图。
图中，1是热敏补偿电阻，2是电路接线点；3是器件正电极，4是电路板中引线，5是焊盘，6是发光二极管金焊接线，7是发光二极管芯片，8是器件负电极，9是发光二极管芯片负电极，10是发光二极管芯片正电极，11是基板，11是参数电阻，12是光敏电阻；
图2是用于测量和显示图1所示器件的串联电路的电压的电路原理框图；
图3是图2的电路原理图。
具体实施方式
按图1所示结构制作器件
(1)在半导体基板或金属基板或陶瓷基板上利用半导体MOCVD技术或外延扩散技术或离子注入技术制备光敏电阻，或者直接将成品光敏电阻焊接在基板上；
(2)在基板上分别封装多个发光二极管芯片，形成多组串联电路；
(3)多组串联电路依次连接电压补偿热敏电阻、光敏电阻、参数电阻；电压补偿热敏电阻用于补偿因为温度的变化串联回路电压产生的增加和减少；光敏电阻及参数电阻通过串联或并联改变光敏系数，用于测量发光二极管芯片的发光强度，当发光强度降低时，电路中的电阻减小电流增加，发光强度增加，这种反馈作用即补偿光的衰减效应。
该器件具有温度和光强度补偿技术，电压补偿热敏电阻的温度系数选择0.1％-8％/℃，经测量和计算，要求电阻值取值10-100欧姆；光敏电阻及参数电阻电路的光敏系数与对应串联电路芯片的光强度系数一致即可。
如图2所示，微机和转换电路分别与恒流和控制电路、发光二极管器件电路、显示和键盘电路相互电气连接，恒流和控制电路与发光二极管器件电路相互电气连接。
如图3所示，恒流和控制电路由稳压二极管Z1～Z7H、电阻R1～R7、继电器IC3和IC4组成；Z1和电阻R1组成第一路恒流电路，Z2和电阻R2组成第二路恒流电路，Z3和电阻R3组成第三路恒流电路，Z4和电阻R4组成第四路恒流电路，Z5和电阻R5组成第五路恒流电路，Z6和电阻R6组成第六路恒流电路，Z7和电阻R7组成第七路恒流电路；
微机和转换电路由单片机IC1和多路模拟开关IC2组成；发光二极管器件电路由发光二极管D1～D21、热敏电阻Rt1～Rt7、光敏电阻RL1～R7及参数电阻R8～R21组成：发光二极管D1、热敏电阻Rt1、光敏电阻RL1、参数电阻R8和R9组成第一组串联电路，发光二极管D2、热敏电阻Rt2、光敏电阻RL2、参数电阻R10和R11组成第二组串联电路，发光二极管D3、热敏电阻Rt1、光敏电阻RL3、参数电阻R12和R13组成第三组串联电路，发光二极管D4、热敏电阻Rt4、光敏电阻RL4、参数电阻R14和R15组成第四组串联电路，发光二极管D5、热敏电阻Rt5、光敏电阻RL5、参数电阻R16和R17组成第五组串联电路，发光二极管D6、热敏电阻Rt6、光敏电阻RL6、参数电阻R18和R19组成第六组串联电路，发光二极管D7、热敏电阻Rt7、光敏电阻RL7、参数电阻R20和R21组成第七组串联电路；
显示和键盘电路由显示电路LCD、键盘电路KEY组成；显示器有一个电路数码和三个电阻数码管组成，以及一个电路数码和三个电压数码管组成。

Claims (3)

1、一种功率型发光二极管器件的制造方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)在半导体基板或金属基板或陶瓷基板上利用半导体有机金属气相技术或外延扩散技术或离子注入技术制备光敏电阻，或者直接将成品光敏电阻焊接在基板上；
(2)在基板上分别封装多个发光二极管芯片，形成多组串联电路；
(3)多组串联电路依次连接电压补偿热敏电阻、光敏电阻、参数电阻。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述电压补偿热敏电阻数值通过下述方法测量和计算得到：串联电路通过恒流和控制电路加恒定电流，计算一组串联电路电压、增加一定的偏置电压作为基准电压，保证其它串联电路的电压总和低于该基准电压，其中偏置电压是由于增加补偿热敏电阻产生；
在测量另一串联电路时，对该串联电路中发光二极管芯片电压求和，再利用基准电压减去和电压，求得电压差，将电压差除恒定电流，即可得到该串联电路应串联的热敏补偿电阻数值；
同理，以此方法可以运算出其余串联电路的热敏补偿电阻数值。
3、用于测量和显示权利要求1或2所述方法制造得到的功率型发光二极管器件的串联电路的电压的电路，其特征在于，微机和转换电路分别与恒流和控制电路、所述功率型发光二极管器件的串联电路、显示和键盘电路相互电气连接，恒流和控制电路与所述器件的串联电路相互电气连接；
恒流和控制电路由稳压二极管Z1～Z7H、电阻R1～R7、继电器IC3和IC4组成；电阻稳压二极管Zi、Ri(i＝1～7)产生恒定电流，分别经过恒流和控制电路继电器IC3和IC4流经各个串联电路；
微机和转换电路由单片机IC1和多路模拟开关IC2组成，单片机IC1控制电流经过热敏电阻和二极管电路或直接流过二极管电路，控制显示串联电路电压、电阻数值；
显示和键盘电路由显示电路LCD、键盘电路KEY组成；显示器有一个电路数码和三个电阻数码管组成，以及一个电路数码和三个电压数码管组成，键盘由电压、电阻、循环、电路、数字、确认按键组成。
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