CN102751424A - 发光器件模块及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可用于不同应用的发光器件(LED)模块及其制造方法。可通过将LED和透镜单元直接安装在基底上来使LED模块小型化，并且可通过降低次品率并提高LED模块的良率来提高价格竞争力。在制造LED模块的方法中，通过直接安装LED和具有不同形状的多个透镜单元，组合地形成多个透镜单元并执行晶片级的操作，可使操作最少化并且简化。通过使用金属材料作为基底和凸块，可改善热辐射特性。

Description

发光器件模块及其制造方法
本申请要求于2011年4月21日提交到韩国知识产权局的第10-2011-0037215号韩国专利申请的权益，出于所有目的，该申请的全部公开通过引用包含于此。
技术领域
下面的描述涉及一种发光器件(LED)模块及其制造方法，更具体地说，涉及一种具有期望的方位角、改善的热辐射特性和颜色均匀性的LED模块和一种简化的制造方法。
背景技术
发光器件(LED)是在电流流动时发光的半导体发光装置。LED可具有寿命长、功耗低、响应速度快和初始操作优异等特点，因此，LED可被广泛地应用于照明装置、汽车的前灯和车厢灯、电子显示牌、显示装置的背光等。适用LED的技术领域的数量已经增加。
近来，LED被用作不同颜色的光源。随着对大功率和高亮度的LED(例如用于照明的白色LED等)的需求增大，已经积极地进行对提高LED封装件的性能和可靠性的研究。为了提高LED产品的性能，除了具有优异的光学效率的LED之外，还会需要有效地提取光的LED封装件、具有优异的色纯度的LED封装件以及在产品之间具有均匀的性质的LED封装件。
可将磷光体布置在蓝色LED或紫外LED上，以利用该LED获得白光。白色LED可基于红色磷光体、绿色磷光体、蓝色磷光体和黄色磷光体的组合将从蓝色LED或紫外LED提取的光的一部分进行颜色转换，并可通过混合这些磷光体来提供白光。除了作为对确定白色LED的性能最重要的因素的效率之外，在颜色质量方面，颜色均匀性也可以是重要的。
可将LED制造为封装件或模块以成为产品。可通过首先将LED芯片安装在引线框架或陶瓷基底上，混合并施加适于期望的应用的磷光体，然后模制成型透镜来制造LED封装件。之后，可将LED封装件切割为单元LED封装件并安装在印刷电路板(PCB)上以被模块化。
以至少350mA的电力驱动的大功率LED封装件的大部分结构可包括散热块或具有形成在陶瓷基板上的通过电极(via electrode)、金属反射膜和杯状物。相反，以至少200mA的电力驱动的低功率LED可通常采用引线框架形式的LED封装件。
将LED封装件安装在PCB上以被模块化的结构会在使LED模块小型化方面受到限制，并且由于在安装过程中的高错误率而不会降低LED模块的制造成本。由于LED的波长和亮度的偏差、诸如引线框架的器具的制造公差以及磷光体涂覆工艺、透镜成型工艺的工艺公差等，导致LED封装件的亮度和颜色会具有偏差。
为了改善LED模块的光学均匀性(例如LED模块的亮度和颜色均匀性)，可将具有各种大小的亮度和不同颜色的各种LED分选(bin)并分组，并且分选的每种LED可组合使用。
当单独的LED的亮度和颜色的大小差异相对大时，即使将LED分选，LED模块中亮度和颜色的大小的差异也会明显，因此，可将LED封装件的分选的组确定在不出现LED模块的光学偏差的范围内。因此，从确定的分选的组中排除的LED不会被使用，这会降低良率并增大LED模块的制造成本。
近来，使用将LED直接安装在模块基底上的板上芯片(COB)方法来将LED制造为模块，而不使用封装件。通过COB方法制造的LED模块可降低由于制造封装件而产生的费用，并且可通过缩短热传输路径而提高热辐射效率。
发明内容
本发明的实施例提供了一种具有期望的方位角、改善的热辐射特性、颜色均匀性和简化的制造方法的发光器件(LED)模块。
根据本发明的实施例，提供了一种LED模块，所述LED模块包括：基底；LED，利用凸块安装在基底上；磷光体层，围绕LED；透镜单元，直接形成在基底上并围绕磷光体层。
可具有多个LED、多个磷光体层和多个透镜单元，所述多个透镜单元的形状可相同。
多个透镜单元中的每个可被设置为椭圆形。
多个透镜单元中的每个可被设置为具有凹陷的中心部分的蝙蝠翼形状。
多个透镜单元中的每个可具有从所述多个LED中的每个的中心部分到所述多个透镜单元中的每个的外周的高度大于从所述中心部分到所述外周的半径的形状。
多个透镜单元中的每个可具有从所述多个LED中的每个的中心部分到所述多个透镜单元中的每个的外周的半径大于从所述中心部分到所述外周的高度的形状。
可具有多个LED、多个磷光体层和多个透镜单元，所述多个透镜单元的形状可不同。
多个透镜单元可具有从LED的中心部分到透镜单元的外周的不同的高度。
多个透镜单元可具有从LED的中心部分到透镜单元的外周的不同的半径。
多个透镜单元可具有不同的曲率。
多个透镜单元可以以矩形或六边形形状布置。
LED可以以倒装芯片键合或裸片键合方法安装在基底上。
根据本发明的实施例，提供一种LED模块，所述LED模块包括：基底；至少一个LED，利用凸块以倒装芯片键合安装在基底上；透镜单元，直接形成在基底上，围绕LED并包含磷光体材料。
透镜单元的形状可对应于下述形状中的至少一种：具有凹陷的中心部分的蝙蝠翼形状；从LED的中心部分到透镜单元的外周的高度大于从LED的中心部分到透镜单元的外周的半径的形状；从LED的中心部分到透镜单元的外周的半径大于从LED的中心部分到透镜单元的外周的高度的形状。
基底和凸块可包括金属材料。
根据本发明的实施例，提供一种制造LED模块的方法，所述方法包括下述步骤：利用凸块将LED直接安装在基底上；形成磷光体层，以围绕LED；在基底上直接形成围绕磷光体层的透镜单元。
可以以倒装芯片键合或裸片键合方法将LED直接安装在基底上。
可具有多个LED、多个磷光体层和多个透镜单元，所述多个透镜单元可被形成为相同的形状。
可具有多个LED、多个磷光体层和多个透镜单元，所述多个透镜单元可被形成为不同的形状。
直接形成透镜单元的步骤可包括：在形成有LED和磷光体层的基底上设置模具；将透镜成型料注入到模具中；对透镜成型料执行第一热固化处理；分离模具；对经过第一热固化处理的透镜成型料执行第二热固化处理，以形成透镜单元。
直接形成透镜单元的步骤可包括：在形成有LED和磷光体层的基底上设置模具；将透镜成型料注入到基底的上表面上以及模具的整个表面上；对透镜成型料执行第一热固化处理；分离模具；对经过第一热固化处理的透镜成型料执行第二热固化处理；去除透镜成型料的施加到基底上的电连接点的一部分，以形成透镜单元。
直接形成透镜单元的步骤可包括：在形成有LED和磷光体层的基底上设置包括孔图案的掩模；在孔图案中丝网印刷透镜成型料；从基底分离掩模；对透镜成型料执行热固化处理，以形成透镜单元。
可在真空状态下执行丝网印刷。
直接形成透镜单元的步骤可包括：在基底上形成围绕LED的坝形物；将透镜成型料分散在坝形物中；对透镜成型料执行热固化处理，以形成透镜单元。
可通过控制透镜成型料的量来确定从LED的中心部分到透镜单元的外周的高度。
直接形成透镜单元的步骤可包括：利用模型制备透镜单元；将粘合剂施加到基底上以附着制备的透镜单元；对附着的透镜单元执行热固化处理。
所述方法还可包括执行在基底和LED之间注入填充剂的底部填充操作。
可执行底部填充操作以将磷光体材料注入到基底和LED之间，所述磷光体材料在形成磷光体层时包括在磷光体层中。
可执行底部填充操作以将透镜成型料注入到基底和LED之间，所述透镜成型料在形成透镜单元时包括在透镜单元中。
根据本发明的实施例，提供一种制造LED模块的方法，该方法包括下述步骤：利用凸块通过倒装芯片键合将至少一个LED直接安装在基底上；在基底上直接形成围绕所述至少一个LED并包含磷光体材料的透镜单元。
该方法还可包括执行在基底和所述至少一个LED之间注入填充剂的底部填充操作。
透镜单元的形状可对应于下述形状中的至少一种：具有凹陷的中心部分的蝙蝠翼形状；从LED的中心部分到透镜单元的外周的高度大于从LED的中心部分到透镜单元的外周的半径的形状；从LED的中心部分到透镜单元的外周的半径大于从LED的中心部分到透镜单元的外周的高度的形状。
根据本发明的实施例，提供一种制造LED模块的方法，该方法包括下述步骤：利用凸块以倒装芯片键合将被磷光体层围绕的至少一个LED直接安装在基底上；在基底上直接形成围绕磷光体层的透镜单元。
该方法还可包括执行在基底和所述至少一个LED之间注入填充剂的底部填充操作。
其它特征和方面将通过下面的详细描述、附图和权利要求而清楚。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的发光器件(LED)模块的示例的示图。
图2至图8是示出根据本发明另一实施例的安装有多个LED的模块的示例的示图。
图9A和图9B是示出根据本发明又一实施例的制造LED模块的示例的示图。
图10A和图10B是示出根据本发明又一实施例的制造LED模块的示例的示图。
图11是示出根据本发明又一实施例的制造LED模块的示例的操作流程图。
图12至图15是示出根据本发明又一实施例的制造的LED模块的示例的示图。
在整个附图和详细的描述中，除非另有描述，否则相同的附图标记将被理解为表示相同的元件、特征和结构。为了清楚、说明和方便，可夸大这些元件的相对尺寸和描述。
具体实施方式
现在将详细说明实施例，在附图中示出了实施例的示例，其中，相同的标号始终表示相同的元件。下面通过参照附图描述实施例，以解释本公开。
在整个说明书中，当提供相对于每层、每侧、每个芯片等形成“在”层、侧、芯片等“上”或“下”的描述时，术语“在......上”可包括“直接在......上”和“间接在......上(即，在它们之间设置有另一元件)”，术语“在......下”可包括“直接在......下”和“间接在......下(即，在它们之间设置有另一元件)”。可基于相应的附图来确定每个元件的“在......上”或“在......下”的标准。
在下文中，将参照附图描述根据实施例的发光器件(LED)模块。
图1示出了根据实施例的发光器件(LED)模块的示例。图2至图8示出了根据另一实施例的LED模块的示例。
参照图1至图8，根据实施例的一方面的LED模块可包括：基底110；LED 130，利用凸块120安装在基底110上；磷光体层140，围绕LED 130；透镜单元150，直接形成在基底110上并围绕磷光体层140。
可利用凸块120将LED 130安装在基底110上。安装LED 130的方法可包括倒装芯片键合法，该方法可使用具有导电特性的焊料或粘合剂。即，LED130可被芯片倒装地键合并安装在基底110上。另外，可通过裸片键合(diebonding)将LED 130安装在基底110上。
根据实施例的一方面，当利用板上芯片(COB)方法制造LED模块时，对于LED和模块基底之间的电连接，可不使用引线键合方法，而是可通过将LED以倒装芯片的形式安装在模块基底上的模块上倒装芯片(FCOM)来实现LED模块。即，当LED被安装到FCOM时，LED可以以倒装芯片的形式安装，因此，可以将LED密集地安装在模块基底上，从而减小模块尺寸。
这里，可利用金属、硅或陶瓷制造基底110。即，可由具有优异的热辐射特性的材料制造基底110。可由金属材料制造凸块120。可由具有优异的热辐射特性的材料来制造凸块120。这样，通过利用具有优异的热辐射特性的材料制造基底110和凸块120，LED模块可具有改善的热辐射特性。
可在基底110和LED 130之间设置填充剂，这将在下面参照底部填充操作进行进一步描述。
LED 130可包括第一导电半导体层、活性层、第二导电半导体层和电极。第一导电半导体层可包括III-V族化合物。第一导电半导体层可包括氮化镓(GaN)，并且不限于此。
第一导电半导体层可被n型掺杂。这里，n型杂质可包括硅(Si)、锗(Ge)、硒(Se)、碲(Te)、碳(C)等。第一导电半导体层可包括n-GaN。在这种情况下，电子可通过第一导电半导体层移动至活性层。
活性层可形成在第一导电半导体层上。活性层可以以层叠结构形成，在该层叠结构中交替地形成量子垒层和量子阱层，从而电子和空穴可复合并发光。即，活性层可以以单量子阱或多量子阱形成。活性层的组成可根据期望的发射波长来改变。例如，量子垒层可包括GaN，量子阱层可包括氮化铟镓(InGaN)。
第二导电半导体层可形成在活性层上。第二导电半导体层可包括III-V族化合物。第二导电半导体层可被p型掺杂。这里，p型掺杂表示掺杂II族元素，p型杂质可包括镁(Mg)、锌(Zn)、铍(Be)等。具体地说，第二导电半导体层可掺杂有Mg杂质。例如，第二导电半导体层可包括GaN。在这种情况下，空穴可通过第二导电半导体层移动至活性层。
透明电极可形成在第二导电半导体层上。透明电极可被形成为透明金属层(诸如镍(Ni)/金(Au))，或被形成为包括诸如氧化铟锡(ITO)的导电氧化物。p型电极可形成在透明电极上，n型电极可形成在第一导电半导体层上。这里，p型电极和n型电极可包括不同的导电材料，例如钛(Ti)/铝(Al)等。
可通过p型电极提供空穴，可通过n型电极提供电子。提供的空穴和电子可在活性层中复合以产生光能。可从包括活性层的LED 130发射光，基于发射的光的波长，LED 130可对应于紫外LED或蓝光LED。
磷光体层140可围绕LED 130。由于磷光体层140围绕LED 130，所以从LED 130发射的光可通过磷光体层140行进至透镜单元150。
即，磷光体层140可散射从LED 130发射的光并对所述光进行颜色转换。例如，从LED 130发射的蓝光可通过磷光体层140被转换为黄色、绿色或红色，并且可将白光发射至外部环境。
磷光体层140可包括可将蓝光转换为黄色、绿色或红色的磷光体材料。磷光体层140可包括主体材料和活性材料，包括例如在钇铝石榴石(YAG)主体材料中的铈(Ce)活性材料。包含在硅酸盐基主体材料中的铕(Eu)活性材料可被用于磷光体层140，然而可以不限于此。
磷光体层140可被形成为具有薄且均匀的厚度。这里，磷光体颗粒可以均匀地分布在磷光体层140中。因此，穿过磷光体层140的光可被均匀地颜色转换。通过均匀地且平坦地形成磷光体层140，围绕LED 130的磷光体分布会均匀，可以通过面发射简化光学设计。
可在将LED 130安装在基底110上之前形成磷光体层140，或者可在将LED 130安装到基底110上之后形成磷光体层140。将在下面进一步描述形成磷光体层140的方法。
透镜单元150可直接形成在基底110上并围绕磷光体层140。如图2至图5所示，可形成多个透镜单元150，并且多个透镜单元150可为相同的形状。为符合各种应用，根据实施例的一方面的LED模块可包括直接形成在基底110上的不同形式的多个透镜单元150。
作为示例，多个透镜单元150中的每个可被设置为椭圆形状。即，多个透镜单元150中的每个的形状可对应于主轴和次轴的长度不同的椭圆形。当使用采用边光式应用的背光单元时，多个透镜单元150中的每个可被形成为椭圆形状，以具有向导光板的优异的入射率。
作为另一示例，多个透镜单元150中的每个可被设置为具有凹陷的中心部分152的蝙蝠翼状(batwing)形状。当使用采用直下式应用的用于平面照明的背光单元或模块时，多个透镜单元150中的每个可具有蝙蝠翼状形状的形式的辐射图案。在这种情况下，可利用相对少量的LED和相对薄的LED模块均匀地照射相对大的面积。
多个透镜单元150中的每个可具有从LED 130的中心部分到多个透镜单元150中的每个的外周151的高度大于从LED 130的中心部分到外周151的半径的形状。当模块被用于局部照明应用时，对多个透镜单元150中的每个可适用的是具有小于或等于60度的辐射角。即，通过应用具有窄的方位角的多个透镜单元150中的每个，可将光照射至相对小的面积。
多个透镜单元150中的每个可具有从LED 130的中心部分到多个透镜单元150中的每个的外周151的半径大于从LED 130的中心部分到外周151的高度的形状。即，多个透镜单元150中的每个可具有与椭圆形状不同的形状，并且具有对称的截面或者具有大于高度的最长半径。当模块被用于L型灯应用时，对多个透镜单元150中的每个可适用的是具有大于或等于150度的辐射角。通过应用具有宽的方位角的多个透镜单元150中的每个，可在相对大的面积中均匀地照射光。
参照图1，P表示LED 130的中心部分并表示X轴与Y轴相交的位置。即，P表示对应于高度和半径的基准点的位置。
透镜单元150的高度表示沿X轴从LED 130的中心部分P到透镜单元150的外周151的长度。透镜单元150的半径表示沿Y轴从LED 130的中心部分P到透镜单元150的外周151的长度。
如上所述，多个透镜单元150中的每个的形状可根据不同的应用而改变，除了上述形状之外，所述形状可包括半球形等。
参照图6至图8，根据一方面的LED模块可包括多个透镜单元，所述多个透镜单元可以是不同的形状。即，当将具有不同大小的亮度和不同颜色的LED分选并分组时，LED的亮度和颜色的偏差会显著。然而，根据实施例的一方面的LED模块可包括不同形状的多个透镜单元，从而实现均匀性。
为了实现均匀性，多个透镜单元可具有不同的高度，所述高度为沿垂直方向从LED 130的中心部分到透镜单元150的外周151的距离。多个透镜单元可具有不同的半径，所述半径为沿水平方向从LED 130的中心部分到透镜单元150的外周151的距离。即，多个透镜单元可具有不同的曲率。
多个透镜单元可以以各种形状布置。例如，多个透镜单元可以以矩形或六边形布置，然而可不限于此。即，多个透镜单元可以以不同的形状布置，以减小亮度和颜色的偏差并提高均匀性。
因此，可通过将LED直接安装在基底上并通过将具有不同形状的透镜单元直接安装在该基底上，根据一方面的LED模块可被用于各种应用。
通过将LED和透镜单元直接安装在基底上，LED模块可被小型化，并且可通过降低次品率并提高良率来提高价格竞争力。此外，通过采用具有不同形状的透镜单元，可获得期望的方位角，并且可由于不同水平的光提取而提高亮度和颜色的均匀性。
根据一方面的LED模块可包括：基底110；至少一个LED 130，利用凸块120通过倒装芯片键合安装在基底110上；透镜单元150，直接安装在基底110上，围绕至少一个LED 130并具有磷光体材料。
将参照图15描述同时形成磷光体层和透镜单元的构造。虽然该构造可与前述LED模块不同，但是为了便于描述，将省略对与前面描述的结构相似或相同的结构的描述，为了简要起见，或者将提供需要的描述。
可利用凸块120将LED 130以倒装芯片键合的方法安装在基底110上。由于基底110和凸块120是利用具有优异的热辐射特性的材料制造的，所以可改善LED模块的热辐射特性。
这里，为了实现白光，可不单独地形成磷光体层，而是可形成具有磷光体材料的透镜单元150。即，可不形成围绕LED 130的磷光体层，而是可形成以混合物形式包括磷光体材料和硅树脂的透镜单元150。因此，包括磷光体材料的透镜单元150可用作用于实现白光的波长转换层。
因此，可通过形成包括磷光体材料的透镜单元150而不是单独地形成磷光体层，来简化制造工艺。如上所述，当多个透镜单元和所述多个透镜单元的形状彼此不同时，可提高光向外部环境的提取效率，并可制造适于各种应用的LED模块。
根据实施例的一方面的LED模块可将LED和透镜单元直接安装在基底上，从而使LED模块小型化并获得有竞争力的价格。通过使用金属材料作为基底和凸块，可改善热辐射特性，并且可由于不同形状的透镜单元而改善颜色均匀性。
在下文中，将描述根据实施例的一方面的制造LED模块的方法，为了便于描述，将省略与前面描述的结构相似或相同的制造LED模块的特征，为了简要起见，或者将提供需要的特征。
这里，根据实施例的一方面的制造LED模块的方法可包括：利用凸块120将LED 130直接安装在基底110上；形成磷光体层140，以围绕LED 130；在基底110上直接形成围绕磷光体层140的透镜单元150。
可利用不同的方法将LED 130直接安装在基底110上。在这种情况下，凸块120可设置在LED 130和基底110之间。这里，可使用导电粘合剂等来将LED 130直接安装在基底110上。
根据实施例的一方面，当以COB方法制造LED模块时，可不使用引线键合来形成LED和模块基底之间的电连接，并且可使用FCOM方法将LED以倒装芯片的形式安装在模块基底上。因此，当LED安装在FCOM上时，LED可以以倒装芯片的形式安装，因此，可将LED密集地安装在模块基底上，从而减小模块尺寸。
然后，可形成磷光体层140以围绕LED 130。即，磷光体层140可被形成为围绕整个LED 130并被形成为薄且均匀。通过将磷光体层140形成得薄且均匀，LED 130周围的磷光体分布可为均匀的，并且可将从LED 130发射的光进行均匀地颜色转换。
在形成磷光体层140之后，可形成透镜单元150。当具有多个透镜单元时，多个透镜单元的形状可以彼此相同或不同。在下文中，将进一步描述在基底110上直接形成透镜单元150的操作。
图9A和图9B是示出根据又一实施例的制造LED模块的示例的示图。
根据一方面，在基底110上直接形成透镜单元150的操作可对应于利用模具160的注射成型方法，如图9A和图9B所示。模具160可设置在形成有LED 130和磷光体层140的基底110上。然后，可将透镜成型料注入到模具160中，可对透镜成型料执行第一热固化处理。然后，可以分离模具160，并可对经过了第一热固化处理的透镜成型料执行第二热固化处理，从而形成透镜单元150。
根据一方面，在基底110上直接形成透镜单元150的操作可对应于使用模具的挤压成型方法。挤压成型方法与注射成型方法的相似之处可在于使用模具。然而，挤压成型方法与注射成型方法的部分不同之处可在于施加压力和热来挤压模具，并且与注射成型方法的不同之处在于由于透镜成型料被施加到整个基底上，所以在需要LED模块的电连接时，去除施加到电连接点的透镜成型料。该操作可以如下。将模具设置在形成有LED和磷光体层的基底上。然后，将透镜成型料注入到基底的上表面上以及模具的整个表面上，对透镜成型料执行第一热固化处理。然后，分离模具，对经过了第一热固化处理的透镜成型料执行第二热固化处理，并去除透镜成型料的施加到基底上的电连接点的一部分，从而形成透镜单元。
在利用模具形成透镜单元的方法中，透镜单元的形状可根据不同的应用而改变，可以规则地或不规则地组合具有不同形状的透镜单元。
第一热固化处理可根据制造工艺而改变，可以在150℃至200℃范围内的温度下执行第二热固化处理大约1小时。
图10A和图10B是示出根据又一实施例的制造LED模块的示例的示图。
根据实施例的一方面，在基底110上直接形成透镜单元150的操作可对应于丝网印刷法，如图10A和图10B所示。该操作可以如下。可将包括孔图案H的掩模170设置在形成有LED 130和磷光体层140的基底110上。然后，可将透镜成型料丝网印刷至孔图案H中。即，可通过孔图案H注入透镜成型料。然后，掩模170可与基底110分离，并可对透镜成型料执行热固化处理，从而形成透镜单元150。
在这种情况下，可在真空状态下执行透镜成型料的丝网印刷，以减少透镜单元150中的孔隙的出现。
在利用丝网印刷法形成透镜的方法中，透镜单元的形状可根据不同的应用而改变，可以规则地或不规则地组合不同孔图案的尺寸及掩模的厚度。即，透镜单元的直径(或半径)可与孔图案的尺寸相关。当孔图案的尺寸相对大时，透镜单元的直径可相对长。当孔图案的尺寸相对小时，透镜单元的直径可相对短。透镜单元的高度可与掩模的厚度相关。当掩模的厚度相对厚时，透镜单元的高度可相对高。当掩模的厚度相对薄时，透镜单元的高度可相对短。
根据实施例的一方面，在基底上直接形成透镜单元的操作可对应于使用坝形物的分散法。该操作可以如下。可使坝形物的材料在基底上分散在LED周围，或者可在制造基底时利用光成像阻焊(photoimageable solder resist，PSR)防焊油墨涂覆预先形成坝形物。然后，可使透镜成型料分散在坝形物中，并可对透镜成型料执行热固化处理，从而形成透镜单元。
在通过使用坝形物的分散法形成透镜单元的方法中，透镜单元的形状可根据不同的应用而改变，并且可以规则地或不规则地组合不同形状的透镜单元。在这种情况下，可通过控制分散到坝形物中的透镜成型料的量来确定从LED的中心点到透镜单元的外周的高度。
根据实施例的一方面，在基底上直接形成透镜单元的操作可对应于预先形成透镜单元并利用粘合剂将透镜单元直接附着到安装有LED的基底上的方法。该操作可以如下。在利用模型制备透镜单元之后，可将粘合剂施加到基底上。然后，可附着制备的透镜单元，并且可对透镜单元执行热固化处理。
可根据不同的应用预先形成透镜单元的形状，可规则地或不规则地组合预先形成的不同形状的透镜单元，然后设置这些透镜单元。
如上所述，形成透镜单元的方法可以不同并且可以不限于上述方法。
因此，在根据实施例的一方面的制造LED模块的方法中，通过直接安装LED和具有不同形状的多个透镜单元，并组合地形成多个透镜单元，可使操作减少并简化。这样，通过提高LED模块的良率并降低次品率，可提高价格竞争力。
图11示出了制造LED模块的方法的示例。图12至图15示出了制造的LED模块的示例。
参照图11，根据实施例一方面的制造LED模块的方法可包括：操作100，在LED上形成磷光体层；操作200，利用凸块将LED安装在基底上；操作300，执行底部填充操作；操作400，形成透镜单元。
在下文中，将描述根据实施例一方面的制造LED模块的方法，为了便于描述，将省略与前面描述的结构相似或相同的制造LED模块的特征，为了简要起见，或者将提供需要的特征。
在根据实施例一方面的制造LED模块的方法中，可在将磷光体层初始形成在LED上之后将LED安装在基底上，或者可在将LED安装在基底上之后将磷光体层形成为围绕LED。
作为示例，在利用凸块通过倒装芯片键合将被磷光体层围绕的至少一个LED直接安装在基底上之后，可在基底上直接地形成围绕磷光体层的透镜单元。作为另一示例，在将LED安装在基底上之后，可形成磷光体层，然后可形成透镜单元以围绕磷光体层。
在利用倒装芯片方法安装在基底上的LED中，可利用底部填充操作以提高连接LED和基底的焊料或凸块的可靠性。在凸块的回流操作中，由于LED和基底之间的热膨胀系数差异，所以会在凸块中出现裂纹，可使用底部填充操作来防止裂纹的出现。这里，由于底部填充操作，所以可改善LED模块的可靠性。
底部填充操作所用的填充剂可具有相对小的热膨胀系数和相对高的热稳定性。在根据实施例一方面的制造LED模块的方法中，可使用环氧树脂或改性的环氧树脂作为用于底部填充操作的填充剂。当省略单独的底部填充操作时，可采用磷光体材料或透镜成型料作为填充剂。
可利用毛细管作用来执行底部填充操作。即，在底部填充操作中，可在利用倒装芯片方法安装的LED周围滴落对应于底部填充材料的填充剂，底部填充材料可由于毛细力而渗入。在这种情况下，可使用胺类材料来固化对应于底部填充材料的填充剂。
可使用固定化材料以助焊底部填充粘合方法(fluxing underfill adhesionscheme)来执行底部填充操作。在底部填充操作中，可在利用倒装芯片方法安装LED之前将固定化材料排放到基底上，然后可安装LED。在这种情况下，可使用酐类材料或羧酸酯类材料来固化对应于底部填充材料的填充剂。
可在附着倒装芯片之前通过利用热塑性聚合物预成型物的晶片级方法来执行底部填充操作。由于可直接对晶片执行底部填充操作，所以晶片级方法在大规模生产方面可以是优异的。用于晶片级方法的预成型物可对应于非导电热塑性聚合物，并对应于沿z方向导电的各向异性膜粘合剂。
可通过如图12和图15所示的将单独的填充剂200注入到基底110和LED130之间，通过如图13所示的在形成磷光体层140的过程中注入磷光体材料，或者通过如图14所示的在形成透镜单元150的过程中注入透镜成型料来执行根据一方面的底部填充操作。
根据一方面的制造LED模块的方法可包括：利用凸块120通过倒装芯片键合将至少一个LED 130直接安装在基底110上；在基底110上直接形成围绕LED 130并包括磷光体材料的透镜单元150。
为了实现白光，可形成包含磷光体材料的透镜单元150，以代替单独地形成磷光体层。即，可不形成围绕LED 130的磷光体层，可形成混合有磷光体材料和硅树脂的透镜单元150。因此，包含磷光体材料的透镜单元150可用作用于实现白光的波长转换层。因此，可通过形成包含磷光体材料的透镜单元150而不单独地形成磷光体层来简化制造工艺。
在根据实施例一方面的制造LED模块的方法中，通过将LED和透镜单元直接安装在基底上并执行晶片级的操作，可使制造工艺减少并简化。
通过将LED直接安装在基底上，并将具有不同形状的透镜单元直接安装在基底上，根据实施例一方面的LED模块可被用于不同的应用。通过将LED和透镜单元直接安装在基底上，可使LED模块小型化，并且通过降低次品率并提高LED模块的良率，可提高价格竞争力。通过使用金属材料作为基底和凸块，可改善热辐射特性。
另外，通过应用具有不同形状的透镜单元，可获得期望的方位角，并且由于透镜单元的不同水平的光提取，可改善亮度和颜色的均匀性。
在根据实施例一方面的制造LED模块的方法中，通过将LED和多个具有不同形状的透镜单元直接安装在基底上、组合地形成多个透镜单元并执行晶片级的操作，可使操作最少化并简化。
已经在上面描述了多个示例。然而，应该理解的是，可以进行各种修改。例如，如果描述的技术以不同的顺序执行，和/或如果描述的系统、构造、装置或电路中的组件以不同的方式组合和/或被其它组件或它们的等同物替换或补充，则可以实现合适的结果。因此，其它的实施方式在权利要求的范围内。

Claims (35)

1.一种发光器件模块，所述发光器件模块包括：
基底；
发光器件，利用凸块安装在基底上；
磷光体层，围绕发光器件；
透镜单元，直接形成在基底上并围绕磷光体层。
2.如权利要求1所述的发光器件模块，其中：
所述发光器件模块具有多个发光器件、多个磷光体层和多个透镜单元，
所述多个透镜单元的形状相同。
3.如权利要求2所述的发光器件模块，其中，所述多个透镜单元中的每个被设置为椭圆形。
4.如权利要求2所述的发光器件模块，其中，所述多个透镜单元中的每个被设置为具有凹陷的中心部分的蝙蝠翼形状。
5.如权利要求2所述的发光器件模块，其中，所述多个透镜单元中的每个具有从所述多个发光器件中的每个的中心部分到所述多个透镜单元中的每个的外周的高度大于从所述中心部分到所述外周的半径的形状。
6.如权利要求2所述的发光器件模块，其中，所述多个透镜单元中的每个具有从所述多个发光器件中的每个的中心部分到所述多个透镜单元中的每个的外周的半径大于从所述中心部分到所述外周的高度的形状。
7.如权利要求1所述的发光器件模块，其中，
所述发光器件模块具有多个发光器件、多个磷光体层和多个透镜单元，
所述多个透镜单元的形状不同。
8.如权利要求7所述的发光器件模块，其中，所述多个透镜单元具有从发光器件的中心部分到透镜单元的外周的不同的高度。
9.如权利要求7所述的发光器件模块，其中，所述多个透镜单元具有从发光器件的中心部分到透镜单元的外周的不同的半径。
10.如权利要求7所述的发光器件模块，其中，所述多个透镜单元具有不同的曲率。
11.如权利要求2所述的发光器件模块，其中，所述多个透镜单元以矩形或六边形形状布置。
12.如权利要求7所述的发光器件模块，其中，所述多个透镜单元以矩形或六边形形状布置。
13.如权利要求1所述的发光器件模块，其中，发光器件以倒装芯片键合或裸片键合方法安装在基底上。
14.一种发光器件模块，所述发光器件模块包括：
基底；
至少一个发光器件，利用凸块以倒装芯片键合安装在基底上；
透镜单元，直接形成在基底上，围绕所述至少一个发光器件并包含磷光体材料。
15.如权利要求14所述的发光器件模块，其中，透镜单元的形状对应于下述形状中的至少一种：
具有凹陷的中心部分的蝙蝠翼形状；
从发光器件的中心部分到透镜单元的外周的高度大于从发光器件的中心部分到透镜单元的外周的半径的形状；
从发光器件的中心部分到透镜单元的外周的半径大于从发光器件的中心部分到透镜单元的外周的高度的形状。
16.如权利要求14所述的发光器件模块，其中，基底和凸块包括金属材料。
17.一种制造发光器件模块的方法，所述方法包括下述步骤：
利用凸块将发光器件直接安装在基底上；
形成磷光体层，以围绕发光器件；
在基底上直接形成围绕磷光体层的透镜单元。
18.如权利要求17所述的方法，其中，以倒装芯片键合或裸片键合方法将发光器件直接安装在基底上。
19.如权利要求17所述的方法，其中：
所述发光器件模块具有多个发光器件、多个磷光体层和多个透镜单元，
所述多个透镜单元被形成为相同的形状。
20.如权利要求17所述的方法，其中：
所述发光器件模块具有多个发光器件、多个磷光体层和多个透镜单元，
所述多个透镜单元被形成为不同的形状。
21.如权利要求17所述的方法，其中，直接形成透镜单元的步骤包括：
在形成有发光器件和磷光体层的基底上设置模具；
将透镜成型料注入到模具中；
对透镜成型料执行第一热固化处理；
分离模具；
对经过第一热固化处理的透镜成型料执行第二热固化处理，以形成透镜单元。
22.如权利要求17所述的方法，其中，直接形成透镜单元的步骤包括：
在形成有发光器件和磷光体层的基底上设置模具；
将透镜成型料注入到基底的上表面上以及模具的整个表面上；
对透镜成型料执行第一热固化处理；
分离模具；
对经过第一热固化处理的透镜成型料执行第二热固化处理；
去除透镜成型料的施加到基底上的电连接点的一部分，以形成透镜单元。
23.如权利要求17所述的方法，其中，直接形成透镜单元的步骤包括：
在形成有发光器件和磷光体层的基底上设置包括孔图案的掩模；
在孔图案中丝网印刷透镜成型料；
从基底分离掩模；
对透镜成型料执行热固化处理，以形成透镜单元。
24.如权利要求23所述的方法，其中，在真空状态下执行丝网印刷。
25.如权利要求17所述的方法，其中，直接形成透镜单元的步骤包括：
在基底上形成围绕发光器件的坝形物；
将透镜成型料分散在坝形物中；
对透镜成型料执行热固化处理，以形成透镜单元。
26.如权利要求25所述的方法，其中，通过控制透镜成型料的量来确定从发光器件的中心部分到透镜单元的外周的高度。
27.如权利要求17所述的方法，其中，直接形成透镜单元的步骤包括：
利用模型制备透镜单元；
将粘合剂施加到基底上以附着制备的透镜单元；
对附着的透镜单元执行热固化处理。
28.如权利要求17所述的方法，所述方法还包括下述步骤：
执行在基底和发光器件之间注入填充剂的底部填充操作。
29.如权利要求17所述的方法，其中，执行底部填充操作以将磷光体材料注入到基底和发光器件之间，所述磷光体材料在形成磷光体层时包括在磷光体层中。
30.如权利要求17所述的方法，其中，执行底部填充操作以将透镜成型料注入到基底和发光器件之间，所述透镜成型料在形成透镜单元时包括在透镜单元中。
31.一种制造发光器件模块的方法，该方法包括下述步骤：
利用凸块通过倒装芯片键合将至少一个发光器件直接安装在基底上；
在基底上直接形成围绕所述至少一个发光器件并包含磷光体材料的透镜单元。
32.如权利要求31所述的方法，该方法还包括下述步骤：
执行在基底和所述至少一个发光器件之间注入填充剂的底部填充操作。
33.如权利要求31所述的方法，其中，透镜单元的形状对应于下述形状中的至少一种：
具有凹陷的中心部分的蝙蝠翼形状；
从发光器件的中心部分到透镜单元的外周的高度大于从发光器件的中心部分到透镜单元的外周的半径的形状；
从发光器件的中心部分到透镜单元的外周的半径大于从发光器件的中心部分到透镜单元的外周的高度的形状。
34.一种制造发光器件模块的方法，该方法包括下述步骤：
利用凸块通过倒装芯片键合将被磷光体层围绕的至少一个发光器件直接安装在基底上；
在基底上直接形成围绕磷光体层的透镜单元。
35.如权利要求34所述的方法，所述方法还包括下述步骤：
执行在基底和所述至少一个发光器件之间注入填充剂的底部填充操作。
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