CN103620801B - 用于倒装安装的水平led的间隙工艺 - Google Patents

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Abstract

一种水平LED管芯被倒装安装在安装基板上以界定出在LED管芯紧密隔开的阳极和阴极接触之间以及在基板紧密隔开的阳极和阴极衬垫之间延伸的间隙。封装材料被设置在发光二极管管芯和安装基板上。间隙被设置用于阻止能够使LED的操作降级的足量封装材料进入间隙。

Description

用于倒装安装的水平LED的间隙工艺
相关申请
本申请要求2011年5月20日提交的申请号为13/112,502且发明名称为“GapEngineering for Flip-Chip Mounted Horizontal LEDs”的美国专利申请的优先权权益，该美国专利申请自身作为2011年2月14日提交的申请号为13/027,006且发明名称为“LightEmitting Diode(LED)Arrays Including Direct Die Attach and Related Assemblies”的美国专利申请的部分继续申请(CIP)而要求其优先权权益，上述美国专利申请自身作为2011年1月31日提交的申请号为13/018,013且发明名称为“Horizontal Light EmittingDiodes Including Phosphor Particles”的美国专利申请的部分继续申请(CIP)而要求其优先权权益，因此通过全文引用将上述美国专利申请的公开内容并入本文。
技术领域
本发明涉及半导体发光器件和组件及其制造方法，并且更具体地涉及半导体发光二极管(LED)及其组件。
背景技术
半导体LED是公知的在向其施加电压后能够发光的固态发光元件。LED通常包括具有第一和第二相对面的二极管区，并且其中包括n型层、p型层和p-n结。阳极接触电阻性接触p型层并且阴极接触电阻性接触n型层。二极管区域可以外延地形成在基板（例如蓝宝石、硅、碳化硅、砷化镓、氮化镓等制成的生长基板）上，但是完整的器件也可以不包括基板。二极管区域例如可以由基于碳化硅、氮化镓、磷化镓、氮化铝和/或砷化镓的材料和/或基于有机半导体的材料制成。最后，由LED放射的光可以在可见光或紫外光(UV)范围内，并且LED可以集成有波长转换材料例如荧光体。
LED越来越多地用在发光/照明应用中，其目的是针对普通的白炽灯泡提供替代品。
发明内容
根据本文所述各种实施例的发光器件包括发光二极管管芯，其中具有沿其表面延伸的间隔开的阳极和阴极接触。在某些实施例中，阳极和阴极接触紧密地间隔开并且基本上覆盖发光二极管管芯的表面。安装基板在其上包括间隔开的阳极和阴极衬垫。发光二极管管芯被倒装安装在安装基板上以使阳极接触邻接并导电地接合至阳极衬垫并且阴极接触邻接并导电地接合至阴极衬垫，从而界定出沿间隔开的阳极和阴极接触之间以及间隔开的阳极和阴极衬垫之间的表面延伸的间隙。封装材料被设置在发光二极管管芯和安装基板上。在某些实施例中，透镜从安装基板伸出以围绕发光二极管管芯且封装材料被设置在透镜和安装基板之间。间隙被设置用于阻止能够使发光器件的操作降级的足量封装材料进入间隙。在某些实施例中，封装材料在其加热期间例如在其固化期间膨胀且间隙被设置用于阻止足量的封装材料进入间隙以使得在加热期间已进入间隙的封装材料的膨胀导致发光器件的操作降级。
根据本文所述的各种实施例可以提供不同的装置以用于阻止能够使发光器件的操作降级的足量封装材料进入间隙。例如，在某些实施例中，间隙的几何结构譬如间隙的高度、宽度、长度、高宽比和/或形状被设置用于阻止能够使发光器件的操作降级的足量封装材料进入间隙。在另一些实施例中，不同于封装材料的填料被设置在间隙内以阻止能够使发光器件的操作降级的足量封装材料进入间隙。在某些实施例中，这些填料可以包括硅基材料和/或阻焊材料并且可以完全填充间隙。
附图说明
图1和图2是根据本文所述各种实施例的LED和封装LED的截面图。
图3A,3B和3C分别是根据图1或图2中实施例的LED的顶视图、截面图和底视图。
图4和图5根据本文所述各种实施例示出了图1-3中基板的几何形状。
图6A是根据图1-4中的各种实施例的其上安装有LED的子基底(submount)的照片。
图6B是根据图1-4中的各种实施例的封装LED的照片。
图7A和7B分别是根据本文所述各种实施例的并联电耦合在子基底上的封装LED管芯阵列的俯视图和截面图。
图8A和8B分别是根据本文所述各种实施例的并联电耦合在包括交指型阴极和阳极衬垫的子基底上的封装LED管芯阵列的俯视图和截面图。
图9A和9B分别是根据本文所述各种实施例的并联电耦合在子基底上的径向设置的LED管芯阵列的俯视图和截面图。
图10A和10B分别是根据本文所述各种实施例的并联电耦合在包括交指型电极的子基底上的封装LED管芯阵列的俯视图和截面图。
图11A是根据本文所述各种实施例的用于LED管芯阵列的包括阴极和阳极衬垫的子基底的俯视图。
图11B是并联电耦合在图11B中子基底上的LED管芯阵列的俯视图。
图12A是根据本文所述各种实施例的用于LED管芯阵列的包括交指型阴极和阳极衬垫的子基底的俯视图。
图12B是并联电耦合在图12B中子基底上的LED管芯阵列的俯视图。
图12C是来自图12B中阵列的一列LED管芯的截面图。
图13A是根据本文所述各种实施例的用于LED管芯阵列的包括交指型阴极和阳极衬垫的子基底的俯视图。
图13B是并联电耦合在图13A中子基底上的LED管芯阵列的俯视图。
图14A是根据本文所述各种实施例的用于LED管芯阵列的包括阴极、岛和阳极衬垫的子基底的俯视图。
图14B是串联电耦合在图14B中子基底上的LED管芯阵列的俯视图。
图14C是来自图14B中阵列的一列LED管芯的截面图。
图15A是根据本文所述各种实施例的用于LED管芯阵列的包括阴极、岛和阳极衬垫的子基底的俯视图。
图15B是串联电耦合在图15B中子基底上的LED管芯阵列的俯视图。
图16A是根据本文所述各种实施例的用于LED管芯阵列的包括阴极、岛和阳极衬垫的子基底的俯视图。
图16B是串联电耦合在图16B中子基底上的具有偏移行的LED管芯阵列的俯视图。
图17A是根据本文所述各种实施例的用于LED管芯阵列的包括阴极、岛和阳极衬垫的子基底的俯视图。
图17B是串联电耦合在图17B中子基底上的具有对正的列和行的LED管芯阵列的俯视图。
图18是根据本文所述各种实施例的具有连续且共形的荧光体层的LED管芯阵列的截面图。
图19是根据本文所述各种实施例的具有透镜的LED管芯阵列的截面图。
图20是根据本文所述各种实施例的具有拦阻件的LED管芯阵列的截面图，所述拦阻件包含阵列上的荧光体层。
图21A是根据本文所述各种实施例的在子基底上包括16个LED管芯和公共封装透镜的LED组件的照片，并且图21B是图21A中的组件去掉封装透镜后的照片。
图22A是根据本文所述各种实施例的子基底的照片，包括用于串联连接的LED管芯阵列的导电衬垫，并且图22B,22C和22D是包括图22A中子基底的LED组件的照片。
图23A是根据本文所述各种实施例的封装发光器件的截面图。
图23B是图23A所示的间隙周围区域的放大视图。
图24A是根据本文所述各种实施例的图23A中LED的底视图。
图24B是根据本文所述各种实施例的图23A中安装基板的顶视图。
图25A是根据本文所述各种其他实施例的图23A中LED的底视图。
图25B是根据本文所述各种其他实施例的图23A中安装基板的顶视图。
图26A是根据本文所述另一些实施例的图23A中LED的底视图。
图26B是根据本文所述另一些其他实施例的图23A中安装基板的顶视图。
图27A是根据本文所述又一些实施例的图23A中LED的底视图。
图27B是根据本文所述又一些实施例的图23A中安装基板的顶视图。
具体实施方式
现参照示出了本发明各种实施例的附图来更加完整地介绍本发明。但是，本发明可以用多种不同的形式实施并且不应被解读为受限于本文中所述的实施例。相反地，提供这些实施例是为了使本公开详尽且完整，并且能够向本领域技术人员完整地表达本发明的保护范围。在附图中，各个层和区域的尺寸和相对尺寸可以为了清楚起见而有所放大。同样的附图标记始终表示相同的元件。
应该理解当某一元件例如一层、一个区域或一块基板被称作在另一个元件“上”时，它可以直接位于另一个元件上或者也可以存在中间元件。另外，相对术语例如“下方”或“上方”在本文中可以被用于描述一层或一个区域到另一层或另一个区域如图所示相对于基板或基底层的关系。应该理解这些术语意在涵盖除图中所示取向以外的不同的器件取向。最后，术语“直接”是指不存在中间元件。如本文中所用的术语“和/或”包括一种或多种相关列举项目的任意和全部的组合并且可以简写为“/”。
应该理解尽管术语第一、第二等在本文中可以被用于描述不同的元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开。因此，下述的第一元件、部件、区域、层或部分也可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分而并不背离本发明的教导。
本文中参照构成本发明理想实施例示意图的截面图和/或其他示图来介绍本发明的实施例。所以应该预见到由于例如加工技术和/或容差而造成的图示形状的改变。因此，本发明的实施例不应被解读为受限于本文所示区域的特定形状，而是应该包括例如由于加工而造成的形状偏差。例如，图示或描述为矩形的区域通常都由于正常的制造公差而具有圆化或弧形特征。因此，图中示出的区域本质上是示意性的，并且它们的形状并不是为了表示器件中区域的精确形状，也不是为了限制本发明的保护范围，本文中另有定义的除外。
除非本文中另有定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)都具有跟本发明所属领域普通技术人员的一般理解相同的含义。进一步还要理解例如在常用词典中定义的那些术语应该被解读为具有与其在相关领域和本说明书的背景下的含义相一致的含义，并且除非是在本文中有明确定义，否则不应被解读为理想化或过于正式的意义。
如本文中所用，当来自LED的照射在透明层或区域上的辐射中有至少90%穿过透明区域而射出时，LED的这一层或区域即被认为是“透明的”。例如，在由基于氮化镓的材料制成的蓝色和/或绿色LED的背景下，通过考量蓝宝石基板上的透射和反射成分来测量，二氧化硅能够提供透明绝缘层(例如至少90%透明)，而氧化铟锡(ITO)能够提供透明导电层(例如至少90%透明)。而且，如本文中所用，当来自LED的照射在反射层或区域上的有角度的平均辐射中有至少90%被反射回LED时，LED的这一层或区域即被认为是“具有反射性”。例如，在基于氮化镓的蓝色和/或绿色LED的背景下，银(例如至少90%反射)即可被认为是反射性材料。在紫外(UV)LED的情况下，可以选择合适的材料以提供期望的并且在某些实施例中是较高的反射率和/或提供期望的并且在某些实施例中是较低的吸收率。
为了便于理解本文中的说明内容，现主要参照基于碳化硅(SiC)的生长基板上的基于氮化镓(GaN)的发光二极管来介绍一些实施例。但是本领域技术人员应该理解本发明的其他实施例也可以基于生长基板和外延层的各种不同组合。例如，所述组合可以包括GaP生长基板上的AlGaInP二极管；GaAs生长基板上的InGaAs二极管；GaAs生长基板上的AlGaAs二极管；SiC或蓝宝石(Al2O3)生长基板上的SiC二极管和/或氮化镓、碳化硅、氮化铝、蓝宝石、氧化锌和/或其他生长基板上的基于III族氮化物的二极管。而且，在另一些实施例中，成品内也可以不存在生长基板。例如，可以在形成发光二极管之后移除生长基板和/或可以在移除生长基板之后再将接合基板设置在发光二极管上。在某些实施例中，发光二极管可以是由北卡罗来纳州Durham市的Cree公司制造和销售的基于氮化镓的LED器件。
正如在授予Slater,Jr.等人的发明名称为“Phosphor-Coated Light EmittingDiodes Including Tapered Sidewalls,and Fabrication Methods Therefor”且受让给本申请受让人的美国专利US6853010中所述的那样，已知可以在发光二极管的倾斜或锥形侧壁上设置共形的荧光体层，因此通过引用将其全部的公开内容就像在此完整阐述一样地并入本文(以下称为“'010专利”)。如'010专利所述，锥形或倾斜的侧壁能够允许用几乎共形的基本上厚度均匀的含荧光体层来覆盖发光二极管(LED)的至少一部分放射面。这种更加共形的覆盖能够生成期望光谱的光，同时还允许从涂有荧光体的LED放射出更多的辐射通量。在Donofrio等人的申请号为13/018,013且发明名称为“Horizontal Light EmittingDiodes Including Phosphor Particles”的美国专利申请以及Donofrio等人的申请号为13/017,845且发明名称为“Conformally Coated Light Emitting Devices And MethodsFor Providing The Same”的美国专利申请中进一步详细介绍了荧光体层，以上的两件专利申请均于2011年1月31日提交并且都受让给本申请的受让人。因此通过全文引用将上述两件专利申请的公开内容就像在此完整阐述一样地并入本文。
本文所述的各种实施例可以源于以下的认知：LED倾斜侧壁上的共形荧光体层能够提供更多出人意料的优点。具体地，更大粒度的荧光体颗粒可以用在包括荧光体的共形层中。公知的是较大的荧光体颗粒跟小尺寸的荧光体颗粒相比通常在光转换方面更加高效。不幸的是，大荧光体颗粒跟相对较小的荧光体颗粒相比也会由于其较大的尺寸而具有更低的光散射效率。低散射效率能够造成相关色温(CCT)的高角变化，这一点在使用大粒度的荧光体颗粒来增加亮度的白色LED中较为典型。
与之构成鲜明对比的是本文所述的各种实施例可以通过在LED的外表面和倾斜侧壁上设置包括大荧光体颗粒的共形层来提供相对较高的亮度以及相对较低的角变化。
应该理解，现实世界中的荧光体颗粒层在尺寸上并非精确一致。相反，跟其他的颗粒材料一致，可以提供一定的粒度范围并且使用各种度量指标来指示特定材料的粒度测量值。粒度通常以平均粒径来量度，这也可以照顾到颗粒物可能是非球形的实际情况。而且，可以通过提供一个或多个经常缩写为“d”的等效粒径来明确粒度分布，从而指明具有较小直径的颗粒的质量百分比。因此，也被称作平均等效粒径的d50表示50%质量的颗粒具有较小的直径。另外，等效粒径d10表示10%质量的颗粒具有较小的直径，而等效粒径d90则表示90%质量的颗粒具有较小的直径。指定的荧光体可以通过d50、d10和/或d90来明确。而且，也可以使用不同于d50、d10和d90的其他度量指标，例如d75和d25。还可以使用这些度量指标的组合。
图1是根据本文所述各种实施例的发光二极管(也被称作发光二极管“管芯”或“芯片”)和封装的发光二极管的截面图。参照图1，这些发光二极管100包括二极管区域110，分别具有相对的第一面110a和第二面110b并且在其中包括n型层112和p型层114。也可以提供其他的层或区域，其中可以包括无需在本文予以介绍的量子阱、缓冲层等。阳极接触160电阻性接触p型层114并且在第一面110a上延伸。阳极接触160可以直接电阻性接触p型层114，或者可以通过一个或多个通孔162和/或其他的中间层而电阻性接触p型层114。阴极接触170电阻性接触n型层112并且也在第一面110a上延伸。阴极接触可以直接电阻性接触n型层112，或者可以通过一个或多个通孔172和/或其他的中间层而电阻性接触n型层112。如图1所示，均在第一面110a上延伸的阳极接触160和阴极接触170两者共面。因为通常都是被外延地形成在基板120上，所以二极管区域110在本文中也可以被称作“LED外延区”。例如，基于III族氮化物的LED外延区110可以被形成在碳化硅生长基板上。在如下所述的某些实施例中，生长基板可以存在于成品内。在另一些实施例中，生长基板可以被移除。在又一些实施例中，可以设置不同于生长基板的另一块基板，并且可以在移除生长基板之后再将其他的基板接合至LED。
还是如图1所示，在二极管区域110的第二面110b上包括透明基板120，例如透明的碳化硅生长基板或透明的蓝宝石生长基板。透明基板120包括侧壁120a并且还可以包括跟二极管区域110的第二面110b邻接的内表面120c以及远离内表面120c的外表面120b。外表面120b的面积小于内表面120c。在某些实施例中，侧壁120a可经分段、倾斜和/或形成多个刻面以提供面积小于内表面120c的外表面120b。在另一些实施例中，如图1所示，侧壁是以倾斜角θ延伸并且在某些实施例中是以钝角从外表面120b向内表面120c延伸的倾斜侧壁120a。根据某些实施例，透明基板120可以具有至少约50微米、至少约100微米或者甚至至少约150微米的厚度。例如，透明基板120可以具有在约150微米到约400微米范围内或者在约175微米到约35微米范围内的厚度。荧光体层140可以由此跟二极管区域110的部分之间以透明基板120的厚度隔开。
如上结合图1所述配置的LED100可以被称作“水平”或“横向”LED，原因在于其阳极和阴极接触都被设置在LED的单个表面上。水平LED可以跟垂直LED相对比，在垂直LED内阳极和阴极接触就像例如在'010专利中所示的那样被设置在其相对的表面上。
根据本文所述任一实施例可以使用的水平LED的各种其他的结构在Donofrio等人的公开号为2009/0283787、发明名称为“Semiconductor Light Emitting Diodes HavingReflective Structures and Methods of Fabricating Same”且受让给本申请受让人的美国专利申请中有详细介绍，因此通过全文引用将其公开的内容就像在此完整阐述一样地并入本文(以下称为“'787专利公开”)。
仍继续介绍图1，共形层140被设置在外表面120b和倾斜侧壁120a上，共形层140包括平均等效粒径d50至少为10μm的荧光体颗粒142。在图1的实施例中，整个外表面120b和整个倾斜侧壁120a都被荧光体层140覆盖。但是，在另一些实施例中，无需用荧光体层140覆盖整个外表面120b和/或整个倾斜侧壁120a。而且，共形荧光体层140在外表面120b和倾斜侧壁120a上可以是均匀的厚度。在某些实施例中，该均匀厚度介于约36μm到约56μm之间的范围内，而在另一些实施例中则可以提供约30μm到约75μm之间的范围。在另一些实施例中，可以提供约46μm的厚度。
根据本文介绍的各种实施例可以提供荧光体层140和二极管区域110的不同实施例。例如，在某些实施例中，二极管区域110被设置用于放射蓝光例如主波长约为450-460nm的光，并且共形层包括黄色荧光体例如峰值波长约为550nm且平均等效粒径d50至少为10μm的YAG:Ce荧光体。在另一些实施例中，提供的平均等效粒径d50至少约为15μm。在又一些实施例中，提供的平均等效粒径d50介于约15μm到约17μm之间。
在另一些实施例中，二极管区域110如上所述被设置用于在对其通电后放射蓝光，并且共形层140可以包括如上所述平均等效粒径d50至少约为10μm的荧光体以及平均等效粒径d50的尺寸约为10μm的红色荧光体（例如基于CASN的荧光体）的混合物。在又一些实施例中，黄色荧光体和红色荧光体的混合物可以具有黄色荧光体对红色荧光体至少约5:1并且在另一些实施例中是至少约9:1的荧光体重量比。在某些实施例中，由于提供的黄色荧光体至少是红色荧光体的五倍，因此可以将更宽范围的红色荧光体粒度跟平均等效粒径d50至少约为10μm的黄色荧光体颗粒结合使用。
如上所述，图1的各种实施例可以源于以下的认知：LED100的倾斜侧壁120a上的共形荧光体层140能够提供更多出人意料的优点。具体地，更大粒度的荧光体颗粒142可以用在包括荧光体的共形层140中。公知的是较大的荧光体颗粒142跟小尺寸的荧光体颗粒相比通常在光转换方面都更加高效。不幸的是，大荧光体颗粒142跟相对较小的荧光体颗粒相比也会由于其较大的尺寸而具有更低的光散射效率。低散射效率能够造成CCT的高角变化，这一点在使用大粒度的荧光体颗粒来增加亮度的白色LED中较为典型。
与之构成鲜明对比的是本文所述的各种实施例可以通过在LED的外表面120b和倾斜侧壁120a上设置包括大荧光体颗粒142的共形层140来提供相对较高的亮度以及相对较低的角变化。
而且，本文所述的各种实施例还可以提供其他的出人意料的优点。具体地，由于跟具有非倾斜侧壁的LED相比能够减小CCT的变化，因此需要使用的红色荧光体就可以更少。例如，就非倾斜侧壁而言，黄色荧光体对红色荧光体的比例可以约为2:1，但如上所述就可以使用至少约5:1或至少约9:1的比例。因为红色荧光体通常比黄色荧光体更贵，所以就可以获得更低成本的LED。而且，由于可以使用黄色荧光体对红色荧光体的更高比例，因此红色荧光体的粒度可以因为黄色荧光体的粒度占据主导而在较宽的范围内变化。
继续介绍图1，LED100可以跟封装的基板（例如子基底180）和透镜190相组合以提供封装的LED200。子基底180可以包括主体182，其可以包括氮化铝(AlN)。在另一些实施例中，金属芯基板、印刷电路板、引线框和/或其他的常规封装基板均可用于以倒装芯片结构来安装LED100。子基底180包括子基底面182a以及其上的阳极衬垫184和阴极衬垫186。阳极和阴极衬垫可以包括镀银的铜和/或其他的导电材料。如图1所示，LED100被安装在子基底180上以使得第一面110a邻接子基底面182a，外表面110b远离子基底180，阳极接触184邻接阳极衬垫160且阴极接触186邻接阴极衬垫170。在某些实施例中，接合层（例如共熔的金/锡焊料层188）被用于导电、导热和机械地将阳极接触160连接至阳极衬垫184以及将阴极接触170连接至阴极衬垫186。在另一些实施例中，可以利用例如热压缩接合和/或其他技术来提供阳极接触160到阳极衬垫184的直接连接以及阴极接触170到阴极衬垫186的直接连接。
封装器件的阳极192和封装器件的阴极194可以设置在子基底主体182的第二面182b上，并且可以利用在子基底主体182上和/或在子基底主体182周围延伸的内部通孔和/或导电层分别连接至阳极衬垫184和阴极衬垫186。
以上引用的'787专利公开中介绍了可以跟本文所述实施例一起使用的子基底180的各种实施例。子基底180的各种其他的实施例在Keller等人的公开号为2009/0108281、发明名称为“Light Emitting Diode Package and Method for Fabricating Same”且受让给本申请受让人的美国专利申请中有所介绍，因此通过全文引用将其公开的内容就像在此完整阐述一样地并入本文(以下称为“'281专利公开”)。应该理解这些子基底的任何及全部的实施例都可以用在图1的实施例中。但是，子基底上的衬垫结构可以经过修改以便跟图1中的水平LED100而非'281专利公开中介绍的垂直LED一起使用。
最后，封装LED200还可以包括从子基底面180a延伸以围绕LED100的透镜190。透镜190可以是如'281专利公开中详细介绍的模制塑料透镜并且可以根据在'281专利公开中介绍的技术和/或其他技术加工在子基底上。在某些实施例中，透镜的直径可以约为3.06mm。
图2是根据各种其他实施例的LED和封装LED的截面图。跟图1中的实施例相比，荧光体层140'横跨二极管区域110和/或在子基底主体182的第一面182延伸。荧光体层可以如'281专利公开中所述被加工为延伸到子基底上。而且，如图2所示，子基底182可以在其第一面182a上包括层194。层194可以是阳极衬垫184和阴极衬垫186的延伸或者可以与之不同。在某些实施例中，层194是延伸在子基底面182a和共形层140'之间的反射层，所述共形层140'包括在子基底面182a上延伸的荧光体。该反射层194能够将穿过子基底面182a上的荧光体层的光反射回透镜190并且能够由此提高LED的效率。
如上结合图1和图2介绍的封装LED可以实施为例如在日期为2010年12月6日且可在cree.com/products/xlamp_xpe.asp获得的公开号为CLD-DS34,Rev.0的XP-E High-Efficiency White LEDs Data Sheet中所述的XP-EHigh-Efficiency White(HEW)LED，因此通过全文引用将其公开的内容就像在此完整阐述一样地并入本文。
图3A,3B和3C分别是图1或图2中的LED100的顶视图、截面图和底视图。图中未示出荧光体层140/140'。
在图1和图2中，外表面120b是平面。但是，在图3A的实施例中，外表面120b'在其中包括至少一个凹槽，例如X形凹槽310。也可以设置多个X形凹槽和/或其他形状的凹槽。而且，如图3C所示，在某些实施例中，阳极接触160和阴极接触170可以共同占据有效二极管区域面积的至少约90%。
具体地，在图3A-3C示出的实施例中，基板120的内表面120c是侧边约长1000μm的方形内表面120c，外表面120b'是侧边约长642μm的方形外表面，并且方形内外表面之间的厚度或距离t(也称作“高度”)是约335μm，由此将外表面120b和内表面120c之间的面积比确定为约0.41。二极管区域110也可以是侧边约长1000μm的方形。约75μm(微米)的小间隙320被设置在阳极接触160和阴极接触170之间。阳极接触160和阴极接触170之间的间隙320的宽度可以小于约100μm。在某些实施例中，间隙320的宽度可以小于约80μm。在另一些实施例中，间隙320的宽度可以小于约60μm，并且在又一些实施例中，间隙320的宽度可以小于约40μm。在某些实施例中，间隙320的宽度可以在约10μm到约100μm之间。在另一些实施例中，间隙320的宽度可以在约50μm到约75μm之间，并且在又一些实施例中，间隙320的宽度可以在约50μm到约60μm之间。
在某些实施例中，间隙320的高宽比(定义为间隙的高度除以间隙的宽度)可以在约0.2到2之间。在另一些实施例中，间隙320的高宽比可以在约0.5到1.5之间，并且在又一些实施例中，间隙320的高宽比可以在约0.8到1.2之间。在特定的实施例中，间隙320的高宽比可以约为1。
有效连附面积的计算可以如下所述：
二极管区域的总有效面积=751,275μm2(阴极)+70,875μm2(间隙)+70,875μm2(阳极)=893,025μm2。
总有效连附面积=751,275μm2(阴极)+70,875μm2(阳极)=822,150μm2。
因此，有效连附面积是有效二极管区域面积的至少约90%。
根据某些实施例，总连附面积(也就是阳极接触160和阴极接触170的组合表面积)可以大于LED的表面110a的总表面积的70%、大于表面110a的总表面积的80%或者甚至大于表面110a的总表面积的90%。如图3A至3C所示，例如LED的表面110a可以具有1×106μm2的表面积，阳极接触160可以具有70,875μm2的接触表面积，并且阴极接触170可以具有751,275μm2的接触表面积。因此，阳极接触160和阴极接触170可以共同占据LED的表面110a的表面积的约82%。
阳极接触160和阴极接触170的表面积可以不对称，其中阴极170占据组合接触面积的至少70%、占据组合接触面积的至少80%或者甚至占据组合接触面积的至少90%。如图3A至3C所示，例如阴极接触170可以占据总接触面积的约91%(也就是100%×751,275μm2/(751,275μm2+70,875μm2))或者占据LED的表面110a的表面积的约75%(也就是100%×751,275μm2/(1×106μm2))。如图3A至3C进一步示出的那样，例如阳极接触160可以占据总接触面积的约9%(也就是100%×70,875μm2/(751,275μm2+70,875μm2))或者占据LED的表面110a的表面积的约7%(也就是100%×70,875μm2/(1×106μm2))。因此，LED100可以如图1和图2所示不对称地桥接子基底180的阳极衬垫184和阴极衬垫186。
如图3A至3C进一步示出的那样，阳极接触160和阴极接触170的宽度可以是LED的表面110a的宽度的至少60%、LED的表面110a的宽度的至少70%或者甚至是LED的表面110a的宽度的至少90%。例如，每一个阳极接触160和阴极接触170均可具有约945μm的宽度，并且LED的表面110A可以具有1000μm的宽度(沿跟阳极接触160和阴极接触170的宽度相同的方向)。因此，图3C中的每一个阳极接触160和阴极接触170所具有的宽度都可以是LED表面110a宽度的约95%。
表1示出了可以根据各种其他实施例提供的基板120的各种结构的几何形状。应该理解本文所用的“面积比”是基于表面侧边的尺寸且不包括由于纹理、凹槽和/或其他光提取特征导致的任何额外的表面积。
表1
图4示出了这样的实施例。具体地，表1的第一行示出了各种实施例，其中内表面120c是侧边约为1000μm(微米)长(总面积1,000,000μm2)的方形内表面，外表面120b是侧边约为642μm长(总面积412,164μm2)的方形外表面，并且方形内外表面之间的距离(高度)约为335μm，由此将外表面和内表面(顶部和基底)之间的面积比确定为约0.41，并且将内表面(基底)的高度和侧边之间的高宽比确定为约0.335。图3B中也示出了这样的实施例。表1的第二行示出的实施例中内表面120c是侧边约为850μm长(总面积722,500μm2)的方形内表面，外表面120b是侧边约为492μm长(总面积242,064μm2)的方形外表面，并且方形内外表面之间的距离(高度)约为335μm，由此将外表面和内表面之间的面积比确定为约0.33，并且将高度和基底之间的高宽比确定为约0.39。最后，表1的第三行示出了各种实施例，其中内表面120c是侧边约为700μm长(总面积约722,500μm2)的方形内表面，外表面120b是侧边约为342μm长(总面积约116,964μm2)的方形外表面，并且方形内外表面之间的距离(高度)约为335μm，由此将外表面和内表面之间的面积比确定为约0.24，并且将高度和基底之间的高宽比确定为约0.5。
图5和表2示出了另一些实施例，其中内表面120c是尺寸为350μm×470μm的矩形内表面。在表2的第一行，高度约为175μm厚，且外表面120b是尺寸为177μm×297μm的矩形，由此提供164,500μm2的基底(内)面积和52,569μm2的顶部(外)面积。顶部和基底的面积比约为0.32，并且高度和基底之比约为0.5。表2的第二行示出了更厚的约为290μm的高度，以使顶部具有约44μm×164μm的侧边，导致面积比约为0.044且高度和基底之比约为0.8。
表2
相应地，表1和表2中跟图4和图5相对应的实施例能够提供发光二极管，其中外表面和内表面的面积比小于或约为0.4，并且在某些这样的实施例中，内表面的高度和侧边的高宽比至少约为0.3。这些表格和附图还示出了另一些实施例，其中外表面和内表面的面积比小于或约为0.33，并且在某些这样的实施例中，内表面的高度和侧边的高宽比至少约为0.4。这些表格和附图还示出了又一些实施例，其中外表面和内表面的面积比小于或约为0.04，并且在某些这样的实施例中，高度和基底的高宽比至少约为0.8。
已经发现光提取可以随着外部面积与内部面积的比值减小而得到改善。面积较大的器件例如表1第一行介绍的DA1000能够通过设置如图3A所示的凹槽而提供额外的提取。这样看起来是表明通过进一步减小顶部和基底的比值即可获得更多的提取利益，但是这样可能会由于侧壁倾斜所需的叶片宽度而变得昂贵。在较小的器件例如表2第一列所述的DA350上，蓝光不会随着比值的进一步增大而进一步增加，因此约0.32的高宽比就已经足以用于最大的蓝光提取。
如表1和表2所述的横向LED结构跟前代的垂直芯片相比能够允许顶部与基底(基板的外表面与内表面)的非常低的比值，原因在于无需为了器件的电性能而考虑背侧(顶部)的接触面积。而且，由于荧光体层能够将光散射回芯片内，因此这些器件改善的光提取也可以是转换效率的一项因素。
图6A是其上装有结合图1-4介绍的LED110的子基底180的照片。图6B是图1-4中包括透镜190的封装LED200的照片。
图1-6中示出的各种实施例也可以被看作示出了包括二极管区域110的发光二极管100，具有相对的第一面110a和第二面110b并且在其中包括n型层112和p型层114。阳极接触160电阻性接触p型层并且在第一面110a上延伸。阴极接触170电阻性接触n型层112并且也在第一面110a上延伸。透明基板120被设置在第二面110b上。透明基板包括邻接第二面110b的内表面120c、远离第二面的面积小于内表面120c的外表面120b以及从外表面延伸至内表面的侧壁120a。外表面和内表面的面积比小于或约为0.4。在某些实施例中，侧壁是分段侧壁。在另一些实施例中，侧壁包括以倾斜的角度从外表面伸向内表面的倾斜侧壁。包括荧光体142的共形层140,140'被设置在外表面120b和侧壁120a上，其中荧光体142具有至少约10μm的平均等效粒径d50。
图1-6也可以被看作描述了封装发光二极管管芯200的其他实施例，封装发光二极管管芯200包括发光二极管管芯，包括如上所述的二极管区域、阳极接触和阴极接触。也设有如上所述的子基底180。而且，包括荧光体142的共形层140,140'跟二极管区域110间隔开且共形地延伸到远离发光二极管管芯110的子基底面182a上。共形层可以通过透明基板120和/或通过其他方式（例如圆顶）跟二极管区域隔开。
图1,2,3A至3C,4,5和6A至6B中的LED也可以在同一块封装基板（例如子基底）上设置为阵列，正如以下更加详细介绍的那样。例如，LED阵列可以设有串联和/或并联电连接的LED。每一个LED都可以具有水平结构，其中每一个LED的阳极和阴极接触都设置在LED和子基底的对应衬垫之间。利用如上所述的直接LED管芯连附，LED管芯阵列可以设置为在LED管芯之间具有小于约250微米、小于约100微米或者甚至小于约50微米的间距。
某些实施例可以为具有较高电压的LED阵列提供相对较小面积的LED子基底，其中更加高效地利用LED管芯接合面积以平衡期望操作电压和芯片面积，且通过保持芯片间距的实际应用来进行平衡以使得便于制造和光吸收减少从而提供更高的效率和更多的光输出。例如，LED管芯之间的间距可以是小于约75微米、小于约60微米、小于约40微米和/或在约40微米到约75微米的范围内。通常，如果提供了足够的空间(例如大于约10微米或大于约20微米)以允许制造布局和/或减少发光二极管管芯之间的光吸收，那么可能就需要发光二极管管芯之间的间距较小。根据某些实施例，LED管芯之间的间距可以在约20微米到约500微米的范围内、在约40微米到约150微米的范围内或者甚至在约50微米到约100微米的范围内。
在下述的实施例中，LED管芯、子基底及其元件可以如上参照图1,2,3A至3C,4,5和6A至6B中所述来提供。但是，为了便于图示而从以下的附图中省略了一些元件，如果包含这些元件将显得过于重复。例如，以下可以示出二极管区域110但未示出其中的元件(例如并未单独示出n型层112、p型层114、导电通孔162/172等)。但是以下讨论的每一个二极管区域110都可以包括以上参照图1和图2介绍的元件。
图7A和7B示出了在子基底180的阳极衬垫184和阴极衬垫186之间并联电耦合的六个LED管芯100a到100f构成的阵列的俯视图和截面图。另外，静电放电(ESD)保护器件194可以电耦合在阳极衬垫184和阴极衬垫186之间。如图所示，部分阳极衬垫184可以延伸在阴极衬垫186的相对部分之间且LED管芯100a到100f可以桥接阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的间隙196。而且，所有的LED管芯100a到100f均可设置在同一个透镜190的圆形区域内。尽管如上参照图1所述，每一个LED管芯100a到100f都被示出为具有单独的荧光体层140，但是也可以如上参照图2所述，在所有的LED管芯100a到100f上设置连续的荧光体层。
如以上参照图3A至3C所述，阳极接触160和阴极接触170的表面积可以不对称，其中阴极170占据组合接触面积的至少70%、占据组合接触面积的至少80%或者甚至占据组合接触面积的至少90%。相应地，LED管芯100a到100f可以不对称地桥接子基底180的阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的间隙196。换句话说，阴极接触170和阴极衬垫186之间的接触面积可以明显大于阳极接触160和阳极衬垫184之间的接触面积，并且LED管芯100a到100f在阴极衬垫186上的部分可以明显大于LED管芯100a到100f在阳极衬垫184上的部分。
另外，反射和电绝缘填料192可以设置在阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的子基底主体182上。通过在阳极衬垫184和阴极衬垫186之间设置反射性填料192，可减少反射性较差的子基底主体182内的光损失并且可以由此提高效率。子基底主体182例如可以是氧化铝和/或氮化铝，并且填料192可以是白色阻焊层、载有氧化钛颗粒的低模量材料(例如硅树脂、凝胶等)等。间隙196(以及其中的填料192)的宽度可以小于约75μm或者甚至小于约40μm。
在图7A和图7B的组件中，LED管芯100a到100f被设置为2行和3列的矩形阵列(其中每一行都包括相同数量的LED管芯且其中每一列都包括相同数量的LED管芯)。相邻LED管芯之间的间距可以是约0.1mm，并且所有LED管芯都可以设置在直径约为2.55mm的透镜190的圆形周边内。每一个LED管芯都可以具有约0.35mm的宽度和约0.47mm的长度，并且ESD保护器件194可以具有约0.3mm的宽度和约0.6mm的长度。如上参照图3A至3C所述，阳极接触160和阳极衬垫184之间以及阴极接触170和阴极衬垫186之间的金属接合(也就是焊料层188)(沿图7A的水平方向且伸入图7B的平面内)的宽度可以是LED管芯宽度的至少约60%(例如至少0.21mm)、LED管芯宽度的至少约70%(例如至少0.25mm)或者甚至是LED管芯宽度的至少90%(例如至少0.32mm)。通过提供相对较大的接触表面积，可减小电阻和热阻。通过将所有的LED100a到100f设置为跟透镜190的周边充分间隔开，可提高穿过透镜190的光透射效率。尽管在图7B的截面图中并未示出透镜190，但是应该理解透镜190实际上可以在子基底180上构成围绕所有LED管芯100a到100f的半球或半球形部分。
图8A和8B示出了在子基底180的阳极衬垫184和阴极衬垫186之间并联电耦合的六个LED管芯100a到100f构成的阵列的俯视图和截面图。另外，静电放电(ESD)保护器件194可以电耦合在阳极衬垫184和阴极衬垫186之间。如图所示，阳极衬垫184和阴极衬垫186可以是交指型，并且LED管芯100a到100f可以桥接阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的间隙196。而且，所有的LED管芯100a到100f均可设置在同一个透镜190的圆形区域内。尽管如上参照图1所述，每一个LED管芯100a到100f都被示出为具有单独的荧光体层140，但是也可以如上参照图2所述，在所有的LED管芯100a到100f上设置连续的荧光体层。
如以上参照图3A至3C所述，阳极接触160和阴极接触170的表面积可以不对称，其中阴极170占据组合接触面积的至少70%、占据组合接触面积的至少80%或者甚至占据组合接触面积的至少90%。相应地，LED管芯100a到100f可以不对称地桥接子基底180的阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的间隙196。换句话说，阴极接触170和阴极衬垫186之间的接触面积可以明显大于阳极接触160和阳极衬垫184之间的接触面积，并且LED管芯100a到100f在阴极衬垫186上的部分可以明显大于LED管芯100a到100f在阳极衬垫184上的部分。
另外，反射和电绝缘填料192可以设置在阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的子基底主体182上。通过在阳极衬垫184和阴极衬垫186之间设置反射性填料192，可减少反射性较差的子基底主体182内的光损失并且可以由此提高效率。子基底主体182例如可以是氧化铝和/或氮化铝，并且填料192可以是白色阻焊层、载有氧化钛颗粒的低模量材料(例如硅树脂、凝胶等)等。阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的间隙196(以及其中的填料192)的宽度可以小于约100μm。在某些实施例中，间隙196的宽度可以小于约80μm。在另一些实施例中，间隙196的宽度可以小于约60μm，并且在又一些实施例中，间隙196的宽度可以小于约40μm。在某些实施例中，间隙196的宽度可以在约10μm到约100μm之间。在另一些实施例中，间隙196的宽度可以在约50μm到约75μm之间，并且在又一些实施例中，间隙196的宽度可以在约50μm到约60μm之间。
在某些实施例中，间隙196的高宽比(定义为间隙的高度除以间隙的宽度)可以在约0.2到2之间。在另一些实施例中，间隙196的高宽比可以在约0.5到1.5之间，并且在又一些实施例中，间隙196的高宽比可以在约0.5到1.5之间。在特定的实施例中，间隙196的高宽比可以约为1。
在组装图8A和图8B时，LED管芯100a到100f被设置为2行和3列的矩形阵列。LED管芯的尺寸和其间的间距可以跟如上参照图7A和图7B的结构所述的内容相同。但是，跟图7A和图7B的结构相比，图8A和图8B的两行LED管芯100a到100f可以对齐，以使两行的阳极接触160都朝向子基底180的第一侧面并且两行的阴极接触170都朝向子基底跟第一侧面相对的第二侧面。尽管在图8B的截面图中并未示出透镜190，但是应该理解透镜190实际上可以在子基底180上构成围绕所有LED管芯100a到100f的半球。
图9A和9B示出了在子基底180的阳极衬垫184和阴极衬垫186之间并联电耦合的七个LED管芯100a到100g构成的基本为圆形阵列的俯视图和截面图。另外，静电放电(ESD)保护器件194可以电耦合在阳极衬垫184和阴极衬垫186之间。如图所示，所有的LED管芯100a到100g均可设置在同一个透镜190的圆形区域内。此外，每一个LED管芯100a到100g相对于透镜190的周边都可以共享相同的间距，并且每一个LED管芯100a到100g相对于圆形阵列的中心和/或相对于透镜190的中心都可以沿径向取向。通过将LED管芯100a到100g的圆形阵列设置为相对于透镜190的周边对称间隔，可提供穿过透镜190的更加均匀和/或高效的光输出。如前所述，LED管芯100a到100g可以桥接阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的间隙196。尽管如上参照图1所述，每一个LED管芯100a到100g都被示出为具有单独的荧光体层140，但是也可以如上参照图2所述，在所有的LED管芯100a到100g上设置连续的荧光体层。
如以上参照图3A至3C所述，阳极接触160和阴极接触170的表面积可以不对称，其中阴极170占据组合接触面积的至少70%、占据组合接触面积的至少80%或者甚至占据组合接触面积的至少90%。相应地，LED管芯100a到100g可以不对称地桥接子基底180的阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的间隙196。换句话说，阴极接触170和阴极衬垫186之间的接触面积可以明显大于阳极接触160和阳极衬垫184之间的接触面积，并且LED管芯100a到100g在阴极衬垫186上的部分可以明显大于LED管芯100a到100g在阳极衬垫184上的部分。
另外，反射和电绝缘填料192可以设置在阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的子基底主体182上。通过在阳极衬垫184和阴极衬垫186之间设置反射性填料192，可减少反射性较差的子基底主体182内的光损失并且可以由此提高效率。子基底主体182例如可以是氧化铝和/或氮化铝，并且填料192可以是白色阻焊层、载有氧化钛颗粒的低模量材料(例如硅树脂、凝胶等)等。间隙196(以及其中的填料192)的宽度可以小于约75μm或者甚至小于约40μm。
在9A和图9B的组件中，每一个LED管芯都可以具有约0.35mm的宽度和约0.47mm的长度，并且ESD保护器件194可以具有约0.3mm的宽度和约0.6mm的长度。如上参照图3A至3C所述，阳极接触160和阳极衬垫18之间以及阴极接触170和阴极衬垫186之间的金属接合(也就是焊料层188)(伸入图9B的平面内)的宽度可以是LED管芯宽度的至少约60%(例如至少0.21mm)、LED管芯宽度的至少约70%(例如至少0.25mm)或者甚至是LED管芯宽度的至少90%(例如至少0.32mm)。通过提供相对较大的接触表面积，可减小电阻和热阻。通过将所有的LED100a到100g设置为跟透镜190的周边充分间隔开，可提高穿过透镜190的光透射效率。尽管在图9B的截面图中并未示出透镜190，但是应该理解透镜190实际上可以在子基底180上构成围绕所有LED管芯100a到100g的半球。
图10A和10B示出了在子基底180的阳极衬垫184和阴极衬垫186之间并联电耦合的七个LED管芯100a到100f构成的基本为圆形阵列的俯视图和截面图。另外，静电放电(ESD)保护器件194可以通过相应的金属接合188电耦合在阳极衬垫184和阴极衬垫186之间。ESD保护器件194可以包括电耦合且机械耦合至阳极衬垫184和阴极衬垫186的接触195。如图所示，所有的LED管芯100a到100f均可设置在同一个透镜190的圆形区域内。而且，每一个LED管芯100a到100f相对于透镜190的周边都可以共享基本上相同的间距。跟图9A和图9B中的圆形阵列相比，图10A和图10B中的每一个LED管芯100a到100f都可以沿相同的轴线(例如图10A中的垂直轴)取向，并且阳极衬垫184和阴极衬垫186可以是交指型。通过将LED管芯100a到100f的圆形阵列设置为相对于透镜190的周边对称间隔，可提供穿过透镜190的更加均匀和/或高效的光输出。如前所述，LED管芯100a到100f可以桥接阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的间隙196。尽管如上参照图1所述，每一个LED管芯100a到100f都被示出为具有单独的荧光体层140，但是也可以如上参照图2所述，在所有的LED管芯100a到100f上设置连续的荧光体层。
如以上参照图3A至3C所述，阳极接触160和阴极接触170的表面积可以不对称，其中阴极170占据组合接触面积的至少70%、占据组合接触面积的至少80%或者甚至占据组合接触面积的至少90%。相应地，LED管芯100a到100f可以不对称地桥接子基底180的阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的间隙196。换句话说，阴极接触170和阴极衬垫186之间的接触面积可以明显大于阳极接触160和阳极衬垫184之间的接触面积，并且LED管芯100a到100f在阴极衬垫186上的部分可以明显大于LED管芯100a到100f在阳极衬垫184上的部分。
另外，反射和电绝缘填料192可以设置在阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的子基底主体182上。通过在阳极衬垫184和阴极衬垫186之间设置反射性填料192，可减少反射性较差的子基底主体182内的光损失并且可以由此提高效率。子基底主体182例如可以是氧化铝和/或氮化铝，并且填料192可以是白色阻焊层、载有氧化钛颗粒的低模量材料(例如硅树脂、凝胶等)等。间隙196(以及其中的填料192)的宽度可以小于约75μm或者甚至小于约40μm。
在10A和图10B的组件中，每一个LED管芯都可以具有约0.35mm的宽度和约0.47mm的长度，并且ESD保护器件194可以具有约0.3mm的宽度和约0.6mm的长度。如上参照图3A至3C所述阳极接触160和阳极衬垫184之间以及阴极接触170和阴极衬垫186之间的金属接合(也就是焊料层188)(伸入图7B的平面内)的宽度可以是LED管芯宽度的至少约60%(例如至少0.21mm)、LED管芯宽度的至少约70%(例如至少0.25mm)或者甚至是LED管芯宽度的至少90%(例如至少0.32mm)。通过提供相对较大的接触表面积即可减小电阻和热阻。通过将所有的LED100a到100f设置为跟透镜190的周边充分间隔开，可提高穿过透镜190的光透射效率。尽管在图7B的截面图中并未示出透镜190，但是应该理解透镜190实际上可以在子基底180上构成围绕所有LED管芯100a到100f的半球。
图11A是包括阳极衬垫184和阴极衬垫186且无LED管芯的子基底180的俯视图，而图11B是包括子基底180和其上安装的LED管芯100a到100d的组件的俯视图。因为截面图跟图7所示基本相同，所以针对图11A和11B中的结构并未提供单独的截面图。如图所示，四个LED管芯100a到100d可以并联电耦合在子基底180的阳极衬垫184和阴极衬垫186之间。另外，部分阳极衬垫184可以延伸在阴极衬垫186的相对部分之间且LED管芯100a到100d可以桥接阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的间隙196。而且，所有的LED管芯100a到100d均可设置在同一个透镜190的圆形区域内。如上参照图1所述，每一个LED管芯100a到100d都可以设有单独的荧光体层140，或者如上参照图2所述，可以在所有的LED管芯100a到100d上设置连续的荧光体层。
如以上参照图3A至3C所述，LED管芯100a到100d的阳极接触160和阴极接触170的表面积可以不对称，其中阴极占据组合接触面积的至少70%、占据组合接触面积的至少80%或者甚至占据组合接触面积的至少90%。相应地，LED管芯100a到100d可以不对称地桥接子基底180的阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的间隙196。换句话说，阴极接触和阴极衬垫186之间的接触面积可以明显大于阳极接触和阳极衬垫184之间的接触面积，并且LED管芯100a到100d在阴极衬垫186上的部分可以明显大于LED管芯100a到100d在阳极衬垫184上的部分。
如上所述，反射和电绝缘填料可以设置在阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的子基底主体182上。通过在阳极衬垫184和阴极衬垫186之间设置反射性填料即可减少反射性较差的子基底主体内的光损失并且可以由此提高效率。子基底主体180例如可以是氧化铝和/或氮化铝，并且填料可以是白色阻焊层、载有氧化钛颗粒的低模量材料(例如硅树脂、凝胶等)等。间隙196(以及其中的填料)的宽度可以约为75μm或更小，或者甚至小于约40μm。图11A和图11B示出了子基底180以及LED管芯100a到100d的更多尺寸，其中所有的尺寸均以毫米(mm)为单位给出。
在图11B的组件中，LED管芯100a到100d被设置为2行和2列的矩形阵列(其中每一行都包括相同数量的LED管芯且其中每一列都包括相同数量的LED管芯)。LED管芯相邻列之间的间距可以约为0.05mm，LED管芯相邻行之间的间距可以约为0.075mm，并且所有的LED管芯都可以设置在直径约为2.55mm的透镜190的圆形周边内。每一个LED管芯都可以具有约0.7mm的宽度以及约0.7mm的长度。如上参照图3A至3C所述，LED阳极接触和阳极衬垫184之间以及LED阴极接触和阴极衬垫186之间的金属接合(也就是焊料层188)(沿图11B的水平方向)的宽度可以是LED管芯宽度的至少60%(例如至少0.42mm)、LED管芯宽度的至少70%(例如至少0.49mm)或者甚至是LED管芯宽度的至少90%(例如至少0.63mm)。通过提供相对较大的接触表面积，可减小电阻和热阻。通过将所有的LED100a到100d设置为跟透镜190的周边充分间隔开，可提高穿过透镜190的光透射效率。尽管并未示出透镜190的截面图，但是应该理解透镜190实际上可以在子基底180上构成围绕所有LED管芯100a到100d的半球。
图12A是包括阳极衬垫184和阴极衬垫186且无LED管芯的子基底180的俯视图，图12B是包括子基底180和其上安装的LED管芯100a到100v的装置的俯视图，且图12C是穿过LED管芯100a,100j,100m和100v(如截面线12C-12C'所示)截取的截面图。在图12A,12B和12C中，22个LED管芯100a到100v构成的阵列被并联电耦合在子基底180的阳极衬垫184和阴极衬垫186之间。如图所示阳极衬垫184和阴极衬垫186可以是交指型并且LED管芯100a到100v可以桥接阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的间隙196。而且所有的LED管芯100a到100v均可设置在同一个透镜190的圆形区域内。尽管如上参照图1所述，每一个LED管芯100a到100v都被示出为具有单独的荧光体层140，但是也可以如上参照图2所述，在所有的LED管芯100a到100v上设置连续的荧光体层。
如以上参照图3A至3C所述，阳极接触160和阴极接触170的表面积可以不对称，其中阴极170占据组合接触面积的至少70%、占据组合接触面积的至少80%或者甚至占据组合接触面积的至少90%。相应地，LED管芯100a到100v可以不对称地桥接子基底180的阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的间隙196。换句话说，阴极接触170和阴极衬垫186之间的接触面积可以明显大于阳极接触160和阳极衬垫184之间的接触面积，并且LED管芯100a到100v在阴极衬垫186上的部分可以明显大于LED管芯100a到100v在阳极衬垫184上的部分。
另外，反射和电绝缘填料192可以设置在阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的子基底主体182上。通过在阳极衬垫184和阴极衬垫186之间设置反射性填料192，可减少反射性较差的子基底主体182内的光损失并且可以由此提高效率。子基底主体182例如可以是氧化铝和/或氮化铝，并且填料192可以是白色阻焊层、载有氧化钛颗粒的低模量材料(例如硅树脂、凝胶等)等。间隙196(以及其中的填料192)的宽度可以小于约75μm或者甚至小于约40μm。
在图12A,12B和12C的组件中，LED管芯100a到100v被设置为四行的线性阵列，并且至少部分相邻行中的LED管芯可以偏移以使阵列不具有常规的列。通过将阵列的中心行(或排)设置为长于阵列的周边行(或排)(例如中心行跟周边行相比包括更多数量的LED管芯)就可以在阵列内设置更多数量的LED管芯，同时仍保持在所有管芯和透镜190的周边之间有足够的间距。因此就可以获得更大的光输出且不会明显降低来自阵列周边LED管芯的输出效率。如本文中所用的，一排LED管芯可意指LED管芯的任何线性排列，例如一列LED管芯或一行LED管芯。
一行内相邻LED管芯之间的间距可以约为0.05mm，相邻行的LED管芯之间的间距可以约为0.075mm，并且所有的LED管芯都可以设置在直径约为3mm的透镜190的圆形周边内。每一个LED管芯都可以具有约0.35mm的宽度以及约0.47mm的长度。如上参照图3A至3C所述，阳极接触160和阳极衬垫184之间以及阴极接触170和阴极衬垫186之间的金属接合(也就是焊料层188)(沿图12B的水平方向且伸入图12C的平面内)的宽度可以是LED管芯宽度的至少约60%(例如至少0.21mm)、LED管芯宽度的至少约70%(例如至少0.25mm)或者甚至是LED管芯宽度的至少90%(例如至少0.32mm)。通过提供相对较大的接触表面积，可减小电阻和热阻。通过将所有的LED100a到100v设置为跟透镜190的周边充分间隔开，可提高穿过透镜190的光透射效率。尽管在图12C的截面图中并未示出透镜190，但是应该理解透镜190实际上可以在子基底180上构成围绕所有LED管芯100a到100v的半球。
图13A是包括阳极衬垫184和阴极衬垫186且无LED管芯的子基底180的俯视图，而图13B是包括子基底180和其上安装的54个LED管芯100a到100bbb的组件的俯视图。因为根据先前提供的截面图就可以理解截面的结构，所以并未提供单独的截面图。穿过LED管芯100a,100j,100p和100cc截取的截面图跟图12C所示基本相同。
在图13A和13B中，54个LED管芯100a到100bbb构成的阵列被并联电耦合在子基底180的阳极衬垫184和阴极衬垫186之间。如图所示，阳极衬垫184和阴极衬垫186可以是交指型，并且LED管芯100a到100bbb可以桥接阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的间隙196。而且，所有的LED管芯100a到100bbb均可设置在同一个透镜190的圆形区域内。尽管如上参照图1所述，每一个LED管芯100a到100bbb都可以具有单独的荧光体层140，但是也可以如上参照图2所述，在所有的LED管芯100a到100bbb上设置连续的荧光体层。
如以上参照图3A至3C所述，LED管芯的阳极接触和阴极接触的表面积可以不对称，其中阴极接触占据组合接触面积的至少70%、占据组合接触面积的至少80%或者甚至占据组合接触面积的至少90%。相应地，LED管芯100a到100bbb可以不对称地桥接子基底180的阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的间隙196。换句话说，阴极接触和阴极衬垫186之间的接触面积可以明显大于阳极接触和阳极衬垫184之间的接触面积，并且LED管芯100a到100bbb在阴极衬垫186上的部分可以明显大于LED管芯100a到100bbb在阳极衬垫184上的部分。
另外，反射和电绝缘填料可以设置在阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的子基底主体182上。通过在阳极衬垫184和阴极衬垫186之间设置反射性填料，可减少反射性较差的子基底主体内的光损失并且可以由此提高效率。子基底主体例如可以是氧化铝和/或氮化铝，并且填料可以是白色阻焊层、载有氧化钛颗粒的低模量材料(例如硅树脂、凝胶等)等。间隙196(以及其中的填料)的宽度可以约为75μm或更小，或者甚至小于约40μm。
在图13A和13B的组件中，LED管芯100a到100bbb被设置为七行(或水平线)和十列(或垂直线)的线性阵列。而且，阵列的中心行长于阵列的周边行，以使中心行跟周边行相比包括更多数量的LED管芯。类似的，阵列的中心列长于阵列的周边列，以使中心列跟周边列相比包括更多数量的LED管芯。通过将阵列的中心行和/或中心列设置得长于阵列的周边行/周边列，可在阵列内设置更多数量的LED管芯同时在所有的管芯和透镜190的周边之间保持足够的间距。因此就可以获得更大的光输出且不会明显降低来自阵列周边LED管芯的输出效率。如本文中所用的，一排LED管芯可意指LED管芯的任何线性排列，例如一列LED管芯或一行LED管芯。
一行内相邻LED管芯之间的间距可以约为0.05mm，相邻行的LED管芯之间的间距可以约为0.075mm，并且所有的LED管芯都可以设置在直径约为4.42mm的透镜190的圆形周边内。每一个LED管芯都可以具有约0.35mm的宽度以及约0.47mm的长度。如上参照图3A至3C所述，阳极接触160和阳极衬垫184之间以及阴极接触170和阴极衬垫186之间的金属接合(也就是焊料层188)(沿图12B的水平方向且伸入图12C的平面内)的宽度可以是LED管芯宽度的至少约60%(例如至少0.21mm)、LED管芯宽度的至少约70%(例如至少0.25mm)或者甚至是LED管芯宽度的至少90%(例如至少0.32mm)。通过提供相对较大的接触表面积，可减小电阻和热阻。通过将所有的LED100a到100bbb设置为跟透镜190的周边充分间隔开，可提高穿过透镜190的光透射效率。尽管并未示出透镜190的截面图，但是应该理解透镜190实际上可以在子基底180上构成围绕所有LED管芯100a到100bbb的半球。
图14A是包括阳极衬垫184、阴极衬垫186和岛衬垫185且无LED管芯的子基底180的俯视图，图14B是包括子基底180和其上安装的LED管芯100a到100p的组件的俯视图，且图14C是穿过LED管芯100c到100f(如截面线14C-14C'所示)截取的截面图。在图14A,14B和14C中，16个LED管芯100a到100p构成的阵列被串联电耦合在子基底180的阳极衬垫184和阴极衬垫186之间。
更具体地，岛衬垫185可以在阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的串联连接内电邻接的LED管芯之间提供电连接。而且，阳极衬垫184、阴极衬垫186和岛衬垫185可以通过间隙196和/或反射性和电绝缘的填料192分离。因此即可提供从阳极衬垫184经LED管芯100a,100b,100c,…,100p(按字母顺序)到阴极衬垫105的电耦合。另外，每一个岛衬垫185都可以提供电邻接LED管芯的阴极接触和阳极接触160之间的电耦合，并且每一个LED管芯都可以桥接阳极衬垫184和岛衬垫185之间、两个岛衬垫185之间、或者岛衬垫185和阴极衬垫186之间的间隙。
另外，所有的LED管芯100a到100p均可设置在同一个透镜190的圆形区域内。尽管如上参照图1所述，每一个LED管芯100a到100p都被示出为具有单独的荧光体层140，但是也可以如上参照图2所述，在所有的LED管芯100a到100p上设置连续的荧光体层。
如以上参照图3A至3C所述，阳极接触160和阴极接触170的表面积可以不对称，其中阴极170占据组合接触面积的至少70%、占据组合接触面积的至少80%或者甚至占据组合接触面积的至少90%。相应地，LED管芯100a到100v可以不对称地桥接子基底180的阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的间隙196。换句话说，阴极接触170和阴极衬垫186之间的接触面积可以明显大于阳极接触160和阳极衬垫184之间的接触面积，并且LED管芯100a到100v在阴极衬垫186上的部分可以明显大于LED管芯100a到100v在阳极衬垫184上的部分。
另外，反射和电绝缘填料192可以设置在阳极衬垫184、岛衬垫185和阴极衬垫186之间的子基底主体182上。通过在衬垫184、185和186之间设置反射性填料192，可减少反射性较差的子基底主体182内的光损失并且可以由此提高效率。子基底主体182例如可以是氧化铝和/或氮化铝，并且填料192可以是白色阻焊层、载有氧化钛颗粒的低模量材料(例如硅树脂、凝胶等)等。间隙196(以及其中的填料192)的宽度可以小于约75μm或者甚至小于约40μm。
在图14A,14B和14C的组件中，LED管芯100a到100p被设置为四行(或水平线)和四列(或垂直线)的线性阵列。而且，阵列的中心行长于阵列的周边行，以使中心行跟周边行相比拥有更多数量的LED管芯，并且阵列的中心列长于阵列的周边列，以使中心列跟周边列相比拥有更多数量的LED管芯。通过将阵列的中心行和/或中心列设置得长于阵列的周边行/周边列，可在阵列内设置更多数量的LED管芯同时在所有的管芯和透镜190的周边之间保持足够的间距。因此就可以获得更大的光输出且不会明显降低来自阵列周边LED管芯的输出效率。如本文中所用的，一排LED管芯可意指LED管芯的任何线性排列例如一列LED管芯或一行LED管芯。
一行内相邻LED管芯之间的间距可以约为0.05mm，相邻行的LED管芯之间的间距可以约为0.05mm，并且所有的LED管芯都可以设置在直径约为3mm的透镜190的圆形周边内。每一个LED管芯都可以具有约0.35mm的宽度以及约0.47mm的长度。如上参照图3A至3C所述，阳极接触160和相应衬垫184/185之间以及阴极接触170和相应衬垫185/186之间的金属接合(也就是焊料层188)(沿图14B的水平方向且伸入图14C的平面内)的宽度可以是LED管芯宽度的至少60%(例如至少0.21mm)、LED管芯宽度的至少70%(例如至少0.25mm)或者甚至是LED管芯宽度的至少90%(例如至少0.32mm)。通过提供相对较大的接触表面积，可减小电阻和热阻。通过将所有的LED100a到100p设置为跟透镜190的周边充分间隔开，可提高穿过透镜190的光透射效率。尽管在图14C的截面图中并未示出透镜190，但是应该理解透镜190实际上可以在子基底180上构成围绕所有LED管芯100a到100p的半球。
图15A是示出了用于LED管芯串联阵列的具有阳极衬垫184、岛衬垫185和阴极衬垫186的子基底180的俯视图，并且图15B是图15A中的子基底装有LED管芯100a到100p的串联阵列的俯视图。图15A和15B中的结构类似于图14A,14B和14C，其区别在于图15A和15B中的子基底被设置用于较大的0.7mm×0.7mm尺寸的LED管芯。图15A和15B中的其他尺寸以毫米(mm)为单位设置。在图15B中，电流路径从阳极衬垫184垂直穿过每一列到达阴极衬垫186。更具体地，电流路径向下穿过最右列(包括LED管芯100a到100b)、向上穿过下一列(包括LED管芯100c到100f)、向下穿过下一列(包括LED管芯100g到100j)、向上穿过下一列(包括LED管芯100k到100n)然后向下穿过最左列(包括LED管芯100o到100p)。
图16A是示出了用于LED管芯串联阵列的具有阳极衬垫184、岛衬垫185和阴极衬垫186的子基底180的俯视图，并且图16B是图16A中的子基底装有十七个LED管芯100a到100q的串联阵列的俯视图。图16A和16B中的结构类似于图15A和15B，其区别在于图16A和16B中的子基底在相邻行的LED管芯之间提供了水平的电流路径和偏移。图16A和16B中的尺寸以毫米(mm)为单位设置。在图16B中，电流路径从阳极衬垫184水平穿过每一行到达阴极衬垫186。更具体地，电流路径从右向左穿过最上行(包括LED管芯100a到100b)、从左向右穿过下一行(包括LED管芯100c到100f)、从右向左穿过下一行(包括LED管芯100g到100k)、从左向右穿过下一行(包括LED管芯100l到100o)然后从右向左穿过最下行(包括LED管芯100p到100q)。
图17A是示出了用于LED管芯串联阵列的具有阳极衬垫184、岛衬垫185和阴极衬垫186的另一种子基底180的俯视图，并且图17B是图17A中的子基底装有十六个LED管芯100a到100p的串联阵列的俯视图。图17A和17B的结构类似于图14A,14B和14C。在图17B中，电流路径从阳极衬垫184垂直穿过每一列到达阴极衬垫186。更具体地，电流路径向下穿过最右列(包括LED管芯100a到100b)、向上穿过下一列(包括LED管芯100c到100f)、向下穿过下一列(包括LED管芯100g到100j)、向上穿过下一列(包括LED管芯100k到100n)然后向下穿过最左列(包括LED管芯100o到100p)。
如上例如参照图7B,8B,9B,10B,12C和14C所述，可以为每一个LED管芯100提供单独的荧光体层140。根据另一些实施例，可以如图18所示，在LED管芯100的阵列以及子基底位于LED管芯之间的部分上设置连续且共形的荧光体层140'。共形的荧光体层140'例如可以具有比LED管芯100的厚度更小并且比相邻LED管芯100之间间距的一半更小的厚度。无论是单独的荧光体层140还是连续的荧光体层140'，都可以如图19所示在阵列上设置单个透镜190。尽管图18和图19示出了岛衬垫185上LED管芯100的串联设置，但实际上可以在上述的任意并联或串联阵列上设置连续且共形的荧光体层140'和/或透镜。
根据再一些实施例，拦阻件195可以如图20的截面图所示围绕LED管芯100的阵列，并且拦阻件195可以被用于限定可作为液体散布在其中并随后固化的荧光体层140"。拦阻件195和荧光体层140"可以取代任何上述结构中的透镜190和荧光体层140/140'。例如，拦阻件195可以界定围绕LED管芯100阵列的周边，其中由拦阻件195界定的周边具有跟如上参照图7A,8A,9A,10A,11B,12B,13B,14B和16B所述透镜190的周边相对应的布局和尺寸。如图20所示，荧光体层140"的厚度可以大于LED管芯100(包括阴极/阳极接触和接合金属188在内)的厚度。尽管将拦阻件195和厚荧光体层140"跟LED管芯100的串联阵列和岛衬垫185一起示出，但拦阻件195和厚荧光体层140"可以跟任何上述的并联或串联结构一起使用。
先参照图21A-B和22A-D中的照片来介绍根据各种实施例的LED组件示例。在图21A中，LED组件包括串联电耦合在子基底上并且封装在共用透镜内的十六个LED管芯构成的阵列，并且在图21B中示出了无透镜的LED组件(包括子基底和LED管芯)。图21A和21B的子基底中的导电阳极衬垫、岛衬垫和阴极衬垫例如可以基本上如图15A所示那样设置(成镜像反转)。如图所示，LED管芯的阵列可以成列设置(更一般地称为排)，其中串联电流路径被定义为上下穿过阵列的各列。而且，不同列的LED可以包括不同数量的LED管芯和/或相邻列的LED管芯可以偏移，以使得可以设置相对较大的LED管芯阵列且在透镜周边和阵列中的所有LED管芯之间有足够的间距。由此即可提高从LED管芯阵列穿过透镜的光输出效率。
在图21A-B的LED组件中，十六个LED管芯可以焊接至如上所述例如参照图1-6和15A-B所述的子基底的导电衬垫。阵列中的每一个LED管芯可以具有约350微米×约470微米的尺寸(表面积约为164,500平方微米或者约为0.1645平方毫米)以为LED组件提供约2.63平方毫米的总有效发光面积。子基底可以具有约5mm×5mm的尺寸，表面积约为25平方毫米。相邻LED管芯之间的间距可以约为425微米。此外，图21B所示的LED管芯设置/间距可以例如通过减少LED管芯之间的光吸收和/或通过保持阵列中所有LED管芯和透镜周边之间足够的间距来提供更好的光通量。
在测试之后，16个LED管芯中的每一个都可以具有约3V的正向操作电压Vf，并且16个LED管芯的串联耦合阵列可以具有约46V的正向操作电压。通过流经16个LED管芯的串联耦合阵列的约21.9mA的操作电流、约46V的正向操作电压以及约1W的所得功率，图21A-B中的LED组件提供约146lm的光通量以及约70的显色指数(CRI)。
具有较小子基底和较小LED管芯串联耦合阵列的类似LED组件可以设置为如图22A-D所示。在图22A中，LED子基底被设置用于十六个LED管芯的串联电耦合阵列，并且图22B-C示出了封装在图22A的子基底上具有不同透镜/荧光体的LED管芯阵列。图22A-D的子基底中的导电阳极衬垫、岛衬垫和阴极衬垫例如可以基本上如图14A和/或17A所示那样设置。如图所示，LED管芯的阵列可以成行设置(更一般地称为排)，其中串联电流路径被定义为左右穿过阵列的各行。而且，不同行和/或列的LED可以包括不同数量的LED管芯以使得可以设置相对较大的LED管芯阵列且在透镜周边和阵列中的所有LED管芯之间有足够的间距。由此即可提高从LED管芯阵列穿过透镜的光输出效率。
在图22A-D的LED组件中，十六个LED管芯可以焊接至如上所述例如参照图1-6、14A-C和17A-B所述的子基底的导电衬垫。阵列中的每一个LED管芯可以具有约240微米×约470微米的尺寸(表面积约为76,800平方微米或者约为0.0768平方毫米)以为LED组件提供约1.23平方毫米的总有效发光面积。子基底可以具有约3.5mm×3.5mm的尺寸，表面积约为12.25平方毫米。此外，用于图22A-D中LED阵列的LED管芯设置/间距可以例如通过减少LED管芯之间的光吸收和/或通过保持阵列中所有LED管芯和透镜周边之间足够的间距来提供更好的光通量。
在测试之后，16个LED管芯中的每一个都可以具有约3.08V的正向操作电压Vf，并且16个LED管芯的串联耦合阵列可以具有约49.4V的正向操作电压。通过流经16个LED管芯的串联耦合阵列的约21.9mA的操作电流、约49.4V的正向操作电压以及由16个LED管芯的阵列消耗的约1.08W(电瓦特)的所得功率，图22B中的LED组件以454nm的波长提供约537mW的辐射通量，图22C中的LED组件提供测量为6500K下133流明的冷白光输出，并且图22D中的LED组件提供测量为3080K下104流明的暖白光输出。图22B-D中组件的不同输出缘于不同组件所用的不同荧光体组合/成分/浓度等。经单独测量，图22B-D中的每一个LED管芯可以在约20毫安的操作电流下以约32mW的功率产生具有约454nm波长的光输出。
相应地，某些实施例可以针对施加较高电压的LED阵列以允许相对较小面积的LED子基底(例如25平方毫米或更小，或者甚至是12.25平方毫米或更小)。这样的LED例如可以由于较低的电流要求而提供至少约12V、至少约24V、至少约36V、至少约42V、至少约48V、至少约50V或者甚至大于54V的Vf(假定每一个LED管芯都有约3V的Vf)以及对应的较高效率。某些实施例可以通过有效数量的个体LED管芯允许非常高的电压操作(例如像如上参照图21A-B和22A-D所述大于约45V)，正像例如在2011年1月31日提交的申请号为13/018,013的美国专利申请中所述的那样，因此通过全文引用将其公开内容并入本文。
根据上述的某些实施例，LED组件可以在子基底上包括串联耦合的LED管芯，子基底的总表面积范围是约0.5平方毫米到约5.0平方毫米，并且更具体地是约1平方毫米到约3平方毫米。每一个个体LED管芯的表面积范围是约0.01平方毫米到约0.3平方毫米，并且更具体地是约0.05平方毫米到约0.2平方毫米。相应地，16个LED管芯的串联耦合阵列可以提供的组合LED管芯的表面积范围是约0.16平方毫米到约4.8平方毫米，并且更具体地是约0.8平方毫米到约3.2平方毫米。对于16个LED管芯的串联电耦合阵列，所述阵列可以提供大于约45V、大于约48V、大于约50V或者甚至大于约54V的总正向操作电压。如上所述，LED管芯可以焊接至子基底衬垫以消除LED管芯阵列之间的导线并改善LED管芯阵列之间的电耦合。
因此，上述的多种实施例可以提供一种电子器件，包括电接合和机械接合至子基底的多个发光二极管(LED)管芯，其中每一个LED管芯都包括二极管区域、阳极接触和阴极接触。更具体地，每一个LED管芯都可以包括二极管区域，所述二极管区域具有相对的第一面和第二面并且在其中包括n型层和p型层且第一面位于第二面和封装基板之间。每一个LED管芯的阳极接触都可以电阻性接触p型层并且可以在第二面和封装基板之间的第一面上延伸，而阴极接触可以电阻性接触n型层并且可以在第二面和封装基板之间的第一面上延伸。另外，相邻LED管芯可以间隔开的距离是在约20微米到约500微米的范围内、在约40微米到约150微米的范围内或者甚至在约50微米到约100微米的范围内。
通过将多个发光二极管(LED)管芯中的每一个放置在子基底上并且通过执行回流操作以在每一个LED管芯的阳极和阴极接触以及子基底之间提供金属接合，可顺序地(和单独地)组装这些电子器件。而且，金属接合层可以利用共熔焊料接合来设置。通过顺序地/单独地放置相对较小的LED管芯就可以单独测试LED管芯以相对于大面积LED管芯和/或相对于放置操作期间保持在生长基板上的LED管芯阵列提供更好的产量。根据某些实施例，通量可以设置在LED管芯和子基底之间并且回流操作可以在子基底上放置了所有LED管芯之后执行。根据某些其他的实施例，在将多个LED管芯放置在子基底上时，子基底的温度可以保持在用于金属接合的回流温度以上。
多个LED管芯可以串联电耦合，其中多个LED管芯中的每一个都有在约2V到约4V范围内的正向操作电压，并且其中多个串联耦合的LED管芯的正向操作电压至少约为12V。更具体地，每一个LED管芯都可以具有在约2.5V到约3.5V范围内(例如约3V)的正向操作电压，并且多个串联耦合的LED管芯的正向操作电压可以至少约为12V、至少约为24V、至少约为36V、至少约为48V或者甚至至少约为54V。例如，多个串联耦合的LED管芯可以包括至少约4个LED管芯、至少约8个LED管芯、至少约12个LED管芯或者甚至是至少约16个LED管芯。
根据某些其他的实施例，多个LED管芯可以并联电耦合。通过使用较大数量的较小LED管芯的并联阵列而不是使用较少甚至是一个较大的LED管芯就可以因为在生产较小的管芯时能够将较大百分比的制造晶圆转化为有效的LED管芯而提高LED管芯的有效产量。例如，多个并联的LED管芯可以包括至少约4个LED管芯、至少约8个LED管芯、至少约12个LED管芯或者甚至是至少约16个LED管芯。从成本和制造的角度看，可以禁止使用尺寸超过1mm或1.4mm的LED管芯以提供所需的性能和光提取。例如，可以使用四个700微米的LED管芯来代替1.4mm的LED管芯。每个晶圆的管芯产量可以随着LED管芯尺寸的减小而增加。对于700微米的LED管芯，每个芯片的提取效率可以因为外表面和内表面的比值减小而提高。增加大LED管芯的厚度(例如1.4mm的LED管芯)以提高提取效率可能会因为切割锯片和起始基板厚度的成本而不可行。
另外，多个LED管芯可以接合至表面积小于约85平方毫米、小于约65平方毫米、小于约30平方毫米或者甚至小于约15平方毫米的子基底面。如上所述，包括至少4个、至少8个、至少12个或者甚至是至少16个LED管芯的LED管芯阵列可以设置在这些相对较小的子基底上。
用于倒装安装的水平LED的间隙工艺
现已介绍的各种实施例可以设置在LED管芯紧密隔开的阳极和阴极接触之间以及在安装基板紧密隔开的阳极和阴极衬垫之间延伸的间隙，从而阻止足以使发光器件的操作降级的封装材料进入间隙。
具体地，如以上详尽介绍的那样，倒装芯片式水平LED能够提供高效、稳定和可靠的发光组件。由于倒装芯片式LED能够提供大面积的管芯连附，因此可以通过例如适当热匹配的基板上的共熔管芯连附来获得高管芯剪切强度。
现已介绍的各种实施例可以源于以下认知：在适当热匹配的基板上利用合适的管芯连附实现高管芯剪切强度对于提供高度可靠的倒装安装式水平LED可能是必要的，但是可能不足够的。更具体地，本文所述的各种实施例可以源于以下认知：在发光二极管管芯被倒装安装在安装基板上之后，设置在透镜和安装基板之间的封装材料可能在封装过程期间或之后侵入LED管芯下方。如果侵入的封装材料量过高，那就可能随着固化而弱化管芯连附，其原因在于封装材料通常会在固化或硬化时膨胀。在封装材料膨胀时，发光二极管管芯和安装基板之间原本认为是可靠的接合可能会在随后的封装期间退化，所述封装包括借助透镜和安装基板之间的封装材料将透镜安置在安装基板上。本文介绍的各种实施例可以提供“间隙工艺”以阻止足以使发光器件的操作降级的封装材料进入间隙。间隙内可允许的封装材料最大量可以是管芯和基板之间所有相关接口处的粘附力（例如管芯以及阳极和阴极接触之间的粘附力、基板以及阳极和阴极衬垫之间的粘附力、阳极和阴极接触之间以及阳极和阴极衬垫之间接合的粘附力）以及封装材料性质的函数。例如，如果封装材料非常软或者在固化期间的膨胀低，那就可以允许更多的封装材料进入间隙，而在管芯剪切强度低时间隙内就只能允许较少的封装材料。现介绍间隙工艺的各种详细实施例。
图23A是根据本文所述各种实施例的包括加工间隙的发光器件的截面图，且图23B是间隙周围区域的放大视图。参照图23A和23B，例如根据图1-22中的任意实施例提供了一种水平倒装安装的LED管芯400。LED管芯400可以包括二极管区域、基板和/或共形层，所述二极管区域具有相对的第一面和第二面并且在其中包括n型层和p型层，所述共形层包括根据本文介绍的任意实施例所述的荧光体或者可以根据水平倒装安装的LED管芯的任何其他结构来进行设置。如图23A所示，LED管芯400包括紧密隔开的分别沿其表面400a延伸的阳极接触160和阴极接触170。
根据本文介绍的任意实施例或者任何其他的用于LED的安装基板还提供了安装基板420。安装基板420在本文中也可以被称作“子基底”。安装基板420在其表面420a上分别包括紧密隔开的阳极衬垫184和阴极衬垫186。LED管芯400被倒装安装在安装基板420上，以使阳极接触160邻接并导电地接合至阳极衬垫184且阴极接触170邻接并导电地接合至阴极衬垫186。根据本文介绍的任意实施例或者其他的连附技术，接合可以是直接接合或者是使用管芯连附材料188的接合。
如图23A和23B所示，倒装芯片接合界定出间隙425。间隙425沿表面400a延伸并且包括分别在LED管芯400上紧密隔开的阳极接触160和阴极接触170之间的间隙410以及分别在安装基板420上紧密隔开的阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的间隙196。因此，如图23B所示，间隙425可以界定出间隙高度H和间隙宽度W。应该理解间隙425的宽度W不需要在间隙的整个高度H上都是均匀的和/或高度H不需要在整个宽度W上都是均匀的。例如，阳极接触160和阴极接触170之间的间距可以不同于阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的间距，或者管芯连附材料188也可以具有不同的间隙宽度。在此情况下，间隙425的宽度W可以被视为两个间隙196,410中较宽者的宽度。
在某些实施例中，LED管芯400上的间隙410的宽度与安装基板420上的间隙196的宽度之比可以约为1(也就是间隙196和间隙410具有大致相同的宽度)。在另一些实施例中，LED管芯400上的间隙410的宽度与安装基板420上的间隙196的宽度之比可以小于1(也就是LED管芯400上的间隙410小于安装基板420上的间隙196)。在特定的实施例中，LED管芯400上的间隙410的宽度与安装基板420上的间隙196的宽度之比可以约为0.5至1。
具体地，LED管芯400上的间隙410跟安装基板420上的间隙196相比可以具有更窄的宽度。在某些实施例中，LED管芯400上的间隙410的宽度可以约为75微米或更小，而安装基板420上的间隙196的宽度可以大于75微米。在某些实施例中，LED管芯400上的间隙410的宽度可以约为50微米或更小，而安装基板420上的间隙196的宽度可以大于50微米。
在某些实施例中，LED管芯400上的间隙410的宽度可以比安装基板420上的间隙196的宽度至少小约10微米。在某些实施例中，LED管芯400上的间隙410的宽度可以比安装基板420上的间隙196的宽度至少小约20微米，另外在某些实施例中，LED管芯400上的间隙410的宽度可以比安装基板420上的间隙196的宽度至少小约30微米。
在特定的实施例中，LED管芯400上的间隙410的宽度可以约为50微米，而安装基板420上的间隙196的宽度可以约为60微米。
减小LED管芯400上的间隙410的宽度可以有助于分别确保LED管芯400上的阳极接触160和阴极接触170之间以及安装基板420上的阳极衬垫184和阴极衬垫186之间有更大的接触面积。而且，减小LED管芯400上的间隙410的宽度可以减小间隙425的总体积从而可以减少能够进入间隙430的封装材料量。
图24A是类似于以上图3所示的LED管芯400的底视图。该底视图示出了间隙410还包括长度L。另外，图24B是安装基板420的顶视图，该图也示出了间隙425的长度L。通常，基板420具有比LED管芯400更大的面积以使间隙425的间隙长度L如图24A所示由LED管芯400的间隙长度确定。
继续介绍图23A和23B，根据本文介绍的任意实施例和/或其他的透镜结构，透镜190从安装基板420延伸以围绕发光二极管管芯400。根据本文介绍的任意实施例和/或根据其他的封装技术，封装材料430被设置在透镜190和安装基板420之间。
仍然参照图23A和23B，间隙425被设置用于阻止足以使发光器件440的操作降级的封装材料430进入间隙425。具体地，已知要提供阳极和阴极衬垫160到LED管芯400的表面400a、阳极接触184和阴极接触186到安装基板420的表面420a以及阳极接触160和阴极接触170以及阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的管芯连附材料或其他接合188的稳固连附，从而提供足够的管芯剪切强度以承受在发光器件440工作期间可能产生的热膨胀和/或机械应力。但是，本文介绍的各种实施例还认识到在封装或随后的过程期间，向安装基板420上倒装安装LED管芯400之后出现的特有问题的存在性。例如，可以使用液体注模、热压缩模制和/或其他模制过程来形成透镜190和/或通过用封装材料填充透镜190和基板420之间的空间而将透镜190接合到基板420上，正像例如在2010年5月4日授予Medendorp,Jr.的发明名称为“Packaged Semiconductor Light Emitting Devices Having Multiple OpticalElements”的美国专利US7709853、2010年7月27日授予Loh等人的发明名称为“Methods ofForming Semiconductor Light Emitting Device Packages by Liquid InjectionMolding”的美国专利US7763478、2010年12月14日授予Loh等人的发明名称为“Thermocompression Molding of Plastic Optical Elements”的美国专利US7850887以及Loh等人在2008年8月14日公开的公开号为2008/0191225且发明名称为“Methods ofForming Packaged Semiconductor Light Emitting Devices Having Front Contactsby Compression Molding”的美国专利申请中介绍的那样，因此通过全文引用将上述所有专利文献的公开内容并入本文。不幸的是，在封装过程期间，部分封装材料430可能会进入间隙425内。而且，在随后的固化或硬化期间，封装材料430通常都会膨胀。因此，间隙425内的封装材料可能充分膨胀从而使发光器件440的操作降级，并且在极端情况下可能会导致LED管芯400脱离基板420。
本文介绍的各种实施例可以提供间隙工艺以设置间隙425用于阻止足以使发光器件430的操作降级的封装材料430进入间隙。
现接合图25A-27B进一步介绍间隙工艺的各种实施例。通常，间隙工艺可以通过以下操作提供：几何地设置间隙425以阻止足以使发光器件440的操作降级的封装材料430进入间隙，和/或在间隙内设置不同于封装材料430的填料，以阻止足以使发光器件440的操作降级的封装材料430进入间隙425.
现在介绍几何结构的各种实施例。几何结构可以涉及间隙的高度、宽度、长度、高宽比和/或形状等结构。
间隙宽度：通常，间隙宽度W应该最小化以提供较小的间隙开口并限制能够渗入间隙425内的封装材料430的量。在某些实施例中，间隙应该不宽于100微米。对于间隙宽度W应该有多小也可以有所限制。具体地，间隙宽度过小可能会造成衬垫160/170或接触184/186内的金属迁移问题和/或可能会在阳极和阴极接触184/186或阳极和阴极衬垫160/170之间产生电弧。因此，在某些实施例中可以提供10微米的最小宽度。如上所述，在某些实施例中，最大宽度W小于75微米，而在另一些实施例中则小于40微米。
高度：高度H也可以被设置为足够大以使进入间隙425的任何封装材料430都不能填满整个间隙425。封装材料可以随后沿高度方向向上或向下膨胀而不会完全填满间隙425并使发光器件的操作降级。在某些实施例中，最小高度可以至少为30微米，并且在某些实施例中最小高度可以在30微米和200微米之间。在某些实施例中，通过控制衬垫160/170、接触184/186、接合层188的厚度和/或通过提供其他的间距特征即可控制高度H。
高宽比：在某些实施例中，高宽比也就是高度H跟宽度W之比应该至少为0.4以允许进入间隙425的任何封装材料膨胀。在某些实施例中可以提供0.4到4之间的高宽比。在特定的实施例中，间隙425的高宽比可以在约0.8到1.2之间。
横截面积：在某些实施例中，间隙的横截面积也就是H×W的乘积应该小于40,000平方微米以使封装材料430更加难以进入间隙。在某些实施例中，横截面积可以在2000平方微米到40,000平方微米之间变动。在另一些实施例中，间隙的横截面积可以是不同于矩形的形状例如梯形或弯曲的。
长度：在另一些实施例中，间隙的长度L可以增加以使封装材料430不会沿间隙的整个长度L渗入间隙425，并且渗入间隙425内的封装材料430能够沿长度L中未被渗透的部分膨胀。长度L例如可以如图25A和25B所示通过提供弯曲的间隙长度而增加。间隙425可以沿其一部分弯曲以增加间隙的长度L。因此，长路径可以允许封装材料从管芯下方向外横向膨胀而不是紧靠管芯垂直膨胀。另外，可以如图24A和24B所示以及如图10-12和13-17所示提供角度以阻止封装材料进一步渗入间隙内。
收缩开口：图26A和26B示出了在其一端或多端包括收缩开口410a的间隙410。具体地，间隙410可以包括第一和第二间隙端部410a以及其间的比间隙端部410a横截面积更大的间隙主体。类似的，安装基板420上的间隙196可以包括第一和第二间隙端部196a以及其间的比间隙端部196a横截面积更大的间隙主体。因此，在向安装基板420上安装LED管芯400时形成的间隙425可以具有收缩开口。通过收缩一个或多个间隙开口可以减少或阻止进入间隙425的封装材料量。
还应该理解间隙几何结构的上述和各种其他的实施例可以组合为不同的组合和子组合。
在另一些实施例中，间隙工艺可以通过在间隙内设置不同于封装材料的填料来阻止足以使发光器件的操作降级的封装材料进入间隙。可以选择填料以使其在随后的处理期间不会过度膨胀。
图27A和27B对应于图24A和24B，但是示出了间隙425内不同于封装材料430的填料192。填料也可以根据本文所述的任何其他实施例来提供。填料192的用法也可以就像以上结合图7-20所述的那样提供。在某些实施例中，填料192电绝缘并且可以有反射性。在某些实施例中，填料可以是光阻焊层和/或低模量材料例如硅树脂、凝胶等并且在某些实施例中可以载有氧化钛颗粒。填料192可以部分或完全填充间隙410。
根据本文所述的各种实施例，可以将多种技术用于提供填料192。在某些实施例中，填料192可以是固化时具有低膨胀率的硅树脂材料。这种材料可以被散布到阳极接触160和阴极接触170之间的间隙410内和/或阳极衬垫184和阴极衬垫186之间的间隙196内。可选地，填料192可以被喷涂到基板表面420a和/或LED管芯表面400a上，并且随后利用常规的平坦化技术从接触160,170和/或184,186上移除。在另一些实施例中，在LED管芯400被倒装安装到安装基板420上之后但是在基板420上安置透镜190和封装材料430之前，可将填料192通过间隙的开口（一个或多个）散布到间隙410内。如前所述，填料193的厚度可以等于间隙的高度H或者可以等于或小于接触160/170或184/186的厚度。填料192也可以沿间隙410的整个长度L延伸或者仅部分地沿长度L延伸。
在另一些实施例中，填料192可以包括白色焊膏。焊膏可以如上所述散布在间隙425内，或者可以喷涂到LED管芯的整个表面400a和/或基板420的表面420a上，并随后通过例如在图17A/17B和22A中图示的平坦化从接触160/170和/或184/186移除。
在又一些实施例中，填料192可以是跟封装材料430相同的材料，但是可能要在将封装材料430安置到基板420上之前先固化。更具体地，封装材料可以被散布到间隙425内或者被涂覆到LED管芯的表面410a和/或基板420的表面420a上并且被平坦化。封装材料可以在平坦化之前或之后进行固化。因此，在这些实施例中，固化的封装材料可以用作填料192以在随后散布未固化的封装材料期间避免未固化的封装材料430侵入间隙内。因此，如本文中所用的“不同材料”可以包括处于未固化和固化状态的相同材料。还应该理解的是，填料的各种实施例可以组合为各种组合和子组合并且可以利用上述几何结构在各种组合和子组合中使用。
最后，以上已经结合使用单个LED的图23-27介绍了各种实施例。但是，根据本文所述的例如结合图7-22介绍的各种实施例，也可以将多个LED倒装安装在基板上。
本文中已经结合上述说明内容和附图公开了很多不同的实施例。应该理解书面介绍和图示这些实施例的每一种组合和子组合将会过度重复并且模糊不清。因此，包括附图在内的本说明书应该被解读为构成了本文所述实施例的所有组合和子组合及其实现和使用的方式和过程的完整书面说明，并且应该支持对于所有这些组合和子组合的权利要求。
已经在附图和说明书中公开了本发明的实施例，并且尽管使用了一些特定的术语，但这些术语仅以一般性和说明性的意义使用而并不是为了限制在所附权利要求中阐明的本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种发光器件，包括：
发光二极管管芯，包括沿其表面延伸的间隔开的阳极和阴极接触；
安装基板，在其上包括间隔开的阳极和阴极衬垫，发光二极管管芯被倒装安装在安装基板上，以使阳极接触邻接并导电地接合至阳极衬垫并且阴极接触邻接并导电地接合至阴极衬垫，从而界定出沿间隔开的阳极和阴极接触之间以及间隔开的阳极和阴极衬垫之间的表面延伸的间隙；以及
发光二极管管芯和安装基板上的封装材料，其中所述封装材料在其加热期间膨胀；以及
所述间隙的几何结构被设置用于阻止足够的封装材料进入所述间隙使在加热期间已进入所述间隙的封装材料的膨胀导致发光器件与所述安装基板脱离。
2.如权利要求1所述的发光器件，其中所述几何结构包括间隙的高度、宽度、长度、高宽比和/或形状。
3.如权利要求2所述的发光器件，其中所述间隙的形状是弯曲的。
4.如权利要求2所述的发光器件，其中所述间隙包括收缩的开口。
5.如权利要求1所述的发光器件，其中所述间隔开的阳极和阴极接触沿发光二极管管芯的表面延伸以基本上覆盖发光二极管管芯的表面。
6.如权利要求1所述的发光器件，进一步包括：
从安装基板延伸以围绕发光二极管管芯的透镜；
其中封装材料延伸在透镜和安装基板之间。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8742671B2 (en) 2011-07-28 2014-06-03 Cree, Inc. Solid state lighting apparatus and methods using integrated driver circuitry
US8963334B2 (en) * 2011-08-30 2015-02-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Die-to-die gap control for semiconductor structure and method
KR101973613B1 (ko) * 2012-09-13 2019-04-29 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 및 이를 구비한 조명 시스템
US10439107B2 (en) 2013-02-05 2019-10-08 Cree, Inc. Chip with integrated phosphor
US9318674B2 (en) * 2013-02-05 2016-04-19 Cree, Inc. Submount-free light emitting diode (LED) components and methods of fabricating same
US9299899B2 (en) * 2013-07-23 2016-03-29 Grote Industries, Llc Flexible lighting device having unobtrusive conductive layers
DE102014101556A1 (de) 2014-02-07 2015-08-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
KR102189129B1 (ko) * 2014-06-02 2020-12-09 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 모듈
US10622522B2 (en) * 2014-09-05 2020-04-14 Theodore Lowes LED packages with chips having insulated surfaces
US9853197B2 (en) 2014-09-29 2017-12-26 Bridgelux, Inc. Light emitting diode package having series connected LEDs
US9601673B2 (en) * 2014-11-21 2017-03-21 Cree, Inc. Light emitting diode (LED) components including LED dies that are directly attached to lead frames
KR102409966B1 (ko) * 2015-09-17 2022-06-16 삼성전자주식회사 광원 모듈의 제조방법
TWI635238B (zh) * 2015-09-24 2018-09-11 晶元光電股份有限公司 發光裝置
US10205075B2 (en) * 2016-12-01 2019-02-12 Glo Ab Semiconductor light emitting device including cap structure and method of making same
US11304291B2 (en) * 2017-06-29 2022-04-12 Kyocera Corporation Circuit board and light emitting device including circuit board
JP6798535B2 (ja) * 2018-09-28 2020-12-09 日亜化学工業株式会社 発光装置
KR20210084789A (ko) * 2019-12-27 2021-07-08 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
US20230307586A1 (en) * 2022-03-25 2023-09-28 Creeled, Inc. Mounting arrangements for semiconductor packages and related methods

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101449396A (zh) * 2006-05-16 2009-06-03 飞利浦拉米尔德斯照明设备有限责任公司 用于制备用于安装的半导体发光器件的方法

Family Cites Families (73)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4916464A (en) 1987-04-22 1990-04-10 Oki Electric Industry Co., Ltd. Light emitting diode array print head having no bonding wire connections
US5027168A (en) 1988-12-14 1991-06-25 Cree Research, Inc. Blue light emitting diode formed in silicon carbide
US4918497A (en) 1988-12-14 1990-04-17 Cree Research, Inc. Blue light emitting diode formed in silicon carbide
US4966862A (en) 1989-08-28 1990-10-30 Cree Research, Inc. Method of production of light emitting diodes
US5210051A (en) 1990-03-27 1993-05-11 Cree Research, Inc. High efficiency light emitting diodes from bipolar gallium nitride
US5309001A (en) 1991-11-25 1994-05-03 Sharp Kabushiki Kaisha Light-emitting diode having a surface electrode of a tree-like form
US5337179A (en) 1992-07-27 1994-08-09 Hodges Marvin P Flexible controllable optical surface and method of making the same
US5416342A (en) 1993-06-23 1995-05-16 Cree Research, Inc. Blue light-emitting diode with high external quantum efficiency
US5338944A (en) 1993-09-22 1994-08-16 Cree Research, Inc. Blue light-emitting diode with degenerate junction structure
US5393993A (en) 1993-12-13 1995-02-28 Cree Research, Inc. Buffer structure between silicon carbide and gallium nitride and resulting semiconductor devices
JPH07254732A (ja) 1994-03-15 1995-10-03 Toshiba Corp 半導体発光装置
US5604135A (en) 1994-08-12 1997-02-18 Cree Research, Inc. Method of forming green light emitting diode in silicon carbide
US5523589A (en) 1994-09-20 1996-06-04 Cree Research, Inc. Vertical geometry light emitting diode with group III nitride active layer and extended lifetime
US5631190A (en) 1994-10-07 1997-05-20 Cree Research, Inc. Method for producing high efficiency light-emitting diodes and resulting diode structures
US5739554A (en) 1995-05-08 1998-04-14 Cree Research, Inc. Double heterojunction light emitting diode with gallium nitride active layer
US6201262B1 (en) 1997-10-07 2001-03-13 Cree, Inc. Group III nitride photonic devices on silicon carbide substrates with conductive buffer interlay structure
US6614056B1 (en) 1999-12-01 2003-09-02 Cree Lighting Company Scalable led with improved current spreading structures
US6791119B2 (en) 2001-02-01 2004-09-14 Cree, Inc. Light emitting diodes including modifications for light extraction
US6958497B2 (en) 2001-05-30 2005-10-25 Cree, Inc. Group III nitride based light emitting diode structures with a quantum well and superlattice, group III nitride based quantum well structures and group III nitride based superlattice structures
US7858403B2 (en) 2001-10-31 2010-12-28 Cree, Inc. Methods and systems for fabricating broad spectrum light emitting devices
KR20110118848A (ko) 2002-09-19 2011-11-01 크리 인코포레이티드 경사 측벽을 포함하고 인광물질이 코팅된 발광 다이오드, 및 그의 제조방법
JP2007516601A (ja) 2003-09-08 2007-06-21 ナノクリスタル・ライティング・コーポレーション 高屈折率のカプセル材料を用いたｌｅｄランプのための光の効率的なパッケージ構成
US7262467B2 (en) 2003-09-10 2007-08-28 Ixys Corporation Over charge protection device
WO2005031882A1 (ja) 2003-09-30 2005-04-07 Kabushiki Kaisha Toshiba 発光装置
TWI227570B (en) 2003-12-11 2005-02-01 South Epitaxy Corp Light-emitting diode packaging structure
KR100634502B1 (ko) * 2004-02-13 2006-10-13 삼성에스디아이 주식회사 양극과 음극사이에 바이패스 트랜지스터가 구비된유기발광소자 및 그 제조 방법
JP4330476B2 (ja) * 2004-03-29 2009-09-16 スタンレー電気株式会社 半導体発光素子
US7326583B2 (en) 2004-03-31 2008-02-05 Cree, Inc. Methods for packaging of a semiconductor light emitting device
US7285801B2 (en) 2004-04-02 2007-10-23 Lumination, Llc LED with series-connected monolithically integrated mesas
TWI244226B (en) 2004-11-05 2005-11-21 Chen Jen Shian Manufacturing method of flip-chip light-emitting device
US7795623B2 (en) 2004-06-30 2010-09-14 Cree, Inc. Light emitting devices having current reducing structures and methods of forming light emitting devices having current reducing structures
US7476337B2 (en) 2004-07-28 2009-01-13 Dowa Electronics Materials Co., Ltd. Phosphor and manufacturing method for the same, and light source
US7081667B2 (en) 2004-09-24 2006-07-25 Gelcore, Llc Power LED package
US20060097385A1 (en) 2004-10-25 2006-05-11 Negley Gerald H Solid metal block semiconductor light emitting device mounting substrates and packages including cavities and heat sinks, and methods of packaging same
TWI285968B (en) 2004-12-01 2007-08-21 Chiu-Chung Yang Chip with high efficient heat dissipation and brightness
US20060124953A1 (en) 2004-12-14 2006-06-15 Negley Gerald H Semiconductor light emitting device mounting substrates and packages including cavities and cover plates, and methods of packaging same
US9793247B2 (en) 2005-01-10 2017-10-17 Cree, Inc. Solid state lighting component
US9070850B2 (en) 2007-10-31 2015-06-30 Cree, Inc. Light emitting diode package and method for fabricating same
US7221044B2 (en) 2005-01-21 2007-05-22 Ac Led Lighting, L.L.C. Heterogeneous integrated high voltage DC/AC light emitter
KR100631969B1 (ko) 2005-02-28 2006-10-11 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자
US7411225B2 (en) 2005-03-21 2008-08-12 Lg Electronics Inc. Light source apparatus
US7646035B2 (en) 2006-05-31 2010-01-12 Cree, Inc. Packaged light emitting devices including multiple index lenses and multiple index lenses for packaged light emitting devices
WO2007052777A1 (en) 2005-11-04 2007-05-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Light-emitting module, and display unit and lighting unit using the same
US7442564B2 (en) 2006-01-19 2008-10-28 Cree, Inc. Dispensed electrical interconnections
US7521728B2 (en) 2006-01-20 2009-04-21 Cree, Inc. Packages for semiconductor light emitting devices utilizing dispensed reflectors and methods of forming the same
US7737634B2 (en) 2006-03-06 2010-06-15 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. LED devices having improved containment for liquid encapsulant
US7850887B2 (en) 2006-05-24 2010-12-14 Cree, Inc. Thermocompression molding of plastic optical elements
US7763478B2 (en) 2006-08-21 2010-07-27 Cree, Inc. Methods of forming semiconductor light emitting device packages by liquid injection molding
EP2074665A2 (en) 2006-10-12 2009-07-01 Cree Led Lighting Solutions, Inc. Lighting device and method of making same
US7709853B2 (en) 2007-02-12 2010-05-04 Cree, Inc. Packaged semiconductor light emitting devices having multiple optical elements
US9061450B2 (en) 2007-02-12 2015-06-23 Cree, Inc. Methods of forming packaged semiconductor light emitting devices having front contacts by compression molding
DE102007008524A1 (de) 2007-02-21 2008-08-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlung emittierender Chip mit mindestens einem Halbleiterkörper
US7638814B2 (en) 2007-06-19 2009-12-29 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Solderless integrated package connector and heat sink for LED
DE102007029369A1 (de) 2007-06-26 2009-01-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements
US8368100B2 (en) 2007-11-14 2013-02-05 Cree, Inc. Semiconductor light emitting diodes having reflective structures and methods of fabricating same
JP5340583B2 (ja) 2007-11-26 2013-11-13 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置
WO2009086084A1 (en) * 2007-12-19 2009-07-09 Contour Semiconductor, Inc. Field-emitter-based memory array with phase-change storage devices
US7717591B2 (en) 2007-12-27 2010-05-18 Lumination Llc Incorporating reflective layers into LED systems and/or components
US8940561B2 (en) 2008-01-15 2015-01-27 Cree, Inc. Systems and methods for application of optical materials to optical elements
WO2009107535A1 (ja) 2008-02-25 2009-09-03 株式会社東芝 白色ｌｅｄランプ、バックライト、発光装置、表示装置および照明装置
KR100988041B1 (ko) 2008-05-15 2010-10-18 주식회사 에피밸리 반도체 발광소자
US9147812B2 (en) 2008-06-24 2015-09-29 Cree, Inc. Methods of assembly for a semiconductor light emitting device package
US7800125B2 (en) 2008-07-09 2010-09-21 Himax Display, Inc. Light-emitting diode package
US7854365B2 (en) 2008-10-27 2010-12-21 Asm Assembly Automation Ltd Direct die attach utilizing heated bond head
JP2010114144A (ja) 2008-11-04 2010-05-20 Fdk Module System Technology Corp Ｌｅｄ実装基板、および照明装置
US8062916B2 (en) 2008-11-06 2011-11-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Series connected flip chip LEDs with growth substrate removed
JP4808244B2 (ja) 2008-12-09 2011-11-02 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置およびその製造方法
TW201034256A (en) 2008-12-11 2010-09-16 Illumitex Inc Systems and methods for packaging light-emitting diode devices
US8039862B2 (en) 2009-03-10 2011-10-18 Nepes Led Corporation White light emitting diode package having enhanced white lighting efficiency and method of making the same
US8168998B2 (en) 2009-06-09 2012-05-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. LED with remote phosphor layer and reflective submount
US20110018013A1 (en) 2009-07-21 2011-01-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Thin-film flip-chip series connected leds
TWI384654B (zh) 2009-07-31 2013-02-01 Univ Nat Taiwan Science Tech 色溫可調之白光發光裝置
JP5659519B2 (ja) 2009-11-19 2015-01-28 豊田合成株式会社 発光装置、発光装置の製造方法、発光装置の実装方法及び光源装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101449396A (zh) * 2006-05-16 2009-06-03 飞利浦拉米尔德斯照明设备有限责任公司 用于制备用于安装的半导体发光器件的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103620801A (zh) 2014-03-05
US20120193661A1 (en) 2012-08-02
WO2012161969A1 (en) 2012-11-29
EP2710643A4 (en) 2014-11-05
US9660153B2 (en) 2017-05-23
TW201308689A (zh) 2013-02-16
EP2710643A1 (en) 2014-03-26

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