CN103840049A - 一种可定制发光面形状的半导体led光源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可定制发光面形状的半导体LED光源，属于半导体发光技术领域。所述的半导体LED光源，可实现多种发光面形状的定制，根据需要实现圆形发光面、矩形发光面、多边形发光面、曲线形发光面或其它多种不规则面形状的光出射。本发明所具有的优点是，通过定制半导体光源发光芯片的发光面形状，可以实现芯片发光面与接受光能量的耦合面的面型匹配，而且只有芯片的发光部分消耗能量，不发光部分不消耗能量，有效提高能量利用率，并获得更均匀的光出射。本发明解决了目前普遍采用的矩形发光面光源的技术缺点，提供了一种高效率、应用灵活的半导体LED光源设计方案。
Description
技术领域
本发明涉及半导体光源封装及半导体芯片制造领域。
背景技术
半导体光源，如发光二极管LED光源等，具有启动时间短、亮度高、能耗低、体积小、寿命长、安全性高等优点，正在逐步取代传统卤钨灯、氙灯等高能耗、短寿命的光源，获得了广泛的应用。
作为面发光光源，半导体LED芯片的发光面形状，对其应用具有很大影响。如目前LED芯片多为矩形面发光，而大量后端光学系统及照明面，为圆形结构，在某些特殊应用中还会用一些非规则结构，由此，会带来矩形发光面半导体光源与后续光学系统面型不匹配、耦合效率低、光照均匀性差等问题。
发明内容
为克服现有技术存在的不足，本发明的主要目的就是设计一种可定制发光面形状的半导体LED光源，该半导体光源通过不同发光面形状的半导体芯片，获得不同发光面形状的光出射，提高与后续光学系统的匹配能力。
优选的，所述一种可定制发光面形状的半导体LED光源，由基板、芯片、焊点等组成。
优选的，所述一种可定制发光面形状的半导体LED光源，其半导体芯片为垂直结构，具有比平面芯片更高的发光亮度。
优选的，所述一种可定制发光面形状的半导体LED光源，其半导体芯片外延薄膜的材料是从一组材料中选出，该组材料包括：氮化镓基材料，磷化镓基材料，镓氮磷基材料及氧化锌基材料等。
优选的，所述一种可定制发光面形状的半导体LED光源，半导体芯片的可以阳极封装在基板上，形成共阳极结构，也可以将阴极封装在基板上，形成共阴极结构。
优选的，所述一种可定制发光面形状的半导体LED光源，半导体芯片可以形成并联结构，也可以形成串联结构。
优选的，所述一种可定制发光面形状的半导体LED光源，不同形状半导体光源发光面形状的定制，可以通过在芯片表面进行不同形状的镀膜和相应的蚀刻电路来实现。
优选的，所述一种可定制发光面形状的半导体LED光源，光源工作时，只有芯片的发光面部分消耗能量，不发光部分不消耗能量。
优选的，所述一种可定制发光面形状的半导体LED光源，其蚀刻电路为图形化的电路，形状包括单线条、多线条、网格、环、螺旋、多叉等。
优选的，所述一种可定制发光面形状的半导体LED光源，芯片发光面形状可以为矩形、圆形、椭圆形、多边形、曲面或类似的其他不规则几何形状。
附图说明
图1为现有技术中矩形发光面半导体LED光源的结构示意图。
图2为本发明矩形单芯片圆形发光面半导体LED光源的结构示意图。
图3为本发明圆形单芯片圆形发光面半导体LED光源的结构示意图。
图4为本发明四个矩形芯片组合形成圆形发光面半导体LED光源的结构示意图。
图5为本发明四个圆形芯片组合形成圆形发光面半导体LED光源的结构示意图。
图6为本发明矩形单芯片椭圆形发光面半导体LED光源的结构示意图。
图7为本发明四个矩形芯片组合形成六边形发光面半导体LED光源的结构示意图。
图8为本发明矩形单芯片曲面形状发光面半导体LED光源的结构示意图。
主要元件标记说明。
1：基板。
2：矩形芯片。
3：圆形芯片。
4：芯片发光面。
5：芯片非发光面。
6：焊点。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的五种技术方案进行具体的说明。
实施例1
图2展示了本发明矩形单芯片圆形发光面半导体LED光源的结构示意图，包括上面封装有矩形芯片（2）的基板（1）和焊点（6）。基板（1）为矩形芯片（2）的散热基底，与矩形芯片（2）阳极焊接在一起，形成半导体光源的阳极；半导体光源的阴极通过焊线连接到半导体光源矩形芯片（2）的焊点（6）上。通过在芯片表面进行圆形的镀膜和相应的蚀刻电路，获得圆形发光面，图中矩形芯片中阴影部分，由于不存在蚀刻电路，因此不能发光。芯片发光面（4）为镀膜和蚀刻电路部分，形成圆形发光面。
实施例2
图3展示了本发明圆形单芯片圆形发光面半导体LED光源的结构示意图，包括上面封装有圆形芯片（3）的基板（1）和焊点（6）。基板（1）为圆形芯片（2）的散热基底，与圆形芯片（2）阳极焊接在一起，形成半导体光源的阳极；半导体光源的阴极通过焊线连接到半导体光源圆形芯片（2）的焊点（6）上。图中圆形芯片整个表面都为发光面，形成芯片发光面（4）。
实施例3
图4展示了本发明四个矩形芯片组合形成圆形发光面半导体LED光源的结构示意图，包括上面封装有四个矩形芯片（2）的基板（1）和焊点（6）。基板（1）为矩形芯片（2）的散热基底，与矩形芯片（2）阳极焊接在一起，形成半导体光源的阳极；半导体光源的阴极通过焊线连接到半导体光源矩形芯片（2）的焊点（6）上。通过在芯片表面进行特殊形状的镀膜和相应的蚀刻电路，每个芯片获得类似扇形的发光面，图中阴影部分，由于不存在蚀刻电路，因此不能发光。四个芯片按照如图中所示的位置组合在一起，整体形成圆形发光面。
实施例4
图5展示了本发明四个圆形芯片组合形成圆形发光面半导体LED光源的结构示意图，包括上面封装有四个圆形芯片（3）的基板（1）和焊点（6）。基板（1）为圆形芯片（3）的散热基底，与圆形芯片（3）阳极焊接在一起，形成半导体光源的阳极；半导体光源的阴极通过焊线连接到半导体光源圆形芯片（3）的焊点（6）上。通过在芯片表面进行特殊形状的镀膜和相应的蚀刻电路，每个芯片获得类似椭圆形的发光面，图中阴影部分，由于不存在蚀刻电路，因此不能发光。四个圆形芯片（3）按照如图中所示的位置组合在一起，整体形成类似圆形的发光面。
实施例5
图6展示了本发明矩形单芯片椭圆形发光面半导体LED光源的结构示意图，包括上面封装有矩形芯片（2）的基板（1）和焊点（6）。基板（1）为矩形芯片（2）的散热基底，与矩形芯片（2）阳极焊接在一起，形成半导体光源的阳极；半导体光源的阴极通过焊线连接到半导体光源矩形芯片（2）的焊点（6）上。通过在芯片表面进行椭圆形的镀膜和相应的蚀刻电路，获得椭圆形发光面，图中矩形芯片中阴影部分，由于不存在蚀刻电路，因此不能发光。芯片发光面（4）为镀膜和蚀刻电路部分，形成椭圆形发光面。
实施例6
图7展示了本发明四个矩形芯片组合形成六边形发光面半导体LED光源的结构示意图，包括上面封装有四个矩形芯片（2）的基板（1）和焊点（6）。基板（1）为矩形芯片（2）的散热基底，与矩形芯片（2）阳极焊接在一起，形成半导体光源的阳极；半导体光源的阴极通过焊线连接到半导体光源矩形芯片（2）的焊点（6）上。通过在芯片表面进行特殊形状的镀膜和相应的蚀刻电路，每个芯片获得类似图中四边形的发光面，图中阴影部分，由于不存在蚀刻电路，因此不能发光。四个芯片按照如图中所示的位置组合在一起，整体形成六边形发光面。
实施例7
图8展示了本发明矩形单芯片光源，发光面为曲面形状的结构示意图，包括上面封装有矩形芯片（2）的基板（1）和焊点（6）。基板（1）为矩形芯片（2）的散热基底，与矩形芯片（2）阳极焊接在一起，形成半导体光源的阳极；半导体光源的阴极通过焊线连接到半导体光源矩形芯片（2）的焊点（6）上。通过在芯片表面进行曲面形状的镀膜和相应的蚀刻电路，获得曲面形状的发光面，图中矩形芯片中阴影部分，由于不存在蚀刻电路，因此不能发光。芯片发光面（4）为镀膜和蚀刻电路部分，形成曲面形状的发光面。根据需要，进行相应的镀膜和蚀刻电路，本发明还可以形成任意形状的发光面型。
通过以上实施方式，不难看出本发明提出了一种可以方便实现不同发光面形状的半导体LED光源设计方案。
以上实施方案只为说明本发明技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等小变化或修饰均涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种可定制发光面形状的半导体LED光源，其特征在于：所述的半导体光源，由基板、芯片、焊点等组成。
2.根据权利要求1所述的可定制发光面形状的半导体LED光源，其特征在于：上述半导体芯片为垂直结构，具有比平面芯片更高的发光亮度。
3.根据权利要求1所述的可定制发光面形状的半导体LED光源，其特征在于：所述半导体芯片外延薄膜的材料是从一组材料中选出，该组材料包括：氮化镓基材料，磷化镓基材料，镓氮磷基材料及氧化锌基材料等。
4.根据权利要求1所述的可定制发光面形状的半导体LED光源，其特征在于：上述半导体芯片的可以阳极封装在基板上，形成共阳极结构，也可以将阴极封装在基板上，形成共阴极结构。
5.根据权利要求1所述的可定制发光面形状的半导体LED光源，其特征在于：上述半导体芯片可以形成并联结构，也可以形成串联结构。
6.根据权利要求1所述的可定制发光面形状的半导体LED光源，其特征在于：不同形状半导体光源发光面形状的定制，可以通过在芯片表面进行不同形状的镀膜和相应的蚀刻电路来实现。
7.根据权利要求1所述的可定制发光面形状的半导体LED光源，其特征在于：半导体LED光源工作时，只有芯片的发光面部分消耗能量，不发光部分不消耗能量。
8.根据权利要求6所述的可定制发光面形状的半导体光源蚀刻电路，其特征在于：其为图形化的电路，形状包括单线条、多线条、网格、环、螺旋、多叉等。
9.根据权利要求1所述的可定制发光面形状的半导体LED光源，其特征在于：半导体LED光源芯片发光面形状可以为矩形、圆形、椭圆形、多边形、曲面或类似的其他不规则几何形状。
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