CN104396036A - 光发射器封装、系统、以及方法 - Google Patents

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Abstract

公开具有改进性能的光发射器封装、系统、以及方法。一方面、光发射器封装可包括次基台，次基台可包括阳极和阴极。第一光发射器芯片可安装在阴极的至少一部分上，并且第二光发射器芯片可被引线接合至阳极的至少一部分。多个光发射器芯片可设置在第一光发射器芯片与第二光发射器芯片之间。

Description

光发射器封装、系统、以及方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年5月31日提交的美国临时专利申请序列号61/653,809、于2012年6月27日提交的序列号61/665,057、以及于2012年7月10日提交的序列号61/669,738的优先权。本申请进一步要求于2012年7月20日提交的美国专利申请序列号13/554,776的优先权。通过引用将各申请的公开内容全部结合在此。
技术领域
本申请中所公开的主题整体涉及光发射器封装、系统、以及方法。更具体地，本申请中所公开的主题涉及具有以较低成本得到改进性能的多芯片发光二极管(LED)封装、系统、以及方法。
背景技术
发光二极管(LED)或者LED芯片是将电能转换成光的固态器件。在光发射器封装中可以使用LED芯片，以提供在各种发光和光电应用中有用的不同颜色和不同图案的光。例如，各种LED灯泡和灯具应用中可以使用光发射器封装，并且光发射器封装正在发展成为白炽照明应用、荧光照明应用、以及金属卤化物高强度放电(HID)照明应用的替代品。
LED照明产品的制造商一直需求降低其成本的途径，以向客户提供更低的初始成本并且鼓励采用LED产品。更明亮、更高效的LED芯片和/或封装可允许照明制造商使用更少的LED芯片以更低成本获得相同的亮度或使用相同的LED芯片数量和电力提高亮度级别。相比于其他解决方案，这种改进能够以更少的总成本提供改进的发光封装和/或系统。
因此，尽管在市场上可购买到各种光发射器封装，然而，仍存在以下需求，即，对相比于常规封装和/或系统消耗相同和/或更少电力的更明亮、更具成本效益的光发射器封装、系统、和/或方法。这种封装、系统、以及方法还可使终端用户比较容易从投资回报或者回馈角度进行判断以转而LED产品。
发明内容
根据本公开内容，本文中提供并且描述了光发射器封装、系统、以及方法。例如，本文中所描述的封装、系统、以及方法可有利地展示以更低总成本的改进亮度、分档准确度、光抽取、和/或易于制造。一方面，本文中所描述的封装、系统、以及方法对于以下应用也提供成本效益的照明解决方案，即，诸如个人、行业、以及商用照明产品等各种应用以及例如包括室内照明、室外照明、LED灯泡、重点和轨道照明、方向照明、低棚照明、高棚照明、道路照明、停车照明、便携式照明、自行车照明、太阳能照明、电池供电照明、以及高端照明灯具、产品和/或应用。因此，一方面，除整合新型LED芯片、新型芯片至芯片间距、和/或诸如封装沟道内的阻焊层等反射材料的新型放置之外，本公开的目的是通过利用设置在光学元件或者透镜的各部分下方的金属镀层和/或光学转换材料提供具有改进性能的光发射器封装、系统、以及方法。
通过本文中所公开的主题，至少整体或者部分实现了根据本文公开内容而显而易见的本公开的这些目的以及其他目的。
附图说明
在包括参考附图的本说明书的其余部分中更为具体地阐述了包括对本领域普通技术人员为最佳实施方式的本主题的全部和授权公开，其中，
图1A和图1B是分别示出了根据本公开的一方面的光发射器封装的俯视平面图和俯视立体图；
图2是示出了根据本公开的另一方面的光发射器封装的俯视立体图；
图3是示出了根据本公开的光发射器封装的仰视立体图；
图4是示出了根据本公开的光发射器封装的截面图；
图5示出了根据本公开整合一个或者多个光发射器封装的光发射器系统或者部件；
图6示出了根据本公开的一方面提供光发射器封装的方法；并且
图7A至图9是根据与本公开的光发射器封装和系统相关的亮度和正向电压数据的图表示图。
具体实施方式
本文中所公开的主题涉及用于与诸如发光二极管(LED)等光发射器结合使用的封装、系统、以及方法。相比于常规封装和/或系统，本文中所描述的封装、系统、以及方法可以更低的成本展示改进的性能，例如，改进效率、亮度、和/或光抽取。本公开中所描述的封装和系统可单独利用多个新型LED芯片和/或结合诸如外露金属迹线、芯片至芯片间距、和/或诸如塑料或阻焊层材料等反射材料的放置或者配置结构等其他新颖特征件。
在一些方面，本公开中所描述的封装、系统、以及方法提供诸如LED芯片等多个光发射器，其中，第一LED芯片直接附接并且电连通至该封装的阴极，并且其中，第二LED芯片引线接合至该封装的阳极。
在一些方面，串联连接的LED芯片串可设置在将电流从阴极传至阳极的第一LED芯片与第二LED芯片之间。这在常规设计中是新颖和出人意料的，常规设计包括与本文中所公开的LED芯片反向偏压和/或电极性反向的光发射器。焊线可被设置成沿着多个LED芯片的外圆周，以使对光的任何潜在干扰最小化。
在一些方面，本文所描述的封装、系统和方法提供至少以约0.010mm至1mm之间的任意距离和/或以约0.010mm至1mm之间的任意距离的任何子范围间隔开的光发射器、或发射器芯片。在一些方面，本文中所公开的封装和系统，例如但不限于，可包括约0.06mm至0.3mm之间的芯片至芯片间距。就进一步方面而言，本文中所公开的封装和系统可包括至少约0.03mm以上、至少约0.05mm以上、至少约0.06mm以上(例如，约60μm以上)、至少约0.10mm以上、至少约0.30mm以上、至少约0.50mm以上、或者约0.625mm以上的芯片至芯片间距。通过使芯片之间捕获的和/或芯片和/或部件所阻断或者吸收的光量最小化，这种芯片间距可有利地改进光抽取和/或亮度。
就某些方面而言，本文中所公开的封装、系统、以及方法提供外露金属迹线，其中，外露金属未被任何其他材料覆盖。外露金属迹线可改进光反射并且可设置在位于透镜下方并且位于透镜基座外部的次基台的部分上方。
就某些方面而言，本文中所公开的封装、系统、以及方法提供一个或者多个光发射器芯片可连接至其的一个或者多个导电迹线之间的沟道或者间隙。应注意，反射材料可设置在发光器芯片之间的沟道或者间隙内，以改进每个封装的光抽取。反射材料可以是白色、银色、镜面反射、漫反射、Lambertian涂层、任何反射涂层、塑料、或者阻焊层材料。使用包括例如喷溅、散布、浸渍、胶合、刷涂等任何合适的技术可涂覆反射材料。
本公开中所描述的封装和系统可通过在选定色温例如在1瓦特(W)和约25℃时输送高达和/或大于约每瓦特145流明(LPW)、在1W和约25℃时输送大于约180LPW、或者在1W和约25℃时输送大于约200LPW而展示改进的光输出、可靠性、以及功效。可以获得本公开中所描述的封装和系统以及上述LPW值，以用于具有冷白(CW)色温、中性白色温、暖白(WW)色温、和/或其重叠组合的发射。
白色发射可具有1931CIE色度图的黑体轨迹上基准点的八个以下麦克亚当阶椭圆中的x、y颜色坐标。就某些方面而言，白色发射可具有1931CIE色度图的黑体轨迹上的基准点的约四个或大约在四个至八个之间的麦克亚当阶椭圆中的x、y颜色坐标。就某些方面而言，黑体轨迹上的基准点可具有小于或者等于7000K、小于或者等于4000K、小于或者等于3500K、或者小于或者等于3000K的色温。就特定方面而言，来自本公开中所描述的照明装置的组合发射具体化为至少70CRL、至少75CRL、至少80CRL、或者至少85CRL最小值的(a)显色指数(CRI)值中的至少一个。就某些方面而言，可获得上述LPW值用于包括约6000K的冷白(CW)色温或者约3000K的暖白(WW)色温或者约5500K的CW颜色的选定色温。就某些方面而言，本公开中所描述的光发射器封装、系统、和/或方法可在约600K的CW温度中15W和25℃时输送约2050流明(lm)。
应注意，本文中所描述的光发射器封装、系统、和/或方法可提供具有高流明密度和卓越颜色一致性的小型光学照明源。就某些方面而言，可以按照约7mm×7mm封装尺寸和6mm光源的小形状因数和/或小占地面积提供高流明输出和卓越的芯片至芯片颜色一致性。应注意，小占地面积可提供窄光束用于卓越、改进的光学控制，从而使得其对高流明、方向照明应用是理想的。
将详细参考本主题的可能方面或者实施方式，图中示出了本主题的一种或者多种实施例。每种实施例均被提供为说明本主题而不作为限制。事实上，作为一种实施方式的一部分所示出或者描述的特性可以在另一实施方式中使用以产生又一实施方式。本文中所公开并且预想的主题旨在覆盖该等改造和变形。
如多个附图中所示，出于示出性之目的，相对于其他结构或者部分放大了结构或者部分的某些尺寸，并且由此提供示出本主题的整体结构。而且，参考形成在其他结构、部分、或者结构和部分上的结构或者部分描述了本主题。本领域技术人员应当认识到，参考位于形成在另一结构或者部分“上”或者“上方”的结构设定了可插入额外结构、部分、或者结构和部分。参考形成在另一结构或者部分“上”而不插入结构或者部分的结构或者部分被描述为“直接”形成在该结构或者部分“上”。同样，应当理解的是，当一个元件被称之为“连接”、“附接”、或者“耦接”至另一元件时，其可直接连接、附接、或者耦接至其他元件，或者可存在中间元件。相反，当一个元件被称之为“直接连接”、“直接附接”、或者“直接耦接”至另一元件时，则不存在中间元件。
而且，在本公开中，诸如“在...上”、“在...上方”、“在...上部”、“在...顶部”、“在...下方”、或者“在...底部”等相对术语用于描述一个结构或者部分与图中所示的另一结构或者部分的关系。应当理解的是，诸如“在...上”、“在...上方”、“在...上部”、“在...顶部”、“在...下方”、或者“在...底部”等相对术语旨在包括除图中所描述方位之外的封装或者部件的不同方位。例如，如果将图中的封装或者部件反转，则描述为在其他结构或者部分“上方”的结构或者部分将被定位成在其他结构或者部分“下方”。同样，如果沿着轴线将图中的封装或者部件旋转，则被描述为在其他结构或者部分“上方”的结构或者部分将被定位成“靠近于”或者“左邻于”其他结构或者部分。类似标号始终指类似元件。
除非特别阐述了缺少一个或多个元件，否则本文中所使用的术语“包括(comprising)”，“包含(including)”以及“具有(having)”应被解释为不排除存在一个或多个元件的开放式术语。
本文中所使用的“陶瓷基片材料”或者术语“陶瓷基片”包括主要由陶瓷材料组成的材料，诸如，由金属或者准金属以及非金属(例如，氮化铝、氧化铝、氧化铍、碳化硅)的化合物制成的无机、非金属材料。“非陶瓷基片材料”主要由金属材料、主要有机(例如，聚合)材料、和/或可分散或者模制的半合成有机固体或主要合成组成(例如，塑料)。
如本文中使用的，术语“镜面”反射和/或“镜面地”反射描述了来自表面的光的镜面反射，其中，来自单一入射方向的光被反射至单一出射方向。
如本文中所使用的，术语“漫”反射和/或“漫反射地”描述了来自表面的光的反射，使得以多个角度而非镜面反射情况下的仅一个角度反射入射光线。
根据本文中所描述的实施方式的光发射器封装可包括第III-V族氮化物(例如，氮化镓(GaN))基LED芯片或者激光器。通常已知LED芯片或者激光器的制造因此本文中仅对其进行简要描述。可以在生长基板(例如，碳化硅(SiC)基板)上制造LED芯片或者激光器，例如，诸如由北卡罗来纳州Durham的Cree,Inc.制造并且出售的器件。本文中还构思了其他生长基板，例如但不限于，蓝宝石、硅(Si)、以及GaN。一方面，SiC基板/层可以是4H多型体碳化基板/层。然而，可以使用诸如3C、6H、以及15R多型体的其他SiC备选多型体。从本主题的代理人北卡罗来纳州Durham的Cree,Inc.可获得合适的SiC基板，并且在科学论文以及包括但不限于美国专利第Re.34,861号、美国专利第4,946,547号、以及美国专利第5,200,022号的多个共同委托的美国专利中阐述了用于生产这种基板的方法，通过引用将各公开的全部内容结合在此。本文中构思了任何其他合适的生长基板。
如本公开中使用的，术语“第III族氮化物”指在周期表中的氮与第III族中的一种或者多种元素(通常为铝(Al)、镓(Ga)、以及铟(In))形成的半导体化合物。该术语也指诸如GaN、AlGaN、以及AlInGaN等二元、三元、以及四元化合物。第III族元素可与氮结合形成二元(例如，GaN)化合物、三元(例如，AlGaN)化合物、以及四元(例如，AlInGaN)化合物。这些化合物可具有以下实验式，其中，一摩尔氮与总共一摩尔的第III族元素结合。因此，诸如AlxGa1-xN(其中，1>x>0)的公式通常用于描述这些化合物。适当的科学文献中已经充分研发并且报道了有关第III族氮化物的外延生长的技术。
尽管本文中所公开的LED芯片的各种实施方式可包括生长基板，然而，本领域技术人员应当理解的是，可以移除包括LED芯片的外延层在其上生长的结晶外延生长基板，并且自立式外延层可被安装在替代载体基板或者可具有不同于初始基板的热、电结构和/或光学特性的基板上。本文中所描述的主题并不局限于具有结晶外延生长基板的结构，而可与外延层已从其初始生长基板移除并且粘合至替代载体基板的结构结合使用。
例如，可以在生长基板(例如，Si、SiC、或者蓝宝石基板)上制造根据本主题的一些实施方式的第III族氮化物类LED芯片，以提供水平器件(在LED芯片的同侧具有至少两个电接触)或者垂直器件(在LED芯片的对侧具有电接触)。而且，在(例如，通过蚀刻、磨削、抛光等)制造或者移除生长基板之后，可以将生长基板保留在LED芯片上。例如，可以移除生长基板，以减少所产生LED芯片的厚度和/或减少通过垂直LED芯片的正向电压。例如，水平器件(具有或者不具有生长基板)可以是(例如，使用焊料)芯片倒装粘合至或者引线接合至载体基板或印刷电路板(PCB)。垂直器件(具有或者不具有生长基板)可具有焊接接合至载体基板、安装垫、或者PCB的第一端子(例如，阳极或者阴极)以及被引线接合至载体基板、电气元件、或者PCB的第二端子(例如，相对的阳极或者阴极)。通过Bergmann等人的美国公开第2008/0258130号以及2010年9月7日所发布的Edmond等人的美国专利第7,791,061号讨论了垂直和水平LED芯片结构的实施例，通过引用将各公开的内容全部结合在此。
一个或者多个LED芯片可至少部分涂覆有一种或者多种荧光剂。应注意，在LED封装内的芯片附接之前，LED芯片可被涂覆有一种或者多种荧光剂。由于封装除LED芯片之外的其他部分并不需要被涂布荧光剂，并且由于在封装内芯片附接LED芯片之前例如通过喷溅该层可以成本低廉地涂布荧光剂，所以可改进制造的难易度和/或成本。通过磨削或者其他机械或化学粗化工艺可使该层可选地被粗化，以改进光抽取和反射。
就某些方面而言，荧光剂可吸收来自LED芯片的光的一部分并且发射不同波长的光，因此，光发射器封装发射来自各个LED芯片和荧光剂的光的组合。在一种实施方式中，光发射器封装发射被感知为白色的、由来自LED芯片和荧光剂的光发射的组合所产生的光。在根据本主题的一种实施方式中，白色发射封装可由发射蓝色波长光谱的光的LED芯片和吸收一些蓝光并且重新发射黄色波长光谱的光的荧光剂组成。因此，封装可发射蓝光与黄光的白光组合。如美国专利第7,213,940号中所描述的，在其他实施方式中，LED芯片发射蓝光和黄光的非白色光组合。本文中还构思了发射红色光的LED芯片或者由吸收LED光并且发射红色光的荧光剂所覆盖的LED芯片。
使用多种不同方法能够以荧光剂涂覆LED芯片，且标题都为“WaferLevel Phosphor Coating Method and Devices Fabricated Utilizing Method”的美国专利申请序列号11/656,759和11/899,790中描述了一种合适的方法，通过引用将其全部内容结合在此。2011年11月15日公开的题为“PhosphorCoating Systems and Methods for Light Emitting Structures and PackagedLight Emitting Diodes Including Phosphor Coating”的美国专利第8,058,088中以及题为“Systems and Methods for Application of Optical Materials toOptical Elements”的继续部分申请美国专利申请序列号12/717,048中描述了用于涂覆一个或者多个LED芯片的其他合适方法，通过引用将各公开内容全部结合在此。
也可使用诸如电泳沉积(EPD)等其他方法涂覆LED芯片，且题为“Close Loop Electrophoretic Deposition of Semiconductor Devices”的美国专利申请序列号11/473,089中描述了合适的EPD方法，通过引用将其全部内容结合在此。应当理解的是，根据本主题的光发射器封装和方法还可具有不同颜色的多个LED芯片，其中的一个或者多个可以发射白光。
图1A至图9是用于与诸如多个LED芯片的多个光发射器结合使用的封装、系统、以及方法的实施方式。相比于常规封装和系统，通过以改进的更低成本输送更多的LPW，本文中所描述的光发射器封装和系统可有利地被配置用于诸如改进亮度等性能改进。通常，本文中所描述的光发射器封装和/或系统可被分类或者分档成“热”温度(约85℃)或者“冷”温度(例如，约25℃)。封装和/或系统可基于色温、波长、和/或亮度被分类或者分档成各个组或者范围。就某些方面而言，两阶分档过程可用于匹配由白炽灯泡所输送的颜色一致性。
下面讨论了改进光发射器封装、系统、以及方法的改进性能和/或新颖方面。应注意，例如，本文中所公开的新型光发射器封装可使用例如多个新型LED芯片、外露金属迹线、设置在迹线之间的间隙或者沟槽内的反射阻焊层材料、以及较大的透镜以改进的更低成本在1W和25℃时输送约145LPW以上；在1W和25℃时输送约180LPW以上；和/或在1W和25℃时输送约200LPW以上。就某些方面而言，由多个LED芯片组成的发射器封装可在1W和25℃时输送约200LPW以上。
图1A和图1B共同地示出了整体被指示为10的光发射器封装的实施方式。光发射器封装10可包括基板或者次基台12以及附接至次基台12和/或由次基台12支撑的设置在上方的至少一个LED芯片14。图1A示出了设置在次基台12上方的迹线图案，多个LED芯片可附接至该迹线图案。图1B中示出了所附接的LED芯片14。
次基台12可包含任何合适的材料，例如，具有低热敏电阻和/或高热导率的电绝缘(例如，非导电)材料。次基台12可包括从大型连续板材中单独化的基板。一方面，次基台12可包括诸如陶瓷或者陶瓷基片材料的非金属擦亮。例如，次基台12可包括氧化铝或者矾土(Al2O3)及其衍生物、氮化铝(AlN)及其衍生物、碳化硅(SiC)及其衍生物、二氧化锆或者锆土(ZrO2)及其衍生物、二氧化钛(TiO2)及其衍生物、其组合、和/或任何其他陶瓷基片或者含陶瓷材料。
一方面，AlN可能是优选的，原因在于其可有利地包括低热敏电阻。当设置为次基台12时，具有低热敏电阻的材料可能是有利的，因为热量更容易地从各个LED芯片14消散并且允许光发射器封装10以稳定状态运行冷却，从而增加流明输出。就某些方面而言，次基台12可包括从封装10的中心至封装10的边缘的连续片材料，并且不仅是针对常规设计中使用的封装的“框架”。因为可以去除用于创建“框架”的额外处理步骤，所以使用单一连续的材料片可降低制造成本。此外，必须提供用于将面板嵌入到框架中的诸如硅树脂的额外材料，因此，通过使用本文中所描述的连续的、单一材料次基台12可避免使用嵌入在面板中的诸如硅树脂的这种额外材料。
次基台12可包括具有约30瓦每米每开尔文以上的热导率的材料(例如，氧化锌(ZnO))。其他可接受材料具有约120W/m·K以上的热导率(例如，AlN，其具有范围从约140W/m·K至约180W/m·K的热导率)。就热敏电阻而言，某些可接受材料具有约2℃/W或者更低的热敏电阻。还可使用本文所讨论范围之外的具有热特征的其他材料。
作为在次基台12的最上表面与最下表面之间的测量，次基台12可包括约0.25毫米至约1.25毫米(mm)之间的厚度。例如，次基台12可包括约0.25mm至约0.5mm；约0.5mm；约0.5mm至约0.75mm；和/或约0.75mm至约1.25mm之间的厚度。次基台12可包括任何合适的形状，例如，正方形、矩形、圆形、非圆形、规则、不规则、和/或不对称形状。应当进一步理解的是，当从上方观察时，次基台12和封装10的外径可包括任意形状，其中包括正方形、非正方形、矩形、圆形、非圆形、不对称、或者其他多边形形状。
一方面，例如，次基台12可包括具有约5.0mm以上的长度L和宽度W的大致正方形形状。例如但不限于，次基台12可包括分别为下列长度L和宽度W尺度的大致正方形形状：约5.0mm×5.0mm(例如，约25mm2的面积)；约6.0mm×6.0mm(例如，约36mm2的面积)；约7.0mm×7.0mm(例如，约49mm2的面积)；约9mm×9mm(例如，约81mm2的面积)；约9.1mm×9.1mm(例如，约82.8mm2的面积)；和/或约10mm×10mm以上的长度L和/或宽度W。一方面，可以使用包括等于和/或大于约49mm2(例如，7mm×7mm)封装尺寸的面积的次基台12并且是优选的。还可提供诸如矩形或者圆形等任意形状的次基台12。
如图1A和图1B进一步示出，导电材料的一个或者多个区域或者部分可设置在次基台12的一个或者多个部分上方。例如，第一导电迹线16和第二导电迹线18可提供并且设置在次基台12上方。第一迹线16和第二迹线18可分别由整体被指定为G的一个或者多个沟道或者间隙而物理和/或电分离。
就某些方面而言，如图1A所示，导电材料的一个或者多个区域或者部分还可设置在第一迹线16与第二迹线18的部分之间。例如并且就某些方面而言，整体被指定为20的多条迹线可设置在第一迹线16与第二迹线18之间。多条迹线20可包括由一个或者多个间隙G分离的多于一条的独立迹线22。就某些方面而言，如图1B中所示的，每条独立迹线22均可被适配成附接至至少一个LED芯片14的一部分。就某些方面而言，如图1A所示，至少一条独立迹线22可从第一迹线16的部分延伸和/或至少一条独立迹线22可从第二迹线18的各部分延伸。某些独立迹线22可经由一个或者多个间隙G与第一迹线16和第二迹线18中的每个物理和/或电分离。就某些方面而言，每条独立迹线22以及第一迹线16和第二迹线18分别可包括一层或者多层钛(Ti)、铜(Cu)、和/或银(Ag)。就某些方面而言，可选的一层或者多层无电镀镍浸金(ENIG)还可被涂布到迹线部分上，以用于改进诸如LED芯片(图1B)等光发射器至材料迹线层的引线接合性。
就某些方面而言，第一迹线16和第二迹线18可以是、但不一定必须是与多条迹线20相同的材料。就某些方面而言，第一迹线16和第二迹线18以及多条迹线20可分别经由化学沉积、物理沉积、化学气相沉积、等离子体沉积、电泳、电镀和/或无电镀沉积技术设置在次基台12上。一方面，可以使用任何合适的处理技术将导电材料涂覆在非金属部分(例如，次基台12)上。就某些方面而言，包括无电镀金属的第一迹线16和第二迹线18以及多条迹线20经由电泳工艺沉积可能是比较理想的，因为与其他方法相比该技术可有利于产生具有厚度更为均匀的迹线。构思了将导电材料层压、涂覆、和/或沉积在次基台12上的任何方法，用于分别提供第一迹线16和第二迹线18以及多条迹线20。
就某些方面而言，一个或者多个沟道或间隙G可设置在多条迹线20内的相邻独立迹线22之间。沟道或者间隙G可经由物理或者机械移除材料而被化学或者物理蚀刻、机械形成、和/或以其他方式形成。构思了在独立迹线22和/或第一迹线16与第二迹线18之间形成沟道或者间隙G的任意方法。
就某些方面而言，封装10可包括被适配成接纳多个LED芯片(图1中的14)的多迹线设备。就某些方面而言，间隙G可设置在多条迹线20与第一迹线16的部分之间。就某些方面而言，间隙G可设置在多条迹线20与第二迹线18的部分之间。就某些方面而言，第一迹线16和第二迹线18可围绕多条迹线20外围设置。即，就某些方面而言，多条迹线20可在次基台12上中心地设置并且由第一迹线16和第二迹线18的部分围绕。
就某些方面而言，多条迹线20可包括设置在次基台12大致中心处的大致正方形形状面积。就其他方面而言，多条迹线20可包括设置在次基台12的大致中心处的大致圆形形状面积。就某些方面而言，将多个LED芯片(图1B中的14)放置在多条中心设置的迹线20上可改进封装10内的热管理，因为由多个中心设置的LED芯片所生成的热可更容易从封装次基台12的中心至边缘消散。此外，热量可从封装10的中心扩散掉。
如图1A所示，并且就某些方面而言，一些独立迹线22可包括被适配成与诸如LED芯片(图1B中的14)等光发射器附接和/或电连通的正方形和/或矩形形状部分22A。例如，至少一个光发射器可设置在各正方形或者矩形形状部分22A上并且可经由导电糊、焊接材料、粘结剂、熔化材料、或者环氧树脂而与独立迹线22直接附接和直接电连通。
就某些方面而言，一个或者多个支柱部分22B可从某些独立迹线22的矩形或者正方形形状部分22A延伸。相比某些独立迹线22的矩形或者正方形形状部分22A，支柱部分22B在宽度上更小和/或更薄。就某些方面而言，电信号或者电流通过经由焊线24使LED芯片串联连接至独立迹线22的相邻支柱部分22B而传至设置在独立迹线22的多个光发射器和/或可部分地在第一迹线16与第二迹线18之间传递。多条迹线20内的某些独立迹线22的每个矩形和/或正方形形状部分22A可以是、但不一定必须是相同尺寸。多条迹线20内的某些独立迹线22的每个矩形和/或正方形形状部分可以是但不一定必须是相同形状。就某些方面而言，在封装10中可以使用矩形和正方形形状光发射器的组合(例如，图1B中的LED芯片14)。就某些方面而言，封装10中仅可以使用正方形光发射器。就特定其他方面而言，封装10中仅可以使用矩形形状的光发射器。
各条迹线22的矩形和/或正方形形状部分22A可包括任意合适的尺寸并且可相对于所使用的LED芯片的尺寸和/或形状而变化。例如并且就某些方面而言，某些独立迹线22中的正方形形状部分22A可具有至少约300μm×300μm(例如，900μm2以上的面积)；至少约500μm×500μm(例如，约0.25mm2以上的面积)；至少约700μm×700μm(例如，约0.49mm2以上的面积)；至少约1000μm×1000μm(例如，1mm×1mm，或者至少1mm2以上的面积)；至少约1350μm×1350μm(例如，1.35mm×1.35mm或者至少1.8mm2以上的面积)；和/或大于约1500μm×1500μm(例如，1.5mm×1.5mm或者2.25mm的面积)的长度和宽度尺度。
如上所述，多条迹线20可包括设置在次基台12上的任意合适尺寸的正方形与矩形部分的混合。就某些方面而言，因为可仅提供正方形或者矩形光发射器，所以可仅提供某些独立迹线22的正方形或者矩形部分。LED芯片14可包括任意合适的尺寸、大小、和/或形状。例如，本文中构思略微具有平直切割和/或倾斜切割边的正方形和/或矩形LED芯片14。
就某些方面而言，光发射器封装10可包括各个具有相同尺寸的多个光发射器。就其他方面而言，封装10内可以一起使用不同尺寸(大和小)的光发射器。因此，可以在多条迹线20内提供不同尺寸和/或形状的独立迹线22。就某些方面而言，各条曲线22可包括正方形形状部分、矩形形状部分、非正方形形状部分、非矩形形状部分、圆形形状部分、不对称形状部分、对称形状部分、其组合、和/或任何其他合适的形状和/或尺寸部分。
就某些方面而言，多个芯片中的每个LED芯片14均可被适配成发射大致相同颜色的光。就某些方面而言，LED芯片14可被适配成发射明显不同颜色的光。LED芯片14可发射任意一种颜色或者任意组合颜色，其中包括，例如，可以提供主要是绿色、青色、蓝色、红色、桔色、琥珀色、黄色、和/或白色光发射器。一方面，LED芯片14可包括相似和/或不同目标的波长分档，其中包括红色、蓝色、绿色、琥珀色、桔红色、和/或其组合。
参考图1B，多个LED芯片14可设置在多条迹线20上。就某些方面而言，每个LED芯片14均可整体设置在一个独立迹线22的一部分上，而不横越和/或设置在任何间隙G的任一部分上。即，LED芯片14可经由诸如焊线24等直接芯片粘结和电连接器的组合而与至少两条迹线电连通，其中包括第一迹线16、第二迹线18中的一条和/或多条迹线22中的一条。就某些方面而言，每个LED芯片14均可包括垂直结构芯片，其具有位于芯片底部表面上的电气端子以用于直接附接底层迹线并且与底层迹线电连通。每个LED芯片14也可包括位于芯片的相对的上表面上的一个或者多个电气端子，以用于经由焊线24电连通至另一迹线的一部分。例如，如图所示，每个LED芯片14均可包括设置在芯片的上表面的两个接合垫，以经由焊线24被引线接合至迹线。就某些方面而言，LED芯片14可以是垂直结构，因此，设置在LED芯片底部的电气端子是不同于接合垫的电极性。就某些方面而言，位于每个LED芯片14的上表面的每个接合垫均可以是相同电极性。
如图1B所示，第一LED芯片14A可设置在从第二迹线18的一部分延伸的至少一条独立迹线22上。第一LED芯片14A可经由焊线24与另一独立迹线(例如，相邻独立迹线22的相邻支柱部分22B)电连通。然后，电信号可经由相邻独立迹线22的正方形或者矩形部分22A传递至串联连接的第二LED芯片14B。第二LED芯片14B、第三LED芯片14C、以及第四LED芯片14D可分别设置在第二、第三、以及第四独立迹线22上。每个LED芯片14在封装10内均可串联连接。第四LED芯片14D可被设置成邻近于第一LED芯片14A并且可被引线接合至第一迹线16的部分。封装10内可以提供至少两个、四个、或者多于四个的LED芯片14。
一方面，第一电迹线16和第二电迹线18可分别包括被配置成将电流或者电信号传输至多个LED芯片14的阳极和阴极对。例如，通过提供用于光发射器封装10的电流的通道的导电“通孔”或者“过孔”28，电流可通过和/或在次基台12内从外部电源(未示出)连通至一个或者多个电接触(例如，图3中的38和40)以及相应的迹线16和18。然后，电流可流入或者穿过第一迹线16和第二迹线18之间并且进入多个串联连接的LED芯片14，从而使每个LED芯片14照明。然后，电流可经由至少一个电接触(例如，图3中的38或者40)离开光发射器封装。一方面，第一电迹线16可包括以“+”形状指示标号或者符号所表示的阳极，并且第二电迹线18可包括阴极。应注意，每个LED芯片14均可包括新型芯片结构和电配置，因为LED芯片14可在直接附接至阴极(例如，第二迹线18)的一个LED芯片与被引线接合至阳极(例如，第一迹线16)的一个LED芯片之间串联连接。即，封装10内的LED芯片14可以是反向偏压和/或与典型LED芯片的电极性相反。
基于常规构思，被引线接合至阳极的一部分并且安装在阴极的一部分的LED芯片14的设置是出人意料的，并且事实上，是与常规LED芯片(例如，常规芯片通常安装在阴极上并且被引线接合至阳极)相反的电配置。一方面，从本主题的代理人北卡罗来纳州Durham的Cree,Inc.处可商购本公开中所描述的LED芯片14，例如，2011年6月24日提交的题为“LED Structure With Enhanced Mirror Reflectivity”的美国专利申请序号13/168,689中阐述了LED芯片结构、特性、及其相关方法，通过引用将其全部公开内容结合在此。
应注意，从每个LED芯片14延伸的焊线24可被定位成朝向多个芯片的外围或者朝向次基台12的外边缘延伸。从而可进一步提高光抽取，因为焊线24并未设置成朝向多个LED芯片14的中心，这可能阻断、吸收、或者以其他方式干扰光。焊线24可包括任意导电材料，诸如，例如但不限于，金(Au)或者包含Au的合金。焊线24还可包括Al、Sn、或者Ag。如上所述，第一新型LED芯片14A可被直接或者间接安装在阴极的一部分上，例如，经由硅树脂材料或者环氧树脂、金属环氧树脂(例如，Ag环氧树脂)、焊料、焊料糊(例如，AuSn或者SnAg焊料糊)、熔化材料、共晶材料、其组合、和/或任何其他合适的粘结材料而设置在第二电迹线18的一部分上。第二新型LED芯片(例如，14D)可被引线接合至阳极。
多个LED芯片14可包括彼此均匀间隔开的芯片、彼此未均匀间隔开的芯片、或者其组合。即，一些LED芯片14可被间隔成靠近一些LED芯片而远离一些其他芯片。就某些方面而言，每个LED芯片14的各边缘可以均与相邻芯片等距。就某些方面而言，芯片可被间隔开至少距离d。就某些方面而言，距离d可与封装10的改进亮度相关。即，可对距离d进行优化以实现最大改进的亮度，因此，光在间隙G内未被捕获和/或未被封装10内的相邻芯片或者部件所阻断或者吸收。
就某些方面而言，相邻LED芯片14可被间隔成靠近于间隙G，但不横越任何间隙G的一部分。就某些方面而言，距离d可略微大于一个或者多个间隙G的宽度。就某些方面而言，距离d可以约为0.03mm以上；约0.05mm以上；约0.06mm以上(例如，约60μm以上)；约0.10mm以上；约0.30mm以上；约0.50mm以上；或者约0.625mm以上。就某些方面而言，距离d可以在约0.06mm至0.3mm之间，然而，可以提供大于0.3的距离。
应注意，例如，本文中所公开的封装可在1W和25℃时可输送平均约100LPW以上，诸如，在约2700K至约7000K和/或在约2700K至约5000K之间的选定在色温1W和25℃时约145LPW。就某些方面而言，本文中所公开的封装可在1W和25℃时输送平均约180LPW以上。因为这些数字是平均值，并且如下所进一步讨论的，本文中所公开的封装可在1W和25℃时输送约200LPW以上。LED芯片14可以约0.010mm至约1mm之间的距离d和/或约0.010mm至约1mm之间的任何子范围内的距离d间隔开，诸如，约等于或者大于0.06mm的任何距离。
一个或者多个静电放电(ESD)防护设备15可选地设置在封装10内并且可经由焊线24电连通至第一迹线16和第二迹线18并且相对于多个串联连接的LED芯片14反向偏压。当使用时，ESD设备15可保护封装10免于ESD损坏。例如，LED芯片14和ESD设备15的布置可允许穿过封装10的过电压和/或过电流免于ESD事件，从而穿过和/或通过ESD设备15而非LED芯片14，从而保护LED芯片14免受损坏。ESD设备15可包括被配置为保护封装10免受ESD事件的任何合适本体或者元件。例如，ESD设备15可包括垂直硅(Si)齐纳二极管、被布置成反向偏压于LED芯片14的不同尺度和/或更小的LED芯片、表面安装电阻器、和/或侧向Si二极管。如图所示，ESD设备15可包括具有位于底部的一个电接触和位于顶部的另一电接触的垂直式结构设备，然而，还可提供水平式结构ESD设备15。
应注意，第一迹线16和第二迹线18可包括外露金属层，以改进来自封装10的反射和/或光抽取。就某些方面而言，多条迹线20中的每条独立迹线22均可包括外露金属层。一方面，包括外露金属的第一迹线16和第二迹线18以及多条迹线20可有利于反射比底层次基台12更多的光，从而可改进光发射器封装10的亮度、光抽取、以及性能。应注意，使金属迹线外露(例如，未覆盖，诸如，无反射材料、阻焊层、或者任何其他掩模材料)还可减少在制造过程中所消耗的材料和/或处理步骤，从而降低成本。就某些方面而言，第一迹线16和第二迹线18以及多条迹线20可包括镜面反射的金属反射体。如下所述，设置在相邻迹线(例如，16、18、以及22)之间的间隙G可至少部分填充有漫反射材料26，以进一步改进光抽取。使用任何技术均可涂布反射材料26，诸如，分散在间隙G中。
一方面，第一迹线16和第二迹线18以及多条迹线20均可包括直接或者间接设置在次基台1上的铜层。例如，铜层可包括范围从约20μm至约100μm和/或其间任何子范围的厚度，诸如，约20μm至约50μm；约50μm至约55μm；约55μm至约65μm；约65μm至约75μm；约75μm至约85μm；和/或约85μm至约100μm。一方面，例如，铜层可包括约70μm的总平均厚度。第一迹线16和第二迹线18以及多条迹线20可分别进一步包括在沉积铜层之前直接设置在次基台12上的可选初始钛层。当使用时，钛层可包括范围从约0.01μm至约1μm和/或其间任何子范围内的厚度，诸如，约0.01μm至约0.05μm；0.05μm至0.1μm；和/或0.1μm至1μm。一方面，钛层可包括约0.1μm的厚度或者总厚度。第一迹线16和第二迹线18以及多条迹线20可分别进一步包括可直接沉积、或者另行形成在铜层上的可选Ag层，因此，铜层设置在Ti层与Ag层之间。当使用时，Ag层可包括从约0.1μm至约1μm和/或其间任何子范围的厚度，诸如，约0.1μm至约0.2μm；0.2μm至0.5μm；0.5μm至0.8μm；和/或0.8μm至1μm。
整体参考图1A和图1B，并且如上所述，光发射器封装10可进一步包括分别设置在阳极与阴极之间(诸如，第一迹线16与第二迹线18之间)的至少一个沟道或者间隙G。多个网路间隙G还可设置在多条迹线20内的独立迹线22与第一迹线16、第二迹线18之间。间隙G可分别与第一迹线16和第二迹线18的各部分、分别与第一迹线16和独立迹线22的部分、和/或分别与第二迹线18和独立迹线22的各部分物理并且电分离。
使用任何合适的技术均可形成间隙G。一方面，在沉积或者涂布形成第一迹线16和第二迹线18以及多条迹线20的材料之后，间隙G可被至少部分被蚀刻。即，第一迹线16和第二迹线18和/或多条迹线20中的每一个最初均可包括由一层或者多层金属材料组成的导电材料的均匀区域或者部分。该金属材料层随后可变得至少部分被蚀刻，从而经由间隙G使第一迹线16与第二迹线18并且使独立迹线22与多条迹线20分离。就进一步方面而言，间隙G可包括在将导电材料溅射到次基台12上之前被掩模有光致抗蚀剂的次基台12的区域，以提供第一迹线16和第二迹线18以及多条迹线20。
应注意，反射材料26可被定位、设置、和/或另行配置为填充间隙G内的间距，因此，反射材料26分别设置在第一迹线16与第二迹线18的各部分之间。就某些方面而言，反射材料26可设置在第一迹线16与第二迹线18的相对侧壁之间。反射材料26还可设置在第一迹线16的部分与多条迹线20的至少一条迹线以及第二迹线18的部分与多条迹线20的至少一条迹线之间。多条迹线中的每条独立迹线22可由至少部分填充有反射材料26的沟道或者间隙G而分离。
一方面，设置在间隙G内的反射材料26可包括白色材料、银色材料、塑料材料、Lambertian涂层、可分散材料、任何反射涂层、和/或掩模材料(诸如，阻焊层)。就某些方面而言，反射材料26可包括白色或者银白色液态可固化阻焊层。反射材料26可有利于填充间隙G，从而减少由间隙G所捕获和/或吸收的光量，从而可改进发射器封装10的亮度和整体光学性能。一方面，反射材料26可仅被涂布到间隙G内而非任何迹线(例如，包括第一迹线16、第二迹线18、和/或多条迹线20中的任何迹线)的各部分上，因此，可以减少或者最小化每个封装所使用的阻焊层材料的量，从而有利于降低光发射器封装10的成本。
如上所述，第一迹线16和第二迹线18可包括分别设置在次基台12的第一部分和第二部分上的阳极和阴极。一方面，反射材料26可设置在次基台12的第三部分上，其中，次基台12的第三部分可选地分别设置在次基台12的第一部分与第二部分之间，诸如，相对的第一迹线16与第二迹线18之间。一方面，反射材料26仅可设置在间隙G内，因此，多条迹线20以及第一迹线16和第二迹线18分别包括直接设置在透镜(例如，图2中的32)的下方和/或外部部分的外露金属面积。就某些方面而言，反射材料26可设置在相邻的LED芯片14之间。当与外露金属迹线、芯片间距、和/或新型LED芯片14配置(例如，安装在阴极上并且被引线接合至阳极的LED芯片)结合时，反射材料的新颖放置改进了光发射器封装10的反射、光发射、亮度、以及整体性能。
仍整体参考图1A和图1B，光发射器部件10可进一步包括填充有导电材料的一个或者多个通孔或者导电过孔28。导电过孔28可通过和/或在次基台12内从内部在第一底部接触(例如，图4中的38)与第一迹线16之间并且在第二底部接触(例如，图4中的40)与第二迹线18之间延伸。光发射器封装10可进一步包括有助于在制造和处理过程中与光发射器封装10的配准和/或对准的一个或者多个对准区域29或者基准。
应注意，例如，通过在约600K的CW色温、约3000K的WW色温、或者其间任何温度在1W和选择色温约25℃时输送高达和/或大于约200LPW，光发射器封装10可展示改进的光输出、可靠性、以及功效。封装10和/或整合封装10的系统可有利地以比其他现有封装或者系统更低的成本输送更多的LPW。封装10还可有利地使用多个光发射器或者与单一芯片相反的多个LED芯片。因为多个芯片可以比单一、高亮度和较大芯片更低廉的成本被制造，所以可提高封装10的效率。因此，多个芯片可有利于降低制造成本并且提高效率。在设置在封装10中心处的多个芯片还可有利地包括具有高流明密度的小型光源，从而改进光学控制和颜色一致性。例如，在室外定向照明应用中光学控制是重要的，其中，需要进行控制以通过仅对需要的地方照明而更为有效地利用光。在不需要的地方闪烁的光是浪费和无效的。
当与外露或者未覆盖金属迹线、改进芯片间距、和/或沟道或者间隙G的一部分内诸如阻焊层等反射材料的放置结合时，示出了改进封装10的亮度和效率的多个LED芯片14(例如，安装在阴极上的至少一个LED芯片和被引线接合至阳极的至少一个其他LED芯片)的新颖特性。一方面，LED芯片14可包括交替的p-GaN和n-GaN层，其部分有利于允许一个或者多个更小的势垒层提供相邻的一个或者多个高度反射镜。一方面，该一个或者多个势垒层在宽度上比镜层更小。应注意，因为减少势垒层的尺寸可允许势垒层最小程度地外露和/或不外露，所以有利于增加每个LED芯片14的光抽取和/或亮度，从而减少势垒层的暗淡效果。因此，包括LED芯片14的封装10可被配置为每个封装输送更多的LPW，例如，在1W和25℃时约145LPW、在1W和25℃时约180LPW以上、和/或在1W和25℃时约200LPW以上。
从本主题的代理人北卡罗来纳州的Durham的Cree,Inc.可商购本公开中所描述的LED芯片14，例如，于2011年6月24日提交的美国专利申请序列号13/168,689中阐述了LED芯片结构、特性、以及其相关方法，上面通过引用将其结合在此。
图2示出了整体被指定为30的光发射器封装的第二实施方式。光发射器封装30在形状和功能上与封装10相似，然而，光发射器封装30可进一步包括光学元件。光学元件可包括被配置为在希望方向上产生希望形状和/或位置光的光输出的任意材料或部件并且可包括密封剂层和/或透镜32。保护层34可从透镜32的部分延伸(例如，从透镜基座36的部分向外延伸)并且可被配置为在次基台12上延伸直至次基台12的最外边缘。
就某些方面而言，透镜32的至少一部分可被分别设置在第一迹线16与第二迹线18以及多条迹线20的各部分上，其中每条均可包括外露金属区域。光学元件或者透镜32可形成在次基台12的顶部表面上并且可在中心处设置在或者在中心处对准多个LED芯片14的中心和/或次基台12的中心，因此，顶点或者最大高度的区域可在多个LED芯片14(例如，见图4)的中心和/或次基台12的中心处对准。就其他方面而言，透镜32可以设置在相对于多个LED芯片14的中心和/或次基台12的中心的非中心处。透镜32可提供对诸如LED芯片14、焊线24、和/或外露金属迹线(诸如，第一迹线16和第二迹线18以及多条迹线20中的每条)的封装部件的环境和/或机械保护。就某些方面而言，封装可包括从电接触至透镜32的顶点的整体最大高度。整体高度可以为约3mm以上、约3.5mm以上、约4mm以上、或者大于约4mm。
就某些方面而言，透镜32可包括诸如环氧树脂、塑料、玻璃、和/或硅树脂材料等任何材料并且使用诸如封装或者模制等任何方法可设置透镜32。透镜32可包括包覆模制透镜并且包括取决于光输出的希望形状的任何合适形状。示出了半球形状作为一种合适形状，其中，透镜32包括大致圆形的透镜基座36。应注意，包括外露金属面积的第一迹线16和第二迹线18的各部分分别可至少部分和/或大致设置在位于透镜基座36外部的次基台12的一部分上。因此，外露金属迹线可有利于通过覆盖次基台12的较大部分而反射光并且可在位于透镜32和透镜基座36的下方或者下面的次基台12的大部分上以及位于透镜基座36的外部(例如，朝向角落、位于保护层34下方)的次基台12的大部分上延伸。第一迹线16和第二迹线18和/或多条迹线20可、但不一定必须延伸至次基台12的最外边缘。例如，如图所示，第一迹线16和第二迹线18并未一直延伸至与次基台12的最外边缘齐平。
本公开中还构思了具有非半球状或者圆形截面和/或基座形状的透镜，诸如，椭圆子弹形状透镜、扁平途径、六边形透镜和/或透镜基座、和/或正方形形状透镜和/或透镜基座。一方面，透镜32可包括适合于模制的硅树脂材料并且可提供合适的光学传输性能。透镜还可经受后续的回流工艺而不随着时间而大幅度降级。应当理解的是，透镜32还可至少部分被纹理化以改进光抽取和/或涂覆有或者包含光学转换、散光、和/或等反射材料(诸如荧光剂或者散光颗粒)。
如上所述，保护层34还可大致覆盖次基台12的顶部表面并且在透镜基座36的边缘与次基台12的一个或者多个边缘之间延伸。保护层34可提供对光发射器封装30的各部件的额外保护，诸如，LED芯片14、迹线(16、18、以及20)、反射材料26和/或焊线24。保护层34可进一步减少在随后处理步骤和使用过程中的损坏和/或诸如油脂或者碎片等污染。例如，保护层34可保护第一迹线16和第二迹线18和/或ESD保护设备15免于在处理过程中剥落和/或隆起。保护层34可在透镜32的形成过程中形成并且可包括与透镜32相同或者不同的材料。然而，应当理解的是，还可提供没有保护层34的封装30。应当理解的是，光发射器封装30的透镜布置可容易被适配成由终端用户结合二次透镜结合使用或者结合能够包括在透镜32上方的光学器件使用，以便于光束成形。本领域中通常已知可商购的许多二次透镜。
保护层34可选地能够包括一个或者多个标记(未示出)，例如，与模具块和/或模制工艺相关联的凹口和/或脊。一方面，例如，光学通道可形成或者设置在形成透镜32和保护层34的模具块中。该通道可减少和/或防止模制过程中透镜密封剂中出现气泡并且还可防止下部填充。通道可使保护层34的各部分34上方或上产生标记(例如，凹口或者脊，未示出)并且可进一步确保在模制过程中所使用的覆盖膜(未示出)正确地放置到透镜腔内。通道可有利于建立使膜下方空气逸出的便捷路径。覆盖膜可用于覆盖模具块，以减少或者防止硅树脂落入模具内。然而，如果未从覆盖膜与模具块之间移除所有的空气，则可能观察到下部填充透镜。通道可增加膜下方的气流并且允许所有空气在膜被密封至框架之前逸出。因此，模具块中的光学通道可有利于防止和/或减少观察到的下部填充物，但可能使残留物类型标记(未示出)留在透镜32和/或保护层34的各部分上。
图3是光发射器封装30的仰视立体图。封装30可包括被适配成将电信号或者电流分别传输至第一迹线16和第二迹线18从而使LED芯片14(图2)照明的第一电接触38和第二电接触40。第一电接触38和第二电接触40可包括用于从外部源(未示出)接收电信号的金属区域，例如，电路、PCB、金属芯印刷电路板(MCPCB)、照明系统电路、柔性电路、散热器、其组合、和/或被适配成传输电流的任何其他源。
就某些方面而言，例如，第一电接触38和第二电接触40可包括至少一个铜层以及可选的钛层和/或Ag层。该至少一个铜层可包括范围从约50μm至约100μm和/或其间任何子范围的厚度，诸如，约50μm至约55μm；55μm至65μm；约65μm至约75μm；约75μm至约85μm；和/或约85μm至约100μm。一方面，铜层可包括约70μm的整体平均厚度。当使用时，接触38和40的可选的钛层可设置在次基台12与铜层之间，并且可包括范围从约0.01μm至1μm和/或其间任何子范围的厚度，诸如，约0.01μm至约0.05μm；0.05μm至0.1μm；和/或0.1μm至1μm。一方面，钛层可包括约0.1μm的厚度或者总厚度。
第一接触38和第二接触40分别可进一步包括可直接沉积或者另行形成在铜层上的可选Ag层，因此，铜层设置在Ti层和Ag层之间。例如，当使用时，Ag层可包括约0.1μm至1μm和/或其间子范围内的厚度，诸如，约0.1μm至0.2μm；0.2μm至0.5μm；0.5μm至0.8μm；和/或0.8μm至1μm。
第一电接触38和第二电接触40可设置在次基台12的与第一迹线16和第二迹线18、多条迹线20、和/或多个LED芯片14的放置相反的表面上。例如，第一电接触38和第二电接触40可设置在次基台12的底部表面上，并且第一电迹线和第二电迹线可设置在次基台12的顶部表面上。导电过孔28(图1、图2、以及图4)可设置在第一电接触38和第二电接触40各部分之间和/或将第一电接触38和第二电接触40分别电连接至第一迹线16和第二迹线18。然后，电流可分别穿过第一接触38和第二接触40以进入第一迹线16和第二迹线18，以在将电能转换成光时使串联连接的LED芯片14(图2)照明。
当封装30安装在外部源上时，可以从外部源(未示出)通过第一电接触38和第二电接触40施加电流或者电信号。例如，第一电接触38和第二电接触40可电连通至定位在外部源(未示出)上的焊接接触或者其他导电路径，并且将电流分别传输至第一迹线16和第二迹线18。外部源可包括能够将电流运输或者传输至封装30的任何合适的外部源。在所示的实施方式中，光发射器封装30可被布置成使用表面安装技术进行安装并且设备30可包括由一个或者多个导电过孔28(如图4A和图4B示出)限定的内部导电路径。第一电接触38和第二电接触40可分别与第一电迹线16和第二电迹线18至少部分对准。
仍参考图3，发射器封装30可进一步包括设置在次基台12的底部表面上的热敏元件42。热敏元件42可选地分别设置在第一电接触38与第二电接触40之间。一方面，热敏元件42可设置在位于多个LED芯片14的一个或者多个下方的次基台12的中央位置(图2和图4)。热敏元件42可包括任何导热材料并且可与LED芯片14(图2和图4)至少部分垂直对准。在一种实施方式中，热敏元件42可与位于次基台12的顶部表面上的电迹线16和18以及位于次基台12的底部表面上的第一接触38和第二接触40电分离。尽管来自LED芯片14的热量可经由迹线(例如，第一迹线16和第二迹线18以及多条迹线20，图2)可在次基台12的顶部表面上横向扩散，但更多的热量可进入直接位于多个LED芯片14下方和周围的次基台12中。因此，热敏元件42可通过允许热量扩散至从封装30更容易散热的热敏元件42中而有助于散热。
对于表面安装技术中所使用的封装或者设备，热敏元件42以及第一电接触38和第二电接触40的厚度可大致相同，因此，所有三种均与诸如PCB等横向表面接触。然而，为了改善焊料的湿度，并且确保热敏元件42与外部散热器之间更为坚固的接触，相比于第一电接触38和第二电接触40，热敏元件42可从封装30的本体延伸至更远距离。即，构思了热敏元件42可比第一电接触38和第二电接触40更厚。
应注意，电和/或热绝缘材料的区域(诸如阻焊层材料44的区域)可设置在热敏元件42与第一电接触38和第二电接触40的每个之间。一方面，阻焊层44可包括绿色并且厚度可为约1μm至约25μm和在其间任何子范围内，诸如，约1μm至5μm；约5μm至10μm；约10μm至13μm；约13μm至15μm；约15μm至20μm；和/或约20μm至25μm。
现参考图4，可以看到光发射器封装30的截面。例如，可沿着图2中的线4A-4A设置截面。如图4所示，一个或者多个导电过孔28可延伸通过第一电接触38与第一电迹线16之间的次基台12以在其间传输电信号。同样，一个或者多个导电过孔28可在第二电接触40与第二迹线18之间延伸形成，因此，当将电信号施加至第二接触40时，电信号可被传到通过次基台12并且进入第二迹线18和第一LED芯片，并且传输至其他串联连接的LED芯片。导电过孔28可包括诸如Ag、Cu、Au、Pt、或者任何其他金属或金属合金等任何合适的导电材料并且使用任何合适的技术可涂布导电过孔28。由于导电过孔28物理和/或电连接至相应的电接触(例如，38和40)以及相应迹线(例如，16和18)，所以应当理解的是，可按照除所示布置之外的其他布置来定位电接触和/或迹线，其中包括相邻或者横向布置。
导电过孔28可形成在电接触(例如，38和40)与相应迹线(例如，16和18)之间并且可大致垂直和/或非垂直布置。例如，就某些方面而言，导电过孔28可以一定角度布置在次基台12内。还应当理解的是，替代过孔28，一个或者多个居间金属或者导电层和/或接触甚至(例如)可沿着次基台12的外部横向表面设置在电接触(例如，38和40)与相应迹线(例如，16和18)之间的次基台12的一个或者多个表面之间。
如图4进一步示出，反射材料26(为清晰起见，以黑色示出)可至少部分设置在第一迹线16与第二迹线18的部分之间的间隙G内。如上所述，第一迹线16和第二迹线18可包括诸如外露Cu、Ti、Ag、和/或ENIG材料或者层等外露金属区域。第一迹线16和第二迹线18通常可占据次基台12的较大表面面积并且可围绕多条迹线20设置。多条迹线20中的每条迹线由沟槽或者间隙G分离。反射材料26可设置在各个沟槽或者间隙G内。就某些方面而言，第一迹线16和第二迹线18以及多条迹线20可覆盖次基台12的最外边缘之间的大部分面积。每条迹线均可包括在次基台12的大部分(其中包括透镜基座36之外的面积)上延伸的外露金属区域。通过按照这种方式延伸迹线，可以改进能从LED芯片14消散或者扩散的热量。由此可改进LED芯片14中所产生的热量的散热，从而改进封装30的工作寿命和可靠性。改进的热性能还可允许LED芯片14和光发射器封装30具有更高的运行功率。
光发射封装30的透镜32可包括具有半径R的透镜基座36，半径R从约透镜32的中心线C延伸至由透镜基座36所限定的边缘，或者透镜基座36与保护层34相交。一方面，透镜32的中心线C可对应于封装30的中心线和/或多个LED芯片14的中心线，然而，透镜32的中心线C还可相对于封装30的中心线或者LED芯片14的中心线偏离中心。透镜32可包括宽视角，诸如，约120°以上，诸如，约125°。
一方面，透镜32可包括设置在大致正方形形状次基台12上的大致圆形形状透镜基座36，因此，透镜32的直径(例如，2×R)可与次基台12的长度L和/或宽度W相似。透镜基座36可包括约1mm至约8mm(例如，并且约3mm2至113mm2的透镜基座面积)和/或其任意数目或者其子范围内的半径R。例如，透镜基座36可包括约等于或者大于1mm；约等于或者大于2mm；约等于或者大于约3mm；约等于或者大于约3.25mm；约等于或者大于约4mm；或者大于约4mm的半径R。一方面，透镜32可包括具有面积约30mm2以上的透镜基座36的包覆模制透镜，例如，约33.2mm2。就某些方面而言，透镜可包括直径为约6mm的光学源，设置在约7mm×7mm封装或者次基台12上并且由其支撑。就某些方面而言，封装30可提供具有高流明密度、卓越颜色一致性、以及卓越光学控制的小光学源。
就某些方面而言，距离D可设置在透镜基座36与次基台12的最外边缘之间。应注意，透镜32可包括被适配成改进和/或最大化亮度和光抽取的大型尺寸或者形状。就某些方面而言，透镜32几乎完全延伸至次基台12的最外边缘。就某些方面而言，距离D可以为约0.05mm以上、约0.1mm以上、约0.15mm以上、或者0.2mm以上。就某些方面，距离D约0.25mm。
应注意，LED电配置、外露金属迹线、改进的芯片至芯片间距、间隙中反射材料的放置、和/或透镜基座36的半径R的新型组合可助于改进光发射器封装30的性能。应注意，光发射器封装30可将高光输出、可靠性、以及功效进行组合，以在1W和25℃时输送高达约145LPW以上并且在选择色温(例如，约6000K的CW色温)在1W和25℃时输送约180LPW以上。通过使用外露金属迹线和设置在其间的最小量的阻焊层部分地去除高成本的材料和/或相关的处理步骤，光发射器封装30还可使用以改进的低成本提供的多个芯片在1W和25℃时输送高达至约200LPW以上。
如图4进一步示出，光学转换材料46可设置在每个LED芯片14上。就某些方面而言，光学转换材料46可设置在每个LED芯片14的整个表面上，因此，材料46完全覆盖每个LED芯片14的上表面。应注意，在芯片粘结每个LED芯片14之前，可以涂布光学转换材料46，从而使所需处理步骤最小化、使消耗的荧光剂量最小化、以及降低处理时间和成本。因此，就某些方面而言，光学转换材料46可局限于仅涂布在LED芯片14上并且可不涂布在其他封装部件上。光学转换材料46可包括经由任何合适技术所涂布的粘合剂、荧光剂、发光体、或者包含荧光剂或发光体的材料以及粘合剂中的一种或者多种。一方面，在芯片粘结之前，光学转换材料46可被溅射或者分散在LED芯片14上。一方面，光学转换材料46可吸收从LED芯片14发射的光的至少一些并且可转而发射具有不同波长的光，因此，光发射器封装30发射来自LED芯片14和荧光剂的光的组合。一方面，光发射器封装30可发射被感知为约2700K至7000K的白光，诸如，约6000K的CW光、约5500K的CW光、约4100K的中性白光、或者约3000K的WW光。
一方面，例如，当与从荧光剂或者包含荧光剂的材料发射的光混合时，选择使用的一个或者多个LED芯片14可包括目标为冷白(CW)光或者暖白(WW)光的波长。可根据应用和希望光发射选择任何合适的波长分档和/或荧光剂组合。荧光剂可被适配成在吸收由LED芯片14发射的光时发射黄色、绿色、红色、和/或其组合的光。可以在任何色温和/或色温分档下获得本文中所示出和描述的封装，例如，E5和E7(例如，70CRI、80CRI、以及90CRI中最小值)色度分档下的CW温度。
就某些方面而言，LED芯片14结构、芯片间距、封装设计、外露金属迹线、和/或反射材料的放置的改进可输送行业内最为先进的LED部件，并且可允许光发射器封装30在1W和约25℃时输送约145LPW至约200LPW，或者在选定色温在1W和25℃时输送大于200LPW。就某些方面而言，本文中所描述的光发射器封装、系统、和/或方法可在约6000K的CW温度在1W和25℃时输送高达至约2050lm。
就某些方面而言，本文中所示出和描述的光发射器封装和/或系统具有ENERGY资质且符合ENERGYENERGY是源自美国对能效消耗产品所设定的国际标准。ENERGY资质仅授予满足严格效率、质量、以及寿命标准的特定产品。例如，符合ENERGY资质的LED照明可使用比白炽照明至少少75％的能量、节省运转支出、降低维护成本(例如，至少比白炽照明长35至50倍并且比荧光照明大约长2至5倍)并且降低冷却成本。为符合ENERGY认证，LED照明产品必须通过各种测试来证明该产品可显示下列特征，诸如，尤其具有(i)等于或者大于现有照明技术(白炽或者荧光)的亮度；(ii)光在由灯具所照亮的面积上均匀分布；(iii)光输出在一定时间内保持恒定；(iv)具有在一定时间内保持明显和恒定的白光阴影的卓越颜色质量；(v)当变暗时没有闪烁；以及(vi)当将产品关闭时无电力使用。
就某些方面而言，本文中所示出和描述的封装和系统还可经过认证。即，本文中所描述的封装10和30可以经过可能是最高评级的4级外壳认证。4级外壳认证表示试验的光发射器封装10和30为符合ANSI/UL8750的防火和防电外壳。从而可有利地节省客户的时间和成本，因此，有利地促进采用LED产品。
通常，本文中所公开的光发射器封装、系统、和/或方法可用于包括室内定向照明应用、室外照明应用的室内和室外高流明应用并且被适配成提供卤素替代品灯。例如，本文中的光发射器封装、系统、和/或方法可提供抛物面镀铝反射(PAR)灯、轨道照明、GU10卤素灯泡或者产品、多面反射(MR)灯泡或者产品、道路照明、停车区域照明、高棚和低棚照明、或者任何其他高流明或者更高效率的LED照明产品或者LED应用。
图5是整体被指定为50的光发射器系统，其可整合根据本公开一个或者多个光发射器封装30。以虚线示出封装30，原因在于其可被放置在系统50的透镜、灯泡、或者其他光学部件的一部分之内或者下方并且从外部不可见。就某些方面而言，可能在单一部件或者单一系统50中仅使用单一的光发射器封装30。即，就某些方面而言，单一封装30可相当于60W的灯泡。就其他方面而言，系统50中可以使用多个封装30。光发射器系统50可包括定向、低棚和高棚、道路和停车、高端照明、室内照明、室外照明、便携式照明、和/或离网照明中所使用的任何灯或者灯泡。一方面，系统50包括PAR灯。
系统50可包括被适配成插入到插座或者电路的基座52用于接收在光学转换时所使用的电能。系统50可进一步包括一个或者多个光发射器封装30可以从其中发射光的光发射器封装54。封装30的定位如图所示，因此，从光发射器部分54可以直接发射来自至少一个封装30的光。就其他方面而言，封装30可被定位成朝向基座52，因此，来自至少一个封装30的光可朝向基座52发射并且经由内部反射表面(未示出)从光发射器部分54被反射回。系统50可被配置为整合一个或者多于一个的光发射器封装30。
应注意，至少一个光发射器封装30可用于使现有系统50升级，因此，例如，在一个步骤中，系统50可从相当于60W或者75W的灯升级至相当于90W或者100W的灯。本文中所描述的封装30在10W时比常规封装更高效并且可使用12V平台运行，从而允许更高效的电力供应。光发射器封装30可有利于被设计成符合现有系统50的尺寸，同时，以更低成本而更为明亮并且更高效，因此，改进封装可在不需要重新设计系统50的情况下替代现有系统内的发射器。
就某些方面而言，消费者可容易地将至少一个封装30整合到照明系统(诸如，系统50)中，从而以更低成本和/或更低功耗即时提升性能。一方面，光发射器封装30可被配置为落入系统50内，以允许在一个简单步骤中容易升级至不同、更明亮、和/或更高效的发射器。本文中所描述的封装30和系统可用于和/或被配置为输送范围从WW至CW的色温，例如，从约2700K至7000K。本文中所描述的封装30和系统还可用于各个CRI选项。
图6是用于提供本文中所描述的光发射器封装和/或系统的方法的实施方式。如上所述，在芯片粘结之前，多个LED芯片可被预涂布或者预涂覆有诸如荧光剂等光学转换材料。在步骤60，LED芯片则被芯片粘结至沉积了或者以其他方式涂布了陶瓷材料的面板基板上的轨线的一部分。面板基板可包括陶瓷材料，因此，各个封装次基台可包括与封装相同的材料并且可不包括封装框架。在步骤62中可随后回流具有LED芯片的面板基板。在步骤64中，可对具有LED芯片的面板基板进行清洁以移除诸如焊剂等芯片粘结材料。在步骤66中，为了进行检查，面板基板可以经历X射线。
如步骤68中所进一步示出，LED芯片可被引线接合。至少一个LED芯片可被引线接合至在被单一化时(例如，步骤84)为发射器封装的阴极部分。在步骤70，可对基板进行后引线接合检查，以检验每个LED芯片与迹线之间充分的电连通。在步骤72中，经由芯片剪切、球剪切、和/或焊线拉拽测试程序可对至少一个LED芯片进行测试，以确保充分的芯片粘合并且确保LED芯片不是来源与有缺陷的批量。在步骤74，在对光学元件进行模制之前，诸如，在对透镜进行模制之前，可对基板进行检查。
如步骤76所示，诸如透镜等多个光学元件可在面板基板上被包覆模制。透镜可包括液态可固化硅树脂。在步骤78，可对每个透镜进行后模制检查以确保透镜被充分模制和/或定位在其上。在步骤80，可以检验透镜对准。在步骤82，可以就诸如亮度和Vf等光学和/或电性能对具有LED芯片的面板基板进行测试。
如步骤84中所示，可从面板基板中对各个封装进行单一化。在步骤86，在单一化之后可对每个封装进行检查。在步骤88，可就诸如亮度、颜色、电压和/或其组合等每种光学或者电性能对每个封装进行分类和分档。在步骤90，封装可被贴上贴条以运输至客户以供将其整合到照明系统中。
图7A至图9是与本文中所描述的光发射器封装和/或系统相关的光输出、亮度数据(例如，流明(lms)或者每瓦特流明(LPW))、以及正向电压(Vf)数据的图表例图。应注意，本文中所公开的封装可包括许多和/或多个LED芯片。这可有助于提供具有更低成本(例如，并不需要产生单一的高亮度芯片，因为封装可依赖于多个芯片用于实现亮度的)、更高效率、改进光学控制、小形状因数、改进反射、以及改进的颜色一致性的封装和系统。
就某些方面而言，本文中所描述的有关封装和/或系统的规格可包括700mA的电流和12V的电压、以及约85℃的分档温度。就其他方面而言，本文中所描述的封装和/或系统可包括以1W和约11V至12V的电压、以及约25℃的分档温度运行。颜色目标可包括E2色度分档(例如，CW，通常约5700K和约70CRI)、E5色度分档(例如，CW或者中性白，通常约4000K和约75CRI或者80CRI)、和/或E7色度分档(例如，WW，通常约3000K和约80CRI或者85CRI)。
图7A和图7B示出了有关在标准VRI分档(例如，80或者85最小值和/或典型值)下具有WW色温的封装和/或系统的亮度和Vf数据分布。图7A中的数据描述了在700mA和约85℃下的测量。图7B中的数据描述了在1W和约25℃时的测量。就某些方面而言，图7A和图7B示出了有关具有标准E7分档内的WW色温的封装和/或系统的数据。如上所述，标准E7分档可包括具有约3000K以上的色温并且通常为80CRI或者85CRI的WW封装或者系统。就某些方面而言，WW封装和/或系统可包括最小值80CRI或者85CRI。
参考图7A，并且如最左侧分布指示，本文中所公开的封装在700mA和85℃时可具有约840lms至890lms的感知的输出或者照明通量(Lf)。就某些方面而言，本文中所公开的封装可输送大于约840lms，诸如，在700mA和85℃时约865lms以上、约870lms以上、或者约890lms以上。
如图7A中的中间分布所示，具有WW色温的封装可在约11.5V以上运行，诸如，在700mA和85℃下约11.5V至12V之间。就某些方面而言，具有WW色温的封装可在700mA和85℃下以约平均11.7V运行。
图7A中右侧的分布表示在700mA和85℃测量时具有标准CRI分档(例如，最小值80CRI或者85CRI和/或通常80CRI或者85CRI)下的WW色温的封装和/或系统的亮度。就某些方面而言，具有WW色温的封装和/或系统可在700mA和85℃时输送大于约100LPW。就某些方面而言，具有WW色温的封装和/或系统可在700mA和85℃时输送大于约102LPW、大于约106LPW、或者大于约108LPW。
现参考图7B，本文中所描述的多芯片封装和/或系统可在1W和25℃时具有约145lms至约157lms的所感知的输出或者Lf。就某些方面而言，本文中所公开的封装可输送大于约145lms，诸如，在1W和25℃时输送约150lms以上、约152lms以上、或者约155lms以上。
如图7B中的中间分布所示，具有WW色温的封装可在约11V以上运行，诸如，在1W和25℃时在约11V至12V之间运行。就某些方面而言，具有WW色温的封装可在1W和25℃时在平均以约11.3V运行。
图7B中右侧的分布表示在1W和25℃时具有标准CRI分档的WW色温的封装和/或系统的亮度。就某些方面而言，具有WW色温的封装和/或系统可在1W和25℃时输送大于约140LPW。就某些方面而言，具有WW色温的封装和/或系统可在1W和25℃时输送大于约148LPW、大于约150LPW、和/或大于约155LPW。就某些方面而言，具有WW色温的封装和/或系统可在1W和25℃时输送约145LPW至157LPW，诸如，在1W和25℃时输送约150LPW至157LPW。
图8A和图8B示出了在标准CRI分档(例如，最小值约70CRI或者70CRI)中有关具有冷白(例如，“CW”)色温的封装和/或系统的亮度和Vf数据的分布。图8A中的数据描述了在约700mA和85℃时的测量。图8B中的数据描述了在约1W和25℃时的测量。就某些方面而言，图8A和图8B示出了在标准E2CRI分档中有关具有CW色温的封装和/或系统的数据。如上所述，标准E2色度分档可包括具有约5700K以上的色温并且通常为70CRI的CW封装或者系统。就某些方面而言，CW封装和/或系统可包括最小值70CRI。
参考图8A，并且如最左侧分布所示，本文中所公开的封装可在700mA和85℃时具有约1050lms至1120lms的所感知的输出或者Lf。就某些方面而言，本文中所公开的封装可输送约1050lms以上，诸如，在700mA和85℃时输送约1070lms以上、约1080lms以上、或者大于约1100lms。
仍参考图8A并且如中间分布所示，具有CW色温的封装可以约11.6V以上运行，诸如，在700mA和85℃时以约11.6V至12V之间运行。就某些方面而言，具有CW色温的封装可在700mA和85℃时以平均约11.8V运行。
图8A中右侧所示的分布表示在700mA和85℃时在标准CRI分档(例如，通常为70CRI和/或最小值)中具有CW色温的封装和/或系统的亮度。就某些方面而言，具有CW色温的封装和/或系统可在700mA和85℃时输送大于约127LPW。就某些方面而言，具有CW色温的封装和/或系统可在700mA和85℃时输送大于约130LPW、大于约132LPW、或者大于约135LPW。
现参考图8B，本文中所描述的低成本、高效多芯片封装和/或系统可在1W和25℃时具有约180lms至193lms的所感知的输出或者Lf。就某些方面而言，本文中所公开的封装可输送大于约182lms，诸如，在1W和25℃时输送约185lms以上、约188lms以上、或者约190lms以上。
如图8B中的中间分布所示，具有CW色温的封装和/或系统可以约11.3V以上运行，诸如，在1W和25℃时约11.3V至11.7V。就某些方面而言，具有CW色温的封装可在1W和25℃时以平均约11.5V运行。
图8B中右侧的分布表示在1W和25℃时具有CW色温的封装和/或系统的亮度。就某些方面而言，具有CW色温的封装和/或系统可在1W和25℃时输送大于约180LPW。就某些方面而言，具有CW色温的封装和/或系统可在1W和25℃时输送大于约182LPW以上、大于约184LPW、和/或大于约186LPW以上。就某些方面而言，具有CW色温的封装和/或系统可在1W和25℃时输送约180LPW至约192LPW，诸如，在1W和25℃时输送约182LPW至192LPW。
图9示出了有关在1W和约25℃时进行测量的本文中所描述的封装和/或系统的亮度的进一步分布。就某些方面而言，具有与图9中所示的相似的特征的封装可包括例如通过引用之前被整合的未决和共同委托的美国专利申请序列号13/168,689中所描述的多个新型LED芯片。就某些方面而言，封装内所使用的LED芯片可具有与图9中相似的分布，即，具有未决和共同委托美国专利申请序列号13/168,689的图14中所描述的改进势垒层。
如图9所示，本文中所描述的新型光发射器封装和/或系统可在诸如CW色温等选定色温在25℃和1W时输送大于约200LPW。如图9所示，具有CW色温的封装和/或系统可在1W和25℃时输送大于约188LPW、大于约194LPW、和/或大于约198LPW。就某些方面而言，具有CW色温的封装和/或系统可在1W和25℃时输送约188LPW至203LPW，诸如，在1W和25℃时输送约192LPW至203LPW。应注意，这种封装和/或系统可展示改进的亮度、光抽取、以及整体改进的光学性能。
本文中所公开的实施方式可提供下列有益技术效果中的一种或者多种：降低光发射器封装的制造成本；改进来自光发射器封装的亮度；改进来自光发射器封装的光抽取；减少与制造光发射器封装相关的处理时间；减少生产光发射器封装所需的材料；改进光学控制；小脚本提供用于改进光学控制的窄光束；改进两阶分档；100+LPW高流明定方系统；具有高流明密度的小光源；卓越的颜色一致性；在室内定向照明应用中使用单一部件，其比多封装设计更好地仿效白炽照明产品的单一灯丝外观；改进的、小形状因数；改进室内和室外定向照明系统；和/或改进光发射器封装的热性能。
尽管参考具体方面、特性、以及示出实施方式描述了本主题，然而，应当认识到，本主题的利用并不由此受限制，而是本发明领域的普通技术人员基于本公开建议扩展并且包括多种其他变形、改造、以及可替代实施方式，对具有本公开知识的技术人员显而易见的是，设定了本公开中所描述的结构和特性的各种组合和子组合。本文中所公开的各种特性和元件中的任何一种均可与一种或者多种其他公开特性和元件结合，除非本公开中另有相反指示。因此，下文中所要求保护的本发明旨在在其范围和包括权利要求的等同物范围内从广义上被解释和解析，如包括所有变形、改造、以及可替代实施方式。

Claims (109)

1.一种光发射器封装，包括：
次基台，包括阳极和阴极；
多个光发射器芯片，设置在所述次基台上；以及
其中，所述多个芯片中的第一光发射器芯片安装在所述阴极的至少一部分上，并且其中，所述多个芯片中的第二光发射器芯片被引线接合至所述阳极的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的光发射器封装，其中，所述封装被配置为在1W和约25℃时输送高达大约每瓦特145流明(LPW)以上。
3.根据权利要求1所述的光发射器封装，其中，所述封装被配置为在1W和约25℃时输送高达大约每瓦特180流明(LPW)以上。
4.根据权利要求1所述的光发射器封装，其中，所述封装被配置为在1W和约25℃时输送高达大约每瓦特200流明(LPW)以上。
5.根据权利要求2所述的光发射器封装，其中，所述封装包括暖白(WW)色温。
6.根据权利要求3所述的光发射器封装，其中，所述封装包括冷白(CW)色温。
7.根据权利要求4所述的光发射器封装，其中，所述封装包括冷白(CW)色温。
8.根据权利要求1所述的光发射器封装，其中，反射材料至少部分设置在所述阳极与所述阴极之间。
9.根据权利要求8所述的光发射器封装，其中，所述反射材料包括阻焊层材料。
10.根据权利要求8所述的光发射器封装，其中，所述反射材料设置在所述阳极与所述阴极的相对侧壁之间。
11.根据权利要求1所述的光发射器封装，进一步包括设置在所述多个芯片中的每个芯片上的光学转换材料。
12.根据权利要求11所述的光发射器封装，其中，所述光学转换材料包括荧光剂，并且其中，所述荧光剂仅设置在所述多个芯片中的每个芯片上。
13.根据权利要求1所述的光发射器封装，其中，所述封装被配置为输送约2700K至约7000K范围内的色温。
14.根据权利要求1所述的光发射器封装，其中，所述第一光发射器芯片与所述第二光发射器芯片间隔至少约0.025mm以上。
15.根据权利要求1所述的光发射器封装，其中，所述第一光发射器芯片与所述第二光发射器芯片间隔至少约0.06mm以上。
16.根据权利要求1所述的光发射器封装，进一步包括透镜。
17.根据权利要求16所述的光发射器封装，其中，所述透镜包括圆形透镜基座。
18.根据权利要求17所述的光发射器封装，其中，所述透镜基座包括等于或者大于约1mm的半径。
19.根据权利要求17所述的光发射器封装，其中，所述透镜基座包括等于或者大于约3.25mm的半径。
20.根据权利要求1所述的光发射器封装，其中，所述次基台包括约3mm以上的长度和宽度。
21.根据权利要求20所述的光发射器封装，其中，所述次基台包括约7mm以上的长度和宽度。
22.根据权利要求1所述的光发射器封装，其中，所述次基台包括约49mm2以上的面积。
23.根据权利要求17所述的光发射器封装，其中，所述透镜基座包括约30mm2以上的面积。
24.根据权利要求1所述的光发射器封装，其中，所述次基台包括等于或者大于约30瓦每米每开尔文(W/m·K)的热导率。
25.根据权利要求1所述的光发射器封装，其中，所述封装符合ENERGY
26.根据权利要求1所述的光发射器封装，其中，所述封装经过认证。
27.根据权利要求1所述的光发射器封装，其中，所述第一光发射器芯片整体设置在所述阴极上。
28.根据权利要求1所述的光发射器封装，其中，所述封装能够在CW温度中在15W和25℃时输送约2050流明(lm)。
29.一种光发射器封装，包括：
次基台，包括设置在所述次基台的至少一部分上的至少一层外露金属层；
多个光发射器芯片，设置在所述次基台上；以及
透镜，设置在所述次基台上，所述透镜包括透镜基座；
其中，所述外露金属层至少大致设置在所述次基台的位于所述透镜基座外部的部分上。
30.根据权利要求29所述的光发射器封装，其中，所述封装被配置为在1W和约25℃时输送高达大约每瓦特145流明(LPW)以上。
31.根据权利要求29所述的光发射器封装，其中，所述封装被配置为在1W和约25℃时输送高达大约每瓦特180流明(LPW)以上。
32.根据权利要求29所述的光发射器封装，其中，所述封装被配置为在1W和约25℃时输送高达大约每瓦特200流明(LPW)以上。
33.根据权利要求30所述的光发射器封装，其中，所述封装包括暖白(WW)色温。
34.根据权利要求31所述的光发射器封装，其中，所述封装包括冷白(CW)色温。
35.根据权利要求32所述的光发射器封装，其中，所述封装包括冷白(CW)色温。
36.根据权利要求29所述的光发射器封装，其中，所述封装可在CW温度中在15W和25℃时输送约2050流明(lm)。
37.根据权利要求29所述的光发射器封装，其中，所述多个芯片中的每个芯片均与至少一个其他相邻芯片间隔开至少约0.06mm以上。
38.根据权利要求29所述的光发射器封装，其中，所述外露金属层包括阳极和阴极。
39.根据权利要求38所述的光发射器封装，其中，一部分反射材料至少部分设置在所述阳极与所述阴极之间。
40.根据权利要求38所述的光发射器封装，其中，所述第一光发射器芯片整体设置在所述阴极上。
41.根据权利要求40所述的光发射器封装，其中，第二光发射器芯片被引线接合至所述阳极。
42.根据权利要求29所述的光发射器封装，其中，光学转换材料直接设置在每个光发射器芯片的部分上。
43.根据权利要求29所述的光发射器芯片，其中，所述外露金属包括铜(Cu)。
44.根据权利要求29所述的光发射器封装，其中，所述外露金属包括铜(Cu)、银(Ag)、以及钛(Ti)。
45.根据权利要求29所述的光发射器封装，其中，所述透镜基座包括圆周。
46.根据权利要求45所述的光发射器封装，其中，所述透镜基座包括等于或者大于约1mm的半径。
47.根据权利要求45所述的光发射器封装，其中，所述透镜基座包括等于或者大于约3.25mm的半径。
48.根据权利要求29所述的光发射器封装，其中，所述次基台包括约4mm以上的长度和宽度。
49.根据权利要求48所述的光发射器封装，其中，所述次基台包括约7mm的长度和宽度。
50.根据权利要求29所述的光发射器封装，其中，所述光发射器芯片包括至少1.8mm2的面积。
51.根据权利要求50所述的光发射器封装，其中，所述次基台包括约49mm2以上的面积。
52.根据权利要求50所述的光发射器封装，其中，所述透镜基座包括约30mm2以上的面积。
53.根据权利要求29所述的光发射器封装，其中，所述次基台包括等于或者大于约30瓦每米每开尔文(W/m·K)的热导率。
54.根据权利要求29所述的光发射器封装，其中，所述封装符合ENERGY
55.根据权利要求29所述的光发射器封装，其中，所述封装经过认证。
56.一种光发射器封装，包括：
次基台，包括多条迹线和设置在所述多条迹线之间的多个间隙；
多个光发射器芯片，设置在所述次基台上；以及
反射材料，仅设置在所述多个间隙内。
57.根据权利要求56所述的光发射器封装，其中，所述封装被配置为在1W和约25℃时输送高达大约每瓦特约145流明(LPW)以上。
58.根据权利要求56所述的光发射器封装，其中，所述封装被配置为在1W和约25℃时输送高达大约每瓦特180流明(LPW)以上。
59.根据权利要求56所述的光发射器封装，其中，所述封装被配置为在1W和约25℃时输送高达大约每瓦特200流明(LPW)以上。
60.根据权利要求57所述的光发射器封装，其中，所述封装包括暖白(WW)色温。
61.根据权利要求58所述的光发射器封装，其中，所述封装包括冷白(CW)色温。
62.根据权利要求59所述的光发射器封装，其中，所述封装包括冷白(CW)色温。
63.根据权利要求56所述的光发射器封装，其中，所述封装能够在CW温度中在15W和25℃时输送约2050流明(lm)。
64.根据权利要求56所述的光发射器封装，其中，所述多个芯片中的每个芯片与至少一个其他相邻芯片间隔开至少约0.06mm以上。
65.根据权利要求56所述的光发射器封装，其中，所述反射材料是白色。
66.根据权利要求56所述的光发射器封装，进一步包括透镜。
67.根据权利要求66所述的光发射器封装，其中，所述透镜包括圆形透镜基座。
68.根据权利要求67所述的光发射器封装，其中，圆形形状的所述透镜基座设置在正方形形状次基台上，并且其中，所述正方形形状次基台的长度与圆形形状的所述透镜的直径相似。
69.根据权利要求56所述的光发射器封装，其中，每个光发射器芯片包括至少1mm2的面积。
70.根据权利要求69所述的光发射器封装，其中，所述次基台包括约49mm2以上的面积。
71.根据权利要求56所述的光发射器封装，其中，所述次基台包括等于或者大于约30瓦每米每开尔文(W/m·K)的热导率。
72.根据权利要求56所述的光发射器封装，其中，所述多条迹线中的每条迹线包括未覆盖且外露的金属层。
73.根据权利要求56所述的光发射器封装，其中，所述封装符合ENERGY
74.一种光发射器封装，包括：
次基台；
多个光发射器芯片，设置在所述次基台上；
阳极和阴极，设置在所述次基台的第一部分和第二部分上；
反射材料，至少部分设置在所述次基台的第三部分上；以及
其中，所述次基台的所述第三部分设置在所述阳极与所述阴极之间。
75.根据权利要求74所述的光发射器封装，其中，荧光剂材料仅设置在所述多个光发射器芯片的每个芯片上。
76.根据权利要求74所述的光发射器封装，其中，所述多个芯片中的每个芯片与至少一个其他相邻芯片间隔开至少约0.06mm以上。
77.根据权利要求74所述的光发射器封装，其中，所述封装被配置为在1W和约25℃时输送高达大约每瓦特145流明(LPW)以上。
78.根据权利要求74所述的光发射器封装，其中，所述封装被配置为在1W和约25℃时输送高达大约每瓦特180流明(LPW)以上。
79.根据权利要求74所述的光发射器封装，其中，所述封装被配置为在1W和约25℃时输送高达大约每瓦特200流明(LPW)以上。
80.根据权利要求77所述的光发射器封装，其中，所述封装包括暖白(WW)色温。
81.根据权利要求78所述的光发射器封装，其中，所述封装包括冷白(CW)色温。
82.根据权利要求79所述的光发射器封装，其中，所述封装包括冷白(CW)色温。
83.根据权利要求74所述的光发射器封装，其中，所述封装能够在CW温度在15W和25℃时输送约2050流明(lm)。
84.根据权利要求74所述的光发射器封装，其中，第一光发射器芯片整体设置在所述阴极上。
85.根据权利要求84所述的光发射器封装，其中，第二光发射器芯片被引线接合至所述阳极。
86.根据权利要求74所述的光发射器封装，其中，串联连接的LED芯片串设置在所述第一光发射器芯片与所述第二光发射器芯片之间。
87.根据权利要求74所述的光发射器封装，其中，所述多个光发射器芯片包括四个发光二极管(LED)芯片。
88.一种光发射器系统，包括：
至少一个光发射器封装，每个封装包括：
次基台，包括阳极和阴极；
多个光发射器芯片，设置在所述次基台上；并且
其中，第一光发射器芯片安装在所述阴极的部分上，并且第二光发射器芯片被引线接合至所述阳极的部分；以及
基座，用于连接至电插座。
89.根据权利要求88所述的光发射器系统，其中，所述系统包括抛物面镀铝反射(PAR)灯。
90.根据权利要求88所述的光发射器系统，其中，所述封装相当于60W灯泡。
91.根据权利要求88所述的光发射器系统，其中，所述封装被配置为落入在所述系统中。
92.根据权利要求88所述的光发射器系统，其中，所述系统符合ENERGY
93.根据权利要求88所述的光发射器系统，其中，所述系统经过认证。
94.根据权利要求88所述的光发射器系统，其中，所述系统包括范围从约2700K至约7000K的色温。
95.一种设置光发射器封装的方法，所述方法包括：
设置包括阳极和阴极的至少一个光发射器封装；
将第一光发射器芯片安装在所述阴极的至少一部分；以及
将第二光发射器芯片引线接合至所述阳极的至少一部分。
96.根据权利要求95所述的方法，其中，设置至少一个光发射器封装包括设置次基台。
97.根据权利要求95所述的方法，其中，所述次基台包括约4mm以上的长度和宽度。
98.根据权利要求95所述的方法，其中，所述次基台包括约7mm的长度和宽度。
99.根据权利要求95所述的方法，进一步包括：将串联连接的光发射器芯片串设置在所述第一光发射器芯片与所述第二光发射器芯片之间。
100.根据权利要求95所述的方法，进一步包括：将光转换材料直接设置在每个光发射器芯片的部分上。
101.根据权利要求99所述的方法，其中，每个芯片与至少一个其他相邻芯片间隔开至少约0.06mm以上。
102.根据权利要求95所述的方法，其中，每个光发射器包括约1.35mm以上的长度或者宽度。
103.根据权利要求102所述的方法，其中，所述次基台包括约49mm2以上的面积。
104.根据权利要求95所述的方法，其中，所述次基台包括等于或者大于约30瓦每米每开尔文(W/m·K)的热导率。
105.一种由次基台和四个以上光发射器组成的光发射器封装，其中，所述封装被配置为在1W和约25℃时输送约每瓦特200流明(LPW)。
106.根据权利要求105所述的光发射器封装，其中，每个光发射器包括至少1.87mm2的面积。
107.根据权利要求105所述的光发射器封装，其中，每个光发射器包括具有长度和宽度的正方形形状的发光二极管(LED)芯片，并且其中，所述长度和所述宽度等于或者大于约1350μm。
108.根据权利要求105所述的光发射器封装，其中，所述次基台包括约49mm2以上的面积。
109.根据权利要求105所述的光发射器封装，其中，每个光发射器与至少一个其他光发射器间隔开至少约0.06mm以上。
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