CN104956500A - 无次基台的发光二极管(led)部件及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

发光装置包括：发光二极管（LED）芯片，在该发光二极管（LED）芯片的端面上具有阳极接触和阴极接触。阻焊层从在接触之间的间隙延伸到接触的一个或两个上。该LED芯片可以被安装在印刷电路板上而没有居间次基台。还描述了相关的制作方法。

Description

无次基台的发光二极管(LED)部件及其制作方法
背景技术
本发明涉及发光装置和组件以及其制造方法，并且更具体而言，涉及发光二极管（LED）及其组件。
LED是广为人知的固态发光元件，其能够在向其施加电压时产生光。LED通常包括具有第一和第二相对端面的二极管区域，并且在其中包括n型层、p型层和p-n结。阳极接触欧姆地接触p型层并且阴极接触欧姆地接触n型层。二极管区域可以在衬底诸如蓝宝石、硅、碳化硅、砷化镓、氮化镓、等生长衬底上外延形成，但是完成的装置可以不包括衬底。二极管区域可以例如从碳化硅、氮化镓、磷化镓、氮化铝和/或砷化镓基的材料和/或从基于有机半导体的材料被制作。最终，由LED辐射的光可以在可见光或者紫外光（UV）区域中，并且LED可以包含诸如磷光体的波长转换材料。
LED正被越来越多地用在发光/照明应用中，其中目标在于针对普遍存在的白炽灯泡提供取代物。
发明内容
根据本文所描述的各种实施例的发光装置包括发光二极管（LED）芯片，所述发光二极管芯片具有第一和第二相对端面以及在第一端面上彼此隔开以定义其间的间隙的阳极接触和阴极接触，阳极和阴极接触具有远离第一端面的外端面。阻焊层（solder mask）从该间隙延伸到阳极接触的外端面和/或阴极接触的外端面上。
在一些实施例中，阳极和阴极接触的外端面近似是共面的。此外，在一些实施例中，在阳极接触的外端面和/或阴极的外端面上的阻焊层从LED芯片的第一端面突出超过阳极和阴极接触的外端面。此外，在其他实施例中，阻焊层暴露阳极和阴极接触的外端面的至少一部分以定义在由阻焊层暴露的阳极和阴极接触的外端面之间的第二间隙，所述第二间隙比在阳极和阴极接触之间的间隙宽。在其他实施例中，阴极接触比阳极接触宽，并且阻焊层从该间隙延伸到阴极接触的外端面上，但是没有延伸到阳极接触的外端面上。在另外其他实施例中，阳极接触比阴极接触宽。
在另外其他实施例中，在由阻焊层暴露的阳极和阴极接触的各自外端面上提供阳极接触延伸和阴极接触延伸。此外，在一些实施例中，阳极接触延伸、阴极接触延伸以及阻焊层的外端面是近似共面的。
上述实施例的任一个还可以包括：在阳极接触（或接触延伸）的外端面上的第一焊料层和在阴极接触（或接触延伸）的外端面上的第二焊料层，通过延伸到阳极接触（或接触延伸）和/或阴极接触（或接触延伸）的外端面上的阻焊层而彼此隔开。
此外，在上述实施例的任一个中，还可以在LED芯片的第二端面上提供磷光体层。还可以在磷光体层上远离第二端面和/或直接在第二端面上提供无磷光体的透明层。在一些实施例中，磷光体层还可以在LED芯片的侧壁上延伸，所述侧壁在第一和第二端面之间。在其他实施例中，磷光体层包括在其中不均匀散布的磷光体颗粒。
根据本文所描述的各种其他实施例的发光装置包括LED芯片，所述LED芯片包括具有第一和第二相对衬底端面的衬底和在第一衬底端面上的二极管区域。LED芯片被配置以将二极管区域以电气方式连接到印刷电路板以便二极管区域面向印刷电路板，而在二极管区域与印刷电路板之间没有居间次基台（submount）。此外，发光装置可以结合印刷电路板被提供，其中二极管区域面向印刷电路板并且被连接到印刷电路板，而在二极管区域与印刷电路板之间没有居间次基台。
在一些实施例中，印刷电路板包括连接表面，并且在一些实施例中，二极管区域以小于大约200μm与该连接表面隔开；在其他实施例中，二极管区域以小于大约150μm与该连接表面隔开；以及在另外其他实施例中，二极管区域以小于大约100μm与该连接表面隔开。此外，在一些实施例中，LED芯片进一步包括远离衬底的二极管区域上的阳极接触和远离衬底的二极管区域上的并且与阳极接触隔开的阴极接触，并且印刷电路板包括阳极垫片和阴极垫片。在这些实施例中，发光装置可以进一步包括将阳极接触直接连接到阳极垫片并且还将阴极接触直接连接到阴极垫平的焊料层。
根据本文所描述的各种实施例，可以通过如下步骤制作发光装置：提供LED芯片，所述LED芯片具有第一和第二相对端面以及在第一端面上彼此隔开以定义其间的间隙的阳极接触和阴极接触；并且形成阻焊层，所述阻焊层从该间隙延伸到阳极接触的外端面和/或阴极接触的外端面上。在一些实施例中，阳极和阴极接触的外端面被焊接到印刷电路板。在其他实施例中，LED芯片被放置在诸如带子的接收表面上，以便阳极接触、阴极接触以及阻焊层的外端面面向接收表面。在被放置在接收表面上的LED芯片的第二端面上可以形成磷光体层，并且在该磷光体层上可以形成无磷光体的透明层。在一些实施例中，磷光体层包括在其中不均匀散布的磷光体颗粒。接收表面可以随后从在其上具有磷光体层的LED芯片被移除，并且阳极和阴极接触的外端面可以被焊接到印刷电路板。
上述方法实施例的任一个可以进一步包括：在由阻焊层暴露的阳极和阴极接触的各自外端面上形成阳极接触延伸和阴极接触延伸，并且将阳极和阴极接触延伸的外端面焊接到印刷电路板。
根据本文所描述的其他实施例，可以通过如下步骤制作发光装置：提供包括具有第一和第二相对衬底端面的衬底以及在第一衬底端面上的二极管区域的LED芯片；并且将该LED芯片放置在诸如带子的接收表面上，以便二极管区域面向接收表面而在二极管区域和该带子之间没有居间次基台。在接收表面上的LED芯片上形成磷光体层，并且其上具有磷光体层的LED芯片被从接收表面移除。已从接收表面移除的LED芯片随后被焊接到印刷电路板以便二极管区域面向印刷电路板并且被连接该到印刷电路板，而在二极管区域和印刷电路板之间没有居间次基台。此外，在移除LED芯片之前和/或之后，可以在磷光体层上形成无磷光体的透明层。在这些实施例的任一个中，可以在LED芯片上以及在LED芯片之外的接收表面上形成磷光体层和/或透明层。此外，磷光体层可以包括在其中不均匀散布的磷光体颗粒。
附图说明
图1A和1B是根据本文所描述的各种实施例的包括阻焊层的发光装置的横截面视图。
图2A和2B是根据本文所描述的各种实施例的包括阻焊层和接触延伸的发光装置的横截面视图。
图3A和3B是根据本文所描述的各种实施例的无阻焊层或接触延伸的发光装置的横截面视图。
图4A至4G是根据本文所描述的各种实施例的发光装置在其中间制作期间的横截面视图。
图5A至5E是根据本文所描述的各种其他实施例的发光装置在其中间制作期间的横截面视图。
图6至10是根据本文所描述的各种实施例的包括阻焊层的发光装置的横截面视图。
具体实施方式
现将参照附图更全面地描述本发明，在所述附图中示出各种实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式被体现，而不应该被解释为受限于本文所阐述的实施例。更确切地说，提供这些实施例以便本公开将是彻底的和完整的，并且将全面地向本领域的技术人员传达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见，可以夸大层和区域的尺寸以及相对尺寸。自始至终，同样的数字指的是同样的元件。
将理解，当诸如层、区域或衬底的元件被提到为在另一元件“上”时，它能够是直接在其他元件上或者还可以存在居间元件。此外，如在图中所图解的，本文可以使用诸如“在…之下”或“覆盖在…上面”的相对术语以描述一个层或区域与另一层或区域相对于衬底或基底层的关系。将理解，这些术语旨在涵盖除了在图中所描绘的方位之外的装置的不同方位。最后，术语“直接地”意指没有居间元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括关联的所列项中的一个或多个的任一和全部组合，并且可以被缩写为“/”。
将理解，尽管本文可以使用术语第一、第二、等以描述各种元件、部件、区域、层、和/或区段，但是这些元件、部件、区域、层和/或区段不应该受限于这些术语。这些术语仅用于区分一个元件、部件、区域、层或区段与另一区域、层或区段。因此，下面所讨论的第一元件、部件、区域、层或区段能够被称为第二元件、部件、区域、层或区段，而没有脱离本发明的教导。
本文参照横截面和/或其他说明来描述本发明的实施例，所述其他说明是本发明的理想化的实施例的示意性说明。照此，将预期例如作为制造技术和/或公差结果的与说明的形状的变化。因此，本发明的实施例不应该被解释为受限于本文所图解的特别的区域形状，而是要包括例如由制造引起的形状偏差。例如，由于正常的制造公差，图解或描述为矩形的区域将典型地具有圆形的或弯曲的特征。因此，在图中图解的区域在本质上是示意性的，并且它们的形状不旨在图解装置的区域的精确形状并且不旨在限制本发明的范围，除非本文另外定义。
除非本文另外定义，本文所使用的全部术语（包括技术和科学术语）具有与由本发明所属的技术领域的一位普通技术人员一般理解的意义相同的意义。将进一步理解，术语诸如在一般使用的字典中定义的那些术语应该被解释为具有与它们在相关领域和本说明书的背景下的意义相一致的意义，而不会以理想化的或过度正式的意义被解释，除非本文清楚地如此定义。
为了便于理解本文的描述，现将通常参照在基于碳化硅（SiC）的生长衬底上的基于氮化镓（GaN）的发光二极管描述一些实施例。然而，本领域的技术人员将理解，本发明的其他实施例可以基于生长衬底和外延层的各种不同的组合。例如，组合能够包括：在GaP生长衬底上的AlGaInP二极管；在GaAs生长衬底上的InGaAs二极管；在GaAs生长衬底上的AlGaAs二极管；在SiC或蓝宝石（Al2O3）生长衬底上的SiC二极管；和/或在氮化镓、硅、碳化硅、氮化铝、蓝宝石、氧化锌、和/或其他生长衬底上的基于III族氮化物的二极管。此外，在其他实施例中，在成品中可以不存在生长衬底。例如，在形成发光二极管之后可以移除生长衬底，和/或在移除生长衬底之后可以在发光二极管上提供接合的衬底。在一些实施例中，发光二极管可以是由美国北卡罗来纳州达勒姆市（Durham, North Carolina）的Cree公司制造并销售的基于氮化镓的LED装置。
本文所描述的各种实施例能够通过消除对在LED芯片与在其上安装LED芯片的印刷电路板之间的次基台或插入器的需要来减少LED部件的成本、尺寸和/或复杂性。次基台通常在LED装置中用来插入LED芯片和印刷电路板。次基台可以将LED芯片的接触配置改变为与印刷电路板的垫片相兼容。次基台还可以用来支撑包围LED芯片的密封圆顶或磷光体层。次基台还可以提供其他功能。因此，次基台可以包括接收元件以对接LED芯片和印刷电路板，其中使用传统的管芯附着技术将LED芯片安装到所述接收元件上。次基台通常具有至少100μm的厚度，在一些实施例中具有至少150μm的厚度，在其他实施例中具有至少200μm的厚度，并且通常包括迹线（诸如在陶瓷面板上）和/或引线（诸如在塑料引线芯片载体（PLCC）封装中）。
本文所描述的各种实施例可以由以下认识产生：为了与印刷电路板垫片的更大兼容性，可以使用其他技术以修改接触尺寸或间隔；和/或可以使用其他技术以在LED芯片上提供磷光体层和/或圆顶或其他密封层，而不需要在LED芯片和印刷电路板之间提供单独的次基台或插入器。例如，可以将阻焊层施加到LED芯片的阳极和/或阴极接触以增大在阳极和阴极接触之间的有效间隙。此外，不包括次基台的LED芯片可以被放置在带子上，被涂布有磷光体层，并且可选地还被涂布有无磷光体的透明层，被从带子被移除并且随后被焊接到印刷电路板而不需要居间次基台。根据本文所描述的各种实施例，还可以使用其他技术以提供无次基台的LED部件以及其制造方法。
图1A是根据本文所描述的各种实施例的发光装置的横截面视图。现参照图1A，发光装置180包括分别具有第一和第二相对端面130a和130b的发光二极管（LED）芯片130。该LED芯片130包括二极管区域120，该二极管区域120在其中包括n型层和p型层。在二极管区域120中还可以提供其他层或区域，所述其他层或区域可以包括量子阱、缓冲层等，对此本文不需要描述。此外，n型层和p型层可以彼此邻近以形成p-n结或可以彼此隔开。任一或两个层可以处于二极管区域120的表面，或者可以被埋到二极管区域120内。因为通常在衬底上外延形成二极管区域，所以二极管区域120在本文中还可以称为“LED外延区域”。例如，可以在碳化硅生长衬底上形成基于III族氮化物的LED外延120。在一些实施例中，在成品中可以存在生长衬底。在其他实施例中，生长衬底被移除。在另外其他实施例中，可以提供不同于生长衬底的另一衬底，并且在移除该生长衬底之后，该另一衬底可以被接合到LED外延区域。
如还在图1A中所示出的，在二极管区域120上提供透明衬底110，诸如透明碳化硅生长衬底或透明蓝宝石生长衬底。如本文所使用的，当来自LED的照射在透明层或区域上的辐射的至少50%穿过透明区域而出现时，LED的层或区域被认为是“透明的”。透明衬底110可以包括侧壁110a并且还可以包括邻近二极管区域120的第一（内）端面110c和远离第一端面110c的第二（外）端面110b。在一些实施例中，第二端面110b具有比第一端面110c更小的面积。此外，在一些实施例中，侧壁110a可以是阶梯形的、有斜面的和/或有小面的，以便提供具有比第一端面110c更小的面积的第二端面110b。在其他实施例中，侧壁110a是按照斜角从第二端面110b延伸到第一端面110c的斜侧壁。在其他实施例中还可以提供非斜侧壁和近似相等尺寸的端面。
仍参照图1A，阳极接触160欧姆地接触p型层并且在LED芯片130的第一端面130a上延伸。阴极接触170欧姆地接触n型层并且还在LED芯片130的第一端面130a上延伸。阳极和阴极接触可以分别直接欧姆地接触n型层和p型层，或可以经由一个或多个导电通孔和/或其他中间层欧姆地接触这些层。此外，如在图1A中所图解，都在第一端面130a上延伸的阳极接触160和阴极接触是近似共面的。还如在图1A中所示出，阳极接触160和阴极接触170在第一端面130a上彼此隔开，以定义它们之间的第一间隙G1。此外，阳极和阴极接触160和170分别具有外端面160a、170a，该外端面160a和170a分别远离LED芯片的第一端面130a并且在一些实施例中可以是近似共面的。在一些实施例中，阳极和阴极接触160和170可以小于大约10μm厚，并且在其他实施例中该阳极和阴极接触160和170可以小于大约5μm厚。
仍参照图1A，阻焊层140从第一间隙G1延伸到阳极接触的外端面160a上和/或延伸到阴极接触170的外端面170a上。在图1A中，阴极接触170比阳极接触160宽，并且阻焊层140仅延伸到接触170的外端面170a上，但不延伸到阳极接触160的外端面160a上。在其他实施例中，不管阳极和阴极接触160和170的分别相对宽度，阻焊层可以仅延伸到阳极接触的外端面160a上但不延伸到阴极接触170的外端面170a上，如在图6中所图解，或者可以延伸到阳极接触160的外端面160a和阴极接触170的外端面170a上，如在图7中所图解。
如在图1A所示出，在阳极接触160的外端面160a和/或阴极接触170的外端面170a上的阻焊层140从LED芯片130的第一端面130a突出超过阳极接触和阴极接触160、170的外端面160a、170a。此外，还如在图1A所示出，阻焊层140暴露阳极和阴极接触160、170的外端面160a、170a的至少一部分以定义在由阻焊层140暴露的阳极和阴极接触160、170的外端面160a和170a之间的第二间隙G2。第二间隙G2比在阳极接触160和阴极接触170之间的第一间隙G1宽。
阻焊层140可以包括通常用于微电子制造从而以物理方式和以电气方式使不期望到此的焊料或焊接的那些电路部分绝缘的任何材料。阻焊层可以包括热固化丝网印刷掩模、干薄膜和/或丝网涂敷的或帘幕涂布的液体可光成像阻焊层。在一些实施例中，阻焊层可以包括传统光刻胶、或对焊料不可湿润的任何其他材料。在一些实施例中，阻焊层140可以小于大约30μm厚，在其他实施例中阻焊层可以小于大约5μm厚，并且在另外其他实施例中阻焊层可以为大约1μm厚或更小。只要产生有效的焊料掩蔽，可以使用宽范围的厚度和材料。
此外，在其他实施例中，阻焊层140还可以包括实际上任何非金属涂层诸如二氧化硅和/或氮化硅，所述非金属涂层可以通过物理和/或化学淀积技术被淀积。在另外其他实施例中，阻焊层140可以是反射的，以便将从二极管区域120出现的光辐射反射回到二极管区域120内。这种反射层的示例包括电介质镜、白色反射层诸如二氧化钛填充层和/或其他白色/反射层。
仍参照图1A，在LED芯片130的第二端面130b上提供磷光体层150。如在图1A中所示出，磷光体层150还可以延伸到衬底的侧壁110a上，延伸到二极管区域120的侧壁上，延伸到阳极接触160的侧壁上，延伸到阴极接触170的侧壁上和/或超过阳极和阴极接触160和170。在一些实施例中，磷光体层150是共形磷光体层，在一些实施例中该共形磷光体层可以小于大约150μm厚，在其他实施例中该共形磷光体层可以小于大约100μm厚，并且在另外其他实施例中该共形磷光体层可以小于大约50μm厚。将理解，术语“磷光体”在本文中用来表示任何波长转换材料，并且可以根据各种配置来提供。
可以使用各种技术以施加磷光体层150，包括点胶、丝网印刷、薄膜转移、喷涂、涂布和/或其他技术。还可以施加磷光体预成型件。在一些实施例中，磷光体层150可以包括硅树脂和/或其他在其中具有磷光体颗粒的透明材料。还将理解，在图1A中磷光体层150被示出为分别与阳极和阴极接触160和170的外端面160a、170a共面。然而，磷光体层150不需要与这些外端面共面。具体而言，磷光体层150能够从这些外端面160a和170a被凹进或者可以突出超过这些外端面160a和170a。此外，图1A将磷光体层150图解为具有均匀的磷光体颗粒密度的薄共形层。然而，如在图8中所示出，可以提供磷光体层150'，该磷光体层150'包括在其中非均匀散布的磷光体颗粒，并且在一些实施例中可以在磷光体层150'的外表面包括无磷光体区域。此外，磷光体层150'还可以被配置为共形层。
在一些实施例中，二极管区域120被配置以发射蓝光，例如具有大约450至460nm的主波长的光，并且磷光体层150包括具有大约550nm的峰值波长的黄色磷光体，诸如YAG:Ge磷光体。在其他实施例中，二极管区域120被配置为在其激励时发射蓝光，并且磷光体层150可以包括黄色磷光体和红色磷光体（诸如基于CASN的磷光体）的混合物。在另外其他实施例中，二极管区域120被配置为在其激励时发射蓝光，并且磷光体层150可以包括黄色磷光体、红色磷光体和绿色磷光体（诸如LuAG:Ce磷光体颗粒）的混合物。此外，在混合物中和/或在单独的层中可以使用这些和/或其他颜色和/或类型的磷光体的各种组合和子组合。在另外其他实施例中，不使用磷光体层。例如，蓝色、绿色、琥珀色、红色等LED不需要使用磷光体。
仍参照图1A，还可以提供外透明层156（例如包括在其中没有磷光体颗粒的硅树脂）以提供发光装置180的初级光学器件。没有磷光体的透明层156可以被成形以提供透镜、圆顶和/或其他光学部件，以便其侧面和/或顶部对于二极管区域可以是倾斜的。没有磷光体的透明层156还可以密封磷光体层150和/或LED芯片130的发光表面。在一些实施例中，透明层156可以为至少1.5mm厚，在其他实施例中，该透明层156可以为至少0.5mm厚，并且在另外其他实施例中，可以不存在该透明层156。因此，在其他实施例中，在没有磷光体层150的情况下可以使用透明层156'。例如，如在图9中所图解，透明层156直接位于LED芯片130的第二端面130b上。在一些实施例中，可以使用相对厚的透明层156'，如在图9中所图解。在其他实施例中，可以使用共形透明层。在另外其他实施例中，在图8的磷光体层150'上可以提供图9的透明层156'，所述图8的磷光体层150'包括在其中不均匀散布的磷光体颗粒。
图1B是与印刷电路板190组合的图1A的发光装置180的横截面视图，其中二极管区域120面向印刷电路板190并被连接到印刷电路板190而在二极管区域120和印刷电路板190之间没有居间次基台或插入器。印刷电路板190可以包括用于机械支撑电子部件并使用导电通路、轨迹或信号迹线以电气方式连接电子部件的任何传统印刷电路板材料。印刷电路板190可以包括层压板、铜包层的层压板、树脂浸渍的B阶织物、铜箔、金属包层的印刷电路板和/或其他传统印刷电路板。在一些实施例中，印刷电路板190用于在其上的电子部件的表面安装。印刷电路板190可以包括在其上的多个发光装置180以及一个或多个集成电路芯片电源、集成电路芯片LED控制器和/或其他分立和/或集成电路无源和/或有源微电子部件，诸如在其上的表面安装部件。
印刷电路板190可以包括阳极垫片192和阴极垫片198。阳极垫片192和阴极垫片198提供印刷电路板190的连接表面192a、198a。第一焊料层194将阳极接触160的暴露的表面160a以电气方式并且以机械方式连接到阳极垫片192，并且在一些实施例中将阳极接触160的暴露的表面160a直接连接到阳极垫片192。第二焊料层196将阴极接触170的暴露的表面170a以电气方式并且以机械方式连接到阴极垫片198，并且在一些实施例中将阴极接触170的暴露的表面170a直接连接阴极垫片198。焊料层194、196可以包括共晶金/锡焊料、焊料内凸点、焊膏和/或焊料预成型件形式，并且还可以包括其他焊料成分，诸如铅/锡焊料、锡/银/铜焊料（被称为“SAC”焊料）和/或其他焊料配置。在另外其他实施例中，例如使用热压缩接合和/或其他技术，可以提供阳极接触160到阳极垫片192的直接附着以及阴极接触170到阴极垫片198的直接附着。
在图1B的实施例中，LED芯片130被配置以将二极管区域120以电气方式连接到印刷电路板190，而在二极管区域120与印刷电路板190之间没有居间次基台。此外，在一些实施例中，二极管区域120可以被以距离D与连接表面192a、198a隔开。由于在连接表面192a、198a与二极管区域120之间没有次基台或插入器，所以在一些实施例中，距离D可以小于大约200μm，在其他实施例中，该距离D可以小于大约150μm，并且在另外其他实施例中，该距离D可以小于大约100μm。
现将提供图1A和1B的各种实施例的额外的讨论。具体而言，图1A和1B的LED芯片130可以与由Cree公司市售的并在各自的名为“Direct Attach DA3547TM LEDs”(数据表：CPR3EL Rev. A, 2010)、“Direct Attach DA700TM LEDs”(数据表：CPR3EU Rev. -, 2011)以及“Direct Attach DA1000TM LEDs”(数据表：CPR3ES Rev. A, 2010)中所描述的DA3547、DA700和/或DA1000 LED芯片相对应，其公开通过引用整体地结合于本文中，犹如本文所全面阐述的，除了LED芯片130不包括次基台或插入器之外。LED芯片130还可以与2012年8月2日公开的题为Gap Engineering for Flip-Chip Mounted Horizontal LEDs的Emerson等人的美国申请公开号2012/0193661中所描述的LED芯片相对应，其公开通过引用整体地结合于本文中，犹如本文所全面阐述的，除了不包括次基台或插入器之外。
其他LED配置可以用于其他实施例。例如，图10图解包括诸如碳化硅、蓝宝石和/或其他衬底的衬底110的LED芯片130，所述衬底110具有与第一（内）端面110c垂直的衬底侧壁110a。只要阳极和阴极接触160在LED芯片130的单一端面130a上，阳极和阴极接触160、170可以具有与在图1A和1B中所图解的不同的几何结构。在如在图10中所图解的一些实施例中可以提供磷光体层150，和/或在一些实施例中还可以提供透明层（未示出）。阻焊层140可以在LED芯片130的整个第一端面130a上延伸，并且可以定义分别暴露阳极和阴极接触160和170的至少一些的开口。阻焊层140可以由上述材料的任一个体现，包括光刻胶、电介质镜、白色阻焊层、二氧化钛填充层和/或其他白色和/或反射层。
图1A和1B的实施例能够使用阻焊层140以提供比由LED芯片130自身提供的第一间隙G1更大的第二间隙G2，而不需要改变LED芯片130的设计，不需要次基台或插入器。此外，只要足够的焊料194、196被用于接触和浸润接触金属，阳极和阴极接触160、170不需要突出超过磷光体层150。类似地，阻焊层140能够突出超过阳极和阴极接触160和170，只要足够的焊料被用于接触和浸润接触金属。发光装置180能够提供LED部件，所述LED部件利用表面安装技术在印刷电路板上能够被有效地使用，而不需要次基台或插入器。由此可以提供更低的成本、简化的制造和/或更高的性能。
图2A和2B是根据本文所描述的各种其他实施例的发光装置180'的横截面视图。图2A和2B分别与图1A和1B相对应，除了图2A和2B的发光装置180'分别在阳极和阴极接触160、170的各自的外端面160a、170a上添加阳极接触延伸162和阴极接触延伸172之外，所述外端面160a、170a由阻焊层140暴露。因此，尽管图1A和1B的发光装置180的外表面不共面，但是通过分别添加阳极和阴极接触延伸162和172，外表面可以被制造成共面，如图2A和2B中所示出。可以通过电镀和/或其他技术制作阳极和阴极接触延伸162和172。此外，阳极和阴极接触延伸162、172的外表面不需要与阻焊层140的外表面共面，如在图2B中所图解。
图3A和3B是根据本文所描述的另外其他实施例的发光装置180''的横截面视图。图3A和3B与图1A和1B相对应，除了没有使用阻焊层140之外。更具体而言，如在图3A和3B中所示出，第一间隙G1的尺寸、阳极和阴极接触170、170的配置、焊料层194、196的配置、阳极和阴极垫片192、198的配置、和/或其他配置可以被用于将二极管区域120以电气方式连接到印刷电路板190以便二极管区域120面向印刷电路板190，而在二极管区域120与印刷电路板190之间没有居间次基台。因此，通过适当地设计阳极和阴极接触160、170的几何结构和/或配置、阳极和阴极垫片192、198的几何结构和/或配置、和/或焊料层194、196的几何结构、配置和/或成分，二极管区域120能够被以电气方式并且以机械方式连接到印刷电路板190，而在该二极管区域120与印刷电路板190之间没有居间次基台。由此可以提供无次基台的LED部件。
图4A至4G是根据本文所描述的各种实施例的发光装置在其中间制作期间的横截面视图。图4A-4G图解根据图1A，1B，2A和2B的LED芯片的制作，如现将被描述的。
参照图4A，LED管芯130被提供为具有第一和第二相对端面130a、130b以及阳极接触160和阴极接触170，所述阳极接触160与阴极接触170在第一端面130a上彼此隔开以定义它们之间的第一间隙G1。阳极和阴极接触160、170具有远离第一端面130a的外端面160a和170a。
然后，参照图4B，形成阻焊层140，所述阻焊层140从第一间隙G1延伸到阳极接触160的外端面160a和/或阴极接触170的外端面170a上。如在图4B中所示出，通过地毯式涂布或淀积阻焊层材料诸如传统阻焊层材料、光刻胶或其他电介质材料以及然后图形化该材料，可以制作阻焊层140。还可以使用阻焊层预成型件。阻焊层140能够减少和/或防止在装配到印刷电路板期间的放置误差。
现参照图4C，如果期望的话，可以分别添加阳极和阴极接触延伸162和172，如在图2A中所图解。在其他实施例中，例如在图1A中所示出，不包括这些阳极和阴极接触延伸162、172，并且在图4D至4G中将不示出这些延伸。
现参照图4D，多个LED芯片130随后被分类并且放置到诸如带子410的接收表面上，以便阳极接触（或延伸）、阴极接触（或延伸）以及阻焊层面向带子410。LED芯片130可以在将它们放置在带子410上之前被拣选（bin）或分类。可以进行该分类以消除有缺陷的或不符合规范的芯片和/或基于光输出提供“拣选”。
参照图4E，可选地，磷光体层150'随后被地毯式形成在LED芯片130的第二端面130b上。如在图4E中所示出，通过在LED芯片130的暴露的表面上以及在其间的带子410上地毯式涂布或者淀积在其中包括磷光体颗粒的硅树脂层，可以形成共形磷光体层。可以使用许多技术（包括压印预制板）来形成磷光体层150'。可以通过真空袋和/或其他技术执行该压印。在其他实施例中，磷光体层150'可以在放置在带子410上之前在LED芯片130上形成。
然后参照图4F，例如通过点胶和/或通过使用另一预制板，可选地添加透明硅树脂156'的地毯式层。在其他实施例中，可以使用一个步骤形成磷光体层150'和透明层156'。例如，在其中包括磷光体颗粒的液体硅树脂涂层可以被地毯式涂布在LED芯片130上并且在带子410上，磷光体颗粒可以被允许在重力的作用下沉淀，以提供邻近LED芯片130的更高的磷光体颗粒浓度以及远离LED芯片130的更低的连接或无磷光体颗粒。然而，在其他实施例中，如在图4E和4F中所示出，执行两个单独的操作，这可以减少层中的应力。在另外其他操作中，磷光体层150'和/或透明层156'可以被省略。
现参照图4G，例如使用滚筒刀，发光装置180随后被单体化，并且带子410随后被拉伸以分离在带子410上的单体化的装置。带子410可以被用于将LED分配给在印刷电路板上执行安装的客户。发光装置随后被焊接到印刷电路板，如在图1B和/或2B中所图解。在一些实施例中，图4G的发光装置180可以直接从带子410被焊接到印刷电路板190上，如在图1B或2B中所示出。具体而言，由于磷光体带铸（tape cast）或其他接收表面能够是十分精确的和/或预先筛选的，可以不需要对装置180再次分类。替代地，发光装置180可以从诸如带子410的接收表面被移除，被分类，并且随后在焊接到印刷电路板190上之前被施加到另一带子或其他临时转移表面。
图5A至5E是根据本文所描述的各种其他实施例的发光装置在其中间制作期间的横截面以提供图3A和3B的装置。具体而言，参照图5A，如与图4A有关描述的，提供LED芯片130。然而，与图4B和4C形成对比，没有形成阻焊层和接触延伸。
参照图5B，多个LED芯片180被安装在诸如带子410的接收表面上，如与图4D有关描述的。在图5C中，可选地施加磷光体层150'，如与图4E有关描述的。在图5D中，可选地施加无磷光体的透明层156'，如与图4F有关描述的。在图5E中，进行单体化和带子拉伸，如与图4G有关描述的。装置随后被放置在印刷电路板上，如与图3B有关描述的。注意，不需要LED表面的共面性，因为焊料能够足够厚以浸润接触表面。
结合上述描述和附图，本文已公开许多不同的实施例。将理解，逐字地描述和图解这些实施例的每个组合和子组合将是过度重复的且模糊的。因此，包括附图的本说明书将被解释为构成本文所描述的实施例的所有组合和子组合的以及制作和使用它们的方式和过程的完整的书面描述，并且应当支持对任何这种组合或子组合的权利要求。
在附图和说明书中，已公开了本发明的实施例，并且尽管采用了特定的术语，但是它们仅用于一般的和非限制性的意义而不是用于限制目的，本发明的范围在附加的权利要求书中被阐述。

Claims (45)

1.一种发光装置，包括：
发光二极管（LED）芯片，所述发光二极管（LED）芯片具有第一和第二相对端面；
阳极接触和阴极接触，所述阳极接触和阴极接触在第一端面上彼此隔开以定义该阳极接触和阴极接触之间的间隙，阳极和阴极接触具有远离第一端面的外端面；以及
层，所述层从该间隙延伸到阳极接触的外端面和/或阴极接触的外端面上。
2.根据权利要求1的发光装置，其中阳极和阴极接触的外端面是共面的。
3.根据权利要求1的发光装置，其中在阳极接触的外端面和/或阴极接触的外端面上的层从LED芯片的第一端面突出超过阳极和阴极接触的外端面。
4.根据权利要求1至3的任一项的发光装置，其中该间隙是第一间隙并且其中所述层暴露阳极和阴极接触的外端面的至少一部分以定义由该层所暴露的阳极和阴极接触的外端面之间的第二间隙，并且该第二间隙比在阳极和阴极接触之间的第一间隙宽。
5.根据权利要求4的发光装置，进一步包括在由该层所暴露的阳极和阴极接触的各自外端面上的阳极接触延伸和阴极接触延伸。
6.根据权利要求5的发光装置，其中阳极接触延伸、阴极接触延伸以及该层的外端面是共面的。
7.根据权利要求1至6的任一项的发光装置，进一步包括在阳极接触的外端面上的第一焊料层以及在阴极接触的外端面上的第二焊料层，所述第一焊料层和第二焊料层通过延伸到阳极接触和/或阴极接触的外端面上的该层彼此隔开。
8.权利要求5的发光装置，进一步包括在阳极接触延伸的外端面上的第一焊料层和在阴极接触延伸的外端面上的第二焊料层。
9.根据权利要求1至8的任一项的发光装置，其中阴极接触比阳极接触宽，并且其中该层从该间隙延伸到阴极接触的外端面上，但是不延伸到阳极接触的外端面上。
10.根据权利要求1至9的任一项的发光装置，进一步包括在LED芯片的第二端面上的磷光体层。
11.根据权利要求10的发光装置，进一步包括：透明层，所述透明层无磷光体，在磷光体层上并且远离LED芯片的第二端面。
12.根据权利要求10的发光装置，其中该磷光体层包括在其中不均匀散布的磷光体颗粒。
13.根据权利要求10的发光装置，其中该磷光体层还在LED芯片的侧壁上，所述侧壁在第一和第二端面之间。
14.根据权利要求1至13的任一项的发光装置，进一步包括在LED芯片的第二端面上的透明层。
15.根据权利要求1至14的任一项的发光装置，进一步包括在阳极和阴极接触的外端面上并且在该层上的接收表面。
16.根据权利要求5的发光装置，进一步包括在阳极和阴极接触延伸的外端面上并且在该层上的接收表面。
17.根据权利要求1至16的任一项的发光装置，其中该层包括阻焊层、绝缘材料和/或反射材料。
18.一种制作发光装置的方法，包括：
提供发光二极管（LED）芯片，所述发光二极管（LED）芯片具有第一和第二相对端面以及阳极接触和阴极接触，所述阳极接触和阴极接触在第一端面上彼此隔开以定义该阳极接触和阴极接触之间的间隙，阳极和阴极接触具有远离该第一端面的外端面；并且
形成层，该层从该间隙延伸到阳极接触的外端面和/或阴极接触的外端面上。
19.根据权利要求18的方法，进一步包括：
将阳极和阴极接触的外端面焊接到印刷电路板。
20.根据权利要求18的方法，进一步包括：
将LED芯片放置在接收表面上以便阳极接触、阴极接触和所述层的外端面与接收表面邻近。
21. 根据权利要求20的方法，进一步包括：
在被放置在接收表面上的LED芯片的第二端面上形成磷光体层。
22.根据权利要求21的方法，进一步包括：
在该磷光体层上形成无磷光体的透明层。
23.根据权利要求21的方法，其中磷光体层包括在其中不均匀散布的磷光体颗粒。
24.根据权利要求21的方法，进一步包括：
将接收表面从LED芯片移除，所述LED芯片在其上具有磷光体层。
25.根据权利要求24的方法，进一步包括：
将阳极和阴极接触的外端面焊接到印刷电路板。
26.根据权利要求18至25的任一项的方法，其中阳极和阴极接触的外端面是共面的。
27.根据权利要求18至26的任一项的方法，进一步包括：
在由所述层暴露的阳极和阴极接触的各自外端面上形成阳极接触延伸和阴极接触延伸。
28.根据权利要求27的方法，进一步包括：
将阳极和阴极接触延伸的外端面焊接到印刷电路板。
29.根据权利要求18至28的任一项的方法，其中所述层包括阻焊层、绝缘材料和/或反射材料。
30.一种发光装置，包括：
发光二极管（LED）芯片，所述发光二极管（LED）芯片包括具有第一和第二相对衬底端面的衬底以及在第一衬底端面上的二极管区域；
其中所述LED芯片被配置为将二极管区域以电气方式连接到印刷电路板，以便二极管区域面向印刷电路板而在二极管区域与印刷电路板之间没有居间次基台。
31.根据权利要求30的发光装置，与印刷电路板组合，其中二极管区域面向印刷电路板并且被连接到印刷电路板，而在二极管区域与印刷电路板之间没有居间次基台。
32.根据权利要求31的发光装置，其中印刷电路板包括连接表面，并且其中二极管区域以小于大约200μm与连接表面隔开。
33.根据权利要求31的发光装置，其中印刷电路板包括连接表面，并且其中二极管区域以小于大约150μm与连接表面隔开。
34.根据权利要求31的发光装置，其中印刷电路板包括连接表面，并且其中二极管区域以小于大约100μm与连接表面隔开。
35.根据权利要求30至34的任一项的发光装置：
其中LED芯片进一步包括远离衬底的二极管区域上的阳极接触以及远离衬底的二极管区域上的阴极接触，所述阴极接触与阳极接触隔开。
36.根据权利要求31至35的任一项的发光装置：
其中LED芯片进一步包括远离衬底的二极管区域上的阳极接触以及远离衬底的二极管区域上的阴极接触，所述阴极接触与阳极接触隔开；
其中印刷电路板包括阳极垫片和阴极垫片；并且
其中发光装置进一步包括焊料层，所述焊料层将阳极接触直接连接到阳极垫片并且还将阴极接触直接连接到阴极垫片。
37.根据权利要求30至36的任一项的发光装置，进一步包括在第二衬底端面上的磷光体层。
38.根据权利要求37的发光装置，进一步包括：透明层，所述透明层无磷光体，在磷光体层上远离第二衬底端面。
39.根据权利要求37的发光装置，其中磷光体层包括在其中不均匀散布的磷光体颗粒。
40.根据权利要求37的发光装置，其中磷光体层还在衬底的侧壁上，所述侧壁在第一和第二衬底端面之间。
41.根据权利要求30至40的任一项的发光装置，进一步包括在LED芯片的第二端面上的透明层。
42.一种制作发光装置的方法，包括：
提供发光二极管（LED）芯片，所述发光二极管（LED）芯片包括具有第一和第二相对衬底端面的衬底以及在第一衬底端面上的二极管区域；
将LED芯片放置在接收表面上以便二极管区域面向接收表面，而在二极管区域与接收表面之间没有居间次基台；
在接收表面上的LED芯片上形成磷光体层；
从接收表面移除在其上具有磷光体层的LED芯片；并且
将已从接收表面移除的LED芯片焊接到印刷电路板，以便二极管区域面向印刷电路板并且被连接到该印刷电路板，而在二极管区域与印刷电路板之间没有居间次基台。
43.根据权利要求42的方法，进一步包括：
在磷光体层上形成无磷光体的透明层。
44.根据权利要求42或43的方法，其中在接收表面上的LED芯片上形成磷光体层包括：
在LED芯片上以及在LED芯片之外的接收表面上形成磷光体层。
45.根据权利要求42至44的任一项的方法，其中该磷光体层包括在其中不均匀散布的磷光体颗粒。
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