CN108336076A - 在模制互连结构中封装仅具有顶侧连接的光子构建块 - Google Patents

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Abstract

标准化的光子构建块封装在模制的互连结构中以形成多种LED阵列产品。在安装有LED裸片的基板的顶表面和底表面之间无电导体经过。高反射材料的微粒喷射到顶表面上。基板的顶表面上的着落焊盘附接至设置在互连结构的唇部的下侧的接触焊盘。在焊料回流工艺中，光子构建块在互连结构内自对准。互连结构中的导体通过接触焊盘和着落焊盘电耦合至光子构建块中的LED裸片。压缩模制用于在LED裸片之上形成透镜，使溢料的硅树脂层覆盖着落焊盘。侧向位于着落焊盘之上的溢料层通过对溢料层处的颗粒进行喷砂处理而去除。

Description

在模制互连结构中封装仅具有顶侧连接的光子构建块
本申请是申请日为2013年01月25日、申请号为201380014416.2、发明名称为“在模制互连结构中封装仅具有顶侧连接的光子构建块”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明大体上涉及对发光二极管的封装，而且更具体地涉及可以作为发射器被单独封装或者作为发射器阵列而与其它光子构建块一起被封装的光子构建块。
背景技术
发光二极管(LED)是将电能转换成光的固态器件。当跨越相反掺杂层施加电压时，光从夹在该相反掺杂层之间的由半导体材料制成的有源层发出。为了使用LED芯片，芯片通常封闭(enclose)在封装内，该封装汇聚光并且保护芯片不被破坏。LED封装通常包括在底部上的、用于将LED封装电连接至外部电路的接触焊盘。传统上，LED芯片被设计为作为分立的光发射器被封装或者以阵列方式与一组LED芯片一起被封装。分立光发射器的LED芯片通常安装在载体基板上，该载体基板又安装在印刷电路板上。然而，阵列的LED芯片通常被直接安装在印刷电路板上，而不采用载体基板。
阵列产品不是按照传统上将分立光发射器作为构件块的方式来制成的。分立光发射器的载体基板通常认为不必占用在阵列下方的印刷电路板上的空间。此外，对于每个新阵列设计，从分立光发射器的载体基板穿过的导电通孔过孔(through-hole via)必须重新配置，以正确连接至印刷电路板上的接触焊盘。因此，没有具有特定通孔过孔组的载体可以用作标准构建块。分立发射器中的通孔过孔的这个问题可以通过将LED芯片电连接至在载体基板的顶侧的迹线和接触焊盘来解决。但是通过将LED芯片连接至在载体基板的顶侧的焊盘来消除通孔过孔会产生新的问题，即如何将焊盘连接至电源，因为载体基板不再电耦合至下面的印刷电路板。
图1(现有技术)示出了现有的阵列产品10，其中由二十四个LED芯片组成的阵列电连接至在载体基板12的顶侧的焊盘11。阵列产品10是由北卡罗莱纳州达勒姆的Cree公司所制造的产品。在图1中，载体基板12安装在金属盘13上，这与在印刷电路板上相反。载体基板12利用导热胶14附接至金属盘13。通过将正极电源线15和负极电源线16的各自的接线手工焊接至焊盘11，阵列产品10被不雅观地连接至电源。阵列产品10没有便于将在载体基板12顶侧的焊盘11连接至下面的板或盘中的电源的特征。而且，阵列产品10没有被配置为合并成一组阵列产品。
当LED不作为分立光发射器而是相反地以阵列方式被封装时，阵列的LED芯片直接安装在不具有按照传统与分立光发射器一起使用的载体基板的印刷电路板上。以阵列方式封装的LED芯片电连接至接触焊盘、以及在印刷电路板的顶迹线层中的迹线。LED芯片接线键合(wire bound)至在印刷电路板的顶侧的迹线。然后，对印刷电路板进行分割，以形成分立的阵列光源。顶侧的迹线的较大暴露面积形成接触焊盘，至该着落焊盘，电源连接至每个分立的阵列光源。
在对印刷电路板上的阵列光源进行分割或使其单片化之前，通常将LED覆盖一层荧光体。荧光体能够将LED生成的部分蓝光转换为光谱黄色区域中的光。蓝光和黄光的组合被人类观测者视为“白色”光。在分割阵列光源之前，LED通常覆盖有一层硅树脂，该硅树脂层形成至在每个光源上方的透镜中。硅树脂层还对LED芯片和顶侧接线起保护作用。
传统上，含荧光体的浆液手动配给到在每个阵列光源的LED芯片周围的环或隔障(dam)中。然后，使用注射模制或浇注模制在每个阵列光源上方形成透镜。通过组合配给荧光体和形成透镜的步骤，改善了制造LED光源的工艺。通过将荧光体加入硅树脂，可以省略配给荧光体的独立步骤，而且透镜是由散布在每个透镜中的荧光体形成。使用注射模制形成透镜，其中包含LED裸片的透镜腔体填充了透镜材料，而且多余的透镜材料被挤至泄漏通路之外。
当使用浇注模制时，荧光体硅树脂浆液液首先被配给至每个腔体的下半部中，然后腔体的上半部闭合(close)，以限定透镜结构并且挤出多余的透镜材料。注射模制工艺和浇注模制工艺具有多种缺点。第一，荧光体和硅树脂很贵，而挤出腔体的透镜材料被浪费了。第二，利用注射模制和浇注模制形成的透镜的质量低，这是因为成品中剩余的气泡和不均匀性的影响。
使用这些技术制作LED透镜的成本很高，这是因为存在明显的材料损耗，还因为使用了非标准的半导体封装技术和设备来封装透镜。因此，需要寻找通过减少浪费、以及通过使用标准的半导体封装技术和设备以使LED裸片/阵列更易于封装、来降低制造成本的系统和方法。此外，还需要寻找使用半导体封装技术和设备以使LED封装大小能够缩小至更小的大小并能够手持的系统和方法。
发明内容
本文公开了使用标准半导体封装技术和设备来制造并且加工LED器件的系统和方法。该系统和方法使LED封装的大小能够缩小到比使用常规的LED封装技术而制成的大小更小的大小。此外，还公开了一种在LED裸片/阵列与封装之间的高效率且低成本的接口互连。
一种制作LED系统的方法包括，在具有顶侧触点的基板上的LED裸片之上形成透镜，然后暴露顶侧触点。顶侧触点仅设置在基板的顶表面上。基板设置有设置在基板的顶表面上的LED裸片阵列，使得仅通过顶侧触点实现至LED裸片阵列的电连接。通过使用压缩模制以使材料成形，而在至少一个LED裸片之上形成透镜，该材料设置在基板的几乎全部顶表面之上。然后，通过从顶侧触点上方的区域中择性地去除材料，来暴露由该材料覆盖的顶侧触点。
另一种制作LED系统的方法包括在基板上的LED裸片之上形成透镜，将顶侧触点中的材料去除，然后将基板从闭合板(closed board)切割下。至LED裸片的电连接仅通过顶侧触点实现。模制透镜形成在设置在基板的顶表面上的LED裸片之上。模制透镜是采用模制工艺而形成，以对设置在基板的几乎全部顶表面之上的材料进行塑形。然后，从仅设置在基板的顶表面上的顶侧触点上方的区域中去除材料。然后，将基板从闭合板切割下。该切割在单个基板的四个侧周围形成图案。因此，基板的整个周界(perimeter)具有切口图案，诸如v切口图案、锯片切口图案、激光切口图案、打孔切口图案、或者水喷射切口图案。
在使用压缩模制在金属芯印刷电路板(MCPCB)上的LED阵列之上形成硅树脂透镜的实施例中，留下了硅树脂溢料层(flash layer)覆盖接触焊盘，稍后要求这些接触焊盘将阵列连接至电源。一种用于去除硅树脂溢料层的方法包括对在硅树脂溢料层的气体流中的磨料颗粒进行喷砂处理。这些颗粒可以由重碳酸钠、硫酸钠、重碳酸铵、二氧化硅、氧化铝、或者塑料或玻璃珠制成。该磨料颗粒具有介于40微米至60微米之间的中数直径。喷嘴定位在溢料层的顶表面的30毫米范围内。通过将气体压缩至大于每平方英寸100磅的压强，并且使压缩气体能够从具有小于2毫米的直径的喷嘴中逸出，来生成气体流。以法线与顶表面呈5度至30度的角度，使离开喷嘴的气体流指向顶表面。将磨料颗粒加入气体流中，在气体流中输运颗粒。然后，使所述颗粒碰撞入溢料层中直到侧向位于接触焊盘之上的溢料层被去除为止。
在一些实施例中，LED阵列光源包括安装在MCPCB上的LED裸片和从硅树脂层形成的在LED裸片上方的透镜。MCPCB具有迹线层和阻焊层。LED裸片电耦合至迹线层。阻焊层设置在迹线层之上。接触焊盘通过在阻焊层中的开口形成在迹线层上。设置在LED裸片之上的硅树脂层在接触焊盘周围形成边缘。硅树脂层不侧向位于接触焊盘上方。硅树脂层在硅树脂层边缘处包含微量喷砂介质。该喷砂介质为重碳酸钠、硫酸钠或者重碳酸铵。硅树脂层还可以包含荧光体。当通过对硅树脂溢料层处气体流中的喷砂介质的磨料颗粒进行喷砂处理而从接触焊盘上方去除硅树脂溢料层时，微量喷砂介质嵌入在接触焊盘周围的硅树脂的边缘中。
在另一实施例中，LED阵列光源包括印刷电路板(PCB)、LED裸片、接触焊盘和硅树脂层。PCB具有顶侧、底侧和四个顶边缘。LED裸片和接触焊盘均设置在PCB的顶侧。硅树脂层设置在LED裸片之上，并且延伸至PCB的每个顶边缘。然而，硅树脂层不侧向设置在部分接触焊盘上方，这是因为通过对在硅树脂层上的气体流中的磨料颗粒进行喷砂处理，已经去除了硅树脂。
在另一实施例中，高压水流用于去除在接触焊盘之上的硅树脂溢料层。水加压至大于每平方英寸50磅的压强，然后从具有小于1毫米的直径的喷嘴强行通过。加压后的水流直接对准在接触焊盘之上的硅树脂溢料层，直到该溢料层被去除。使用纯净水作为替代方案，硅石、氧化铝或石榴石制成的磨料颗粒可以加入水流中，以比使用纯净水所需水压更低的水压执行溢料去除(deflash)处理。
在一些实施例中，标准化光子构建块用于制造具有一个构建块的分立光发射器和具有多个构建块的阵列产品。每个光子构建块具有一个或多个安装在载体基板上的LED芯片。在基板的顶表面和底表面之间无电导体经过。光子构建块通过附接至热沉的互连结构被固定到位。互连结构的一个示例包括模制互连器件(MID)、引线框架器件或者印刷电路板。
每个光子构建块的基板的顶表面上的着落焊盘利用焊料或者粘合剂附接至设置在互连结构的唇部的下侧的接触焊盘。该唇部于基板的侧向边界内在基板之上延伸。在焊料或SAC回流工艺中，光子构建块在互连结构内自对准。着落焊盘的熔融SAC或焊料合金润湿镀有金属的接触焊盘，而且熔融合金的表面张力拉拽在接触焊盘下面的着落焊盘。在互连结构上的导体通过接触焊盘和着落焊盘电耦合至光子构建块中的LED裸片。互连结构的底表面与光子构建块的基板的底表面共面。
在用于阵列产品的一些实施例中，多个光子构建块的基板由互连结构支撑。所有光子构建块的基板具有基本上相同的大小。在热沉的上表面上放置有热界面材料，并且互连结构的底表面与该热界面材料接触。互连结构通过从互连结构中的通孔穿过的螺栓固定至热沉。
一种使用由互连结构支撑的相同的标准化光子构建块来制造分立光发射器和阵列产品的方法包括：将LED裸片安装在载体基板上的步骤，从载体基板的顶表面到其底表面无电导体经过。基板的顶表面上的着落焊盘放置在接触焊盘下面并且与接触焊盘相邻，该接触焊盘设置在互连结构的唇部的下侧。为了将着落焊盘放置在接触焊盘下面，互连结构的唇部被放置在基板的顶表面之上并且处于基板的侧向边界内。
通过将着落焊盘键合至接触焊盘，将设置在互连结构上或者设置在互连结构中的导体电连接至在光子构建块上的LED裸片。着落焊盘可以通过加热着落焊盘的金属合金而键合至接触焊盘，使得着落焊盘与金属接触焊盘对准。作为替代方案，着落焊盘可以使用各向异性导电胶膜(ACF)技术键合至接触焊盘。在着落焊盘与接触焊盘对准并且键合至接触焊盘之后，基板的底表面与互连结构的底表面基本共面。
当该方法被用于制造具有多个光子构建块的阵列产品时，在第二光子构建块的基板的顶表面之上放置有互连结构的第二唇部，而且在第二基板上的第二着落焊盘放置在互连结构唇部下面的第二接触焊盘下面并且与该第二接触焊盘相邻。第二光子构建块的第二基板具有与第一光子构建块的基板的大小基本相同的大小。通过将第二着落焊盘键合至第二接触焊盘，互连结构的第二导体电连接至在第二光子构建块上的第二LED裸片。在第二着落焊盘键合至第二接触焊盘之后，第二光子构建块的基板的底表面与互连结构的底表面基本共面。
然后，将热界面材料放置在热沉的上表面之上。互连结构的底表面和光子构建块的基板的底表面均放置在热界面材料之上。
在一些实施例中，新颖的发光器件包括设置在基板上方的LED裸片，该基板在基板的顶表面和底表面之间不包括电导体。该器件进一步包括用于将LED裸片电耦合至在基板的侧向边界外部的导体的装置。该装置与设置在基板的顶表面上的着落焊盘接触。当加热着落焊盘时，着落焊盘使基板与该装置上的接触焊盘对准。该装置具有与基板的底表面共面的底表面。
在于基于阵列的LED组件制造期间的任何裸片附接步骤和接线键合步骤之后，在LED裸片周围沉积一层高反射(HR)材料，以涂覆基板的上表面。在一个示例中，通过将液体形式的HR材料微粒喷射到基板的上表面的所选部分上，使HR材料精确沉积，从而形成足够厚的(至少10微米厚)以至于具有至少为85％的反射率的HR材料层。
机械公差的限制可以使正在制造的LED组件之间产生物理差异。LED裸片的大小可以稍微不同，而且LED裸片可以放置在稍微不同的位置，一个LED裸片的位置与下一个LED裸片不同。依照一些实施例，机器成像有助于检测LED组件与LED组件之间的这类物理差异，并且有助于控制喷射工艺以便调节这类物理差异，使得正在未覆盖有LED裸片的上基板表面的几乎全部制造的每个LED组件涂覆上HR材料。
在一个示例中，每个HR材料微粒具有小于100微米的直径，通常直径在50微米至80微米的范围内。HR材料具有足够低的粘度(小于1100cP)，使得其到达基板表面之后便立即在某种程度上侧向流动。由于HR材料的侧向流动的影响，HR材料可以：(1)在桥接接线下面流动，并且涂覆接线下方的基板；(2)到达LED裸片的侧边缘，并且润湿侧边缘；或者，(3)到达荧光体挡环的侧边缘的内侧，并且使荧光体保持润湿环的侧边缘的内侧。在一个示例中，在LED裸片之间的基板的区域不涂覆HR材料，以便减少制造时间。因为HR材料仅在裸片附接之后和接线键合之后进行沉积，所以在基板的上表面上的基准标记(由HR材料覆盖并且遮住的基准标记是用于沉积HR材料的常规丝网印刷)在裸片附接和接线键合期间可以观察到并且可以使用。通过喷射HR材料微粒来沉积HR层使暴露的未覆盖有HR材料的基板面积减小。减小暴露的未覆盖有HR材料的基板面积用于提高生成的LED组件的光效率。
更多的细节、实施例和技术将在下文详细说明中描述。该发明内容不旨在定义本发明。本发明由权利要求所定义。
附图说明
附图图示了本发明的实施例，其中相同的附图标记表示相同的部件。
图1(现有技术)是现有的阵列产品的透视图，该阵列产品具有多个电连接至在载体基板的顶侧的焊盘的LED芯片。
图2是根据本发明的一个实施例的LED系统的截面图，该LED系统具有LED裸片阵列和设置在基板的顶表面上的顶侧触点。
图3是图示了一种制作具有压缩模制透镜和暴露的顶侧触点的LED系统的方法的流程图。
图4是一种具有模制透镜以及使用溢料去除而暴露的顶侧触点的LED系统的截面图。
图5是图示了一种制作具有压缩模制透镜以及使用溢料去除而暴露的顶侧触点的LED系统的方法的流程图。
图6A是具有模制透镜、LED裸片阵列和暴露的顶侧触点的LED系统的透视图，该LED系统已经与闭合板分开并且在其整个周界周围具有v切口图案。
图6B是图6A的LED系统的v切割周界的一部分的截面气泡图。
图7A和图7B示出了当使用激光来使LED系统与闭合板分开时在基板的侧部上形成的激光切口图案。
图8A示出了通过使用锯片将闭合板切片而在基板的侧部上形成的锯片切口图案。
图8B是通过使用打孔设备对闭合板进行打孔而在基板上形成的打孔切口图案的截面透视图。
图8C示出了通过使用打孔设备对闭合板进行打孔而在基板的侧部上形成的打孔切口图案。
图8D示出了使用水喷射切割的基板。
图8E示出了通过使用水喷射设备对基板进行切割而在基板的侧部上形成的水喷射切口图案。
图9是图示了一种通过使LED系统与闭合板分开来制作具有模制透镜和暴露型顶侧触点的LED系统的方法的流程图。
图10是安装有多个LED裸片阵列的金属芯印刷电路板(MCPCB)的顶视图。
图11是图10的MCPCB的顶视图，该MCPCB上的区域已经做了标记，以便示出应该去除溢料层以暴露接触焊盘的地方。
图12是图10的MCPCB的截面图，该图示出了需要使用新颖的喷砂工艺去除的溢料层。
图13是图12的溢料层的更详细的视图。
图14是一种在不破坏接触焊盘的情况下去除覆盖接触焊盘的硅树脂溢料层的方法的步骤的流程图。
图15是图示了在喷砂掩膜封闭的喷砂部位处与溢料层碰撞的喷砂颗粒的截面图。
图16是在已经使用图14的方法去除溢料层之后图12的喷砂部位的截面图。
图17是需要使用图14的方法去除硅树脂溢料层的另一MCPCB的顶视图。
图18是在图17的MCPCB上的四个透镜之间的喷砂部位的自顶向下透视图。
图19是顶侧电触点去除了硅树脂溢料层的分立光源的透视图。
图20是由互连结构支撑的新颖光子构建块的截面图。
图21是连接至如图20所示的着落焊盘的接触焊盘的更详细的视图。
图22A是在通过接触焊盘耦合至基板上的着落焊盘的互连结构上的导体的截面图。
图22B是图22A的导体从中空过孔通过到达接触焊盘的通路的透视图。
图22C是从中空过孔的内侧表面通过并且完全覆盖中空过孔的内侧表面的图22A的导体的透视图。
图23是从互连结构的唇部的边缘周围通过的图22A的导体的截面图。
图24示出了在基板上的、通过各向异性导电胶(ACF)键合至在互连结构的唇部的下侧的接触焊盘的着落焊盘。
图25示出了具有金属箔(foil)层的引线框架互连结构，该金属箔层既用作互连结构的导体，也用作了键合至基板上的着落焊盘的接触焊盘。
图26示出了由具有金属层的印刷电路板制成的互连结构，该金属层既用作互连结构的导体，也用作了键合至基板上的着落焊盘的接触焊盘。
图27是包括四个由四个着落焊盘环绕的LED裸片的光子构建块的顶视图。
图28是包括四个由两个着落焊盘环绕的LED裸片的光子构建块的另一实施方式的顶视图。
图29A是在构建于阵列产品中的互连结构中的两个光子构建块的顶视图。
图29B是图29A所示的阵列产品沿线B-B的截面图。
图29C是图29A所示的阵列产品沿线C-C的截面图。
图30A是在图29A所示的基板的着落焊盘和互连结构的接触焊盘之间的连接的更详细的视图。
图30B示出了图30A的接触焊盘，下面无着落焊盘。
图31是在构建于阵列产品中的互连结构中的四个光子构建块的透视图。
图32是用于使用相同的标准化光子构建块来制造分立光发射器和阵列产品的步骤的流程图。
图33A是包含多个LED裸片的光子构建块的另一实施例的透视图。
图33B示出了图33A的光子构建块的另一实施例，其中LED裸片并不一路通过接线连接至着落焊盘。
图33C是图33B的光子构建块的透视图，该光子构建块包括集中在每个LED裸片之上的微透镜。
图34A是图33B的光子构建块的截面图，该光子构建块仅通过在基板的上表面上的着落焊盘由互连结构支撑。
图34B是图33A的光子构建块的截面图，该光子构建块仅通过在基板的上表面上的着落焊盘支撑。
图35A是六角星形模制互连结构的底表面的透视图。
图35B是图35A中支撑图33C的光子构建块的模制互连结构的顶透视图。
图36A已经封装的LED阵列的顶透视图，其中光子构建块由六角模制引线框架结构支撑。
图36B是在图36A中适配有光子构建块的模制引线框架结构的底侧的凹部的底透视图。
图37A是具有对图33C的光子构建块进行支撑的表面导电路径的六角模制互连结构的透视图。
图37B是具有内部引线框架导体的六角模制互连结构的透视图。
图37C是图37B的模制互连结构的底侧的透视图，该图示出了从引线框架导体形成的接触焊盘。
图38是具有导体模板(诸如在图37C的模制互连结构中的导体模板)的引线框架轴的透视图。
图39(现有技术)是一种常规类型的LED组件的自顶向下示意图。
图40(现有技术)是图39的LED组件的简化截面侧视图。
图41(现有技术)是金属芯印刷电路板(MCPCB)的自顶向下示意图。
图42(现有技术)是在裸片放置之前图42的MCPCB的裸片放置区域的自顶向下示意图。
图43(现有技术)是用于将高反射(HR)材料应用到图42的裸片放置区域上的丝网印刷掩膜的示意图。
图44(现有技术)是在HR材料沉积之后图42的裸片放置区域的自顶向下示意图。
图45(现有技术)是在已经完成裸片附接之后图44的裸片放置区域的自顶向下示意图。
图46(现有技术)是在已经完成接线键合之后图45的裸片放置区域的自顶向下示意图。
图47(现有技术)是在形成荧光体挡环之后图46裸片放置区域的自顶向下示意图。
图48(现有技术)是将荧光体布置在挡环中之后图47的裸片放置区域的自顶向下示意图。
图49是依照一个新颖方面的白色LED组件的自顶向下示意图。
图50(现有技术)是图49的白色LED组件的简化截面侧视图。
图51是MCPCB所在面板(panel)的自顶向下示意图，图50的MCPCB是这些MCPCB中的一个。
图52是图50的MCPCB的裸片放置区域的自顶向下示意图。
图53是在已经完成裸片附接之后图52的裸片放置区域的自顶向下示意图。
图54是在已经完成接线键合之后图53的裸片放置区域的自顶向下示意图。
图55是在形成荧光体挡环之后图54的裸片放置区域的自顶向下示意图。
图56是示出了通过将HR材料微粒喷射到在LED组件的LED裸片周围以及之间的基板上来沉积HR层的简化截面示意图。
图57是在完成HR材料喷射之后裸片放置区域的简化自顶向下示意图。
图58是在已经将荧光体布置在处于挡环界限内的LED裸片之上之后裸片放置区域的简化自顶向下示意图。
图59是LED裸片设置在井中的白色LED组件的简化截面示意图。
图60是具有陶瓷基板的白色LED组件的简化截面示意图。
图61是具有陶瓷基板的白色LED组件的简化截面示意图，其中HR材料不接触任何LED裸片的侧边缘并且不设置在LED裸片之间。
图62是一种依照新颖方面的方法的流程图。在第一新颖方面中，在裸片附接和接线键合之后，将HR层沉积到LED组件的基板上。在第二新颖方面中，通过喷射HR材料微粒，将HR层沉积到LED组件的基板上。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的一些实施例，这些实施例的示例在附图中被图示。
本文公开了使用标准的半导体封装技术和设备以制造和加工LED器件的系统和方法。该系统和方法使LED封装大小能够缩小到比使用常规的LED封装技术而制成的大小更小。此外，还公开了一种在LED裸片/阵列和封装之间的效率更高且成本更低的接口互连。
在一个实施例中，LED通过提供具有LED裸片阵列和顶侧触点的基板而制得。使用压缩模制在LED阵列之上形成一个或多个透镜，使得一个透镜形成在至少一个LED裸片之上。通过从覆盖顶侧触点的区域选择性地去除材料，而使顶侧触点暴露。以这种方式制作LED透镜，使得能够低成本大规模地生产具有使LED裸片和阵列更易于封装的接口互连的LED裸片和阵列。
在另一实施例中，LED系统通过提供具有LED裸片阵列和顶侧触点的基板而制得。使用压缩模制而在LED裸片阵列之上形成透镜，通过从覆盖顶侧触点的区域对材料进行选择性地溢料去除而暴露顶侧触点。以这种方式制作LED透镜，也可以使得能够低成本大规模生产具有使LED裸片和阵列更易于封装的接口互连的LED裸片和阵列。
在另一实施例中，LED系统通过将其上形成有LED裸片阵列的基板从闭合板切割出而制得。使用压缩模制而在LED裸片阵列之上形成模制的透镜，通过从覆盖顶侧触点上方的区域选择性地去除材料而暴露多个顶侧触点。当切割基板时，在基板的整个周界周围形成切口图案，因为基板从闭合板切割出。可以使用v切割、锯片切割、激光切割、打孔切割、水喷射切割、或者这些技术的组合，从闭合板切下基板。因此，环绕基板的整个周界的切口图案具有v切口图案、锯片切口图案、激光切口图案、打孔切口图案、水喷射切口图案、或这些图案的组合。以这种方式制作LED系统还减少了在具有使基板和LED裸片更易于封装的接口互连的基板上大规模生产LED裸片的成本。
图2是LED系统20的截面图，该LED系统20具有设置在基板23的顶表面22上的LED裸片21阵列。顶侧触点24也设置在基板23的顶表面22上。压缩模制透镜25设置在LED裸片21之上。
图3是图示了一种制作具有压缩模制透镜25和顶侧触点24的LED系统20的方法的步骤26至步骤29的流程图。第一个步骤26包括提供基板23，该基板23具有设置在基板23的顶表面22上的LED裸片21阵列。至LED裸片21阵列的电连接通过仅设置在基板23的顶表面22上的多个顶侧触点24实现。在步骤27中，通过使用压缩模制以对已经设置在基板23的几乎全部顶表面22之上的材料进行塑形，而在至少一个LED裸片21之上形成透镜25。在一个示例中，该材料为硅树脂。在图2的实施例中，在LED裸片21阵列之上形成单个透镜。然而，在其它实施例中，在少于整个的阵列之上，诸如在单独的LED裸片之上，形成单独的微透镜。在步骤28中，通过从覆盖顶侧触点24的区域选择性地去除形成透镜的材料，使多个顶侧触点24暴露。如图2所示，不需要从触点24上方的整个区域去除材料。在步骤29中，从闭合板拆下作为闭合板一部分的基板23。图2示出了从闭合板拆下的基板23。
下面参考图10至图19提供了关于具有压缩模制透镜和顶侧触点的LED及其制造方法的详细说明。具有压缩模制透镜和顶侧触点的LED阵列还可以被配置有接口互连，该接口互连使得封装LED裸片更容易且性价比更高，如参考图20至图38所进一步论述的。图2示出了接口互连30的一个示例。
图4是具有模制透镜33以及使用溢料去除而暴露的顶侧触点34的LED系统32的截面图。具有LED裸片36阵列的衬底35设置在衬底的顶表面37上。至LED裸片36阵列的电连接通过仅设置在基板35的顶表面37上的顶侧触点34实现。模制透镜33形成在至少一个LED裸片36之上。用于制造透镜33的材料设置在基板35的几乎全部顶表面37之上，但是不设置在顶侧触点34之上。该材料从顶侧触点34之上的区域选择性地被去除。多个焊料连接38形成在多个顶侧触点34上。多个引线39耦合至多个焊料连接38。在图4中，其中一根引线39被描绘为接线。在图2中，耦合至焊料连接38的引线40被描绘为通过焊料连接38附接至顶侧触点24的接触焊盘。
图5是图示了一种制作具有模制透镜33以及使用溢料去除而暴露的顶侧触点34的LED系统32的方法的步骤41至步骤46的流程图。在步骤41中，基板35设置有设置在该基板的顶表面37上的LED裸片36的阵列。基板35是闭合板的一部分。至LED裸片36的电连接通过仅设置在顶表面37上的顶侧触点34实现。在步骤42中，通过使用一种模制工艺以对设置在几乎全部顶表面37之上的材料进行塑形，在至少一个LED裸片36之上形成模制透镜33。在步骤43中，通过从覆盖顶侧触点34的区域对该材料进行选择性地溢料去除，使顶侧触点34暴露。在步骤44中，从闭合板拆下基板35。在步骤45中，在顶侧触点34上形成焊料连接38。在步骤46中，将引线39连接至焊料连接38，使得LED裸片36仅通过引线39连接。
具有模制透镜以及使用溢料去除而暴露的顶侧触点的LED阵列还可以被配置有接口互连，该接口互连使封装LED裸片和阵列更容易且性价比更高，如参考图20至图38所进一步论述的。
图6A是已经与闭合板分开的LED系统50的截面图。LED系统50具有模制透镜51、LED裸片52阵列、以及暴露的顶侧触点53。LED裸片52仅通过仅设置在基板55的顶表面54上的顶侧触点53电连接。已经使用v切割工艺而使LED系统50与闭合板分开，使得在基板55的整个周界周围出现了v切口图案56。因此，v切口图案56出现在基板55的四个侧57-60的每侧。通过对顶表面54和底表面61两者进行v划片然后折断闭合板的剩余在两个v切口之间的剩余薄部分62，而将LED系统50自闭合板单片化。从每侧57-60中部通过的薄部分62比上方和下方的切口部分更粗糙，这是因为薄的中间部分已经被折断。
图6B是LED系统50的侧部57的一部分的气泡视图，该图更详细地示出了v切口图案56。薄折断部分62经过v切口图案56的中部。
在另一实施例中，使用激光以使基板55与闭合板分开。图7A是顶表面54的自顶向下视图，该图示出了在沿着待切割的边缘灼烧了单独的激光孔之后，剩余在侧57上的激光划线(laser-scribed)切口图案63。激光在基板55的整个周界周围留下了激光划线切口图案63。图7B示出了在激光束沿着闭合板的待切割的边缘行进了之后，剩余在侧57上的激光加工(laser-machined)切口图案64。激光加工切口图案64比激光划线切口图案63更光滑。激光划线切口图案63和激光加工切口图案64两者以相同的放大率示出。
在另一实施例中，使用锯片以使基板55与闭合板分开。锯片在基板55的整个周界周围留下了锯片切口图案65，如图8A所示。锯片切口图案65上的曲线通过转动锯片而形成。
在另一实施例中，使用打孔设备以使基板55与闭合板分开。打孔在基板55的整个周界的周围留下了打孔切口图案66，如图8B至图8C所示。打孔切口图案66包括在打孔设备行进以切割基板55的方向上生成的基本垂直的线。打孔切口图案66可以包括次级图案67，该次级图案与通过打孔工艺留下来的压缩结构类似。打孔切口图案还可以在打孔设备撞击基板55的侧留下圆形角部68。在图8B的方向中，打孔设备首先从底部撞击基板55。
在另一实施例中，使用水喷射设备以使基板55与闭合板分开。如图8D所图示，当使用水喷射以切割基板55时，散布在流体中的石榴石颗粒从喷嘴中喷射出并且跟随穿过基板55的曲线图案。曲线图案在与水喷射运动方向相反的方向上弯曲。使用水喷射来切割基板55在基板55的整个周界周围留下了水喷射切口图案69，如图8E所示。水喷射切口图案69自顶部到底部弯曲，其顶部为水喷颗粒首先撞击的基板55的表面(即，基板的水喷射所在的一侧)。
图9是图示了一种通过使LED系统50与闭合板分开来制作具有模制透镜51以及暴露的顶侧触点53的LED系统50的方法的步骤73至步骤77的流程图。在步骤73中，在设置在基板55的顶表面54上的LED裸片52之上形成模制透镜51。通过使用模制工艺以对设置在基板55的几乎全部顶表面54之上的材料进行塑形，来形成模制透镜51。在步骤74中，从顶侧触点53上方的区域去除材料。在步骤75中，从闭合板切下基板55。使用诸如v切割、锯片切片、激光切割、打孔切割或者水喷射切割等技术，来执行基板55的切割。在步骤76中，在顶侧触点53上形成焊料连接。在步骤77中，将引线连接至焊料连接。至LED裸片52的电连接仅通过引线和顶侧触点53实现。
下面参考图10至图19以及图39至图62提供了关于具有模制透镜和顶侧触点的LED系统以及从闭合板制造该LED系统的方法的进一步详细说明。LED系统还可以被配置有接口互连，该接口互连使封装LED裸片阵列更容易且性价比更高，如下面参考图20至图38所论述的。
图10是其上安装有多个LED裸片111阵列的金属芯印刷电路板(MCPCB)110的顶视图。因为MCPCB 110具有金属芯，所以经由从LED穿过印刷电路板到达该电路板的底表面的通孔过孔而向LED裸片111供电会很困难，这些通过通孔。因此，LED裸片111电连接至在MCPCB 110的顶侧的接触焊盘。然后，对MCPCB 110进行分割以形成分立的阵列光源。可以通过使用从顶侧与光子构建块电接触的模制互连结构的多种方式、对分立的光源进行封装，而将分立的光源用作标准化光子构建块。下面详细描述了如何将分立光源封装在仅从顶侧电连接至分立光源的模制互连结构中。
在图10的实施例中，MCPCB 110包括LED的4×4阵列的5×12矩阵。MCPCB 110长约250mm，宽约75mm。每个LED阵列稍后被分割成边长为11.5mm的正方形MCPCB。因此，MCPCB110的单位面积印刷电路板的光源密度很高。在覆盖LED裸片111的透镜的边缘与每个分割后的正方形光源的边缘之间的印刷板上，存在小于3毫米的空间。在正方形的每个角部有接触焊盘112，该接触焊盘112用于向阵列光源供电。接触焊盘112通过暴露迹线层的大三角区域而形成。迹线层由硬化环氧树脂的阻焊层113覆盖。阻焊层113中的孔形成接触焊盘112和迹线层上的位置，LED裸片111接线键合至迹线层下面。
使用压缩模制而在每个LED阵列之上形成透镜。可以使用压缩模制是因为从MCPCB110的顶侧到其底侧不存在高压模制材料可以从中逸出的孔或开口。因此，MCPCB 110为闭合板。用于安装LED阵列的常规印刷电路板具有打孔切口或者蚀刻切口，用于隔离每个LED阵列的电引线。另一方面，MCPCB 110是不具有穿过该板的打孔切口、孔或蚀刻切口的闭合板。很高密度的部件和MCPCB 110闭合板有助于压缩模制。通过密封在MCPCB 110的边框114周围的腔室，在MCPCB 110的顶部之上形成单个模制腔室。在阻焊层113和模制覆盖件之间维持有小空间，以使模制材料能够在LED阵列上方的单独腔体之间自由流动。在实际模制工艺中，MCPCB 110被倒置并且下降至包含透镜腔体的模制覆盖件中。在压力下模制材料被泵入单个模制腔室中，并且充满这些腔体的所有空隙，使硬化的模制材料中不存在气泡或不均匀性。充满在模制覆盖件与阻焊层113之间的小空间的模制材料形成薄的溢料层，该溢料层覆盖必须稍后电耦合至互连封装结构的接触焊盘112。
在一个实施例中，模制材料为在硅树脂中的荧光体颗粒的浆液。荧光体均匀地散布在硅树脂中，并将LED生成的部分蓝光转换为光谱黄色区域和红色区域中的光。来自LED的蓝光和来自荧光体的黄光和红光组合产生白色光，该白色光通过透镜的表面光学传播开。在使用压缩模制而形成透镜之后，通过将MCPCB 110切割成正方形，从而对单独的LED阵列光源进行分割。然而，在将MCPCB 110分割为单独的LED阵列光源之前，首先去除覆盖接触焊盘112的溢料层，会产生更好的效果。
图11是图2的MCPCB 110的顶视图，该MCPCB上的区域已经被标记，以便示出应该去除溢料层以暴露接触焊盘的地方。对于图2中单位大小为11.5mm×11.5mm的LED阵列光源，可以通过从5mm×5mm的正方形去除硅树脂，而将接触焊盘112的硅树脂溢料层清除。新颖的微珠喷砂工艺用于从正方形喷砂部位115去除硅树脂溢料层。
图12是图2的MCPCB 110的截面图，该图示出了待使用新颖的喷砂工艺去除的溢料层116。MCPCB 110具有厚的固体铝基底117。例如，铝基底117的厚度为1.6mm。介电层118使铝基底117与形成接触焊盘112的迹线层119分开。介电层118具有约20微米(百万分之一米、或μm)的厚度。迹线层119不完全覆盖介电层118，而是通过由介电材料分开的图案化的迹线形成。阻焊层113覆盖迹线层119并且具有开口，这些开口仅在接触焊盘112之上以及LED裸片111接线键合至迹线的位置之上。
模制硅树脂在LED裸片111阵列之上形成透镜120。在图12的实施例中，透镜120的直径约为LED裸片的4×4阵列的每一侧的长度的两倍，以使大部分发射光以在光从透镜逸出所需临界角范围内的角度到达透镜120的表面。透镜120的高度从阻焊层113算起约为1.5mm。其它实施例具有在LED裸片111上方的不同大小和形状的透镜。例如，在每个LED阵列上方的硅树脂可以具有小的整体曲率，该曲率由许多更小的微结构诸如半球或棱锥所覆盖。作为替代方案，透镜形状可以在每个LED阵列的中部的上方具有波纹。
图13是图12的溢料层116的更详细的视图。图13示出了与迹线层119相比较厚的溢料层116。然而，在一些压缩模制工艺中，溢料层116具有在50微米至100微米范围内的厚度，迹线层119可以具有小于5微米的厚度。迹线层119通常具有三个子层：较厚的铜下层、较薄的镍中间层和较薄的金或银上层。铜比镍、金或银更便宜，所以迹线主要由铜组成。需要金或银上层是因为将接线键合(wire bound)直接焊接至铜很难。镍中间层用于将金或银附接至较厚的铜层，这是因为金或银不易于直接粘附至铜。铜的厚度范围通常为2微米至80微米，镍的厚度范围通常为1微米至3微米，金或银的厚度范围通常为1微米至5微米。因此，如果从迹线层119的上表面去除不薄于5微米的金或银，那么接触焊盘112便会损坏。新颖的微珠喷砂工艺提供了一种在不去除厚度仅为十分一的迹线层119上层的情况下去除厚度约为50微米的硅树脂溢料层的方式。
图14是图示了在不损坏接触焊盘的情况下去除覆盖接触焊盘的硅树脂溢料层的微珠喷砂工艺的步骤121至步骤125的流程图。结合图13描述图14的方法的各个步骤。
在第一个步骤121中，使用压缩模制在印刷电路板110之上形成溢料层116。虽然图13的溢料层116是由压缩模制硅树脂形成，但是也可以使用其它的透明模制材料，诸如环氧树脂。图13中的硅树脂溢料层116设置在两个接触焊盘112上方。
在步骤122中，将喷嘴127定位在溢料层116的顶表面128的30毫米范围内。为了清除为5mm×5mm的正方形的喷砂部位115，图14的方法使用的喷嘴127具有约为2毫米的直径，并且放置在顶表面128上方约22毫米的位置处。较小的喷嘴直径可以用于从较小的喷砂部位去除溢料层，在这种情况下，可以将喷嘴定位为更靠近溢料层的顶表面。例如，为了从位于具有边长为5毫米的单位尺寸的LED阵列之间的、具有2毫米直径的喷砂部位115清除溢料层，喷嘴127具有约0.5毫米的直径，并且定位在溢料层116的顶表面128上方约2毫米处。喷砂部位位于待清除溢料层116的接触焊盘112之上。将喷嘴127定位为远离顶表面128，会使得离开喷嘴的气体流能够在接触顶表面128之前传播开成更宽的羽流129。因此，必须将喷嘴127定位为更靠近顶表面128，以便将气体流保持在更小的喷砂部位115内。
在步骤123中，使离开喷嘴127的气体流指向溢料层116的在喷砂部位115内的顶表面。使离开喷嘴127的气体流以对于顶表面的法线夹角在5度至30度之间的角度，指向顶表面128。通过将气体压缩至大于每平方英寸(psi)100磅的压强、然后允许压缩气体从喷嘴127逸出，来生成气体流。为了清除5mm×5mm的正方形的喷砂部位115，通过将气体压缩至每平方英寸100磅至140磅范围内的压强、然后允许压缩气体从具有小于2毫米的直径的喷嘴中逸出，来生成气体流。
在步骤124中，将喷砂介质的喷砂颗粒130加入气体流中，使得颗粒在气体流中被输运并且碰撞至溢料层116的在接触焊盘112上方的顶表面128中。喷砂颗粒130也称为微珠，尽管其无须为球形。喷砂介质应该具有小于3的摩氏硬度；可以使用重碳酸钠(NaHCO3)、硫酸钠和重碳酸铵(碳酸氢铵(NH4HCO3))。在一个实施例中，喷砂颗粒130是已经通过滤网而提纯和分类以具有最大尺寸约50微米的均匀颗粒大小的、单斜棱晶形态的重碳酸钠。喷砂颗粒130以粉末的形式存储，并且在离开喷嘴127前不久，通过混合器131被加入到气体流中。
当清除5mm×5mm的正方形的喷砂部位115时，喷嘴可以放置在顶表面128上方约22毫米处，这样使喷砂颗粒130能够达到其最高速度。当颗粒130首先通过混合器131被加入气体流时，颗粒的惯性阻止其立即加速到气体流的速度。然而，在约22毫米范围内，颗粒130已经加速到气体流的速度，并且达到其最高速度。在距离喷嘴127超过约30毫米处，环境气体的阻力克服气体流的推力，使颗粒130慢下来。在距离喷嘴127小于约20毫米处，颗粒130尚未加速到气体流的速度。因此，当使用长度约为50微米的颗粒时，可以通过在约22毫米处使用颗粒进行喷砂，来在最短时间内清除溢料层116，这是因为微粒在距喷嘴该距离处具有最大动能。
在步骤125中，使颗粒130碰撞入溢料层116中直到横向位于接触焊盘112上方的溢料层被去除为止。颗粒130具有将溢料层116的硅树脂撕开的小面和边缘。然后，气体将撕下的硅树脂片吹开。少量重碳酸钠仍然嵌入在尚未去除的硅树脂中。当清除图11的较大喷砂部位115时，喷嘴127可以放置在距离溢料层116的顶表面128约22毫米处，这使颗粒130能够获得其最大动能。因此，可以在较短的2-3秒内去除边长为5mm的单位尺寸的正方形的喷砂部位115中的溢料层。在另一方面，当清除在边长为5毫米的LED阵列之间的具有2毫米直径的较小喷砂部位115时，喷嘴127必须放置在距离顶表面128较近的2毫米处，这使颗粒130不能实现其最大速度。因此，在直径为2毫米的喷砂部位中的溢料层仅可以在喷砂8秒之后去除。
在步骤123中，没有使离开喷嘴127的气体流以顶表面128的法线的角度指向溢料层116，即没有使气体流正交指向顶表面128。而是，以与顶表面的法线呈5度至30度的角度，使气体流指向溢料层116，以便将颗粒130吹离喷砂部位。如果喷嘴正交指向溢料层的顶表面，那么喷砂颗粒会直线反弹回来，并且与气体流中的颗粒发生碰撞。这会减少喷砂颗粒与溢料层碰撞的碰撞力。此外，在撞击顶表面之后颗粒不会向侧反弹，所以不会被带离喷砂部位，而是会累积起来。另一方面，如果使喷嘴以小角度(诸如距法线大于30度)指向溢料层的顶表面，那么颗粒速度矢量在顶表面法线上的量不足以去除溢料层。颗粒可能会由于顶表面的作用而发生偏转，并且不会进入表面。
甚至在更陡的入射角度(诸如10度)下，当溢料层116更厚时，喷砂颗粒130更有可能从顶表面128弹开，而不会进入表面。在喷砂工艺开始时，当溢料层116仍然为50微米厚时，颗粒130更可能从顶表面128弹开，这是因为更厚的硅树脂溢料层可以弹性压缩吸收掉颗粒的冲击力。当溢料层116受到侵蚀而变得更薄时，随着与被硅树脂吸收的颗粒动能的情况相反地、颗粒动能不断增加地将硅树脂撕裂，硅树脂的去除率变得更快。
当前的压缩模制技术指定了硅树脂溢料层的厚度可以为50±25％微米。溢料层宜保持尽可能薄以便节省硅树脂，但是也要使硅树脂能够在单独存在的透镜腔体之间自由流动，从而实现高质量的透镜结构。在溢料层比30毫米更薄的情况下，硅树脂层的弹性降低到喷砂颗粒不会从硅树脂弹开、而是会撕裂硅树脂的程度。由于溢料层可以变得甚至更薄，所以单是压缩气体的流动便足以将透镜结构之间的溢料层去除。
图15图示了在由喷砂掩膜132封闭的喷砂部位处的喷砂颗粒。喷砂掩膜132由不锈钢制成，并且为约200毫米至500毫米厚。当透镜特别接近喷砂部位115并且必须保护透镜不受喷砂颗粒130影响时，使用掩膜132。例如，喷砂掩膜132用于在位于具有边长为5毫米的单位尺寸的LED阵列之间的喷砂部位。通过使用掩膜，加快了喷砂工艺，这是因为当气体流从一个部位移到另一个部位时不需要关闭气体流。在气体流经透镜上方移至新的喷砂部位时，通过掩膜132使每个透镜120不受喷砂颗粒130的影响。而是，在更大单位尺寸(诸如边长为11.5mm的阵列单位尺寸)不使用喷砂掩膜的情况下，气体流随着喷嘴的位置从一个喷砂部位移至另一喷砂部位而关闭，以避免损坏透镜结构。
然而，使用喷砂掩膜会产生使喷砂工艺减慢的其它复杂情况。喷砂掩膜的厚度产生了井，该井(i)不仅阻挡了气体流到达喷砂部位的各个角部，(ii)还阻止将喷砂颗粒吹离喷砂部位。首先，喷砂掩膜阻挡了喷砂部位的最近的角部被成角度的气体流直接喷砂。因此，首先清洁喷砂部位115的远侧，然后转动MCPCB 110以清洁喷砂部位的另一侧。旋转和气体流的两次通过使喷砂工艺减慢。第二，喷砂掩膜132的侧部133形成深井，该深井趋向于陷入喷砂颗粒130。如果气体流中的喷砂颗粒130与之前累积在喷砂部位115表面之上的颗粒发生碰撞，那么硅树脂溢料层116不会被撕裂且被最终去除。因此，气体流角度向着与顶表面128法线呈30度增加，以使颗粒130从入射颗粒弹开，并从井中弹出。此外，用于生成气体流的气体的气压向着每平方英寸140磅增加，以便提供具有足以从井中弹出的动能的颗粒。
图16是在已经使用图14中的方法去除溢料层116之后的图12的喷砂部位115的截面图。图16表示，在喷砂工艺之后，硅树脂层在已经清洁后的接触焊盘112周围形成边缘134。一些喷砂颗粒130在喷砂工艺中裂开并且形成颗粒尺寸比50微米小得多的粉尘。一些粉尘落在喷砂部位115周围的硅树脂中。因此，边缘134的硅树脂包含喷砂颗粒130残留下来的微量喷砂介质(诸如重碳酸钠)。使用气体质谱仪可以在分割的LED阵列光源中检测到微量重碳酸钠。
图17是使用图14的方法去除了硅树脂溢料层的另一MCPCB 135的顶视图。在图17中，通过压缩模制形成了透镜136和溢料层137。与图2的MCPCB 110一样，MCPCB 135还包括LED阵列的5×12矩阵。而且，每个LED阵列稍后被分割成边长为11.5mm的正方形MCPCB。然而，与图2的MCPCB 110不同，在MCPCB 135上的接触焊盘138不是通过使被阻焊层覆盖的迹线层所在的区域暴露而形成的。而是，接触焊盘138为从每个透镜136下面延伸出来的四个金属条。溢料层137覆盖该金属条。
图18是MCPCB 135上的四个透镜136之间的喷砂部位139的自顶向下透视图。使用定位在溢料层137上方约22毫米处的直径为0.077英尺的喷嘴来执行微珠喷砂工艺。使用120psi的压强生成包含约50微米中数直径的重碳酸钠颗粒的气体流。在喷砂部位139处使用包含喷砂颗粒的气体流进行喷砂1.65秒。该喷砂操作对材料进行了不同程度地去除，从喷砂部位139的中心向外发展。在喷砂部位139的中心处，整个厚度的溢料层137已经被去除，喷砂操作甚至已经从接触焊盘138去除了上金层的一些。从喷砂部位139的中心还去除了介电层118的一些。从喷砂部位139的中心向外行进，仅从接触焊盘138的大的部分去除了硅树脂而不损坏接触焊盘138的上层。该区域在图18中用对角杂散图案(diagonal hashes)标出。在每个接触焊盘138上从中心向外至喷砂部位的下一个区域中，并未从接触焊盘完全去除硅树脂溢料层137。图18示出了在透镜136角部上通过喷砂工艺部分地变得粗糙的区域140。
在另一实施例中，使用水基喷射去除硅树脂溢料层。将纯净水加压到在每平方英寸50磅至1000磅之间的压强，并使其强行通过开口直径在100微米至1000微米范围内的喷嘴。将出来的水束直接瞄准电接触焊盘之上的溢料层，直到该溢料层被去除。选择水压和喷嘴直径的组合，以实现具有足够冲力突破硅树脂溢料层但是却不破坏金属迹线层的水流。作为使用纯净水的替代方案，可以在水流中加入磨料颗粒(诸如硅石、氧化铝或石榴石的颗粒)，以在比使用纯净水更低的水压下实现更高效的溢料去除工艺。
图19是仅从顶侧电触点去除了硅树脂溢料层116的分立光源141的透视图。使用图14的方法制造分立光源141。分立光源141由对安装在图12的MCPCB 110上的LED裸片111阵列进行分割而形成。分立光源141的印刷电路板(PCB)分段142具有顶侧143、底侧144和四个边缘146-149。发光二极管裸片150设置在PCB分段142的顶侧143上。接触焊盘112也设置在PCB分段142的顶侧143上。硅树脂层116设置在LED裸片150之上，并且延伸至PCB分段142的每个边缘146-149，但是通过喷砂去除了硅树脂溢料层116的地方除外。硅树脂层116不侧向设置在喷砂部位115处的接触焊盘112的一部分上方。在图19的实施例中，硅树脂溢料层116未从接触焊盘112的整个表面去除；迹线层的形成接触焊盘112的一小部分仍然被硅树脂覆盖。
分立光源141的所有电触点均在顶侧143。因此，PCB分段142在底侧144上不具有电触点。硅树脂层116在LED 150上方形成透镜。在透镜120的边缘145与PCB分段142的任意边缘146-149之间存在的距离小于3毫米，这是因为分立光源141是从高密度印刷电路板110分割出来的。在PCB分段142的边缘146-149与LED裸片阵列中的任意LED裸片之间的距离也小于3毫米。从PCB分段142的顶侧143到其底侧144无孔经过。在分立光源141的顶侧143中的任意打孔切口、通孔或蚀刻切口均可以妨碍使用压缩模制形成透镜120，这是因为加压的模制材料会已从孔中逸出。在喷砂部位115边缘处的硅树脂包含仍然嵌入在硅树脂中的微量喷砂介质。
图20是由互连结构205支撑的光子构建块204的截面图。光子构建块204包括其上安装有LED裸片207的基板206。基板206为非导电陶瓷。在另一实施方式中，基板206为晶体硅。着落焊盘(landing pad)208设置在基板206的顶表面209上。从基板206的顶表面209到基板206的底表面210无电导体经过。LED裸片207仅通过着落焊盘208电耦合至电源。热界面材料设置在LED裸片207和基板206之间。热界面材料(TIM)的第一层211由与着落焊盘208相同的材料制成，并且与着落焊盘208在相同的工艺中沉积。在一个实施方式中，焊盘208和第一层211均为由Cu-Ni-Au合金或者Cu-Ni-Ag合金制成的迹线。热界面材料的第二层212沉积在第一层211上。在一个实施方式中，第二层212为填充银的环氧树脂。LED裸片207通过第二层212和第一层211键合至基板206的顶表面209。
LED裸片207通过接线键合213电连接至着落焊盘208。在LED裸片207之上形成波长转换材料(诸如荧光体)的薄共形层。然后，从在基板206上表面209一侧的着落焊盘208的大约中间位置到在上表面209相对侧的着落焊盘208的大约中间位置，在LED裸片207和接线键合213之上，上模制(overmold)有透明树脂包封(诸如硅树脂)。硅树脂形成透镜214的形状。光子构建块204包括基板206、着落焊盘208、以及由透镜214所包封的所有。
互连结构205通过着落焊盘208支撑光子构建块204。着落焊盘208电学地并且机械地连接至设置在互连结构205唇部下侧的接触焊盘215。在一个实施方式中，着落焊盘208通过焊膏附接至接触焊盘215。焊膏的一个示例为SAC合金，诸如SAC 305(Sn 96.5％、Ag3.0％、Cu 0.5％)。在另一实施方式中，着落焊盘208通过粘合剂附接至接触焊盘215。粘合剂的一个示例为与各向异性导电膜(ACF)技术相关的各向异性导电粘合剂。在图20的实施例中，着落焊盘通过焊料232电学地并且机械地连接至接触焊盘215。
在图20的实施例中，接触焊盘215通过通孔过孔218电连接至在互连结构205的顶表面217上的导电迹线32。因此，每个导电迹线216均通过过孔218、接触焊盘215、焊料232、着落焊盘208和接线键合213电耦合至LED裸片207。互连结构205具有与基板206的底表面210基本共面的底表面219。
光子构建块204和互连结构205在热界面材料(TIM)的第三层220之上附接至热沉221。在一个实施方式中，热界面材料第三层220为导热胶。在另一实施方式中，第三层220由导热膏(thermal grease)制成，并且互连结构205通过螺栓222附接至热沉221。底表面210和219的不完全共面的任何小偏离均通过热界面材料(诸如导热膏)的厚度进行补偿。螺栓222将互连结构205保持在热沉221之上在恰当的位置，通过着落焊盘208和接触焊盘215之间的连接使光子构建块204保持在恰当的位置。因此，基板206通过TIM的第三层220热耦合至热沉221。在一个实施方式中，基板206的底表面210不直接连接至热沉221，而是“漂浮”在导热膏层220中。光子构建块204仅通过着落焊盘208和接触焊盘215之间的键合而机械连接至热沉221。而是，现有技术的阵列产品10的载体基板12仅通过将基板12的底表面粘合或焊接至热沉而附接至热沉。
与常规的分立光发射器相比，从新颖光子构建块204下方去除了印刷电路板(PCB)和一层TIM。在常规的分立光发射器中，载体基板在金属芯PCB之上在TIM层上，其又在另一TIM层上在热沉之上。使用新颖光子构建块来制造阵列产品比使用常规的分立光发射器来制造阵列产品更加经济，这是因为节约了金属芯PCB和附加TIM层的成本。此外，LED裸片所产生的热从载体基板通过一个TIM层直接传到热沉，比通过常规分立光发射器的附加MCPCB和TIM层传到热沉更有效。
在另一实施例中，光子构建块204和互连结构205不直接附接至在第三TIM层220之上的热沉221。而是，在热沉221和光子构建块204之间放置均热器。然后将光子构建块204和互连结构205在第三TIM层220之上附接至均热器。均热器的一个示例为蒸汽腔室(vaporchamber)。
图21更详细地示出了图20中的接触焊盘215的其中一个接触焊盘以及与该接触焊盘连接的着落焊盘208。接触焊盘215是互连结构205上的金属迹线。在一个实施方式中，互连结构205为模制互连器件(MID)。MID 205是通过将金属化的、高温热塑材料(诸如液晶聚合物(LCP))注入模具中而产生的三维电子电路载体。激光将迹线的路径写制(write)在MID205的表面上。在激光束烧熔(ablate)热塑材料处，热塑材料中的金属添加剂形成很薄的导体路径。导体路径上的金属颗粒形成后续金属化用的核子。使用金属化浴液在导体路径上形成铜、镍和/或金的迹线的连续层。例如，当将被烧熔的热塑材料置于铜浴液时，在导体路径上形成铜层。无论激光在哪里可以烧熔MID 205的表面，均可以快速地形成三维电路迹线。
在激光烧熔了焊盘的形状之后，在MID 205的唇部223的下侧形成接触焊盘215。按照与形成接触焊盘215相同的方式，也在互连结构205的顶表面217上形成金属迹线216。使激光回转从而可以使激光束指向唇部223的顶表面217和下侧两者，或者，可以使用两束激光。在图21的实施方式中，在形成迹线和焊盘之前，用金属填充通孔过孔218。金属化浴液在金属过孔218的端部之上电镀迹线216和接触焊盘215。
通过使焊料合金在接触焊盘215和着落焊盘208之间回流，在接触焊盘215和着落焊盘208之间实现电学上和机械上的连接。例如，可以在着落焊盘208边缘、在Sn-Ag-Cu焊料合金放置之处，执行SAC回流工艺。当SAC焊料熔化时，焊料润湿接触焊盘215的金属。然后，熔融SAC合金的表面张力将着落焊盘208拉拽至接触焊盘215下面。然后，当SAC合金冷却并且凝固时，在着落焊盘208和接触焊盘215之间形成键合。
图22A示出了在MID 205上的金属迹线224是如何电耦合至基板206上的着落焊盘208的另一实施方式。图22A的MID 205包括中空的锥形过孔225，而不是图21中示出的填充金属的过孔218。中空过孔225是在形成模制互连器件205的模制工艺中使用锥形塞而形成的。激光跨过顶表面217、围绕过孔225的内表面、然后在唇部223的下侧烧熔导体路径，形成接触焊盘215的形状。然后，在金属化浴液中对导体路径和焊盘形状进行电镀。图22B更详细地示出了激光的导体路径。导体路径的宽度可以比激光的宽度宽得多。激光可以制造多个通路以创建宽导体路径，诸如图22C中所示的宽导体路径。在图22C中，烧熔中空过孔225的部分呈锥形的整个内表面，并且将在金属化步骤中对其进行电镀。
图23示出了在MID 205上的金属迹线226是如何电耦合至基板206上的着落焊盘208的另一实施方式。MID 205的唇部223设定了圆形边缘。激光制造了跨越顶表面217、围绕圆形边缘、然后在唇部223下侧的连续导体路径。
图24示出了将接触焊盘215电学上且机械上耦合至不包括焊料的着落焊盘208的一种替代方式。使用各向异性导电粘合剂227将接触焊盘215连接至图24中的着落焊盘208，而不是使用如图21中所示的利用焊料回流而形成的键合。因为没有使用焊料，所以光子构建块204在互连结构205内不会自对准，而是必须在粘合剂凝固之前进行准确定位。各向异性导电粘合剂膜(ACF)技术包括散布在粘合剂中的导电球。例如，涂覆Au的聚合物球或填充Ni的球散布在环氧树脂粘合剂中。然后，将电耦合的表面按压在一起，至球的直径。然后，例如通过加热，使粘合剂凝固。在球接触两个表面的那些区域中，形成电触点。在球仍然散布在凝固粘合剂中的那些区域中，各向异性导电粘合剂227不是导电性的。在图24中，各向异性导电粘合剂227将接触焊盘215、唇部223的下侧、和MID 205的整个侧机械连接至基板206的侧部和接触焊盘208。然而，电连接仅实现在接触焊盘215和着落焊盘208被按压在一起、至导电球的直径的那些区域之间。
图25示出了在互连结构上的导体228是如何使用焊料电耦合至基板206上的着落焊盘208的另一实施方式。图25的互连结构为引线框架，而不是模制互连器件。金属箔228被冲压成分立光发射器或阵列产品的封装所需的导体、引线和“鸥翼”的形式。然后，通过在冲压金属箔228周围注射模制液晶聚合物(LCP)229而制成引线框架结构205。金属箔既用作导体228又用作接触焊盘215。在唇部223下面的金属箔的端部可以按照接触焊盘的形状，被冲压成与着落焊盘208的形状相对应的形状，以帮助焊料回流工艺期间的自对准。
图26示出了在互连结构205中的导体231的另一实施方式，该导体231使用焊料电耦合至基板206的着落焊盘208。图24的互连结构205为印刷电路板(PCB)。例如，互连结构205是由与环氧树脂粘结剂一起的玻璃纤维纺织物230制成的FR-4印刷电路板。FR-4PCB205具有若干金属层。其中一个金属层231既用作导体又用作接触焊盘215。在唇部223下面的金属层231的端部可以形成为与着落焊盘208的形状相对应的形状，以帮助焊料回流期间的自对准。
图27是包括四个LED裸片235-238的光子构建块234的顶视图。使用相同的材料以制造四个着落焊盘239-242以及四个LED下方的第一TIM层211。界面材料层的第二层212沉积在每个LED裸片下方的第一层211上，并且在图27的视图中不可见。LED裸片235和238串联电连接在着落焊盘239和242之间。两条接线键合将每个LED裸片连接至着落焊盘并且连接至另一LED裸片。例如，接线键合243-244将LED裸片连接至着落焊盘239。虚线圆指示硅树脂透镜214对基板206上的部件的包封范围。透镜214约延伸至着落焊盘239-242的中部。透镜214的直径大约为LED裸片的2×2阵列的每一侧长度的两倍，以使大部分发射光在光从透镜逸出所需的临界角度内，到达透镜214的表面。
光子构建块234可以用于制造具有单个光子构建块的分立光发射器以及具有多个光子构建块的阵列产品。互连结构205可以容易地被模制或者被配置为，将光子构建块234融入多个不同的分立光发射器产品中。螺栓孔可以容易地重新定位，而不会改变光子构建块234的设计，其中螺栓222通过该螺栓孔将互连结构205附接至热沉221。而且，电耦合至LED裸片的导体可以使用激光而容易地重制迹线(retrace)，以将导电路径写制在模制互连器件的表面之上。因此，不需要在每次使用光子构建块234制成新光发射器产品时，都对新发射器进行测试和质检。
图28是仅具有围绕四个LED裸片235-238的两个着落焊盘246-247的光子构建块234的顶视图。与图17的光子构建块234一样，着落焊盘246-247和在四个LED下方的第一TIM层211由相同的材料制成，诸如Cu-Ni-Au合金或Cu-Ni-Ag合金。着落焊盘246-247具有延伸至基板206四个角部的点。在SAC回流步骤中，比着落焊盘239-242更向着基板206的角部延伸的焊料合金可以更精确地将基板206对准在互连结构205的接触焊盘下方。然而，在接触焊盘下方的着落焊盘246-247的更小表面面积使得在着落焊盘和接触焊盘之间的机械连接更弱。
图29A是图17的光子构建块234的顶视图，该光子构建块234构建在具有另一光子构建块248的阵列产品中。模制互连器件249将光子构建块234和248保持在1×2阵列中的恰当位置处。MID 249所在的区域用截面线来表示。MID 249具有在光子构建块234和248的角部之上延伸并且将那些角部保持在恰当位置的六个唇部。例如，MID 249的唇部223在基板206的右上角部之上延伸，并且在唇部223下侧的接触焊盘使用焊料或粘合剂电学地并且机械地连接至着落焊盘239的一部分。MID 249还具有同时在光子构建块234的左上角部以及光子构建块248的右上角部之上延伸的另一唇部250。在唇部250下面的独立存在的接触焊盘键合至光子构建块234的着落焊盘240以及光子构建块248的着落焊盘251。MID 249具有供螺栓222将阵列产品附接至热沉221的四个孔252。
图29B是图29A所示的1×2阵列产品沿线B-B的截面图。图29B示出了在唇部223下侧的接触焊盘215是如何电学地并且机械地连接至着落焊盘239的一部分。图29B还示出了在唇部250下面的接触焊盘中的键合至着落焊盘240和251的一部分。图29C是图29A所示的1×2阵列产品沿线C-C的截面图。MID 249的接触焊盘在图29C的截面中不可见。
图30A至图30B更详细地图示了在图29A的着落焊盘239和接触焊盘215之间的连接。接触焊盘215具有与下面的着落焊盘239的角部相同的轮廓形状。可以在使上面的接触焊盘与下面着落焊盘上的焊料对准的条件下执行焊料回流工艺，或者，可以倒置该工艺。可以倒置图29B的结构，使得着落焊盘在接触焊盘之上并且与在接触焊盘上的熔融焊料对准。
在SAC回流工艺中，当着落焊盘239上的SAC焊料熔化时，焊料润湿接触焊盘215的金属。然后，熔融SAC焊料的表面张力拉拽在着落焊盘239的具有与接触焊盘215相同形状的一部分之上的接触焊盘215。因此，基板206角部的四个着落焊盘分别被拉拽向具有相同形状的接触焊盘，并且在MID 249的框架内与光子构建块234对准。当SAC焊料冷却并且凝固时，在着落焊盘和接触焊盘之间形成键合。在着落焊盘和接触焊盘之间的焊料键合将光子构建块保持在恰当位置，使得即使当阵列产品未附接至热沉时，基板的底表面也与MID 249的底表面219基本共面。阵列产品可以在未附接至任何子装载件(submount)(诸如热沉)的情况下出厂。如果不考虑运输过程中经常遇到的振动和冲撞，在着落焊盘和接触焊盘之间的键合的强度足够保持阵列产品的机械完整性。
图30A还示出了在MID 249的顶表面上的导体253，该导体253电耦合至第一LED裸片235。导体253是通过对利用激光而烧熔的路径进行电镀而形成的金属迹线。金属迹线253通过实心金属过孔254、接触焊盘215、焊料232或ACF粘合剂、着落焊盘239、和接线243-244而电耦合至LED裸片235。虚线表示硅树脂透镜214的范围。
图30B示出了图30A的接触焊盘215，该接触焊盘215下方没有的光子构建块234的着落焊盘239。在接触焊盘215周围的三角形截面线区域是在光子构建块234的基板206右上角部之上延伸的唇部223。图30B还示出了MID 249的在基板206右下角部之上延伸的唇部255。用格子图案示出的MID 249所在的区域从互连结构的顶表面217到底表面219均填充液晶聚合物。
图31是图17的光子构建块234的透视图，该光子构建块234构建在具有三个其它光子构建块的阵列产品中。模制互连器件256将光子构建块保持在2×2阵列中的恰当位置。互连结构256包括在光子构建块之间的桥，这些桥对中心岛257进行支撑，在该中心岛257下方接触焊盘附接至四个光子构建块的内部着落焊盘。由于MID 256是在模制工艺中形成的，所以容易得到非平面的表面。MID 256具有在涂覆有反光材料(诸如金属膜)的光子构建块周围的曲线壁258。可以使曲线壁成形，以对从光子构建块发出的光进行抛物线反射。连接至接触焊盘(未在图31中示出)的导体利用激光被画在曲线壁之上，然后在金属化浴液中进行电镀。导体利用图21和图22中示出的通孔过孔或者中空过孔而连接至接触焊盘。虽然图31阐述了由互连结构支撑的光子构建块的2×2阵列，但是也可以利用光子构建块之间的桥按类似方式制成其它尺寸的阵列。
图32是图示了使用相同的标准化光子构建块制造分立光发射器和阵列产品的方法的步骤259-265的流程图，该标准化光子构建块具有安装在载体基板上的一个或多个LED芯片。该方法可以用于以任意配置连接(诸如并联或串联)的光子构建块，以实现由此产生的阵列产品的所需光输出和功耗。通过该方法能够容易地将光子构建块电学地、机械地并且热学地连接至最终照明产品的其它结构。可以容易地配置至电源的电连接。光子构建块的定向可以容易地与照明产品的反射器和透镜对准。在不改变光子构建块的情况下，将互连结构机械连接至照明产品的螺栓的位置可以被容易地重新配置。而且，互连结构可以被容易地配置为与多个热沉热连接。
在第一步骤259中，将发光二极管裸片235安装在第一光子构建块234的载体基板206上。基板206不具有从其顶表面209到其底表面210经过的电导体。使用第一TIM层211和第二TIM层212将LED裸片235附接至基板206。基板206的顶表面239上的着落焊盘239按照与第一TIM层211相同的工艺用相同的材料制成。
在步骤260中，将着落焊盘239放置在接触焊盘215下面并且与接触焊盘215相邻，该接触焊盘215设置在互连结构249的唇部223的下侧。这样，唇部223放置在基板206的顶表面209之上并且在互连结构249的侧向边界内。在步骤260结束时，将光子构建块放置在互连结构249内。
在步骤261中，通过将着落焊盘239键合至接触焊盘215，将互连结构249的导体216电连接至LED裸片235。通过焊料或ACF粘合剂使焊盘键合。当使用焊料时，着落焊盘239通过对在着落焊盘239上的金属合金进行加热而键合至接触焊盘215，使得着落焊盘与金属接触焊盘对准。当使用各向异性导电胶膜(ACF)技术来键合焊盘时，光子构建块准确定位在互连结构249内，并且当通过加热使ACF粘合剂凝固时，着落焊盘239键合至接触焊盘215。在着落焊盘239与接触焊盘215对准并且键合至接触焊盘215之后，基板206的底表面210与互连结构249的底表面219基本共面。
在步骤262中，当使用图32的方法来制造阵列产品时，将互连结构249的第二唇部250放置在第二基板的顶表面之上；将第二着落焊盘251放置在附接至唇部250下侧的第二接触焊盘下面，并且与该第二接触焊盘相邻。第二基板是第二光子构建块248的一部分，并且具有与第一基板206的尺寸基本相同的尺寸。设置在第二基板上的第二LED裸片具有与第一基板206上的LED裸片235的尺寸基本相同的尺寸。
在步骤263中，当使用图32的方法来制造阵列产品时，通过将第二着落焊盘251键合至附接至唇部250下侧的第二接触焊盘，将互连结构249的第二导体电连接至设置在第二基板上的第二LED裸片。例如，着落焊盘251可以通过使用SAC回流工艺，或者通过使用各向异性导电粘合剂，键合至第二接触焊盘。在将第二唇部250放置在第二基板的顶表面之上、并且将着落焊盘251键合至唇部250下侧的接触焊盘之后，第二基板的底表面与互连结构249的底表面219基本共面。
在步骤264中，将热界面材料220放置在热沉221的上表面之上。除了基板206下面以及直接围绕基板的区域外，热沉221的上表面不必平面。例如，热沉221的上表面可以为灯具的大部分弯曲的表面。同样，除了紧邻基板206的区域外，基板206的底表面210与互连结构249的底表面219不需共面。
在步骤265中，将基板206和互连结构249放置在热界面材料220之上，使得热界面材料220与基板206的底表面210以及互连结构249的底表面219接触。当使用图32的方法来制造阵列产品时，也将光子构建块248的第二基板放置在热界面材料220之上，使得热界面材料220与第二基板的底表面接触。图32的方法还可以用于制造具有多于两个光子构建块的阵列产品，诸如图31中示出的阵列产品。
图33A至图33C为与图20的光子构建块204类似的光子构建块269的实施例的透视图。为了图33至图33B示出了不具有透镜的光子构建块269，以便更好地示出LED裸片。图33C示出了具有模制在LED裸片之上的硅树脂透镜结构的光子构建块269。
光子构建块269包含与光子构建块204的单个LED裸片相对的九个LED裸片。使用银环氧树脂将LED裸片，包括带标记的LED裸片207，安装在基板206上。着落焊盘208设置在基板206的上表面209上。从基板206的上表面209到基板206的底表面210无电导体经过。LED裸片仅通过着落焊盘208电耦合至电源。在图33A的实施例中，LED裸片通过接线键合271电连接至着落焊盘208。着落焊盘208为由Cu-Ni-Au合金或Cu-Ni-Ag合金制成的迹线。在另一实施例中，着落焊盘208为由填充银的环氧树脂制成的迹线。高反射(HR)材料的层270设置在环272内，该环272在LED裸片和接线键合271之间以及在LED裸片和接线键合271周围，如图33A所示。在图33A的示例中，HR材料层270与挡环272接触，并且还与LED裸片的侧部接触。
图33B示出了光子构建块269的另一实施例，其中LED裸片并非一路通过接线键合271连接至着落焊盘208。而是，短接线从LED裸片连接至近旁上表面209上的迹线，该迹线又电连接至着落焊盘208。LED裸片组还通过接线键合271彼此串联连接。
图33C示出了已经模制在九个LED裸片之上的透镜结构214。在将光子构建块从形成基板206的金属芯印刷电路板(MCPCB)分割出来之前，在LED裸片之上模制透镜结构214。在光子构建块仍然为单个MCPCB的一部分的同时，如图2所示，在LED裸片之上沉积有波长转换材料(诸如荧光体)的薄共形层。例如，在LED裸片之上形成包含黄色荧光体273的硅树脂共形层。然后，使用压缩模制以在LED裸片和接线键合271之上模制透明树脂包封(诸如硅树脂)，从而使得在每个LED裸片207之上形成透镜。在图33C的实施例中，在九个LED裸片的每个裸片的中心之上形成独立存在的微透镜。基板206的大部分上表面209可以由LED裸片及其关联的透镜结构占用，这是因为与热沉或灯具的机械上和电学上的连接已经从光子构建块中去除并且转换(transfer)成了支撑光子构建块的互连结构。在图33C的实施例中，在基板206的上表面209上、在基板206的每个边缘与覆盖其中一个LED裸片的透镜之间，存在的距离小于3毫米。
图34A至图34B是由互连结构205仅通过在基板206的上表面209上的着落焊盘208来支撑的光子构建块269的截面图。着落焊盘208电学地并且机械地连接至设置在互连结构205的唇部的下侧的接触焊盘215。在一个实施方式中，着落焊盘208通过焊膏附接至接触焊盘215。焊膏的一个示例为SAC合金，诸如SAC 305(Sn 96.5％、Ag 3.0％、Cu 0.5％)。在与图34A至图34B示出的方向相倒置的方向上的SAC回流工艺中，基板206上的着落焊盘208与互连结构205上的接触焊盘215自对准。在由互连结构205和光子构建块269组成的封装LED阵列中，基板206仅通过着落焊盘208和接触焊盘215电学地并且机械地连接至互连结构205。在该情况下将封装LED阵列从LED厂商出厂送到灯具厂商。在另一实施方式中，通过粘合剂将着落焊盘208附接至接触焊盘215。粘合剂的一个示例为与各向异性导电膜(ACF)技术相关联的各向异性导电粘合剂。
在图34A的实施例中，在互连结构205的顶表面217之上的导体为金属迹线216。附接至着落焊盘208的接触焊盘215也为金属迹线。金属化浴液对互连结构205之上的迹线216和接触焊盘215进行电镀。通孔过孔218将金属迹线216电耦合至接触焊盘215。
在图34B的实施例中，使用激光将附接至着落焊盘208的接触焊盘215写制到互连结构205的表面上。此外，使用相同的激光工艺，在互连结构205的表面上形成导电路径。模制互连结构205由包含金属添加剂的热塑材料形成。导电路径226由金属添加剂形成，其中激光束在互连结构205表面上烧熔热塑材料。导电路径中的金属颗粒还形成用于对导电路径进行可选后续金属化的核子。在图34B的实施例中，激光已经跨过顶表面217、围绕唇部223、至唇部的下侧烧熔连续的导体路径226，形成接触焊盘215。导电路径在顶表面217上被扩宽，以形成可以附接有电源接线和接地接线的接触焊盘。以这种方式，在图34B的模制互连结构205中不需要过孔或内部金属层。
图34B示出了在LED裸片之上形成包含黄色荧光体273的硅树脂共形层的一个实施方式。绿色荧光体274散布于在LED裸片之上形成透镜的硅树脂中。而且在透镜之上沉积包含红色荧光体275的硅树脂共形层。
图35A至图35B分别是支撑图33C的光子构建块269的互连结构276的底侧和顶侧的透视图。模制互连结构276具有六角星形，并且通过顶侧着落焊盘208来支撑光子构建块269。在模制互连结构276中部存在开口277，光子构建块269的透镜从该开口突出。图35A示出了模制互连结构276的底表面218，其中已经形成有凹部278。凹部278具有光子构建块269的基板206的形状。在图35A示出的模制互连结构276的方向中，光子构建块269翻转并插入凹部278中，使得顶侧着落焊盘208附接至从凹部278的内表面279突出的接触焊盘215。每个接触焊盘215为从凹部278的内表面279延伸至互连结构276的顶表面217的圆柱形金属过孔的底部。每个圆柱形金属过孔的顶部耦合至可以附接有电源接线和接地接线的矩形接触焊盘280。在互连结构276的顶表面217上的六个接触焊盘280中的两个接触焊盘形成至接触焊盘215的冗余连接。
图35B示出了由光子构建块269构成的封装LED阵列281，该光子构建块269从其顶侧由六角星形模制互连结构276支撑。图35B示出了模制互连结构276的顶表面217以及经过开口277而突出的光子构建块269的透镜结构214。在图35B示出的模制互连结构276的方向上，光子构建块269向上插入在凹部278中，从而将基板206的顶表面209放置在凹部278的内表面279之下。这样，将着落焊盘208放置在接触焊盘215之下并且与该接触焊盘相邻。硅树脂溢料层16的外部边缘夹在顶表面209和内表面279之间。接触焊盘215从凹部278的内表面279突出以桥接(bridge)夹在中间的溢料层16的宽度，以便与着落焊盘208接触。然后，使用焊料或导电粘合剂将着落焊盘208附接至接触焊盘215。在溢料层16约为50微米厚的一个实施例中，接触焊盘215以及将接触焊盘215连接至着落焊盘208的焊料或粘合剂的突出高度的总和必须也为50微米。作为替代方案，可以使开口277周围的内表面279的边框凹陷，以适应溢料层16的厚度。然后，在焊料回流步骤中使光子构建块269对准在凹部278内部。在图35A的倒置方向上，在每个着落焊盘208上的熔融焊料均在下面的接触焊盘215之上对准。
图36A示出了封装LED阵列282，其中光子构建块269由六角模制引线框架结构283支撑，该引线框架结构283仅具有星形互连结构276的六个螺丝凹部284中的两个螺丝凹部。金属过孔将在模制引线框架结构283的顶表面217上的接触焊盘285连接至在该结构背侧的凹部278中的接触焊盘215。模制引线框架283还包括设置在比顶表面217更低处的侧焊盘286。侧焊盘286设置在从六角引线框架结构283的更长侧延伸出来的模制搁板287上。可以将电源接线和接地接线288焊接至侧焊盘286，使得绝缘线的厚度适配在模制引线框架结构283的上表面217平面和底表面219平面之间。侧焊盘286通过在模制引线框架结构283内的导电层而电耦合至接触焊盘285。
图36B示出了在适配有光子构建块269的模制引线框架结构283的底侧的凹部278。接触焊盘215从凹部278的内表面279稍稍抬高，并且耦合至在模制引线框架结构283的顶表面217上的接触焊盘285。
图37A示出了封装的LED阵列289，其中光子构建块269由六角模制互连结构290支撑，该模制互连结构290仅具有星形互连结构276的六个螺丝凹部284中的两个螺丝凹部。互连结构290不具有模制引线框架结构283的圆柱形金属过孔。而是如图34B中所示，通过使用激光写制导电区域，来形成凹部278中的接触焊盘215和顶表面217上的接触焊盘285。通过延伸跨过顶表面217、围绕开口277的圆形边缘、然后落在内表面279上、至接触焊盘215的导电路径226，顶表面217上的每个接触焊盘285电耦合至在模制互连结构290底侧的接触焊盘215。互连结构290还包括在模制搁板287上的侧焊盘286。通过跨过上表面217以及互连结构290的侧而使用激光写制的导体路径291，侧焊盘286电耦合至接触焊盘285。激光还用于将侧焊盘286写制到模制搁板287上。互连结构290不具有过孔或内部金属层。
图37B至图37C分别为已经在引线框架导体周围模制了的六角模制互连结构292的顶侧和底侧的透视图。图37B示出了互连结构292，该互连结构292对具有覆盖LED裸片阵列的单个透镜的光子构建块293进行支撑。模制互连292和光子构建块293一起包括封装LED阵列294。与图37A的互连结构290不同，互连结构292具有由金属引线框架形成的内部金属导体，在该金属引线框架周围已经模制有塑料。在模制搁板287上的侧焊盘295为引线框架的一部分。
图37C示出了在适配有光子构建块293的互连结构292的底侧的凹部278。接触焊盘215从凹部278的内表面279稍稍抬高，并且为导体的引线框架层的一部分。如图38所示，两个接触焊盘215和一个侧焊盘295为相同引线框架导体296的一部分。引线框架由金属薄片制成，引线框架导体由金属薄片冲压而成。例如，可以使用0.1mm的铜-镍-钯合金片制造引线框架。将引线框架卷到卷轴297上，然后作为模制在导体的每个模板298周围的单独互连结构而展开。在形成单独互连结构之后，切断从引线框架卷轴至侧焊盘295的连接。然后，在焊料回流步骤将光子构建块的着落焊盘与互连结构的接触焊盘对准之前，将光子构建块以卷到卷(reel-to-reel)工艺插入凹部中。
存在多种不同类型的LED组件。图39(现有技术)是一种这类LED组件300的自顶向下示意图。LED组件300包括安装在金属芯基板306上的四个侧向接触的LED裸片302-305。在该情况下，基板306为金属芯印刷电路板(MCPCB)。虚线图示出的区域307-310表示设置在阻焊层311(见图40)下方的金属层的部分。附图标记312指金属部分307中的通过在阻焊层311中的第一开口而暴露的部分。类似地，附图标记311指金属部分308中的通过在阻焊层311中的第二开口而暴露的部分。这些暴露的部分312和313充当键合焊盘。环结构314为硅树脂挡环。在LED裸片之上的环结构314内设置一定量的通常称为荧光体315的材料。该荧光体实际上包括硅树脂以及嵌入硅树脂中的荧光体颗粒。
图40(现有技术)是图39的LED组件300的简化截面图。MCPCB306包括铝层316、全局介电层317、金属部分307-310是其一部分的金属化层318、以及阻焊层311。金属层318可以包括多个金属子层，这些金属子层包括很反光的金属上金属(诸如银)层。金属部分310为安装有LED裸片302-305的正方形焊盘。LED裸片302-305通过相关联的数量的银环氧树脂固定至焊盘310。银环氧树脂的量319示出为将LED裸片304固定至焊盘310。银环氧树脂的量320示出为固定焊盘310的LED裸片305。附图标记321-323指接线键合。
高反射(HR)材料层324设置在环314内、在裸片302-305与接线321-323之间以及在裸片302-305和接线321-323周围，如图所示。该示意图的简化之处在于：HR材料所在的区域具有光滑并且圆形的边缘。LED裸片302-305发出的一些光可以被荧光体315中的荧光体颗粒吸收。然后，这些颗粒可以发出荧光并且重发射光，使得该光指向下，而不是如预期那样指向上。附图标记335指一种这类荧光体颗粒。光线336从LED裸片304的顶部发出、向上行进、并且被颗粒335吸收。然后，第二光线337从颗粒335发出并且该第二光线向下返回，如图所示。设置HR材料324，使该光线将被反射，使其可以向上通过该组件并且从该组件穿出，如光线338。颗粒335仅仅是一个这类颗粒。在荧光体315的硅树脂材料中散布有众多颗粒。从LED裸片302-305发出的光可以在不同的方向上发出，包括从LED裸片的侧部发出。类似地，从荧光体颗粒发出的光线可以任何方向离开颗粒。对颗粒335、对从颗粒335发出光的方向、以及对图40中相关联的光线336、337和338的颗粒335的图示，仅表示一种这类颗粒及其相关联的光线。HR材料的一个示例为可从日本东京的ShinEtsu Chemical公司购买的硅树脂材料。
图41至图48(现有技术)图示了制造图39的LED组件300的现有技术方法。图41(现有技术)是MCPCB的面板325的自顶向下示意图。MCPCB 306为该面板的其中一个MCPCB。图42(现有技术)是面板325的MCPCB部分306的焊盘部分310的自顶向下示意图。该焊盘部分310通过阻焊层311中的开口暴露。图43(现有技术)是在形成高反射(HR)材料层324的下一个步骤中用到的丝网印刷掩膜326的图示。图44(现有技术)是示出了使用图43的丝网印刷掩膜326将HR层324沉积到面板325上的结果的示意图。HR材料层324沉淀在阴影圆形区域中。该圆形区域处于MCPCB 306的中心。如图所示，在圆形HR层324中有八个窗口327-334。图45(现有技术)是示出了下一个裸片附接步骤的结果的示意图。四个裸片302-305中的每个裸片一定量的银环氧树脂附接在HR层24中的四个中央窗口327-330中对应一个中央窗口中。HR层中开口327-330中的每个开口均比其相关联的裸片稍大，以适应裸片和接线键合的物理尺寸变化和放置不准确度。图46(现有技术)是示出了下一个附接接线键合步骤的结果的示意图。该示意图中仅有其中三条接线键合321-323具有附图标记。一些接线键合在裸片之间延伸。其它的接线则从裸片延伸至基板的导电上层。图47(现有技术)示出了下一个形成挡环314步骤的结果。形成挡环314，使得其包围HR材料圆形层324，如图所示。图48(现有技术)示出了将荧光体315放置在LED裸片302-305之上在由挡环314划界的区域中的下一个步骤的结果。在荧光体315凝固之后，使面板325单片化，以形成多个LED组件，LED组件300便是这些LED组件中的一个。
图49是根据本发明的一个新颖方面的白色LED组件340的自顶向下简化图。LED组件340包括安装在基板345上的四个侧向接触LED裸片341-344。在本示例中，基板为金属芯印刷电路板(MCPCB)。虚线图示出的区域346-349表示设置在阻焊层350(见图50)下方的金属层357的各个部分。附图标记351指金属部分346中的通过阻焊层350中第一开口暴露的部分。附图标记352指金属部分347中的通过阻焊层350中第二开口暴露的部分。这些暴露的部分351和352充当键合焊盘。环结构353为硅树脂挡环。在LED裸片之上的环结构353内设置一定量的荧光体315。该荧光体实际上包括硅树脂以及嵌入硅树脂中的荧光体颗粒。
图50是图49的LED组件50的简化截面侧视图。MCPCB 345包括铝层355、全局介电层356、金属化层357、和阻焊层350。金属部分346-349是层357的部分。金属层357包括多个金属子层，这些金属子层包括铜下层、镍中间层、和很反光的金属(诸如银)上层。金属部分349为其上安装有LED裸片341-344的金属正方形焊盘。LED裸片为侧向接触的蓝色LED器件，这些蓝色LED器件的外延层制作在绝缘蓝宝石基板上。LED裸片341-344通过相关联数量的银环氧树脂固定至焊盘349。银环氧树脂的量358示出为将LED裸片343固定至焊盘349。银环氧树脂的量359示出为固定焊盘349的LED裸片344。附图标记360-362指从图49的自顶向下透视图中看见的接线键合中的三个接线键合。
高反射(HR)材料层363设置在环353内、在裸片和接线之间以及在裸片和接线周围，如图所示。在图50的示例中，层363不仅接触挡环353，还接触LED裸片341-344的侧边缘。
图51至图58图示了一种制造图49的LED组件340的方法。
图51是MCPCB的面板364的自顶向下示意图。MCPCB 345是该面板的其中一个MCPCB。
图52是面板364的MCPCB 345的焊盘部分349的自顶向下示意图。该焊盘部分349通过阻焊层350中的开口暴露。面板的金属表面通过等离子清洁。角部349A至349D充当稍后组装步骤用到的基准标记。
图53示出了该方法的下一个步骤的结果。LED裸片341-344均放置于焊盘部分349并且键合至焊盘部分349，如图所示。每个裸片通过相关数量的银环氧树脂键合至焊盘部分349。键合线厚度(介于裸片底部和基板表面顶部之间的距离)小于12微米，并且通常约为8微米。
图54示出了该方法的下一个步骤的结果。接线键合被附接。其中一些接线在裸片之间延伸。其它的接线从裸片延伸至基板的导电上层。附图标记360-362指其中三条接线。接线可以是直径为1密尔的金线段。
图55示出了该方法的下一个步骤的结果。挡环353形成在如图所示的结构上。
图56图示了该方法中沉积HR材料层363的下一个步骤。在一个示例中，使用喷射工艺沉积HR材料层363。HR材料的微粒从喷射头365喷射出，使得微粒向着基板345(MCPCB)行进并撞击基板，从而有效地将基板的表面涂上HR材料。液体HR材料不在LED裸片下面流动，这是因为银环氧树脂键合材料占用了该空间。在HR材料微粒击在基板处，从而使得例如，在裸片周围、在裸片之间、以及在圆形挡环353的界线内的基板表面区域涂上HR材料，但是使得裸片顶表面和接线键合顶表面不涂上HR材料之时，喷射头365移动跨过图55的组件表面。图56中用附图标记366指出了这些微粒中的一个微粒。箭头367表示微粒从喷射头365向着基板的表面行进的路径。在一个示例中，每个微粒具有小于100微米的直径，直径通常在50微米至80微米的范围内。层363沉积了至少为10微米厚。箭头373指该厚度。在图示示例中，层363为50微米厚。在喷射头365的底部与接键合线的上界限之间的距离369约为500微米。在该示例中，在喷射头365底部与金属层357(包括焊盘349)上表面之间的距离368为大约1000微米。在该示例中，在喷射头365底部与挡环353上表面之间的距离370为大约500微米。
使正被喷射的HR材料具有预定的、受控的粘度，使得在HR材料固化并凝固之前，液体HR材料不会跨过正被涂的表面侧向流过。由于该流动动作的影响，使得液体HR材料微粒被射到的基板表面上、靠近接线键合。然后，曾经在基板表面上的液体HR材料在接线下方侧向流动，使得在完成沉积HR材料的步骤之后，HR层363涂覆基板345(MCPCB)的在接线正下方的的表面。在接线的接线与基板在其处接触的端部，接线的整个圆形周界接触HR材料。类似地，由于液体HR材料的预定密度的影响，该HR材料侧向流动，使得其到达并润湿LED裸片341-344的侧边缘，如图所示。附图标记372指LED裸片343的侧边缘。在该示例中，仅润湿侧边缘372的底部蓝宝石部分。未润湿侧边缘372的上外延部分。类似地，使HR材料侧向流动，以使润湿环353的内部侧边缘，如图所示。附图标记373指挡环353的内部侧边缘。HR材料沉积到这样的厚度，使得一旦该材料固化并凝固，其具有至少85％(例如94％)的反射率。
在一个示例中，HR材料是可从日本东京的ShinEtsu Chemical公司购买的材料KER-2010-DAM或者材料KER-2020。HR材料可以包括硅树脂和氧化钛粉末，其中氧化钛粉末悬浮在硅树脂中。通过使用溶剂对HR材料进行切割，使HR材料可以用于喷射。在一个示例中，该溶剂为油基溶剂，诸如可从ShinEtsu购买的二甲基甲酰胺(DMF)DMF0.65CS。使用溶剂对RH材料进行适当切割之后，HR材料在室温下具有低于1100厘泊(cP)的粘度，在该示例中，在室温下具有1000cP的粘度。在一个示例中，用于喷射HR材料的喷射设备是可从加利福尼亚州、卡尔斯巴德市、洛克大道西2747号(邮编92010)的Hordson Asmtek购买的AsymtekX1020喷射机。该喷射机具有两个喷射头。第一喷射头用于应用具有第一粘度的HR材料，而第二喷射头用于应用具有第二粘度的HR材料。
图57示出了沉积HR材料的步骤的结果。HR材料层363涂覆在挡环353界限内的除了LED裸片341-344顶表面的几乎全部区域。层363涂覆基板的在桥接键合接线下方的上表面。然而，在图47的现有技术示例中，在每个LED裸片周围存在基板的未覆盖有HR材料的外围条，而在图57所示的结构中则不具有这类未覆盖的外围条。然而，在图47的现有技术示例中，在接线附接至基板的区域中存在基板的未覆盖区域，而在图57所示的结构中则不存在这类未覆盖区域。使HR材料涂覆基板的上表面直到接线与基板接触的位置处。还使HR材料涂覆基板的上表面直到LED裸片的侧边缘。使HR材料涂覆基板的上表面直到挡环353的内部侧边缘。
图58示出了该方法的下一个步骤的结果。在由挡环353划界的圆形区域中沉积荧光体354，使得荧光体354覆盖LED裸片，如图50所示。然后，允许对荧光体进行固化和硬化。一旦已经沉积了荧光体354之后，使MCPCB的面板单片化，从而形成多个LED组件。图49中图示的LED组件结构340便是这些LED组件中的一个。
上面结合图49至图58所述的方法相较于上面结合图39至图48所述的现有技术方法具有多个有利方面。首先，相较于现有技术的丝网印刷方法，基板上表面的未覆盖HR材料的量减少了。基板的未覆盖HR材料的部分可以吸收光并且通常就在吸收光、或者相反地不反射光井，从而会降低LED组件的光效率。通过使用喷射工艺用HR材料覆盖基板的更大表面，使得更多的光从LED组件反射，并且提高了LED组件的光效率。在用于沉积HR材料的现有技术丝网印刷工艺中，物理尺寸的变化以及裸片附接和接线键合工艺中的瑕疵要求HR层中的窗口如此的大，从而使得在裸片附接和接线键合之后，暴露基板的相当大的区域仍然未覆盖HR材料。在喷射工艺中，在裸片放置和接线键合之后涂覆HR材料，使用机器视觉和控制技术对喷射工艺进行控制，从而使基板得以被涂覆直到涂覆到结构(LED裸片和挡环)的边缘，即使对于一个组件与下一个组件，这些结构所处的位置稍有不同。使用侧向流动的HR材料减少了考虑对于不同组件裸片放置差异和接线位置差异的需要。HR材料自然地侧向流动直至合适的结构，即使对于不同组件这些结构并非总是沉积在相同的位置。
第二，在敏感的裸片附接和接线键合工艺步骤之后，进行HR层沉积。另一方面，在沉积HR材料的现有技术丝网印刷方法中，在裸片附接和接线键合之前，将HR材料丝网印刷到基板上。HR材料为有机材料。如果在基板上存在有机残留物时执行裸片附接和接线键合，那么在裸片附接和接线键合中可能会出现误差，并且这类误差会使LED组件的制造产量降低。相应地，在HR丝网印刷步骤之后，在传统上常常进行等离子清洁，以试图在裸片附接和接线键合之前去除所有这类有机残留物。然而，相较于在从未暴露于有机物的被等离子清洁的表面上进行裸片附接，该等离子清洁很难进行。因此，能够通过使用喷射工艺，减少或消除由于在具有有机残留物的表面上执行裸片附接和接线键合所导致的缺陷。
第三，喷射的HR层可以用于涂覆具有较大台阶以及具有不同水平的表面、以及倾斜的表面。另一方面，在现有技术的丝网印刷方法中，正被施加HR材料的表面必须更平。在新颖喷射工艺的一个示例中，在基板的相对平坦且平面的特定区域施加粘度较低的第一HR材料，使得HR材料会在接线键合之下流动，并且流动直至裸片的边缘，然而向基板表面的更加倾斜或更呈台阶式的其它部分施加粘度较大的第二HR材料。利用喷射机的第一喷射头施加第一HR材料，而利用喷射机的第二喷射头施加第二HR材料。
第四，在特定情况下，能够通过不对基板的特定部分涂覆HR材料，来提高LED组件的生产率。在一些示例中，在LED裸片之间的基板区域小。已经发现对该小裸片间区域进行涂覆仅有轻微的有益效果。因而，不向裸片间区域喷射HR材料，以便节省制造时间。
第五，一般期望能够将基准标记放置在基板表面上，并且使裸片附接和接线键合设备的成像系统在裸片附接工艺和接线键合处理期间使用这些基准标记。在裸片附接和接线键合之前已经沉积了HR层的现有技术丝网印刷工艺中，可用于放置合适基准标记的暴露基板区域有限。基板的大部分上表面已经由HR材料覆盖。另一方面，在涂覆HR材料的新颖喷射方法中，裸片附接和接线键合发生在HR层的沉积之前。因而，稍后会被HR材料覆盖的基准标记(例如349A-349D)在裸片附接和接线键合期间对于裸片附接和接线键合成像系统依然可用。
使用喷射进行HR层沉积并不限于图50所阐述的特定LED组件。图59是另一类LED组件375的示意图。在图59和图50的示意图中，相同的附图标记表示相同或相似的结构。在图59的LED组件中，基板345形成井376。基板的上表面具有非平面的形状。四个LED裸片341-344安装在井376底部处的金属焊盘349上。使用喷射对该井的侧壁涂覆HR材料。在图示的具体示例中，除LED裸片341-344之外，对基板的在挡环353圆形界线内的几乎全部上表面涂覆HR材料。涂到该井的侧壁上的液体HR材料，可以是具有与涂到基板的表面的剩余部分上的液体HR材料的粘度相比更高粘度的液体HR材料。产生的HR层与在基板各个边缘和倾斜表面之上的基板非平面上表面共形。
图60是另一类LED组件377的示意图。在这种情况下，基板345包括陶瓷部分378。金属制的第一电极379(P+电极)、第二电极(N-电极)和热焊盘381设置在陶瓷部分378的底表面上。导电过孔282将P+电极379耦合至在陶瓷部分378的上表面上的金属部分348。类似地，导电过孔383将N-电极380耦合至在陶瓷部分378的上表面上的金属部分346。在基板的顶部和底部上的金属层的厚度可以大，诸如80微米，并且这样大的厚度使得难以丝网印刷HR材料。HR层363接触每个LED裸片的至少一个侧边缘的几乎全部，如图所示。在图示示例中，基板345的在LED裸片341-344之间的表面区域未覆盖有上述HR材料，以便减少生产时间。在LED裸片341-344之间的裸片间距离小于300微米，并且该裸片间区域未喷射有HR材料。在其它示例中，该裸片间区域涂覆有HR材料。在设置了挡环(未示出)的一个示例中，HR层363可以一路向外延伸至挡环，也可以不一路向外延伸至挡环。HR层363可以接触这类挡环的内部侧边缘；或者可以使停止在不足挡环，使得HR层363不与挡环的内部侧边缘接触。
图61是LED组件384的示意图，其中基板345包括如图60中所示的陶瓷部分378，但是HR层363不接触LED裸片341-344中的任何LED裸片的侧边缘。HR层363沉积为停止在不足LED裸片，使得HR层363不与任何LED裸片的任何侧边缘接触。在最终组件中，LED裸片呈现为设置在HR层363中的中央窗口中。然而，与涂覆HR材料的丝网印刷常规方法相比，在图60和图61的结构中极大地减少了暴露基板(在未被LED裸片或HR材料覆盖的荧光体354下面的基板)的量。
图62是方法385的流程图。首先，若必要，清洁基板(步骤386)。在一个示例中，基板345是图51的面板364的一部分。对面板364进行等离子清洁，以从其表面去除任何有机材料。接下来(步骤387)，将多个LED裸片附接至基板。在一个示例中，LED裸片为使用银环氧树脂附接至基板345的裸片341-344。图53示出了该裸片附接步骤的结果。然后(步骤388)，若必要，执行接线键合。在一些情况下，不使用接线键合，并且在不用接线键合的情况下将裸片电连接至基板。在执行了接线键合的一个示例中，接线键合步骤的结果如图54所示。接下来(步骤389)，若必要，在LED裸片周围形成挡环。在使用挡环353的一个示例中，形成挡环的步骤的结果如图55所示。然后(步骤390)，将HR材料层沉积到基板345上，使得HR材料不会覆盖LED裸片。图56示出了在喷射工艺中可以如何沉积该HR材料的一个示例。将HR材料喷射到基板上表面的在裸片341-344周围的暴露部分上，允许液体HR材料被固化及硬化。接下来(步骤391)，将一定量的液体荧光体(事实上是承载有荧光体颗粒的硅树脂)放置在LED裸片之上并且允许其被固化。在一个示例中，该步骤的结果如图58所图示。然后，将LED组件的产生的面板单片化(分割)以形成多个单独存在的LED组件。在一个示例中，图49是这些单独存在的LED组件中的一个LED组件的自顶向下示意图。在第一新颖方面中，在LED组件工艺中，在裸片附接步骤之后、以及在接线键合步骤之后，沉积LED组件的HR层。在第二新颖方面中，通过喷射液体HR材料的微粒，将LED组件的HR层沉积到LED组件的基板上。
虽然出于教学的目的对特定具体实施例进行了描述，但是本专利文件的教导具有广泛的可应用性并且不局限于以上所描述的具体实施例。相应地，在不背离如权利要求中所规定的本发明的范围的情况下，可以对所描述实施例的各种特征进行各种修改、改变和组合。

Claims (20)

1.一种LED系统，包括：
具有顶表面和底表面的基板；
LED裸片，设置在所述顶表面上，其中至所述LED裸片的电连接仅通过设置在所述基板的所述顶表面上的顶侧触点实现，并且其中所述基板在所述底表面上没有电触点；以及
具有导体的互连结构，其中所述导体通过一个所述顶侧触点电耦合到所述LED裸片。
2.根据权利要求1所述的LED系统，还包括：
接触焊盘，设置在所述互连结构的底侧上，其中所述接触焊盘与一个所述顶侧触点通过焊料附接。
3.根据权利要求1所述的LED系统，其中所述基板仅通过所述顶侧触点而电连接和机械连接到所述互连结构，所述顶侧触点被附接到布置在所述互连结构的底侧上的接触焊盘。
4.根据权利要求1所述的LED系统，其中所述基板具有横向边界，其中所述互连结构具有唇部，并且其中所述唇部在所述横向边界内在所述基板上方延伸。
5.根据权利要求4所述的LED系统，其中所述唇部是所述互连结构中的开口的内边缘。
6.根据权利要求1所述的LED系统，还包括：
模制透镜，形成在所述LED裸片上。
7.根据权利要求6所述的LED系统，其中在所述互连结构中存在开口，所述模制透镜通过所述开口突出。
8.根据权利要求1所述的LED系统，其中所述互连结构选自由下列各项组成的组：模制互连器件(MID)、FR-4环氧树脂电路板、和引线框架结构。
9.根据权利要求1所述的LED系统，还包括：
具有上表面的热沉；以及
热界面材料，其中所述基板的所述底表面接触所述热界面材料，以及其中所述热沉的所述上表面接触所述热界面材料。
10.一种LED系统，包括：
LED裸片；
具有顶表面和底表面的基板，其中所述LED裸片被设置为与所述基板的所述顶表面相邻，并且其中没有电导体从所述基板的所述顶表面到达所述基板的所述底表面；
多个着落焊盘，设置在所述基板的所述顶表面上；
互连结构，该互连结构具有导体、唇部和底表面；以及
多个接触焊盘，设置在所述互连结构的所述唇部的下侧上，其中所述基板仅通过所述着落焊盘而电连接和机械连接到所述互连结构，所述着落焊盘附接至所述接触焊盘，并且其中所述互连结构的所述导体电耦合到所述LED裸片。
11.根据权利要求10所述的LED系统，其中所述着落焊盘和所述接触焊盘通过焊料彼此附接。
12.根据权利要求10所述的LED系统，其中所述基板具有横向边界，并且其中所述唇部在所述横向边界内在所述基板上方延伸。
13.根据权利要求10所述的LED系统，其中所述唇部是所述互连结构中的开口的内边缘。
14.根据权利要求10所述的LED系统，还包括：
模制透镜，形成在所述LED裸片上。
15.根据权利要求14所述的LED系统，其中在所述互连结构中存在开口，所述模制透镜通过所述开口突出。
16.根据权利要求10所述的LED系统，还包括：
透镜，布置在所述LED裸片上，其中所述透镜由材料模制而成，并且其中所述材料布置在所述基板的、除了所述多个着落焊盘之上以外的基本全部所述顶表面上。
17.根据权利要求10所述的LED系统，其中所述互连结构是模制互连器件(MID)。
18.根据权利要求10所述的LED系统，其中所述互连结构是FR-4环氧树脂电路板。
19.根据权利要求10所述的LED系统，还包括：
具有上表面的热沉，其中所述热沉由固体金属制成；以及
热界面材料，其中所述基板的所述底表面接触所述热界面材料，并且其中所述热沉的所述上表面接触所述热界面材料。
20.根据权利要求10所述的LED系统，其中所述基板在所述底表面上不具有电触点。
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