JP2007059905A - 光電子パッケージ、並びに、それを作成し、使用する方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】ＬＣＤバックライト用の白色光を生成するためのＬＥＤパッケージの提供。
【解決手段】一実施形態において光電子パッケージは、基板、キャビティ、キャビティに沿って分散配置されたマウンティングパッド及び横壁、横壁によって分離されたパッド、及び、パッドに取り付けられたＬＥＤダイを含み、横壁の高さはキャビティを画定する壁よりも低い。本システムは、基板を有する光電子パッケージ、基板に取り付けられたＬＥＤダイ、ＬＥＤダイの上に設けられたカプセル材料、及び、ライトガイドを含み、ライトガイドは、ＬＥＤダイによって生成された光を受け取る入力部と、ＬＣＤスクリーンに対して光を伝送するように構成された出力部とを有し、入力部はカプセル材料に接続される。更に他の実施形態は、光電子パッケージを製造する方法である。この方法は、基板を作成し、基板にＬＥＤダイを取り付け、各ＬＥＤダイを基板の外側部分に電気的に接続し、ＬＥＤダイの上にカプセル材料を配置することを含む。
【選択図】図１
【解決手段】一実施形態において光電子パッケージは、基板、キャビティ、キャビティに沿って分散配置されたマウンティングパッド及び横壁、横壁によって分離されたパッド、及び、パッドに取り付けられたＬＥＤダイを含み、横壁の高さはキャビティを画定する壁よりも低い。本システムは、基板を有する光電子パッケージ、基板に取り付けられたＬＥＤダイ、ＬＥＤダイの上に設けられたカプセル材料、及び、ライトガイドを含み、ライトガイドは、ＬＥＤダイによって生成された光を受け取る入力部と、ＬＣＤスクリーンに対して光を伝送するように構成された出力部とを有し、入力部はカプセル材料に接続される。更に他の実施形態は、光電子パッケージを製造する方法である。この方法は、基板を作成し、基板にＬＥＤダイを取り付け、各ＬＥＤダイを基板の外側部分に電気的に接続し、ＬＥＤダイの上にカプセル材料を配置することを含む。
【選択図】図１
Description
本発明は光電子パッケージ、並びに、それを作成し、使用する方法及びシステムに関する。
小さなＬＣＤ画面を背後から照明するための白色光を生成するために、複数の赤色ＬＥＤダイ、複数の緑色ＬＥＤダイ、及び、複数の青色ＬＥＤダイをまとめて１つのパッケージの中に配置することは、現在一般的である。光の混合や熱の扱いに関する問題を克服するために、赤色、緑色、及び、青色のＬＥＤダイの種々の構成が試みられている。制約のある空間に配置される赤色、緑色、及び、青色のＬＥＤダイの組み合わせから十分に混合された白色光を生成することに関し、良く知られている問題が幾つかある。ＬＣＤディスプレイに使用される光源には、放熱及び熱放散の問題がある。また、ＬＣＤを背後から照明するための光の均一な色や均一な輝度を得るために、複数色の光源を混在させることにも問題がある。さらに、ＬＣＤ上のホットスポット面積の縮小や、放射面の拡大に関しても、幾つかの問題がある。
図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３Ａ、及び、図１３Ｂを参照すると、これらは、側面発光型ＬＥＤパッケージ５を示している。図１２Ａ及び図１２Ｂは、側面発光型ＬＥＤパッケージ５に結合されたライトガイド１０を示している。この典型的なバックライト構成には幾つかの欠点がある。一般に隣り合ったＬＥＤパッケージ５間の間隔が広いことから、色の混合が最適ではなく、暗いスポット１５が発生し、それが原因でホットスポットが発生し、ＬＣＤの有効面積は減少する。
ＬＥＤチップ２０とも呼ばれる側面発光型ＬＥＤダイ２０は、パッケージ５の中に配置され、電気的及び熱的な導体２５、並びに、ＬＥＤチップ２０の最上部へのワイヤ接続３０によって、周囲の環境に電気的及び熱的に接続されている。したがって、ＬＥＤダイ５によって発生する熱は、電気的及び熱的な導体２５を通じて放散される。これは、熱を周囲の大気に効率的に放散させるための最適な構成ではない。これが完全に最適な構成ではない理由は、電気と熱の通路によって提供される熱経路が比較的長く、比較的高い熱抵抗が発生するからである。
光３５は、各ＬＥＤパッケージ５内のＬＥＤダイ２０によって生成される。各ＬＥＤパッケージ５にはキャビティ４０が形成され、各キャビティ４０の中に、単一のＬＥＤダイ２０が収容される。この構成によれば、複数の側面発光型ＬＥＤパッケージ５を組み合わせ、それらを合わせて比較的狭い範囲の色を生成することができる。各ＬＥＤダイ２０が１色の光３５しか放射しないこと、及び、ＬＥＤダイ２０がライトガイド１０に沿って互いに比較的遠いところに配置されることから、色の範囲には制限がある。
ＬＣＤディスプレイを薄くするためには、ライトガイドを薄くし、製品パッケージを小型化しなければならない。高品質なＬＣＤ画面に最大の開口部を設けるためには、製品の厚さ及び高さを出来る限り減らし、ライトガイドに対する光の結合を向上させなければならない。良好な色の混合を得るためには、赤色、緑色、及び、青色のＬＥＤダイを互いに近付けて配置すると共に、周囲温度への効率的な熱経路を設ける必要がある。
一実施形態では、基部、及び、キャビティを画定する複数の壁を有する基板を含む光電子パッケージが提供される。基部、及び、キャビティを画定する複数の壁は、主軸及び開口部を有する細長いキャビティを画定し、基部はキャビティ内に存在する表面を有し、キャビティ内に存在する基部の表面は、キャビティの主軸に沿って分散配置された複数のマウンティングパッド及び複数の横壁を有する。マウンティングパッドは横壁によって分離され、横壁の高さは、キャビティを画定する壁よりも低い。キャビティ内に光を放射するために、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイが、基板のマウンティングパッドに取り付けられる。
他の実施形態では、ＬＣＤスクリーンを背面から照明するためのシステムを提供する。このシステムは、基部、及び、キャビティを画定する複数の壁を有する基板を含み、前記基部及び前記キャビティを画定する複数の壁は、主軸及び開口部を有する細長いキャビティを画定し、前記基部は、前記キャビティ内に存在する表面を有し、前記キャビティ内に存在する基部の表面は、前記キャビティの主軸に沿って分散配置された複数のマウンティングパッド及び複数の横壁を有し、前記マウンティングパッドは前記横壁によって分離され、前記横壁の高さは前記キャビティを画定する前記壁よりも低く、前記キャビティの中に光を放射するために、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイが前記基板のマウンティングパッドに取り付けられ、前記複数のＬＥＤダイのうちの少なくとも２つが互いに異なる色を有し、前記横壁の比較的低い高さによって、前記複数のＬＥＤダイから異なる色で放射された光を前記キャビティ内で混合させ、前記開口部から出る前に均一な色の光を形成することができる。前記ＬＥＤデバイスの上にはカプセル材料が配置される。本システムは、入力部及び出力部を有するライトガイドを更に含み、前記入力部は前記ＬＥＤダイによって生成された均一な色の光を前記開口部を通して受け取るように構成され、前記入力部は前記パッケージのカプセル材料に接続され、前記出力部は、前記均一な色の光を前記ＬＣＤスクリーンへ伝送するように構成される。
他の実施形態では、光電子パッケージを製造する方法を提供する。この方法は、基部、及び、キャビティを画定する複数の壁を有する基板を作成するステップであって、前記基部及び前記キャビティを画定する複数の壁は、主軸及び開口部を有する細長いキャビティを画定し、前記基部は前記キャビティ内に存在する表面を有し、前記キャビティ内に存在する前記基部の表面は、前記キャビティの主軸に沿って分散配置された複数のマウンティングパッド及び複数の横壁を有し、前記マウンティングパッドが前記横壁によって分離され、前記横壁の高さは前記キャビティを画定する壁よりも低い、基板を作成するステップと、前記キャビティ内の前記基板の前記基部に複数のＬＥＤダイを取り付けるステップと、前記複数のＬＥＤダイのそれぞれ１つをワイヤボンドによって前記基板の外側部分に接続された複数の導電性トレースのうちの１つに電気的に接続するステップと、前記キャビティ内の前記複数のＬＥＤダイの上にカプセル材料を配置するステップとを含む。
他の実施形態では、光電子パッケージを提供する。この光電子パッケージは、基部、及び、キャビティを画定する複数の壁を有する基板を含み、前記基部及び前記キャビティを画定する複数の壁は、主軸及び開口部を有する細長いキャビティを画定し、前記基部は前記キャビティ内に存在する表面を有し、前記キャビティ内に存在する前記基部の表面は該基部の表面を貫通して延びる複数のマウンティングパッドを有し、それらのマウンティングパッドは前記キャビティの前記主軸に沿って分散配置され、前記キャビティ内に光を放射するために、前記基板の前記マウンティングパッドに複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイが取り付けられ、前記複数のマウンティングパッドは前記キャビティ内に存在する前記基部の表面を貫通して延び、前記複数のＬＥＤダイのそれぞれから前記マウンティングパッドの厚さによって画定される経路に沿って周囲大気へ熱を移動させることができるように構成される。
さらに、他の実施形態も開示される。
図１〜図５を参照すると、一実施形態では、ライトガイド１０５（図２）のための白色光を生成する光電子パッケージ１００を提供する。図１を参照すると、光電子パッケージ１００は、基板１１０と、基板１１０内に形成されたキャビティ１１５と、前記キャビティ１１５の中に配置され、前記基板１１０に取り付けられた複数のＬＥＤダイ１２０とを含む。例えば、基板１１０は、１以上の種々の材料から形成することができる。基板１１０を形成する材料には、制限はしないが、プラスチック材料やセラミック材料がある。一実施形態において、基板１１０を形成するプラスチック材料は、高耐熱性プラスチックからなる場合がある。例えば、基板１１０は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）やＡＭＯＤＥＬポリフタルアミドからなる場合がある。一実施形態では、キャビティ１１５の中にカプセル材料１２５（図５）を配置し、カプセル材料で各ＬＥＤダイ１２０を覆う場合がある。
図１をそのまま参照すると、基板１１０の第１の端部１３０及び第２の端部１３５は、互いに反対側にある。第１の端部１３０と第２の端部１３５の間には、長軸１４０が形成される。基部１４５は、基板１１０の第１の端部１３０と第２の端部１３５の間に延びている。基部１４５の第１の面１５０と第２の面１５５は互いに反対の方向を向いている。キャビティを画定する一対の壁１６０は、基部１４５の第１の面１５０から遠ざかる方向に延びている。キャビティを画定する壁１６０の一対の対向する表面１６５は、互いに向かい合って配置されている。
キャビティを画定する壁１６０は、基板１１０の第１の端部１３０と第２の端部１３５の間に延びている。キャビティ１１５は、基部１４５の第１の面１５０と、キャビティを画定する２つの壁１６０の向かい合った２つの表面１６０の間において、基板１１０に形成される。開口部１７０は基板１１０に形成され、キャビティを画定する２つの壁１６０の間にあるキャビティ１１５の中にまで延び、開口部１７０は、基部１４５とは反対側に配置される。
図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３Ａ、及び、図１３Ｂを参照すると、この典型的な構成の欠点は、光がＬＥＤダイ２０からライトガイド１０に入射するまでに、空気を通過して進まなければならない点にあることが分かる。この構成では、フレネル損失により、光３５のロスが発生する。
一実施形態では、複数のＬＥＤダイ１２０のそれぞれ１つが、基板１１０の第１の面１５０に取り付けられ、それらは互いに一直線上になるように、且つ、長軸１４０に対して平行になるようにして取り付けられる。図５を参照すると、一実施形態において、基板１１０のキャビティ１１５の中に配置されたカプセル材料１２５は、複数のＬＥＤダイのうちのそれぞれ１つから放射された光を受け取り、その光を直接ライトガイド１０５へ伝達する。カプセル材料１２５のこの構成によれば、光がライトガイド１０５に入射するまでガス状環境の中を通過しないため、光のロスを大幅に低減することができる。例えば、カプセル材料１２５は、エポキシやシリコンからなる場合がある。
一実施形態において、カプセル材料１２５は、その内部に拡散器を有する場合がある。カプセル材料１２５内の拡散器は、複数のＬＥＤダイ１２０から放射された光を混合することを目的として構成される。
図７を参照すると、この図は、一実施形態において、ライトガイド１０５（図２）に白色光を提供するために、基部１４５の第１の面１４５、及び、キャビティを画定する壁１６０の向かい合った面１６５は、ＬＥＤダイ１２０から放射された光を開口部１７０を通して反射するように構成されることを示している。一実施形態において、キャビティ１１５におけるプラスチック基板１１０の２つの壁１６０は、放射された光をパッケージ１００の開口部１７０に向けて反射させる角度に構成され、より強い光が生成される。
図８を参照すると、この図は、一実施形態において、キャビティを画定する一対の壁１６０の間において、一連の横壁１７５が、パッケージ１００の基部１４５の第１の表面１５０から遠ざかる方向に張り出していることを示している。プラスチックキャビティ１１５の中において、２つのダイ１２０の間にある壁１７５の高さは低いか、又は、壁１７５は省略される。この壁の設計目的は、２つのダイ１２０の間における光の吸収を最小限に抑えることである。なぜなら、光の吸収は、ダイ１２０のそれぞれ１つの効率を低下させる可能性があるからである。
ＬＥＤダイ１２０の両側には、横壁１７５の上向きテーパ部分１８５、及び、傾斜付きの壁１６０を使用して、反射カップ１８０が形成される場合がある。図８を参照すると、横壁１７５は、隣り合ったＬＥＤダイ１２０間において、所与の距離２００にわたって、最大の高さ１９０から最小の高さ１９５までテーパを有している。角度付きの壁１７５は、複数のＬＥＤダイ１２０のそれぞれに対し、１つの反射カップ１８５として機能し、開口部１７０へ反射される光の量を増加させる。角度付きの完全にプラスチックの壁１６０、及び、横壁１７５を含む反射カップ１８５は、より良好な色の混合が得られるような形、及び、各ＬＥＤダイについて良好な光強度が得られるような形を有する場合がある。
一実施形態において、横壁１７５は、成形部分を有する場合がある。この成形部分は、限定はしないが、例えば、湾曲した壁、階段状の壁、あるいは、良好な光の混合、又は、ＬＥＤダイ１２０の良好な光強度が得られるような他の構成を有する場合がある。
図８をそのまま参照すると、一実施形態において、パッケージ１００は、キャビティ１１５内のカプセル材料１２５の中において色を混ぜ合わせることが可能な寸法を有し、開口部１７０を通して光が放射される前に白色光が生成されるように構成される。複数のＬＥＤダイ１２０のそれぞれ１つは、基部１４５の第１の面１５０からの最大高さ２０５を形成する。複数の横壁１７５のそれぞれ１つは、最大高さ２１０を有し、キャビティ１１５は最大深さ２１５を有する。複数のＬＥＤダイ１２０のそれぞれ１つの最大高さ２０５は、キャビティ１１５の最大深さ２１０の半分未満である場合がある。複数のＬＥＤダイ１２０のそれぞれ１つの最大高さ２０５は、複数の横壁１７５のそれぞれ１つの最大高さ２１０の少なくとも２倍であり、パッケージ内で色の混合が発生し、開口部を通して光が放射される前に白色光が生成されるように構成される場合がある。
図１、図３〜図６、図８、図９、及び、図１１を参照すると、これらは、基板１１０のプラスチック材料の上にコーティングされた複数の金属部分２２０を示している。一実施形態において、金属部分２２０は銅材料を含む場合がある。
図９を参照すると、一実施形態において、金属部分２２０は、キャビティを画定する壁１６０の向かい合った表面１６５のうちの一方に沿って、基部１４５の第１の面１５０から、基板１１０の外側部分に配置された複数のコネクタパッド２３０まで延びる複数の上部導電性トレース２２５を含む場合がある。上部導電性トレース２２５によれば、複数の上部導電性トレース２２５のうちの１つに隣接して取り付けられた複数のＬＥＤダイ１２０のそれぞれの上部を、複数のコネクタパッド２３０のそれぞれに電気的に接続することができる。
図９をそのまま参照すると、金属部分２２０は、基部１４５の第２の面１５５に配置され、基板１１０の外側部分に配置された複数のコネクタパッド２４０まで延びる、複数の底部導電性トレース２３５を含む場合がある。底部導電性トレース２３５によれば、複数の底部導電性トレース２３５に隣接して取り付けられた複数のＬＥＤダイ１２０のそれぞれの下側部分を、複数のコネクタパッド２４０のそれぞれに電気的に接続することができる。また、底部導電性トレース２３５は、基部１４５の第２の面１５５に配置されたヒートシンクとしての機能も有し、複数のＬＥＤダイ１２０のそれぞれ１つが、複数のヒートシンクのうちの１つにそれぞれ熱的に接続される。
図１１を参照すると、一実施形態では、複数のＬＥＤダイ１２０のそれぞれへのエアフローを増加させるために、底部導電性トレース２３５に窪み２４５を形成する場合がある。代替実施形態において、基板１１０は、基部１４５を貫通する一連の通路を有するように形成される場合がある。金属部分２２０は、それらの通路の少なくとも一部を覆い、底部導電性トレース２３５を形成するように構成される。底部導電性トレース２３５はそれぞれ広い表面積を有し、底部導電性トレース２３５の少なくとも一部において、ＬＥＤダイ１２０から周囲大気へ直接熱を伝えることができるため、従来のパッケージ設計に比べて、放熱に優れている。また、各ＬＥＤダイ１２０は、底部導電性トレース２３５のうちの対応する１つに取り付けられるため、非常に短い熱経路が得られる。
一実施形態において、底部導電性トレース２３５は、窪みを持たない場合がある。トレース２３５は、熱伝導性グリス、熱伝導性接着剤、又は、他の熱伝導性の化合物を使用して、金属ヒートシンクに取り付けられる場合がある。一実施形態では、自然な空気の流れによって、トレース２３５の他方の面に取り付けられたＬＥＤダイ１２０が冷却される状態にパッケージ１００を維持できるように、ＬＥＤダイ１２０によって生成される熱はあまり高くない。したがって、それによってＬＥＤダイ１２０の効率を高めることができ、出力が明るくなり、又は、光出力効率低下率を下げることができる。
図１１をそのまま参照すると、一実施形態において、複数のＬＥＤダイ１２０のそれぞれ１つは、底部導電性トレース２３５のうちの対応する１つに電気的に接続される。
一実施形態において、基板１１０の第１の表面１５０に取り付けられた複数のＬＥＤダイ１２０は、赤色ＬＥＤダイ、緑色ＬＥＤダイ、及び、青色ＬＥＤダイを含む。
一実施形態において、青色ＬＥＤダイは、キャビティ１１５の中に配置されるリン光体材料とともに設けられる。白色の光は、青色ＬＥＤによって放射される光と、キャビティ１１５の中に配置されたリン光体材料によって形成され、白色の光は開口部１７０を通して放射される。例えば、リン光体材料は、キャビティに充填されるシリコンやエポキシの中に予め混ぜ込まれる場合がある。
図８を参照すると、一実施形態において、複数のＬＥＤダイ１２０は、基部１４５の長軸１４０に対して垂直な方向２５０に光を放射するように取り付けられる。一実施形態では、複数のＬＥＤダイ１２０のそれぞれ１つの上部に、単一のワイヤボンド２５５が電気的に接続される。任意選択で、複数ＬＥＤダイ１２０のうちの１以上に対して、２つのワイヤボンド２６０を電気的に接続してもよい。
一実施形態において、ＬＥＤダイ１２０の数は、基板１１０の第１の端部１３０と第２の端部１３５の間のライトガイド１０５の要件に応じて、全長を形成するように選択される。
図２を参照すると、この図は、一実施形態における、ＬＣＤスクリーンを背後から照明するためのシステムを示している。このシステムは、光電子パッケージ１００と、入力部２６０及び出力部２６５を有するライトガイド１０５とを含む。入力部２６０は、パッケージ１００から供給された白色光を開口部１７０を通して受け取るように構成される。出力部２６０は、その白色光をＬＣＤスクリーン２７０に伝達するように構成される。さらに、ライトガイド１０５とＬＣＤスクリーン２７０の間に、拡散器２７５及びプリズムシート２８０が設けられる。また、ライトガイド１０５に隣接して、ＬＣＤスクリーン２７０とは反対側の位置に、反射器２８５が配置される場合がある。
図１０を参照すると、この図は、ライトガイド１０５（図２）に対して白色光を生成するための光電子パッケージ１００を製造する方法のフロー図２９０を示している。一実施形態において、この方法は、基板１１０を作成するステップ（２９５）と、キャビティ１１５内の基板１１０の第１の表面１５０に複数のＬＥＤダイ１２０を取り付けるステップ（３００）と、複数のＬＥＤダイ１２０のそれぞれ１つを基板１１０の外側部分に接続された複数の導電性トレース２２０のうちの１つに電気的に接続するステップ（３０５）と、基板１１０のキャビティ１１５内にカプセル材料１２５を配置し、複数のＬＥＤダイ１２０がカプセル材料で覆われるようにするステップ（３１０）とを含む。さらに、パッケージ１００を製造する方法は、基板１１０のキャビティ１１５内にカプセル材料１２５を配置した後、カプセル材料１２５をキュア（硬化）するステップを含む場合がある。
一実施形態において、光はパッケージ１００の壁によって反射され、開口部１７０の外に導かれるため、光源からの光を導くための反射器は必要ない。パッケージ１００を貫通する開口部１７０は、全ての光がライトガイド１０の中へ確実に導かれるような小さなサイズに形成される場合がある。
一実施形態では、導電性及び熱伝導性の接着剤を使用して、ＬＥＤチップ１２０を基板１１０に取り付ける場合がある。
良好な色の混合、及び、明るさの均一性を達成するために、複数のＬＥＤダイ１２０は互いに近づけて配置される。パッケージハウジングで色を混合するために、ダイ１２０間の間隔は最適化され、個々のダイの色を放射することなく、白色光のような選択された色の光だけが、パッケージ１００の外部に放射される。また、これによって、ライトガイド１０５に結合されたときに、ホットスポットや未使用ＬＣＤ領域の面積が低減される。好ましい実施形態では、ＬＥＤダイのそれぞれ１つを個別にアドレス指定することができ、ＬＥＤダイ１２０のそれぞれ１つの間の接続は、用途によっては、外部的に行われる。
本発明の種々の例示的実施形態を以下に列挙する。
１．基部、及び、キャビティを画定する複数の壁を有する基板であって、前記基部及び前記キャビティを画定する複数の壁が、主軸及び開口部を有する細長いキャビティを画定し、前記基部が、前記キャビティ内に存在する表面を有し、前記キャビティ内に存在する前記基部の前記表面が、前記キャビティの前記主軸に沿って分散配置された複数のマウンティングパッド及び複数の横壁を有し、前記マウンティングパッドが、前記横壁によって分離され、前記横壁の高さが、前記キャビティを画定する壁よりも低いように構成される、基板と、
前記キャビティの中に光を放射するように前記基板の前記マウンティングパッドに取り付けられた複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイと
からなる光電子パッケージ。
２．前記ＬＥＤダイのうちの少なくとも２つは、互いに異なる色の光を放射し、前記横壁の高さが低いことによって、前記複数のＬＥＤダイから放射される異なる色の光を、前記キャビティの中で混合し、前記開口部から出てゆく前に、均一な色の光を形成することができる、１に記載の光電子パッケージ。
３．前記基板の第１の表面に取り付けられた前記複数のＬＥＤダイは、赤色ＬＥＤダイ、緑色ＬＥＤダイ、及び、青色ＬＥＤダイを含む、１に記載の光電子パッケージ。
４．前記基板の前記第１の表面に取り付けられた前記複数のＬＥＤダイは、青色ＬＥＤダイを含み、前記光電子パッケージは、前記キャビティ内に配置されたリン光体材料を更に含み、前記青色ＬＥＤダイによって放射される光、及び、前記キャビティ内に配置されたリン光体材料によって白色の光が形成され、前記白色の光が、前記開口部を通して放射される、１に記載の光電子パッケージ。
５．前記複数の横壁はそれぞれ、前記複数のマウンティングパッドのうちの隣接するものから遠ざかる方向において、互いに上向きに傾斜する一対の対向する部分を有する、１に記載の光電子パッケージ。
６．前記キャビティ内の前記ＬＥＤダイの上に配置されたカプセル材料を更に含む、１に記載の光電子パッケージ。
７．一対の前記横壁は、前記複数のＬＥＤダイのうちの１つをその間に入れた状態で互いに対向して配置され、前記キャビティを画定している一対の壁であって、前記複数のＬＥＤダイのうちの１つを取り囲んでいる一対の壁と合わせて、反射カップを形成するように配置される、１に記載の光電子パッケージ。
８．前記複数のＬＥＤダイは最大の高さを有し、前記複数の横壁は最小の高さを有し、前記キャビティは最大の深さを有し、前記複数のＬＥＤダイの前記最大の高さは、前記キャビティの前記最大の深さの半分未満であり、前記複数のＬＥＤダイの最大の高さは、前記複数の横壁の前記最大の高さの少なくとも２倍である、１に記載の光電子パッケージ。
９．前記基板はプラスチック材料からなる、１に記載の光電子パッケージ。
１０．前記プラスチック材料は高耐熱性プラスチックを含む、９に記載の光電子パッケージ。
１１．前記高耐熱性プラスチック材料は液晶ポリマー（ＬＣＰ）である、１０に記載の光電子パッケージ。
１２．前記高耐熱性プラスチック材料はポリフタルアミドである、１０に記載の光電子パッケージ。
１３．前記基板の前記プラスチック材料の上にコーティングされた複数の金属部分を更に含む、９に記載の光電子パッケージ。
１４．前記複数の金属部分は、前記キャビティを画定する複数の壁のうちの１つに沿って、前記基部の前記キャビティ内に存在する前記表面から、前記基板の外側部分に配置された複数のコネクタパッドまで延びる複数の導電性トレースを含み、前記複数の導電性トレースのうちの１つに隣接して取り付けられた前記複数のＬＥＤダイのそれぞれを、前記複数のコネクタパッドのそれぞれに接続することができる、１３に記載の光電子パッケージ。
１５．前記複数の金属部分は、前記基部を貫通して配置された複数のヒートシンクを含み、前記複数のＬＥＤダイのうちのそれぞれ１つが、前記複数のヒートシンクのうちの１つに熱的に接続される、１３に記載の光電子パッケージ。
１６．前記複数の金属部分は銅材料を含む、請求項１３に記載の光電子パッケージ。
１７．単一のワイヤボンドによって、前記複数のＬＥＤダイのうちの１つが、前記複数の上部導電性トレースのうちの対応する１つに電気的に接続される、１に記載の光電子パッケージ。
１８．２つのワイヤボンドによって、前記複数のＬＥＤダイのうちの１つが、前記複数の上部導電性トレースのうちの対応する１つに電気的に接続される、１に記載の光電子パッケージ。
１９．前記複数のＬＥＤダイのそれぞれ１つの底部が、前記複数のヒートシンクのうちの対応するものに接続される、１に記載の光電子パッケージ。
２０．前記基板はセラミック材料を含む、請求項１に記載の光電子パッケージ。
２１．ＬＣＤスクリーンを背面から照明するためのシステムであって、光電子パッケージを含み、該光電子パッケージが、
基部、及び、キャビティを画定する複数の壁を有する基板であって、前記基部及び前記キャビティを画定する複数の壁が、主軸及び開口部を有する細長いキャビティを画定し、前記基部が、前記キャビティ内に存在する表面を有し、前記キャビティ内に存在する前記基部の前記表面が、前記キャビティの前記主軸に沿って分散配置された複数のマウンティングパッド及び複数の横壁を有し、前記マウンティングパッドが、前記横壁によって分離され、前記横壁の高さが、前記キャビティを画定する壁よりも低いように構成される、基板と、
前記キャビティの中に光を放射するように前記基板の前記マウンティングパッドに取り付けられた複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイであって、前記ＬＥＤダイのうちの少なくとも２つは、互いに異なる色の光を放射し、前記横壁の高さが低いことによって、前記複数のＬＥＤダイから放射される異なる色の光を、前記キャビティの中で混合し、前記開口部から出てゆく前に、均一な色の光を形成することができるように構成された、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイと、
前記ＬＥＤダイの上に配置されたカプセル材料と、
入力部及び出力部を有するライトガイドであって、前記入力部が、前記ＬＥＤダイによって生成された均一な色の光を前記開口部を通して受け取るように構成され、前記入力部が前記パッケージの前記カプセル材料に接続され、前記出力部が、前記ＬＣＤスクリーンに対して均一な色の光を伝送するように構成される、ライトガイドと
とからなるシステム。
２２．光電子パッケージを製造する方法であって、
基部、及び、キャビティを画定する複数の壁を有する基板であって、前記基部及び前記キャビティを画定する複数の壁が、主軸及び開口部を有する細長いキャビティを画定し、前記基部が、前記キャビティ内に存在する表面を有し、前記キャビティ内に存在する前記基部の前記表面が、前記キャビティの前記主軸に沿って分散配置された複数のマウンティングパッド及び複数の横壁を有し、前記マウンティングパッドが、前記横壁によって分離され、前記横壁の高さが、前記キャビティを画定する壁よりも低いように構成される、基板を作成するステップと、
前記複数のＬＥＤダイを前記キャビティ内の前記基板の前記基部に取り付けるステップと、
前記複数のＬＥＤダイのそれぞれ１つをワイヤボンドによって、前記基板の外側部分に接続された複数の導電性トレースのうちの１つに電気的に接続するステップと、
前記キャビティ内の前記複数のＬＥＤダイの上にカプセル材料を配置するステップと
からなる方法。
２３．前記カプセル材料を前記キャビティ内の前記複数のＬＥＤダイの上に配置した後、前記カプセル材料を硬化させるステップを更に含む、２２に記載の方法。
２４．基部、及び、キャビティを画定する複数の壁を有する基板であって、前記基部及び前記キャビティを画定する複数の壁が、主軸及び開口部を有する細長いキャビティを画定し、前記基部が、前記キャビティ内に存在する表面を有し、前記キャビティ内に存在する前記基部の前記表面が、前記キャビティの前記主軸に沿って分散配置された前記基部の前記表面を貫通して延びる複数のマウンティングパッドを有するように構成される、基板と、
前記キャビティの中に光を放射するために前記基板の前記マウンティングパッドに取り付けられた複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイであって、前記複数のマウンティングパッドが、前記キャビティ内に存在する前記基部の前記表面を貫通して延び、前記マウンティングパッドの厚みによって画定される経路に沿って、前記複数のＬＥＤダイのそれぞれ１つから周囲大気へと熱を移動させることができるように構成される、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイと
からなる光電子パッケージ。
２５．前記キャビティ内の前記ＬＥＤダイの上に配置されたカプセル材料を更に含む、２４に記載の光電子パッケージ。
２６．前記キャビティの前記主軸に沿って分散配置された複数の横壁を更に含み、前記マウンティングパッドは、前記横壁の傾斜した各対によって分離され、前記横壁は、前記複数のマウンティングパッドのうちの隣接するものから遠ざかる方向において、上向きの傾きを有する向かい合った部分を有し、前記横壁の高さは、前記キャビティを画定する壁よりも低い、２４に記載の光電子パッケージ。
２７．前記複数のＬＥＤダイのうちの少なくとも２つは互いに異なる色の光を放射し、前記複数のＬＥＤダイから放射された異なる色の光が、前記キャビティの中で混合され、前記開口部から出てゆく前に、均一な色の光を形成する、２４に記載の光電子パッケージ。
１．基部、及び、キャビティを画定する複数の壁を有する基板であって、前記基部及び前記キャビティを画定する複数の壁が、主軸及び開口部を有する細長いキャビティを画定し、前記基部が、前記キャビティ内に存在する表面を有し、前記キャビティ内に存在する前記基部の前記表面が、前記キャビティの前記主軸に沿って分散配置された複数のマウンティングパッド及び複数の横壁を有し、前記マウンティングパッドが、前記横壁によって分離され、前記横壁の高さが、前記キャビティを画定する壁よりも低いように構成される、基板と、
前記キャビティの中に光を放射するように前記基板の前記マウンティングパッドに取り付けられた複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイと
からなる光電子パッケージ。
２．前記ＬＥＤダイのうちの少なくとも２つは、互いに異なる色の光を放射し、前記横壁の高さが低いことによって、前記複数のＬＥＤダイから放射される異なる色の光を、前記キャビティの中で混合し、前記開口部から出てゆく前に、均一な色の光を形成することができる、１に記載の光電子パッケージ。
３．前記基板の第１の表面に取り付けられた前記複数のＬＥＤダイは、赤色ＬＥＤダイ、緑色ＬＥＤダイ、及び、青色ＬＥＤダイを含む、１に記載の光電子パッケージ。
４．前記基板の前記第１の表面に取り付けられた前記複数のＬＥＤダイは、青色ＬＥＤダイを含み、前記光電子パッケージは、前記キャビティ内に配置されたリン光体材料を更に含み、前記青色ＬＥＤダイによって放射される光、及び、前記キャビティ内に配置されたリン光体材料によって白色の光が形成され、前記白色の光が、前記開口部を通して放射される、１に記載の光電子パッケージ。
５．前記複数の横壁はそれぞれ、前記複数のマウンティングパッドのうちの隣接するものから遠ざかる方向において、互いに上向きに傾斜する一対の対向する部分を有する、１に記載の光電子パッケージ。
６．前記キャビティ内の前記ＬＥＤダイの上に配置されたカプセル材料を更に含む、１に記載の光電子パッケージ。
７．一対の前記横壁は、前記複数のＬＥＤダイのうちの１つをその間に入れた状態で互いに対向して配置され、前記キャビティを画定している一対の壁であって、前記複数のＬＥＤダイのうちの１つを取り囲んでいる一対の壁と合わせて、反射カップを形成するように配置される、１に記載の光電子パッケージ。
８．前記複数のＬＥＤダイは最大の高さを有し、前記複数の横壁は最小の高さを有し、前記キャビティは最大の深さを有し、前記複数のＬＥＤダイの前記最大の高さは、前記キャビティの前記最大の深さの半分未満であり、前記複数のＬＥＤダイの最大の高さは、前記複数の横壁の前記最大の高さの少なくとも２倍である、１に記載の光電子パッケージ。
９．前記基板はプラスチック材料からなる、１に記載の光電子パッケージ。
１０．前記プラスチック材料は高耐熱性プラスチックを含む、９に記載の光電子パッケージ。
１１．前記高耐熱性プラスチック材料は液晶ポリマー（ＬＣＰ）である、１０に記載の光電子パッケージ。
１２．前記高耐熱性プラスチック材料はポリフタルアミドである、１０に記載の光電子パッケージ。
１３．前記基板の前記プラスチック材料の上にコーティングされた複数の金属部分を更に含む、９に記載の光電子パッケージ。
１４．前記複数の金属部分は、前記キャビティを画定する複数の壁のうちの１つに沿って、前記基部の前記キャビティ内に存在する前記表面から、前記基板の外側部分に配置された複数のコネクタパッドまで延びる複数の導電性トレースを含み、前記複数の導電性トレースのうちの１つに隣接して取り付けられた前記複数のＬＥＤダイのそれぞれを、前記複数のコネクタパッドのそれぞれに接続することができる、１３に記載の光電子パッケージ。
１５．前記複数の金属部分は、前記基部を貫通して配置された複数のヒートシンクを含み、前記複数のＬＥＤダイのうちのそれぞれ１つが、前記複数のヒートシンクのうちの１つに熱的に接続される、１３に記載の光電子パッケージ。
１６．前記複数の金属部分は銅材料を含む、請求項１３に記載の光電子パッケージ。
１７．単一のワイヤボンドによって、前記複数のＬＥＤダイのうちの１つが、前記複数の上部導電性トレースのうちの対応する１つに電気的に接続される、１に記載の光電子パッケージ。
１８．２つのワイヤボンドによって、前記複数のＬＥＤダイのうちの１つが、前記複数の上部導電性トレースのうちの対応する１つに電気的に接続される、１に記載の光電子パッケージ。
１９．前記複数のＬＥＤダイのそれぞれ１つの底部が、前記複数のヒートシンクのうちの対応するものに接続される、１に記載の光電子パッケージ。
２０．前記基板はセラミック材料を含む、請求項１に記載の光電子パッケージ。
２１．ＬＣＤスクリーンを背面から照明するためのシステムであって、光電子パッケージを含み、該光電子パッケージが、
基部、及び、キャビティを画定する複数の壁を有する基板であって、前記基部及び前記キャビティを画定する複数の壁が、主軸及び開口部を有する細長いキャビティを画定し、前記基部が、前記キャビティ内に存在する表面を有し、前記キャビティ内に存在する前記基部の前記表面が、前記キャビティの前記主軸に沿って分散配置された複数のマウンティングパッド及び複数の横壁を有し、前記マウンティングパッドが、前記横壁によって分離され、前記横壁の高さが、前記キャビティを画定する壁よりも低いように構成される、基板と、
前記キャビティの中に光を放射するように前記基板の前記マウンティングパッドに取り付けられた複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイであって、前記ＬＥＤダイのうちの少なくとも２つは、互いに異なる色の光を放射し、前記横壁の高さが低いことによって、前記複数のＬＥＤダイから放射される異なる色の光を、前記キャビティの中で混合し、前記開口部から出てゆく前に、均一な色の光を形成することができるように構成された、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイと、
前記ＬＥＤダイの上に配置されたカプセル材料と、
入力部及び出力部を有するライトガイドであって、前記入力部が、前記ＬＥＤダイによって生成された均一な色の光を前記開口部を通して受け取るように構成され、前記入力部が前記パッケージの前記カプセル材料に接続され、前記出力部が、前記ＬＣＤスクリーンに対して均一な色の光を伝送するように構成される、ライトガイドと
とからなるシステム。
２２．光電子パッケージを製造する方法であって、
基部、及び、キャビティを画定する複数の壁を有する基板であって、前記基部及び前記キャビティを画定する複数の壁が、主軸及び開口部を有する細長いキャビティを画定し、前記基部が、前記キャビティ内に存在する表面を有し、前記キャビティ内に存在する前記基部の前記表面が、前記キャビティの前記主軸に沿って分散配置された複数のマウンティングパッド及び複数の横壁を有し、前記マウンティングパッドが、前記横壁によって分離され、前記横壁の高さが、前記キャビティを画定する壁よりも低いように構成される、基板を作成するステップと、
前記複数のＬＥＤダイを前記キャビティ内の前記基板の前記基部に取り付けるステップと、
前記複数のＬＥＤダイのそれぞれ１つをワイヤボンドによって、前記基板の外側部分に接続された複数の導電性トレースのうちの１つに電気的に接続するステップと、
前記キャビティ内の前記複数のＬＥＤダイの上にカプセル材料を配置するステップと
からなる方法。
２３．前記カプセル材料を前記キャビティ内の前記複数のＬＥＤダイの上に配置した後、前記カプセル材料を硬化させるステップを更に含む、２２に記載の方法。
２４．基部、及び、キャビティを画定する複数の壁を有する基板であって、前記基部及び前記キャビティを画定する複数の壁が、主軸及び開口部を有する細長いキャビティを画定し、前記基部が、前記キャビティ内に存在する表面を有し、前記キャビティ内に存在する前記基部の前記表面が、前記キャビティの前記主軸に沿って分散配置された前記基部の前記表面を貫通して延びる複数のマウンティングパッドを有するように構成される、基板と、
前記キャビティの中に光を放射するために前記基板の前記マウンティングパッドに取り付けられた複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイであって、前記複数のマウンティングパッドが、前記キャビティ内に存在する前記基部の前記表面を貫通して延び、前記マウンティングパッドの厚みによって画定される経路に沿って、前記複数のＬＥＤダイのそれぞれ１つから周囲大気へと熱を移動させることができるように構成される、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイと
からなる光電子パッケージ。
２５．前記キャビティ内の前記ＬＥＤダイの上に配置されたカプセル材料を更に含む、２４に記載の光電子パッケージ。
２６．前記キャビティの前記主軸に沿って分散配置された複数の横壁を更に含み、前記マウンティングパッドは、前記横壁の傾斜した各対によって分離され、前記横壁は、前記複数のマウンティングパッドのうちの隣接するものから遠ざかる方向において、上向きの傾きを有する向かい合った部分を有し、前記横壁の高さは、前記キャビティを画定する壁よりも低い、２４に記載の光電子パッケージ。
２７．前記複数のＬＥＤダイのうちの少なくとも２つは互いに異なる色の光を放射し、前記複数のＬＥＤダイから放射された異なる色の光が、前記キャビティの中で混合され、前記開口部から出てゆく前に、均一な色の光を形成する、２４に記載の光電子パッケージ。
Claims (10)
- 基部(145)、及び、キャビティを画定する複数の壁(160)を有する基板(110)であって、前記基部(145)及び前記キャビティを画定する複数の壁(160)が、主軸及び開口部(170)を有する細長いキャビティ(115)を画定し、前記基部(145)が、前記キャビティ(115)内に存在する表面を有し、前記キャビティ(115)内に存在する前記基部(145)の前記表面が、前記キャビティ(115)の前記主軸に沿って分散配置された複数のマウンティングパッド及び複数の横壁(175)を有し、前記マウンティングパッドが、前記横壁(175)によって分離され、前記横壁(175)の高さが、前記キャビティを画定する壁よりも低いように構成される、基板(110)と、
前記キャビティ(115)の中に光を放射するように前記基板(110)の前記マウンティングパッドに取り付けられた複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイ(120)と
からなる光電子パッケージ(100)。 - 前記ＬＥＤダイ(120)のうちの少なくとも２つは互いに異なる色の光を放射し、前記横壁(175)の高さが低いことによって、前記複数のＬＥＤダイ(120)から放射される異なる色の光を、前記キャビティ(115)の中で混合し、前記開口部(170)から出てゆく前に、均一な色の光を形成することができる、請求項１に記載の光電子パッケージ。
- 前記キャビティ(115)内の前記ＬＥＤダイ(120)の上に配置されたカプセル材料(125)を更に含む、請求項１に記載の光電子パッケージ。
- 前記ＬＥＤダイ(120)のうちの少なくとも２つは互いに異なる色の光を放射し、前記横壁(175)の高さが低いことによって、前記複数のＬＥＤダイ(120)から放射される異なる色の光を、前記キャビティ(115)の中で混合し、前記開口部(170)から出てゆく前に、均一な色の光を形成することができ、前記ＬＥＤデバイスの上に配置されたカプセル材料(125)を更に含み、ＬＣＤスクリーン(270)を背面から照明するシステムを更に含み、該システムが、入力部及び出力部を有するライトガイド(105)を含み、前記入力部は、前記ＬＥＤダイ(120)によって生成された均一な色の光を前記開口部(170)を通して受け取るように構成され、前記入力部は前記パッケージの前記カプセル材料(125)に接続され、前記出力部は前記均一な色の光を前記ＬＣＤスクリーン(270)へ伝送する、請求項１に記載の光電子パッケージ。
- 光電子パッケージ(100)を製造する方法(290)であって、
基部(145)、及び、キャビティを画定する複数の壁(160)を有する基板(110)であって、前記基部(145)及び前記キャビティを画定する複数の壁(160)が、主軸及び開口部(170)を有する細長いキャビティ(115)を画定し、前記基部(145)が、前記キャビティ(115)内に存在する表面を有し、前記キャビティ(115)内に存在する前記基部(145)の前記表面が、前記キャビティ(115)の前記主軸に沿って分散配置された複数のマウンティングパッド及び複数の横壁(175)を有し、前記マウンティングパッドが前記横壁(175)によって分離され、前記横壁(175)の高さが、前記キャビティを画定する壁(160)よりも低いように構成される、基板(110)を作成するステップ(295)と、
前記複数のＬＥＤダイ(120)を前記キャビティ内(115)の前記基板(110)の前記基部(145)に取り付けるステップ(300)と、
前記複数のＬＥＤダイ(120)のそれぞれ１つをワイヤボンド(255,260)によって、前記基板(110)の外側部分に接続された複数の導電性トレースのうちの１つに電気的に接続するステップ(305)と、
前記キャビティ(115)内の前記複数のＬＥＤダイ(120)の上にカプセル材料(125)を配置するステップ(310)と
からなる方法(290)。 - 前記キャビティ(115)内の前記複数のＬＥＤダイ(120)の上に前記カプセル材料(125)を配置した後、前記カプセル材料(125)を硬化するステップを更に含む、請求項５に記載の方法。
- 基部(145)、及び、キャビティを画定する複数の壁(160)を有する基板(110)であって、前記基部(145)及び前記キャビティを画定する複数の壁(160)が、主軸及び開口部(170)を有する細長いキャビティ(115)を画定し、前記基部(145)が、前記キャビティ(115)内に存在する表面を有し、前記キャビティ(115)内に存在する前記基部(145)の前記表面が、前記キャビティ(115)の前記主軸に沿って分散配置された前記基部の前記表面を貫通して延びる複数のマウンティングパッドを有するように構成される、基板(110)と、
前記キャビティ(115)の中に光を放射するために前記基板(110)の前記マウンティングパッドに取り付けられた複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイ(120)であって、前記複数のマウンティングパッドが、前記キャビティ内(115)に存在する前記基部(145)の前記表面を貫通して延び、前記マウンティングパッドの厚みによって画定される経路に沿って、前記複数のＬＥＤダイ(120)のそれぞれ１つから周囲大気へと熱を移動させることができるように構成される、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイ(120)と
からなる光電子パッケージ。 - 前記キャビティ(115)内の前記ＬＥＤダイ(120)の上に配置されたカプセル材料(125)を更に含む、請求項７に記載の光電子パッケージ。
- 前記キャビティ(115)の前記主軸に沿って分散配置された複数の横壁(175)を更に含み、前記マウンティングパッドは、傾斜付きの前記横壁(115)の対によって分離され、前記横壁(175)は、前記複数のマウンティングパッドのうちの隣接するものから遠ざかる方向において、上向きの傾斜を有する向かい合った部分を有し、前記横壁(175)の高さは、前記キャビティを画定する壁(160)よりも低い、請求項７に記載の光電子パッケージ。
- 前記複数のＬＥＤダイ(120)のうちの少なくとも２つは互いに異なる色の光を放射し、前記複数のＬＥＤダイ(120)から放射された異なる色の光が、前記キャビティ(115)の中で混合され、前記開口部(170)から出てゆく前に、均一な色の光が形成される、請求項７に記載の光電子パッケージ。
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