JP2007188942A - Light emitting diode device coupling rectifying circuit to sub-carrier and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光ダイオードに関するもので、特に整流回路を副キャリアに結合した発光ダイオードの発光装置及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a light emitting diode, and more particularly to a light emitting device of a light emitting diode in which a rectifier circuit is coupled to a subcarrier, and a method for manufacturing the same.
発光ダイオードの基本的な使用方法は、発光ダイオードに対して適する順方向直流電圧をかけ、発光ダイオードの電子、正孔の結合を駆使して光を発する。発光ダイオードが家庭や戸外での照明に使用されるに従い、交流電流で発光ダイオードを直接駆動する需要が高まっている。しかし、交流電圧を発光ダイオードに掛ける場合、過大な逆方向電圧は発光ダイオードを壊しやすい。そのため、一般に見られる解決方法として、変圧器や降圧回路を使用し、交流電圧を発光ダイオードが負荷できる範囲内に落とす方法がある。しかし、このような降圧の過程に於いて、大量のエネルギーが熱エネルギーに変換されてしまう。 The basic method of using a light emitting diode is to apply a forward DC voltage suitable for the light emitting diode and emit light by utilizing the combination of electrons and holes of the light emitting diode. As light emitting diodes are used for lighting in homes and outdoors, there is an increasing demand for directly driving the light emitting diodes with alternating current. However, when an AC voltage is applied to the light emitting diode, an excessive reverse voltage tends to break the light emitting diode. For this reason, as a commonly found solution, there is a method of using a transformer or a step-down circuit to drop the AC voltage within a range where the light emitting diode can be loaded. However, in such a step-down process, a large amount of energy is converted into heat energy.
交流電流を直接発光ダイオードにかける別の問題として、発光ダイオードは、交流電流が発光ダイオードに順方向バイアスの半周期でかけた時だけ発光する。この他、半周期でも、発光ダイオードに対して逆バイアスをかけたのでは発光しない。そのため一般的な応用も整流回路を結合するのが常であり、先ず交流電流を直流電流に転換し、その後発光ダイオード上にかける。最も良く見られるのが、整流回路、即ち橋架け式(bridge)整流回路である。 As another problem of applying an alternating current directly to the light emitting diode, the light emitting diode emits light only when the alternating current is applied to the light emitting diode with a half period of forward bias. In addition, even in a half cycle, no light is emitted if a reverse bias is applied to the light emitting diode. For this reason, it is common to connect a rectifier circuit in a general application. First, an alternating current is converted into a direct current and then applied to a light emitting diode. The most common is a rectifier circuit, ie a bridge rectifier circuit.
図1に示すのは、公知の交流電流で駆動した発光ダイオードの回路を示す図である。図に示すとおり、交流電源10(例として110Vもしくは220Vの電気)の交流電圧を降圧装置20(通常レジスタ)で降圧し、次に橋架け式整流回路の四筋のダイオード30の整流を行い、その後橋架け式整流回路の負荷である発光ダイオード40に電圧をかけて発光させる。図2、3で示すのは、交流電圧を正半周期と逆半周期の電流ルートへそれぞれかけたものである(点線で示す)。図に示すとおり、橋架け式整流回路の作用によって、交流電圧の正半周期もしくは逆半周期に係わらず、発光ダイオード40は順方向バイアス下に於いて発光する。
FIG. 1 is a diagram showing a circuit of a light emitting diode driven by a known alternating current. As shown in the figure, the AC voltage of the AC power supply 10 (for example, 110V or 220V electricity) is stepped down by the step-down device 20 (normal resistor), and then the four
同様の原理に基づき、下記に類似のアーキテクチャーを示す。図4に示すとおり、特許文献1の実用新案は、発光ダイオード40が橋架け式整流回路の負荷とする他に、多数個の発光ダイオード40をそれぞれ橋架け式整流回路四筋の電流ルート上で直列設置し、これらの発光ダイオード40を各々適する降圧後の交流電流の正半周期と逆半周期で各自発光する。
Based on similar principles, a similar architecture is shown below. As shown in FIG. 4, the utility model of Patent Document 1 is that a
図5に示すのは、断面を示す図で、前述の公知技術を実際に生産する際、通常先ずプリント回路板もしくはプリント基板50上で回路を作る(図未提示)。次に粒構成された橋架け式整流回路のダイオード粒(die)60と、各発光ダイオード粒70を一つ一つ反転させ、ダイオード粒60、発光ダイオード粒70を同一面の正負電極(図未提示)下向きでプリント基板50に向かせて位置し、続いて溶接球もしくはバンプ(bump)80でプリント基板50へ連接して予め回路を作っておく。この他、よく見られる方法として、橋架け式整流回路のダイオード及び発光ダイオードを同一基板上で作り、導線(bonding wire)や金線(gold wire)で繋ぐ方式で、ダイオード及び発光ダイオードを必要な回路アーキテクチャーに連接する。
FIG. 5 shows a cross-sectional view. When actually producing the above-described known technique, a circuit is usually first formed on a printed circuit board or printed board 50 (not shown). Next, the diode grains (die) 60 of the bridge-type rectifier circuit composed of grains and the respective light
前述の橋架け式整流回路を結合する発光ダイオードの発光装置製造に関しての問題について、本発明は一種の新しい発光ダイオードの発光装置構造を提供する。これにより、各ダイオードと発光ダイオードを反転せずにすでに作られた回路のプリント基板上に設置すればよく、また各ダイオードと発光ダイオードをプリント基板上に作って、それから線を連接する必要がない。 In view of the problems associated with the light emitting diode light emitting device coupling with the bridge rectifier circuit described above, the present invention provides a kind of new light emitting diode light emitting device structure. This allows each diode and light emitting diode to be placed on the printed circuit board of the circuit already made without inversion, and it is not necessary to make each diode and light emitting diode on the printed circuit board and then connect the wires. .
本発明が提出する発光ダイオードの発光装置は主に下プリント基板及び上プリント基板を含む。下プリント基板は通常シリコンもしくはその他の適する材料で構成される。下プリント基板は、先ず一般のIC回路製造方法で整流回路(橋架け式整流回路、その他の全波整流回路、半波整流回路を含む)を実施し、適する電気接点をその上表面に設置する。上プリント基板は、一般のIC回路製造法を用い、多数個の発光ダイオードをNxMマトリックスで実施し、各発光ダイオードを相互に絶縁独立させる。発光ダイオードの間は、先ず金属メッキ層の方式である蒸メッキもしくはスパッタリング上を導線で連接し、下プリント基板の橋架け整流回路と相互にマッチさせた回路を構成する。 The light emitting device of the light emitting diode submitted by the present invention mainly includes a lower printed circuit board and an upper printed circuit board. The lower printed circuit board is usually composed of silicon or other suitable material. The lower printed circuit board is first subjected to a rectifier circuit (including a bridge rectifier circuit, other full-wave rectifier circuits and half-wave rectifier circuits) by a general IC circuit manufacturing method, and appropriate electrical contacts are installed on the upper surface thereof. . The upper printed circuit board uses a general IC circuit manufacturing method, and a plurality of light emitting diodes are implemented in an NxM matrix so that the light emitting diodes are insulated from each other. Between the light emitting diodes, first, vapor plating or sputtering, which is a method of a metal plating layer, is connected with a conductive wire to constitute a circuit that is matched with the bridge rectifier circuit of the lower printed circuit board.
最後に上下プリント基板を相対させ、凸塊を接点として下プリント基板の整流回路と上プリント基板の発光ダイオード回路の間の電気連結を完成する。下プリント基板は同時にその後の発光装置パッケージング時の副キャリアとなる。 Finally, the upper and lower printed circuit boards are made to face each other, and the electrical connection between the rectifier circuit of the lower printed circuit board and the light emitting diode circuit of the upper printed circuit board is completed using the convex block as a contact. At the same time, the lower printed circuit board serves as a sub-carrier for subsequent light-emitting device packaging.
請求項1の発明は、整流回路と複数個の発光ダイオードを組み合わせ、並びに交流電流で直接発光を駆動する発光ダイオードの発光装置において、少なくとも下プリント基板と、上プリント基板を含み、
下プリント基板は、少なくとも整流回路を含み、その整流回路の適する位置の複数個の第一電気接点は下プリント基板上表面に設置され、
上プリント基板は、少なくとも複数個の相互に絶縁して独立した発光ダイオードを含み、その複数個の発光ダイオードは、NxM(N、M≧1)のマトリックスに配列され、その複数個の発光ダイオードは複数本の導線及び適する連接方式によって順方向にしたプリント基板の整流回路と相互にマッチした負荷回路に連接し、その負荷回路は第一電気接点と相対する複数個の第二電気接点を具え、
そのうち、この上プリント基板の発光ダイオードマトリックスは下プリント基板の上表面を向き、相対する第一、第二電気接点は適する連結法で連接し、整流回路と負荷回路が結合して完成し、交流電流を直接駆動して発光する完全な回路アーキテクチャーとすることを特徴とする発光ダイオードの発光装置としている。
請求項2の発明は、請求項1記載の発光ダイオードの発光装置において、前記整流回路は、下述の内の一つであり、それは橋架け式整流回路、全波整流回路、及び半波整流回路であることを特徴とする発光ダイオードの発光装置としている。
請求項3の発明は、請求項1記載の発光ダイオードの発光装置において、前記複数個の発光ダイオードは、その適する連接方式として下述のうちのひとつとし、それは直列、並列及び直列並列共用であることを特徴とする発光ダイオードの発光装置としている。
請求項4の発明は、請求項1記載の発光ダイオードの発光装置において、前記下プリント基板は、発光ダイオードの発光装置パッケージング時の副キャリアであることを特徴とする発光ダイオードの発光装置としている。
請求項5の発明は、請求項1記載の発光ダイオードの発光装置において、前記下プリント基板は、更に降圧装置を含み、整流回路の入力端に設置することを特徴とする発光ダイオードの発光装置としている。
請求項6の発明は、請求項1記載の発光ダイオードの発光装置において、前記下プリント基板は、更に金属薄膜層を含み、下プリント基板の底部に設置することを特徴とする発光ダイオードの発光装置としている。
請求項7の発明は、請求項1記載の発光ダイオードの発光装置において、前記第一、第二電気接点は、その連結方式がバンプを採用することを特徴とする発光ダイオードの発光装置としている。
請求項8の発明は、発光ダイオードの発光ダイオード装置製造方法において、
この発光ダイオードの発光装置は、整流回路と複数個の発光ダイオードを組み合わせ、交流電流で直接駆動して発光するもので、その製造方法は、少なくとも下述を含み、
(1)下プリント基板と上プリント基板を準備し、その下プリント基板は一般のIC回路で整流回路を実施し、その整流回路の適する位置の複数個の第一電気接点は、下プリント基板の上表面に設置し、上プリント基板は一般のIC回路法で複数個の発光ダイオードを実施し、その複数個の発光ダイオードは互いに絶縁独立し、NxM(N、M≧1)のマトリックスに配列し、この複数個の発光ダイオードは複数本の導線及び適する連接方式で順方向に下プリント基板の整流回路と相互にマッチする負荷回路と連接し、その負荷回路は第一電気接点と相互に対応する複数個の第二電気接点を具えるもので、他に、
(2)上プリント基板を反転させて発光ダイオードのマトリックスを下向きの下プリント基板の上表面と向かい合わせ、適する電気連結方式で相互に対応する第一、第二電気接点と相対し、第一、第二回路を結合し、整流回路と負荷回路の結合が完成し、交流電流で直接発光する完全な回路アーキテクチャーとなることを特徴とする発光ダイオードの発光装置の製造方法としている。
請求項9の発明は、請求項8記載の発光ダイオードの発光装置において、前記整流回路は、下述の一つで、橋架け整流回路、全波整流回路、及び半波整流回路であることを特徴とする発光ダイオードの発光装置としている。
請求項10の発明は、請求項8記載の発光ダイオードの発光装置において、前記複数個の発光ダイオードは、その連接方式が下述のうちの一つで、直列、並列、及び直列並列共用であることを特徴とする整流回路を副キャリアに結合した発光ダイオードの発光装置としている。
請求項11の発明は、請求項8記載の発光ダイオードの発光装置の製造方法において、前記下プリント基板は、発光ダイオードの発光装置パッケージング時の副キャリアであることを特徴とする整流回路を副キャリアに結合した発光ダイオードの発光装置の製造方法としている。
請求項12の発明は、請求項8記載の発光ダイオードの発光装置の製造方法において、前記発光ダイオードの発光装置の製造方法は、更に下述のステップを含み、
下プリント基板底部に高熱伝導材を設置することを特徴とする整流回路を副キャリアに結合した発光ダイオードの発光装置の製造方法としている。
請求項13の発明は、請求項8記載の発光ダイオードの発光装置の製造方法において、前記第一、第二電気接点は、その電気連結方式がバンプを採用することを特徴とする整流回路を副キャリアに結合した発光ダイオードの発光装置の製造方法としている。
請求項14の発明は、請求項8記載の発光ダイオードの発光装置の製造方法において、前記複数個の発光ダイオードを連接する複数本の導線は、金属蒸メッキとスパッタリングのうちの一つを採用することを特徴とする整流回路を副キャリアに結合した発光ダイオードの発光装置の製造方法としている。
請求項15の発明は、請求項12記載の発光ダイオードの発光装置の製造方法において、前記バンプは、超音波方式、熱共晶方式のうちの一つで接合することを特徴とする整流回路を副キャリアに結合した発光ダイオードの発光装置の製造方法としている。
請求項16の発明は、請求項13記載の発光ダイオードの発光装置の製造方法において、前記高熱伝導材の付設は、金属蒸メッキ方式とスパッタリング方式のどちらかで形成された金属薄膜層を付設することを特徴とする整流回路を副キャリアに結合した発光ダイオードの発光装置及びその製造方法としている。
The invention of claim 1 is a light emitting diode light emitting device that combines a rectifier circuit and a plurality of light emitting diodes and drives direct light emission with an alternating current, and includes at least a lower printed circuit board and an upper printed circuit board,
The lower printed circuit board includes at least a rectifier circuit, and a plurality of first electrical contacts at appropriate positions of the rectifier circuit are installed on the upper surface of the lower printed circuit board,
The upper printed circuit board includes at least a plurality of mutually independent and independent light emitting diodes, and the plurality of light emitting diodes are arranged in a matrix of N × M (N, M ≧ 1). Connected to a load circuit mutually matched with a rectifier circuit of a printed circuit board which is forward-oriented by a plurality of conductors and a suitable connection method, the load circuit comprising a plurality of second electrical contacts opposed to the first electrical contact;
Among them, the light emitting diode matrix of the upper printed circuit board faces the upper surface of the lower printed circuit board, the opposing first and second electrical contacts are connected by a suitable connection method, and the rectifier circuit and the load circuit are combined to complete the alternating current. It is a light emitting diode light emitting device characterized by a complete circuit architecture that emits light by directly driving current.
According to a second aspect of the present invention, in the light emitting device of the light emitting diode according to the first aspect, the rectifier circuit is one of the following: a bridge type rectifier circuit, a full wave rectifier circuit, and a half wave rectifier. A light-emitting device of a light-emitting diode characterized by being a circuit.
According to a third aspect of the present invention, in the light-emitting device of the light-emitting diode according to the first aspect, the plurality of light-emitting diodes are one of the following as a suitable connection method, and they are used in series, parallel and series-parallel. A light emitting device for a light emitting diode is provided.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the light emitting device of the light emitting diode according to the first aspect, wherein the lower printed circuit board is a subcarrier when the light emitting diode is packaged. .
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the light emitting diode light emitting device according to the first aspect, wherein the lower printed circuit board further includes a step-down device and is installed at an input terminal of a rectifier circuit. Yes.
The light-emitting device of the light-emitting diode according to claim 1, wherein the lower printed circuit board further includes a metal thin film layer, and is installed at the bottom of the lower printed circuit board. It is said.
According to a seventh aspect of the present invention, in the light emitting device of the light emitting diode according to the first aspect of the present invention, the first and second electrical contacts employ a bump as the connection method.
The invention of claim 8 is a method of manufacturing a light emitting diode device of a light emitting diode,
This light-emitting diode light-emitting device combines a rectifier circuit and a plurality of light-emitting diodes and emits light by directly driving with an alternating current, and its manufacturing method includes at least the following:
(1) A lower printed circuit board and an upper printed circuit board are prepared, and the lower printed circuit board implements a rectifier circuit with a general IC circuit, and a plurality of first electrical contacts at appropriate positions of the rectified circuit are connected to the lower printed circuit board. The upper printed circuit board is mounted on the upper surface, and a plurality of light emitting diodes are implemented by a general IC circuit method. The plurality of light emitting diodes are insulated from each other and arranged in a matrix of NxM (N, M ≧ 1). The plurality of light emitting diodes are connected to a load circuit that mutually matches the rectifier circuit of the lower printed circuit board in a forward direction by a plurality of conductors and a suitable connection method, and the load circuit corresponds to the first electrical contact. It has a plurality of second electrical contacts.
(2) The upper printed circuit board is inverted so that the matrix of light emitting diodes faces the upper surface of the lower printed circuit board facing downward, and is opposed to the first and second electrical contacts corresponding to each other by a suitable electrical connection method, By combining the second circuit, the coupling of the rectifier circuit and the load circuit is completed, and a complete circuit architecture that directly emits light with an alternating current is obtained.
According to a ninth aspect of the present invention, in the light emitting diode light emitting device according to the eighth aspect, the rectifier circuit is one of the following, and is a bridge rectifier circuit, a full-wave rectifier circuit, and a half-wave rectifier circuit. The light emitting diode light emitting device is characterized.
The invention of
According to an eleventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing a light emitting diode light emitting device according to the eighth aspect, the lower printed circuit board is a subcarrier used for packaging the light emitting diode light emitting device. A method for manufacturing a light emitting device of a light emitting diode coupled to a carrier is provided.
The invention of claim 12 is the method of manufacturing a light emitting diode light emitting device according to claim 8, wherein the light emitting diode light emitting device manufacturing method further includes the following steps:
A method of manufacturing a light emitting diode light emitting device in which a rectifier circuit is coupled to a subcarrier, wherein a high thermal conductive material is installed on the bottom of a lower printed circuit board.
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a light emitting device of a light emitting diode according to the eighth aspect, the first and second electrical contacts use a bump as the electrical connection method. A method for manufacturing a light emitting device of a light emitting diode coupled to a carrier is provided.
A fourteenth aspect of the present invention is the method of manufacturing a light emitting diode light emitting device according to the eighth aspect, wherein the plurality of conductors connecting the plurality of light emitting diodes employs one of metal vapor plating and sputtering. This is a method for manufacturing a light emitting diode light emitting device in which a rectifier circuit is coupled to a subcarrier.
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a light emitting diode light emitting device according to the twelfth aspect, the bump is joined by one of an ultrasonic method and a thermal eutectic method. A method for manufacturing a light emitting device of a light emitting diode coupled to a subcarrier is provided.
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a light emitting device of a light emitting diode according to the thirteenth aspect, the high thermal conductive material is provided with a metal thin film layer formed by either a metal vapor plating method or a sputtering method. A light-emitting diode light-emitting device in which a rectifier circuit is coupled to a subcarrier and a method for manufacturing the same.
本発明の整流回路を副キャリアに結合した発光ダイオードの発光装置及びその製造方法は、下述の利点がある。
(1)発光ダイオード及び橋架け整流回路が発する熱は、下プリント基板から発散される。
(2)上プリント基板で使用する多数個の発光ダイオードにより、それにかかる操作電圧はおよそ入力の交流電圧に等しく、そのため降圧装置の使用及び降圧のためのコストを下げることができる。
(3)整流回路と発光ダイオードをそれぞれ分けて製造するため、製品応用時の回路設計を節約できる。
The light emitting diode light emitting device in which the rectifier circuit of the present invention is coupled to a subcarrier and the manufacturing method thereof have the following advantages.
(1) Heat generated by the light emitting diode and the bridge rectifier circuit is dissipated from the lower printed circuit board.
(2) Due to the large number of light-emitting diodes used in the upper printed circuit board, the operating voltage applied to it is approximately equal to the input AC voltage, so that the cost for using and stepping down the step-down device can be reduced.
(3) Since the rectifier circuit and the light emitting diode are separately manufactured, circuit design at the time of product application can be saved.
本発明は交流電流によって整流回路と発光ダイオードを直接駆動、組み合わせた発光装置及びその製作方法を提供する。本発明が組み合わせする整流回路は橋架け式整流回路、その他の全波整流回路、及び半波整流回路である。言い換えれば、本発明は、整流回路の種類を特定していないが、以下で説明しやすいように、主に橋架け整流回路を例とする。他に整流回路と発光ダイオードの負荷回路が組み合わせて、図1に示す回路になることが本発明の重点ではない。このような回路は公知の技術であり、本発明の重点は、この回路のICアーキテクチャーを実現することである。 The present invention provides a light emitting device in which a rectifier circuit and a light emitting diode are directly driven and combined by an alternating current, and a method for manufacturing the same. The rectifier circuit combined by the present invention is a bridge type rectifier circuit, other full-wave rectifier circuits, and half-wave rectifier circuits. In other words, the present invention does not specify the type of rectifier circuit, but a bridge rectifier circuit is mainly used as an example for easy explanation below. In addition, the combination of the rectifier circuit and the load circuit of the light emitting diode to form the circuit shown in FIG. Such a circuit is a known technique, and the focus of the present invention is to realize the IC architecture of this circuit.
橋架け整流回路を構成するダイオードの材料、種類、作業方式について基本的に特別な制限はない。光源を発光ダイオードとするものに対して本発明は特別な制限を設けていない。例として、元素周期表III族の元素(Al、Ga、もしくはIn等)及びV族元素(N、PもしくはAs)から構成されるIII〜V族の半導体を挙げることができる。しかし、
(1)本発明が採用する発光ダイオードの正負電極は原則的に発光ダイオードの同一面に位置し、導線の蒸メッキもしくはスパッタリングを連接しやすくする。
(2)本発明が採用する発光ダイオードは反転方式を採用し、橋架け方式整流回路と結合するため、反射層を具え、反転後その主動層(active layer)下方に位置し、主動層から発する光線を上向きに発射する。ただ、この反射メカニズムは、発光ダイオード外部にも設置できる。その他光線が上へ発射しやすい等の細かい事のために、発光ダイオードに透明プリント基板を必要とするかどうかは最終製品の輝度と発光効率に影響するためである。
There are basically no special restrictions on the materials, types, and working methods of the diodes that make up the bridge rectifier circuit. The present invention does not place any special limitation on the light source diode. Examples include III-V semiconductors composed of Group III elements (such as Al, Ga, or In) and Group V elements (N, P, or As). But,
(1) The positive and negative electrodes of the light emitting diode adopted by the present invention are located on the same surface of the light emitting diode in principle, and facilitate the vapor plating or sputtering of the conductive wire.
(2) The light emitting diode employed in the present invention adopts an inversion method and is coupled with a bridge type rectifier circuit. Therefore, the light emitting diode has a reflective layer, and is located below the active layer after inversion and emits from the main layer. Firing light rays upward. However, this reflection mechanism can also be installed outside the light emitting diode. This is because whether or not a transparent printed circuit board is required for the light emitting diode affects the brightness and light emission efficiency of the final product due to other details such as easy light emission.
図6に示すのは、本発明実施例に基づく発光ダイオードの発光装置の回路を示す図である。図に示すとおり、本実施例の回路は、橋架け式整流回路四筋から構成される四本線回路130(ダイオード110の回路を含む)、及び負荷回路230(発光ダイオード210の回路を含む)を含む。その他実施例内には、橋架け式整流回路の四筋130には一個以上、且つ適する方式(直列、並列もしくは両者すべて)で順方向に連接するダイオード110を含み、またその他実施例内には、負荷回路230内に異なる数、及び適する方式(直列、並列、もしくは両者すべて)で、順方向に連接する発光ダイオード210を連接する。本発明は、橋架け式整流回路130及び負荷回路230がIC回路方式によって各々実施され、その後この二者を結合し、交流電流で直接駆動するダイオード発光装置を構成することである。
FIG. 6 shows a circuit of a light emitting device of a light emitting diode according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the circuit of this embodiment includes a four-wire circuit 130 (including the circuit of the diode 110) composed of four bridge-type rectifier circuits, and a load circuit 230 (including the circuit of the light-emitting diode 210). Including. In other embodiments, the
図7に示すとおり、本実施例は主に下プリント基板100、上プリント基板200を含む。下プリント基板100は、通常シリコンもしくはその他の適する材料、例としてAIN,BeO等で構成される。下プリント基板100は先ず一般のIC回路の製造方法で前述の橋架け式整流回路130(ダイオード110を含む)を下プリント基板100内に設置する。ダイオード110の細かい部分に関しては図7で表示していないが、そのうち適するp型とn型材料を含み、p−nインターフェイスを構成する。ここでは一般のIC回路の製造方法のすべて方法で適合し、公知のIC回路製造方法は、エッチング、沈殿、イオン値分布等があるが、ここでは詳細しない。
As shown in FIG. 7, the present embodiment mainly includes a lower printed
下プリント基板100は適する電気接点120を上表面に設置し、後続の上プリント基板200の負荷回路230と連接しやすくし、また後日応用時に交流電源と連接する。下プリント基板100もまた回路部品を含み、例として交流電源と橋架け式整流回路の入力端の間に設置し、降圧装置20のレジスタを構成する。言い換えれば、本発明の主な特徴は完全な発光ダイオードの発光装置回路を取外し、上下プリント基板100、200内で各々実施し、次に二者を結合し、完全な回路にする。下プリント基板100は同時に将来発光装置をパッケージングする時の副キャリアとなる。下プリント基板100は同時に橋架け式回路及び各発光ダイオードの放熱を行い、そのため上表面、底部等に高熱伝導材(例として蒸メッキもしくはスパッタリングの金属薄膜層140)を設置して、放熱効果を高める。電気接点120と金属薄膜14は金属材のAu、Al、Ti、Pt、Ni、W、Ag、Cu等もしくはその他を組み合わせたもので構成される。
The lower printed
上述のとおり、上プリント基板200は主に発光ダイオード210の負荷回路230を含む。そのため、採用する発光ダイオードの発光技術において、上プリント基板200は発光ダイオード重畳チップが成長するのに適した材料で構成される。このことから発光ダイオードが窒化ガリウム系の発光ダイオードであった場合、上プリント基板200はサファイアを材料とする。上プリント基板200は有機金属化学気相沈殿法(MOVCD)でLED重畳チップ構造に成長後、一般のIC回路の製造法によって、NxM(N、M≧1)個の発光ダイオード210をマトリックスの配列法を用いてその中で実施し、また各発光ダイオード210は相互に絶縁独立している。
As described above, the upper printed
図8、9に示すのは、3x3個の発光ダイオードを含む上プリント基板200の透視図と断面図である。図に示すとおり、各発光ダイオード210は、n型半導体層211、n型電極212、p型半導体層213及びp型電極214から構成される。この構造が示すとおり、本発明はこの一つのアーキテクチャーだけに限定するものではない。各LEDを連接してLEDマトリックスを形成する前に、先ず絶縁プロセスを経なければならず、各発光ダイオード210の間には絶縁層215を具え、それぞれが絶縁独立する。この絶縁層215は、SiOX、SiNX、Al2O3もしくはTiN等の材料で構成される。その後再び金属メッキ層方式の蒸メッキもしくはスパッタリング上に導線220を連接し、各独立した発光ダイオード210を直列、並列もしくは直、並列共用方式で順方向に負荷回路230を連接する。導線230は金属材のAu、Al、Ti、Pt、Cr、Ni,W、Ag、Cuなどもしくはこれらの材料を組み合わせたものを採用する。
8 and 9 are a perspective view and a cross-sectional view of the upper printed
最後に、上プリント基板200を反転し、発光ダイオード210のマトリックスを下に向けて下プリント基板110に相対させる。その後、バンプ240と、超音波もしくは熱共晶方式の接合法により負荷回路230の適する電気接点(図未提示)及び下プリント基板110の適する電気接点120を連接する。このようにして完成したのが図6に示す完全な発光装置回路である。バンプ240の材質は、Au、AuSn、SnもしくはAlもしくはそれらの組合せである。一般的に上下プリント基板200、100を実施する時、相互の電気接点の位置を考慮する必要があり、このように適するように合わせる。図6に示す発光装置の完成後、通常パッケージング工程へ進む。また下プリント基板100は直接副キャリアとして用いることができる。以上のようにして製造工程時間を短縮し、生産コストを下げる。
Finally, the upper printed
この他、発光ダイオード210及び橋架け式整流回路が発した熱は下プリント基板100から放出される。他にAlInGaN発光ダイオードを例に取ると、直流電流20mAの下での操作は電圧を2〜4Vとする。もしも大きすぎるマトリックスで25粒の発光ダイオードを直列させると、その操作電圧は100V前後に達し、110Vの交流電流を直接受けて降圧装置を省略する。
In addition, heat generated by the
10 交流電源 20 降圧装置
30 ダイオード 40 発光ダイオード
50 プリント基板 60 ダイオード粒(die)
70 発光ダイオード粒(die) 80 バンプ
100 下プリント基板 110 ダイオード
120 電気接点 130 橋架け式整流回路
140 金属薄膜層
200 上プリント基板 210 発光ダイオード
211 n型半導体層 212 n型電極
213 p型半導体層 214 p型電極
215 絶縁層 220 導線
230 負荷回路 240 バンプ
DESCRIPTION OF
70 Light Emitting
Claims (16)
少なくとも下プリント基板と、上プリント基板を含み、
下プリント基板は、少なくとも整流回路を含み、その整流回路の適する位置の複数個の第一電気接点は下プリント基板上表面に設置され、
上プリント基板は、少なくとも複数個の相互に絶縁して独立した発光ダイオードを含み、その複数個の発光ダイオードは、NxM(N、M≧1)のマトリックスに配列され、その複数個の発光ダイオードは複数本の導線及び適する連接方式によって順方向にしたプリント基板の整流回路と相互にマッチした負荷回路に連接し、その負荷回路は第一電気接点と相対する複数個の第二電気接点を具え、
そのうち、この上プリント基板の発光ダイオードマトリックスは下プリント基板の上表面を向き、相対する第一、第二電気接点は適する連結法で連接し、整流回路と負荷回路が結合して完成し、交流電流を直接駆動して発光する完全な回路アーキテクチャーとすることを特徴とする発光ダイオードの発光装置。 In a light emitting diode light emitting device that combines a rectifier circuit and a plurality of light emitting diodes, and directly drives light emission with an alternating current,
Including at least a lower printed circuit board and an upper printed circuit board,
The lower printed circuit board includes at least a rectifier circuit, and a plurality of first electrical contacts at appropriate positions of the rectifier circuit are installed on the upper surface of the lower printed circuit board,
The upper printed circuit board includes at least a plurality of mutually independent and independent light emitting diodes, and the plurality of light emitting diodes are arranged in a matrix of N × M (N, M ≧ 1). Connected to a load circuit mutually matched with a rectifier circuit of a printed circuit board which is forward-oriented by a plurality of conductors and a suitable connection method, the load circuit comprising a plurality of second electrical contacts opposed to the first electrical contact;
Among them, the light emitting diode matrix of the upper printed circuit board faces the upper surface of the lower printed circuit board, the opposing first and second electrical contacts are connected by a suitable connection method, and the rectifier circuit and the load circuit are combined to complete the alternating current. A light emitting device of a light emitting diode, characterized by having a complete circuit architecture that emits light by directly driving an electric current.
この発光ダイオードの発光装置は、整流回路と複数個の発光ダイオードを組み合わせ、交流電流で直接駆動して発光するもので、その製造方法は、少なくとも下述を含み、
(1)下プリント基板と上プリント基板を準備し、その下プリント基板は一般のIC回路で整流回路を実施し、その整流回路の適する位置の複数個の第一電気接点は、下プリント基板の上表面に設置し、上プリント基板は一般のIC回路法で複数個の発光ダイオードを実施し、その複数個の発光ダイオードは互いに絶縁独立し、NxM(N、M≧1)のマトリックスに配列し、この複数個の発光ダイオードは複数本の導線及び適する連接方式で順方向に下プリント基板の整流回路と相互にマッチする負荷回路と連接し、その負荷回路は第一電気接点と相互に対応する複数個の第二電気接点を具えるもので、他に、
(2)上プリント基板を反転させて発光ダイオードのマトリックスを下向きの下プリント基板の上表面と向かい合わせ、適する電気連結方式で相互に対応する第一、第二電気接点と相対し、第一、第二回路を結合し、整流回路と負荷回路の結合が完成し、交流電流で直接発光する完全な回路アーキテクチャーとなることを特徴とする発光ダイオードの発光装置の製造方法。 In a light emitting diode device manufacturing method of a light emitting diode,
This light-emitting diode light-emitting device combines a rectifier circuit and a plurality of light-emitting diodes and emits light by directly driving with an alternating current, and its manufacturing method includes at least the following:
(1) A lower printed circuit board and an upper printed circuit board are prepared, and the lower printed circuit board implements a rectifier circuit with a general IC circuit, and a plurality of first electrical contacts at appropriate positions of the rectified circuit are connected to the lower printed circuit board. The upper printed circuit board is mounted on the upper surface, and a plurality of light emitting diodes are implemented by a general IC circuit method. The plurality of light emitting diodes are insulated from each other and arranged in a matrix of NxM (N, M ≧ 1). The plurality of light emitting diodes are connected to a load circuit that mutually matches the rectifier circuit of the lower printed circuit board in a forward direction by a plurality of conductors and a suitable connection method, and the load circuit corresponds to the first electrical contact. It has a plurality of second electrical contacts.
(2) The upper printed circuit board is inverted so that the matrix of light emitting diodes faces the upper surface of the lower printed circuit board facing downward, and is opposed to the first and second electrical contacts corresponding to each other by a suitable electrical connection method, A method of manufacturing a light emitting diode light emitting device, wherein the second circuit is connected to complete a connection between a rectifier circuit and a load circuit, and a complete circuit architecture that directly emits light by alternating current is obtained.
下プリント基板底部に高熱伝導材を設置することを特徴とする整流回路を副キャリアに結合した発光ダイオードの発光装置の製造方法。 9. The method for manufacturing a light emitting diode light emitting device according to claim 8, wherein the light emitting diode light emitting device manufacturing method further includes the following steps:
A method of manufacturing a light emitting diode light emitting device in which a rectifier circuit is coupled to a subcarrier, wherein a high thermal conductive material is installed on a bottom portion of a lower printed circuit board.
14. The rectifier circuit according to claim 13, wherein the high thermal conductivity material is provided with a metal thin film layer formed by either a metal vapor plating method or a sputtering method. Light-emitting diode light-emitting device in which is bonded to a subcarrier, and a method for manufacturing the same.
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