JP6927970B2 - 異なる電気的構成を可能にするダイボンドパッド設計 - Google Patents

Description

本出願は、２０１５年１１月２０日に出願された米国仮特許出願第６２／２５８，３８５号及び２０１６年３月９日に出願された欧州特許出願第１６１５９４００．７号に対する優先権を主張する。米国仮特許出願第６２／２５８，３８５号及び欧州特許出願第１６１５９４００．７をここに援用する。

本発明は、発光デバイスの分野に関し、特に、発光素子の異なる電気的構成を容易にする複数の発光素子のためのボンドパッド構成に関する。

高照度発光デバイスに対する需要が増加し続けており、しばしば、多数の発光素子が単一の発光デバイスとしてパッケージングされることを必要とする。チップスケールパッケージ発光デバイス（ＣＳＰ−ＬＥＤ）は、そのような用途によく適している。何故なら、個々のデバイスが上に成長されたウエハを、異なる大きさ及び形状のアレイに配置された任意数のデバイスを含むようにスライスすることができるからである。

図１Ａは、複数のＣＳＰ−ＬＥＤ１１０を含むウエハ１００のセグメント例を示しており、各ＣＳＰ−ＬＥＤ１１０が、発光層（図示せず）を挟み込む発光素子のｎ型層及びｐ型層に結合するための一対のボンドパッド１２０Ｎ及び１２０Ｐを有している。

図１Ｂは、ＣＳＰ−ＬＥＤ１１０Ａ及び１１０Ｂを含む第１の対、ＣＳＰ−ＬＥＤ１１０Ｃ及び１１０Ｄを含む第２の対、並びに多数のその他の対であるＣＳＰ−ＬＥＤ対群を作り出すスライス構成例１３０（破線の太線）を示している。図１Ｃは、ＣＳＰ−ＬＥＤ１１０Ａ−１１０Ｄの２×２アレイを作り出すスライス構成例１４０を示している。

電源への複数のＣＳＰ−ＬＥＤの具体的な接続が、それら複数のＣＳＰ−ＬＥＤダイの公称動作電圧を決定する。２つのＣＳＰ−ＬＥＤが直列に配置される場合、ダイの公称動作電圧は、単一のＣＳＰ−ＬＥＤの公称動作電圧の２倍であり、それらが並列に配置される場合、ダイの公称動作電圧は、単一のＣＳＰ−ＬＥＤの公称動作電圧に等しい。

複数のＣＳＰ−ＬＥＤが共にどのように結合されることになるかが事前に分かっている場合には、スライスされたセグメント上の２つのコンタクトのみに対して外部結合が可能であればよいように、１つ以上の相互接続層（図示せず）をウエハレベルで付加し得る。例えば、複数のＣＳＰ−ＬＥＤが並列に構成される場合、（１つ以上の）相互接続層は、ｎ型領域の全てを共に結合して単一のＮコンタクトを形成するとともに、ｐ型領域の全てを共に結合して単一のＰコンタクトを形成することができる。同様に、複数のＣＳＰ−ＬＥＤが直列に結合される場合、（１つ以上の）相互接続層は、ｎ型領域のうち１つを除く全てを隣接するＣＳＰ−ＬＥＤのｐ型領域に結合することができ、この結合されないｎ型領域がこの直列構成へのＮコンタクトを形成し、残りの結合されていないｐ型領域が、この直列構成へのＰコンタクトを形成する。

それに代えて、複数のＣＳＰ−ＬＥＤがどのように結合され得るかが分かっていない場合、ウエハは、各ボンドパッドをその他のボンドパッドの各々からアイソレートさせてスライスされ、それらＣＳＰ−ＬＥＤ間の所望の相互接続は、スライスされたダイがマウントされる基板上に設けられる。しかしながら、しばしば、所望の相互接続を達成することは、複数の相互接続層を有する基板の使用を必要とし得る。

図２Ａは、ＣＳＰ−ＬＥＤの２×２アレイ例を直列に結合するために複数の相互接続層の使用を必要とすることを例示している。便宜上、ボンドパッドの対を、Ｎ１−Ｐ１、Ｎ２−Ｐ２、Ｎ３−Ｐ３、及びＮ４−Ｐ４とラベル付けしている。図示された導電セグメント２１１−２１３及び２６０、２７０は、基板（図示せず）上にあり、ダイが基板上にマウントされたときに図示の相互接続を提供することになる。導電セグメント２１１、２１２、及び２１３は、それぞれ、Ｐ１をＮ２に、Ｐ２をＮ３に、及びＰ３をＮ４に結合する。パッドＮ１はこの直列配置へのＮコンタクトであり、Ｐ４はＰコンタクトである。

この直列配置を動作させるためには、インターコネクト例２６０、２７０を使用してＮ１及びＰ４パッドに外部ソース２５０を結合しなければならない。典型的に、導電セグメント２７０はパッドＰ４を正側外部ソース２５０に接続する。しかしながら、見てとれるように、パッドＰ４へのアクセスは、導電セグメント２１２によって阻止されており、接触することなくセグメント２１２を越える導電セグメント２４０を必要とすることになる。典型的に、この必要な導電セグメント２７０へのＰ４パッドの接続を、別の層に配設するために、基板の下面への‘スルーホール’又は基板の内部層への‘ビア’が必要とされる。他の例では、相互接続２１２が、この別の層に移動されてもよい。

これら複数のＣＳＰ−ＬＥＤが直列に配置されることが意図されていると事前に分かっていれば、図２Ｂに例示するように、ボンドパッドＮ３−Ｐ３及びＮ４−Ｐ４の向きをウエハ上で反転させることができたであろう。この例では、パッドＮ１及びＰ３がＮコンタクト及びＰコンタクトを形成し、これらコンタクトは、導電セグメント２２１、２２２及び２２３と同じ層を用いて、導電セグメント２６０、２７０を介して外部ソース２５０に結合されることができる。しかしながら、図２Ｂのボンドパッドの配置では、これら複数のＣＳＰ−ＬＥＤを並列に結合することが、基板上の複数の導電層の使用を必要とすることになる。

しかしながら、例えば図２Ｂに例示したような、特定の用途の要求を満たすためのダイ上でのパッド配置のカスタマイズは、それらの用途ごとの個別の設計及び製造を必要とする。或る用途に必要とされるダイの数がそのようなカスタマイズを保証しない場合、多層基板が必要とされ得る。たとえ、その用途のダイ数がそのようなカスタマイズを保証するとしても、複数の異なる用途が全て共通のダイパッド構成を使用することができれば、より効率的なスケールメリットが達成され得る。

ウエハ上に複数の発光デバイスの多様な構成を形成するための結合を容易にするウエハ上のボンドパッド構成を提供することが有利であろう。単一の相互接続層を用いて、複数の発光デバイスの多様な構成への結合を可能にするウエハ上のボンドパッド構成を提供することは、更に有利なことであろう。単一の相互接続層を用いて、スライスされたダイへの結合をなおも可能にしながらウエハを任意の所望サイズにスライスすることを支援するウエハ上のボンドパッド構成を提供することは、更に有利なことであろう。

これらの関心事のうちの１つ以上を、より良く解決するため、本発明の一実施形態においては、ダイ上の複数の発光素子の、少なくとも２つの斜向かいのボンドパッドが、当該ダイが基板上に置かれるときに相補対の斜向かいのボンドパッドの直接的な斜め方向結合を可能にするように、切り取られる。ダイの複数の発光素子のボンドパッドの斜め方向結合及び横方向結合を可能にすることにより、これら複数の発光素子を多様な直列及び／又は並列構成で構成することができ、それにより、ダイがマウントされる基板上の単一の相互接続層を用いて、同一のダイを複数の異なる公称動作電圧で使用することを容易にし得る。

各々が３ボルトの公称動作電圧を有する２つの発光素子を用いる一実施形態において、これらの発光素子は、３ボルト又は６ボルトの公称動作電圧で動作するように構成され得る。このような発光素子を４つ用いる一実施形態において、発光素子は、３ボルト、６ボルト、又は１２ボルトの公称動作電圧で動作するように構成されることができ、以下同様である。

一部の実施形態において、ダイ上の複数の発光素子は、直線状に配列されることができ、他の実施形態において、ダイ上の複数の発光素子は、２次元アレイ状に配列されることができる。

切り取られたボンドパッドは、典型的に、４つよりも多くの辺を有し得る。

以下の図を含む添付図面を参照して、例として、本発明を更に詳細に説明する。
図１Ａ−１Ｃは、複数の発光デバイスの個片化されたダイを形成するための従来技術のウエハの一例及び異なるスライスパターンを例示している。 図１Ａ−１Ｃは、複数の発光デバイスの個片化されたダイを形成するための従来技術のウエハの一例及び異なるスライスパターンを例示している。 図１Ａ−１Ｃは、複数の発光デバイスの個片化されたダイを形成するための従来技術のウエハの一例及び異なるスライスパターンを例示している。 図２Ａ、２Ｂは、従来技術のダイ上の複数の発光デバイスを結合するための相互接続パターンを例示している。 図２Ａ、２Ｂは、従来技術のダイ上の複数の発光デバイスを結合するための相互接続パターンを例示している。 図３Ａ−３Ｃは、単一の相互接続層を用いた複数の発光デバイスの選択的な結合を容易にする切り取られたボンドパッドの一構成例を示している。 図３Ａ−３Ｃは、単一の相互接続層を用いた複数の発光デバイスの選択的な結合を容易にする切り取られたボンドパッドの一構成例を示している。 図３Ａ−３Ｃは、単一の相互接続層を用いた複数の発光デバイスの選択的な結合を容易にする切り取られたボンドパッドの一構成例を示している。 図４Ａ−４Ｂは、単一の相互接続層を用いた一対の発光デバイスの選択的な結合を容易にする切り取られたボンドパッドの他の構成例を示している。 図４Ａ−４Ｂは、単一の相互接続層を用いた一対の発光デバイスの選択的な結合を容易にする切り取られたボンドパッドの他の構成例を示している。 図５Ａ−５Ｄは、単一の相互接続層を用いた４つの発光デバイスの選択的な結合を容易にする切り取られたボンドパッドの選択的な構成例を示している。 図５Ａ−５Ｄは、単一の相互接続層を用いた４つの発光デバイスの選択的な結合を容易にする切り取られたボンドパッドの選択的な構成例を示している。 図５Ａ−５Ｄは、単一の相互接続層を用いた４つの発光デバイスの選択的な結合を容易にする切り取られたボンドパッドの選択的な構成例を示している。 図５Ａ−５Ｄは、単一の相互接続層を用いた４つの発光デバイスの選択的な結合を容易にする切り取られたボンドパッドの選択的な構成例を示している。 図６Ａ−６Ｃは、異なる公称電圧での動作に関して４つの発光デバイスを結合する単層の相互接続パターンの例を示している。 図６Ａ−６Ｃは、異なる公称電圧での動作に関して４つの発光デバイスを結合する単層の相互接続パターンの例を示している。 図６Ａ−６Ｃは、異なる公称電圧での動作に関して４つの発光デバイスを結合する単層の相互接続パターンの例を示している。 図７Ａ−７Ｃは、異なる公称電圧での動作に関して４つの発光デバイスを結合する単層の相互接続パターンの他の例を示している。 図７Ａ−７Ｃは、異なる公称電圧での動作に関して４つの発光デバイスを結合する単層の相互接続パターンの他の例を示している。 図７Ａ−７Ｃは、異なる公称電圧での動作に関して４つの発光デバイスを結合する単層の相互接続パターンの他の例を示している。 複数の発光デバイスを有するダイ、及び基板上の相互接続パターンの一例を示している。 図面全体を通して、同様あるいは対応する機構又は機能は、同じ参照符号で指し示す。図面は、例示目的で含められたものであり、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。

以下の説明においては、限定ではなく説明の目的で、本発明の概念の完全なる理解を提供するために、例えば特定のアーキテクチャ、インタフェース、技術などの具体的詳細事項を説明する。しかしながら、当業者に明らかなように、本発明は、これらの具体的詳細事項からは逸脱した他の実施形態でも実施され得るものである。同様に、本明細書の文章は、図面に示される実施形態例に向けられたものであり、請求項に係る発明に、請求項に明示的に含められた限定以外の限定を加えるものではない。単純化及び明瞭化の目的のため、不要な詳細事項で本発明の説明を不明瞭にしないよう、周知のデバイス、回路及び方法についての詳細な説明は省略することとする。

従来、極性を指し示すためにボンドパッドのうちの１つのコーナーが切り取られることはあるが、発光デバイスダイ上のボンドパッドは矩形である。ボンドパッドは、一般に、ダイがマウントされる基板上の相互接続パターンに対する製造公差を受け入れる離隔距離を置いて位置付けられる。矩形領域は、接続をボンドパッドに結合するための最大の‘ターゲット領域’を提供する。

各々が一対のボンドパッドを持つ複数の発光デバイスを有するダイ上では、隣接し合うボンドパッド間の横方向接続は容易に受け入れられることができるが、図２Ａに示されるように、隣接し合っていないボンドパッドＰ２とＮ３との間の接続２１２は、接続２１２がダイのフットプリントの外側まで延在することを必要とし、しばしば、上で詳述したように、他のボンドパッド（Ｐ４）の孤立を生じさせ、多層基板の使用を必要とする。

図３Ａ−３Ｃは、２つの発光デバイス３１０Ａ、３１０Ｂを有するダイ３００上の切り取られたボンドパッドＮ２、Ｐ１の一構成例を示している。これら切り取られたボンドパッドＮ２、Ｐ１は、当該ダイが基板上に置かれるときに相補対の斜向かいのボンドパッドの直接的な斜め方向結合を可能にすることによって、単一の相互接続層を用いた複数の発光デバイスの選択的な結合を容易にする。

切り取られたボンドパッドＮ２、Ｐ１は、従来の矩形ボンドパッドに対応するが、コーナー部を欠いており、非直交エッジ３３０を提供している。これら非直交エッジ３３０は、これらの間に、図３Ｂに例示するように、パッドＮ１とＰ２との間の斜め方向接続３２０を容易にするスペースを提供する。図２Ａ−２Ｂの例においてのように、図示される相互接続３６０、３７０、３２０は、基板（図示せず）上に位置しており、ダイ３００が該基板上にマウントされたときにボンドパッド間の結合を提供することになる。図８（以下で詳述する）は、基板８２０上の相互接続６２２、６２３、６２４、６６２、６７２を用いて、ダイ５３１の発光デバイスの２×２アレイの直列接続を形成するような、ダイと基板との組み合わせの一例を示している。

図３Ｂに示された相互接続パターンは、発光デバイス３１０Ａ、３１０Ｂの直列接続を提供している。電流が、外部ソース３５０からセグメント３７０を介してデバイス３１０ＡのＰ１ボンドパッドに流れ、デバイス３１０Ａを通ってボンドパッドＮ１に流れる。ボンドパッドＮ１は、デバイス３１０ＢのボンドパッドＰ２に結合されている。電流は、デバイス３１０Ｂを通ってボンドパッドＮ２に流れる。ボンドパッドＮ２は、導電セグメント３６０を介して外部ソース３５０に結合されている。

図３Ｃは、同じダイ３００の発光デバイス３１０Ａ、３１０Ｂの並列接続を提供する相互接続パターンを例示している。導電セグメント３７１が、デバイス３１０ＡのＮ１及びデバイス３１０ＢのＮ２の双方に結合されるとともに、セグメント３６１が、デバイス３１０ＡのＰ１及びデバイス３１０ＢのＰ２の双方に結合されて、デバイス３１０Ａ及び３１０Ｂが並列に結合されている。

この例及びここでの他の例では、他の電圧も知られていて本発明の範囲に含まれるが、各発光デバイスの公称動作電圧が３ボルトであると仮定する。従って、図３Ｂの直列接続は、６ボルトの公称動作電圧を持つことになり、図３Ｃの並列接続は、３ボルトの公称動作電圧を持つことになる。故に、示されるように、同じダイ３００が、３ボルト又は６ボルトのどちらの用途にも、単層の相互接続を用いて構成され得る。当業者が認識するように、例えば図２Ｂに示したものなどの矩形のボンドパッドを使用する従来のボンドパッド構成は、二層の相互接続を使用せずして、直列構成のために構成されることができない。

図４Ａ−４Ｂは、単一の相互接続層を用いた一対の発光デバイスの選択的な結合を容易にする切り取られたボンドパッドの他の構成例を示している。そのような結合は、異なる電源の使用などを容易にし得る。図４Ａでは、どちらの対の斜向かいのボンディングパッドＮ１−Ｐ２及びＰ１−Ｎ２も切り取られて、どちらの対のパッドについても斜め方向結合を可能にしている。図４Ｂでは、切り取られたパッドＮ１、Ｐ１、Ｎ２、Ｐ２は二重に切り取られており、各々が２つの非直交エッジ３３０及び３３０’を持っている。これら追加の切り取りは、２つの発光デバイスを有するダイでは、図３Ａのボンドパッドと比較して、必ずしも利点を提供しないが、更に詳細に後述するように、発光デバイスのもっと大きいアレイを有するダイでは利点を提供し得る。

図５Ａ−５Ｄは、単一の相互接続層を用いた４つの発光デバイスの選択的な結合を容易にする切り取られたボンドパッドの選択的な構成例を示している。

図５Ａは、図３Ａに示したボンドパッド構成を使用する発光デバイス５１０Ａ、５１０Ｂ、５１０Ｃ、５１０Ｄの２×２アレイを有する一例のダイ５３０であり、図５Ｂは、図４Ａのボンドパッド構成を使用する一例のダイ５３１であり、そして、図５Ｃは、図４Ｂのボンドパッド構成を使用する一例のダイ５３２である。

図５Ａでは、斜向かいの切り取られたボンドパッドＰ１−Ｎ３及びＰ２−Ｎ４が、ダイが基板上に置かれるときに、それぞれ、相補対の斜向かいのボンドパッドＮ１−Ｐ３及びＮ２−Ｐ４の直接的な斜め方向結合を容易にする。

図５Ｂ及び図５Ｃでは、斜向かいのボンドパッドＮ１−Ｐ３、Ｐ１−Ｎ３、Ｎ２−Ｐ４、及びＰ２−Ｎ４が、ダイが基板上に置かれるときに、それぞれ、相補対の斜向かいのボンドパッドＰ１−Ｎ３、Ｎ１−Ｐ３、Ｐ２−Ｎ４、及びＮ２−Ｐ４の直接的な斜め方向結合を容易にする。

図５Ｄは、４つの発光デバイス５１５Ａ、５１５Ｂ、５１５Ｃ、５１５Ｄの直線配列を有するダイ５３３を例示しており、斜向かいの切り取られたボンドパッドＮ１−Ｐ２、Ｎ２−Ｐ３、及びＮ３−Ｐ４が、ダイが基板上に置かれるときに、それぞれ、ボンドパッドＰ１−Ｎ２、Ｐ２−Ｎ３、Ｐ３−Ｎ４の直接的な斜め方向結合を可能にする。

図６Ａ−６Ｃは、図５Ｂのボンドパッド構成を用いた４つの発光デバイスを有するダイ５３１の例について、異なる公称電圧での動作に関して４つの発光デバイスを結合する単層の相互接続パターンの例を示している。参照を容易にするため、及びこれらの図における不必要な乱雑さを回避するために、ボンドパッドＮ１−Ｐ１、Ｎ２−Ｐ２、Ｎ３−Ｐ３、Ｎ４−Ｐ４を有した、下に位置する発光デバイスを、それぞれ、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、及びＤ４として参照することとする。

図６Ａでは、導電セグメント６６０が、ダイ５３１のＮボンドパッドＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４の全てをソース６５０の負ノードに結合するとともに、セグメント６７０が、ＰボンドパッドＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の全てをソース６５０の正ノードに結合して、これら発光デバイスの全てを並列に置く。各発光デバイスが３ボルトの公称動作電圧を有すると仮定すると、この並列の組合せは３ボルトの公称動作電圧を有する。このダイ５３１が、導電セグメント６６０、６７０を含む基板上にマウントされるとき、電流は、３ボルトソース６５０からセグメント６７０を介してノードＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４に伝わる。ノードＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４からの電流は、並列にＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を通って、セグメント６６０を介して電源６５０に接続されているノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４に伝わる。

図６Ｂでは、導電セグメント６２１、６２２、６６１、６７１が、ダイ５３１のデバイスを直並列構成で接続する。このダイ５３１が、これらの導電セグメントを含む基板にマウントされるとき、セグメント６７１が、ボンドパッドＰ２及びＰ４をソース６５１の正ノードに結合する。電流は、ボンドパッドＮ２及びＮ４へと、対応するデバイスＤ２及びＤ４中を並列に伝わる。セグメント６２１が、ボンドパッドＰ１とＮ２とを結合し、セグメント６２２が、ボンドパッドＰ３とＮ４とを結合する。電流は、相互接続セグメント６６１を介してソース６５１の負ノードに結合されているボンドパッドＮ１及びＮ３へと、Ｄ１及びＤ３中を並列に伝わる。各発光デバイスが３ボルトの公称動作電圧を有すると仮定すると、得られる直並列回路は、６ボルトの公称動作電圧を有することになる。当業者が認識するように、他の直並列構成が形成されてもよい。例えば、セグメント６２１及び６２２が共に結合されて、ボンドパッドＰ１、Ｐ３、Ｎ２、及びＮ４の単一の接続を形成してもよい。

図６Ｃでは、セグメント６２３、６２４、６２５、６６２、６７２が、ダイ５３１のデバイスを直列構成で接続する。このダイ５３１が、これらの導電セグメントを含む基板上にマウントされるとき、セグメント６７２が、ボンドパッドＰ４をソース６５２の正ノードに結合する。電流は、Ｐ４から、Ｄ４を通って、斜め方向の導電セグメント６２５を介してボンドパッドＰ２に結合されているボンドパッドＮ４へと流れる。電流は、Ｐ２から、Ｄ２を通って、導電セグメント６２４を介してボンドパッドＰ１に結合されているボンドパッドＮ２へと流れる。電流は、Ｐ１から、Ｄ１を通って、斜め方向の導電セグメント６２３を介してボンドパッドＰ３に結合されているボンドパッドＮ１へと流れる。電流は、Ｐ３から、Ｄ３を通って、導電セグメント６６２を介してソース６５２の負ノードに結合されているボンドパッドＮ３へと流れる。各発光デバイスが３ボルトの公称動作電圧を有すると仮定すると、得られる直列回路は、１２ボルトの公称動作電圧を有することになる。

図８は、図６Ｃの導電パターンを有する基板８２０上に置かれるダイ５３１の例を示している。ダイが、典型的にははんだを介して、基板の導電セグメント６６２、６２２、６２３、６２４、６７２に結合されるとき、ダイ５３１上の４つのデバイスは、Ｄ４、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ１の順に直列に結合されることになる。

なお、図６Ａ、６Ｂ、６Ｃの各々で同じダイ５３１が使用されており、また、このダイ５３１上のデバイスの異なる回路構成を形成する導電セグメントは、基板上の単一の相互接続層を用いて形成されることができる。

図７Ａ−７Ｃは、図５Ｄに示したボンドパッドの構成を有するダイ５３３の例を用いた、異なる公称電圧での動作に関して４つの発光デバイスの直線配列を結合する単層の相互接続パターンの他の例を示している。

図７Ａは、セグメント７６０によってＮボンドパッドＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４の全てが共に結合されるとともに、セグメント７７０によってＰボンドパッドＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の全てが共に結合されて、３ボルトの公称動作電圧を有する全てのデバイスの並列構成を提供することを例示している。ダイ５３３が、導電セグメント７６０、７７０を有する基板にマウントされるとき、電流は、３ボルト電源７５０からセグメント７７０を介してノードＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４に伝わる。ノードＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４からの電流は、並列にＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を通って、セグメント７６０を介して電源７５０に接続されているノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４に伝わる。

図７Ｂは、ノードＮ１及びＮ２が共に結合され、ノードＰ１、Ｐ２、Ｎ３、Ｎ４が共に結合され、そして、ノードＰ３及びＰ４が共に結合されて、６ボルトの公称動作電圧を有する直並列構成を形成することを例示している。ダイ５３３が、導電セグメント７２１、７６１、７７１を有する基板にマウントされるとき、電流は、電源７５１からセグメント７７１を介してノードＰ３、Ｐ４に伝わる。電流は、ノードＰ３、Ｐ４から並列にＤ３、Ｄ４を通ってノードＮ３、Ｎ４に伝わる。電流は、ノードＮ３、Ｎ４から導電セグメント７２１を介してノードＰ１、Ｐ２に伝わる。電流は、ノードＰ１、Ｐ２から、並列にＤ１、Ｄ２を通って、セグメント７６１を介して電源７５１に接続されているノードＮ１、Ｎ２に伝わる。

図７Ｃは、ノードＰ１−Ｎ２が共に結合され、ノードＰ２−Ｎ３が共に結合され、そして、ノードＰ３−Ｎ４が共に結合されて、１２ボルトの公称動作電圧を有する直列構成を形成することを例示している。ダイ５３３が、導電セグメント７２２、７２３、７２４、７６２、７７２を有する基板にマウントされるとき、電流は、電源７５２からセグメント７７２を介してノードＰ４に伝わる。電流は、ノードＰ４からＤ４を通ってノードＮ４に伝わり、次いで、Ｎ４から導電セグメント７２４を介してＰ３に伝わる。電流は、ノードＰ３からＤ３を通ってノードＮ３に伝わり、次いで、Ｎ３から導電セグメント７２３を介してＰ２に伝わる。電流は、ノードＰ２からＤ２を通ってノードＮ２に伝わり、次いで、Ｎ２から導電セグメント７２２を介してＰ１に伝わる。電流は、ノードＰ１から、Ｄ１を通って、セグメント７６２を介して電源７５２に接続されているノードＮ１に伝わる。

なお、ここでも、図７Ａ、７Ｂ、７Ｃの各々で同じダイ５３３が使用されており、また、このダイ５３３上のデバイスの異なる回路構成を形成する導電セグメントは、基板上の単一の相互接続層を用いて形成されることができる。

ここでの例に示されるように、マルチデバイスダイ上に斜向かいの切り取られたボンドパッドを設けることは、相補対の斜向かいのボンドパッドの直接的な斜め方向結合を可能にし、それにより、単層基板上で様々な接続パターンを使用して、ダイ上の発光デバイスの構成に異なる公称動作電圧を提供することを可能にする。

図面及び以上の説明にて本発明を詳細に図示して記述してきたが、これらの図示及び記述は、限定的なものではなく、例示的又は典型的なものと見なされるべきであり、本発明は開示した実施形態に限定されるものではない。

例えば、１×２、２×２、及び１×４アレイの発光デバイスのみが開示されているが、当業者が認識するように、本発明の原理は、ダイ上の如何なる配置の複数の発光デバイスにも適用され得る。同様に、当業者が認識するように、対向する更なる非直交エッジを有する切り取られたボンドパッドが設けられる実施形態にて本発明を動作させることが可能である。例えば、図５Ｃに示した構成を拡張して、切り取られたボンドパッドの各々が、４つのコーナーの各々で切り取られて、例えば細長い八角形を形成することで、更なる相互接続オプションを提供し得る。すなわち、図５Ｃでは、ボンドパッドＰ１、Ｎ２、Ｐ３、Ｎ４の間で横方向接続のみが行われ得るが、八角形の形状をしたボンドパッドは、斜め方向接続Ｐ１−Ｎ４及びＰ３−Ｎ２、並びに、更なる隣接発光デバイスのボンドパッドに対する斜め方向接続（図示せず）を可能にすることになる。

開示した実施形態へのその他の変形が、図面、本開示及び添付の請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解されて実現され得る。請求項において、用語“有する”はその他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞“ａ”又は“ａｎ”は複数であることを排除するものではない。複数の特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、それらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないということを指し示すものではない。請求項中の如何なる参照符号も、範囲を限定するものとして解されるべきでない。

Claims (16)

1. 発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスであって、
   複数の発光素子を有するＬＥＤダイであり、前記複数の発光素子の各々がそれに結合された一対のボンドパッドを含み、前記ボンドパッドの各々が、４つの直交エッジを持つ矩形形状を有し、各対の前記ボンドパッドの少なくとも一方が、少なくとも１つの切り取られたコーナーを持ち、前記切り取られたコーナーの各々が追加の非直交エッジを形成している、ダイ、
   を有し、
   前記複数の発光素子は、少なくとも２つの斜向かいのボンドパッドが、前記ダイが基板上に置かれるときに相補対の斜向かいのボンドパッドの直接的な斜め方向結合を可能にするよう、切り取られて、且つ互いに面する非直交エッジを有するように、前記ダイの中に配置されている、
   デバイス。
2. 当該デバイスは更に、前記ダイがマウントされた基板を有し、該基板は単一の相互接続層を有し、前記複数の発光素子は４つの発光素子を有し、前記ボンドパッドは、前記基板上の前記単一の相互接続層を用いた、３、６、又は１２ボルトの公称動作電圧の選択、を可能にするように構成されている、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記４つの発光素子は２×２アレイに配列されている、請求項２に記載のデバイス。
4. 前記４つの発光素子は１×４アレイに配列されている、請求項２に記載のデバイス。
5. 前記切り取られたボンドパッドの各々は、前記４つの直交エッジと１つの非直交エッジとを含む５つのエッジを有する、請求項１に記載のデバイス。
6. 前記切り取られたボンドパッドのうちの少なくとも１つは、前記４つの直交エッジと２つの非直交エッジとを含む６つのエッジを有する、請求項１に記載のデバイス。
7. 当該デバイスは更に、前記ダイがマウントされた基板を有し、該基板は単一の相互接続層を有し、前記ボンドパッドは、前記単一の相互接続層を用いた、前記複数の発光素子の全ての直列接続への外部結合、を可能にするように構成されている、請求項１に記載のデバイス。
8. 当該デバイスは更に、前記ダイがマウントされた基板を有し、該基板は単一の相互接続層を有し、前記ボンドパッドは、前記基板上の前記単一の相互接続層を用いた、前記複数の発光素子の全ての並列接続への外部結合、を可能にするように構成されている、請求項１に記載のデバイス。
9. 前記ボンドパッドは、前記基板上の前記単一の相互接続層を用いた、前記複数の発光素子の全ての直並列接続への外部結合、を可能にするように構成されている、請求項８に記載のデバイス。
10. 前記ダイは、三対以上のボンドパッドを含み、各対の各ボンドパッドが、少なくとも１つの切り取られたコーナーを、対応する非直交エッジとともに持ち、前記複数の発光素子の各々が、各ボンドパッドが斜向かいのボンドパッドの非直交エッジに面する少なくとも１つの非直交エッジを持つように配置されている、請求項８に記載のデバイス。
11. 少なくとも１つのボンドパッドが、当該少なくとも１つのボンドパッドの少なくとも１つの非直交エッジが２つの別々のボンドパッドの２つの非直交エッジに面するように、前記ダイの中に配置されている、請求項１０に記載のデバイス。
12. 各対のボンドパッドが、対応する発光素子のｐ層に結合されたｐ型ボンドパッドと、対応する発光素子のｎ層に結合されたｎ型ボンドパッドとを含む、請求項１０に記載のデバイス。
13. 複数のＬＥＤデバイスが上に配置された基板を更に有し、該基板は、
    電圧源の正ノードへの外部接続のための、複数の前記ｐ型ボンドパッドの全てに電気的に結合された第１の導電セグメントと、
    前記電圧源の負ノードへの外部接続のための、複数の前記ｎ型ボンドパッドの全てに電気的に結合された第２の導電セグメントと、
    を有する、請求項１２に記載のデバイス。
14. 複数のＬＥＤデバイスが上に配置された基板を更に有し、該基板は、
    電圧源の負ノードへの少なくとも１つのｎ型ボンドパッドの電気結合用に構成された第１の導電セグメントと、
    前記電圧源の正ノードへの少なくとも１つのｐ型ボンドパッドの電気結合用に構成された第２の導電セグメントと、
    ある発光素子のｎ型ボンドパッドと別の発光素子のｐ型ボンドパッドとの間に直に結合された少なくとも１つの第３の導電セグメントと、
    を有する、請求項１２に記載のデバイス。
15. 複数のＬＥＤデバイスが上に配置された基板を更に有し、該基板は、
    電圧源の正ノードへの少なくとも１つのｐ型ボンドパッドの電気結合用に構成された少なくとも１つの第１の導電セグメントと、
    前記電圧源の負ノードへの少なくとも１つのｎ型ボンドパッドの電気結合用に構成された少なくとも１つの第２の導電セグメントと、
    全ての他のｐ型及びｎ型ボンドパッドに電気的に結合された第３の導電セグメントと、
    を有する、請求項１２に記載のデバイス。
16. 前記ボンドパッドは、前記複数の発光素子がマウントされる基板上の相互接続パターンに対する製造公差を受け入れる離隔距離を置いて位置付けられている、請求項１に記載のデバイス。

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