JP7325655B2 - 拡張型ｌｅｄアレイアセンブリの製造方法 - Google Patents

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Description

本願は、拡張型LEDアレイアセンブリを製造する方法に関する。
高ルーメン発光ダイオード（LED）アレイは、自動車のフロントライト用途のような照明用途に使用することができる。
例えば、LEDアレイを用いて、適応型駆動ビームシステムが実現できる。
LEDアレイアセンブリは、ハイブリッド化された装置および可撓性PCBを含む。ハイブリッド化された装置は、ドライバIC上にマウントされたマイクロLEDアレイを有する。ドライバICは、ドライバICの上部表面にドライバICコンタクトパッドを有する。可撓性PCBは、底部表面、該底部表面上の第1のコンタクトパッド、底部表面上の第2のコンタクトパッド、およびコンタクトブリッジを有する。コンタクトブリッジの各々は、第1のコンタクトパッドの1つから第2のコンタクトパッドの1つに延在する。ドライバICコンタクトパッドの各々は、可撓性PCBの第1のコンタクトパッドの対応するものに接合される。
例示的なLEDアレイの上面図である。 拡張LEDアレイの一実施形態の断面を示した図である。 拡張LEDアレイアセンブリのコンタクトブリッジキャリアを通る断面を示した図である。 拡張LEDアレイアセンブリの一実施形態の平面図を示した図である。 拡張LEDアレイアセンブリの別の実施形態の平面図を示した図である。 、LED照明回路の一実施形態による断面図を示した図である。 従来のLED照明回路を示した図である。 車両ヘッドランプシステムの一例を示した図である。 別の例示的な車両ヘッドランプシステムの図である。 拡張LEDアレイアセンブリを製造する例示的な方法のフロー図である。 LED照明回路の製造方法の一例を示すフロー図である。
以下、添付の図面を参照して、異なる光照明システムおよび／または発光ダイオード（LED）の実施例についてより詳しく説明する。これらの実施例は、相互に排他的ではなく、一つの実施例において見られる特徴は、1または2以上の他の実施例において見られる特徴と組み合わされ、追加の実施形態が達成されてもよい。従って、添付図面に示された実施例は、単なる一例を示すために提供され、これらは、いかなる方法においても、開示の記載を限定することを意図するものではないことが理解される。同じ参照符号は、全体を通して同様の素子を表す。
本願では、各種素子を表すために、第1、第2、第3などの用語が使用されるが、これらの素子は、これらの用語に限定される必要はないことが理解される。これらの用語は、1つの要素子を別の素子から区別するために使用され得る。本発明の範囲から逸脱することなく、例えば、第1の素子は、第2の素子と称され、第2の素子は、第1の素子と称されてもよい。本願で使用される「および／または」という用語は、関連する掲載された項目の1もしくは2以上の任意の、または全ての組み合わせを有してもよい。
層、領域、または基板のような素子が、別の素子の「上」にある、または「上に」延在すると称される場合、これは、他の素子の直上にあり、もしくは他の素子の直上に延在していても、あるいは介在素子が存在していてもよいことが理解される。一方、素子が別の素子の「直上」にある、または「直上に延在」すると称される場合、介在素子は存在しない。また、素子が別の素子に「接続される」または「結合される」と称される場合、これは、他の素子と直接接続もしくは結合され、および／または1もしくは2以上の介在素子を介して、他の素子に接続もしくは結合されてもよいことが理解される。対照的に、素子が別の素子に「直接接続され」または「直接結合される」と称される場合、素子と他の素子との間に、介在素子は存在しない。これらの用語は、図に示される任意の方向に加えて、素子の異なる方向を包含することが意図されることが理解される。
本願において、「下側」、「上側」、「上方」、「下方」、「水平」または「垂直」のような相対的な用語は、図に示すように、ある素子、層、または領域と、別の素子、層、または領域との関係を記載するために使用され得る。これらの用語は、図に示された方向に加えて、装置の異なる方向を包含することが意図されることが理解される。
さらに、LED、LEDアレイ、電気部材、および／または電子部材が、1つ、2つ、またはそれ以上の電子基板上に収容されるかどうかは、設計上の制約および／または用途に依存し得る。
LEDアレイは、低い画素数、例えば、アレイ構造内に配列された10～80個の単一ダイLEDを有してもよい。高い画素数を有するLEDアレイでは、より高い解像度を提供し得るが、数千のLEDまたは画素を有する完全に統合されたマイクロLED装置を実施することが好ましい場合がある。
そのようなマイクロLED装置は、相補型金属酸化物半導体（AMOS）ICのような、ドライバ集積回路の上部にモノリシックマイクロLEDアレイを有する、アセンブリ内に提供されてもよい。このICは、LEDアレイの個々の画素を制御してもよい。そのようなマイクロLEDアセンブリまたはLEDアレイアセンブリは、必要な電気的および熱的インターフェースを考慮して、システムに組み込まれる必要がある。また、マイクロLEDアセンブリは、プリント回路基板（PCB）上の他の回路に接続されてもよく、これは、制御回路への電気的接続を提供してもよい。また、動作の間、LEDアレイから熱を放散するため、ヒートスプレッダが設けられてもよい。
そのようなLEDアレイアセンブリは、まずPCBに接続する前に、ヒートシンクに取り付けられる必要がある。PCBへの電気的接続は、ワイヤボンドを用いて行われてもよい。しかし、そのような組立工程は、高価となる場合があり、さらに、制限された利用可能空間において、多数のワイヤボンドを正確に形成することは難しい。従って、本願に記載された実施形態では、LEDアレイアセンブリを照明回路に組み込むための改善された機構が提供される。
図1Aは、例示的なLEDアレイ102の上面図である。図1Aに示す例では、LEDアレイ102は、エミッタ124のアレイである。LEDアレイは、LEDアレイエミッタの精密な制御が必要とされるような、任意の用途に使用されてもよい。LEDアレイ102内のエミッタ124は、個々にアドレス処理可能であっても、グループ／サブセットにおいてアドレス処理可能であってもよい。
また、図1Aには、LEDアレイ102の3×3の部分の分解図が示されている。3×3部分の分解図に示すように、LEDアレイ102は、各々が幅w1を有するエミッタ124を含んでもよい。ある実施形態において、幅w1は、約100μm以下（例えば、40μm）であってもよい。エミッタ124間のレーン122は、幅w2の幅であってもよい。ある実施形態において、幅w2は、約20μm以下（例えば、5μm）であってもよい。レーン122は、隣接するエミッタの間に空気ギャップを提供してもよく、または他の材料を含んでもよい。1つのエミッタ124の中心から隣接するエミッタ124の中心までの距離d1は、約120μm以下（例えば、45μm）であってもよい。本願で提供される幅および距離は、単なる例示に過ぎず、実際の幅および／または寸法は、変化してもよいことが理解される。
図1Aには、対称マトリクスに配置された矩形のエミッタが示されているが、本願に記載される実施形態において、任意の形状および配置のエミッタが適用されてもよいことが理解される。例えば、図1AのLEDアレイ102は、200×100マトリクス、対称マトリクス、非対称マトリクスなど、任意の適用可能な配置において、20,000を超えるエミッタを含んでもよい。また、エミッタ、マトリックス、および／または基板の複数のセットが、任意の適用可能なフォーマットで配置され、本願に記載の実施形態が実施されてもよいことが理解される。
前述のように、LEDアレイ102のようなLEDアレイは、最大20,000個以上のエミッタを有してもよい。そのようなアレイは、90mm2以上の表面積を有し、60ワット以上など、それらの給電に相応の電力が必要とされてもよい。そのようなLEDアレイは、マイクロLEDアレイ、または単にマイクロLEDと称され得る。マイクロLEDは、基板上に設けられた個々のエミッタのアレイを含んでもよく、単一のシリコンウェハ、またはエミッタを形成するセグメントに分割されたダイであってもよい。後者の種類のマイクロLEDは、モノリシックLEDと称され得る。
図1Bには、拡張LEDアレイアセンブリ1の一実施形態を示すが、LED照明回路に含まれるように構成されたハイブリッド化装置140が示されている。図1Bに示す例では、ハイブリッド化装置140は、図1AのマイクロLEDアレイ102のような、ドライバ集積回路11に取り付けられたLEDアレイ10を有する。1または2以上の実施形態では、マイクロLEDアレイは、μmスケールのLED画素のアレイを含んでもよい。ある実施形態では、画素サイズは、100μm未満であってもよく、1μmのオーダであってもよい。マイクロLEDアレイは、LEDの二次元アレイを有する単一のダイとして、または個々のダイのアレイとして提供されてもよい。マイクロLEDアレイは、はんだバンプ、マイクロバンプ、銅ピラーバンプなどのはんだ付け相互接続を用いて、ダイオンダイアセンブリにおけるドライバIC上にマウントすることができる。そのようなLEDアセンブリのマイクロLEDアレイは、60Wのオーダの定格電力を有してもよい。
ある実施形態では、ドライバIC 11は、CMOS半導体製造プロセスを用いて実現されてもよい。そのようなドライバICは、単にCMOSドライバICと称されてもよい。1または2以上の非限定的な実施形態では、ドライバ集積回路は、CMOSドライバICである。また本願では、ドライバIC 11は、シリコンバックプレーンとも称され得る。
いくつかの実施形態では、マイクロLEDアレイは、例えば、リフローはんだ付け手順で、ドライバICにマウントされる。ドライバICは、上面視、略正方形または長方形であってもよく、その上面の4つの角全ての近傍にコンタクトパッドの配列を有し、例えば、CMOS ICの端部に沿って分配された、50～200個のコンタクトパッドを有し、1,000～20,000個のLEDを有するマイクロLEDアレイを駆動してもよい。マイクロLEDアレイは、ドライバICの上部表面に中心化されてもよい。
1または2以上の実施形態による、拡張LEDアレイアセンブリは、ハイブリッド化装置が平面コンタクトブリッジキャリアにより拡張され、完成された拡張LEDアレイアセンブリが別個の部材として取り扱われ得ることを意味することが理解される。従って、いくつかの実施形態では、コンタクトブリッジキャリアの第2のコンタクトパッドは、実質的に、ドライバICコンタクトパッドに対する電気的接続であってもよい。後続の製造段階では、ドライバICコンタクトパッドに対するワイヤボンドを形成する必要がないため、拡張LEDアレイアセンブリを照明回路に容易に取り付けることができる。
いくつかの実施形態では、、拡張LEDアレイアセンブリは、平面コンタクトブリッジキャリアを使用して、アセンブリのハンドリングを支援してもよい。例えば、ピックアンドプレース機械のようなツールは、ある位置から別の位置にアセンブリを移動させる際、コンタクトブリッジキャリアの上部表面に対して吸引力を印加し、アセンブリを保持することができる。そのようなハンドリングの容易さにより、LEDアレイの放射面のような、アセンブリに対する損傷を確実に回避することができる。これは、従来のアセンブリとは対照的である。従来では、LEDアセンブリは、後にPCに接続するために必要となるコンタクトを含まず、LEDアセンブリがヒートシンクに取り付けられた後、ワイヤボンドを用いて、これらのコンタクトを後に作製する必要がある。しかしながら、本願に記載されるような、拡張LEDアレイアセンブリは、コンタクトブリッジキャリアの形態のコンタクトを既に有しており、その結果、拡張LEDアレイをPCBに接続するプロセスは、大幅に単純化され得る。
ある実施形態では、拡張LEDアレイアセンブリは、コンタクトブリッジキャリア上に取り付けられた、キャパシタおよびレジスタなどの多数のパッシブ回路部材を含んでもよい。
図2には、拡張LEDアレイアセンブリ1の製造ステージを示す。また、ドライバIC 11の一方の側面に対する可撓性コンタクトブリッジキャリア12を示す。ドライバIC 11は、ボールグリッドアレイ（BGA）の金バンプのような、コンタクトパッド11Cを有してもよい。これは、ドライバIC 11を外部回路に電気的に接続することを支援してもよい。
いくつかの実施形態では、コンタクトブリッジキャリア12は、複数のコンタクトブリッジ120を有する実質的に平坦な可撓性キャリアであってもよい。いくつかの実施形態では、コンタクトブリッジキャリア12は、内部にコンタクトブリッジ120を有する、薄い可撓性PCBであってもよい。コンタクトブリッジ120は、第1の内部コンタクトパッド120C_aと、第2の外部コンタクトパッド120C_bとの間に延在してもよい。コンタクトパッド120C_a、120C_bは、銅もしくは他の適当な金属を成膜し、または印刷することにより、製造できる。
ある実施形態では、コンタクトブリッジキャリア12は、単層キャリアであり、コンタクトブリッジは、キャリアの下面のような、キャリアの一つの面上に導電性トラックとして印刷または成膜されてもよい。ある実施形態では、コンタクトブリッジキャリアは、キャリアの内側層に形成されたコンタクトブリッジを有する、マルチレイヤ基板を有することができる。可撓性PCBの外層は、ポリイミドのような好適な材料であってもよい。いくつかの実施形態では、コンタクトブリッジキャリアは、ポリイミドのような材料の層に囲まれた薄い導電性トラックを有し、可撓性であってもよい。
図1Bに示すように、ドライバIC 11の各コンタクトパッド11Cは、コンタクトブリッジキャリア12の内部コンタクトパッド120C_aにはんだ付けまたは接合され、恒久接合部1Bが得られてもよい。また、これには、はんだ接合部1Bに設置されたアンダーフィル16も示されており、アセンブリ1のハンドリングの間、電気的接続部の損傷が防止される。図1Bに示す例では、コンタクトブリッジキャリア12の上面12Fは、マイクロLEDアレイ10の放射面10F以下の高さにされる。例えば、平面キャリアが極めて薄く、固有の可撓性を有し得るため、アンダーフィル16が使用されてもよい。そのような実施形態では、アンダーフィル16は、コンタクトブリッジキャリアの第1のコンタクトパッドにおいて、はんだ接合部を保護してもよい。アンダーフィル16は、例えば、はんだボンドを完全に取り囲み、あるいははんだボンドの1または2以上の側面に沿って、設置されてもよい。
図3には、拡張LEDアレイアセンブリ1の一実施形態の平面図を示す。図3に示す例では、コンタクトブリッジキャリア12は、LEDアレイアセンブリ1の4つの側面に沿って配置された4つの区画12a、12b、12c、および12dを有する。各キャリア区画12a、12b、12c、および12dは、ドライバコンタクトの4分の1を回路基板アセンブリに接続することができる。多数のコンタクトパッド120C_a、120C_bおよびコンタクトブリッジ120は、右側キャリア区画12bにおける破線によって表されている。
ある実施形態では、区画の数は、4より多くても、4未満であってもよい（例えば、2つのL字型コンタクトブリッジキャリア、または最大4つの区画）。各区画は、LEDアセンブリが接続されるPCBの方向に外方に向かって延在してもよい。
図4には、拡張LEDアレイアセンブリ1の別の実施形態の平面図を示す。図4に示す例では、平面キャリアは、正方形つばの形態を有し、LEDアレイアセンブリ1の4つの側面の周囲に延在する。ドライバIC 11の外周は、点線で示されている。
ある実施形態では、正方形のつばは、マイクロLEDアレイの発光表面用の正方形開口を有し、4つの全ての内側端部に沿って第1のコンタクトパッドを有し、4つの全ての外側端部に沿って第2のコンタクトパッドを有してもよい。
図5には、製造段階におけるLED照明回路3の一実施形態を示す。図5に示す例では、LED照明回路3は、回路基板組立体2を有し、回路基板20は、ヒートスプレッダ21に取り付けられる。回路基板20は、LEDアレイアセンブリ1のドライバIC 11に対する電気的接続用に構成されたコンタクトパッド20Cを有してもよい。
一部の実施形態では、回路基板20は、LEDアセンブリを受容するように形成されたPCBであってもよい。そのようなPCBは、LEDアセンブリを受容する上で十分な大きさのカットアウトを有するように形成されてもよい。
図5には、ドライバIC 11と回路基板アセンブリ2のヒートスプレッダ21との間に熱接合13が形成された後の、拡張LEDアレイアセンブリ1の一実施形態を示す。この実施形態では、ヒートスプレッダ21は、ドライバIC 11を受容するように構成された隆起座部210を有するように形成される。図の左側では、可撓性キャリア12の外側または第2のコンタクトパッド120C_bは、回路基板20の対応するコンタクトパッド20Cにはんだ付けされる。この目的のため、熱を印加したまま、可撓性キャリア12を回路基板20に向かって、高温バーはんだ付けツールが押しつけられてもよい。熱と圧力の組み合わせにより、第2のコンタクトパッド120C_bがPCBコンタクトパッド20Cに接合されてもよい。図の右側では、可撓性キャリア12の外側または第2のコンタクトパッド120C_bは、回路基板20の対応するコンタクトパッド20Cに既にはんだ付けされている。キャリア12の可撓性により、接合を形成することが容易になるとともに、かなりの高さの差を克服することができる。
いくつかの実施形態では、LED照明回路は、PCBのコンタクトパッドとコンタクトブリッジキャリアの第2のコンタクトパッドとの間の電気的接続を簡単にし得る。また、コンタクトブリッジキャリアを設計することが比較的容易となり、その結果、拡張LEDアレイアセンブリが配置された際、PCBコンタクトパッドの上方に、コンタクトブリッジキャリアの第2のコンタクトパッドの組が、高い精度で整列される。正確な位置合わせにより、はんだ接続を、容易かつ正確に行うことが可能になる。
いくつかのある実施形態では、回路基板20は、ヒートスプレッダ21の領域を露出させる開口を含んでもよく、該開口は、LEDアレイアセンブリ11を収容するように形状化されてもよい。クリアランスは、動作中の熱逸散を改善することに役立つ。ある実施形態では、脚柱210は、開口に上方に向かって延在してもよい。
図6には、回路基板20の開口に配置されたヒートシンク61に取り付けられたドライバIC 11を有するLED照明回路6を示す。図6に示す例では、ワイヤボンド60を用いて、回路基板20のコンタクトパッド20CがドライバIC 11のコンタクトパッド11Cに接続される。このタイプのアセンブリは、ドライバIC 11が多数のコンタクトパッド11C、例えば、200個のコンタクトパッド11Cを有する場合、200個のワイヤボンド60が必要となるため、高価になり得る。
本願に記載のコンタクトブリッジキャリアでは、LEDアセンブリをPCBに接続するためにワイヤボンドを使用する、従来のアプローチを超える改良が提供され得る。しかしながら、コンタクトブリッジキャリアは、PCBコンタクトとドライバICコンタクトとの間にブリッジを提供することに限定されない。
また、いくつかの実施形態では、コンタクトブリッジキャリアは、追加のスイッチング回路の導電性トラックも有してもよい。そのようなトラックは、適宜、上部表面または下部表面にコンタクトパッドを有するキャリアの本体に埋設できる。また、拡張LEDアセンブリの1または2以上の実施形態では、コンタクトブリッジキャリアにマウントされた多くのスイッチング回路部材を有することができる。この場合、そうでなければPCB上に提供される制御回路の一部を、代わりに、コンタクトブリッジキャリア上に提供できる。そのような実施形態では、照明回路のPCBは、比較可能な従来の照明回路のPCBよりも小さくすることができる。また、スイッチング回路部材は、CMOS ICに近づけることができるため、これにより信号ノイズを低減できる。
図7は、拡張LEDアレイアセンブリ1が組み込まれ得る例示的な車両ヘッドランプシステム300の図である。図7に示す例示的な車両ヘッドランプシステム300は、電力線302、データバス304、入力フィルタおよび保護モジュール306、バストランシーバ308、センサモジュール310、LED直流対直流（DC／DC）モジュール312、ロジック低ドロップアウト（LDO）モジュール314、マイクロコントローラ316、およびアクティブヘッドランプ318を有する。ある実施形態では、アクティブヘッドランプ318は、本願に記載のような、拡張LEDアレイアセンブリ1を有してもよい。
電力線302は、車両から電力を受容する入力を有してもよく、データバス304は、入力／出力を有し、これを介して車両と車両ヘッドランプシステム300との間で、データが交換されてもよい。例えば、車両のヘッドランプシステム300は、方向指示器をオンにする指令、またはヘッドランプをオンにする指令のような、車両の他の場所からの指令を受け、必要な場合、車両の他の場所にフィードバックを送信してもよい。センサモジュール310は、データバス304に通信可能に結合されてもよく、車両のヘッドランプシステム300または車両における他の位置に、例えば、環境条件（例えば、時刻、雨、霧、または周囲光レベル）、車両状態（例えば、駐車中、移動中、移動速度、または移動方向）、および他の物体（例えば、車両または歩行者）の存在／位置に関する、追加のデータを提供してもよい。また、車両データバスに通信可能に結合された任意の車両コントローラから分離されたヘッドランプコントローラは、車両ヘッドランプシステム300に含まれてもよい。図7において、ヘッドランプコントローラは、マイクロコントローラ（μc）316のようなマイクロコントローラであってもよい。マイクロコントローラ316は、データバス304に通信可能に結合されてもよい。
入力フィルタおよび保護モジュール306は、電力線302に電気的に結合され、例えば、各種フィルタをサポートして、伝導放出を抑制し、電力耐性を提供してもよい。また、入力フィルタおよび保護モジュール306は、静電放電（ESD）保護、ロードダンプ保護、交流電源電界減衰保護、および／または反転極性保護を提供してもよい。
LED DC／DCモジュール312は、フィルタおよび保護モジュール306と、アクティブヘッドランプ318との間に結合され、フィルタ化された電力を受容し、アクティブヘッドランプ318内のLEDアレイにおけるLEDに給電する駆動電流を提供してもよい。LED DC／DCモジュール312は、約13.2ボルトの公称電圧を有する7から18ボルトの間の入力電圧、およびLEDアレイの最大電圧よりもわずかに（例えば、0.3V）高い出力電圧を有してもよい（例えば、負荷、温度、または他の要因による因子もしくは局所的な較正および作動条件の調整により、決定される）。
論理LDOモジュール314は、入力フィルタおよび保護モジュール306に結合され、フィルタ化された電力を受容してもよい。また、ロジックLDOモジュール314がマイクロコントローラ314およびアクティブヘッドランプ318に結合され、マイクロコントローラ314および／またはアクティブヘッドランプ318内のシリコンバックプレーン（例えば、CMOSロジック）に、電力が供給されてもよい。
バストランシーバ308は、例えば、ユニバーサル非同期受信送信機（UART）、またはシリアル周辺インターフェース（SPI）を有してもよく、マイクロコントローラ316に結合されてもよい。マイクロコントローラ316は、センサモジュール310からのデータに基づいて、またはそれらを含む、車両入力を変換してもよい。変換された車両入力は、アクティブヘッドランプモジュール318における画像バッファに転送可能なビデオ信号を含んでもよい。また、マイクロコントローラ316は、デフォルトの画像フレームをロードし、起動中にオープン／ショート画素をテストしてもよい。ある実施形態では、SPIインターフェースは、CMOSにおける画像バッファをロードしてもよい。画像フレームは、フルフレーム、差分フレームまたは部分フレームであってもよい。マイクロコントローラ316の他の特徴には、CMOS状態をモニタリングする制御インターフェースが含まれてもよい。これには、ダイ温度およびロジックLDO出力が含まれてもよい。ある実施形態では、、LED DC／DC出力は、ヘッドルームを最小化するように動的に制御されてもよい。画像フレームデータを提供することに加えて、サイドマーカまたは方向指示灯と組み合わされた補完的な使用、および／または日中走行灯の作動のような、他のヘッドランプ機能が制御されてもよい。
図8は、別の例示的な車両ヘッドランプシステム400の図である。図8に示す例示的な車両ヘッドランプシステム400は、アプリケーションプラットフォーム402、2つのLED照明システム406、408、ならびに光学系410および412を有する。2つのLED照明システム406および408は、拡張LEDアレイアセンブリ1のような、拡張LEDアレイアセンブリであってもよく、または拡張LEDアレイアセンブリ1に加えて、図7の車両ヘッドランプシステム300における他のモジュールの一部を有してもよい。
LED照明システム408は、光ビーム414（図4における矢印414aと414bの間に示される）を放射してもよい。LED照明システム406は、光ビーム416（図4における矢印416aと416bの間に示される）を放射してもよい。図8に示す実施形態では、二次光学系410がLED照明システム408に隣接し、LED照明システム408から放射された光は、二次光学系410を通過する。同様に、二次光学系412は、LED照明システム412に隣接し、LED照明システム412から放射された光は、二次光学系412を通過する。別の実施形態では、車両ヘッドランプシステムに、二次光学系410／412は提供されない。
含まれる場合、二次光学系410／412は、1または2以上の光ガイドであってもよく、または1または2以上の光ガイドを含んでもよい。1または2以上の光ガイドは、エッジライト型であってもよく、または光ガイドの内部エッジを定める内部開口を有してもよい。LED照明システム408および406（または車両ヘッドランプサブシステムのアクティブヘッドランプ）は、1または2以上の光ガイドの内部開口に挿入され、それらが1または2以上の光ガイドの内部エッジ（内部開口光ガイド）または外部エッジ（エッジライト光ガイド）に光を注入してもよい。ある実施形態では、1または2以上の光ガイドは、例えば、勾配、面取り分布、狭小分布、広い分布、または角度分布等を有する所望の方法で、LED照明システム408および406により放射される光を形状化してもよい。
アプリケーションプラットフォーム402は、図7のデータバス304および電力線302の1または2以上の部分を有し得る配線404を介して、LED照明システム406および／または408に、電力および／またはデータを提供してもよく、1または2以上のセンサ（システム300におけるセンサ、または他の追加のセンサであってもよい）は、アプリケーションプラットフォーム402のハウジングの内部または外部にあってもよい。これとは別に、またはこれに加えて、図7の例示的なLED照明システム300に示すように、各LED照明システム408および406は、それ自体のセンサモジュール、接続性および制御モジュール、電力モジュール、ならびに／またはLEDアレイを有してもよい。
ある実施形態では、車両ヘッドランプシステム400は、操作可能な光ビームを有する自動車を表し、ここでは、LEDが選択的に活性化され、操作可能な光が提供されてもよい。例えば、LEDのアレイ（例えば、LEDアレイ102）を使用して、形状もしくはパターンを定め、または投影し、あるいは道路の選択された区画のみを照射したりすることができる。例示的な実施形態では、LEDシステム406および408内の赤外線カメラまたは検出器画素は、センサ（例えば、図7のセンサモジュール310におけるセンサと同様のもの）であり、照明が必要なシーンの一部（例えば、道路または横断歩行者）を識別してもよい。
図9は、拡張LEDアレイアセンブリを製造する一方法のフロー図900である。図9に示される例では、本方法は、ハイブリッド化装置（902）を提供するステップを有する。ハイブリッド化装置は、ドライバ集積回路に取り付けられたマイクロLEDアレイを含んでもよい。ドライバ集積回路は、該ドライバ集積回路の上部表面に多数のドライバ集積回路コンタクトパッドを有してもよい。
また本方法は、可撓性PCB（904）を提供するステップを有してもよい。可撓性PCBは、底部表面、該底部表面上の多くの第1のコンタクトパッド、底部表面上の多くの第2のコンタクトパッド、および多くのコンタクトブリッジを有してもよい。コンタクトブリッジの各々は、第1のコンタクトパッドの1つと第2のコンタクトパッドの1つの間に延在してもよい。
また本方法は、可撓性PCBをハイブリッド化装置（906）に取り付けるステップを含んでもよい。これは、例えば、可撓性PCBの第1のコンタクトパッドとドライバ集積回路のコンタクトパッドの間に、はんだ接合を形成することにより、実施されてもよい。
図10は、LED照明回路を製造する一方法のフロー図1000である。図10に示す例では、本方法は、LEDアレイアセンブリ（1002）を提供するステップを有する。一実施形態では、LEDアレイアセンブリは、LEDアレイアセンブリおよび可撓性PCBを含んでもよい。LEDアレイアセンブリは、ドライバIC上に取り付けられたマイクロLEDアレイを含んでもよい。ドライバICは、該ドライバICの上部表面に、ドライバICコンタクトパッドを有してもよい。また、LEDアレイアセンブリは、可撓性PCBを有し、該可撓性PCBは、底部表面、該底部表面上の多数の第1のコンタクトパッド、底部表面上の多数の第2のコンタクトパッド、および多数のコンタクトブリッジを有してもよい。コンタクトブリッジの各々は、第1のコンタクトパッドの1つから第2のコンタクトパッドの1つに延在してもよい。ドライバICコンタクトパッドの各々は、可撓性PCBの第1のコンタクトパッドの対応するものに結合されてもよい。
また本方法は、回路基板アセンブリ（1004）を提供するステップを含んでもよい。回路基板アセンブリは、ヒートスプレッダ上に取り付けられた回路基板と、回路基板アセンブリコンタクトパッドとを含んでもよい。
また本方法は、LEDアレイアセンブリをヒートスプレッダ（1006）に取り付けるステップを含んでもよい。これは、例えば、最初に熱伝導性接着層をヒートスプレッダの専用の取り付け表面に設置することにより、実施されてもよい。この取り付け表面は、PCB内の開口により露出されたヒートスプレッダの領域であってもよい。熱伝導性接着層は、熱伝導性のり、熱ペースト、銀熱化合物、両面接着テープのような、任意の層であってもよい。ある実施形態では、熱硬化性熱接着剤が使用されてもよい。この場合、拡張LEDアレイアセンブリをヒートスプレッダに取り付けるステップは、熱伝導性接着層がオーブンで硬化された後に実施されてもよい。
また本方法は、可撓性PCBの第2のコンタクトパッドを回路基板（1008）に結合するステップを含んでもよい。これは、例えば、高温バーはんだ付けにより、実施されてもよい。このため、コンタクトパッドの組の一方または両方が、はんだ充填金属で被覆されてもよい。各組のコンタクトパッドが整列されていると仮定すると、これらは、単に圧力および熱を印加するだけで、相互に恒久的に接合することができる。これは、ツール（例えば、高温バー）の加熱された先端を、コンタクトブリッジキャリアの上面に押し付けることにより実施できる。
いくつかの実施形態では、可撓性コンタクトブリッジキャリアを用いて、例えば、その外周とPCBの上面の間の数ミリメートルの高さの差が収容されてもよい。十分に可撓性のあるコンタクトブリッジキャリアでは、外周は、前述のような結合ステップの間、下側に偏向されてもよい。
いくつかの実施形態について詳しく説明したが、本発明の概念の思想から逸脱することなく、記載の実施形態に修正を加えてもよいことは、当業者には明らかである。従って、本発明の範囲は、示され説明された特定の実施形態に限定されることを意図するものではない。

Claims (16)

  1. 拡張LEDアレイアセンブリを製造する方法であって、
    LEDアレイアセンブリを提供するステップであって、前記LEDアレイアセンブリは、ドライバ集積回路上に取り付けられたマイクロLEDアレイを有し、前記ドライバ集積回路は、該ドライバ集積回路の上部表面に、複数のドライバ集積回路コンタクトパッドを有する、ステップと、
    底部表面、該底部表面上の複数の第1のコンタクトパッド、前記底部表面上の複数の第2のコンタクトパッド、および複数のコンタクトブリッジを有する可撓性プリント回路基板（PCB）を提供するステップであって、前記複数のコンタクトブリッジの各々は、前記複数の第1のコンタクトパッドの1つと、前記複数の第2のコンタクトパッドの1つとの間に延在する、ステップと、
    前記可撓性PCBの前記複数の第1のコンタクトパッドと前記ドライバ集積回路コンタクトパッドの間にはんだ接合を形成することにより、前記可撓性PCBを前記LEDアレイアセンブリに取り付けるステップと、
    を有する、方法。
  2. 前記はんだ接合は、リフローはんだ付けプロセスで形成される、請求項1に記載の方法。
  3. さらに、前記ドライバ集積回路コンタクトパッドにおいて、前記はんだ接合の周りにアンダーフィルを設置するステップを有する、請求項1に記載の方法。
  4. LED照明回路を製造する方法であって、
    拡張LEDアレイアセンブリを提供するステップであって、
    前記拡張LEDアレイアセンブリは、
    ドライバ集積回路（IC）に取り付けられたマイクロLEDアレイを有するLEDアレイアセンブリであって、前記ドライバICは、該ドライバICの上部表面にドライバICコンタクトパッドを有する、LEDアレイアセンブリと、
    底部表面、該底部表面上の複数の第1のコンタクトパッド、前記底部表面上の複数の第2のコンタクトパッド、および複数のコンタクトブリッジを有する可撓性プリント回路基板（PCB）であって、前記複数のコンタクトブリッジの各々は、前記複数の第1のコンタクトパッドの1つから前記複数の第2のコンタクトパッドの1つに延在し、前記複数のドライバICコンタクトパッドの各々は、前記可撓性PCBの前記複数の第1のコンタクトパッドの対応する1つに結合される、可撓性PCBと、
    を有する、ステップと、
    ヒートスプレッダ上に取り付けられた回路基板、および回路基板アセンブリコンタクトパッドを有する、回路基板アセンブリを提供するステップと、
    前記拡張LEDアレイアセンブリを前記ヒートスプレッダに取り付けるステップと、
    前記可撓性PCBの前記複数の第2のコンタクトパッドを前記回路基板アセンブリコンタクトパッドに結合するステップと、
    を有する、方法。
  5. 前記拡張LEDアレイアセンブリを前記ヒートスプレッダに取り付けるステップは、前記ヒートスプレッダのマウント表面に熱伝導性接着層を設置するステップの後に実施される、請求項4に記載の方法。
  6. 前記拡張LEDアレイアセンブリを前記ヒートスプレッダに取り付けるステップは、前記熱伝導性接着層を硬化させるステップに引き続き実施される、請求項5に記載の方法。
  7. 前記第2のコンタクトパッドを前記回路基板アセンブリコンタクトパッドに結合するステップは、高温バーはんだ付けにより実施される、請求項4に記載の方法。
  8. 拡張LEDアレイアセンブリであって、
    ドライバ集積回路（IC）上に取り付けられたマイクロLEDアレイを有するLEDアレイアセンブリであって、前記ドライバICは、該ドライバICの上部表面にドライバICコンタクトパッドを有する、LEDアレイアセンブリと、
    底部表面、該底部表面上の複数の第1のコンタクトパッド、前記底部表面上の複数の第2のコンタクトパッド、および複数のコンタクトブリッジを有する可撓性プリント回路基板（PCB）であって、前記複数のコンタクトブリッジの各々は、前記複数の第1のコンタクトパッドの1つから前記複数の第2のコンタクトパッドの1つに延在する、可撓性PCBと、
    を有し、
    前記複数のドライバICコンタクトパッドの各々は、前記可撓性PCBの前記複数の第1のコンタクトパッドの対応する1つに結合される、拡張LEDアレイアセンブリ。
  9. 前記可撓性PCBは、マルチレイヤ可撓性基板を有する、請求項8に記載の拡張LEDアレイアセンブリ。
  10. 前記マイクロLEDアレイは、放射面を有し、
    前記可撓性PCBの上面は、前記マイクロLEDアレイの前記放射面以下の高さである、請求項8に記載の拡張LEDアレイアセンブリ。
  11. さらに、前記可撓性PCB上に複数のパッシブ回路部材を有する、請求項8に記載の拡張LEDアレイアセンブリ。
  12. 前記可撓性PCBは、さらに、追加のスイッチング回路の導電性トラックを有する、請求項8に記載の拡張LEDアレイアセンブリ。
  13. さらに、前記可撓性PCB上に複数のスイッチング回路部材を有する、請求項12に記載の拡張LEDアレイアセンブリ。
  14. LED照明回路であって、
    ヒートスプレッダ上の回路基板、および回路基板アセンブリコンタクトパッドを有する回路基板アセンブリと、
    拡張LEDアレイアセンブリであって、
    ドライバ集積回路（IC）上に取り付けられたマイクロLEDアレイを有するLEDアレイアセンブリであって、前記ドライバICは、該ドライバICの上部表面にドライバICコンタクトパッドを有する、LEDアレイアセンブリと、
    底部表面、該底部表面上の複数の第1のコンタクトパッド、前記底部表面上の複数の第2のコンタクトパッド、および複数のコンタクトブリッジを有する可撓性プリント回路基板（PCB）であって、
    前記複数のコンタクトブリッジの各々は、前記複数の第1のコンタクトパッドの1つから前記複数の第2のコンタクトパッドの1つに延在する、可撓性PCBと、
    を有し、
    前記複数のドライバICコンタクトパッドの各々は、前記可撓性PCBの前記複数の第1のコンタクトパッドの対応する1つに結合され、
    前記回路基板アセンブリコンタクトパッドの各々は、前記可撓性PCBの前記複数の第2のコンタクトパッドの対応する1つと結合される、
    拡張LEDアレイアセンブリと、
    前記拡張LEDアレイアセンブリの前記ドライバICと前記回路基板アセンブリの前記ヒートスプレッダの間の熱結合と、
    を有する、LED照明回路。
  15. 前記回路基板は、開口を有し、
    前記ヒートスプレッダは、前記開口内の上方に延在し、前記LEDアレイアセンブリを受容するように構成された、隆起座部を有する、請求項14に記載のLED照明回路。
  16. 前記はんだ接合は、拡散はんだ付けプロセスにより形成される、請求項1に記載の方法。
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