專利名稱：用于led和相關(guān)組件的集成散熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件，并且更具體地涉及半導(dǎo)體發(fā)光器件以及有 關(guān)方法和封裝。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管和激光二極管是眾所周知的一施加足夠電壓就能產(chǎn)生 光的固態(tài)電子發(fā)光器件。發(fā)光二極管和激光二極管可以被通稱為發(fā)光器 件("LED")。發(fā)光器件通常包括在基底(例如藍寶石、硅、碳化硅、 砷化鎵等等)上生長的外延層中形成的pn結(jié)。由LED產(chǎn)生的光的波長 分布通常取決于制造pn結(jié)的材料和構(gòu)成器件有源區(qū)的薄的外延層的結(jié) 構(gòu)。
通常，LED芯片包括基底、在基底上形成的n型外延區(qū)和在n型外 延區(qū)上形成的p型外延區(qū)(或者反之亦然)。為了幫助將電壓施加到器 件上，在器件的p型區(qū)(通常是暴露的p型外延層)上形成陽極歐姆接 觸并且在器件的n型區(qū)(例如基底或者暴露的n型外延層)上形成陰極 歐姆接觸。
為了在電路中使用LED芯片，已知密封LED芯片在封裝體中以提 供環(huán)境和/或機械保護、顏色選擇、聚焦等等。LED封裝體還包括用于 將LED封裝體電連接到外部電路的跡線(trace)、電導(dǎo)線或者接觸。在 典型的LED封裝體中，通過焊接接合或者導(dǎo)電環(huán)氧樹脂將LED芯片安 裝在反射的杯狀物(cup )上。 一個或多個接合引線(wirebond )將LED 芯片的歐姆接觸連接到附著于反射的杯狀物或與該反射的杯狀物集成 的導(dǎo)線。反射的杯狀物可以用含有波長轉(zhuǎn)換材料(例如磷光體)的密封 劑材料來填充。由LED發(fā)射的第一波長的光為磷光體所吸收，該磷光體 可以響應(yīng)地發(fā)射第二波長的光。然后將整個組件密封在透明的保護樹脂 中，該樹脂可以被模制成透鏡的形狀來校準從LED芯片發(fā)出的光。 一些 LED封裝體具有被安裝到載體(例如印刷電路板(PCB)載體)上的一 個或多個LED芯片。在LED運行期間，可能產(chǎn)生大量的熱。許多熱量可以由基底和反射 器杯狀物消散，基底和反射器杯狀物中的每一個都可以充當封裝體的熱 沉。然而，在運行期間封裝體的溫度可能仍然顯著地增大?；淄ǔ＞?有低的導(dǎo)熱性。另外，雖然反射的杯狀物向上引導(dǎo)光，但是一些光可能 為反射器杯狀物所吸收或者可能有不使用單獨的金屬件作為金屬反射 器的原因。
密封劑材料(例如硅化物凝膠)通常具有高的熱膨脹系數(shù)。結(jié)果， 在封裝體變熱時，密封劑材料可能膨脹。當透鏡被安裝在由反射器杯狀 物的側(cè)壁來限定的通道(channel)內(nèi)時，該透鏡在密封劑材料膨脹和收 縮時可以在側(cè)壁內(nèi)上下地移動。密封劑材料的膨脹可能將密封劑擠到間 隙中或者擠到空腔外使得在冷卻時它可能不能退回到空腔中。這可能致 使分層(delamination)、空隙、較高的三軸應(yīng)力等等，其可能導(dǎo)致不夠 穩(wěn)健的發(fā)光器件。因此，在本領(lǐng)域中持續(xù)存在著對更有效的散熱和降低 LED系統(tǒng)熱阻的方法的需要。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明一些實施例，發(fā)光器件(LED)組件可以包括電絕緣基 底和在該絕緣基底表面上的導(dǎo)熱層。發(fā)光器件可以在該導(dǎo)熱層上使得該 導(dǎo)熱層在該發(fā)光器件和該電絕緣基底之間。此外，該導(dǎo)熱層可以在至少 一個方向上延伸超出該發(fā)光器件的邊緣一段距離，該距離大于該發(fā)光器 件寬度的一半。
另外，多個導(dǎo)熱通孔(via)可以被熱耦合到該導(dǎo)熱層，而該基底的 鄰近該發(fā)光器件的部分可以沒有導(dǎo)熱通孔。此外，該導(dǎo)熱通孔可以^v該 導(dǎo)熱層延伸穿過該電絕緣基底。該導(dǎo)熱層可以包括例如銅層的金屬層。
該導(dǎo)熱層可以是導(dǎo)電的，而該發(fā)光器件組件還可以包括在該發(fā)光器 件的第一端子和該導(dǎo)熱層之間的第一電耦合(electrical coupling)。電 極可以位于該電絕緣基底上，其中該電極和該導(dǎo)熱層是電隔離的，并且 可以在該發(fā)光器件的第二端子和電極之間提供第二電耦合。
該導(dǎo)熱層可以是導(dǎo)電的，而該發(fā)光器件組件還可以包括笫一和第二 電極，該笫一和第二電極中的每一個都與該導(dǎo)熱層電隔離?？梢栽谠摪l(fā) 光器件的第一端子和第一電極之間提供第一電耦合，并且可以在該發(fā)光 器件的第二端子和第二電極之間提供第二電耦合。該導(dǎo)熱層可以是導(dǎo)電的，并且該導(dǎo)熱層可以是基本上圓形的導(dǎo)熱 層。此外，該基本上圓形的導(dǎo)熱層的第一部分可以與基本上圓形的導(dǎo)熱 層的第二部分電隔離。除此以外或者作為替代方案，該基本上圓形的導(dǎo) 熱層可以包括圍繞其周邊的多個凹槽。此外，該凹槽中的每一個可以從 該導(dǎo)熱層的周邊向著該發(fā)光器件徑向地延伸。另外，在該電絕緣基底上 的導(dǎo)電跡線可以從該基本上圓形的導(dǎo)熱層伸出。
根據(jù)本發(fā)明另外的實施例，發(fā)光器件組件可以包括具有相對的第一 和第二表面的電絕緣基底。第 一 導(dǎo)熱層可以被提供在該電絕緣基底的第 一表面上，而第二導(dǎo)熱層可以被提供在該電絕緣基底的第二表面上。另 外，發(fā)光器件可以被提供在第一導(dǎo)熱層上使得第一導(dǎo)熱層在該發(fā)光器件
和該電絕緣基底之間。此外，多個導(dǎo)熱通孔可以;故熱耦合在第一和第二 導(dǎo)熱層之間，而該基底的在該發(fā)光器件和第二導(dǎo)熱層之間的部分可以沒 有導(dǎo)熱通孔。
該導(dǎo)熱通孔可以從第一導(dǎo)熱層延伸穿過該電絕緣基底到達第二導(dǎo) 熱層。另外，第一導(dǎo)熱層可以延伸超出該發(fā)光器件的邊緣一段距離，該 距離大于該發(fā)光器件寬度的一半。第一和第二導(dǎo)熱層中的每一個可以包 括各自的第一和第二金屬層，例如各自的銅層，并且第一導(dǎo)熱層可以與 LED的第一和第二端子電隔離。
第一和第二導(dǎo)熱層可以是導(dǎo)電的，而該發(fā)光器件組件還可以包括在
該發(fā)光器件的第一端子和第一導(dǎo)熱層之間的第一電耦合。電極可以被提 供在該電絕緣基底上，其中該端子與第一和第二導(dǎo)熱層是電隔離的。可 以在該發(fā)光器件的第二端子和該電極之間提供第二電耦合。
第 一和第二導(dǎo)熱層可以是導(dǎo)電的，而該發(fā)光器件組件還可以包括第 一和笫二電極，該第一和第二電極中的每一個都與第一和第二導(dǎo)熱層電 隔離?？梢栽谠摪l(fā)光器件的第一端子和笫一電極之間提供第一電耦合， 并且可以在該發(fā)光器件的第二端子和第二電極之間提供第二電耦合。
第 一導(dǎo)熱層可以是導(dǎo)電的，并且笫 一導(dǎo)熱層可以是基本上圓形的導(dǎo) 熱層。該基本上圓形的導(dǎo)熱層的第 一部分可以與該基本上圓形的導(dǎo)熱層 的第二部分電隔離。此外，該基本上圓形的導(dǎo)熱層可以包括圍繞其周邊 的多個凹槽。另外，在電絕緣基底上的導(dǎo)電跡線可以從該基本上圓形的 導(dǎo)熱層伸出。
根據(jù)本發(fā)明再其它的實施例，發(fā)光器件(LED)組件可以包括電絕緣基底和在該絕緣基底表面上的基本上圓形的導(dǎo)熱層。發(fā)光器件可以被 提供在該基本上圓形的導(dǎo)熱層上使得該基本上圓形的導(dǎo)熱層在該發(fā)光 器件和該電絕緣基底之間。
該基本上圓形的導(dǎo)熱層的第一部分可以與該基本上圓形的導(dǎo)熱層 的第二部分電隔離。該基本上圓形的導(dǎo)熱層可以包括圍繞其周邊的多個 凹槽。此外，該凹槽中的每一個可以從該基本上圓形的導(dǎo)熱層的周邊向 著該發(fā)光器件徑向地延伸。
另外，在該電絕緣基底上的導(dǎo)電跡線可以從該基本上圓形的導(dǎo)熱層 伸出。該基本上圓形的導(dǎo)熱層可以延伸超出該發(fā)光器件的邊緣一段距 離，該距離大于該發(fā)光器件寬度的一半。該基本上圓形的導(dǎo)熱層可以包 括金屬層。
該發(fā)光器件組件還可以包括在該電絕緣基底的第二表面上的第二 導(dǎo)熱層使得該電絕緣基底在該基本上圓形的導(dǎo)熱層和第二導(dǎo)熱層之間。 多個導(dǎo)熱通孔可以被熱耦合在該基本上圓形的導(dǎo)熱層和第二導(dǎo)熱層之 間，而該基底的在該發(fā)光器件和第二導(dǎo)熱層之間的部分可以沒有導(dǎo)熱通 孔。此外，該發(fā)光器件的第一和第二端子可以與該基本上圓形的導(dǎo)熱層 電隔離。


圖1A-E是示出了根據(jù)本發(fā)明一些實施例的、具有導(dǎo)熱層的發(fā)光器 件封裝體的截面圖。
圖2-3是根據(jù)本發(fā)明另外的實施例的、包括透鏡的發(fā)光器件封裝體 的截面圖。
圖4A-C是示出了根據(jù)本發(fā)明一些實施例的發(fā)光器件的導(dǎo)熱層的平 面圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明再其它實施例的多芯片發(fā)光器件封裝體的透視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參考附圖更充分地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的實
施例。然而，本發(fā)明可以:帔具體實現(xiàn)為許多不同的形式并且不應(yīng)該^皮認 為其限于在此所述的實施例。相反，這些實施例被提供來使得本公開將是徹底且完全的，并且將充分地向本領(lǐng)域技術(shù)人員表達本發(fā)明的范圍。在附圖中，為了清楚起見層和區(qū)域的尺寸以及相對尺寸可能被放大。自始至終類似的數(shù)字指的是類似的元件。
應(yīng)當理解，在元件(例如層、區(qū)域或者基底)被描述為在其它元件"上"時，它可以直接位于其它元件上或者也可能存在夾在中間的元件。應(yīng)當理解，如果元件的一部分(例如表面)被描述為"內(nèi)部的"，則它比該元件的其它部分要更加遠離該器件的外側(cè)。此外，例如"在……之下"或者"覆在……上面，，的相對術(shù)語在此可以被用來描述一個層或區(qū)域與另 一層或區(qū)域相對于如圖中所示出的基底或底層的關(guān)系。應(yīng)當理解，這些術(shù)語意圖包含除在圖中描述的方向之外的器件的不同方向。最后，術(shù)語"直接地"意思是沒有夾在中間的元件。如在此使用的，術(shù)語"和/或，，包括有關(guān)的所列出項中的 一個或多個的任意和全部的組合。
應(yīng)當理解，雖然術(shù)語"第一"、"第二，，等等可以在此被用來描述各個元件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)該纟皮這些術(shù)語所限制。這些術(shù)語僅;故用來將一個元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一區(qū)域、層或部分區(qū)分開。因此，在不脫離本發(fā)明教導(dǎo)的情況下在下面討論的第一元件、組件、區(qū)域、層或部分也可以被稱為第二元件、組件、區(qū)域、層或部分。
在此參考截面圖、透視圖和/或平面圖示例來描述本發(fā)明的實施例，所述示例是本發(fā)明的理想化實施例的示意性示例。同樣地，作為例如制造技術(shù)和/或公差的結(jié)果的與示例形狀的偏離將是可能發(fā)生的。因此，本發(fā)明實施例不應(yīng)該;故認為限于在此示出的區(qū)域的特定形狀而是將包括例如由制造產(chǎn)生的在形狀上的偏差。例如，由于正常的制造公差，被示出或描述為矩形的區(qū)域通常將具有圓的或彎曲的部分。因此，在圖中示出的區(qū)域?qū)嶋H上是示意性的并且它們的形狀不是要示出器件的區(qū)域的精確形狀并且不意圖限制本發(fā)明的范圍。
除非另有定義，否則在此使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)的和科學的術(shù)語)都具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的相同的意思。還將理解，術(shù)語(例如在通常使用的詞典中定義的那些)應(yīng)該被解釋為具有與它們在相關(guān)技術(shù)和本說明書中的意思一致的意思，并且不從理想化的或過度形式的意義上來解釋，除非在此明白地如此定義。
在此將描述本發(fā)明的用來封裝半導(dǎo)體發(fā)光器件的各種實施例。如在此使用的，術(shù)語"半導(dǎo)體發(fā)光器件(LED)，，可以包括發(fā)光二極管、激光二極管和/或其它包括一個或多個半導(dǎo)體層(其可以包括硅、碳化硅、
氮化鎵和/或其它半導(dǎo)體材料)的半導(dǎo)體器件。發(fā)光器件可能包括或可能不包括例如藍寶石、硅、碳化硅和/或其它微電子基底等基底。發(fā)光器件可以包括一個或多個接觸層，該接觸層可以包括金屬和/或其它導(dǎo)電層。在一些實施例中，可以提供紫外線的、藍色的和/或綠色的發(fā)光二極管。也可以提供紅色的和/或琥珀色的LED。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說半導(dǎo)體發(fā)光器件的設(shè)計和制造是公知的并且不必在此詳細描述。
例如，在此討論的半導(dǎo)體發(fā)光器件(LED)可以是基于氮化鎵的LED或者制造在碳化硅基底上的激光器，例如美國北卡羅來納州達勒姆市的Cree公司制造和銷售的那些器件。本發(fā)明可以適合用于如下列美國專利所迷的LED和/或激光器6,201,262; 6,187,606; 6,120,600; 5,912,477;5,739,554; 5,631,190; 5,604,135; 5，523，589; 5,416,342; 5,393,993;5,338,944; 5，210,051; 5,027,168; 5,027,168; 4,966,862和/或4,918,497,就好象在此充分闡述一樣地通過參考將上述專利的公開內(nèi)容并入于此。其它合適的LED和/或激光器在下列文獻中有描述2003年l月9日公開的題為"Group III Nitride Based Light Emitting Diode Structures With aQuantum Well and Superlattice, Group III Nitride Based Quantum WellStructures and Group III Nitride Based Superlattice Structures"的美國專利公開US 2003/0006418 Al,以及題為"Light Emitting Diodes IncludingModifications for Light Extraction and Manufacturing Methods Therefor"的美國專利公開US 2002/0123164 Al，由此通過參考將上述文獻的公開內(nèi)容整體并入于此。此外，涂敷磷光體的LED、例如在題為"Phosphor-Coated Light Emitting Diodes Including Tapered Sidewalls andFabrication Methods Therefor"的美國專利公開2004/0056260 Al中描述的那些也可以適合用于本發(fā)明的實施例中，就好象在此充分闡述一樣地通過參考將上述專利的公開內(nèi)容并入于此。LED和/或激光器可以被配置為如此運行使得光發(fā)射穿過基底而出現(xiàn)。在這樣的實施例中，基底可以被圖形化從而增強器件的光輸出，如例如在上面引用的美國專利公開US 2002/0123164 Al中所描述的。
關(guān)于圖IA-E、 2、 3、 4A-C和5的實施例，基底100a-k (也被稱為子底座(submount))中的每一個可以具有相應(yīng)的上表面105a-k和下表面103a-k,如所示出的?；譴OOa-k中的每一個可以包括印刷電路板(PCB)基底、鋁塊基底、氧化鋁基底、氮化鋁基底、藍寶石基底和/或硅基底和/或任何其它合適的基底材料，例如T-Clad熱包層絕緣基底材料，其可從明尼蘇達州Chanhassen市的Bergquist公司獲得。PCB基底可以包括標準的FR-4 PCB、金屬核心PCB、撓性帶和/或任何其它類型的印刷電路板。
如圖1A-E、 2、 3、 4A-C和5中所示出的，圖形化的金屬部件可以被形成在相應(yīng)基底100a-k的上表面105a-k上。該圖形化的金屬部件可以包括導(dǎo)熱層112a-k、彎月面(meniscus)控制部件303和/或304 (如圖3所示)、接合引線焊盤305 (如圖3所示)、和/或電極110a-k和/或llla-k?？梢岳缡褂缅兎?plating)工藝在基底lOOa-k的上表面105a-k上形成導(dǎo)電部件。鍍敷工藝可以用來在基底上鍍敷薄的或者厚的金屬膜。在典型的鍍敷工藝中，可以依次將鈦粘附層和銅種子層濺射到基底上。然后，可以將約75微米的銅鍍敷到銅種子層上。可替代地，可以使用例如金屬掩模'賊射粘附層和種子層來形成期望的圖形。鍍敷工藝也可以用來形成穿過基底的導(dǎo)電金屬通孔。在替代方案中，可以使用標準的光刻工藝將淀積的金屬膜圖形化來提供在基底上的具有期望圖形的金屬部件。
在圖3示出的本發(fā)明的一些實施例中，第一和笫二彎月面控制部件303和304可以由不同于導(dǎo)熱層112g和/或接合引線焊盤305的材料形成。例如，彎月面控制部件303和304可以包含聚合物，諸如焊接掩模(solder mask)材料(包括例如聚酰亞胺)。諸如聚酰亞胺的聚合物例如可以提供合適的用作彎月面控制部件的材料，因為聚酰亞胺可以提供相對低的表面能，其可以提供改進的彎月面控制特性。
導(dǎo)熱層112a-k的橫向尺寸(與基底平行)和厚度可以根據(jù)所用材料的散熱特性而變化。當導(dǎo)熱層112a-k的直徑或?qū)挾?與基底表面平行)從LED源114a-k的邊緣伸出一段距離時可以增強散熱，該距離至少為LED源114a-k —半寬度，而根據(jù)本發(fā)明 一些實施例該距離至少為LED源114a-k的寬度。此外，導(dǎo)熱層112a-k延伸超出LED 114a-k邊緣的距離大于導(dǎo)熱層厚度的兩倍。根據(jù)本發(fā)明一些實施例，導(dǎo)熱層112a-k可以包括金屬層(例如銅、鋁、金、錫、錫-銀和/或銅-錫)、陶乾層(例如鋁-氮化物)和/或半導(dǎo)體材料層(例如碳化硅)。對于被提供為導(dǎo)熱層112a-k的銅層，可以將銅導(dǎo)熱層配置為使得銅導(dǎo)熱層112a-k的直徑或?qū)挾?平行于基底表面)相對于厚度(垂直于基底表面)的比值可以在至少約25到約140的范圍內(nèi)。對于被提供為導(dǎo)熱層U2a-k的鋁層，可以將鋁導(dǎo)熱層配置為使得鋁導(dǎo)熱層112a-k的直徑或?qū)挾?其平行于基底表面)相對于厚度(垂直于基底表面)的比值可以在至少約7到約50的范圍內(nèi)。
可以將一個或多個電極110a-k和/或llla-k形成在相應(yīng)基底100a-k的上表面105a-k上。另外，可以將一個或多個底電極11 Oc'-g'和/或111 c'-g'形成在相應(yīng)基底100c-g的下表面103c-g上，如圖1C-E、 2和3所示。一個或多個導(dǎo)電通孔122c-g可以將一個或多個底電極110c'-g'和/或lllc'-g'連接到相應(yīng)基底100c-g的上表面105c-g上的各種部件。例如，導(dǎo)電通孔122c-g和/或122c'-g'中的一個可以將電極110c-g和/或lllc-g與相應(yīng)的底電極110c'-g'和/或lllc'-g'電連接。因此，形成在基底100c-g的上表面105c-g上的相應(yīng)導(dǎo)電部件可以由相同材料形成。例如，導(dǎo)電部件可以包括使用鍍敷工藝淀積的銅。
在本發(fā)明的一些其它實施例中， 一些傳導(dǎo)部件可以包括附加的金屬。例如，導(dǎo)熱層112a-k可以纟皮鍍敷和/或涂有附加的金屬和/或其它材料以使導(dǎo)熱層112a-k更適合于將相應(yīng)的LED芯片114a-k安裝于其上。例如，導(dǎo)熱層112a-k可以被鍍敷有附加層，例如附加的粘合劑、接合物、反射器、管芯附著焊盤和/或阻擋層(未示出)?？梢越o導(dǎo)熱層增加這些層，并且這些附加層也可以是導(dǎo)熱的。在替代方案中，可以使用焊劑(flux)而不是Au/Sn焊膏來執(zhí)行直接的管芯附著從而減少LED 114a-k和相應(yīng)的導(dǎo)熱層112a-k之間的熱阻和/或/人而減少成洞。直接的管芯附著能實現(xiàn)在LED系統(tǒng)的其它區(qū)域中使用分立的齊納器件用于ESD保護。LED 114a-k和相應(yīng)的導(dǎo)熱層112a-k可以被配置為提供與垂直的、平面的和/或倒裝的LED的耦合。
如圖1A-E所示出的，可以將導(dǎo)熱層112a-e形成在相應(yīng)基底lOOa-e的上(主)表面105a-e上。如圖1C-1E所示，也可以將第二導(dǎo)熱層113c-e形成在相應(yīng)基底103C-E的下(次)表面103c-e上。如圖1D-E所示，導(dǎo)熱通孔201d-e可以熱耦合在第一導(dǎo)熱層112d-e和笫二導(dǎo)熱層113d-e之間。導(dǎo)熱通孔201d-e可以延伸穿過基底lOOd-e從而改進第一導(dǎo)熱層112d-e和第二導(dǎo)熱層113d-e之間的熱耦合。每一個穿過基底的通孔的輪廓(profile)(從基底上方或下方來觀察)可以采用任何形狀，例如圓形、方形、多邊形等等。每一個導(dǎo)熱通孔201d-e可以從相應(yīng)導(dǎo)熱層112的任何部分延伸。根據(jù)本發(fā)明一些實施例，導(dǎo)熱通孔201d-e可以被提供在LED 114d-e和第二導(dǎo)熱層113d-e之間以增強導(dǎo)熱性。根據(jù)本發(fā)明的一些其它實施例，導(dǎo)熱通孔201d-e可以與相應(yīng)的LED 114d-e間隔開(或者橫向地偏離)以改進LED 114d-e和導(dǎo)熱層112d-e之間的機械耦合。例如，導(dǎo)熱層112d-e的沒有導(dǎo)熱通孔201d-e的部分可以提供更平坦的表面以改進與LED 114d-e的枳4成耦合。
由于根據(jù)本發(fā)明一些實施例可以使用薄膜技術(shù)來形成導(dǎo)熱層112a-e和/或113c-e,因此第一和第二導(dǎo)熱層112a-e和/或113c-e可以與電極llOa-e和/或llla-e電隔離，如圖1A、 1C和/或1D所示出的。例如，可以如此提供該電隔離而使得用于導(dǎo)熱層的材料和用于電極的材料可以是不同的。如圖1A-E所示，接合引線128a-e可以用來提供LED 114a-e和相應(yīng)的電極llla-e之間的電耦合。如圖1A和1C-D所示，接合引線128a'和128c'-d'可以4是供LED的114a和114c-d與相應(yīng)的電才及110a和110c-d之間的電耦合。如圖1B所示，導(dǎo)熱層112b和電極110b可以被提供為導(dǎo)電且導(dǎo)熱的材料的連續(xù)/圖形化的層。例如，導(dǎo)熱材料的圖形化的層可以提供導(dǎo)熱層112b、電才及110b以及在其之間的導(dǎo)電跡線。如圖4A-B所示，導(dǎo)熱層112h-i可以通過導(dǎo)電跡線402h-i而電耦合到相應(yīng)的電極lllh-i。第二導(dǎo)熱層113e可以電耦合到電極110e'，如圖1E所示。第一導(dǎo)熱層112e可以通過導(dǎo)電且導(dǎo)熱的通孔201e而電耦合到位于基底100e下表面103e上的電極110e',如圖1E所示。
雖然在圖1A-E中沒有示出，但是圖1A-E的結(jié)構(gòu)可以如例如在圖2和3中所示出的那樣與透鏡和/或反射器件一起使用。此外，圖2的結(jié)構(gòu)可以和圖3的透鏡一起使用和/或圖3的結(jié)構(gòu)可以和圖2的透鏡一起使用。此外，根據(jù)本發(fā)明實施例的包括導(dǎo)熱層、導(dǎo)熱/導(dǎo)電的通孔、LED、電極和/或基底的結(jié)構(gòu)(如例如關(guān)于圖1A-E、 2、 3、 4A-B和5所討論的)可以和LED封裝的附加元件一起〗吏用，如例如在序列號為11/044,126
和11/336,369的美國專利申請中所討論的，就好象在此充分闡述一樣地通過參考將上述專利的公開并入于此。
更具體地，圖1A的LED封裝體可以包括在LED 114a和基底100a之間的導(dǎo)熱層112a,并且導(dǎo)熱層112a可以延伸超出LED 114a邊緣一段距離，該距離大于LED 114a寬度的一半，而根據(jù)本發(fā)明一些實施例，該距離大于LED 114a的寬度。此外，LED可以是水平的LED使得其兩個電極(即，陰極和陽極)在LED 114a的與基底100a相對的表面上。接合引線128a和128a'可以提供LED 114a與電極llla和110a之間的電耦合?；?00a的與LED 114a相對的下表面103a因此可以沒有電連接。在運行期間，來自LED的熱量可以;陂傳l番通過導(dǎo)熱層112a并且到基底100a中。導(dǎo)熱層112a可以包括導(dǎo)電且導(dǎo)熱的材料，例如銅。此外，基底100a的背面103a可以熱耦合到熱沉和/或到其它基底(例如印刷電路板)的導(dǎo)熱部分使得熱量被傳導(dǎo)離開基底lOOa。
圖IB的LED封裝體可以包括在LED 114b和基底100b之間的導(dǎo)熱層112b,并且導(dǎo)熱層112b可以延伸超出LED 114b邊緣一段距離，該距離大于LED 114b寬度的一半，而根據(jù)本發(fā)明一些實施例，該距離大于LED 114b的寬度。此外，LED可以是垂直的LED使得其電極(即，陰極和陽極)在LED 114b的相對的表面上。接合引線128b可以提供LED114b的第一電極與電極lllb之間的電耦合。LED 114b的第二電極可以直接耦合到導(dǎo)熱層112b。如圖IB中進一步示出的，導(dǎo)熱層112b和電極110b以及在其之間的跡線可以由同一導(dǎo)電且導(dǎo)熱的材料層來形成/人而不需要第二接合引線。如同圖1A的結(jié)構(gòu)一樣，基底100b的與LED 114b相對的下表面103b因此可以沒有電連接。在運行期間，來自LED 114b的熱量可以被傳播通過導(dǎo)熱層112b并且到基底100b中。導(dǎo)熱層112a可以包括導(dǎo)電且導(dǎo)熱的材料，例如銅。此外，基底100b的背面103b可以熱耦合到熱沉和/或到其它基底(例如印刷電路板)的導(dǎo)熱部分使得熱量被傳導(dǎo)離開基底100b。如果LED 114b是水平的LED,則第二接合引線可以被提供在第二電極與導(dǎo)熱層112b之間，該第二電極在LED 114b的與導(dǎo)熱層112b相對的表面上。
圖1C的LED封裝體可以包括在LED 114c和基底100c之間的導(dǎo)熱層112c,并且導(dǎo)熱層112c可以延伸超出LED 114a邊緣一段距離，該距離大于LED 114c寬度的一半，而根據(jù)本發(fā)明一些實施例，該距離大于LED 114c的寬度。此外，LED可以是垂直的LED使得其電極(即，陰極和陽極)在LED 114c的相對的表面上。接合引線128c可以提供LED114c的笫一電極與電極lllc之間的電耦合。層112c也可以是導(dǎo)電的，并且LED 114c的第二電極可以直接耦合到該導(dǎo)熱且導(dǎo)電的層112c,并且接合引線128c'可以提供導(dǎo)熱層112c與電極110c之間的電耦合。在替代方案中，如上面關(guān)于圖1B所討論的，導(dǎo)電跡線可以被提供在導(dǎo)熱層112c與電極110c之間從而不需要第二接合引線。
在圖1C中，第二導(dǎo)熱層113c可以被提供在基底100c的背面103c上，以增強來自基底100c的熱量到熱沉和/或其它電路板(例如印刷電路板)的導(dǎo)熱部分的耦合。在運行期間，來自LED 114c的熱量可以被傳播通過導(dǎo)熱層112c并且到基底100c和第二導(dǎo)熱層113c中。導(dǎo)熱層112c和113c中每一個都可以包括導(dǎo)熱材料，例如銅。此外，基底100c的背面103c可以熱耦合到熱沉和/或到其它基底(例如印刷電路板)的導(dǎo)熱部分使得熱量^f皮傳導(dǎo)離開基底100c。如果LED 114c是水平的LED,則第二接合引線128c'可以被提供在第二電極與電極110c之間，該笫二電極在LED 114c的與導(dǎo)熱層112c相對的表面上。
如圖1C中進一步示出的，副電極lllc'和110c'可以被提供在基底100c的背面103c上，并且副電極lllc'和110c'可以通過導(dǎo)電通孔122c和122c'而電耦合到位于基底100c正面105c上的電極lllc和110c。因此基底100c能被安裝在印刷電路板上，其中副電極lllc'和110c提供到印刷電路板的電耦合。在替代方案中，如果到其它基底的電耦合被直接提供到電極lllc和110c的話，則可以省去導(dǎo)電通孔122c和122c'以及副電極lllc'和110c'。
此外，根據(jù)本發(fā)明一些實施例，如上面關(guān)于圖1C所討論的導(dǎo)電通孔和副電極可以應(yīng)用于圖1A和/或1B的結(jié)構(gòu)。例如，在圖1A的基底1 OOa的背面103a上的副電極可以使用相應(yīng)的穿過基底1 OOa的導(dǎo)電通孔而電耦合到電極llla和110a。類似地，在圖1B的基底100b的背面103b上的副電極可以使用相應(yīng)的穿過基底100b的導(dǎo)電通孔而電耦合到電極lllb和110b。
圖1D的LED封裝體可以包括在LED 114d和基底100d之間的導(dǎo)熱層112d,并且導(dǎo)熱層112d可以延伸超出LED 114d邊緣一段距離，該距離大于LED 114d寬度的一半，而根據(jù)本發(fā)明一些實施例，該距離大于LED114d的寬度。此外，LED可以是水平的LED使得其電極(即，陰極和陽極)在LED 114d的與基底100d相對的表面上。接合引線128d和128d'可以提供LED 114d的電極與電極llld和110d之間的電耦合。
在圖1D中，第二導(dǎo)熱層113d可以被提供在基底100d的背面103d上，以增強來自基底100d的熱量到熱沉和/或其它電路板(例如印刷電路板)的導(dǎo)熱部分的耦合。另外，導(dǎo)熱通孔201d可以改進第一導(dǎo)熱層112d和第二導(dǎo)熱層113d之間的熱耦合。在運行期間，來自LED 114d的熱量可以被傳播通過導(dǎo)熱層112d并且通過導(dǎo)熱通孔201d到達第二導(dǎo)熱層113d。導(dǎo)熱層112d和113d以及導(dǎo)熱通孔201d中的每一個都可以包括導(dǎo)熱材料，例如銅。此外，基底100d的背面103d可以熱耦合到熱沉和/或到其它基底(例如印刷電路板)的導(dǎo)熱部分使得熱量被傳導(dǎo)離開基底100d。
如果LED 114d是垂直的LED,則LED 114d的第二電極可以直接耦合到導(dǎo)熱層112d,并且接合引線128d'可以提供導(dǎo)熱層112d與電極110d之間的電耦合。在替代方案中，如上面關(guān)于圖IB所討論的，導(dǎo)電跡線可以被提供在導(dǎo)熱層U2d與電極110d之間從而不需要第二接合引線。
如圖ID中進一步示出的，副電極llld'和110d'可以^L提供在基底100d的背面103d上，并且副電極llld'和110d'可以通過導(dǎo)電通孔122d和122d'而電耦合到位于基底100d正面105d上的電才及l(fā)lld和llOd。因此基底100d能被安裝在印刷電路板上，其中副電極llld'和U0d'提供到印刷電路板的電耦合。在替代方案中，如果到其它基底的電耦合被直接提供到電極llld和110d的話，則可以省去導(dǎo)電通孔122d和122d'以及副電極llld'和110d'。
圖1E的LED封裝體可以包括在LED 114e和基底100e之間的導(dǎo)熱層112e,并且導(dǎo)熱層112e可以延伸超出LED 114e邊緣一段距離，該距離大于LED 114e寬度的一半，而根據(jù)本發(fā)明一些實施例，該距離大于LED114e的寬度。此外，LED可以是垂直的LED使得其電極(即，陰極和陽極)在LED 114e的相對的表面上。接合引線128e可以提供LED114e的第一電極與電極llle之間的電耦合。LED 114e的第二電極可以電地且機才成地耦合到導(dǎo)熱層112e。
在圖IE中，第二導(dǎo)熱層113e可以被提供在基底100ed的背面103e上，以增強來自基底100e的熱量到熱沉和/或其它電路板(例如印刷電路板)的導(dǎo)熱部分的耦合。另外，導(dǎo)熱通孔201e可以改進第一導(dǎo)熱層112e和第二導(dǎo)熱層113e之間的熱耦合。在運行期間，來自LED114e的熱量可以被傳播通過導(dǎo)熱層112e并且通過導(dǎo)熱通孔201e到達第二導(dǎo)熱層113e。導(dǎo)熱層112e和113e以及導(dǎo)熱通孔201e中的每一個都可以包括導(dǎo)熱材料，例如銅。此外，基底100e的背面103e可以熱耦合到熱沉和/或到其它基底(例如印刷電路板)的導(dǎo)熱部分使得熱量被傳導(dǎo)離開基底100e。如果LED 114e是水平的LED,則LED 114e的第二電極可以使用第二接合引線而耦合到導(dǎo)熱層112e。
如圖IE中進一步示出的，副電極llle'和110e'可以^皮提供在基底100e的背面103e上。副電極11 le'可以通過導(dǎo)電通孔122e而電耦合到位于基底100e正面105e上的電極llle。副電極110e'可以通過在基底100e的背面103e上的跡線而電耦合到第二導(dǎo)熱層113e。因此，可以通過第一導(dǎo)熱層112e、通過導(dǎo)熱跡線201e以及通過第二導(dǎo)熱層113e來提供在LED 114e和電極llOe'之間的電耦合。根據(jù)本發(fā)明一些實施例，副電極110e'和第二導(dǎo)熱層113e可以被提供為導(dǎo)電且導(dǎo)熱層的同一層的部分和/或到其它基底的電耦合可以被直接提供到第二導(dǎo)熱層113e。因此基底100e能被安裝在印刷電路板上，其中副電極llle'和110e'提供到印刷電^各板的電耦合。
參考圖2，根據(jù)本發(fā)明一些實施例，金屬和/或反射的杯狀物(或環(huán))212可以被提供在LED 114f周圍，并且可以使用粘合材料211將預(yù)制的透鏡210緊固在反射的杯狀物或環(huán)212內(nèi)。電絕緣材料213可以被提供在環(huán)212和基底100f和/或在基底100f上的其它層(例如電極110f和/或lllf)之間。笫一和第二導(dǎo)熱層112f和113f可以使用導(dǎo)熱通孔201f來熱耦合，該導(dǎo)熱通孔201f延伸穿過基底100f到達第二導(dǎo)熱層113f。如圖2中進一步示出的，包括導(dǎo)熱層112f和113f以及導(dǎo)熱通孔201f的集成散熱系統(tǒng)可以與LED U4f的電極和/或電極110f、 110f、 111f和/或lllf電隔離。LED 114f的電極可以由接合引線128f和128f電耦合到電極110A和/或111A。可以如例如在2005年1月27日提交的題為"Methods For Packaging A Light Emitting Device And Packaged LightEmitting Devices"的美國專利申請11/044,126中所討論的那樣制造透鏡
如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明一些實施例，發(fā)光器件組件可以包括一個或多個密封區(qū)域。更具體地，在基底100g上的第一彎月面控制部件303可以環(huán)繞導(dǎo)熱層112g以限定這樣的區(qū)域，所迷區(qū)域限制在第一彎月面控制部件303的周界內(nèi)基底100g的上表面105g上的密封劑材料301。第二彎月面控制部件304可以包圍區(qū)域301并且可以與第一彎月面控制部件303 —起限定環(huán)形的(或者環(huán)狀的)區(qū)域，所述區(qū)域限制在基底lOOg的上表面105g上的包圍第一密封劑區(qū)域301的透鏡材料302?？梢苑峙涿芊鈩┎牧?01作為由第一彎月面控制部件303限制的液體，并且隨后固化。然后可以分配透鏡材料302作為由第二彎月面控制部件304限制的液體，并且隨后固化。密封劑材料301和/或透鏡材料302可以是環(huán)氧材料。
如圖3中所示出的，透鏡材料302可以封閉并且圍繞密封劑材料301。雖然如上面所討論的透鏡材料302可以是環(huán)形的，但是可以根據(jù)其它形狀來提供透鏡材料302,這取決于第一彎月面控制部件303和第二彎月面控制部件304的形狀并且取決于分配的密封劑和/或透鏡材料的體積。例如，透鏡材料可以具有橢圓形的周界。應(yīng)當理解，對于"環(huán)繞，，或者"包圍，，區(qū)域的部件，該部件不必在該區(qū)域周圍連續(xù)地形成。雖然附圖示出了連續(xù)的彎月面控制部件，但是彎月面控制部件在其中包括不影響該部件的彎月面控制功能的間隙或者空隙也是可能的。此外，部件不必形成為圓形，而是可以被提供為其它二維的形狀，例如橢圓、
多邊形等等。
如圖3中進一步示出的，接合引線焊盤305和305'可以^f皮形成在由第二彎月面控制部件304圍繞的透鏡區(qū)域內(nèi)的基底100g的上表面105g上。導(dǎo)電通孔122g中的一個可以將引線接合焊盤305和/或305'與相應(yīng)的底電極111g'和/或110g'電耦合。導(dǎo)電通孔122g中的另一個可以將底電極111g'和/或110g'與在基底100g上表面105g上的相應(yīng)的電極lllg和/或110g電耦合。在另一個替代方案(未示出)中，導(dǎo)電且導(dǎo)熱的通孔201g可以將導(dǎo)熱層112g與底電極111g'和/或110g'電耦合使得垂直的LED的下表面可以電耦合到底電極111g'和/或110g'中的一個，由此去掉接合引線128g和/或128g'中的一個。此外，如圖1A-E所示，可以在沒有密封劑材料301和透鏡材料302的情況下提供這樣的結(jié)構(gòu)使得LED114g是暴露的，所述結(jié)構(gòu)包括LED 114g;通孔122g、 122g'和201g;導(dǎo)熱層112g和113g;接合引線焊盤305和305';以及電極lllg、 lllg'、110g和110g'。在替代方案中，圖3的結(jié)構(gòu)可以被提供有圖2的透鏡結(jié)構(gòu)和反射器而不是密封劑材料和透鏡材料。
可以如例如在下列文獻中所討論的那樣制造透鏡2005年8月4日提交的題為 "Packages for Semiconductor Light Emitting DevicesUtilizing Dispensed Encapsulants And Methods Of Packaging The Same"的美國專利申請11/197,096以及2006年1月20日提交的題為"PackagesFor Semiconductor Light Emitting Devices Utilizing Dispensed ReflectorsAnd Methods Of Forming Same"的美國專利申請11/336,369。由此通過參考將上面引用的兩個專利申請的公開內(nèi)容全部并入于此。
根據(jù)本發(fā)明一些實施例，在平面圖中導(dǎo)熱層112a-g可以是圓形的或者可以具有其它形狀，例如橢圓形、多邊形等等。舉例來說，如圖4A-C所示，導(dǎo)熱層U2a-g可以是基本上圓形的。基本上圓形的形狀例如可以有效地傳^"熱量而同時減少可能由從LED源114a-g到正方形或矩形的導(dǎo)熱層的角的增大的距離而引起的不必要的膨脹(由熱引起的)。
如為平面圖的圖4A所示，LED 114h可以被提供在基本上圓形的導(dǎo)熱層112h上。更具體地，導(dǎo)熱層112h可以在其中具有間隙401h，該間隙401h電隔離導(dǎo)熱層112h的部分112h'。跡線402h可以提供導(dǎo)熱層112h與電極lllh之間的電耦合，并且跡線403h可以提供部分112h'與電極110h之間的電耦合。對于水平的LED 114h (具有在其上表面上的兩個電極)，第一接合引線可以提供導(dǎo)熱層112h的主要部分與LED 114h之間的電耦合，并且第二接合引線可以提供部分112h'與LED 114h之間的電耦合。部分112h'可以提供相對大的面積用于接合引線連接而不顯著地減弱導(dǎo)熱層112h的散熱能力。對于垂直的LED 114H (具有在其相對的表面上的電極)，LED 114h的第一表面可以電地且機械地接合(例如，使用焊料)到導(dǎo)熱層112h的主要部分，并且接合引線可以提供第二表面(與導(dǎo)熱層相對)到該導(dǎo)熱層的部分112h'的電耦合。
根據(jù)本發(fā)明再其它的實施例，導(dǎo)熱層112h可以與電極lllh和110h電隔離(使得可以去掉跡線402h和/或403h中的一個或兩個)。在沒有跡線402h和/或403h的情況下，接合引線可以提供LED 114h與電極111 h和/或U0h之間的電耦合。此外，如例如在圖1C、 1D和1E中所示出的第二導(dǎo)熱層(未示出)可以被提供在基底100h的與導(dǎo)熱層112h相對的表面上，和/或如例如在圖1D和1E中所示出的穿過基底110h的導(dǎo)熱通孔可以提供在基底100h的相對側(cè)上的導(dǎo)熱層之間的熱耦合。
如圖4B所示，凹槽404i可以4皮提供在基本上圓形的導(dǎo)熱層112i中以減少由熱膨脹引起的應(yīng)力/應(yīng)變。因此可以跨越相對大的導(dǎo)熱層112i來消散由LED 114i產(chǎn)生的熱量而同時減少跨越導(dǎo)熱層的熱應(yīng)力/應(yīng)變。如圖4B所示，可以圍繞導(dǎo)熱層112i的周界部分間隔排列凹槽404i。此外，凹槽112i可以向著LED 112i徑向地延伸以減少/人LED 114i向?qū)釋?12i邊緣流動的熱量的阻抗?？梢匀缟厦骊P(guān)于圖4A的相應(yīng)元件所討論的那樣提供和/或使用電極llli和110i、跡線402i和403i、導(dǎo)電通孔122i以及基底100i。
如圖4A和4B中進一步示出的，可以在鍍敷導(dǎo)熱層時使用焊接掩才莫來形成圖4A-B的電隔離間隙401h-i，或者可以通過隨后將導(dǎo)熱層圖形化(例如，使用光刻掩模和刻蝕操作)來形成該間隙。該間隙401h或4 01 i可以將基本上圓形的導(dǎo)熱層的陰極部分和陽才及部分電隔離而同時提供顯著的散熱。導(dǎo)電跡線402h-i和/或403h-i可以將導(dǎo)熱層的部分112h畫i和/或112h'-i'電耦合到電極110h-i和/或110h國i。
根據(jù)本發(fā)明另外的實施例，基本上圓形的導(dǎo)熱層112k可以與電極111k和/或110k中的一個或兩個電隔離，如圖4C所示。此外，圖4A和4B的間隙可以從導(dǎo)熱層112k中省去，并且凹槽404k可以圍繞導(dǎo)熱層112k的周界部分基本上均勻地間隔排列。例如，對于如圖4C中所示出的三個凹槽，可以圍繞基本上圓形的導(dǎo)熱層112k間隔約120度排列凹槽404k。具有四個凹槽時，可以圍繞基本上圓形的導(dǎo)熱層間隔約90度排列該凹槽。
此外，凹槽112k可以向著LED 112k徑向地延伸以減少從LED 114k向?qū)釋?12k邊緣流動的熱量的阻抗?？梢匀缟厦骊P(guān)于圖4A-B的相應(yīng)元件所討論的那樣提供和/或使用電極lllk和110k、跡線402k、導(dǎo)電通孔122k以及基底100k。舉例來說，LED可以是具有第一表面的垂直的LED,該第一表面電地且機械地接合(例如，焊接)到導(dǎo)熱層，并且接合引線可以提供LED 114K第二表面與電極110k之間的電耦合。在替代方案中，LED 114k可以是具有第一接合引線和第二接合引線的水平的LED,該第一接合引線提供LED 114k第一部分與導(dǎo)熱層U2k之間的電耦合，而該第二接合引線提供LED的笫二部分與電極110k之間的電耦合。
圖4A-C的任何導(dǎo)熱層112h、 112i和/或112k可以例如^f吏用導(dǎo)熱通孔而電耦合到在基底100h、 100i和/或100k的相對側(cè)上的第二導(dǎo)熱層。根據(jù)本發(fā)明一些實施例，任何這樣的導(dǎo)熱通孔相對于LED 114h、 114i和/或114k可以是偏移的，以提供更平坦的LED可以接合的表面。根據(jù) 本發(fā)明的其它實施例， 一個或多個導(dǎo)熱通孔可以被直接提供在LED和在 基底相對側(cè)上的笫二導(dǎo)熱層之間。此外，上述任何關(guān)于圖4A-C所討論 的導(dǎo)熱層112h、 112i和/或112k的圖形可以用于在此關(guān)于圖1A-E、 2、 3和/或5所討論的導(dǎo)熱層。此外，基本上圓形的導(dǎo)熱層112h、 112i和/ 或112k中的每一個可以延伸超出相應(yīng)的LED 114h、 114i和/或114k的 邊緣一段距離，該距離大于LED寬度的一半，而根據(jù)本發(fā)明 一些實施例， 該距離大于LED的寬度。
本發(fā)明另外的實施例可以在同一基底上包括多個LED，例如圖5中 所示出的三個芯片串聯(lián)的布局。在圖5中，三個LED 114j、 114j'和114j" 可以是串聯(lián)電耦合的。為了舉例說明，每一個LED 114j、 114j'、 114j" 可以被提供在類似于上面關(guān)于圖1A所討論的那些的配置中。電極lllj 和/或110j可以電耦合到相應(yīng)的導(dǎo)電跡線501j,并且附加的導(dǎo)電跡線可 以被提供在LED 114j、 114j'和/或114j"之間。如圖5所示，每一個LED 114j、 114j'和/或114j"可以使用相應(yīng)的接合引線對128j、 128j'和/或128j" 而電耦合到跡線。如圖5所示，導(dǎo)熱層112j、 112j'和/或112j"可以與電 極110j和/或lllj和/或與跡線501j電隔離。
雖然在圖5中為每一個LED提供了一對接合引線，但是通過直接在
合引線和/或跡線的數(shù)量。如圖5中進一步示出的，可以使用水平的LED, 其中在每一個LED的與基底lOOj相對的表面上有兩個到該LED的電耦 合。對于垂直的LED,第一電耦合可以從LED 114j、 114j'和/或114j"到 相應(yīng)的導(dǎo)熱層112j、 112j'和/或112j",并且可以使用到與基底100j相對 的LED 114j、 114j'和/或114j"表面的接合引線來提供第二電耦合。
第二導(dǎo)熱層可以被提供在基底100j的與導(dǎo)熱層112j、 112j'和/或 112j"相對的背面上，如上面關(guān)于圖1C-E、 2和3所討論的。例如，可以 針對笫一導(dǎo)熱層U2j、 112j'和/或112j"中的每一個提供分離的第二導(dǎo)熱 層。如果沒有電連接被提供到基底100j的背面，則可以提供跨越基底 100j背面103j的連續(xù)的第二導(dǎo)熱層505。此外，可以穿過基底100j提供 在導(dǎo)熱層112j、 112j'和/或112j"中的一個或多個與在基底100j的背面 103j上的任何這樣的第二導(dǎo)熱層之間的導(dǎo)熱通孔。
另夕卜， 一系列LED芯片114j、 114j'、 114j"也可以耦合到ESD (靜電放電)保護芯片502 (例如齊納二極管)。根據(jù)本發(fā)明實施例，對于 使用薄膜和直接接合技術(shù)集成的散熱可以提供更有利的情形，這允許在 單個小的波形因數(shù)(form factor) LED封裝體上有多個LED芯片。根據(jù) 本發(fā)明 一些實施例，由這樣的多芯片組件產(chǎn)生的熱量可以更有效地被傳 遞遠離LED。
導(dǎo)熱層112j、 112j'和/或112j"中的每一個可以是基本上圓形的和/或 如上面關(guān)于圖4A-C所討論的可以包括在其中的凹槽。此外，如上面關(guān) 于圖2和/或3所討論的，可以為LED的114j、 114j'和/或114j"提供反射 的杯狀物、預(yù)制的透鏡、彎月面控制部件和/或液體分配/固化透鏡。
根據(jù)本發(fā)明一些實施例，因此導(dǎo)熱層(例如，上面討論的導(dǎo)熱層 U2a-k)可以提供散熱器，該散熱器對于將它形成于其上的基底(例如， 上面討論的基底100a-k)是整體的?？梢愿倪M熱量從LED (例如，LED 114a-k)到基底和/或熱沉中的熱傳遞，使得LED可以在高功率(例如 高達5瓦)下運行。根據(jù)本發(fā)明一些實施例，可以使用光刻圖形化和高 導(dǎo)電的金屬的薄膜工藝來形成導(dǎo)熱層。根據(jù)本發(fā)明一些實施例，導(dǎo)熱層 可以使得用于ESD保護的分立的齊納二極管能夠進行直接的焊劑管芯 附著和/或附接。
更具體地，可以例如通過鍍敷、濺射和/或蒸發(fā)一層或多層金屬(例 如鎳、銅、金和/或銀)來形成上面關(guān)于圖1A-E、 2、 3、 4A-C和5所討 論的導(dǎo)熱層112a-k。可以在穿過基底的孔中使用高導(dǎo)熱的材料(例如銅) 來提供導(dǎo)熱通孔(例如，傳導(dǎo)通孔201 d-g)以幫助熱量熱傳遞穿過基底。 此外，導(dǎo)熱層112a-k可以使得能夠例如使用焊劑而不是金/錫焊膏來進 行LED 114a-k的直接管芯附著。因此可以減少在LED和導(dǎo)熱層之間的 接合的厚度以改進熱界面并且減少成洞。
通過提供導(dǎo)熱層的相對精確的圖形化(例如，使用光刻的圖形化) 可以在同一基底上提供多個LED芯片，如例如圖5中所示出的。例如， 可以在同一基底上提供同一顏色(例如紅色、藍色、綠色或白色)的多 個LED。在替代方案中，可以在同一基底上提供紅色、藍色和綠色LED 的組合。另外，直接管芯附接可以使得能夠在同一基底上提供LED和分 立的齊納二極管(用于ESD保護)，如圖5所示。薄膜技術(shù)的使用也可 以使得能夠提供電隔離的導(dǎo)熱通孔和/或?qū)釋?，如例如圖1A、 1D、 2 和3中所示出的。換句話說，熱的路徑可以是電隔離的。根據(jù)本發(fā)明一些實施例，可以通過模版(stencil)濺射種子層(例 如鈦層)來形成導(dǎo)熱層(例如，層112a-k)以在基底(例如，基底lOOa-k) 上提供導(dǎo)熱層的期望圖形。然后可以在該種子層上鍍敷銅。種子層可以 具有例如在約20微米到約150微米范圍內(nèi)的厚度，并且銅層可以具有 約75微米的厚度。
根據(jù)本發(fā)明一些其它的實施例，可以通過才莫版印刷糊劑(包括導(dǎo)熱 金屬)并且烘干以去除有機物來形成導(dǎo)熱層(例如，層112a-k)?？梢?使由此形成的金屬層經(jīng)受退火和/或沖壓操作以減少孔隙度、增強導(dǎo)熱 性、增強平面性等等。根據(jù)本發(fā)明再其它的實施例，導(dǎo)熱層(例如，層 112a-k)可以被提供為被壓到適當位置的金屬物件(perform),并且然 后該物件可以進一步經(jīng)受退火以改進與基底的粘附。此外，根據(jù)上面討 論的任何技術(shù)形成的導(dǎo)熱層可以進一步經(jīng)受滾壓和/或沖壓操作以進一 步改進其特性。
如上面關(guān)于圖1A-K、 2-3、 4A-C和5所討論的，根據(jù)本發(fā)明一些實
施例，可以將LED 114a-k置于相應(yīng)的導(dǎo)熱層112a-k的中心。然而，根
據(jù)本發(fā)明所有的實施例，并不要求將LED U4a-k置于相應(yīng)的導(dǎo)熱層
112a-k的中心。例如，才艮據(jù)本發(fā)明一些實施例，LED 114a-k可以偏離相
應(yīng)的導(dǎo)熱層112a-k的中心。此外，可以鄰近于相應(yīng)的導(dǎo)熱層112a-k的
邊緣來提供LED 114a-k使得導(dǎo)熱層并不顯著地延伸超出LED 114a-k的 至少一個邊緣。
在附圖和說明書中，已經(jīng)公開了本發(fā)明的典型實施例，并且雖然使 用了具體術(shù)語，但是只是在一般的和敘述的意義上來使用它們而非為了 限制在下面權(quán)利要求中所闡述的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1、一種發(fā)光器件(LED)組件，包含電絕緣基底；在該絕緣基底的表面上的導(dǎo)熱層；以及在該導(dǎo)熱層上的發(fā)光器件，使得該導(dǎo)熱層在該發(fā)光器件和該電絕緣基底之間；其中該導(dǎo)熱層在至少一個方向上延伸超出該發(fā)光器件的邊緣一段距離，該距離大于該發(fā)光器件寬度的一半。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件組件，還包含 多個導(dǎo)熱通孔，其中該導(dǎo)熱通孔被熱耦合到該導(dǎo)熱層，并且其中該基底的鄰近該發(fā)光器件的部分沒有導(dǎo)熱通孔。
3、 根據(jù)權(quán)利要求3的發(fā)光器件組件，其中該導(dǎo)熱通孔從該導(dǎo)熱層 延伸穿過該電絕緣基底。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件組件，其中該導(dǎo)熱層包含金屬層、 陶瓷層和/或豐導(dǎo)體層中的至少 一個。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4的發(fā)光器件組件，其中該導(dǎo)熱層包含銅層。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件組件，其中該導(dǎo)熱層是導(dǎo)電的，該 發(fā)光器件組件還包含在該發(fā)光器件的第一端子和該導(dǎo)熱層之間的第一電耦合； 在該電絕緣基底上的電極，其中該電極和該導(dǎo)熱層是電隔離的；以及在該發(fā)光器件的第二端子和該電極之間的第二電耦合。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件組件，其中該導(dǎo)熱層是導(dǎo)電的，該 發(fā)光器件組件還包含第一和第二電極，該第一和第二電極中的每一個與該導(dǎo)熱層電隔離；在該發(fā)光器件的第一端子和第一電極之間的第一電耦合；以及 在該發(fā)光器件的第二端子和第二電極之間的第二電耦合。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件組件，其中該導(dǎo)熱層是導(dǎo)電的并且 其中該導(dǎo)熱層包含基本上圓形的導(dǎo)熱層。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8的發(fā)光器件組件，其中該基本上圓形的導(dǎo)熱層的第 一部分與該基本上圓形的導(dǎo)熱層的第二部分電隔離。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8的發(fā)光器件組件，其中該基本上圓形的導(dǎo)熱層 包含圍繞其周邊的多個凹槽。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10的發(fā)光器件組件，其中該凹槽中的每一個都 從該導(dǎo)熱層的周邊向著該發(fā)光器件徑向地延伸。
12、 根據(jù)權(quán)利要求8的發(fā)光器件組件，還包含在該電絕緣基底上的傳導(dǎo)跡線，其中該傳導(dǎo)跡線從該基本上圓形的 導(dǎo)熱層伸出。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中該導(dǎo)熱層延伸超出該發(fā)光器 件的相對的邊緣一段距離，該距離大于該發(fā)光器件寬度的一半。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其中該導(dǎo)熱層在至少一個方向上 延伸超出該發(fā)光器件邊緣一段距離，該距離大于該發(fā)光器件的寬度。
15、 一種發(fā)光器件組件，包含 電絕緣基底，其具有相對的第一和第二表面； 在該電絕緣基底的笫一表面上的第一導(dǎo)熱層； 在該電絕緣基底的第二表面上的第二導(dǎo)熱層； 在第一導(dǎo)熱層上的發(fā)光器件，使得第一導(dǎo)熱層在該發(fā)光器件和該電絕緣基底之間；以及多個導(dǎo)熱通孔，其中該導(dǎo)熱通孔被熱耦合在第一和第二導(dǎo)熱層之 間，并且其中該基底的在該發(fā)光器件和第二導(dǎo)熱層之間的部分沒有導(dǎo)熱
16、 根據(jù)權(quán)利要求15的發(fā)光器件組件，其中該導(dǎo)熱通孔從第一導(dǎo) 熱層延伸穿過該電絕緣基底到達第二導(dǎo)熱層。
17、 根據(jù)權(quán)利要求15的發(fā)光器件組件，其中第一導(dǎo)熱層在至少一 個方向上延伸超出該發(fā)光器件邊緣一段距離，該距離大于該發(fā)光器件寬 度的一半。
18、 根據(jù)權(quán)利要求15的發(fā)光器件組件，其中第一導(dǎo)熱層在至少一 個方向上延伸超出該發(fā)光器件的任何邊緣一段距離，該距離大于該發(fā)光 器件的寬度。
19、 根據(jù)權(quán)利要求15的發(fā)光器件組件，其中第一導(dǎo)熱層延伸超出 該發(fā)光器件的相對的邊緣一段距離，該距離大于該發(fā)光器件寬度的一半。
20、 根據(jù)權(quán)利要求15的發(fā)光器件組件，其中第一和第二導(dǎo)熱層中 的每一個包含金屬層、陶瓷層和/或半導(dǎo)體層中的至少一個。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20的發(fā)光器件組件，其中第一導(dǎo)熱層和/或第二 導(dǎo)熱層包含銅層。
22、 根據(jù)權(quán)利要求20的發(fā)光器件組件，其中第一導(dǎo)熱層與LED的 第一和第二端子電隔離。
23、 根據(jù)權(quán)利要求15的發(fā)光器件組件，其中第一和第二導(dǎo)熱層是 導(dǎo)電的，該發(fā)光器件組件還包含在該發(fā)光器件的第一端子和第一導(dǎo)熱層之間的第一電耦合； 在該電絕緣基底上的電極，其中該端子與第一和第二導(dǎo)熱層是電隔 離的；以及在該發(fā)光器件的第二端子和該電極之間的笫二電耦合。
24、 根據(jù)權(quán)利要求15的發(fā)光器件組件，其中第一和第二導(dǎo)熱層是 導(dǎo)電的，該發(fā)光器件組件還包含第一和第二電極，該第一和第二電極中的每一個與第一和笫二導(dǎo)熱層電隔離；在該發(fā)光器件的第 一 端子和笫 一 電極之間的第 一 電耦合；以及 在該發(fā)光器件的第二端子和第二電極之間的第二電耦合。
25、 根據(jù)權(quán)利要求15的發(fā)光器件組件，其中笫一導(dǎo)熱層是導(dǎo)電的 并且其中第一導(dǎo)熱層包含基本上圓形的導(dǎo)熱層。
26、 根據(jù)權(quán)利要求25的發(fā)光器件組件，其中該基本上圓形的導(dǎo)熱 層的第 一部分與該基本上圓形的導(dǎo)熱層的第二部分電隔離。
27、 根據(jù)權(quán)利要求25的發(fā)光器件組件，其中該基本上圓形的導(dǎo)熱 層包含圍繞其周邊的多個凹槽。
28、 根據(jù)權(quán)利要求25的發(fā)光器件組件，還包含在該電絕緣基底上的傳導(dǎo)跡線，其中該傳導(dǎo)跡線從該基本上圓形的 導(dǎo)熱層伸出。
29、 一種發(fā)光器件(LED)組件，包含 電絕緣基底；在該絕緣基底表面上的基本上圓形的導(dǎo)熱層；以及 在該基本上圓形的導(dǎo)熱層上的發(fā)光器件，使得該基本上圓形的導(dǎo)熱 層在該發(fā)光器件和該電絕緣基底之間，其中該基本上圓形的導(dǎo)熱層的邊緣橫向地延伸超出該發(fā)光器件的邊緣。
30、 根據(jù)權(quán)利要求29的發(fā)光器件組件，其中該基本上圓形的導(dǎo)熱 層的第一部分與該基本上圓形的導(dǎo)熱層的第二部分電隔離。
31、 根據(jù)權(quán)利要求29的發(fā)光器件組件，其中該基本上圓形的導(dǎo)熱 層包括圍繞其周邊的多個凹槽。
32、 根據(jù)權(quán)利要求31的發(fā)光器件組件，其中該凹槽中的每一個都 從該基本上圓形的導(dǎo)熱層的周邊向著該發(fā)光器件徑向地延伸。
33、 根據(jù)權(quán)利要求29的發(fā)光器件組件，還包含在該電絕緣基底上的傳導(dǎo)跡線，其中該傳導(dǎo)跡線從該基本上圓形的 導(dǎo)熱層伸出。
34、 根據(jù)權(quán)利要求29的發(fā)光器件組件，其中該基本上圓形的導(dǎo)熱 層延伸超出該發(fā)光器件邊緣一段距離，該距離大于該發(fā)光器件寬度的一半。
35、 根據(jù)權(quán)利要求29的發(fā)光器件組件，其中該基本上圓形的導(dǎo)熱 層延伸超出該發(fā)光器件邊緣一段距離，該距離大于該發(fā)光器件的寬度。
36、 根據(jù)權(quán)利要求29的發(fā)光器件組件，其中該基本上圓形的導(dǎo)熱 層延伸超出該發(fā)光器件的相對的邊緣一段距離，該距離大于該發(fā)光器件 寬度的一半。
37、 根據(jù)權(quán)利要求29的發(fā)光器件組件，其中該基本上圓形的導(dǎo)熱 層包含金屬層、陶瓷層和/或半導(dǎo)體層中的至少一個。
38、 根據(jù)權(quán)利要求29的發(fā)光器件組件，還包含在該電絕緣基底的第二表面上的第二導(dǎo)熱層，使得該電絕緣基底在 該基本上圓形的導(dǎo)熱層和第二導(dǎo)熱層之間；以及多個導(dǎo)熱通孔，其中該導(dǎo)熱通孔被熱耦合在該基本上圓形的導(dǎo)熱層 與第二導(dǎo)熱層之間，并且其中該基底的在該發(fā)光器件和笫二導(dǎo)熱層之間 的部分沒有導(dǎo)熱通孔。
39、 根據(jù)權(quán)利要求38的發(fā)光器件，其中該發(fā)光器件的第一和第二 端子與該基本上圓形的導(dǎo)熱層電隔離。
40、 根據(jù)權(quán)利要求29的發(fā)光器件組件，還包含在該電絕緣基底的第二表面上的第二導(dǎo)熱層，使得該電絕緣基底在 該基本上圓形的導(dǎo)熱層和笫二導(dǎo)熱層之間；以及多個導(dǎo)熱通孔，其中該導(dǎo)熱通孔被熱耦合在該基本上圓形的導(dǎo)熱層與第二導(dǎo)熱層之間，并且其中該導(dǎo)熱通孔延伸穿過在由該發(fā)光器件的周 界限定的該電絕緣基底區(qū)域外部的該電絕緣基底的部分。
全文摘要
一種發(fā)光器件(LED)組件可以包括電絕緣基底(100a-k)以及在該絕緣基底(100a-k)的表面(105a-k)上的導(dǎo)熱層(112a-k)。發(fā)光器件(114a-k)可以在導(dǎo)熱層(112a-k)上使得該導(dǎo)熱層(112a-k)在該發(fā)光器件(114a-k)與該電絕緣基底(100a-k)之間。此外，該導(dǎo)熱層可以在至少一個方向上延伸超出該發(fā)光器件(114a-k)的邊緣一段距離，該距離大于該發(fā)光器件(114a-k)寬度的一半。
文檔編號H01L33/64GK101606247SQ200780046707
公開日2009年12月16日 申請日期2007年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日
發(fā)明者N·W·梅登多普, P·安德魯斯 申請人:克里公司