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CN112714951B - 发光二极管封装 - Google Patents

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CN112714951B
CN112714951B CN201980035147.5A CN201980035147A CN112714951B CN 112714951 B CN112714951 B CN 112714951B CN 201980035147 A CN201980035147 A CN 201980035147A CN 112714951 B CN112714951 B CN 112714951B
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China
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light
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肯尼·M·戴维斯
杰-永·帕克
史小萌
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Kerui Led Co
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Abstract

公开了包括发光二极管(LED)的固态发光装置，更具体地，公开了封装LED。在一些实施方式中，LED封装包括电连接，其被配置为减少LED封装内的金属腐蚀；或者降低LED封装的总正向电压；或者为串联的静电放电(ESD)芯片提供电路径。在一些实施方式中，LED封装包括至少两个LED芯片和两个LED芯片之间的材料，该材料促进来自两个LED芯片的复合发射的均匀性。以这种方式，根据本公开的LED封装可以有益于各种应用，包括在各种环境条件下期望高发光强度的那些应用。这些应用包括汽车照明、航空照明和普通照明。

Description

发光二极管封装
技术领域
本公开涉及包括发光二极管的固态照明装置，更具体地，涉及封装发光二极管。
背景技术
诸如发光二极管(LED)的固态照明装置越来越多地用于消费和商业应用。LED技术的进步带来了高效率和机械强度高、寿命长的光源。因此，现代LED已经实现了各种新的显示应用，并且越来越多地用于普通照明应用，通常替代白炽灯和荧光灯光源。
LED是将电能转换成光的固态器件，通常包括设置在相反掺杂的n型和p型层之间的半导体材料的一个或多个有源层(或有源区域)。当在掺杂层上施加偏压时，空穴和电子被注入到一个或多个有源层中，在那里空穴和电子重新结合，以产生诸如可见光或紫外线发射之类的发射。LED芯片通常包括有源区域，该有源区可以由例如碳化硅、氮化镓、磷化镓、氮化铝、砷化镓基材料和/或有机半导体材料制成。在所有方向激发由有源区域产生的光子。
通常，希望以可能的最高发光效率来操作LED，这可以通过相对于输出功率的发光强度(例如，以流明/瓦特为单位)来测量。提高发光效率的一个实际目标是在期望的光传输方向上最大限度地提取有源区域发射的光。LED的光提取和外部量子效率会受到许多因素的限制，包括内部反射。根据众所周知的斯涅尔定律，折射或者在内部反射到达LED表面和周围环境之间的表面(界面)的光子。如果以重复的方式在内部反射光子，则最终会吸收这些光子，并且永远不会提供从LED出射的可见光。
图1示出了典型LED封装10，包括通过焊接或导电环氧树脂安装在反射杯14上的单个LED芯片12。一个或多个引线键合16可以将LED芯片12的欧姆接触连接到引线18A和/或18B，引线18A和/或18B可以附着到反射杯14或与反射杯14成一体。反射杯14可以填充有密封剂材料20，密封剂材料20可以包含波长转换材料，例如，磷光体。由LED芯片12发射的第一波长的光的至少一部分可以被磷光体吸收，磷光体可以相应地发射第二波长的光。然后，整个组件封装在透明的保护树脂22中，保护树脂22可以被模制成透镜的形状，以准直从LED芯片12发出的光。虽然反射杯14可以向上引导光，但是当反射光时会发生光损耗。由于实际反射器表面的反射率低于100％，反射杯14可能吸收一些光。在感兴趣的波长范围内，某些金属的反射率可能低于95％。
图2示出了另一种传统LED封装24，其中，一个或多个LED芯片26可以安装在诸如印刷电路板(PCB)载体的载体、衬底或基板28上。金属反射器30安装在基板28上并且围绕LED芯片26以将LED芯片26发出的光反射离开LED封装24。金属反射器30还为LED芯片26提供机械保护。在LED芯片26上的欧姆接触和基板28上的电迹线34A、34B之间形成一个或多个引线键合连接32。然后用密封剂36覆盖安装的LED芯片26，密封剂36可以为LED芯片26提供环境和机械保护，同时还用作透镜。金属反射器30通常通过焊料或环氧树脂结合附着到基板28上。当反射光时，金属反射器30也可能遭受光学损耗，因为它也具有小于100％的反射率。
图3示出了另一传统的LED封装38，其中，LED芯片40可以安装在基板42上，半球透镜44形成在基板42上。LED芯片40可以涂有转换材料，该转换材料可以转换来自LED芯片40的全部或大部分光。半球透镜44被设置成减少光的全内反射。透镜44与LED芯片40相比相对较大，使得LED芯片40近似于透镜44下方的点光源。结果，到达透镜44表面的更大量的LED光在第一次通过时从透镜44发射。此外，透镜44可用于以LED封装38的期望发射模式引导LED芯片40的光发射。
本领域继续寻求改进的发光二极管和固态照明装置，其具有降低的光学损耗并提供能够克服与传统照明装置相关的挑战的期望照明特性。
发明内容
本公开在各个方面涉及包括发光二极管(LED)的固态发光装置，更具体地，涉及封装LED。在一些实施方式中，LED封装包括电连接，其被配置为减少封装内的金属腐蚀；或者降低LED封装的总正向电压；或者为静电放电(ESD)芯片提供电路径。在一些实施方式中，LED封装包括至少两个LED芯片和两个LED芯片之间的材料，该材料促进来自两个LED芯片的复合发射的均匀性。以这种方式，根据本公开的LED封装可以有益于各种应用，包括在各种环境条件下期望高发光强度的那些应用。这些应用包括汽车照明、航空照明和普通照明。
在一些方面，一种发光二极管(LED)封装包括：基板；基板上的金属图案，其中，所述金属图案包括：至少一个晶粒附着焊盘；以及至少一个接合焊盘。LED封装另外包括：至少一个LED芯片，其安装在所述至少一个晶粒附着焊盘上；以及接合金属，其位于所述至少一个接合焊盘上以及基板的与所述至少一个接合焊盘邻近的表面上。在一些实施方式中，LED封装还包括光改变材料，该光改变材料在基板的该表面上围绕所述至少一个LED芯片的周边设置。在一些实施方式中，所述光改变材料覆盖基板表面上的接合金属的一部分。在一些实施方式中，所述光改变材料包括反光材料。在一些实施方式中，所述反光材料包括悬浮在硅树脂中的熔融石英、气相二氧化硅或二氧化钛(TiO2)颗粒。在一些实施方式中，LED封装还包括在所述至少一个LED芯片上的波长转换元件。
在一些方面，一种发光二极管(LED)封装包括：基板；基板上的金属图案，其中，所述金属图案包括：晶粒附着焊盘；以及接合焊盘；并且LED封装另外包括：金属迹线，与晶粒附着焊盘和接合焊盘的至少一部分连续；LED芯片，安装在晶粒附着焊盘上；以及接合焊盘上的接合金属，其中，该接合金属包括在邻近LED芯片的金属迹线上延伸的导电指。在一些实施方式中，所述接合金属位于基板的与所述接合焊盘邻近的表面上。在一些实施方式中，LED封装还包括光改变材料，该光改变材料在所述基板表面上围绕LED芯片的周边设置。在一些实施方式中，所述光改变材料覆盖所述导电指的至少一部分。在一些实施方式中，所述光改变材料包括反光材料。在一些实施方式中，所述反光材料包括悬浮在硅树脂中的熔融石英、气相二氧化硅或二氧化钛(TiO2)颗粒。在一些实施方式中，LED封装还包括在LED芯片上的波长转换元件。
在一些方面，一种发光二极管(LED)封装包括：基板；基板上的金属图案，其中，所述金属图案包括：至少一个晶粒附着焊盘；以及至少一个接合焊盘；并且LED封装另外包括：至少一个LED芯片，该至少一个LED芯片安装在所述至少一个晶粒附着焊盘上；接合金属，位于至少一个接合焊盘的上表面上；以及腐蚀减少层，位于所述至少一个接合焊盘的侧壁上和基板的与所述至少一个接合焊盘邻近的表面上。
在一些方面，一种发光二极管(LED)封装包括：基板；基板上的多个LED芯片；透明材料，至少部分地位于所述多个LED芯片的每个LED芯片之间；以及波长转换元件，位于所述多个LED芯片上。在一些实施方式中，透明材料还设置在波长转换元件和多个LED芯片之间。在一些实施方式中，波长转换元件包括覆盖物上的发光材料。在一些实施方式中，发光材料在覆盖物和透明材料之间。
在一些方面，一种发光二极管(LED)封装包括：基板；基板的表面上的第一金属迹线；基板的该表面上的第二金属迹线；第一LED芯片，电连接到第一金属迹线和第二金属迹线；第一ESD芯片，电连接到第一金属迹线；第二ESD芯片，电连接到第二金属迹线；以及第三金属迹线，串联在第一ESD芯片和第二ESD芯片之间。在一些实施方式中，LED封装还包括第二LED芯片，第二LED芯片在所述第一金属迹线和所述第二金属迹线之间与所述第一LED芯片串联。在一些实施方式中，所述第一ESD芯片和所述第二ESD芯片在所述第一金属迹线和所述第二金属迹线之间与所述第一LED芯片和所述第二LED芯片并联(in parallel，并行)设置。在一些实施方式中，LED封装还包括光改变材料，光改变材料在所述基板表面上围绕所述第一LED芯片的周边设置。在一些实施方式中，所述光改变材料覆盖所述基板表面上的第一ESD芯片和第二ESD芯片。在一些实施方式中，所述光改变材料包括反光材料。在一些实施方式中，所述反光材料包括悬浮在硅树脂中的熔融石英、气相二氧化硅或二氧化钛(TiO2)颗粒。在一些实施方式中，所述第一LED芯片的阳极倒装芯片安装到所述第一金属迹线，并且所述第二LED芯片的阴极倒装芯片安装到所述第二金属迹线。在一些实施方式中，所述第一LED芯片的阴极倒装芯片安装到第四金属迹线，并且所述第二LED芯片的阳极倒装芯片安装到第五金属迹线。在一些实施方式中，LED封装还包括第三LED芯片，其中，所述第三LED芯片的阳极倒装芯片安装到所述第四金属迹线，并且所述第三LED芯片的阴极倒装芯片安装到所述第五金属迹线。
本领域技术人员在结合附图阅读以下优选实施方式的详细描述后，将理解本公开的范围并认识到其额外方面。
附图说明
包含在本说明书中并形成其一部分的附图说明了本公开的几个方面，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1示出了传统发光二极管(LED)封装的截面图；
图2示出了传统LED封装的截面图；
图3示出了传统LED封装的截面图；
图4是根据一些实施方式的LED封装的透视图；
图5A示出了根据一些实施方式的LED封装的俯视图；
图5B示出了根据一些实施方式的LED封装的俯视图；
图5C示出了根据一些实施方式的LED封装的俯视图；
图5D示出了根据一些实施方式的图5C的LED封装的仰视图；
图6A示出了根据一些实施方式的LED封装的俯视图；
图6B示出了根据一些实施方式的LED封装的俯视图；
图6C是表示沿着图6B的LED封装的剖面线II-II截取的横截面的侧视图；
图6D示出了图6C的LED封装的截面图，其中，添加了光改变材料和波长转换元件；
图7A示出了类似于图6C的LED封装的LED封装的截面图；
图7B示出了类似于图7A的LED封装的LED封装的截面图；
图7C示出了类似于图7A的LED封装的LED封装的截面图；
图7D示出了类似于图6C的LED封装的LED封装的截面图；
图8A是暴露于腐蚀测试后的传统LED封装的一部分的照片；
图8B是根据一些实施方式的暴露于腐蚀测试之后的LED封装的一部分的照片；
图9示出了根据一些实施方式的LED封装的俯视图；
图10示出了根据一些实施方式的LED封装的俯视图；
图11A是根据一些实施方式的比较具有和没有接合金属的导电指的LED封装的电性能的曲线图；
图11B是根据一些实施方式的比较具有和没有接合金属的导电指的LED封装在LED封装的晶粒附着之后的电性能的曲线图；
图12A示出了根据一些实施方式的LED封装的截面图；
图12B示出了根据一些实施方式的具有透镜的图12A的LED封装的截面图；
图12C示出了根据一些实施方式的具有多个透镜的图12A的LED封装的截面图；
图13A示出了根据一些实施方式的LED封装的俯视图；
图13B示出了根据一些实施方式的LED封装的仰视图；
图13C示出了根据一些实施方式的LED封装的仰视图；
图13D是表示沿着图13A的剖面线III-III截取的LED封装的横截面的侧视图；
图14示出了根据一些实施方式的来自中间制造步骤的面板的俯视图。
具体实施方式
下面阐述的实施方式表示使本领域技术人员能够实施这些实施方式的必要信息，并且示出了实施这些实施方式的最佳模式。在根据附图阅读以下描述后，本领域技术人员将理解本公开的概念，并且将认识到在本文没有特别提及的这些概念的应用。应当理解，这些概念和应用落入本公开和所附权利要求的范围内。
应当理解，尽管术语第一、第二等可以用于描述各种元件，但是这些元件不应该受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件和另一元件。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可以称为第二元件，并且类似地，第二元件可以称为第一元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。
应当理解，当诸如层、区域或衬底等元件称为在另一元件“上”或延伸“到另一元件上”时，可以直接在另一元件上或直接延伸到另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件称为“直接在另一元件上”或“直接延伸到另一元件上”时，不存在中间元件。同样，应该理解，当诸如层、区域或衬底等元件称为在另一元件“之上”或在另一元件“之上”延伸时，可以直接在另一元件之上或直接在另一元件之上延伸，或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件称为“直接在”另一元件之上或“直接在”另一元件之上延伸时，不存在中间元件。还应当理解，当一个元件称为“连接”或“耦合”到另一元件时，可以直接连接或耦合到另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元件称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，不存在中间元件。
诸如“下方”或“上方”或“上部”或“下部”或“水平”或“垂直”等相关术语在本文中可以用来描述一个元件、层或区域与图中所示的另一元件、层或区域的关系。应当理解，这些术语和上面讨论的那些术语旨在包括除了附图中描绘的方位之外的装置的不同方位。
本文使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，并不旨在限制本公开。如本文所使用的，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。将进一步理解，当在本文使用时，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”和/或“包含(including)”指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。
除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。还应当理解，本文使用的术语应当被解释为具有与它们在本说明书和相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且除非在本文明确定义，否则不会被解释为理想化或过于正式的含义。
本公开在各个方面涉及包括发光二极管(LED)的固态发光装置，更具体地，涉及封装LED。在一些实施方式中，LED封装包括电连接，该电连接被配置为减少封装内的金属腐蚀；或者降低LED封装的总正向电压；或者为串联的静电放电(ESD)芯片提供电路径。在一些实施方式中，LED封装包括至少两个LED芯片和两个LED芯片之间的材料，该材料促进来自两个LED芯片的复合发射的均匀性。以这种方式，根据本公开的LED封装可以有益于各种应用，包括在各种环境条件下期望高发光强度的那些应用。这些应用包括汽车照明、航空照明和普通照明。
LED芯片通常包括有源LED结构或区域，其可以具有以不同方式排列的许多不同的半导体层。LED及其有源结构的制造和操作在本领域中是公知的，在此仅作简要讨论。有源LED结构的层可以使用已知的工艺来制造，使用金属有机化学气相沉积来制造合适的工艺。有源LED结构的层可以包括许多不同的层，并且通常包括夹在n型和p型相反掺杂外延层之间的有源层，所有这些有源层都依次形成在生长衬底上。应当理解，有源LED结构中还可以包括额外的层和元件，包括但不限于：缓冲层、成核层、超晶格结构、未掺杂层、包覆层、接触层、电流扩散层以及光提取层和元件。有源层可以包括单量子阱、多量子阱、双异质结构或超晶格结构。
有源LED结构可以由不同的材料系统制成，一些材料系统是第三族氮化物基材料系统。第三族氮化物是指在氮和元件周期表的第三族元件之间形成的半导体化合物，通常是铝(Al)、镓(Ga)和铟(In)。氮化镓(GaN)是一种常见的二元化合物。第三族氮化物还指三元和四元化合物，例如，铝镓氮化物(AlGaN)、铟镓氮化物(InGaN)和铝铟镓氮化物(AlInGaN)。对于第三族氮化物，硅(Si)是常见的n型掺杂剂，镁(Mg)是常见的p型掺杂剂。因此，对于基于第三族氮化物的材料系统，有源层、n型层和p型层可以包括未掺杂或掺杂有硅或镁的一层或多层GaN、AlGaN、InGaN和AlInGaN。其他材料系统包括碳化硅(SiC)、有机半导体材料和其他第III-V族系统，例如，磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)和相关化合物。
有源LED结构可以在生长衬底上生长，该生长衬底可以包括许多材料，例如，蓝宝石、SiC、氮化铝(AlN)、GaN，合适的衬底是4H多型SiC，尽管也可以使用其他SiC多型，包括3C、6H和15R多型。SiC具有某些优点，例如，与其它衬底相比，与第三族氮化物的晶格匹配更紧密，并产生高质量的第三族氮化物膜。SiC还具有非常高的热导率，因此SiC上的第三族氮化物装置的总输出功率不受衬底散热的限制。蓝宝石是第三族氮化物的另一种常见衬底，并且还具有某些优点，包括较低的成本、已建立的制造工艺以及良好的透光光学特性。
根据有源层以及n型和p型层的组成，有源LED结构的不同实施方式可以发射不同波长的光。在一些实施方式中，有源LED结构发射峰值波长范围约为430纳米(nm)至480nm的蓝光。在其他实施方式中，有源LED结构发射峰值波长范围为500nm至570nm的绿光。在其他实施方式中，有源LED结构发射峰值波长范围为600nm至650nm的红光。LED芯片还可以覆盖有一个或多个发光磷光体或其他转换材料，例如，磷光体，使得来自LED的至少一些光穿过一个或多个磷光体并转换成一个或多个不同波长的光。在一些实施方式中，LED芯片发射来自LED有源结构的光和来自一种或多种磷光体的光的大致白光组合。一种或多种磷光体可以包括发射黄色(例如，YAG:Ce)、绿色(LuAg:Ce)和红色(Cai-x-ySrxEuyAlSiN3)的磷光体及其组合。
本公开可以包括具有多种几何形状的LED芯片，例如，垂直几何形状或横向几何形状。垂直几何形状的LED芯片通常在有源LED结构的相对侧包括阳极和阴极。横向几何形状的LED芯片通常在有源LED结构的与诸如生长衬底或载体衬底的衬底相对的同一侧包括阳极和阴极。在一些实施方式中，横向几何形状的LED芯片可以安装在LED封装的基板上，使得阳极和阴极在有源LED结构的与基板相对的表面上。在这种配置中，引线键合可用于提供与阳极和阴极的电连接。在其他实施方式中，横向几何形状的LED芯片可以倒装安装在LED封装的基板上，使得阳极和阴极位于有源LED结构的与基板相邻的表面上。在这种配置中，电迹线或图案可以设置在基板上，用于提供到LED芯片的阳极和阴极的电连接。在倒装芯片配置中，有源LED结构被配置在LED芯片的衬底和LED封装的基板之间。因此，从有源LED结构发射的光可以以期望的发射方向穿过基板。在一些实施方式中，倒装芯片LED芯片可以如共同转让的美国专利申请公开号2017/0098746中所述，该申请通过引用结合于此。
本文参考截面图描述了本公开的实施方式，这些截面图是本公开的实施方式的示意图。这样，层的实际厚度可以是不同的，并且由于例如制造技术和/或公差的原因，可以预期图示形状的变化。例如，被图示或描述为正方形或矩形的区域可以具有圆形或弯曲的特征，而被显示为直线的区域可以具有某种不规则性。因此，附图中示出的区域是示意性的，并且其形状不旨在示出装置区域的精确形状，也不旨在限制本公开的范围。
图4是根据一些实施方式的LED封装46的透视图。LED封装46包括基板48，基板48可以由许多不同的材料形成，优选的材料是电绝缘的。合适的材料包括但不限于陶瓷材料，例如，氧化铝、AlN或有机绝缘体，例如，聚酰亚胺(PI)和聚邻苯二甲酰胺(PPA)。在其他实施方式中，基板48可以包括印刷电路板(PCB)、蓝宝石、Si或任何其他合适的材料。对于PCB实施方式，可以使用不同的PCB类型，例如，标准的FR-4PCB、金属芯PCB或任何其他类型的PCB。金属图案50的至少一部分在基板48上是可见的。封装触点52-1、52-2包括金属图案50的至少一部分，并且包括阳极触点和阴极触点，其被配置为接收来自LED封装46外部的电源的电连接。在一些实施方式中，基板48的一部分51包括关于LED封装46的标识或其他信息，包括快速响应(QR)码、条形码或字母数字信息。在图4中，部分51被示出在封装触点52-1、52-2之间。然而，在其他实施方式中，包括标识或其他信息的部分51可以位于基板48的其他区域上。
在基板48上可见多个LED芯片54-1至54-3，并且光改变材料56在基板48的表面上围绕LED芯片54-1至54-3的周边设置。虽然LED封装46设计有三个LED芯片54-1至54-3，但是任何数量的LED芯片都是可能的。在一些实施方式中，根据本文公开的实施方式的LED封装可以包括单个LED芯片或者两个LED芯片或者三个LED芯片或者更多。在一些实施方式中，光改变材料56被配置为将来自LED芯片54-1至54-3的横向发射光朝向期望的发射方向重定向或反射。在其他实施方式中，光改变材料56可以阻挡或吸收来自LED芯片54-1至54-3的任何横向发射光的至少一部分，这些横向发射光将以高或宽的发射角从LED封装46逸出。光改变材料56可以部分覆盖LED芯片54-1至54-3所在位置之外的基板48。在这方面，光改变材料56可以覆盖金属图案50的从封装触点52-1、52-2延伸到LED芯片54-1至54-3的部分。光改变材料56可以适于分配或放置，并且可以包括许多不同的材料，包括反射或重定向光的反光材料、吸收光的光吸收材料以及充当触变剂的材料。在一些实施方式中，光改变材料56可以包括悬浮在粘合剂(例如，硅树脂或环氧树脂)中的熔融石英、气相二氧化硅或二氧化钛(TiO2)颗粒中的至少一种。在一些实施方式中，光改变材料56可以包括白色，以反射和重定向光。在其他实施方式中，光改变材料56可以包括不透明或黑色，用于吸收光并增加LED封装46的对比度。光改变材料56可以使用自动分配机分配或沉积在适当的位置，其中，可以形成任何合适的尺寸和/或形状。光改变材料56可以包括横截面轮廓，该横截面轮廓包括具有垂直侧面的平坦顶面或具有垂直侧面的弯曲顶面。在其他实施方式中，光改变材料56可以包括其他形状，包括具有非平面或非垂直侧表面的平面或弯曲顶面。在一些实施方式中，光改变材料56的至少一部分可以延伸到基板48的一个或多个边缘。在图4中，光改变材料56延伸到基板48的三个边缘，但是没有延伸到基板48的第四边缘，从而使封装触点52-1、52-2未被覆盖。
在一些实施方式中，波长转换元件58设置在基板48上的多个LED芯片54-1至54-3上。在一些实施方式中，光改变材料56也围绕波长转换元件58的周边设置。在一些实施方式中，波长转换元件58包括一种或多种发光材料。本文所述的发光材料可以是或包括磷光体、闪烁体、发光油墨、量子点材料、日光灯带等中的一种或多种。发光材料可以通过任何合适的方式提供，例如，直接涂覆在LED的一个或多个表面上，分散在被配置为覆盖一个或多个LED的密封剂材料中，和/或涂覆在一个或多个光学或支撑元件上(例如，通过粉末涂覆、喷涂、喷墨印刷等)。在某些实施方式中，在LED芯片安装在基板48上之后，可以利用喷涂的一个或多个应用来沉积发光材料，如共同转让的美国专利申请公开号2017/0098746中所述。在某些实施方式中，发光材料可以进行下变频或上变频，并且可以提供下变频和上变频材料的组合。在某些实施方式中，被设置为产生不同峰值波长的多种不同(例如，组成不同)发光材料可以被设置为接收来自一个或多个LED芯片的发射。在一些实施方式中，一种或多种磷光体可以包括黄色磷光体(例如，YAG:Ce)、绿色磷光体(LuAg:Ce)和红色磷光体(Cai-x- ySrxEuyAlSiN3)及其组合。在某些实施方式中，波长转换元件58包括如共同转让的美国专利申请公开号2018/0033924中所述的实施方式，其通过引用结合于此。
图5A示出了根据一些实施方式的部分组装的LED封装60的俯视图。
LED封装60类似于图4的LED封装46，除了只存在基板48和金属图案
50之外。金属图案50包括多个金属迹线50-1至50-5。每个金属迹线50-1至50-5包括形成在基板48的表面上的连续金属，并且每个金属迹线50-1至50-5彼此不连续。金属图案50形成多个晶粒附着焊盘61-1至61-3，这些焊盘由图5A中的虚线框表示。晶粒附着焊盘61-1至61-3被配置为接收多个LED芯片。例如，晶粒附着焊盘61-1包括金属迹线50-1的一部分和金属迹线50-4的一部分。因此，LED芯片的阳极可以安装或附着到金属迹线50-1，而LED芯片的阴极可以安装或附着到金属迹线50-4。以类似的方式，晶粒附着焊盘61-2包括金属迹线50-4的一部分和金属迹线50-5的一部分，并且晶粒附着焊盘61-3包括金属迹线50-2的一部分和金属迹线50-5的一部分。另外，金属迹线50-1的一部分和金属迹线50-2的一部分别形成接合焊盘62-1和62-2。接合焊盘62-1、62-2形成图4的封装触点52-1、52-2的一部分。在这方面，金属迹线50-1与晶粒附着焊盘61-1和接合焊盘62-1的至少一部分是连续的；并且金属迹线50-2与晶粒附着焊盘61-3和接合焊盘62-2的至少一部分是连续的。在一些实施方式中，金属图案50包括一个或多个测试片63-1、63-2，测试片63-1、63-2允许对安装到晶粒附着焊盘61-1至61-3的LED芯片进行单独测试。例如，在图5A中，金属迹线50-4包括测试片63-1，金属迹线50-5包括测试片63-2。一个或多个测试片63-1、63-2在晶粒附着焊盘61-1至61-3的区域之外。在这方面，在LED芯片安装在LED封装60中之后，一个或多个测试片63-1、63-2是可访问的。
金属图案50可以包括任何数量的导电材料。在一些实施方式中，金属图案50包括以下至少一种；铜(Cu)或其合金、镍(Ni)或其合金、镍铬(NiCr)、金(Au)或其合金、化学镀金、化学镀银(Ag)、NiAg、Al或其合金、钛钨(TiW)、氮化钛钨(TiWN)、化学镀镍化学镀钯浸金(ENEPIG)、化学镀镍浸金(ENIG)、热空气焊料整平(HASL)和有机可焊性防腐剂(OSP)。在某些实施方式中，金属图案50包括Cu或Ni的第一层，随后是共形地覆盖Cu或Ni的第一层的顶部和侧壁的ENEPIG或ENIG层。
图5B示出了根据一些实施方式的部分组装的LED封装64的俯视图。LED封装64类似于图5A的LED封装60，除了多个LED芯片66-1至66-3和多个ESD芯片68-1、68-2安装在金属图案50上之外。在一些实施方式中，第一LED芯片66-1的阳极安装或附着到第一金属迹线50-1，而第一LED芯片66-1的阴极安装或附着到第四金属迹线50-4。第二LED芯片66-2的阳极安装或附着到第四金属迹线50-4，而第二LED芯片66-2的阴极安装或附着到第五金属迹线50-5。第三LED芯片66-3的阳极安装或附着到第五金属迹线50-5，而第三LED芯片66-3的阴极安装或附着到第二金属迹线50-2。在这方面，多个LED芯片66-1至66-3中的每一个在第一金属迹线50-1和第二金属迹线50-2之间彼此串联电连接。在一些实施方式中，LED芯片66-1至66-3可以倒装安装到金属迹线50-1、50-2、50-4、50-5。可以配置LED芯片66-1至66-3，如共同转让的美国专利申请公开号2017/0098746中所述，该申请通过引用结合于此。
第一ESD芯片68-1附着或安装到第一金属迹线50-1和第三金属迹线50-3，第二ESD芯片68-2附着或安装到第三金属迹线50-3和第二金属迹线50-2。在这方面，多个ESD芯片68-1、68-2中的每一个串联电连接在第一金属迹线50-1和第二金属迹线50-2之间。换言之，第一ESD芯片68-1电连接到第一金属迹线50-1，第二ESD芯片68-2电连接到第二金属迹线50-2，第三金属迹线50-3串联连接在第一ESD芯片68-1和第二ESD芯片68-2之间。以这种方式，第一ESD芯片68-1和第二ESD芯片68-2在第一金属迹线50-1和第二金属迹线50-2之间与LED芯片66-1至66-3并联(in parallel，并行)设置。
如前所述，一个或多个测试片63-1、63-2被配置为允许在LED芯片66-1至66-3和ESD芯片68-1、68-2安装到LED封装64之后对LED芯片66-1至66-3进行单独测试。例如，LED芯片66-1可以经由与第一金属迹线50-1和测试片63-1的电接触而被单独测试；LED芯片66-2可以经由与一个或多个测试片63-1、63-2的电接触被单独测试；最后，LED芯片66-3可以经由与测试片63-2和金属迹线50-2的电接触被单独测试。此外，可以一起测试LED芯片66-1至66-3的子组。例如，LED芯片66-1和66-2可以经由与金属迹线50-1和测试片63-2的电接触被成对测试。
图5C示出了根据一些实施方式的LED封装70的俯视图。LED封装70类似于图5B的LED封装64，除了LED封装70包括如前所述的光改变材料56和波长转换元件58之外。如图所示，LED芯片66-1至66-3与基板48上的焊盘62-1、62-2横向间隔开。光改变材料56在基板48表面上围绕LED芯片66-1至66-3的周边设置。值得注意的是，光改变材料56在基板48的表面上覆盖图5B的第一ESD芯片68-1和第二ESD芯片68-2。ESD芯片通常颜色较暗，因此可能会吸收光线。光改变材料56可包括如前所述的反光颗粒，因此，可到达ESD芯片(图5B的68-1、68-2)的来自LED芯片66-1至66-3的光量减少。在一些实施方式中，光改变材料56不覆盖基板48的整个表面。特别地，第一金属迹线50-1的一部分和第二金属迹线50-2的一部分没有被光改变材料56覆盖。在这方面，金属迹线50-1、50-2的接合焊盘62-1、62-2形成封装触点的至少一部分(例如，参见图4的52-1、52-2)。在一些操作条件下，金属迹线50-1、50-2的未被光改变材料56覆盖的部分可能遭受对LED封装70的性能产生不利影响的腐蚀。例如，众所周知，Cu暴露在空气中容易氧化。在金属迹线50-1、50-2包括Cu的实施方式中，金属迹线50-1、50-2的部分会形成黑色的氧化铜。在一些实施方式中，金属迹线50-1、50-2可以进一步包括表面光洁度，例如，ENEPIG；然而，在一些操作条件下，仍可能发生金属迹线50-1、50-2的腐蚀和氧化。
图5D示出了根据一些实施方式的图5C的LED封装70的仰视图。在一些实施方式中，基板48的底侧可以包括安装焊盘71，其被配置用于将LED封装70安装到另一表面，例如，PCB或照明器材的外壳。底侧是基板48的与安装图5C的LED芯片66-1至66-3的表面相对的表面。安装焊盘71可以包括金属，例如，Cu或其合金、Ni或其合金、NiCr、Au或其合金、化学镀金、化学镀银、NiAg、Al或其合金、TiW、TiWN、ENEPIG、ENIG、HASL和OSP。在一些实施方式中，安装焊盘71的厚度类似于金属图案50的厚度(图5B)。在安装焊盘71包括金属的一些实施方式中，安装焊盘71可以被配置为提供与位于另一表面上的相应金属焊盘的金属对金属接合。在操作中，安装焊盘71还可以提供热路径或散热器，其有助于散发由LED封装70产生的热量。另外，安装焊盘71可以在各种制造步骤期间为LED封装70提供结构完整性。例如，在分割之前，LED封装70可以是LED封装的更大面板的一部分，每个LED封装包括相应的安装焊盘。每个相应的安装焊盘可以在后续的处理步骤中帮助保持面板平坦。在其他实施方式中，可能希望将LED封装70安装到没有安装焊盘71的另一表面。例如，LED封装70可以在没有安装焊盘71的情况下直接粘合到另一表面。
图6A示出了根据一些实施方式的LED封装72的俯视图。LED封装72类似于图5C的LED封装70，除了LED封装72包括覆盖金属迹线50-1、50-2的暴露部分的接合焊盘62-1、62-2的接合金属74。在图6A中未示出图5A和图5B的一个或多个测试片63-1、63-2，但是应当理解，一个或多个测试片63-1、63-2适用于本文公开的所有实施方式，包括图6A。接合金属74可以包括一层或多层导电金属，其被配置为接收外部电连接并与其接合。接合金属74可以包括与金属迹线50-1、50-2不同的金属。例如，在一些实施方式中，接合金属74包括铝或其合金，并且被设置成与电连接到外部电源的一个或多个引线键合接合。在其他实施方式中，接合金属74和金属迹线50-1、50-2可以包括选自以下的不同金属：Cu或其合金、Ni或其合金、NiCr、Au或其合金、化学镀金、化学镀银、NiAg、Al或其合金、TiW、TiWN、ENEPIG、ENIG、HASL和OSP。以这种方式，接合金属74和接合焊盘62-1、62-2共同形成如前所述的封装触点(参见例如图4的52-1、52-2)。接合金属74可以通过各种沉积技术形成，包括溅射、蒸发、电镀和图案化。图案化可以包括各种技术，包括掩蔽和/或回蚀沉积的材料。接合金属74在接合焊盘62-1、62-2上，并且在邻近接合焊盘62-1、62-2的基板48的表面上。换言之，接合金属74覆盖金属迹线50-1、50-2的未被光改变材料56和波长转换元件58覆盖的部分。以这种方式，接合金属74用作金属迹线50-1、50-2和周围大气之间的屏障，从而减少金属迹线50-1、50-2的潜在腐蚀。因此，在该配置中，接合金属74用作腐蚀减少层。在一些实施方式中，接合金属74的一部分在光改变材料56下方延伸，使得接合金属74的该部分在光改变材料56和基板48之间。
图6B示出了根据一些实施方式的部分组装的LED封装76的俯视图。LED封装76类似于图6A的LED封装72，除了不存在图6A的光改变材料56和波长转换元件58。LED封装76包括LED芯片66-1至66-3和由金属迹线50-3串联连接的ESD芯片68-1、68-2，如前所述。如图所示，接合金属74覆盖金属迹线50-1、50-2的部分，并且包括在形成前述实施方式的光改变材料之后被覆盖的接合金属部分74’。
图6C是表示沿着图6B的LED封装76的剖面线II-II截取的横截面的侧视图。第一金属迹线50-1的一部分被接合金属74覆盖。特别地，接合金属74在第一金属迹线50-1的部分的上表面和侧壁上以及在基板48的与第一金属迹线50-1的部分邻近的表面上。LED芯片66-1在第一金属迹线50-1的不同部分上，ESD芯片68-1在第三迹线50-3上。图6D示出了图6C的LED封装76的截面图，其中，增加了光改变材料56和波长转换元件58。值得注意的是，光改变材料56围绕LED芯片66-1的周边设置，并覆盖基板48上的ESD芯片68-1。
图7A示出了类似于图6C的LED封装76的LED封装80的截面图。如前所述，LED封装80包括基板48上的金属迹线50-1、50-3、LED芯片66-1和ESD芯片68-1。LED封装80还包括接合金属74的替代配置。接合金属74在第一金属迹线50-1的一部分的上表面上，但是不在第一金属迹线50-1的侧壁上或者在基板48的与第一金属迹线50-1的一部分相邻的表面上。接合金属74被设置成从外部电源接收电连接，例如，引线键合。以这种方式，接合金属74和金属迹线50-1的部分共同形成封装触点，如前所述(例如，参见图4的52-1、52-2)。不同于接合金属74的腐蚀减少层82设置在金属迹线50-1的侧壁50-1’上以及基板48的与第一金属迹线50-1邻近的表面上。腐蚀减少层82可以包括一层或多层，其包括聚合物、电介质或不同于接合金属74的金属中的至少一种。在一些实施方式中，在接合金属74包括铝的实施方式中，腐蚀减少层82包括金、铂(Pt)、Ni、Ti、TiW、TiWN或其其它合金的至少一层。
图7B示出了类似于图7A的LED封装80的LED封装84的截面图。如前所述，LED封装84包括基板48上的金属迹线50-1、50-3、LED芯片66-1和ESD芯片68-1。LED封装84还包括接合金属74的替代配置。不同于接合金属74的腐蚀减少层86被设置成覆盖金属迹线50-1，并且接合金属74设置在腐蚀减少层86上。以这种方式，腐蚀减少层86位于金属迹线50-1的上表面和侧壁50-1’上以及基板48的与第一金属迹线50-1邻近的表面上。在这种配置中，腐蚀减少层86可以包括一个或多个导电层，该导电层包括不同于接合金属74的金属。在一些实施方式中，接合金属74包括铝，并且腐蚀减少层86包括Pt、Ni、Ti、TiW、TiWN或其其他合金的一层或多层。
图7C示出了类似于图7A的LED封装80的LED封装88的截面图。如前所述，LED封装88包括基板48上的金属迹线50-1、50-3、LED芯片66-1和ESD芯片68-1。LED封装88还包括接合金属74的替代配置。不同于接合金属74的第一腐蚀减少层90和第二腐蚀减少层91被设置成覆盖金属迹线50-1。第一腐蚀减少层90设置在金属迹线50-1的上表面和侧壁50-1’上以及基板48的与第一金属迹线50-1邻近的表面上。第二腐蚀减少层91被设置成覆盖第一腐蚀减少层90，并且也位于基板48的与第一腐蚀减少层90邻近的表面上。接合金属74设置在第二腐蚀减少层91上。在该配置中，第一腐蚀减少层90和第二腐蚀减少层91可以包括一个或多个导电层，该导电层包括不同于接合金属74的金属。在一些实施方式中，接合金属74包括Al，并且第一腐蚀减少层90包括Pt、Ni、Ti、TiW、TiWN或其其它合金的一层或多层，并且第二腐蚀减少层92包括ENEPIG或ENIG中的至少一种。
图7D示出了类似于图6C的LED封装76的LED封装92的截面图。LED封装92包括基板48上的金属迹线50-1、50-3、接合金属74、LED芯片66-1和ESD芯片68-1，如前所述。同样如前所述，金属迹线50-1、50-3可以包括额外层。例如，在图7D中，在原始金属迹线50-1、50-3上形成或涂覆额外金属迹线层93，以形成包括金属迹线50-1、额外金属迹线层93和金属迹线50-3以及额外金属迹线层93的金属迹线。在一些实施方式中，额外金属迹线层93包括金属层，例如，包括镀金的化学镀金属，其覆盖金属迹线50-1、50-3的上表面和侧壁，一直到基板48。在这方面，额外金属迹线层93封装金属迹线50-1、50-3，并且可以提供改善的耐腐蚀性，同时仍然能够与LED芯片66-1或ESD芯片68-1良好地晶粒附着。传统的金属迹线可以包括：ENIG涂层，该涂层可以在Au的顶层中具有易受腐蚀的针孔；或者ENEPIG涂层，其更耐腐蚀性，但是为LED芯片66-1或ESD芯片68-1提供不良的晶粒附着。在一些实施方式中，额外金属迹线层93可以替代ENIG或ENEPIG的涂层或处理，而在其他实施方式中，额外金属迹线层93可以设置在上表面和侧壁上，以封装ENIG或ENEPIG的涂层或处理。在一些实施方式中，额外金属迹线层93包括多层。
为了测试具有减少腐蚀特征的LED封装，如前所述，对具有和没有减少腐蚀特征的LED封装进行腐蚀测试。腐蚀测试包括将每个LED封装暴露在包括水蒸气和硫蒸气的环境中约240小时。图8A是传统LED封装94的一部分的照片。封装触点96是可见的，并且包括第一层铜，随后是一层ENEPIG，随后是仅在封装触点96的上面上的Al接合金属。引线键合98电连接到封装触点96。在腐蚀测试之后，在封装触点96的周边周围，腐蚀100作为黑色材料清晰可见。图8B是根据本公开实施方式的LED封装102的一部分的照片。封装触点104是可见的，并且被配置为类似于针对图6A描述的实施方式。以这种方式，封装触点104包括第一层铜，随后是一层ENEPIG，随后是覆盖铜层和ENEPIG的铝接合金属，并且额外地在基板48的与封装触点104邻近的表面106上。在腐蚀测试之后，与图8A的封装触点96相比，封装触点104的周边周围的腐蚀明显减少。
图9示出了根据一些实施方式的部分组装的LED封装110的俯视图。LED封装110包括基板48；金属迹线50-1至50-3；LED封装110的接合焊盘62-1和62-2；一个或多个测试片63-1、63-2；LED芯片66-1至66-3；ESD芯片68-1、68-2；以及接合金属74，如前所述。接合金属74包括在形成前述实施方式的光改变材料之后覆盖的接合金属部分74”。接合金属部分74”也可以称为导电指，在每个金属迹线50-1和50-2的上表面上远离接合焊盘62-1、62-2并且在朝向LED芯片66-1至66-3的方向上延伸。在一些实施方式中，接合金属部分74”在金属迹线50-1、50-2的上表面上以这样的方式延伸，即接合金属部分74”的至少一部分非常接近或紧邻LED芯片66-1至66-3。在一些实施方式中，接合金属部分74”至少延伸到LED芯片66-1、66-3的边缘，该边缘与LED芯片66-1、66-3的最靠近接合焊盘62-1、62-2的边缘相对。在这方面，接合金属74被配置为在接合焊盘62-1、62-2处接收电连接，并且电流可以在接合金属74内行进至或离开非常接近或紧邻LED芯片66-1和66-3的位置。在接合金属74包括诸如铝或其合金等高导电金属的实施方式中，可以降低LED封装110的正向电压。另外，对于金属迹线50-1、50-2包括Au的实施方式，例如，ENEPIG，可以减少Au的量，从而节省成本，而不损害LED封装110的载流能力。在一些实施方式中，接合金属74(包括接合金属部分74”或指状物)和金属迹线50-1、50-2可以包括选自以下的不同金属：铜或其合金、镍或其合金、NiCr、Au或其合金、化学镀金、化学镀银、NiAg、铝或其合金、TiW、TiWN、ENEPIG、ENIG、HASL和OSP。
图10示出了根据一些实施方式的部分组装的LED封装112的俯视图。LED封装112包括基板48；金属迹线50-1至50-3；用于LED封装112的接合焊盘62-1和62-2；一个或多个测试片63-1、63-2；LED芯片66-1至66-3；ESD芯片68-1、68-2；接合金属74和接合金属部分74”，如前所述。LED封装112类似于图9的LED封装110，除了接合金属74覆盖金属迹线50-1和50-2的至少一部分。因此，接合金属74也在基板48的邻近金属迹线50-1和50-2的部分的表面上。在这方面，在形成前述实施方式的光改变材料和波长转换元件之后，金属迹线50-1和50-2的未被光改变材料和波长转换元件覆盖的所有部分被接合金属74覆盖。因此，用于LED封装112的接合焊盘62-1和62-2更耐腐蚀。
图11A是比较如图9和图10所示具有和没有接合金属的导电指的LED封装的电性能的图。图的底部详细说明了为进行比较而构建的各种LED封装。如前所述，在具有和没有接合金属(在这种情况下是铝)的导电指的情况下构造各种LED封装，并且如“Al指延伸”行所示，带有标签Yes(有铝导电指)或No(没有铝导电指)。接合金属下方的金属迹线以及如前所述形成晶粒附着焊盘的金属迹线部分包括在垂直于基板的方向上测量的厚度可变的金。对于不同的LED封装，金的厚度在1μm到3μm之间变化，如“Au厚度”行所示。此外，在封装焊盘和晶粒附着焊盘之间延伸并连接封装焊盘和晶粒附着焊盘的金属迹线的宽度在450μm和550μm之间变化，如“侧面Au金属迹线”行所示。LED芯片或LED晶粒的数量也在2到3个芯片之间变化，如“晶粒数”行所示。曲线图的y轴是固定电流下金属迹线的电阻，单位为毫欧。值得注意的是，对于具有相同金厚度、宽度和LED芯片数量的LED封装的每个数据集，具有Al指延伸的LED封装具有显著降低的电阻。正如预期的那样，当金的厚度或宽度增加时，金属迹线的电阻也降低。然而，额外的金会增加LED封装的额外成本。在这方面，具有金厚度为2μm且包括Al指延伸的金属迹线的LED封装测量到的电阻低于具有金厚度为3μm且没有Al指延伸的金属迹线的LED封装。此外，对于金厚度减少到1μm并且具有Al指延伸的封装，电阻测量接近或类似于金厚度为2μm并且没有铝指延伸的LED封装。因此，本发明的一些实施方式包括金厚度小于2μm、或在1μm至2μm范围内、或在1μm至小于2μm范围内的金属迹线。
图11B包括比较如图9和图10所示的具有和没有接合金属的导电指的在LED封装的晶粒附着之后的LED封装的电性能的曲线图。图的底部详细说明了为进行比较而构建的各种LED封装。与图11A一样，各种在具有和没有接合金属(在这种情况下是铝)的导电指的情况下构建LED封装，并且如“Al指延伸”行所示，该行带有标签Yes(具有铝导电指)；No(没有Al导电指)；或者POR(例如，记录过程且没有铝导电指)。接合金属下方的金属迹线以及如前所述形成晶粒附着焊盘的金属迹线部分包括在垂直于基板的方向上测量的厚度可变的金。对于不同的LED封装，金的厚度在1μm到3μm之间变化，如“Au厚度”行所示。此外，在LED封装焊盘和晶粒附着焊盘之间延伸并连接LED封装焊盘和晶粒附着焊盘的金属迹线的宽度在450μm到550μm之间变化，如“侧面Au金属迹线”行所示。“Au厚度”行和“侧面Au金属迹线”行也包括POR标签，该标签不包括铝。LED芯片或LED晶粒的数量也在2到3个芯片之间变化，如“晶粒数”行所示。在图的顶部的y轴是正向电压(Vf)或Vf增量(单位为伏特)的变化，在图的底部的y轴是Vf或Vf增量(单位为伏特)的百分比变化。图11B的底部的表格总结了测试的LED封装数量N的Vf增量和Vf增量％的平均值。增量是指没有Al指的POR单元和具有Al指的其他单元之间的差异。值得注意的是，Al指延伸的存在通常改善(降低)Vf，尽管随着金厚度的增加，改善变得不太明显。例如，对于具有1μm金的LED封装，Al指提供大约0.044伏或44毫伏(mV)的平均Vf改善；对于具有2μm金的LED封装，Al指提供大约21mV的平均Vf改善；对于具有3μm金的LED封装，Al指提供大约12mV的平均Vf改善。因此，如前所述的Al指延伸部分和具有金的金属迹线的存在可以均降低更接近于POR的Vf值，同时还提供耐腐蚀性，如前所述。
图12A是根据一些实施方式的LED封装114的剖视图。该剖视图可以类似于沿着图6A的LED封装72的剖面线I-I截取的横截面。如前所述，LED封装114包括基板48；金属迹线50-1、50-2、50-4、50-5；LED芯片66-1至66-3；光改变材料56；以及波长转换元件58。波长转换元件58包括覆盖物116，覆盖物116包括设置在其上的发光材料118。本文使用的术语“覆盖物”是指放置在LED芯片上的元件，在覆盖物和LED芯片之间具有发光材料。在本文中使用术语“覆盖物”，部分是为了避免与可能是半导体发光装置的一部分的其它衬底混淆，例如，LED芯片的生长或载体衬底或LED封装的基板。术语“覆盖物”并不旨在限制它所描述的结构的方向、位置和/或组成。在一些实施方式中，覆盖物116可以由例如蓝宝石、碳化硅、硅树脂和/或玻璃(例如，硼硅酸盐和/或熔融石英)构成。覆盖物116可以被图案化，以增强从LED芯片66-1至66-3的光提取，如题为“Semiconductor Light Emitting Devices IncludingSuperstrates With Patterned Surfaces”的共同转让的美国临时申请号62/661,359中所述，该申请通过引用结合于此。也可以配置覆盖物116，如先前引用的美国专利申请公开号2018/0033924中所述，该申请也通过引用结合于此。覆盖物116可以由大块衬底形成，该大块衬底可选地被图案化，然后分割。在一些实施方式中，覆盖物116的图案化可以通过蚀刻工艺来执行(例如，湿法或干法蚀刻)。在一些实施方式中，可以通过以其他方式改变表面来执行覆盖物116的图案化，例如，通过激光或锯。在一些实施方式中，可以在执行图案化工艺之前或之后减薄覆盖物116。发光材料118然后可以通过例如用发光材料118喷涂和/或以其他方式涂覆覆盖物116而放置在覆盖物116上。覆盖物116和发光材料118可以使用例如一层透明粘合剂119附着到LED芯片66-1至66-3。在一些实施方式中，当覆盖物116附着到LED芯片66-1至66-3时，透明粘合剂119的一部分至少部分地位于LED芯片66-1至66-3的侧边缘之间。在一些实施方式中，透明粘合剂层119可以包括折射率在约1.3至约1.6范围内的硅树脂，该折射率小于LED芯片66-1至66-3的折射率。以这种方式，从LED芯片66-1至66-3横向发射的光的至少一部分可以在LED芯片66-1至66-3的横向边缘之间具有改善的光提取，从而提供改善的整体封装亮度以及来自LED芯片66-1至66-3的复合发射的改善的均匀性。换言之，可以减少由于LED芯片66-1至66-3之间的照明间隙而导致的暗点的出现。
图12B示出了具有透镜120的图12A的LED封装114的截面图。在一些实施方式中，透镜120可以添加到LED封装114，以提高色角均匀性。例如，透镜120可以被配置为减少围绕LED封装114的横向周边的蓝光发射的出现。透镜120还可以为LED封装114提供不同的光分布图案。在一些实施方式中，透镜120可以包括弯曲的上表面，例如，部分半球、部分圆顶或部分椭球体。在进一步的实施方式中，透镜120可以包括具有一个或多个平坦侧壁的弯曲上表面。在其他实施方式中，透镜120可以具有带有平坦侧壁的平坦上表面。透镜120可使用许多不同的材料，包括硅树脂、塑料、环氧树脂或玻璃，合适的材料与分配或模制工艺兼容。硅树脂适于分配或模制，并为从LED芯片66-1至66-3发射的光提供良好的光透射特性。在一些实施方式中，透镜120可以分配在LED封装114的表面上。用于透镜120的材料的粘度可以使得弯曲的上表面由表面张力形成。在其他实施方式中，可以在LED封装114上模制透镜120。在一些实施方式中，在将透镜120放置在LED封装114中之前，可以将透镜120分配或模制在覆盖物116上。或者，在添加了覆盖物116之后，可以将透镜120分配或模制在LED封装114上。以这种方式，透镜120可以在覆盖物116和光改变材料56两者上延伸。
LED封装114可以进一步包括额外光改变材料121。额外光改变材料121可以包括第二发光材料或光漫射材料中的至少一种。在一些实施方式中，额外光改变材料121包括与发光材料118(或第一发光材料)相同或不同的第二发光材料。在额外光改变材料121包括光漫射材料的实施方式中，光漫射材料可以散射从LED芯片66-1至66-3发射的光，以改善颜色均匀性和颜色混合。在形成透镜120之前，可以通过沉积或其他合适的技术在LED封装114上形成额外光改变材料121。在其他实施方式中，可以在形成透镜120的同时形成额外光改变材料121。例如，额外光改变材料121可以包括悬浮在硅树脂材料中的发光颗粒或光漫射颗粒中的至少一种。然后可以分配或模制硅树脂材料以形成透镜120。对于分配过程，在允许额外光改变材料121更靠近LED芯片66-1至66-3沉淀之后，硅树脂材料可以固化。在其他实施方式中，硅树脂材料可以被固化，同时额外光改变材料121分布在整个透镜120中。
图12C示出了根据一些实施方式的具有多个透镜120-1至120-3的图12A的LED封装114的截面图。多个透镜120-1至120-3中的每一个可以与多个LED芯片66-1至66-3中相应的一些配准。在一些实施方式中，多个透镜120-1至120-3中的每一个可以包括额外光改变材料121的一部分。在其他实施方式中，额外光改变材料121可以不存在于所有多个透镜120-1至120-3中。多个透镜120-1至120-3中的各个透镜可以具有与多个透镜120-1至120-3中的其他透镜不同的形状，以提供不同的发光图案。在一些实施方式中，覆盖物116在多个LED芯片66-1至66-3和多个透镜120-1至120-3之间可以是连续的。在其他实施方式中，覆盖物116可以被分成多个单独的片，每个片与相应的透镜120-1至120-3和相应的LED芯片66-1至66-3配准。
本公开的实施方式不限于先前描述的LED封装。例如，图13A、图13B、图13C和图13D分别示出了根据一些实施方式的部分组装的LED封装122的俯视图、仰视图和剖视图。LED封装122类似于先前的实施方式，除了封装触点52-1、52-2位于基板48的背面，而不是位于基板48的正面，如前所述。LED封装122还包括金属迹线50-1至50-5；一个或多个测试片63-1、63-2；LED芯片66-1至66-3；以及ESD芯片68-1、68-2，如前所述。一个或多个导电通孔124-1至124-4延伸穿过基板48，以将第一金属迹线50-1和第二金属迹线50-2分别电连接到封装触点52-1、52-2。如图13B的仰视图所示，LED封装122还可以包括位于基板48背面的散热垫125。在一些实施方式中，散热垫125包括与封装触点52-1、52-2相同的材料。在其他实施方式中，散热垫125包括不同的材料。散热垫125可以与封装触点52-1、52-2电绝缘，并且可以被配置为通过基板48将热量从LED芯片66-1至66-3扩散开。图13C示出了基板48背面的替代配置。在图13C中，封装触点52-1、52-2更大，并且在基板48的背面占据更大的表面积。因此，封装触点52-1、52-2电连接到LED芯片66-1至66-3，并且还可以通过基板48从LED芯片66-1至66-3散热。图13D是表示沿着图13A的剖面线III-III截取的LED封装122的横截面的侧视图。第一金属迹线50-1和封装触点52-1显示在基板48的相对面上。导电通孔124-1、124-2延伸穿过基板48，以将第一金属迹线50-1电连接到封装触点52-1。在图13D中，第一金属迹线50-1和封装触点52-1被示为分别具有多层50-1’、50-1”和52-1’、52-1”。多层50-1’、50-1”和52-1’、52-1”可以包括任何数量的导电材料，如上所述。在一些实施方式中，层50-1’和52-1’包括金、ENIG或ENEPIG，层50-1”和52-1”包括化学镀金。在图13D中，层52-1”被示为覆盖层50-1’的侧壁。在其他实施方式中，层52-1”可以仅覆盖层50-1’的表面，而不覆盖侧壁。
在一些实施方式中，如本文所公开的制造LED封装的方法包括在面板上同时形成多个LED封装，然后分割各个LED封装。图14示出了根据本文公开的一些实施方式的中间制造步骤的面板126的俯视图。如图所示，面板126包括多个部分形成的LED封装128-1至128-9。虽然示出了九个LED封装，但是本公开的实施方式适用于任何数量的LED封装，在一些实施方式中包括一百多个LED封装。多个第一金属图案130-1至130-6和多个第二金属图案132-1至132-6在面板126上围绕部分形成的LED封装128-1至128-9的周边设置。在形成部分形成的LED封装128-1至128-9的金属图案的同时，形成多个第一金属图案130-1至130-6和多个第二金属图案132-1至132-6。在一些实施方式中，多个第一金属图案130-1至130-6包括与部分形成的LED封装128-1至128-9的封装触点相同的一个或多个金属层(例如，图4的52-1、52-2)，并且多个第二金属图案132-1至132-6包括与部分形成的LED封装128-1至128-9的晶粒附着焊盘相同的金属或金属层(例如，图5A的61-1至61-3)。在这方面，第一金属图案130-1至130-6和第二金属图案132-1至132-6可以在沉积之后被测试和表征，而不会损坏或影响部分形成的LED封装128-1至128-9的金属层。在额外的制造步骤中，LED芯片和ESD芯片可以安装到部分形成的LED封装128-1至128-9中的每一个，如前所述。在进一步的制造步骤中，可以添加如前所述的光改变材料和波长转换元件，以完成LED封装128-1至128-9的形成。
本领域技术人员将认识到对本公开的优选实施方式的改进和修改。所有这些改进和修改都被认为在本文公开的概念和随后的权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种发光二极管LED封装，包括：
基板；
所述基板上的金属图案，其中，所述金属图案包括：
至少一个晶粒附着焊盘，由第一金属迹线的第一部分形成；以及
至少一个接合焊盘，由所述第一金属迹线的第二部分形成，其中，所述第一金属迹线的第三部分在所述第一金属迹线的所述第一部分与所述第一金属迹线的所述第二部分之间是连续的；
至少一个LED芯片，安装在所述至少一个晶粒附着焊盘上；以及
接合金属，位于所述至少一个接合焊盘上以及所述基板的与所述至少一个接合焊盘邻近的表面上，其中，所述接合金属包括导电指，所述导电指从所述至少一个接合焊盘远离并且在所述第一金属迹线的所述第三部分的上表面仅部分延伸到邻近与所述LED芯片最靠近所述至少一个接合焊盘的边缘不同的所述LED芯片的边缘的位置。
2.根据权利要求1所述的LED封装，还包括光改变材料，所述光改变材料在所述基板的所述表面上围绕所述至少一个LED芯片的周边设置。
3.根据权利要求2所述的LED封装，其中，所述光改变材料覆盖所述基板的所述表面上的所述接合金属的一部分。
4.根据权利要求2所述的LED封装，其中，所述光改变材料包括反光材料。
5.根据权利要求4所述的LED封装，其中，所述反光材料包括悬浮在硅树脂中的熔融石英、气相二氧化硅或二氧化钛(TiO2)颗粒。
6.根据权利要求1所述的LED封装，还包括在所述至少一个LED芯片上的波长转换元件。
7.根据权利要求1所述的LED封装，还包括安装焊盘，所述安装焊盘位于所述基板的与所述至少一个LED芯片相对的表面上。
8.根据权利要求1所述的LED封装，其中，所述金属图案还包括测试片，所述测试片被配置为单独测试所述至少一个LED芯片。
9.一种发光二极管LED封装，包括：
基板；
所述基板上的金属图案，其中，所述金属图案包括：
晶粒附着焊盘，由第一金属迹线的第一部分和第二金属迹线的第一部分形成，其中，所述第一金属迹线不与所述第二金属迹线连续；以及
接合焊盘，由所述第一金属迹线的第二部分形成，其中，所述第一金属迹线的第三部分是与所述晶粒附着焊盘和所述接合焊盘连续的；
LED芯片，安装在所述晶粒附着焊盘上；以及
所述接合焊盘上的接合金属，其中，所述接合金属包括导电指，所述导电指在所述第一金属迹线上仅部分延伸到邻近与所述LED芯片最靠近所述接合焊盘的边缘不同的所述LED芯片的边缘的位置。
10.根据权利要求9所述的LED封装，其中，所述接合金属位于所述基板的与所述接合焊盘邻近的表面上。
11.根据权利要求9所述的LED封装，还包括光改变材料，所述光改变材料在所述基板的表面上围绕所述LED芯片的周边设置。
12.根据权利要求11所述的LED封装，其中，所述光改变材料覆盖所述导电指的至少一部分。
13.根据权利要求11所述的LED封装，其中，所述光改变材料包括反光材料。
14.根据权利要求13所述的LED封装，其中，所述反光材料包括悬浮在硅树脂中的熔融石英、气相二氧化硅或二氧化钛(TiO2)颗粒。
15.根据权利要求9所述的LED封装，还包括在所述LED芯片上的波长转换元件。
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