[发明专利]在模制互连结构中封装仅具有顶侧连接的光子构建块

说明书

相关文件的交叉引用

本申请文件是以下三个美国非临时专利申请的部分延续申请，并根据35U.S.C§120要求其优先权：2011年1月9日提交的题目为“Packaging Photon Building Blocks Having Only Top Side Connectionsin an Interconnect Structure”的专利申请序列号12/987,148、2011年10月28日提交的题目为“Jetting a Highly Reflective Layer onto an LED Assembly”的专利申请序列号13/284,835、以及2011年11月28日提交的题目为“Micro-Bead Blasting Process for Removing a Silicone Flash Layer”的专利申请序列号13/304,769。此外，本申请根据35U.S.C§119要求2012年2月2日提交的题目为“Packaging Photon Building Blocks Having Only Top Side Connections in a Molded Interconnect Structure”的美国临时专利申请序列号61/594,371的优先权。每个上述专利文件的主题均通过引用的方式并入本文。

技术领域

本发明大体上涉及对发光二极管的封装，而且更具体地涉及可以作为发射器被单独封装或者作为发射器阵列而与其它光子构建块一起被封装的光子构建块。

背景技术

发光二极管(LED)是将电能转换成光的固态器件。当跨越相反掺杂层施加电压时，光从夹在该相反掺杂层之间的由半导体材料制成的有源层发出。为了使用LED芯片，芯片通常封闭(enclose)在封装内，该封装汇聚光并且保护芯片不被破坏。LED封装通常包括在底部上的、用于将LED封装电连接至外部电路的接触焊盘。传统上，LED芯片被设计为作为分立的光发射器被封装或者以阵列方式与一组LED芯片一起被封装。分立光发射器的LED芯片通常安装在载体基板上，该载体基板又安装在印刷电路板上。然而，阵列的LED芯片通常被直接安装在印刷电路板上，而不采用载体基板。

阵列产品不是按照传统上将分立光发射器作为构件块的方式来制成的。分立光发射器的载体基板通常认为不必占用在阵列下方的印刷电路板上的空间。此外，对于每个新阵列设计，从分立光发射器的载体基板穿过的导电通孔过孔(through-hole via)必须重新配置，以正确连接至印刷电路板上的接触焊盘。因此，没有具有特定通孔过孔组的载体可以用作标准构建块。分立发射器中的通孔过孔的这个问题可以通过将LED芯片电连接至在载体基板的顶侧的迹线和接触焊盘来解决。但是通过将LED芯片连接至在载体基板的顶侧的焊盘来消除通孔过孔会产生新的问题，即如何将焊盘连接至电源，因为载体基板不再电耦合至下面的印刷电路板。

图1(现有技术)示出了现有的阵列产品10，其中由二十四个LED芯片组成的阵列电连接至在载体基板12的顶侧的焊盘11。阵列产品10是由北卡罗莱纳州达勒姆的Cree公司所制造的产品。在图1中，载体基板12安装在金属盘13上，这与在印刷电路板上相反。载体基板12利用导热胶14附接至金属盘13。通过将正极电源线15和负极电源线16的各自的接线手工焊接至焊盘11，阵列产品10被不雅观地连接至电源。阵列产品10没有便于将在载体基板12顶侧的焊盘11连接至下面的板或盘中的电源的特征。而且，阵列产品10没有被配置为合并成一组阵列产品。

当LED不作为分立光发射器而是相反地以阵列方式被封装时，阵列的LED芯片直接安装在不具有按照传统与分立光发射器一起使用的载体基板的印刷电路板上。以阵列方式封装的LED芯片电连接至接触焊盘、以及在印刷电路板的顶迹线层中的迹线。LED芯片接线键合(wire bound)至在印刷电路板的顶侧的迹线。然后，对印刷电路板进行分割，以形成分立的阵列光源。顶侧的迹线的较大暴露面积形成接触焊盘，至该着落焊盘，电源连接至每个分立的阵列光源。

在对印刷电路板上的阵列光源进行分割或使其单片化之前，通常将LED覆盖一层荧光体。荧光体能够将LED生成的部分蓝光转换为光谱黄色区域中的光。蓝光和黄光的组合被人类观测者视为“白色”光。在分割阵列光源之前，LED通常覆盖有一层硅树脂，该硅树脂层形成至在每个光源上方的透镜中。硅树脂层还对LED芯片和顶侧接线起保护作用。