专利名称：多芯片大功率发光二极管器件的制作方法
技术领域：
本发明属于半导体技术领域，涉及一种在金属基板或陶瓷基板或环氧树脂电路基板上封装的多芯片大功率发光二极管器件。
背景技术：
发光二极管(LED)的发光波长随温度变化而改变约0.2-0.3nm/℃，同时光谱宽度也随之增加，当电流经过pn结时，使结区产生温升，发光强度会相应地减少约1％/1℃。目前普遍采用减少其驱动电流的办法降低结温，多数LED的驱动电流限制在20mA左右。但是，LED的光输出会随电流的增大而增加，目前，很多功率型单芯片LED的驱动电流可以达到300mA～1A级，其发光强度也增加了几十倍。采用多芯片封装技术完全可以达到功率型单芯片LED的发光效果，受温度的影响也比较小，控制电流也远低于前者，目前多芯片LED具有比较好的使用前景。目前大功率发光二极管存在的缺点是(1)单芯片功率器件只有几个公司可以制造，而且销售成本高出几十至几百倍，这种产品还不利于大量使用；(2)单芯片功率器件的供电电流大，因此热效应大，严重影响发光性能；(3)技术还不是十分成熟，不利于大量推广和应用；(4)现有的多芯片发光二极管器件没有温度补偿，各个并联电路电流不平衡，容易受温度变化影响，甚至导致芯片损坏。
发明内容
本发明的目的就是要克服上述现有技术中存在的技术问题，提供一种在基板上制作与芯片数量对应的杯形槽，分别在杯形槽中封装的多芯片大功率发光二极管器件，采用单组多芯片串联形式，以及将单组在并联的连接方式。为保证每一组电压和电流相同，在每个单组中串联一只热敏电阻来保持各个单组的电压相等，当二极管的PN结温度升高或降低时，热敏电阻也随温度的改变而往相反的方向变化，使得电路电压保持不变。
本发明的多芯片大功率发光二极管器件是在金属基板或陶瓷基板或环氧树脂电路基板上封装多个发光二极管芯片，多个芯片直接串联，再与热敏电阻串联，形成串联电路，各个串联电路相互并联。
芯片之间以及芯片与热敏电阻之间通过焊接串联。
安装在杯形槽中的芯片电极通过金线焊接到柔性电极板上，从而实现串联连接。
本发明器件的电路可以由4组串联电路组成，电阻Rt1～Rt4是热敏电阻，D1～D16是发光二极管，热敏电阻Rt1、发光二极管D1～D4组成第一组串联电路；热敏电阻Rt2、发光二极管D5～D8组成第二组串联电路；热敏电阻Rt3、发光二极管D9～D12组成第三组串联电路；热敏电阻Rt4、发光二极管D13～D16组成第四组串联电路。
本发明由于在一个基板上采用单组串联和多组并联的形式，与现有技术相比，具有温度补偿功能，保证了多个电路电压基本相等，防止了由于各个串联电路由于温度变化导致电流过分增加，使得器件中各个串联电路电压或电流保持平衡，多个普通发光二极管芯片组成的大功率器件成本低，发光强度高，散热性能好。
图1是本发明的多芯片大功率发光二极管器件结构示意图；图中，1是柔性电极电路板，2是负柔性电极电路板，3是器件负电极，4是金属基板或陶瓷基板或环氧树脂电路基板，5是杯形槽中安装LED芯片的平面，6是安装单颗LED芯片的杯形槽，7是LED芯片的负极，8是LED芯片，9是LED芯片的正极，10是焊接补偿电阻的焊盘，11是器件的正极，12是补偿热敏电阻；图2是图1中单芯片安装的基板结构示意图；图3是图1的电路原理图。
具体实施例方式
如图1、2所示，采用金属基板，在金属基板4上加工安装芯片8的杯形槽6，使得在每一个杯形槽6内安装一个LED芯片8；在基板的平面上加柔性电极板1、2，安装在杯形槽中的芯片电极通过金线焊接到柔性电极板上，一个串联电路的芯片相互串联；每个单组中有多只发光二极管串联，再与一只热敏电阻12串联，组成由发光二极管和热敏电阻组成的串联电路，各个串联电路相互并联。
形成的电路如图3所示，由4组串联电路组成，电阻Rt1～Rt4是热敏电阻，D1～D16是发光二极管，热敏电阻Rt1、发光二极管D1～D4组成第一组串联电路；热敏电阻Rt2、发光二极管D5～D8组成第二组串联电路；热敏电阻Rt3、发光二极管D9～D12组成第三组串联电路；热敏电阻Rt4、发光二极管D13～D16组成第四组串联电路。
在各个串联电路的工作电压相等时，器件总供电电压基本相等时，流入电流是相同的。
在串联电路中，当温度升高时，器件的工作电压也随之减小，此时串联的正温度系数的热敏电阻增加，补偿了发光二极管的电压减小量，保证了该串联电路的电压变化。
在每一组串联电路中，多只发光二极管的结电压高所对应的热敏电阻小，否则相反。
在每一组串联电路中，当多只发光二极管电压高时，电压随温度变化的大，所对应的串联热敏电阻小，并有补偿效应也小的特点，否则相反。
在发光二极管器件中，各个串联电路的结电压和热敏电阻相互补偿，达到各个串联电路的电压保持平衡状态，即实现了温度补偿的效果。
对于发光二极管电压随温度升高而增大的情况，本发明也同样适用，只是将补偿电阻该成负温度系数热敏电阻。
权利要求
1.一种多芯片大功率发光二极管器件，其特征在于在金属基板或陶瓷基板或环氧树脂电路基板上制作与芯片数量对应的杯形槽，分别在杯形槽中封装多个发光二极管芯片，多个芯片直接串联，再与热敏电阻串联，形成串联电路，各个串联电路相互并联。
2.根据权利要求1所述的多芯片大功率发光二极管器件，其特征在于所述串联电路由4组串联电路组成，电阻Rt1～Rt4是热敏电阻，D1～D16是发光二极管，热敏电阻Rt1、发光二极管D1～D4组成第一组串联电路；热敏电阻Rt2、发光二极管D5～D8组成第二组串联电路；热敏电阻Rt3、发光二极管D9～D12组成第三组串联电路；热敏电阻Rt4、发光二极管D13～D16组成第四组串联电路。
3.根据权利要求1或2所述的多芯片大功率发光二极管器件，其特征在于芯片之间以及芯片与热敏电阻之间通过焊接串联。
4.根据权利要求3所述的多芯片大功率发光二极管器件，其特征在于安装在杯形槽中的芯片电极通过金线焊接到柔性电极板上。
全文摘要
本发明涉及一种多芯片大功率发光二极管器件，是在金属基板或陶瓷基板或环氧树脂电路基板上制作与芯片数量对应的杯形槽，分别在杯形槽中封装多个发光二极管芯片，多个芯片直接串联，再与热敏电阻串联，形成串联电路，各个串联电路相互并联。本发明采用单组多芯片串联形式，以及将单组在并联的连接方式。为保证每一组电压和电流相同，在每个单组中串联一只热敏电阻来保持各个单组的电压相等，当二极管的PN结温度升高或降低时，热敏电阻也随温度的改变而往相反的方向变化，使得电路电压保持不变。
文档编号H01L25/00GK1832168SQ20061003379
公开日2006年9月13日 申请日期2006年2月23日 优先权日2006年2月23日
发明者孙慧卿, 范广涵, 郭志友 申请人:华南师范大学