专利名称：一种用于led集成封装模块的过渡电极及其制造方法
技术领域：
本发明涉及照明装置内连接装置的元件技术领域，尤其涉及一种用于LED封装的电极。
背景技术：
目前，LED集成封装常见的一种方式是芯片按矩阵结构排布在基板上，此基板多为金属基板，另外还有陶瓷基板、陶瓷金属复合基板和树脂金属复合基板等，通过一条引线两端邦定在两颗LED芯片相对应的正、负电极上，实现芯片间的串联电路连接，结构如图2所
/Jn o采用这种邦定方式LED芯片逐个串联形成一组，这一串联组的首尾两颗LED芯片尚未参与邦定的正、负电极分别邦定在与模块输入端分别相通的指定引线位置上，一个模块可以有多组这样通过芯片间引线串联起来工作的芯片组，在同一个模块中的这些芯片组可以通过每组芯片首尾两颗芯片邦定在相通的电极上实现并联工作，这种连接是先串联后并联，当其中一颗芯片或引线出现故障，如:开路时，同一个串联组上的芯片将全部不能工作；因为需要把每条线邦定在两颗芯片电极上，受引线长度限制和邦线设备制约，一般批量生产只能将芯片排布为密排的矩阵结构。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于LED集成封装模块的过渡电极及其制造方法，使用所述过渡电极连接LED芯片组成LED集成封装模块，解决了 LED集成封装模块故障维修困难等问题，且芯片排布更加灵活。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:一种用于LED集成封装模块的过渡电极，其特征在于所述过渡电极包括衬底和电极，所述电极固定在所述衬底的上表面。优选的:所述电极的面积大于LED芯片电极的面积。优选的:所述电极的上表面平行于所述衬底的下表面。优选的:所述电极和所述衬底为长方体形。优选的:所述衬底的制作材料为对光线的吸收率低的材料。优选的:所述电极的制作材料为具有良好导电能力的材料。优选的:所述衬底的制作材料为蓝宝石或氧化铝陶瓷。优选的:所述电极的制作材料为金及其合金、银及其合金或铝及其合金。一种用于LED集成封装模块的过渡电极的制造方法，其特征在于包括以下步骤，首先确定衬底的制作材料；其次在衬底上生长电极，根据电极的制作材料确定生长电极的工艺；最后根据使用需求设计过渡电极的尺寸并规则排布在晶片膜上进行切割、分检、包装。采用上述技术方案所产生的有益效果在于:在LED芯片之间插入一些过渡电极，使LED芯片通过此过渡电极和邦定引线来连接，可以方便的更换损坏的LED芯片或邦定引线，有效的解决了生产中LED芯片邦定故障维修困难的问题。此外可以在芯片排布上更加灵活，除了设计先串后并等电路结构外还可以设计先并后串等更加复杂的电路结构，降低了损坏的LED芯片或邦定引线对模块的影响，从而增加了 LED集成封装模块的使用寿命。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。图1是本发明的结构示意 图2是传统LED集成封装模块的电路结构示意 图3是引入过渡电极后第一种LED集成封装模块的电路结构示意 图4是引入过渡电极后第二种LED集成封装模块的电路结构示意 图5是引入过渡电极后第三种LED集成封装模块的电路结构示意 图6是引入过渡电极后的50W LED集成封装模块的电路结构示意 其中:1、衬底2、电极。
具体实施例方式为了实现邦定和方便使用，确定过渡电极结构为图1所示的多面体结构，其中上部为电极、下部为衬底，上下表面平行。为了满足LED集成封装模块的光、电特性和批量生产的目的，要求过渡电极必须具备如下特点:
一、衬底材料对光线的吸收率要低。LED集成封装模块是光的发生器件，器件内的材料对光的吸收率会影响整体器件的出光效率，过渡电极的衬底材料应当尽量选取对光线吸收比较少的材料；二、衬底材料一般必须绝缘。因为一般LED集成封装在金属基板上，为了防止过渡电极影响电路结构，这时要求过渡电极的衬底材料必须绝缘。若过渡电极固定的位置与其它部分绝缘，此时衬底材料的绝缘性不做要求。三、过渡电极的尺寸要尽量小。过渡电极的引入占用了部分LED封装的空间，其尺寸应该相对比较小，必须不能影响整体LED集成封装模块内的芯片排布及发光。四、电极应具有良好的邦定性能。电极是完成功能的关键部分，为起到可靠的电路连接作用，此电极的邦定性能至关重要；五、电极的面积要比LED芯片的电极大，至少可邦定两条以上的引线。为了连接电路结构中上、下两颗LED芯片甚至更多颗LED芯片或实现多颗过渡电极间的连接，就要求此过渡电极的电极的面积必须足够大，要能容纳至少两条以上的邦定引线；六、电极材料导电能力能够适应电路要求。电极材料应具有足够的导电性能，不能因为此电极的使用使原有电路中的阻抗有明显比例的增力卩。七、过渡电极的包装应适合批量生产。此过渡电极产品的包装及排列方式应适合LED集成封装模块的批量生产形式，应该具备可以方便的采用自动固晶及自动邦线设备操作的性能。过渡电极的制备方法如下:1、首先确定过渡电极的衬底材料。满足上述对过渡电极提出的要求，一般可以采用透明的衬底材料，如蓝宝石或白色陶瓷材料，如氧化铝陶瓷。
2、在衬底材料上生长电极。一般可采用金、银及其合金或铝及其合金等金属材料，根据电极材料确定生长电极的工艺，如蒸镀、印刷或烧结等工艺。3、切割、分检、包装。根据使用需求设计过渡电极的尺寸，并规则排布在晶片膜上，以方便后续批量自动生产使用。图2是LED集成封装模块的传统电路结构，图3-5是采用过渡电极之后可以实现的电路连接方式。图中D代表LED芯片，L代表邦定引线，G代表过渡电极。下面以一种50W LED集成封装模块需要采用的过渡电极为例来说明一下此过渡电极的设计制作过程。为了实现此LED模块的5串10并、先并后串的电路结构，采用过渡电极后的模块电路图如图6所示。从图中可见，其中过渡电极至少要具有邦定6条引线的能力，因为每条引线邦定需要的操作空间大概需要0.01mm2，也就是说过渡电极上可邦定引线的面积至少要在
0.06mm2以上。结合以上需求并为了生产操作方便，此次我们将此过渡电极设计成了上表面为IOmilXiemil的长方体形状，其电极面积大约为0.1mm2。根据设计要求，我们采用了直径2吋的蓝宝石衬底材料，经过清洗、蒸镀金电极、退火、刻蚀、划片、分检等部分类似LED芯片制备工艺的环节，在这片直径2吋的蓝宝石衬底上制作出来了大约18K的10milX16mil的过渡电极产品，并采用了类似LED芯片包装形式，将整个过渡电极圆片排布在了标准蓝膜上。其中，因为蓝宝石衬底是透明衬底，对光线的吸收比较少，金电极的导电能力和邦定性能都比较好，所以这种采用蓝宝石衬底材料和采用类似LED芯片生产的电极制备工艺、划片工艺、包装工艺生产出来的过渡电极，从性能上和使用的方便程度上都能满足过渡电极的要求。
权利要求
1.一种用于LED集成封装模块的过渡电极，其特征在于所述过渡电极包括衬底(I)和电极(2)，所述电极(2)固定在所述衬底(I)的上表面。
2.根据权利要求1所述的一种用于LED集成封装模块的过渡电极，其特征在于所述电极(2)的面积大于LED芯片电极的面积。
3.根据权利要求1所述的一种用于LED集成封装模块的过渡电极，其特征在于所述电极(2)的上表面平行于所述衬底(I)的下表面。
4.根据权利要求1所述的一种用于LED集成封装模块的过渡电极，其特征在于所述电极(2 )和所述衬底(I)为长方体形。
5.根据权利要求1所述的一种用于LED集成封装模块的过渡电极，其特征在于所述衬底(I)的制作材料为对光线的吸收率低的材料。
6.根据权利要求1所述的一种用于LED集成封装模块的过渡电极，其特征在于所述电极(2)的制作材料为具有良好导电能力的材料。
7.根据权利要求5所述的一种用于LED集成封装模块的过渡电极，其特征在于所述衬底(I)的制作材料为蓝宝石或氧化铝陶瓷。
8.根据权利要求6所述的一种用于LED集成封装模块的过渡电极，其特征在于所述电极(2 )的制作材料为金及其合金、银及其合金或铝及其合金。
9.一种用于LED集成封装模块的过渡电极的制造方法，其特征在于包括以下步骤，首先确定衬底(I)的制作材料；其次在衬底(I)上生长电极(2)，根据电极(2)的制作材料确定生长电极的工艺；最后根据使用需求设计过渡电极的尺寸并规则排布在晶片膜上进行切害I]、分检、包装。
全文摘要
本发明公开了一种用于LED集成封装模块的过渡电极及其制造方法，涉及照明装置内连接装置的元件技术领域。所述过渡电极包括衬底和电极，所述电极固定在所述衬底的上表面，所述电极的面积大于LED芯片电极的面积。在LED芯片之间插入一些过渡电极，使LED芯片通过此过渡电极和引线来连接，可以方便的更换损坏的LED芯片，有效的解决了生产中LED芯片邦定故障维修困难的问题。此外可以在芯片排布上更加灵活，除了设计先串后并等电路结构外还可以设计先并后串等更加复杂的电路结构，降低了损坏的LED芯片对模块的影响，从而增加了LED集成封装模块的使用寿命。
文档编号H01L33/38GK103094447SQ20131005337
公开日2013年5月8日 申请日期2013年2月19日 优先权日2013年2月19日
发明者谷青博, 崔泽英 申请人:河北神通光电科技有限公司