在互连结构中封装只具有顶侧连接的光子构建块的制作方法_2

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表面以及光子构建 块的基板的底表面被置于热界面材料之上。
[0030] -种新型发光器件包括被置于基板上的LED裸片,所述基板不包括在所述基板的 顶表面与底表面之间的电导体。所述器件还包括用于将LED裸片电耦合到位于所述基板的 侧边界外部的导体的装置。该装置接触被置于基板的顶表面上的连接焊盘。当加热连接焊 盘时,连接焊盘使基板与该装置上的接触焊盘对准。所述装置具有与基板的底表面共面的 底表面。
[0031] 更多的细节、实施例和技术在下面的详细描述中被描述。该
【发明内容】
部分不意在 限定本发明。本发明由权利要求限定。
【附图说明】
[0032] 附图图示了本发明的实施例,其中相同的标号表示相同的组件。
[0033] 图1(现有技术)是现有阵列产品的透视图,其中多个LED芯片被电连接到载体基 板的顶侧上的焊盘。
[0034] 图2是由互连结构支撑的新颖的光子构建块的截面图。
[0035] 图3是如图2中所示被连接到连接焊盘的接触焊盘的更详细的视图。
[0036] 图4A是通过接触焊盘被耦合到基板上的连接焊盘的互连结构上的导体的截面 图。
[0037] 图4B是图4A的导体通过中空的过孔(via)到达接触焊盘的路径的透视图。
[0038] 图4C是通过并且完全覆盖中空过孔的内表面的图4A的导体的透视图。
[0039] 图5是在互连结构的唇缘的圆形边缘周围通过的图4A的导体的截面图。
[0040] 图6示出了基板上的连接焊盘,该连接焊盘通过各向异性导电胶(ACF)被接合到 位于互连结构的唇缘的下侧上的接触焊盘。
[0041] 图7示出了具有金属箱层的引线框架互连结构,所述金属箱层用作互连结构的导 体并且用作与基板上的连接焊盘接合的接触焊盘两者。
[0042] 图8示出了由具有金属层的印刷电路板制成的互连结构,所述金属层用作互连结 构的导体并且用作与基板上的连接焊盘接合的接触焊盘。
[0043] 图9是包括被四个连接焊盘环绕的四个LED裸片的光子构建块的顶视图。
[0044] 图10是包括被两个连接焊盘环绕的四个LED裸片的光子构建块的另一实现方式 的顶视图。
[0045] 图IlA是被构建为阵列产品的互连结构中的两个光子构建块的顶视图。
[0046] 图IlB是沿图IlA中所示的阵列产品的线B-B的截面图。
[0047] 图IlC是沿图IlA中所示的阵列产品的线C-C的截面图。
[0048] 图12A是在图IlA中所示的基板的连接焊盘与互连结构的接触焊盘之间的连接的 更详细的视图。
[0049] 图12B示出了下面没有连接焊盘的图12A的接触焊盘。
[0050] 图13是被构建为阵列产品的互连结构中的四个光子构建块的透视图。
[0051] 图14是用于使用相同的标准化光子构建块制造分立的光发射器以及阵列产品两 者的步骤的流程图。
【具体实施方式】
[0052] 现在将详细参考本发明的一些实施例,这些实施例的示例在附图中被图示。
[0053] 图2是由互连结构21支撑的新型光子构建块20的截面图。光子构建块20包括 其上被安装有LED裸片23的基板22。基板22是非导电性陶瓷。在另一实现方式中,基板 22是晶体硅。连接焊盘24被置于基板22的顶表面25上。从基板22的顶表面25到基板 22的底表面26,没有电导体经过。LED裸片23仅通过连接焊盘24被电耦合到电源。热界 面材料被置于LED裸片23与基板22之间。第一层热界面材料(??Μ) 27由与连接焊盘24 相同的材料制成并且在相同的过程中被沉积。在一种实现方式中,焊盘24和第一层27是 由Cu-Ni-Au合金或Cu-Ni-Ag合金制成的迹线。第二层热界面材料28被沉积在第一层27 上。在一种实现方式中,第二层28是填充银的环氧树脂。LED裸片23通过第二层28和第 二层27被接合到基板22的顶表面25上。
[0054] LED裸片23通过接合线29被电连接到连接焊盘24。诸如磷之类的波长转换材料 的薄共形层(conformal layer)被形成在LED裸片23之上。然后,诸如硅胶之类的透明树 脂包封从基板22的顶表面25的一侧上的连接焊盘24的大约中间位置到顶表面25的相对 侧上的连接焊盘24的大约中间位置被包覆成型在LED裸片23之上和接合线29之上。硅 胶形成透镜30的形状。光子构建块20包括基板22、连接焊盘24以及透镜30所包封的所 有部分。
[0055] 互连结构21通过连接焊盘24支撑光子构建块20。连接焊盘24被电和机械地连 接到被置于互连结构21的唇缘的下侧上的接触焊盘31。在一种实现方式中,连接焊盘24 通过焊膏(solder paste)被附接到接触焊盘31。焊膏例如SAC合金,例如SAC 305(96. 5% Sn, 3. 0% Ag, 0. 5% Cu)。在另一实现方式中,连接焊盘24通过胶黏剂(adhesive)被附接 到接触焊盘31。胶黏剂例如与各向异性导电薄膜(ACF)技术相关联的各向异性导电胶。在 图2的实施例中,连接焊盘通过焊料48被电和机械地连接到接触焊盘31。
[0056] 在图2的实施例中,接触焊盘31通过通孔过孔34被电连接到互连结构21的顶表 面33上的导电迹线32。因而,每个导电迹线32通过过孔34、接触焊盘31、焊料48、连接焊 盘24和接合线29被电连接到LED裸片23。互连结构21具有与基板22的底表面26基本 共面的底表面35。
[0057] 光子构建块20和互连结构21通过第三层热界面材料(??Μ) 36被附接到散热器 37。在一种实现方式中,第三层热界面材料36是导热胶。在另一实现方式中,第三层36由 导热娃脂(thermal grease)制成,并且互连结构21通过螺栓38被附接到散热器37。底 表面26和35自完全共面的任何小的偏离通过诸如导热硅脂之类的热界面材料的厚度来补 偿。螺栓38将互连结构21固定在散热器37之上,并且光子构建块20通过连接焊盘24与 接触焊盘31之间的连接被固定到位。因而,基板22通过第三层??Μ 36被热耦合到散热器 37。在一种实现方式中,基板22的底表面26不被直接连接到散热器37,而是"漂浮"在导 热硅脂层36中。光子构建块30仅通过连接焊盘24与接触焊盘31之间的接合被机械连接 到散热器37。相反的是,现有技术的阵列产品10的载体基板12仅通过将基板12的底表面 粘接或焊接到散热器上而被附接到散热器。
[0058] 与传统的分立光发射器相比,印刷电路板(PCB)和一层TIM已从新型光子构建块 20下面被去除。在传统的分立光发射器中,载体基板位于金属核心PCB上的??Μ层之上,所 述金属核心PCB又位于散热器上的另一 ??Μ层之上。使用新型光子构建块来制造阵列产品 比使用传统的分立光发射器制造阵列产品要更经济,因为金属核心PCB和附加的??Μ层的 成本被节省下来。此外,与通过传统分立光发射器的附加 MCPCB和??Μ层相比,LED裸片所 产生的热从载体基板通过一个??Μ层被更高效地直接传送到散热器。
[0059] 在另一实施例中,光子构建块20和互连结构21没有被直接附接到第三??Μ层36 之上的散热器37。相反,均热器(thermal spreader)被置于散热器37与光子构建块20之 间。然后,光子构建块20和互连结构21通过第三??Μ层36被附接到均热器。均热器例如 均热板(vapor chamber)。
[0060] 图3更详细地示出了图2的接触焊盘31中的一个接触焊盘以及与该接触焊盘相 连接的连接焊盘24。接触焊盘31是互连结构上的金属迹线。在一种实现方式中,互连结构 21是模塑互连器件(MID)。MID 21是通过将诸如液晶聚合物(LCP)之类的金属化的高温热 塑性材料诸如模具中而生产的三维电路载体。激光器将迹线的路径刻写在MID 21的表面 上。在激光束轰击(oblate)热塑性材料处,热塑性材料中的金属添加物形成非常细的导体 路径。导体路径上的金属颗粒形成用于后续金属化的核心。金属化浴池 (metallization bath)被用于在导体路径上形成铜、镍和/或金迹线的连续层。例如,当被轰击的热塑性材 料被置于铜浴池中时,一层铜形成在导体路径上。任何激光器可以轰击MID 21的表面的地 方,三维电路迹线可以快速地被形成。
[0061] 在激光器轰击成焊盘的形状以后,接触焊盘31被形成在MID21的唇缘39的下侧 上。金属迹线32也按与接触焊盘31被形成的方式相同的方式被形成在互连结构21的顶 表面33上。或者激光器被调配以使得激光束可以被引至顶表面33以及唇缘39的下侧两 者,或者两个激光器可以被使用。在图3的实现方式中,在迹线和焊盘被形成之前,通孔过 孔34被填充有金属。金属化浴池将迹线32和接触焊盘31镀在金属过孔34的末端之上。
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