(57)【要約】空洞を有する基板を含む発光ダイオードパッケージング構成のいくつかの実施形態を本明細書に記載する。パターンニングされたウェハは、複数の個別のＬＥＤ取付部位を有し、アライメントウェハは、複数の個別の空洞を有する。パターンニングされたウェハ及びアライメントウェハは、一般的にアライメントウェハの空洞に対応するＬＥＤ取付部位に重ねられる。少なくとも１つのＬＥＤは、パターンニングされたウェハに対して、ＬＥＤを整合するため空洞を使用して、空洞に配置される。ＬＥＤは、パターンニングされたウェハに接触するよう電気的に接続され得り、蛍光層は、ＬＥＤの少なくとも一部を覆うよう空洞に形成される。【選択図】図３Ｂ
2013522877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオード（ＬＥＤ）のウェハレベルパッケージングアッセンブリであって、
複数の個別の搭載ユニットであって、個別の搭載ユニットがワイヤボンド領域、前記ワイヤボンド領域にある第１ビア、ＬＥＤ取付部位、及び前記ＬＥＤ取付部位にある第２ビアを含む、複数の個別の搭載ユニットを含むパターンニングされた基板と、
前記パターンニングされた基板に取りつけられたアライメント基板であって、前記アライメント基板は、前記パターンニングされた基板の対応する搭載ユニットと整合した複数の個別のアライメントユニットであり、前記個別のアライメントユニットは、個別のＬＥＤ取付部位及び個別の前記ワイヤボンド領域の少なくとも一部を露出する空洞を有する、アライメント基板と、
複数のＬＥＤであって、少なくとも１つが各空洞に配置され、各ＬＥＤは、前記ワイヤボンド領域にある対応する前記第１ビアにワイヤボンドされる第１電気リード、及び前記ＬＥＤ取付部位にある対応する前記第２ビアにワイヤボンドされる第２電気リードを有する複数のＬＥＤと、
を含むパッケージングアッセンブリ。
【請求項２】
前記パターンニングされた基板及び前記アライメント基板は、シリコン基板を含む請求項１に記載のパッケージングアッセンブリ。
【請求項３】
前記パターンニングされた基板及び前記アライメント基板は、ガラス基板を含む請求項１に記載のパッケージングアッセンブリ。
【請求項４】
前記パターンニングされた基板及び前記アライメント基板は、一般的に同様の熱膨張係数を有する請求項１に記載のパッケージングアッセンブリ。
【請求項５】
さらに、前記空洞で前記ＬＥＤの少なくとも一部の上を覆う変換材料を含む請求項１に記載のパッケージングアッセンブリ。
【請求項６】
前記変換材料は、蛍光体を含む請求項５に記載のパッケージングアッセンブリ。
【請求項７】
さらに、前記パターンニングされた基板と前記アライメント基板との間に接合材料を含む請求項１に記載のパッケージングアッセンブリ。
【請求項８】
前記接合材料は金属化層を含む請求項７に記載のパッケージングアッセンブリ。
【請求項９】
前記接合材料は接着材料を含む請求項７に記載のパッケージングアッセンブリ。
【請求項１０】
前記ワイヤボンド領域は、前記搭載ユニットの表面の前記第１ビアに形成される第１導電性材料を含み、前記ＬＥＤ取付部位は、前記搭載ユニットの表面の前記第２ビアに形成される第２導電性材料を含む請求項１に記載のパッケージングアッセンブリ。
【請求項１１】
前記第１または第２導電性材料の少なくとも１つは、金属化銅構造を含む請求項１０に記載のパッケージングアッセンブリ。
【請求項１２】
前記ＬＥＤの近くに、静電散逸（ＥＳＤ）チップをさらに含む請求項１に記載のパッケージングアッセンブリ。
【請求項１３】
前記第２電気リードは、前記ＬＥＤのベース上に金属化層を含む請求項１に記載のパッケージングアッセンブリ。
【請求項１４】
前記第２電気リードは、前記ＬＥＤのベースにＮ型ＧａＮ材料を含むパッケージングアッセンブリ。
【請求項１５】
発光ダイオード（ＬＥＤ）のパッケージを製造するための方法であって、
パターンニングされた基板をアライメントウェハに取り付け、前記パターンニングされたウェハのＬＥＤ取付部位が一般的に前記アライメントウェハの対応する空洞に整合するようにすることと、
複数のＬＥＤを、前記空洞の少なくとも１つの表面を使用して前記ＬＥＤ取付部位にある空洞に配置し、前記ＬＥＤを前記ＬＥＤ取付部位に整合させることと、
前記ＬＥＤを、前記パターンニングされたウェハのワイヤボンド領域とワイヤボンドを介して接続することとを含む方法。
【請求項１６】
さらに、前記空洞中、個別の前記ＬＥＤの少なくとも一部の上に蛍光変換材料を形成することを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
さらに、前記ＬＥＤを前記ＬＥＤ取付部位に表面実装することを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記パターンニングされたウェハと前記アライメントウェハを複数の個別の前記ＬＥＤパッケージ内で単体化することをさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記ＬＥＤは、前記ＬＥＤ取付部位を介して前記ビアに電気的に接続される請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記パターンニングされたウェハを前記アライメントウェハに取り付けることは、前記パターンニングされたウェハまたは前記アライメントウェハの少なくとも１つに、金属化層または接着層の少なくとも１つの接合材料を形成することを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記パターンニングされたウェハを前記アライメントウェハに取り付けることは、前記パターンニングされた基板を前記アライメント基板にアノード接合することを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記複数のＬＥＤを前記空洞に配置することは、機械的ストップとして、前記空洞の少なくとも１つの表面を用いて、前記ＬＥＤを前記ＬＥＤ取付部位上の位置に案内することを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
前記パターンニングされたウェハ及び前記アライメントウェハは、一般的に同様の熱膨張係数を有する請求項１５に記載の方法。
【請求項２４】
前記パターンニングされたウェハ及び前記アライメントウェハは、シリコンまたはガラスの少なくとも１つから作製される請求項１５に記載の方法。
【請求項２５】
パッケージングされる発光ダイオード（ＬＥＤ）を形成する方法であって、
複数の搭載ユニットを有する第１基板を複数のアライメントユニットを有する第２基板に隣接して配置することであって、個別の搭載ユニットは、ワイヤボンド領域に接続される第１ビア及びＬＥＤ取付部位に接続される第２ビアを有し、前記個別のアライメントユニットは、一般的に前記搭載ユニットの前記ワイヤボンド領域に対応する第１空洞と、一般的に前記ＬＥＤ取付部位に対応する第２空洞とを有することと、
前記第１空洞が、個別のワイヤボンド領域の少なくとも一部を露出し、前記第２空洞が個別の前記ＬＥＤ取付部位の少なくとも一部を露出するよう、前記第１基板を前記第２基板に取り付けることと、
少なくとも１つのＬＥＤを、前記ＬＥＤ取付部位に表面実装される前記ＬＥＤのカソード導電性ベース表面、及び前記ワイヤボンド領域にワイヤボンドされるアノードリードと共に個別の第２空洞に配置することと、
前記ＬＥＤ上、前記第２空洞に蛍光変換材料を形成することと、を含む方法。
【請求項２６】
さらに、前記第１及び第２基板を個別にパッケージングされたＬＥＤに単体化することを含む請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１基板及び前記第２基板は、同一の熱膨張係数を有する請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１基板及び前記第２基板は、同一の材料から作製される請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記ワイヤボンド領域は、前記第１基板の表面に形成される導電性構造を含み、前記導電性構造は、銅、アルミニウム、タングステン、ステンレス鋼、または炭化ケイ素の少なくとも１つを含む請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
前記ＬＥＤ取付部位は、前記第１基板の表面に形成される導電性構造を含み、前記導電性構造は、銅、アルミニウム、タングステン、ステンレス鋼、または炭化ケイ素の少なくとも１つを含む請求項２５に記載の方法。
【請求項３１】
固体照明（ＳＳＬ）装置であって、
Ｎ型ＧａＮ材料と、
前記Ｎ型ＧａＮ材料上にＩｎＧａＮ材料と、
前記ＩｎＧａＮ材料上にＰ型Ｇａｎ材料とを含み、
前記Ｎ型ＧａＮ材料は、電気信号を前記ＬＥＤに届けることを介する導電性ベースを有するＬＥＤと、
取付部位に接続されるビアを有する搭載ユニットであって、前記ＬＥＤは、前記取付部位に接続される導電性ベースを有する前記取付部位の少なくとも一部に表面実装され、
前記搭載ユニット上に配置され、前記搭載ユニットに取り付けられ、前記取り付け部位に対応する空洞を有するアライメントユニットであって、前記ＬＥＤは、前記空洞の少なくとも一部に突出し、前記搭載ユニット及び前記アライメント部材は、一般的に同様の熱膨張係数を有し、
前記空洞に前記ＬＥＤの少なくとも一部上を覆う上形成される蛍光体変換材料とを含むＳＳＬ装置。
【請求項３２】
前記導電性ベースは、前記Ｎ型材料上に金属化材料を含む請求項３１に記載のＳＳＬ装置。
【請求項３３】
前記ＬＥＤはさらに、前記Ｎ型ＧａＮ材料の下に、シリコン（Ｓｉ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、ステンレス鋼（Ｆｅ）、及び炭化ケイ素（ＳｉＣ）の少なくとも１つを含み、前記Ｎ型ＧａＮ材料の下にある基板を含み、
前記変換材料は、ポリイミド、溶剤溶解熱可塑性ポリイミド、セラミック材料、及びガラスの少なくとも１つを含む担体材料を含み、
前記変換材料は、セリウム（ＩＩＩ）をドープしたイットリウムアルミニウムガーネット（「ＹＡＧ」）、ネオジムをドープしたＹＡＧ、ネオジム―クロミウムをダブルドープしたＹＡＧ、エルビウムをドープしたＹＡＧ、イットビウムをドープしたＹＡＧ、ネオジム−セリウムをダブルドープしたＹＡＧ、ホルミウム−クロミウム−ツリウムをトリプルドープしたＹＡＧ、ツリウムをドープしたＹＡＧ、クロミウム（ＩＶ）をドープしたＹＡＧ、ジスプロシウムをドープしたＹＡＧ、サマリウムをドープしたＹＡＧ、及びテルビウムをドープしたＹＡＧの少なくとも１つをさらに含む、請求項３１に記載のＳＳＬ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、固体照明（ＳＳＬ）装置及び関連する動作方法に関する。より詳細には、本開示は、発光ダイオード（ＬＥＤ）及び関連するパッケージング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、デジタルカメラ、ＭＰ３プレーヤー、及び他の携帯用電子機器は、背景照明のためにＳＳＬ装置（例えば、白色光ＬＥＤ）を利用する。しかし、ＬＥＤは通常１つの特定の波長でのみ光を発するため、本当の白色光ＬＥＤは、入手可能ではない。ヒトの目が白い色を認知するには、波長の混合が必要とされる。
【０００３】
ＬＥＤを用いて白色光を模倣するための従来技術の１つは、発光材料に変換材料（例えば、蛍光体）を蒸着することを含む。例えば、図１Ａに示すように、従来のＬＥＤ装置１０は、ＬＥＤダイ４、及びＬＥＤダイ４に蒸着される変換材料６を支える支持体を含む。ＬＥＤダイ４は、１つまたは複数の発光成分を含み得る。例えば、図１Ｂに示すように、ＬＥＤダイ４は、シリコン基板１２、Ｎ型ガリウムナイトライド（ＧａＮ）材料１４、インジウムガリウムナイトライド（ＩｎＧａＮ）材料１６（及び／またはＧａＮ多重量子井戸、及びＰ型ＧａＮ材料１８を互いに連続して含み得る。ＬＥＤダイ４は、また、Ｐ型ＧａＮ材料１８上の第１接点２０と、Ｎ型ＧａＮ材料１４上の第２接点とを含み得る。図１Ａ及び１Ｂの両図面に関し、動作上、ＬＥＤダイ３のＩｎＧａＮ材料１６は、変換材料６が光（例えば、黄色光）を所望の周波数で発するよう促す青色光を発する。青及び黄の発色の組み合わせは、適宜適合すると、ヒトの目には白色のように見える。
【０００４】
多くの工程は、多くの個別のＬＥＤダイを含む半導体ウェハから、ＬＥＤ装置を製造する。ウェハは、後に、ＬＥＤダイを分割するために切断され、その後、個別のＬＥＤダイがパッケージングされる。例えば、図１Ｂに示すようなＬＥＤダイ４は、ＬＥＤダイ４を、基板２に取り付けること、及び支持体２の接点にＬＥＤダイ４の第１及び第２接点２０、２２をワイヤボンディングすることによって、パッケージングされ得る。変換材料６はその後、蒸着され、レンズ（不図示）が、変換材料６上に形成され得るまたは変換材料６に取り付けられ得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そのようなＬＥＤのパッケージの欠点の１つは、分割ダムまたは他の構造が、一般的に変換材料６を含有される必要があることである。別の懸念は、各ＬＥＤダイ４が、時間を要し、より的確な扱いが要求される分割基板２に搭載されることがあることである。加えて、ＬＥＤは、一般的に、大量の熱を生成し、ＬＥＤダイ４と基板２間で異なる熱膨張係数は、パッケージングされた装置に離層や他の損傷を引き起こし得る。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】従来技術に係る、ＬＥＤ装置の概略断面図である。
【図１Ｂ】従来技術に係る、ＬＥＤ装置の概略断面図である。
【図２】新規技術に係る、小型電子部品のＬＥＤ基板ウェハの部分概略上面図である。
【図３Ａ】新規技術に係る、基板ウェハＬＥＤパッケージの部分概略断面図である。
【図３Ｂ】新規技術に係る、個別にパッケージングされたＬＥＤ装置の部分概略上面図である。
【図４Ａ】新規技術に係る、基板ウェハＬＥＤパッケージの部分概略断面図である。
【図４Ｂ】新規技術に係る、基板ウェハＬＥＤパッケージにある搭載ユニットの部分概略上面図である。
【図５】新規技術に係る、アライメントユニットの部分概略上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
ＳＳＬ装置及び関連するパッケージング方法の様々な実施形態を以下に記載する。用語「ＬＥＤ」は、一般的に、電気エネルギーを、可視、紫外線、赤外線、及び／または他のスペクトルの電磁放射に変換する半導体ダイオードに関する。用語「蛍光体」は、一般的に、励起された粒子（例えば、電子及び／または光子）にさらされた後、光を発し続けることができる材料を指す。当業者は、技術がさらなる実施形態を有し得ること、及び技術が図２Ａ〜５を参照して、以下に記載される実施形態のいくつかの詳細なく、実践され得ることをも理解するであろう。
【０００８】
図２は、新規技術の複数のパッケージ化ユニット１０１を有するウェハレベルパッケージングアッセンブリ１００を示す。ウェハレベルパッケージングアッセンブリ１００は、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、または３００ｍｍの直径を有する通常サイズの半導体ウェハであり得り、ウェハアッセンブリ１００における特定の製造工程が完了した後、ウェハアッセンブリ１００から単体化され得るいくつかの個別のパッケージ化ユニット１０１を含み得る。図３Ａ及び４Ａは、本技術の様々な実施形態に記載の少数のパッケージ化ユニット１０１の、図２Ａにおける線１−１に沿った断面図である。
【０００９】
図３Ａは、パターンニングされた基板１０２、及びパターンニングされた基板１０２上に重なったアライメント基板１０４を含む、パッケージングアッセンブリ１００のいくつかの実施形態を示す。パターンニングされた基板１０２は、いくつかの個別の搭載ユニット１０３を有し、アライメント基板１０４は、一般的に、搭載ユニットに対応する、いくつかの個別のアライメントユニット１０５を有する。以下に説明するように、各パーケージ化ユニット１０１は、搭載ユニット１０３とアライメントユニット１０５を含む。パターンニングされた基板１０２及びアライメント基板１０４の材料は、一般的に、基板１０２、１０４が加熱または冷却された際に、それらがおおよそ同一の度合で膨張または収縮するように、同様または同一の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有し得る。これは、基板１０２、１０４間の熱応力を軽減する。同じことは、パッケージアッセンブリ１００の単体化後のパッケージ化ユニット１０１に対しても真である。つまり、搭載ユニット１０３は、アライメントユニット１０５とおおよそ同一のＣＴＥを有する。簡単な説明として、新規技術の構造及び工程を、少数のパッケージ化ユニット１０１に関してのみを記載するが、互いからパッケージ化ユニット１０１を単体化する前にウェハレベルで工程が一般的に行われる。
【００１０】
搭載ユニット１０３は、それぞれ、パターンニングされた基板１０２上、及び／またはパターンニングされた基板１０２に形成される第１及び第２ビア１１３ａ、１１３ｂ、ＬＥＤ取付部位１１８、及びワイヤボンド領域１１６等の導電性の特徴を含み得る。いくつかの実施形態において、ワイヤボンド領域１１６及びＬＥＤ取付部位１１８は、それぞれビア１１３ａ及び１１３ｂの上部にあり得り、一般的に、搭載ユニット１０３の上面と同じ高さである。ビア１１３ａ、１１３ｂは、銅、アルミニウム、またはその他の適切な材料の相互接続を形成する既知の金属被覆工程を用いて作製され得る。ワイヤボンド領域１１６は、１及び第２ビア１１３ａ、１１３ｂは、互いに絶縁されるように、ＬＥＤ取付部位１１８からある距離だけ離され、且つＬＥＤ取付部位１１８からの絶縁され得る。いくつかの実施形態において、ビアは、図２ｂに示すものより大きい及び／または数が多くあり得る。一般的に、ビア１１３ａ、１１３ｂが作製される材料は、搭載ユニット１０３の材料に比べ、熱伝導がより効率的である。従って、より多くの及び／または大きなビア１１３ａ、１１３ｂを使用することは、パッケージ１００の熱効率を改善し得る。
【００１１】
個別のパッケージ化ユニット１０１は、さらに、ＬＥＤ取付部位１１８にＬＥＤ１０６を含み得る。ＬＥＤ１０６は、図１Ｂに示すＬＥＤダイ４と同一であり得る。他の実施形態において、ＬＥＤ１０６は、ワイヤボンド１１５によって第１ビア１１３ａに電気的に接合される第１接点１１１、ＬＥＤ１０６の基部にあり、はんだ、金（Ａｕ）、導電性ペースト、または他の導電性接合型の接続、または他の表面型の接続によって、第２ビア１１３ｂに電気的に接合される第２接点１１２を有し得る。第１及び第２接点１１１、１１２は、銅（Ｃｕ)、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、ステンレス鋼、他の適切な金属合金、または最終接合及び電気的接続に適切な最終金属を有する卑金属であり得る。第１及び第２接点１１１、１１２は、また、他の導電性材料（例えば、ＳｉＣ）から作製され得る。他の実施形態において、ＬＥＤ１０６の下部にあるＮ型ＧａＮ材料は、第２リード１１２であり得る。第１リード１１１は、カソードリードであり得り、第２リード１１７は、アノードリードであり得り、またはその逆でもよい。ＬＥＤ１０６は、可視スペクトル（例えば、約５６５ｎｍ〜約６６０ｎｍ）で、赤外スペクトル（例えば、約６８０ｎｍ〜約９７０ｎｍ）で、近赤外スペクトル（例えば、約１０５０ｎｍ〜約１５５０ｎｍ）で、及び／または他の適切なスペクトルで光を発するよう構成され得る。
【００１２】
個別のアライメントユニット１０５は、一般的に搭載ユニット１０３のある部分に対応する空洞１０８を有し得る。空洞１０８は、各パッケージユニット１０１が単一のＬＥＤ１０６を有するか、複数のＬＥＤ１０６を有するかに応じて、１つまたは複数の個別のＬＥＤ１０６を収容し得る。いくつかの実施形態において、空洞１０８は、アライメントウェハ１０４を完全に通過するよう延在する側壁１１４を有する。空洞１０８は、円形、四角形、または１つまたは複数のＬＥＤ１０６を収容する他の形状を有し得る。空洞１０８はまた、ワイヤボンド領域１１６及びＬＥＤ取付部位１１８を収容する形状であり得るか、または空洞１０８が、さらにＬＥＤ取付部位１１８をワイヤボンド領域１１６から分離するために２つの別の区画を含み得る。
【００１３】
パッケージングアッセンブリ１００は、空洞１０８の側壁１１４が、ＬＥＤ１０６をパターンニングされた基板１０２上の正しい場所に導くために使用され得るため、ＬＥＤの効率的なパッケージングを提供する。上述のように、ＬＥＤ１０６の第２リード１１２は、金属化層、またはＮ型ＧａＮ材料のいずれかの導電性ベース構造であり得る。第２リード１１２が少なくとも第２ビアｂの一部を覆うため、ＬＥＤ１０６は、空洞１０８内に表面実装され得る。従って、ＬＥＤ１０６は、第２ビア１１３ｂに比べ、高い位置公差を有する。精密さ、高価さ、位置決め手順に費やされる時間が要求される非常に小さなリードを有する他の構成に比べ、ＬＥＤ１０６は、わずかなアライメント要求で空洞１０８内に配置され得り、少なくとも１つのリードはワイヤボンドされる必要がない。いくつかの実施形態において、アッセンブリ１００は、ＬＥＤ１０６が空洞１０８内に設置され、パターンニングされた基板１０２に接している場合、さらなるアライメントが要求されないように構築される。
【００１４】
パターンニングされた基板１０２及びアライメント基板１０４は、互いに、ＬＥＤ１０６の取付部位１１８への搭載前、または後に取り付けられ得るが、一般的に、パターンニングされた基板、アライメント基板１０２、１０４は、共に、ＬＥＤ  １０６の搭載前に接合される。基板１０２、１０４は、共に、個別の搭載ユニット１０３が対応するアライメントユニット１０５と整合するように（アラインするように）接合される。基板１０２、１０４は、基板１０２、１０４の１つまたは両方に適用される接合材料１１０を使用して、互いに接合され得る。接合材料１１０は、銅、はんだ、金または他の材料のような金属を含み得る。例えば、銅の接合材料１１０は、銅の熱圧着接合を形成するよう、基板１０２、１０４間に高温で押圧され得る。他の実施形態において、接合材料１１０は、シールを形成するよう、共に押圧されるテープまたはペーストのような接着剤である。またさらなる実施形態において、パターンニングされた基板１０２は、その間に接合材料１１０を有さない、アノード接合を使用して、アライメント基板１０４に接合され得る。アノード接合は、基板１０２、１０４を２つの金属電極間に高温（例えば、およそ４００℃）でスランプすることにより形成され得る。電位は電極間に印加され、基板１０２、１０４に浸透する電界を生じ得る。アノード接合を形成するために、パターンニングされたまたはアライメント基板１０２、１０４のうち１つは、ナトリウムイオンを含むガラス製であり、他の基板は、シリコン製である。電界は、ナトリウムイオンを高温に移行させ、ナトリウムイオンは、固体化学結合を形成するために他の基板のシリコン表面と反応する。
【００１５】
担体材料内に埋込される蛍光体のような変換材料１１９は、パターンニングされた基板１０２状に分割ダムを形成する必要なく、ＬＥＤ１０６の少なくとも一部を覆い、空洞１０８内に、蒸着され得る。変換材料１１９は、刺激下で所望の波長の光を発する組成物を有し得り、ＬＥＤ１０６及び変換材料１１９からの発光の組み合わせは白色光に比類し得る。例えば、一実施形態において、変換材料１１９は、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）を、フォトルミネセンス下で緑色から黄色、及び赤色の範囲の色を発する特定の濃度で、ドープしたセリウム（ＩＩＩ）を含む蛍光体を含み得る。他の実施形態において、変換材料１１９は、ネオジムをドープしたＹＡＧ、ネオジム―クロミウムをダブルドープしたＹＡＧ、エルビウムをドープしたＹＡＧ、イットビウムをドープしたＹＡＧ、ネオジム−セリウムをダブルドープしたＹＡＧ、ホルミウム−クロミウム−ツリウムをトリプルドープしたＹＡＧ、ツリウムをドープしたＹＡＧ、クロミウム（ＩＶ）をドープしたＹＡＧ、ジスプロシウムをドープしたＹＡＧ、サマリウムをドープしたＹＡＧ、テルビウムをドープしたＹＡＧ、及び／または他の適切な蛍光化合物を含み得る。ＬＥＤ１０６からの光及び／または励起粒子が変換材料１１９を照射する際、蛍光体は、励起され、所望の特性の光を発する。レンズ（不図示）は、また、焦点を合わせる、あるいは、光を変更するため、変換材料１１９及び／またはＬＥＤ１０６の少なくとも一部を覆うように構築され得る。変換材料１１９及び／またはレンズは互いからパッケージ化ユニット１０１を単体化する前にウェハレベルで形成され得る。
【００１６】
図３Ｂは、ウェハレベルアッセンブリ１００に関連する単一パッケージ化ユニット１０１の拡大上面図を示す。ここに記載されるパッケージ化ユニット１０１の特徴は、図３Ａに関して上記に示し、記載されたパッケージ化ユニット１０１と一般的に同様である。従って、図３Ａ及び３Ｂの特徴と類似のものには、類似の参照番号を付与する。搭載ユニット１０３の一部は、アライメントユニット１０５の下で、空洞１０８を介して、見ることができる。ＬＥＤ１０６は、ＬＥＤ取付部位１１８の上で、かつ第２ビア１１３ｂと接続される第２接点１１２（図２Ｂ）を有する第２ビア１１３ｂ（見かけ上）の上の空洞１０８中に示されている。パッケージ化ユニット１０１は、ＬＥＤ１０６にまたは周囲に発生する静電気を散逸させるため、ＬＥＤ１０６の近くに、静電散逸（ＥＳＤ）チップ１２１を含み得る。アライメントユニット１０５は、ＥＳＤチップ１２１のためのポケットまたは溝（ｓｌｏｔ）を有し得るか、ＥＳＤチップ１２１は、搭載ユニット１０３に統合され得るか、またはアライメントユニット１０５内に成型され得る。ＥＳＤチップ１２１は、ワイヤボンド領域１１６でワイヤボンド１１５を介して、ＬＥＤ１０６に、または第１ビア１１３ａに接続され得る。
【００１７】
図４Ａは、新規技術のさらなる実施形態の、図２のハッチング１−１に沿った、パッケージングされたＬＥＤユニット１０１の部分的な概略断面図である。パッケージ化ユニット１０１の多くの構成要素は、一般的に、図２、３Ａ及び３Ｂに関して、上述の特徴と類似している。従って、類似の特徴には類似の参照番号を付与する。本実施形態におけるワイヤボンド領域１１６は、第１ビア１１３ａに形成される第１導電性材料１１６ａを含む。ワイヤボンド１１５は、ワイヤボンド領域１１６に、第１導電性材料１１６ａを介して、接続され得る。ＬＥＤ取付部位１１８は、第２ビア１１３ｂ上に形成される第２導電性材料１１８ａを含み得る。１つ以上の第１及び第２導電性材料は、銅（ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、タングステン（Ｗ）、または、それらか別の材料の合金、または他の適切な導電性材料の金属化構造を含み得る。第１及び第２導電性材料１１６ａ、１１８ａは、パターンニングされ得るか、あるいは分割され得て、それらが互いに絶縁し、それぞれアノード及びカソードＬＥＤリード、またはその逆としての役割を担い得る。第２導電性材料１１８ａは、おおよそＬＥＤ１０６と同一の大きさ及び形状であり得るか、またはＬＥＤ１０６よりも小さくてもまたは大きくても良い。加えて、接合材料１１０、第１導電性材料１１６ａ、および第２導電性材料１１８ａは、全て、それら特徴を形成するためにパターンニングされる共通の金属構造から作製され得る。いくつかの実施形態において、ＬＥＤの第２接点１１２は、ＬＥＤ１０６の搭載面の全て、またはかなりの部分に延在する導電性ベース層であり得る。例えば、第２接点１１２は、ＬＥＤ１０６のＮ型ＧａＮ材料１４（図１Ｂ）を含み得る。第２接点１１２はまた、Ｎ型ＧａＮ材料１４の下に、導電性材料１２（図１Ｂ）を含み得る。いずれの場合においても、ＬＥＤ１０６は、空洞１０８の側壁１１４及びＬＥＤ取付部位１１８の比較的大きな領域を使用して、第２導電性材料１１８ａに容易に表面実装され、ＬＥＤ１０６を搭載部位１０３の上部に配置し得る。
【００１８】
図４Ｂは、新規技術のさらなる実施形態のウェハレベルアッセンブリ１００に関する個別の搭載部位１０３の拡大上面図を示す。ワイヤボンド領域１１６は、（破線で示されている）第１ビア１１３ａの上に第１導電性材料１１６ａを含み、ＬＥＤ取付部位１１８は、（破線で示されている）第２ビア１１３ｂの上に第２導電性材料１１８ａを含み得る。ワイヤボンド領域１１６及びＬＥＤ取付部位１１８の大きさ及び位置は、異なるＬＥＤ構成及びパッケージの大きさを収容するため変化し得る。例えば、複数のＬＥＤ１０６を含むパッケージ化ユニット１０１は、ＬＥＤ１０６アレイの形状及び配列に応じて構成されるより大きなＬＥＤ取付部位１１８を有し得る。接合材料１１０は、上述のように、搭載ユニット１０３の表面に形成され得る。接合材料１１０は、第１導電性材料１１６ａと第２導電性材料１１８ａ間の望まれない電気接続を形成することを避けるためＬＥＤ取付部位１１８とワイヤボンド領域１１６から離され得る。他の実施形態において、接合ユニットは、アライメントユニット１０５に、または搭載ユニット１０３とアライメントユニット１０５の両方に形成される。
【００１９】
図５は、新規技術のアライメント基板１０４から単体化された後などの、個別のアライメントユニット１０５の部分的な概略上面図を示す。いくつかの実施形態において、空洞１０８は、一般的に搭載ユニット１０３のＬＥＤ取付部位１１８に対応する大きな空洞１２９と、一般的に接触領域１１６に対応する小さな空洞１３０とを含む。空洞１２９、１３０は、エッチング処理または別の適切な手順を使用して、アライメント基板１０４に形成され得る。空洞１２９、１３０の大きさ及び形状は、必要に応じて、調整され得る。例えば、大きな空洞１２９は、複数のＬＥＤまたはより大きなＬＥＤを収容するパッケージ１００で使用され得る。いくつかの実施形態において、大きな空洞１２９は、小さな空洞１３０から分割される。図３に示すような、空洞１２９、１３０の大きさ及び形状は、図解目的であり、これに限定はしない。
【００２０】
前述から、本発明の特定の実施形態は例示目的のために本明細書に記載されており、本発明の実施形態の説明を不必要に不明確にすることを避けるため、周知の構造及び機能を、詳細に示したり、記載してはいないことが認識されるであろう。「上部」「下部」及び「側部」のような参照の用語は、説明目的で使用され、主に、図面に示す全体像を明確にするために用いられ、限定的ではない。本明細書に記載の構造及び構成要素は、動作では図面に示す方向と異なる方向を有するかもしれない。文脈が許容するのであれば、単数または複数の用語は、それぞれ、複数または単数の用語を含み得る。単語「または」は、その単語は、２つ以上の項目のリストを参照して、他の項目から排他的な単一の項目のみを意味することに限定されるべきであるということを指し示す表現句に関連しない限りは、結果として、そのようなリストにおける「または」の使用は、（ａ）リスト中のいずれかの単一な項目、（ｂ）リスト中の全ての項目、または（ｃ）リスト中の項目の組み合わせを含むよう解釈されるだろう。
【００２１】
また、上述の特定の実施形態が、例示を目的としたものであり、様々な変形が、本発明から逸脱することなく作製され得ることが認識されるであろう。特定の実施形態の内容に記載の本開示の概要は、他の実施形態で、組み合わせ、または除外され得る。さらに本開示の特定の実施形態に関連する利点がそれら実施形態の内容に記載されている一方、他の実施形態はそのような利点をも表し得るが、全ての実施形態が、本開示の範囲内にあるそのような利点を必ず表す必要はない。従って、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、容易に理解するために提供される。むしろ、本発明は、特許請求の範囲によって定義されるいずれかの及び全ての他の実施形態を含む。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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