(57)【要約】【課題】  生産コストが低く、且つより簡単な製造プロセスで生産できるＬＥＤチップパッケージを提供する。【解決手段】  金属端子を有する基板、および複数のＬＥＤチップを一体化した発光アセンブリを備え、発光アセンブリは複数の相互分離した発光領域を有し、前記基板上に設置され、且つ前記金属端子と電気的接続されたＬＥＤチップパッケージ。【選択図】図１Ａ
2017063193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属端子を有する基板、および、複数のＬＥＤチップを一体化した発光アセンブリを備え、
前記発光アセンブリは、相互分離した複数の発光領域を有し、前記基板上に設置され、且つ前記金属端子と電気的接続されている
ＬＥＤチップパッケージ。
【請求項２】
金属端子を有する基板、およびウエハレベルチップスケールパッケージで形成された発光アセンブリを備え、
前記発光アセンブリは、
相互分離した複数の発光領域を有し、前記基板上に設置され、且つ前記金属端子と電気的接続されている
ＬＥＤチップパッケージ。
【請求項３】
前記発光アセンブリは、第１の電極と第２の電極を含み、
前記第１の電極と前記第２の電極は、前記発光アセンブリの同一側の端部に設置される
請求項１または請求項２に記載のＬＥＤチップパッケージ。
【請求項４】
前記第１の電極と前記第２の電極は、同一の前記発光領域上、または異なる前記発光領域上に配置される
請求項３に記載のＬＥＤチップパッケージ。
【請求項５】
前記複数の発光領域の間隙は、０より大きく、且つ５０μｍより小さい
請求項１または請求項２に記載のＬＥＤチップパッケージ。
【請求項６】
前記発光アセンブリの周辺に設置された反射素子を更に含む
請求項１または請求項２に記載のＬＥＤチップパッケージ。
【請求項７】
前記発光アセンブリ上に設置された蛍光層を更に含む
請求項１または請求項２に記載のＬＥＤチップパッケージ。
【請求項８】
前記複数の発光領域は、並列に設置される
請求項１または請求項２に記載のＬＥＤチップパッケージ。
【請求項９】
前記基板の材料は、金属層を含む
請求項１または請求項２に記載のＬＥＤチップパッケージ。
【請求項１０】
前記発光アセンブリは、水平型チップまたは垂直型チップである
請求項９に記載のＬＥＤチップパッケージ。
【請求項１１】
前記基板は、前記金属層の下方に配置されたグラファイト繊維質層を更に含む
請求項９に記載のＬＥＤチップパッケージ。
【請求項１２】
前記基板は、第１の部分と第２の部分を含み、
前記第１の部分の材料は、無機材料であり、
前記第２の部分の材料は、有機材料または金属を含み、
前記発光アセンブリは、前記第１の部分上に設置される
請求項１または請求項２に記載のＬＥＤチップパッケージ。
【請求項１３】
前記発光アセンブリは、水平型チップまたは垂直型チップである
請求項１２に記載のＬＥＤチップパッケージ。
【請求項１４】
前記発光アセンブリを前記基板に接合する接合構造は、フリップチップ接合構造である
請求項１２に記載のＬＥＤチップパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップパッケージに関し、特に、ＬＥＤチップパッケージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）チップパッケージの発光ダイオード（ＬＥＤ）は、基板上に活性層を形成し、基板上に異なる導電層と半導体層を堆積させる方法によって形成される。ｐ−ｎ接合の電流を用いると、電子−正孔対の再結合（ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）放射は、電磁放射（例えば、光）を生成するのに用いられることができる。例えば、ＧａＡｓまたはＧａＮなどの直接遷移材料（ｄｉｒｅｃｔ ｂａｎｄ ｇａｐ ｍａｔｅｒｉａｌ）で形成された順方向バイアスのＰ−Ｎ接合では、空乏領域に注入された電子−正孔対の再結合が光などの電磁波を放射し発光させる。上述の電磁放射は、可視光領域または非可視光領域にあることができる。異なるバンドギャップを有する材料を用いて異なる色の発光ダイオードを形成することができる。また、非可視光領域にある電磁放射は、リンレンズ（ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ ｌｅｎｓｅｓ）によって可視光に変換することができる。
【０００３】
近年、ＬＥＤチップパッケージ産業は、大量生産の傾向にあり、ＬＥＤチップパッケージを簡易化できる任意の製造ステップ、またはその生産コストを低減できる方法は、全て巨大な経済効果をもたらすことができる。従って、業界は、生産コストが低く、且つより簡単な製造プロセスで生産できるＬＥＤチップパッケージを得ることが求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
生産コストが低く、且つより簡単な製造プロセスで生産できるＬＥＤチップパッケージを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のいくつかの実施形態に基づき、金属端子（またはゴールドフィンガと呼ばれる）を有する基板、および複数のＬＥＤチップで一体化した発光アセンブリを備え、発光アセンブリは、複数の相互分離した発光領域を有し、基板上に設置され、且つ金属端子と電気的接続されたＬＥＤチップパッケージを提供する。
【０００６】
本発明のいくつかの実施形態に基づき、金属端子を有する基板、およびウエハレベルチップスケールパッケージで形成され、且つ複数の相互分離した発光領域を有し、基板上に設置され、且つ金属端子と電気的接続された発光アセンブリを含むＬＥＤチップパッケージを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】本発明の実施形態である。
【図１Ｂ】図１ＡのラインＢＢ’の断面線に沿った断面図である。
【図１Ｃ】本発明の実施形態である。
【図１Ｄ】図１ＣのラインＤＤ’の断面線に沿った断面図である。
【図１Ｅ】本発明の実施形態である。
【図１Ｆ】図１ＥのラインＦＦ’の断面線に沿った断面図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態のＬＥＤチップパッケージの基板の断面図である。
【図２Ｂ】本発明のもう１つの実施形態のＬＥＤチップパッケージの基板の断面図である。
【図２Ｃ】本発明のもう１つの実施形態のＬＥＤチップパッケージの基板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本実施形態のＬＥＤチップパッケージおよびその製造方法について詳細に説明する。以下の発明を実施するための形態では、説明のために、多数の特定の詳細および実施形態が本開示の完全な理解を提供するために明記されている。以下の発明を実施するための形態で説明された特定の構成要素および構造は、本開示を明瞭に説明するために記述されている。しかしながら、本明細書で記述される例示的な実施形態は、単に説明のために用いられることは明らかであり、発明の概念は、これらの例示的な実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。また、異なる実施形態の図面では、本開示を明瞭に説明するために、類似の番号および／または対応の番号を用いて、類似の構成要素および／または対応の構成要素を示すことができる。しかしながら、異なる実施形態の図面では、類似の番号および／または対応の番号の使用は、異なる実施形態間の相関関係を示唆するものではない。また、この明細書では、「第２の材料層上／第２の材料層の上方に配置された第１の絶縁バンプ」などの表現は、第１の絶縁バンプおよび第２の材料層の直接接触だけを指すのではなく、第１の絶縁バンプと第２の材料層との間の１つ以上の中間層との非接触状態も指している。上述の状況では、第１の絶縁バンプは、第２の材料層に直接接触しなくてもよい。
【０００９】
本開示の図面の構成要素または装置は、当業者に公知のどんな形式または構成にも存在することができるということが留意されるべきである。また、「もう１つの層を覆う（ｏｖｅｒｌｙｉｎｇ）層」、「層はもう１つの層の上方（ａｂｏｖｅ）に配置される」、「層はもう１つの層上（ｏｎ）に配置される」、および「層はもう１つの層の上方（ｏｖｅｒ）に配置される」などの表現は、層がもう１つの層と直接接触することを指すだけでなく、層がもう１つの層とは直接接触せず、層ともう１つの層との間に配置された１つ以上の中間層があることも指すことができる。
【００１０】
また、この明細書では、関連する表現が用いられる。例えば、「より低い」、「底部」、「より高い」、または「上部」は、もう１つに対する１つの構成要素の位置を説明するのに用いられる。仮に装置が上下反転された場合、「より低い」側の構成要素は、「より高い」側の構成要素となる、ということが了解されるべきである。
【００１１】
用語「約」および「大抵」は、一般的に、所定値の＋／−２０％を意味し、より一般的に、所定値の＋／−１０％を意味し、さらにより一般的に、所定値の＋／−５％を意味する。本開示の所定値は、近似値である。特定の説明がないとき、所定値は、「約」または「大抵」の意味を含む。
【００１２】
本発明の実施形態は、複数のＬＥＤチップで一体成型させることで、複数のＬＥＤを一体化した発光アセンブリ（ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）を用いてＬＥＤチップパッケージを製造して、製造ステップを簡易化し、生産コストを低減している。また、発光アセンブリは、複数の分離した発光領域を有している。この発光アセンブリは、ウエハレベルチップスケールパッケージ（Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ）の発光アセンブリと呼ぶこともできる。
【００１３】
図１Ａ〜図１Ｅは、本発明のいくつかの実施形態のＬＥＤチップパッケージ１００の、その製造方法における各段階の側面図または断面図である。
【００１４】
まず、図１Ａに見られるように、図１Ａは、本発明のいくつかの実施形態のＬＥＤチップパッケージ１００の、製造プロセスにおけるその中の１つの段階の側面図である。ＬＥＤチップパッケージ１００は、基板１０２を含み、発光アセンブリ１０４は、この基板１０２上に設置される。金属端子構造１２０（またはゴールドフィンガ構造と呼ばれる）は基板１０２上に設けられ、金属端子１２０と電気的接続された電気的接続領域１２２は基板１０２上に設けられている。また、基板１０２上の金属端子１２０と電気的接続領域１２２に属さない部分は、導電性を持たない絶縁領域１２３である。基板１０２は、セラミック基板、金属基板、またはその他の任意の適切な放熱基板を含むことができる。金属端子１２０は、複数の銅パッドを含む。銅パッドの表面は、通常、１つの層の金をめっきし、その導電率を向上させる。電気的接続領域１２２は、基板１０２上に固定され、発光アセンブリ１０４は、電気的接続領域１２２によってその他の外部導電要素（表示されていない）に電気的接続される。絶縁領域１２３の材料は、ポリイミド（ＰＩ）、ブチルシクロブテン（ｂｕｔｙｌｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ 、ＢＣＢ)、パリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）、 ポリナフタレン（ｐｏｌｙｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、 フッ化炭素（ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎｓ）、及び、アクリレート材（ａｃｃｒｙｌａｔｅｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）、または前述の組み合わせを含み、絶縁の効果以外に、基板１０２内に設置された配線またはその他の要素（図示された以内）の保護も提供する。
【００１５】
図１Ｂに示すように、図１Ｂは、図１ＡのＬＥＤチップパッケージ１００の断面線１Ｂ〜１Ｂ’に示された断面図である。図１Ｂに示されるように、上述の発光アセンブリ１０４は、複数のＬＥＤチップ、例えば、４つのＬＥＤチップ１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、および１０６Ｄが一体成型されることで、複数のＬＥＤチップを一体化した構造になっている。または、この発光アセンブリ１０４をウエハレベルチップスケールパッケージ（Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ）の発光アセンブリ１０４と呼ぶこともできる。図では、４つのＬＥＤチップを示しているが、本発明の実施形態はこれを限定するものではなく、発光アセンブリ１０４は、２つのＬＥＤチップまたはより多数のＬＥＤチップで形成されることもできる。これらのＬＥＤチップ１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、および１０６Ｄは、各々独立しており、紫外線ＬＥＤチップ、青色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップ、または他の任意の必要なＬＥＤチップを含み、且つ互いに分離した発光領域１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、および１０８Ｄにそれぞれ対応する。発光アセンブリ１０４は、基板１０２内部の導線（図示されていない）に設置され、金属端子１２０と電気的接続される。いくつかの実施形態では、ＬＥＤチップの発光波長は、２６０ｎｍ〜６３０ｎｍである。
【００１６】
本発明の複数のＬＥＤチップ１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、および１０６Ｄで一体成型されて形成されたウエハレベルチップスケールパッケージ発光アセンブリ１０４と従来のパッケージング技術で形成された個別に独立したＬＥＤチップは異なる。具体的に言えば、従来のパッケージング技術は、まず、切断ステップを行い、ウエハ上に形成された各ＬＥＤチップを分離させてから、各独立したＬＥＤチップに対してそれぞれパッケージングを行っている。この従来のパッケージング技術と異なり、本発明の複数のＬＥＤチップで一体成型されて形成された（複数のＬＥＤチップを一体化した：LED chip set 104 is formed by four LED chips 106A,106B,106C and 106D in one piece.）発光アセンブリ１０４（またはウエハレベルチップスケールパッケージ発光アセンブリ１０４と呼ばれる）は、ウエハレベルでパッケージングのステップを完了する。例えば、複数のＬＥＤチップ間が電気的接続されてから、複数のＬＥＤチップ１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、および１０６Ｄで形成された発光アセンブリ１０４を切断して個片化（singulate）する。これらの複数のＬＥＤチップ１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、および１０６Ｄを搭載して、これらのＬＥＤチップ１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、および１０６Ｄが一緒に接続されている半導体基板（例えば、ウエハの一部）は、切断されない。
【００１７】
具体的に言えば、図１Ｂに示すように、図１Ｂに示された４つのＬＥＤチップ１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、および１０６Ｄで一体成型されたウエハレベルチップスケールパッケージ発光アセンブリ１０４を例にすると、この４つのＬＥＤチップ１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、および１０６Ｄは、ウエハ設計および製造段階にあるとき、ウエハの半導体基板１１８の導線構造１１０によって互いに電気的接続されている。図１Ｂに示されるように、導線構造１１０は、ＬＥＤチップ１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、および１０６Ｄのうち２つの隣接するチップを接続するのに用いられる、３つの部分、１１０Ａ、１１０Ｂ、および１１０Ｃを有する。例えば、導線構造１１０Ａは、ＬＥＤチップ１０６Ａと１０６Ｂに接続される。この導線構造１１０は、例えば、半導体基板１１８内の相互接続構造であってもよい。次いで、この４つのＬＥＤチップ（１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、および１０６Ｄ）で形成された発光アセンブリ１０４を切断して個片化する。また、この複数のＬＥＤチップ１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、および１０６Ｄを接続するのに用いられるこの複数のＬＥＤチップ１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、および１０６Ｄの間の半導体基板１１８は、切断されない。
【００１８】
上述の半導体基板１１８は、シリコン基板を含むことができる。または、半導体基板１１８は、ゲルマニウムなどの元素半導体；  炭化ケイ素（ｓｉｌｉｃｏｎ ｃａｒｂｉｄｅ）、ヒ化ガリウム（ｇａｌｌｉｕｍ ａｒｓｅｎｉｄｅ）、リン化ガリウム（ｇａｌｌｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈｉｄｅ）、リン化インジウム （ｉｎｄｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈｉｄｅ）、ヒ化インジウム（ｉｎｄｉｕｍ ａｒｓｅｎｉｄｅ）および／またはアンチモン化インジウム（ｉｎｄｉｕｍ ａｎｔｉｍｏｎｉｄｅ）などの化合物半導体；  シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、リン化ガリウムヒ素（ＧａＡｓＰ）、ヒ化アルミニウムインジウム（ＡｌＩｎＡｓ）、ヒ化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＡｓ）、ヒ化ガリウムインジウム（ＧａＩｎＡｓ）、リン化ガリウムインジウム（ＧａＩｎＰ）および／またはヒ化リン化ガリウムインジウム（ＧａＩｎＡｓＰ）、または上述の材料の組み合わせの合金半導体を含むこともできる。また、半導体基板１１８は、半導体オンインシュレータ（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）であることもできる。
【００１９】
図１Ａ〜図１Ｂに示されるように、発光アセンブリ１０４のＬＥＤチップ１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、および１０６Ｄは、精密度の高い方式で緊密に配列しているため、隣接の２つの発光領域、例えば、発光領域１０８Ａと１０８Ｂの間の間隙は非常に小さい。いくつかの実施形態では、これらの発光領域１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、および１０８Ｄの間の間隙は、０より大きく、且つ５０μｍより小さい。この実施形態では、ＬＥＤチップパッケージ１００の製造ステップは、従来技術のように、複数のＬＥＤチップを互いに分離した方式で配列しないため、製造コストを大幅に低減させることができる。また、本発明の実施形態は、複数のＬＥＤチップ１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、および１０６Ｄを緊密に配列することによって、光点現象（ｓｐｏｔ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ）が生じるのを回避することができる。また、従来のマルチチップＬＥＤは、ダイボンディングのプロセスの技術の制限により、ダイボンディング領域の間隙は、約５０〜１００μｍの間の範囲にある。従来のマルチチップＬＥＤと比べ、本発明の実施形態の発光アセンブリの発光領域の間隙は、従来の製造プロセスの制限を突破することができ、発光領域１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、および１０８Ｄの間の間隙を５０μｍより小さくさせるため、ＬＥＤチップパッケージ１００の発光強度を向上させることができる。
【００２０】
また、いくつかの実施形態では、図１Ａ〜図１Ｂに示されるように、ＬＥＤチップパッケージ１００の複数の発光領域１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、および１０８Ｄは、並列設置される（互いに並んで配置される：juxtaposed or placed side by side）。
【００２１】
また、図１に示されるように、発光アセンブリ１０４は、第１の電極１１２Ａと第２の電極１１２Ｂを有し、発光アセンブリ１０４は、第１の電極１１２Ａと第２の電極１１２Ｂによって基板１０２上に配置された金属端子１２０と電気的接続される。第１の電極１１２Ａと第２の電極１１２Ｂは、発光アセンブリ１０４の同一側の端部に設置される。いくつかの実施形態では、第１の電極１１２Ａと第２の電極１１２Ｂは、同一の発光領域（例えば、発光領域１０８Ｄ）上に設置される。もう１つの実施形態では、第１の電極１１２Ａと第２の電極１１２Ｂは、異なる発光領域上に設置される。
【００２２】
次いで、図１Ｃ〜図１Ｄに見られるように、図１Ｃは、本発明のいくつかの実施形態のＬＥＤチップパッケージ２００の、製造プロセスにおけるその中の１つの段階の側面図である。図１Ｄは、図１ＣのＬＥＤチップパッケージ２００の断面線１Ｄ〜１Ｄ’に示された断面図である。図１Ｃ〜図１Ｄに示されるように、ＬＥＤチップパッケージ２００は、発光アセンブリ１０４上に設置された蛍光シート１１４を更に含むことができる。
【００２３】
いくつかの実施形態では、蛍光シート１１４は、蛍光体粉末をブレンドしたセラミックシート（セラミック蛍光シートと呼ばれる）。セラミック蛍光シートは、蛍光粉末とセラミック粉末を高温で焼結を行って形成されることができる。このセラミック粉末は、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物、または他の適切な材料であることができ、蛍光粉末は、イットリウムアルミニウムガーネット（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２；ＹＡＧ）、ルテチウムアルミニウムガーネット（Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２；ＬｕＡＧ）、ケイ酸塩、窒化物、またはその他の適切な蛍光粉末である。蛍光シート１１４の蛍光粉末は、ＬＥＤチップが発した光を白色光に変換させることができる。その他の実施形態では、蛍光シート１１４は、上述の蛍光粉末をブレンドしたガラスシートまたはシリカゲルを含んでもよい。
【００２４】
従来の技術では、各ＬＥＤチップは、１つの対応する蛍光シートを個別に設置する必要があり、且つ各１つの蛍光シートは、全て特定の形状に切断されて個別のＬＥＤチップの接合領域を露出し、接合領域上に設置された導線によって他の導電素子に接続される必要がある。この実施形態では、図１Ｃ〜図１Ｄに示されるように、蛍光シート１１４は、右側の第１の電極１１２Ａと第２の電極１１２Ｂがある領域だけを露出する必要があり、蛍光シートは、特定の形状に切断されて各１つのＬＥＤチップの接合領域を露出する必要がない。従って、本発明の実施形態の発光アセンブリ１０４は、従来の技術に比べ、蛍光シートの複雑な切断ステップを簡易化できるため、製造ステップを簡易化し、生産コストを低減することができる。
【００２５】
次いで、図１Ｅ〜図１Ｆに見られるように、図１Ｅは、本発明のいくつかの実施形態のＬＥＤチップパッケージ３００の、製造プロセスにおけるその中の１つの段階の側面図である。図１Ｆは、図１ＥのＬＥＤチップパッケージ３００の断面線１Ｆ〜１Ｆ’に示された断面図である。図１Ｃ〜図１Ｄに示されるように、ＬＥＤチップパッケージ２００は、発光アセンブリ１０４上に設置された蛍光シート１１４を更に含むことができる。図１Ｅに示されたステップでは、反射素子１１６が基板１０２上に形成され、発光アセンブリ１０４の周辺に設置される。この反射素子１１６は、発光アセンブリ１０４の中の発光するように設計されていない領域（即ち、図１Ｅの発光アセンブリ１０４の側壁）を遮蔽するのに用いられ、蛍光シート１１４の上表面を露出する。いくつかの実施形態では、反射素子１１６の上面と蛍光シート１１４の上面は共通の平面である（面一になっている。）。他の実施形態では、反射素子１１６の上面と蛍光シート１１４の上面は共通の平面でなくてもよい。
【００２６】
留意すべきは、本発明の実施形態の発光アセンブリ１０４は、金属端子１２０を有する基板１０２上に直接設置されており、従来のＬＥＤチップパッケージは、ＬＥＤチップを先にキャリア基板上に設置される必要があり、且つ導線によってＬＥＤチップとキャリア基板を電気的接続してから、金属端子を有する基板上にキャリア基板を設置しなければならない。従来のＬＥＤチップパッケージに比べ、本実施形態のＬＥＤチップパッケージ１００は、追加のキャリア基板を必要とせずに発光アセンブリ１０４を搭載し、発光アセンブリ１０４とキャリア基板を電気的接続するための追加の導線も必要としないため、材料を減少して、コストを削減することができ、同時により小さい熱抵抗を達成することができる。いくつかの実施形態では、発光アセンブリ１０４は、基板１０２の上または基板１０２の中に設置された導電層（図示されていない）によって第１の電極１１２Ａおよび第２の電極１１２Ｂに電気的接続される。
【００２７】
金属端子１２０を有する基板１０２上に発光アセンブリ１０４が直接設置されることができるようにするために、基板１０２は、上述の目的を達成するために特別に設計される必要がある。
【００２８】
図２Ａ〜図２Ｃに示すように、図２Ａ〜図２Ｃは、本発明の他のいくつかのＬＥＤチップパッケージの断面図である。図２Ａに示されるように、基板１０２は、金属層１２４、保護層１２６、接着層１２８、および配線１３０を含む。注意するのは、図２Ａ〜図２Ｃでは、基板１０２を明示するために、図には、蛍光シート１１４、反射素子１１６、金属端子１２０、および電気的接続領域１２２を図示していない。
【００２９】
金属層１２４は、放熱機能を有し、金属層１２４の材料は、良好な熱伝導性を有する金属、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、合金またはその他の適切な材料である。配線１３０は、発光アセンブリ１０４を金属端子１２０に電気的接続するように、基板１０２の内部に設置される。配線１３０の材料は、金属層１２４と同じであもよく、配線１３０の形成は、蒸着、フォトリソグラフィー、エッチングなどの技術を用いることができ、蒸着は、化学蒸着、物理蒸着、めっき、またはその他の適切な蒸着法を用いることができ、エッチングは、ドライエッチングまたはウェットエッチングであることができる。保護層１２６は、金属層１２４上に設置され、金属層１２４上に配置された配線１３０を保護するのに用いられる。保護層１２６の材料は、ポリイミド（ＰＩ）、ブチルシクロブテン（ｂｕｔｙｌｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ 、ＢＣＢ)、パリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）、 ポリナフタレン（ｐｏｌｙｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、 フッ化炭素（ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎｓ）、及び、アクリレート材（ａｃｃｒｙｌａｔｅｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）、または前述の組み合わせを含むことができ、コーティングまたはその他の適切な方法によって、保護層１２６を金属層１２４の上方にカバーする。接着層１２８は、配線１３０と金属層１２４を接合するように用いられ、接着層１２８の材料は、ポリイミド、エポキシ樹脂、セラミック、またはダイヤモンド状炭素を含むことができ、接着層１２８の厚さは、訳５〜１０μｍであることができる。他の実施形態では、上述の接着層を形成しないこともできる。
【００３０】
図２Ａに示されるように、発光アセンブリ１０４は、基板１０２のダイボンディング領域１３４上に設置される。留意すべきことは、この実施形態では、基板１０２の金属層１２４は、金属層１２４と外部接触の表面積を増加させるために用いられる凸部１２４Ａを含み、金属層１２４の放熱効果を向上させる。また、図２Ａに図示されていないが、発光アセンブリ１０４は、水平型チップまたは垂直型チップであることができる。
【００３１】
図２Ｂに示されるように、いくつかの実施形態では、基板１０２は、複合基板の設計でああってもよい。図２Ｂに示されるように、基板１０２は、第１の部分１０２Ａと第２の部分１０２Ｂを含み、ダイボンディング領域１３４は、第１の部分１０２Ａに配置され、配線１３０は、第２の部分１０２Ｂに配置される。いくつかの実施形態では、第１の部分１０２Ａの材料は、例えば、セラミック、窒化アルミニウム（ＡＩＮ）、酸化アルミニウム（ＡＩＯ）などの無機材料であり、第２の部分１０２Ｂの材料は、例えば、ＦＲ４エポキシ樹脂ガラス繊維基板、プリント回路板（ＰＣＢ）、銅、アルミニウム、金、銀、合金、またはその他の放熱性の良好な材料などの有機材料または金属である。いくつかの実施形態では、セラミックを第１の基板１０２の第１の部分１０２Ａの材料として選択する。セラミックは高熱伝導性、化学的安定性、熱的安定性、高融点などの優れた点を有するため、本実施形態の基板１０２は、使用時間の長さに伴って劣化することがなく、従って、製品寿命を向上させる。
【００３２】
この実施形態では、図２Ｂに図示されていないが、発光アセンブリ１０４は、水平型チップまたは垂直型チップであることができ、且つ発光アセンブリ１０４を基板１０２に接合する方式は、フリップチップ接合の方式であることができる。
【００３３】
図２Ｃに示されるように、いくつかの実施形態では、図２Ｃに示された実施形態が前述の図２Ａの実施形態と異なることは、基板１０２にグラファイト繊維質層１３２を更に含むことである。グラファイト繊維質層１３２は、接着層１２９によって金属層１２４に接合される。グラファイト繊維質層１３２は、良好な熱伝導性を有しており、金属層１２４を放熱するための経路として提供して、長時間発光アセンブリ１０４を使用したために起こる過熱問題を回避するため、製品の使用寿命を向上させることができる。この実施形態では、図２Ｃに示されていないが、発光アセンブリ１０４は、水平型チップまたは垂直型チップであることができる。他のいくつかの実施形態では、グラファイト繊維質層１３２は、金属層１２４に置き換えられて放熱の経路を提供することもできる。
【００３４】
これに鑑み、複数のＬＥＤチップで一体成型された発光アセンブリ（即ち、ウエハパッケージ発光アセンブリ）を用いると、ＬＥＤチップパッケージの製造ステップは、精密度の高い方式で互いに分離した複数のＬＥＤチップを緊密に配列する必要がないため、生産コストを大幅に低減させることができる。蛍光シートも複雑な切断ステップで切断する必要がないため、より製造ステップを簡易化し、生産コストを低減させることができる。また、従来のマルチチップＬＥＤと比べると、本発明の実施形態の一体成型された発光アセンブリは、従来の製造プロセスの技術の制限を突破し、発光領域の間隙を５０μｍより小さくすることができる。従って、本発明の実施形態のＬＥＤチップパッケージは、より強い発光強度を有することができる。また、金属端子を有する基板に直接設置された発光アセンブリは、キャリア基板を設置するステップを減少し、同時にキャリア基板の材料を用いるコストも減少することができる。また、本発明の基板は、複合基板となるように設計されるか、または基板にグラファイト繊維質層を更に含むように設計されて、基板の放熱能力を向上させるため、製品の使用寿命を向上させる。
【００３５】
本開示及びそれらの利点の一部の実施形態が詳細に説明されてきたが、添付の請求の範囲によって定義されるように、本開示の思想および範囲を逸脱せずに、本明細書において種々の変更、代替、および変形をすることができることを理解すべきである。例えば、本明細書で述べられる特徴、機能、プロセス、および材料の多くが本開示の範囲を逸脱することなく変更できることが当業者にとっては容易に理解されるだろう。また、本出願の範囲は、本明細書中に述べられたプロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法、及びステップの特定の実施形態に限定されることを意図するものではない。当業者が本開示の開示から容易に理解するように、本明細書で述べられた対応する実施形態と、実質的に同様の機能を実行するか、または実質的に同様の結果を達成する、現存の、または後に開発される、開示、プロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法、またはステップが本開示に従って利用され得る。よって、添付の特許請求の範囲は、上述のプロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法、またはステップを含むように意図される。また、添付の特許請求の範囲は、全てのそのような変更および同様の配置を包含するように、最も広義な解釈が与えられるべきである。
【符号の説明】
【００３６】
Ａ１…画像取込装置
１００…ＬＥＤチップパッケージ
１０２…基板
１０２Ａ…基板の第１の部分
１０２Ｂ…基板の第２の部分
１０４…発光アセンブリ
１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、１０６Ｄ…ＬＥＤチップ
１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、１０８Ｄ…発光領域
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ…導線構造
１１２Ａ…第１の電極
１１２Ｂ…第２の電極
１１４…蛍光シート
１１６…反射素子
１１８…半導体基板
１２０…金属端子
１２２…電気的接続領域
１２３…絶縁領域
１２４…金属層
１２４Ａ…凸部
１２６…保護層
１２８、１２９…接着層
１３０…配線
１３２…グラファイト繊維質層
１３４…ダイボンディング領域
２００、３００…ＬＥＤチップパッケージ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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