СВЕТОДИОДНЫЙ МОДУЛЬ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
LIGHT-EMITTING DIODE MODULE AND METHOD FOR MANUFACTURE THEREOF

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее раскрытие относится к LED (светодиодному) модулю и способу его изготовления.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОМУ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0002] Обычно в основном способе изготовления светодиодного модуля отдельный светодиодный элемент, изготовленный посредством сборки светодиодного элемента в корпусе в виде рамки с выводами и нанесения покрытия из флуоресцентного вещества на светодиодный элемент, устанавливают на поверхность подложки печатной платы (PCB), чтобы получить модуль для освещения.
[0003] Однако, что касается светодиодного элемента, изготовленного в соответствии с этим способом, нагревательная способность светодиодного элемента ухудшается, а световая отдача становится сниженной, и ограничено получение яркости обычной электролампы при ограничении по размеру, и также не может быть снижена стоимость светодиодного элемента.
[0004] Для того чтобы преодолеть эти проблемы, был предложен способ бескорпусного монтажа кристаллов на печатной плате (COB), в котором подложку печатной платы с металлической основой (MCPCB) используют без монтажа в корпусе, а светодиод монтируют непосредственно на подложке печатной платы с металлической основой (MCPCB).
[0005] Печатная плата с металлической основой (MCPCB) обладает очень высокой теплопроводностью, но материал вышеупомянутой дорогостоящий. Для серийного производства МСРСВ должны последовать капитальные вложения в оборудование, например, специально спроектированное оборудование для серийного производства. Дополнительно для изготовления МСРСВ трудно выполнить микропроцессы с размером 50 мкм или меньше. По этой причине считалось, что способ COB имеет низкую эффективность при изготовлении светодиодного модуля для освещения, а MCPCB дорогостоящая и неподходящая для модуля освещения.
[0006] Несмотря на то, что было проведено исследование на одном кристалле высокоэффективного светодиода, который способен улучшить яркость элемента, такой кристалл является дорогостоящим, а его размер не может быть уменьшен, поскольку необходим специально разработанный корпус, чтобы улучшить тепловыделяющую способность вышеупомянутого, а также очень высока стоимость сборки.
[0007] Следовательно, требуется более эффективный способ изготовления светодиодного модуля.
[0008] Некоторые варианты воплощения настоящего раскрытия предоставляют светодиодный модуль и способ изготовления светодиодного модуля, который способен улучшить относительную световую эффективность светодиодного элемента с помощью улучшения тепловыделяющей способности вышеупомянутого при изготовлении светодиодного модуля с высокой яркостью, и который дает возможность получить светодиодный модуль небольшого размера с высокой яркостью при низкой стоимости, с помощью формирования в модуле светодиода LED с низкой яркостью.
[0009] Дополнительно некоторые варианты осуществления настоящего раскрытия предоставляют светодиодный модуль и способ изготовления светодиодного модуля, который имеет возможность улучшения светоизлучающей способности каждого светодиодного элемента с помощью установления отражающей пластины в каждый элемент и дает возможность изготовить модули различных форм, что дает возможность изготовить светодиод с высокой яркостью для освещения, имеющий различные функции.
[0010] Кроме того, некоторые варианты воплощения настоящего раскрытия предоставляют светодиодный модуль и способ изготовления светодиодного модуля, способного значительно снизить интенсивность отказов модуля и стоимость изготовления единицы, используя полупроводниковый процесс, который облегчает массовое производство.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с первым вариантом воплощения настоящего изобретения предоставлен способ изготовления светодиодного модуля, содержащий: формирование на подложке изолирующей пленки; формирование на изолирующей пленке первой заземляющей контактной площадки и второй заземляющей контактной площадки, отделенных друг от друга; формирование первой разделительной пленки, которая заполняет пространство между первой и второй заземляющими контактными площадками, второй разделительной пленки, осажденной на поверхность первой заземляющей контактной площадки и третьей разделительной пленки, осажденной на поверхность второй заземляющей контактной площадки; формирование первого разделяющего слоя заданной высоты на каждой из разделительных пленок; распыление затравочного металла на подложку, на которой сформирован первый разделяющий слой; формирование второго разделяющего слоя заданной высоты на первом разделяющем слое; формирование первого зеркала, соединенного с первой заземляющей контактной площадкой, и второго зеркала, соединенного со второй заземляющей контактной площадкой с помощью выполнения процесса нанесения металлического покрытия на подложку, на которой сформирован второй разделяющий слой; удаление первого и второго разделяющих слоев; присоединение стабилитрона к первому зеркалу и присоединение светодиода ко второму зеркалу, и осаждение флуоресцентного вещества для того, чтобы заполнить пространство, образованное первым зеркалом и вторым зеркалом.
В соответствии со вторым вариантом воплощения настоящего изобретения предоставляют способ изготовления светодиодного модуля, содержащий: установку стабилитрона в подложку; формирование на подложке изолирующей пленки; формирование на изолирующей пленке первой заземляющей контактной площадки и второй заземляющей контактной площадки, отделенных друг от друга; формирование первой разделительной пленки, которая заполняет пространство между первой и второй заземляющими контактными площадками, второй разделительной пленки, осажденной на поверхность первой заземляющей контактной площадки и третьей разделительной пленки, осажденной на поверхность второй заземляющей контактной площадки; формирование первого разделяющего слоя заданной высоты на каждой из разделительных пленок; распыление затравочного металла на подложку, на которой сформирован первый разделяющий слой; формирование второго разделяющего слоя заданной высоты на первом разделяющем слое; формирование первого зеркала, соединенного с первой заземляющей контактной площадкой, и второго зеркала, соединенного со второй заземляющей контактной площадкой с помощью выполнения процесса нанесения металлического покрытия на подложку, на которой сформирован второй разделяющий слой; удаление первого и второго разделяющих слоев; присоединение светодиода ко второму зеркалу и осаждение флуоресцентного вещества для того, чтобы заполнить пространство, образованное первым зеркалом и вторым зеркалом.
В соответствии с третьим вариантом воплощения настоящего изобретения предоставляют светодиодный модуль, содержащий: первую заземляющую контактную площадку и вторую заземляющую контактную площадку, отделенные друг от друга на подложке, на которой сформирована изолирующая пленка; первое зеркало, соединенное с поверхностью первой заземляющей контактной площадки; второе зеркало, соединенное с поверхностью второй заземляющей контактной площадки; стабилитрон, соединенный с первым зеркалом; светодиод, размещенный на частичной поверхности второго зеркала, и флуоресцентное вещество, сформированное на стабилитроне и светодиоде, причем другая поверхность первого зеркала и другая поверхность второго зеркала обращены друг к другу.
[0011] Принимая во внимание вышеупомянутое, можно улучшить светоизлучающую способность при изготовлении светодиодного модуля с высокой яркостью, и можно изготовить светодиодный модуль с высокой яркостью небольшого размера при низких затратах с помощью формирования в светодиодном модуле светодиода с низкой яркостью.
[0012] Дополнительно, принимая во внимание вышеупомянутое, существует возможность улучшить светоизлучающую способность каждого светодиодного элемента, устанавливая отражающую пластину в каждом элементе, и существует возможность изготовить модули различных форм, что дает возможность изготовить светодиод LED с высокой яркостью для освещения, имеющего различные функции.
[0013] Дополнительно, принимая во внимание вышеупомянутое, существует возможность значительно снизить интенсивность отказов модуля и стоимость изготовления на единицу с помощью полупроводникового процесса, который облегчает массовое производство.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0014] Неограничивающие и неисчерпывающие варианты воплощения будут описаны совместно с сопроводительными чертежами. Следует понимать, что эти чертежи изображают только несколько вариантов воплощения в соответствии с раскрытием и не должны, следовательно, быть предназначены для ограничения его объема, раскрытие будет описано с особенностями и изложено подробно с помощью использования сопроводительных чертежей, на которых:
[0015] Фиг.1a-1h являются диаграммами, иллюстрирующими способ изготовления светодиодного модуля в соответствии с вариантом воплощения настоящего раскрытия;
Фиг.2 является сечением светодиодного модуля в соответствии с вариантом воплощения настоящего раскрытия;
Фиг.3a-3c являются диаграммами, иллюстрирующими способ изготовления светодиодного модуля в соответствии с другим вариантом воплощения настоящего раскрытия; и
Фиг.4 является схемой последовательности операций способа изготовления светодиодного модуля в соответствии с вариантом воплощения настоящего раскрытия.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0016] Далее в данном документе варианты воплощения настоящего изобретения будут описаны подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи, так что настоящее изобретение может быть легко осуществлено специалистом в данной области техники. Однако следует отметить, что настоящее изобретение не ограничено настоящими вариантами воплощения, а может быть реализовано другими различными путями. На чертежах части, не относящиеся к описанию, пропущены для простоты объяснения, а одинаковые ссылочные позиции указывают одинаковые части по всему документу.
[0017] По всему документу выражение “соединенный с” или “связанный с”, которое используют, чтобы обозначить соединение или связывание одного элемента с другим элементом, включает в себя случай, когда элемент “непосредственно соединяют или связывают с” другим элементом, и случай, когда элемент “соединяют или связывают электронной связью с” другим элементом через еще один элемент. Дополнительно выражение “содержит или включает в себя” и/или “содержащий или включающий в себя”, используемое в данном документе, означает, что одно или более других элементов, этапов, операций и/или существование или добавление элементов не исключают помимо всего прочего описанные компоненты, этапы, операции и/или элементы.
[0018] Фигуры 1a-1h являются диаграммами, иллюстрирующими способ изготовления светодиодного модуля в соответствии с вариантом воплощения настоящего раскрытия.
[0019] Светодиодный модуль в соответствии с вариантом воплощения настоящего раскрытия содержит первую заземляющую контактную площадку 142 и вторую заземляющую контактную площадку 144, которые формируют раздельно на подложке 110, на которой сформирована изолирующая пленка 120, первое зеркало 182, поверхность которого соединяют с первой заземляющей контактной площадкой 142, второе зеркало 184, поверхность которого соединяют со второй заземляющей контактной площадкой 144, стабилитрон 191, соединенный с первым зеркалом 182, светодиод 192, размещенный на частичной поверхности второго зеркала 184 и флуоресцентное вещество 194, сформированное на стабилитроне 191 и светодиоде 192, а другая поверхность первого зеркала 182 и другая поверхность второго зеркала 184 могут быть обращены друг к другу. Далее в данном документе способ изготовления светодиодного модуля будет объяснен более подробно.
2
[0020] Прежде всего, как показано на фиг.1а, на подложке 110 формируют изолирующую пленку 120. Более конкретно, металлический Al осаждают на Si подложку 110, а слой анодного оксида алюминия (AAO), имеющий нанопоры 5 нанометров или меньше, формируют путем анодного оксидирования, и затем осаждают слой оксида кремния (SiO) с использованием аппаратуры плазмохимического осаждения из паровой фазы, чтобы получить изолирующую пленку 120 для светодиодного модуля. Подробности процесса изготовления изолирующей пленки 120 можно найти в известном уровне техники настоящего Заявителя (Патент Кореи № 10-0899894).
[0021] После этого, как показано на фиг.1b, на изолирующей пленке 120 формируют заземляющую контактную площадку 140, которая включает в себя первую заземляющую контактную площадку 142 и вторую заземляющую контактную площадку 144, которые отделены друг от друга. Здесь затравочный металл может быть распылен на изолирующий слой 120, и можно выполнить фотопроцесс и процесс нанесения металлического покрытия с использованием слоя 130 фоторезиста для изготовления первой заземляющей контактной площадки 142 и второй заземляющей контактной площадки 144, для того, чтобы можно было сформировать первую заземляющую контактную площадку 142 и вторую заземляющую контактную площадку 144.
[0022] Более конкретно в качестве затравочного металла для гальванической металлизации распыляют Ti или Au и наносят светочувствительную пленку, а рисунок для изготовления заземляющей контактной площадки формируют с помощью фотопроцесса. После этого получают Cu или Au заземляющую контактную площадку с помощью гальванической металлизации.
[0023] После этого, как показано на фиг.1с, формируют разделительную пленку 150, которая включает в себя первую разделительную пленку 151, конфигурированную, чтобы заполнить зазор между заземляющими контактными площадками 142 и 144, вторую разделительную пленку 152, конфигурированную нанесенной слоем на поверхности первой заземляющей контактной площадки 142 и третью разделительную пленку 153, конфигурированную нанесенной слоем на поверхности второй заземляющей контактной площадки 144.
[0024] Здесь с первой разделительной пленки 151 по третью разделительную пленку 153 могут быть сформированы с помощью покрытия полимером первой заземляющей контактной площадки 142 и второй заземляющей контактной площадки 144.
[0025] Затем, как показано на фиг.1d, на разделительной пленке 150 формируют первый разделяющий слой 160 заданной высоты. Здесь первый разделяющий слой 160 может быть сформирован путем наслаивания на подложку 110 первого слоя фоторезиста, на которой сформирована разделительная пленка 150, и травления первого слоя фоторезиста так, что вскрывают часть первой и второй заземляющих контактных площадок 142 и 144.
[0026] После этого, как показано на фиг.1e, на подложку 110, на которой сформирован первый разделяющий слой 160, распыляют затравочный металл 162.
[0027] Дополнительно, как показано на фиг.1f, на первом разделяющем слое 160 формируют второй разделяющий слой 170 заданной высоты. Конкретно, второй слой фоторезиста наслаивают на подложку 110, на которой выполнен процесс распыления, и второй слой фоторезиста вытравливают так, что часть первой и второй заземляющих контактных площадок вскрывают, а всю верхнюю поверхность 164 первого разделяющего слоя 160, образованную на первой разделительной пленке 151, покрывают вторым слоем фоторезиста.
[0028] Здесь второй разделяющий слой 170 может быть сформирован так, что всю верхнюю поверхность 164 первого разделяющего слоя 160, образованную на первой разделительной пленке 151, покрывают вторым разделяющим слоем 170. Дополнительно второй разделяющий слой 170 можно сформировать так, чтобы вскрыть часть верхних поверхностей 166 и 168 первого разделяющего слоя 160, образованную на второй и третьей разделительных пленках 152 и 153, соответственно, вторым разделяющим слоем 170. При этой конфигурации можно предотвратить формирование зеркала 180 вокруг первого разделяющего слоя 160, сформированного на первой разделительной пленке 151.
[0029] Затем, как показано на фиг.1g, выполняя процесс нанесения металлического покрытия на подложку 110, на которой формируют второй разделяющий слой 170, формируют первое зеркало 182, соединенное с первой заземляющей контактной площадкой 142, и второе зеркало 184, соединенное со второй заземляющей контактной площадкой. Здесь первое зеркало 182 и второе зеркало 184 могут быть сформированы на подложке 110, на которой формируют второй разделяющий слой 170, с помощью выполнения процесса нанесения металлического покрытия Ni, Su, Cu, Au и Ag.
[0030] Таким образом, как показано на чертеже, структура зеркала 180 может включать в себя первый разделяющий слой 160, затравочный металл, распыленный на первый разделяющий слой 160 и второй разделяющий слой 170, который закрывает часть распыленного затравочного металла.
[0031] После этого, как показано на фиг.1h, первый разделяющий слой 160 и второй разделяющий слой 170 удаляют.
[0032] Затем стабилитрон 191 соединяют с первым зеркалом 182, а светодиод 192 соединяют со вторым зеркалом 184. Дополнительно для электрического соединения устанавливают Au проволочные выводы 193, присоединенные термокомпрессией, и осаждают флуоресцентное вещество, для того, чтобы заполнить пространство, образованное первым зеркалом 182 и вторым зеркалом 184.
[0033] Фиг.2 является сечением светодиодного модуля, изготовленного с помощью процесса, показанного на фиг.1а-1h, в соответствии с вариантом воплощения настоящего раскрытия.
[0034] Как показано на фиг.2, с помощью светодиодного модуля, изготовленного с помощью описанного выше процесса, существует возможность улучшить светоизлучающую способность, устанавливая отражающую пластину в каждом светодиодном элементе, и существует возможность изготовить модули различных форм, что делает возможным получить светодиод с высокой яркостью для освещения, обладающего различными функциями.
[0035] Дополнительно существует возможность значительно снизить интенсивность отказов модуля и стоимость изготовления на единицу продукции с помощью полупроводникового процесса, который облегчает массовое производство.
[0036] Дополнительно существует возможность монтировать светодиоды, обладающие различными цветовыми рядами, в одном модуле, что дает возможность изготовить чувствительную осветительную аппаратуру, используя светодиод.
[0037] Фиг.3а-3с являются диаграммами, иллюстрирующими способ изготовления светодиодного модуля в соответствии с другим вариантом воплощения настоящего раскрытия.
[0038] Как показано на фиг.3а, перед формированием на подложке 110 изолирующей пленки 120 в подложку 110 можно установить стабилитрон 191. Здесь установленный стабилитрон 191 можно расположить под первым зеркалом 182. Если стабилитрон 191 устанавливают заблаговременно, то процесс можно упростить и можно получить светодиодный модуль небольшого размера.
[0039] Как показано на фиг.3b, на изолирующую пленку 120 светодиодного модуля может быть установлена ИС (интегральная схема) формирователя 120. То есть бескорпусная ИС формирователя 200 светодиода может быть установлена на полученный светодиодный модуль и могут быть установлены проволочные выводы, присоединенные методом термокомпрессии, поэтому степень интеграции модуля может быть повышена.
[0040] Как показано на фиг.3с, интегральное пассивное устройство 210 может быть интегрировано на изолирующей пленке 120.
[0041] Таким образом, существует возможность улучшить световую эффективность по мощности светодиодного элемента с помощью улучшения тепловыделяющей способности вышеупомянутого при изготовлении светодиодного модуля с высокой яркостью, и существует возможность изготовить светодиодный модуль небольшого размера с высокой яркостью при низкой стоимости путем создания в светодиодном модуле светодиода с низкой яркостью.
[0042] Фиг.4 является технологической схемой способа изготовления светодиодного модуля в соответствии с вариантом воплощения настоящего раскрытия.
2
[0043] Сначала на подложке 110 формируют изолирующую пленку 120 (S101). Здесь на подложке 110 может быть сформирован слой оксида алюминия, а слой окиси кремния (SiO) можно осадить на слое оксида алюминия так, что можно сформировать изолирующую пленку 120. Дополнительно в другом варианте воплощения перед этим этапом S101 может быть установлен стабилитрон 191.
[0044] После этого на изолирующей пленке 120 формируют первую заземляющую контактную площадку 142 и вторую заземляющую контактную площадку 144, которые отделяют друг от друга. Здесь на изолирующую пленку 120 можно распылить затравочный металл, и можно выполнить фотопроцесс и процесс нанесения металлического покрытия, чтобы изготовить первую заземляющую контактную площадку 142 и вторую заземляющую контактную площадку 144. В качестве затравочного металла можно использовать Ti или Au, а для процесса нанесения металлического покрытия можно использовать Cu или Au.
[0045] Далее формируют (S121) первую разделительную пленку 151, конфигурированную, чтобы заполнить зазор между заземляющими контактными площадками, вторую разделительную пленку 152, конфигурированную, чтобы быть наслоенной на поверхность первой заземляющей контактной площадки 142, и третью разделительную пленку 153, конфигурированную, чтобы быть наслоенной на поверхность второй заземляющей контактной площадки 144. Здесь с первой разделительной пленки 151 по третью разделительную пленку 153 могут быть сформированы нанесением полимера на первую заземляющую контактную площадку 142 и вторую заземляющую контактную площадку 144.
[0046] После этого на каждой разделительной пленке формируют (S131) первый разделяющий слой 160 заданной высоты. Здесь первый разделяющий слой 160 можно сформировать путем наслаивания первого слоя фоторезиста на подложку 110, на которой сформирована разделительная пленка, и травления первого слоя фоторезиста так, что вскрывают часть первой и второй заземляющих контактных площадок 142 и 144.
[0047] После этого распыляют (S141) затравочный металл на подложку 110, на которой сформирован первый разделяющий слой 160.
[0048] Дополнительно на первом разделяющем слое 160 формируют (S151) второй разделяющий слой 170 заданной высоты. Здесь второй разделяющий слой 170 можно сформировать так, что всю верхнюю поверхность 164 первого разделяющего слоя 160, образованную на первой разделительной пленке 151, покрывают вторым разделяющим слоем 170. Дополнительно второй разделяющий слой 170 можно сформировать так, чтобы вскрыть часть верхних поверхностей 166 и 168 первого разделяющего слоя 160, образованную на второй и третьей разделительных пленках 152 и 153, соответственно, с помощью второго разделяющего слоя 170.
[0049] После этого с помощью выполнения процесса нанесения металлического покрытия на подложку 110, на которой сформирован второй разделяющий слой 170, формируют (S161) первое зеркало 182, соединенное с первой заземляющей контактной площадкой 142, и второе зеркало 184, соединенное со второй заземляющей контактной площадкой 144. Первое зеркало 182 и второе зеркало 184 можно сформировать с помощью Ni, Su, Cu, Au и Ag путем выполнения процесса гальванической металлизации на подложке 110, на которой сформирован второй разделяющий слой 170.
[0050] После этого удаляют (S171) первый разделяющий слой 160 и второй разделяющий слой 170.
[0051] Вслед за этим стабилитрон 191 соединяют с первым зеркалом 182, а светодиод 192 соединяют со вторым зеркалом 184 (S181).
[0052] После этого осаждают флуоресцентное вещество 194 так, чтобы заполнить пространство, образованное первым зеркалом 182 и вторым зеркалом 184 (S191).
[0053] При этом в другом варианте воплощения IC формирователя 200 и интегральное пассивное устройство 210 могут быть объединены вместе на изолирующей пленке 120 светодиодного модуля.
[0054] Приведенное выше описание настоящего изобретения предоставлено с целью иллюстрации, и специалисту в данной области техники будет понятно, что можно выполнить различные изменения и модификации без изменения технической концепции и существенных признаков настоящего изобретения. Таким образом, ясно, что описанные выше варианты воплощения являются иллюстративными во всех аспектах и не ограничивают настоящее изобретение. Например, каждый компонент, описанный как имеющий единственный тип, может быть реализован в распределенной форме. Точно также компоненты, описанные как распределенные, могут осуществляться в комбинированной форме.
[0055] Объем настоящего изобретения определен скорее следующей формулой изобретения, чем подробным описанием варианта осуществления. Следует понимать, что все модификации и варианты воплощения, предлагаемые исходя из смысла и объема формулы изобретения и их эквивалентов, включены в объем настоящего изобретения.