专利名称：用于led和其它光电模块的成本低廉的小型化的构造技术和连接技术的制作方法
技术领域：
在制造单个LED和照明模块(紧凑光源)时，作为芯片和基片之间的电接通技术，主要应用线接合和焊接或者具有导电胶粘剂的芯片安装。通过这种方式产生可装配的部件或也产生用于照明模块的LED阵列。通常的安装过程如下—接合将芯片放置在填充导电胶粘剂中并且胶粘剂硬化或—在温度并还可能在压力下(焊接/制成合金)使用焊剂安装芯片，—线接合通过线接通将芯片电连接，—通过浇注技术或压铸技术使用透明材料(环氧，硅树脂，丙烯酸盐，聚氨脂和其他聚合物)对芯片封装，—通过锯割，水喷射切割或激光切割进行切单。
背景技术：
在小型化过程中，市场要求越来越小的部件高度。在这种情况下，产品必须成本低廉并提供足够的可靠性。在芯片阵列的情况下，甚至要求很高的可靠性。此外，连接技术应该提供高灵活性，以便能够快速，灵活且成本低廉地对设计变化做出反应。
发明内容
由此，本发明的目的是，对具有基片和光电部件的模块以及制造该模块的方法进行说明，其可满足所述的这些要求。
该目的通过在独立权利要求中描述的发明所实现。从属权利要求给出了有利的实施例。
与此相对应地，基片具有一个面接触的光电部件。接通也不再通过粗的、也许在基片和部件的距离中的引线，而是通过平的、扁的、匀整的导电结构，大致以铜层的形式进行。
通过面接触由基片和光电部件产生特别小的模块构造高度。
该光电部件例如能通过该基片上其他的光电部件来接通。其特别通过基片的导电元件，例如带状导线来面接触。
为了以尽可能小的基片和/或光电部件的距离进行面接触，基片和/或光电部件至少部分地设置有绝缘层，在该绝缘层上设置有该平面导电结构用于面接触该光电部件。
该绝缘层能通过薄膜、漆和/或聚合物层形成。该层可以被层压、蒸发、印刷和/或压铸。例如能借助激光、(等离子)蚀刻、注射和/或感光构造来实现绝缘层的构造。特别地可使用派瑞林(Parylene)作为聚合物。
该光电部件应该可以与环境相互光作用。这可特别有利地通过两种方式实现。
其一是，绝缘层可以整个地或特别在该光电部件的光出口和/或光入口的区域中是(高度)透明的。
另外一个是，在该光电部件的光出口和/或光入口的区域中的绝缘层内可以开设一个窗口。例如当该绝缘层通过薄膜形成时，该窗口能在该层的淀积之前就已经存在于其中。替代地，该窗口也可以在该层的淀积之后，借助上面提到的处理方式，通过该层的相应的构造来开设。
这样的窗口优选地设置在该绝缘层中，也设置在光电部件的一个或多个电接触部位的区域中。通过该窗口便可将该平面导电结构引至该光电部件的接触部位。
当考虑到这一点时，该绝缘层和/或该平面导电结构也可以至少部分地盖住该光电部件的一个光出口和/或光入口。为此，尤其该平面导电结构以反射形成，使得例如该光电部件中的光能被反射回来并且其能在另外一个光出口上离开。于是通过该面接触可附加地获得光导向装置。
该光电部件例如是LED，尤其是OLED和/或光致电压的部件。作为基片可以使用电路板、陶瓷、单面特别是双面覆铜的可弯曲的(flex)、例如冲压或蚀刻的引线架或者层构造，如其例如用在芯片卡或柔性开关电路的制造中。
具有基片和光电部件的产品高度优选地小于0.4mm。
在具有带有光电部件的基片的产品制造方法中，光电部件面接触。该方法有利的实施例与该产品有利的实施例相类似地产生并且反之亦然。
本发明的其他优点和特征借助于附图由实施例的说明披露。其中图1示出具有带有面接触的光电部件的基片的产品的剖面图；图2示出具有带有面接触的光电部件的基片的可替代的产品的剖面图；图3以俯视图示出面接触的和传统地接通的光电部件之间的对比以及图4示出面接触的和传统地接通的光电部件之间的关于光照的对比。
具体实施例方式
首先应该示出构造技术和连接技术的一些基本特点。
一个或多个光电部件例如以芯片的形式通过胶粘或焊接固定在基片上。接触部位的电连接以在光电部件上侧的接触垫的形式，这时通过面接触方法来实现。这例如能基于电绝缘的薄膜的层压和通过平面导电结构以在该薄膜上的金属结构的形式的接通。毕竟也可以通过其他方法产生绝缘层，如例如涂覆、蒸发或印刷，代替绝缘的薄膜的形式。
对于绝缘膜形式的绝缘层—例如通过在压煮器(Autoklaven)中绝缘地层压的或者通过使用热滚层压器的或在真空热压中的淀积。
—该薄膜在由光电部件发出的或吸收的光的波长范围内可以是透明的。于是薄膜的局部去除就没必要了。该薄膜于是也可以同时兼有透明铸型化合物(Clear-Mold-Compouds)的保护功能。
—如果该薄膜不足够透明，其可以这样形成，按LED型号将光出口在芯片侧面和/或在芯片上侧最大化。这例如可以通过激光烧蚀，灵活地且不依赖于形貌地实现。
—通过合适的层压方法可以实现绝缘膜仿制芯片表面。因此可以实现在边上和角区域中也具有用于提高可靠性的全绝缘功能。
为了通过平面导电结构以金属结构的形式接通，有不同的可能性—经由合适的金属喷涂过程的电连接，例如通过溅射或蒸发来淀积薄的起始层，接着通过无电流地或直流地沉积比如铜来有选择地加厚。
—认为该薄膜是能导电的，例如通过涂覆金属薄膜。这时在层压过程之前或之后形成该金属薄膜。芯片和金属结构之间的连接可以在位于芯片垫上的提高的、特别是粗糙的凸起中通过机械地挤压来实现，或者也通过局部的直流的或无电流的沉积来实现。在此有利地精炼晶片平面上的芯片铝垫。
—也可以通过使用在商业上通用的压床中的预制的压模实现连接。
—可以通过印刷工艺来淀积该导电的金属结构。
在图1中可看到具有蚀刻铜引线架形式的基片2的产品1。在此引线架的铜用电镀镍金包围，以便改善焊接性能。光电部件3以芯片的形式设置在基片2上并且通过导电胶粘剂或焊剂4与基片2机械连接和电连接。
在基片2和光电部件3上可以薄膜的形式实施绝缘层5。绝缘层5在该光电部件3的光出口区域中通过窗口来开口。为了接通该光电部件3，平面导电结构6以金属涂层的形式通过绝缘层5被引至该光电部件3的接触部位和基片2的带状导线7。
基片2与该光电部件3，绝缘层5和平面导电结构6在透明铸型化合物(Clear-Mold-Compouds)形式的保护材料中铸造在一起。该产品1大约高150μm。
图2中示出的产品1与图1中示出的实际情况相符，除了绝缘层5透明地实施并因此在该光电部件3的光出口区域中穿过。光出口区域中也没有开设窗口，而是仅仅开设在该光电部件3的接触部位上。在该光电部件3上接触部位与该平面导电结构6电连接。该透明的绝缘层5能够尤其在该光电部件3的光出口区域中含有色素，以便给出射光着色。
在图3中左边可看到具有大的中央光出口的面接触光电部件3和具有平面导电结构6的完全包围该光出口的边缘接通以及在图3下面的看不见的绝缘层。替代地，该边缘接通按该光电部件3的接触部位的构造和特意的光导向装置也能不完全包围地，而是仅仅在一个或多个单个的部位上向该光电部件3的与基片2相对的端面延伸。
在图3中右边可看到光电部件3，其根据现有技术通过120μm的线接合与线9接通。如所看到的，该光电部件3的光出口的大部分被盖住了。
光导向装置中的面接触的优点在图4中特别明确。此处在左边可再次看到通过该绝缘层5和该平面导电结构6而接通的在基片2上的光电部件3。该光电部件3的所有光出口由绝缘的薄膜5和该平面导电结构6所盖住，而其上的一个光出口并非希望如此。它们以反射实施，这样甚至将在该光电部件3中的光反射回来，直到它在设置的光出口上射出。
与此相反，在图4中右边示出的根据现有技术的接通中，期望的光出口区域的大部分通过接合的线9而被盖住。替代地，该光并非所期望地平行于基片2由该光电部件3的旁侧射出。
相反，在面接触的光电部件3中，该光如所期望地在该光电部件3的与基片2相对的端面上射出并因此大致垂直于基片2。
所描述的构造技术和连接技术具有如下优点—小面积的接通和可变的布局可以实现很多可能的光效率。
—通过选取具有高的光效率效果的接触导体尺度的均匀的电流分布。
—超薄的小型化的结构。
—面接触可以实现铸型材料的覆盖。
—面接触可以通过平面地安装的冷却器实现有效的制冷。
—通过高度平行的作业(收益作业)的成本低廉的构造技术和连接技术。也可以卷带式(Reel-to-Reel)方法进行制造。
—没有通过在芯片中心的中央的线接合垫的遮暗。
—通过匹配的材料特性的高可靠性，例如CTE(热膨胀系数)、Tg(玻璃过渡温度)等。
—在合适地选取绝缘膜的光特性的情况下，该薄膜可以同时兼有透明铸型化合物(Clear-Mold-Compouds)的保护功能，使得薄膜的局部去除不再有必要。
—用于由兰到白的光转化的荧光材料可以作为色素被加在薄膜中。通过这种方式，经由精确确定的薄膜厚度和薄膜中的色素浓度可以良好地控制颜色协调。
权利要求
1.具有带有光电部件(3)的基片(2)的产品，其特征在于，该光电部件(3)面接触。
2.按照权利要求1所述的产品，其特征在于，基片(2)具有导电元件(7)，特别是带状导线，通过它该光电部件(3)面接触。
3.按照上述权利要求之一所述的产品，其特征在于，该基片(2)和/或该光电部件(3)至少部分地设置有绝缘层(5)，在该绝缘层上设置有平面导电结构(6)用于面接触该光电部件(3)。
4.按照权利要求3所述的产品，其特征在于，该绝缘层(5)是薄膜、漆和/或聚合物层。
5.按照权利要求3或4所述的产品，其特征在于，该绝缘层(5)在该光电部件(3)的光出口和/或光入口的区域中是透明的。
6.按照权利要求3或4所述的产品，其特征在于，在该光电部件(3)的光出口和/或光入口的区域中的绝缘层内可以开设一个窗口。
7.按照权利要求3至6之一所述的产品，其特征在于，在该光电部件(3)的一个接触部位的区域中的绝缘层内开设一个窗口，通过该窗口该平面导电结构被引至该光电部件的接触部位。
8.按照权利要求3至7之一所述的产品，其特征在于，该绝缘层(5)含有用于给由光电部件(3)发出的或吸收的光着色的色素。
9.按照上述权利要求之一所述的产品，其特征在于，该面接触至少部分地盖住该光电部件的一个光出口和/或光入口。
10.按照上述权利要求之一所述的产品，其特征在于，该光电部件(3)是LED，尤其是OLED和/或光致电压的部件。
11.按照上述权利要求之一所述的产品，其特征在于，该基片(2)是电路板、可弯曲的或引线架。
12.按照上述权利要求之一所述的产品，其特征在于，产品(1)的高度小于0.4mm。
13.用于制造具有带有光电部件(3)的基片(2)的产品(1)的方法，其特征在于，该光电部件(3)面接触。
全文摘要
本发明涉及一种具有带有面接触的光电部件的基片的产品。
文档编号H01S5/042GK1910761SQ200480033773
公开日2007年2月7日 申请日期2004年10月27日 优先权日2003年11月17日
发明者埃瓦尔德·贡特尔, 约尔格·埃里希·佐尔格, 卡尔·魏德纳, 约尔格·察普夫 申请人:奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司