专利名称：用于光电模块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触技术， 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-芯片粘接将芯片放置在填充的导电胶粘剂中并且将胶粘剂硬化或-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，-线接合通过线接触将芯片电连接，-通过浇注技术或喷涂技术使用透明材料(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，水束切割或激光分离进行分割。
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，提出具有基片和光电部件的模块以及制造该模块的方法， 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，基片具有面接触的光电部件。接触于是不再通过粗的、也许在基片 和部件的距离中引导的线来进行，而是通过平的、扁的、勻整的导电结构、譬如以铜层的形 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。该光电部件例如能与该基片上其他的光电部件接触。其特别通过基片的导电元 件，例如印制导线来面接触。为了以尽可能小的距基片和/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/ 或喷涂。例如能借助激光、(等离子体)蚀刻、注射和/或光结构化来实现绝缘层的结构化。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 窗口。例如当绝缘层通过薄膜形成时，该窗口能在该层的施加之前就已经存在于其中。替 代地，该窗口也可以在该层的施加之后，借助上面提到的处理方式，通过该层的相应的结构 化来开设。这样的窗口优选地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，绝缘层和/或平面导电结构也可以至少部分地盖住该光电部 件的光出口和/或光入口。为此，该平面导电结构尤其反射性地实施，使得例如光被向回反 射到该光电部件中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柔性基片(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。在用于制造具有带有光电部件的基片的产品的方法中，光电部件被面接触。该方 法有利的扩展方案与该产品有利的扩展方案相类似地得到，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替选产品的剖面图；图3以俯视图示出面接触的和传统地接触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触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。接触垫形 式的接触部位在光电部件上侧的电连接这时通过面接触方法来实现。这例如可以基于电绝 缘的薄膜的层压和在该薄膜上通过金属结构形式的平面导电结构的接触。然而代替绝缘的 薄膜的形式，也可以通过其他方法如例如涂覆、蒸发或印刷产生绝缘层。对于绝缘膜形式的绝缘层-例如通过在高压釜(Autoklaven)中绝缘地层压或者通过使用热滚层压器或在 真空热压中来施加。-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-Mo 1 d-Compouds)的保护功能。-如果该薄膜不够透明，其可以被结构化，使得按LED型号将芯片侧面和/或芯片 上侧的光出射最大化。这例如可以通过激光烧蚀来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模仿芯片表面。因此可以实现在边上和角 区域中也具有完全绝缘功能用于提高可靠性。为了通过金属结构形式的平面导电结构来接触，有不同的可能性-经由合适的金属化过程的电连接，例如通过溅射或蒸发来施加薄的起始层，接着 通过无电流地或有电流地沉积比如铜来有选择地加厚。-将绝缘膜导电地覆层，例如通过层压(Aufkaschieren)金属薄膜。该金属薄膜在 层压过程之前或之后结构化。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，或者也可以通过局部的有电流的或无电流的 沉积来实现。在此有利地净化晶片平面上的芯片铝垫。-也可以通过使用在市面上常见的压床中的预制的压模实现连接。-可以通过印刷工艺来施加该导电的金属结构。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。芯片形式的光电部件3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。为了接触该光电部件3，平面导电结构6以金属化物的形 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的印制导线7。基片2与光电部件3、绝缘层5和平面导电结构6设置到透明铸型化合物 (Clear-Mold-Compouds)形式的保护材料8中。该产品1大约高150 μ m。图2中示出的产品1与图1中示出的相对应，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。在那里于是没有开设窗口，而是仅仅开设在该光电部 件3的如下接触部位上光电部件在这些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触部以及其下的看不见的绝缘层。替代地，该边缘接触 部可以根据光电部件3的接触部位的构造和特意的光导向不完全包围地、而是仅仅在一个 或多个单个的部位上向光电部件3的背离基片2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120 μ m的线接合与线9接 触。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绝 缘层5和平面导电结构6而面接触的、在基片2上的光电部件3。该光电部件3的所有不 希望光出射的光出口由绝缘的薄膜5和该平面导电结构6所盖住。如果它们被反射性地实 施，则甚至将光向回反射到光电部件3中，直到它在设计的光出口上射出。与此相反，在图4中右边示出的根据现有技术的接触中，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。
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而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-小面积的接触和可变的布局可以实现最大可能的光产出。-通过选取接触导体尺度得到均勻的电流分布，于是得到高的光产出。-超薄的小型化的结构。-面接触可以实现薄的铸型材料覆盖。-面接触可以通过平坦地安装的冷却体实现有效的散热。-通过高度并行的处理(收益处理)得到成本低廉的构造技术和连接技术。卷带 式(Reel-to-Reel)方法进行制造也是可能的。-没有通过在芯片中心的中央线接合垫导致的遮挡。-通过匹配的材料特性例如CTE(热膨胀系数)、Tg (玻璃过渡温度)等得到的高
可靠性。-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，使得不再需要该透明铸型化合物。-用于由兰到白的光转换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坐标。附记方案1 具有带有光电部件3的基片2的产品，其中该光电部件3面接触。方案2 按照方案1所述的产品，其中基片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。方案3 按照上述方案之一所述的产品，其中该基片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。方案4 按照方案3所述的产品，其中该绝缘层5是薄膜、漆和/或聚合物层。方案5 按照方案3或4所述的产品，其中该绝缘层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。方案6 按照方案3或4所述的产品，其中在该光电部件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。方案7 按照方案3至6之一所述的产品，其中在该光电部件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。方案8 按照方案3至7之一所述的产品，其中该绝缘层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。方案9 按照上述方案之一所述的产品，其中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。 方案10 按照上述方案之一所述的产品，其中该光电部件3是LED，尤其是OLED和 /或光致电压的部件。 方案11.按照上述方案之一所述的产品，其中该基片2是电路板、柔性基板或引线
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方案12 按照上述方案之一所述的产品，其中产品1的高度小于0. 4mm。方案13 用于制造具有带有光电部件(3)的基片O)的产品1的方法，其中该光 电部件3面接触。
权利要求
1.具有带有设置在其上的光电部件(3)的基片( 的产品，所述光电部件借助平面导 电结构(6)来电接触，其特征在于，-所述基片( 和/或所述光电部件C3)至少部分地设置有电绝缘层(5)，其中所述 平面导电结构(6)从在所述光电部件C3)的上侧上的接触部位经电绝缘层( 引导至基片(2)上的导电元件(7)。
2.根据权利要求1所述的产品，其特征在于，所述导电元件(7)是印制导线。
3.按照权利要求1所述的产品，其特征在于，所述电绝缘层(5)是薄膜、漆和/或聚合 物层。
4.按照权利要求3所述的产品，其特征在于，所述电绝缘层(5)含有派瑞林。
5.按照权利要求1所述的产品，其特征在于，电绝缘层(5)在光电部件(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1所述的产品，其特征在于，在所述电绝缘层中在光电部件(3)的光出 口和/或光入口的区域中开设窗口。
7.按照权利要求1所述的产品，其特征在于，在所述电绝缘层中在光电部件(3)的接 触部位的区域中开设窗口，所述平面导电结构通过所述窗口被引导至光电子部件的接触部 位。
8.按照权利要求1所述的产品，其特征在于，所述电绝缘层(5)含有用于给光电部件(3)发出的或吸收的光着色的色素。
9.按照权利要求1所述的产品，其特征在于，所述平面导电结构(6)至少部分盖住光电 部件⑶的光出口和/或光入口。
10.按照权利要求9所述的产品，其特征在于，所述平面导电结构(6)在光出口和/或 光入口的区域中实施为反射性的，使得实现光引导。
11.按照权利要求1所述的产品，其特征在于，所述光电部件⑶是LED和/或光致电 压的部件。
12.按照权利要求1所述的产品，其特征在于，所述基片(2)是电路板、柔性基片或引线^K O
13.按照权利要求1所述的产品，其特征在于，产品⑴的高度为至少150μπι并且小于 0. 4mm。
14.按照权利要求1所述的产品，其特征在于，所述平面导电结构(6)构建为金属薄膜， 所述平面导电结构(6)借助层压处理施加在绝缘层上。
15.按照权利要求1所述的产品，其特征在于，所述平面导电结构(6)是铜层。
16.用于制造具有带有设置在其上的光电部件C3)的基片( 的产品(1)的方法，其特 征在于，通过如下方式来以面方式电接触所述光电部件(3)-所述基片( 和/或所述光电部件C3)至少部分地设置有绝缘层(5)，以及 所述平面导电结构(6)从在所述光电部件C3)的上侧上的接触部位经电绝缘层(5)引 导至基片⑵上的导电元件(7)。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，绝缘层被层压、蒸发、印刷和/或喷涂。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，在施加绝缘层( 之前在绝缘层(5)中 构建窗口。
19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，在施加绝缘层( 之后在绝缘层(5)中构建窗口。
20.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，借助激光、(等离子体)蚀刻、注射和/ 或光结构化在绝缘层(5)中构建窗口。
21.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，平面导电结构(6)借助层压处理来施加。
全文摘要
本发明涉及一种具有带有设置在其上的光电部件(3)的基片(2)的产品，所述光电部件借助平面导电结构(6)来电接触，其中所述基片(2)和/或所述光电部件(3)至少部分地设置有电绝缘层(5)，其中所述平面导电结构(6)从在所述光电部件(3)的上侧上的接触部位经电绝缘层(5)引导至基片(2)上的导电元件(7)。此外，本发明还涉及一种用于制造具有带有设置在其上的光电部件(3)的基片(2)的产品(1)的方法。
文档编号H01L33/44GK102088056SQ20101058554
公开日2011年6月8日 申请日期2004年10月27日 优先权日2003年11月17日
发明者卡尔·魏德纳, 埃瓦尔德·贡特尔, 约尔格·埃里希·佐尔格, 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