专利名称：一种直接使用交流电的led芯片组及芯片模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及LED芯片组及由其组成的LED芯片模块，尤其是一种可直接使用交流电源的LED芯片组及芯片模块，属于半导体照明技术领域。
背景技术：
LED (Light Emitting Diode)作为一种新型的绿色光源产品，具有高效率、高亮度、体积小、使用寿命长、耗电量低、不含Hg等有害物优点，有望取代传统白炽灯、日光灯、卤素灯及传统背光源，成为广泛应用的优质光源。目前，LED发光需要提供低压直流电，而传统的照明电源为高压交流电，在一个交流电的周期中有具有两个电流方向相反的半周期，因此需要将高压交流电转化为直流和低电压，才能适合LED使用。而转化过程容易导致耗电增加，发光量受损，成本增加，转化效率·低等问题；这些都极大的制约着LED照明的普及。
实用新型内容本实用新型的目的解决上述技术问题，提出一种可直接使用交流电源的LED芯片组及芯片模块。本实用新型的目的，将通过以下技术方案得以实现一种直接使用交流电的LED芯片组，所述芯片组包括第一子芯片组，第二子芯片组，第三子芯片组，第四子芯片组，第五子芯片组；所述第一子芯片组与第二子芯片组以金属导电层连接于节点A，所述第三子芯片组与第四子芯片组以金属导电层连接于节点C ；所述第二子芯片组与第三子芯片组以金属导电层连接于节点B，所述第四子芯片组与第一子芯片组以金属导电层连接于节点D ；所述第五子芯片组连接于节点A与节点C之间，所述节点B与节点D为交流电输入端，所述第一子芯片组、第三子芯片组的子芯片数量之和与第二子芯片组、第四子芯片组中的子芯片数量之和相等且每个子芯片组中的子芯片数量至少为一个，这样使得第一、第三子芯片组上形成的电压与第二、第四子芯片组上形成的电压相等，芯片可靠性好。优选地，所述第一子芯片组、第二子芯片组、第三子芯片组和第四子芯片组中的子芯片数量均相等且至少为一个。优选地，所述第五子芯片组至少含有两个子芯片，所述子芯片之间串联连接。优选地，所述第五子芯片组至少含有两组子芯片，每组所述子芯片之间并联连接。其中，一组子芯片是指并联中每一路的各个子芯片形成的支路，两组子芯片是指至少有两条支路。优选地，每组子芯片至少包括两个子芯片串联连接。优选地，所述每组子芯片中含有的子芯片数量相等。使得每组子芯片形成的电压相等，可靠性更好。[0015]优选地，所述子芯片包括依次形成在衬底上的外延层、透明导电层、钝化层，所述的外延层包括依次形成的N层、量子阱层和P层，所述透明导电层覆盖所述P层。优选地，所述的P层为P-GaN层，所述的N层为N-GaN层。优选地，一种直接使用交流电源的LED芯片模块，所述LED芯片模块由以上所述的任意一种直接使用交流电的LED芯片组串联或并联或混联组成。本实用新型的有益效果主要体现在本实用新型LED芯片模块具有更高的排版及使用的灵活性，能直接使用交流电或直流电作为电源，同时可以直接通过多对芯片组或子芯片组的组合达到任何的使用电压和亮度，从而能直接接入220V市电，方便了 LED封装及LED灯具生产，节省生产和使用成本。
图I是本实用新型LED芯片组的电路不意图； 图2是本实用新型一种实施方式电路示意图；图3是本实用新型另一实施方式电路示意图；图4是本实用新型的LED子芯片结构示意图。
具体实施方式
本实用新型揭示了一种直接使用交流电的LED芯片组，所述LED芯片组是以子芯片组为基础单元组成整流电路。如图I所示，所述芯片组包括第一子芯片组101，第二子芯片组102，第三子芯片组103，第四子芯片组104，第五子芯片组105 ；所述第一子芯片组101与第二子芯片组102以金属导电层连接于节点A，所述第三子芯片组103与第四子芯片组104以金属导电层连接于节点C ；所述第二子芯片组102与第三子芯片组103以金属导电层连接于节点B，所述第四子芯片组104与第一子芯片组101以金属导电层连接于节点D ；所述第五子芯片组105连接于节点A与节点C之间，所述节点B与节点D为交流电输入端，所述第一第三子芯片组的子芯片数量之和与第二、第四子芯片组中的子芯片数量之和相等且每个子芯片组中的子芯片数量至少为一个。例如，第一子芯片组101中包含有一个子芯片，第三子芯片组103中包含有两个子芯片，同时，第二子芯片组102包含有二个子芯片，第三子芯片组103中包含有一个子芯片。这样，在通电发光时，两条线路电压相同，从而具有更好的可靠性。进一步地，所述第一子芯片组101、第二子芯片组102、第三子芯片组103和第四子芯片组104中的子芯片数量均相等且至少为一个。例如，第一、第二、第三、第四子芯片组中的子芯片均为两个，这样使得芯片组的加工工艺更方便。所述第五子芯片组105包含有若干子芯片，所述第五子芯片组105由至少两个子芯片串联组成。第五子芯片组105有若干子芯片组成，其中子芯片数量根据所需电压作相应调整。当然，根据需要，第五子芯片组105可以至少两个子芯片并联组成，如图3所示。为使得每组子芯片形成的电压相等，可靠性更好，所述每组子芯片中含有的子芯片数量相等。如图2所示，一种直接使用交流电源的LED芯片模块，所述LED芯片模块由一种直接使用交流电的LED芯片组串联组成。当然，也可以将直接使用交流电的LED芯片组并联或混联组成LED芯片模块。本实用新型中，混联是表示既有串联的芯片组，又有并联的芯片组。其中，每个芯片组相互独立工作。具体的，如图2所示的交流LED芯片模块包含有大于一个芯片组，每个芯片组相互独立工作，此处不一一列举出所有芯片组，仅取外接焊垫附近两个芯片组作说明。其中包括第一芯片组的第一子芯片组201、第二子芯片组202、第三子芯片组203、第四子芯片组204、第五子芯片组205，及第二芯片组的第一子芯片组206、第二子芯片组207、第三子芯片组208、第四子芯片组209、第五子芯片组210。第一芯片组的第一子芯片组201、第二子芯片组202、第三子芯片组203、第四子芯片组204、第五子芯片组205由若干子芯片组成，每组子芯片组的中的子芯片数量根据所需电压作相应调整；第一芯片组的第一子芯片组201的N极、第五子芯片组205的P极与第二子芯片组202的N极由金属导电层共同连接于节点A ;第一芯片组的第二子芯片组202的P极与第三子芯片组203的N极由金属导电层连接于节点B ;第一芯片组的第三子芯片组203的P极、第五子芯片组205的N极与第四子芯片组204的P极由金属导电层共同连接于节点C ； 第一芯片组的第四子芯片组204的N极与子第二子芯片组202的P极由金属导电层连接于节点D，节点D为交流电源的输入端，节点B为与另一芯片组的输入端相连。相同的，第二芯片组的第一子芯片组206、第二子芯片组207、第三子芯片组208、第四子芯片组209、第五子芯片组210由若干子芯片组成，每组子芯片组的中的子芯片数量根据所需电压作相应调整；与第一芯片组的子芯片组连接相同，第二芯片组的第一子芯片组206的N极、第五子芯片组210的P极与第二子芯片组207的N极由金属导电层共同连接于节点E ;第二子芯片组207的P极与第三子芯片组208的N极由金属导电层连接于节点F ;第二芯片组第三子芯片组208的P极、第五子芯片组210的N极与第四子芯片组209的P极由金属导电层共同连接于节点G ;第二芯片组的第四子芯片组209的N极与第一子芯片组206的P极由金属导电层连接于节点H，节点F为交流电源的的另一输入端，节点H为与另一芯片组的输入端相连。图3作为本实用新型的另一具体实施方式
电路示意图，以下具体描述此交流LED芯片模块包含一个芯片组，其中包括第一子芯片组301、第二子芯片组302、第三子芯片组303、第四子芯片组304、第五子芯片组305。第一、第二、第三、第四子芯片组的子芯片数量都为一个，第五子芯片组305的子芯片数量为两个及两个以上的任意整数。第一子芯片组301的N极、第五子芯片组305的P极与第二子芯片组302的N极由金属导电层共同连接于节点A ;第二子芯片组302的P极与第三子芯片组303的N极由金属导电层连接于节点B ;第三子芯片组303的P极、第五子芯片组305的N极与第四子芯片组304的P极由金属导电层共同连接于节点C ;第四子芯片组304的N极与第一子芯片组301的P极由金属导电层连接于节点D ;节点B和节点D为交流电源的输入端。第五子芯片组305的芯片至少有两颗子芯片的P极与P极相连，同时至少有两颗子芯片的N极与N极相连。第五子芯片组305与节点A连接的子芯片都为P极与节点A相连，N极与下一个子芯片的P极相连，与节点C相连的子芯片都为N极与节点C相连，P极与下一个子芯片的N极相连。下面简要阐述下本实用新型的LED芯片模块的制备方法[0038]如图4所示，从上而下依次为金属导电层401、透明导电层402、钝化层403、P-GaN404、量子阱 405、N-GaN 406、衬底 407。以上所有实施例中子芯片相应层都同时生长，其芯片方面制造方法主要为步骤一、先在衬底407上外延生长N-GaN 406、量子阱405及P-GaN 404成为完整LED结构外延片。步骤二、在P-GaN 404表面，利用光刻胶或其它介质层作掩膜，用腐蚀或干法刻蚀的方法，露出N-GaN 406。步骤三、采用气相沉积的方法沉积透明导电层，利用光刻胶作掩膜，用腐蚀或干法刻蚀的方法，得到需要的透明导电层402。步骤四、利用光刻和气相沉积的方法得到金属导电层401。步骤五、沉积介质层后利用光刻作掩膜，用腐蚀或干法刻蚀的方法得到所需钝化层 403。本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种直接使用交流电的LED芯片组，所述芯片组包括第一子芯片组，第二子芯片组，第三子芯片组，第四子芯片组，第五子芯片组； 所述第一子芯片组与第二子芯片组以金属导电层连接于节点A，所述第三子芯片组与第四子芯片组以金属导电层连接于节点C ； 所述第二子芯片组与第三子芯片组以金属导电层连接于节点B，所述第四子芯片组与第一子芯片组以金属导电层连接于节点D ； 所述第五子芯片组连接于节点A与节点C之间，所述节点B与节点D为交流电输入端，其特征在于所述第一子芯片组、第三子芯片组的子芯片数量之和与第二子芯片组、第四子芯片组中的子芯片数量之和相等且每个子芯片组中的子芯片数量至少为一个。
2.根据权利要求I所述的一种直接使用交流电的LED芯片组，其特征在于所述第一子芯片组、第二子芯片组、第三子芯片组和第四子芯片组中的子芯片数量均相等且至少为一个。
3.根据权利要求2所述的一种直接使用交流电的LED芯片组，其特征在于所述第五子芯片组至少含有两个子芯片，所述子芯片之间串联连接。
4.根据权利要求3所述的一种直接使用交流电的LED芯片组，其特征在于所述第五子芯片组至少含有两组子芯片，每组所述子芯片之间并联连接。
5.根据权利要求4所述的一种直接使用交流电的LED芯片组，其特征在于每组子芯片至少包括两个子芯片串联连接。
6.根据权利要求5所述的一种直接使用交流电的LED芯片组，其特征在于所述每组子芯片中含有的子芯片数量相等。
7.根据权利要求1-6中任意一种直接使用交流电的LED芯片组，其特征在于所述子芯片包括依次形成在生产衬底上的外延层、透明导电层、钝化层，所述的外延层包括依次形成的N层、量子阱层和P层，所述透明导电层覆盖所述P层。
8.根据权利要求7所述的一种直接使用交流电的LED芯片组，其特征在于所述的P层为P-GaN层，所述的N层为N-GaN层。
9.一种直接使用交流电源的LED芯片模块，其特征在于所述LED芯片模块由权利要求1-6所述的任意一种直接使用交流电的LED芯片组串联或并联或混联组成。
专利摘要本实用新型揭示了一种直接使用交流电源的LED芯片组及芯片模块，芯片组包括第一、第二、第三、第四和第五子芯片组；第一与第二子芯片组以金属导电层连接于节点A，第三与第四子芯片组以金属导电层连接于节点C；第二与第三子芯片组以金属导电层连接于节点B,第四与第一子芯片组以金属导电层连接于节点D；第五子芯片组连接于节点A、C，节点B、D为交流电输入端，第一、第二、第三和第四子芯片组中的子芯片数量均相等且至少为一个。本实用新型LED芯片模块具有更高的排版及使用的灵活性，能直接使用交流电或直流电作为电源，可直接通过多对芯片组或子芯片组的组合达到任何使用电压和出光效率，方便了LED封装及LED灯具生产，降低了成本。
文档编号H01L25/075GK202495445SQ20122000256
公开日2012年10月17日 申请日期2012年1月5日 优先权日2012年1月5日
发明者吴思, 孔俊杰, 徐金雄, 王勇, 王怀兵, 王辉, 黄强 申请人:苏州新纳晶光电有限公司