Процесс формирования прокладки для перевернутых сид



Процесс формирования прокладки для перевернутых сид
Процесс формирования прокладки для перевернутых сид
Процесс формирования прокладки для перевернутых сид
Процесс формирования прокладки для перевернутых сид
Процесс формирования прокладки для перевернутых сид
Процесс формирования прокладки для перевернутых сид
Процесс формирования прокладки для перевернутых сид
Процесс формирования прокладки для перевернутых сид

 

H01L33/54 - Полупроводниковые приборы по меньшей мере с одним потенциальным барьером или с поверхностным барьером, предназначенные для светового излучения, например инфракрасного; специальные способы или устройства для изготовления или обработки таких приборов или их частей; конструктивные элементы таких приборов (соединение световодов с оптоэлектронными элементами G02B 6/42; полупроводниковые лазеры H01S 5/00; электролюминесцентные источники H05B 33/00)

Владельцы патента RU 2502157:

КОНИКЛЕЙКЕ ФИЛИПС ЭЛЕКТРОНИКС Н.В. (NL)
ФИЛИПС ЛЬЮМИЛДЗ ЛАЙТИНГ КОМПАНИ, ЭлЭлСи (US)

Способ изготовления светоизлучающего устройства согласно изобретению содержит следующие этапы: обеспечение кристалла светоизлучающего диода (СИД) на опоре (22), причем между кристаллом СИД и опорой существует зазор, причем кристалл СИД имеет нижнюю поверхность, обращенную к опоре, и верхнюю поверхность, противоположную нижней поверхности, формование материала (54) прокладки поверх кристалла СИД так, что материал прокладки запечатывает кристалл СИД и, по существу, полностью заполняет зазор между кристаллом СИД и опорой, и удаление материала (54) прокладки, но меньшей мере, с верхней поверхности кристалла СИД, причем кристалл СИД содержит эпитаксиальные слои (10), выращенные на ростовой подложке, причем поверхность ростовой подложки является верхней поверхностью кристалла СИД, при этом способ дополнительно содержит этап удаления ростовой подложки с эпитаксиальных слоев после формования материала (54) прокладки поверх кристалла СИД. Также предложены промежуточный способ изготовления светоизлучающего устройства, светоизлучающее устройство до сингуляции, светоизлучающее устройство, содержащее именно перевернутый кристалл. Таким образом использованная в изобретении обработка на уровне пластины одновременно многих СИД значительно сокращает время изготовления и позволяет использовать для прокладки широкий диапазон материалов, поскольку допускает широкий диапазон вязкости. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Это изобретение относится к перевернутым светоизлучающим диодам (СИД) и, в частности, к процессу подачи диэлектрического материала прокладки в зазор между чипом СИД и его опорой.

Уровень техники

Фиг.1, уровня техники, демонстрирует традиционный СИД 10, установленный методом перевернутого кристалла на участке опорной пластины 22. Согласно методу перевернутого кристалла, и N- и P-контакты сформированы на одной и той же стороне кристалл СИД, противоположной стороне ростовой подложки 12.

Согласно фиг.1, СИД 10 сформирован из полупроводниковых эпитаксиальных слоев, включающий в себя n-слой, активный слой, и P-слой, выращенные на ростовой подложке 12, такой как, сапфировая подложка. В одном примере, эпитаксиальные слои имеют в своей основе нитрида галлия, и активный слой излучает синий свет. Любой другой тип СИД, смонтированный методом перевернутого кристалла применим к настоящему изобретению.

На СИД 10 сформированы металлические электроды 14, которые электрически контактируют с p-слоем, и на СИД 10 сформированы металлические электроды 16, которые электрически контактируют с n-слоем. В одном примере, электроды представляют собой золотые выступы, приваренные ультразвуковой сваркой к металлическим площадкам 18 и 20 анода и катода на керамической опорной пластине 22. Опорная пластина 22 имеет проводящие каналы 24, ведущие к нижним металлическим площадкам 26 и 28 для крепления к печатной плате. Многие СИД устанавливаются на опорной пластине 22 и затем сингулируются чтобы формировать отдельные СИД/опоры.

Дополнительные детали по СИД можно найти в патентах США №№6,649,440 и 6,274,399, и в патентных заявках США №№2006/0281203 A1 и 2005/0269582 A1, которые все включены путем ссылки.

Затем материал 30 прокладки инжектируется под и вокруг СИД 10 для заполнения воздушных зазоров между СИД 10 и опорной пластиной 22. Материалом 30 прокладки обычно является жидкая эпоксидная смола, которая затем отверждается до твердого состояния. Отвержденная прокладка обеспечивает структурную поддержку и защищает кристалл от загрязнений. Материал 30 прокладки инжектируется посредством форсунки 32, которая перемещается вокруг СИД 10, во время, инжектирования материала 30 прокладки под относительно высоким давлением для заполнения узкого зазора между СИД 10 и опорной пластиной 22 в фактических устройствах, прокладка может дополнительно расширяться в поперечном направлении в большей степени, чем показано на фигурах.

Любой избыточный материал 30 прокладки (например, эпоксидная смола) поверх и вокруг СИД 10/подложки 12 может быть удален путем обдувки микрошариками.

После отверждения и обдувки микрошариками материала 30 прокладки, ростовая подложка 12 удаляется с использованием лазерного отделения (не показан). Энергия фотонов лазера (например, эксимерного лазера) выбирается так, чтобы она превышала энергетическую щель материала СИД и была ниже границы поглощения сапфировой подложки (например, от 3.44 эВ до 6 эВ). Импульсы лазера, проходящие через сапфир, преобразуются в тепловую энергию на протяжении первых 100 нм материала СИД. Генерируемая температура превосходит 1000°C, диссоциирует галлий и азот. Образующийся при этом газ высокого давления отталкивает подложку от эпитаксиальных слоев для освобождения подложки от слоев, после чего отделенная подложка просто удаляется из структуры СИД. Прокладка помогает предотвратить растрескивание тонких слоев СИД под высоким давлением.

Альтернативно, ростовая подложка 12 может быть удалена методом травления, например, реактивного ионного травления (РИТ), или шлифовки. Можно использовать и другие технологии в зависимости от типа СИД и подложки. В одном примере, подложка выполнена на основе Si, и изолирующий материал между подложкой и слоями СИД вытравливается методом влажного травления чтобы удалить подложку.

После любых других процессов на уровне пластины, опорная пластина 22 распиливается или размечается и разбивается для сингулирования СИД/опор. Затем опоры могут быть припаяны к печатной плате.

Технология формирования прокладки из уровня техники включает в себя следующие проблемы.

Обеспечение точного количества материала прокладки для заполнения только под тонкими слоям СИД и вокруг них затруднительно и требует много времени. Процесс формирования прокладки последовательно выполняется на массиве СИД, установленных на опорной пластине, до сингуляции СИД. На одной опорной пластине может быть установлено 500-4000 СИД, в зависимости от размера каждого СИД и плотности. Инжектирование материала прокладки под каждый СИД в матрице с использованием одной движущейся форсунки может занимать 10-40 минут, в зависимости от количества СИД.

Другая проблема состоит в том, что нужно тщательно выбирать свойства материала прокладки, для сохранения надлежащей вязкости, теплового расширения, надежности в течение длительного срока службы СИД, диэлектрические свойства, теплопроводность, защиту от загрязнения и другие параметры. Если вязкость слишком высока, то давление, необходимое для инжекции прокладки под СИД для заполнения всех пустот, может повредить СИД. Пустоты необходимо исключить, поскольку любой воздух будет расширяться при нагревании СИД/опоры и отталкивать СИД от опоры. Кроме того, поскольку пустая область не поддерживает СИД в ходе процесса лазерного отделения, давление, направленное вниз, приложенное к СИД в ходе процесса лазерного отделения, может привести к растрескиванию СИД.

Тепловое расширение прокладки чрезвычайно важно, поскольку СИД подвергаются процессу пайки оплавлением припоя при припаивании сингулированной пары СИД/опора к печатной плате. Температура при этом может составлять 265°C. Температура оплавления припоя выше обычной температуры стеклования 185°C для эпоксидной смолы, которая обычно является материалом прокладки. Что касается эпоксидной смолы, температура (Tg) стеклования это температура, при которой эпоксидная смола становится мягкой. Выше температуры стеклования, тепловое расширение эпоксидной смолы значительно возрастает, вызывая направленное вверх давление, на СИД, что приводит к растрескиванию или отделению СИД.

Необходим усовершенствованный метод формирования прокладки под СИД, который позволяет избежать вышеупомянутых проблем и обойти ограничения по материалам.

Раскрытие изобретения

Описан метод формирования прокладки для СИД, где используется формование под давлением. Процесс осуществляется до любого процесса отделения подложки. СИД, установленные на опорной пластине, помещаются в форму. Форма запечатывается, по меньшей мере, по периметру опорной пластины, и в форме создается вакуум. Форма может быть выполнена из алюминия с раздельными полостями, выровненными с каждым СИД на опорной пластине. В одном варианте осуществления, имеются каналы потока, соединяющие каждую полость с источником вакуума и с, по меньшей мере, одним впускным каналом для жидкого материала.

Затем любой подходящий материал прокладки, такой как, жидкий полиимид подается в впускной канал формы под давлением, и сочетание вакуума и давления жидкого материала заставляет материал полностью заполнять полости в форме, где находятся СИД. Пустот не остается, поскольку материал заполняет форму.

Размеры каждой полости формы позволяют жидкому материалу полностью запечатывать каждый СИД, вместе с его ростовой подложкой.

Затем жидкий материал отверждается нагревом или УФ светом чтобы материала прокладки затвердел, и форма отделяется от опорной пластины. После отделения формы, может быть выполнено отверждение при более высокой температуре.

В другом варианте осуществления, жидкий материал прокладки может сначала заполнять форму, имеющую приподнятое уплотнение по периметру, после чего опорная пластина помещается поверх формы, так, что СИД погружаются в материал прокладки. Под давлением, жидкий материал заполняет все пустоты под каждым СИД. Воздух выталкивается через уплотнения вместе с некоторым количеством материала прокладки. Затем материал отверждается, и форма отделяется от опорной пластины. Поскольку такой процесс формования не основан на инжекции жидкого материала под давлением через впускной канал формы, вероятность повреждения хрупких СИД мала.

В другом варианте осуществления, материал прокладки, используемый для заполнения формы, является не жидкостью, а порошком или небольшими таблетками. Затем твердый материал нагревается в форме для расплавления или размягчения, что позволяет ему соответствовать форме и запечатывать СИД. Сжатие используется для того, чтобы формовать размягченный материал и заставлять его втекать в пустоты под каждым СИД. Работа с твердым материалом прокладки имеет ряд преимуществ. Такое формование под давлением с использованием первоначально твердого материала прокладки значительно расширяет диапазон выбора материалов прокладки. Одним из материалов, которые могут использоваться для этого процесса, является порошок эпоксидной формовочной массы.

После того, как опорной пластины удалена из формы, опорная пластина целиком подвергается процессу обдувки микрошариками для вытравления материала прокладки, пока вся ростовая подложка не будет обнажена. Затем подложка удаляется с использованием процесса лазерного отделения или другого подходящего процесса. Прокладка поддерживает тонкий СИД в течение этого процесса.

После того, как ростовой подложки удалена, толщина СИД может быть уменьшена для повышения выделения светоотдачи. Затем поверхность СИД может делаться шероховатой, чтобы дополнительно повысить светоотдачи за счет уменьшения числа внутренних отражений.

Затем могут быть сформованы линзы поверх СИД и/или могут быть осуществлены другие методы обработки на уровне пластины.

Затем СИД/опоры сингулируются с использованием распиливания, разметки и разбивания или любым другим методом.

Благодаря применению вышеописанного способа, гораздо более широкий диапазон материалов может быть использован для прокладки, поскольку допустим гораздо более широкий диапазон вязкости. При использовании струйной форсунки, из уровня техники, материал может иметь узкий диапазона вязкостей. Предпочтительным материалом прокладки, который может быть использован в настоящем процессе, является полиимид, который имеет температуру стеклования вблизи или выше температуры оплавления припоя, так, что тепловое расширение полиимида в самых неблагоприятных условиях очень мало.

Кроме того, поскольку все СИД на опорной пластине (например, 500-4000 СИД) снабжаются прокладками одновременно, время формирования прокладки может быть сокращено до нескольких минут.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - вид в поперечном разрезе перевернутого СИД, из уровня техники, установленного на опоре, где материал прокладки СИД подается под давлением посредством небольшой форсунки у основания СИД.

Фиг.2 - упрощенная схема участка опорной пластины, заполненной массивом СИД, например 500-4000 СИД.

Фиг.3A - процесс инжекционного формования на уровне пластины, используемый для запечатывания всех СИД на опорной пластине с помощью материала прокладки.

Фиг.3B - альтернативный тип процесса формования на уровне пластины, без использования инжекции, используемый для запечатывания всех СИД на опорной пластине с помощью материала прокладки.

Фиг.4 - СИД на пластине после удаления из формы, показанной на фиг.3A или фиг.3B.

Фиг.5 - верхняя часть материала прокладки, показанного на фиг.4, удаляемая путем обдувки микрошариками.

Фиг.6 - метод лазерного отделения для удаления ростовых подложек с СИД.

Фиг.7 - вид в поперечном разрезе единичного СИД, установленного на опоре, после уменьшения толщины СИД и после сингуляции СИД/опор. Опора показана припаянной к печатной плате.

Идентичные или эквивалентные элементы обозначены одинаково.

Осуществление изобретения

Прежде всего, традиционный СИД формируется на ростовой подложке. В используемом примере, СИД представляет собой СИД на основе GaN, такой, как СИД на основе AlInGaN или InGaN, для обеспечения синего света. Обычно относительно толстый слой GaN n-типа выращивается на сапфировой ростовой подложке с использованием традиционных методов. Относительно толстый слой GaN обычно включает в себя слой низкотемпературного зародышеобразования и один или более дополнительных слоев для того, чтобы обеспечить низкодефектную кристаллическую решетку для плакирующего слоя n-типа и активного слоя. Затем, поверх толстого слоя n-типа, формируются один или более плакирующих слоев n-типа, затем активный слой, один или несколько плакирующих слоев p-типа и контактный слой p-типа (для металлизации).

Согласно методу перевернутого кристалла, участки p-слоев и активного слоя вытравливаются для обнажения n-слоя для металлизации. Таким образом, p-контакт и n-контакт находятся на одной и той же стороне кристалла и могут непосредственно быть электрически соединены с контактными площадками опоры. Ток из контакта n-металл первоначально течет в поперечном направлении через n-слой.

Другие типы СИД, которые можно использовать в настоящем изобретении, включают в себя СИД AlInGaP, которые могут излучать свет в диапазоне от красного до желтого.

Перевернутый СИД используемый в качестве примера в настоящем изобретении, имеет структуру СИД, показанную на фиг.1, содержащую полупроводниковый СИД 10, его ростовую подложку 12 и его электроды 14/16, где СИД установлен на опорной пластине 22.

На фиг.2 показана упрощенная схема опорной пластины 22, на которой установлен массив СИД. На одной опорной пластине 22 может находиться 500-4000 СИД. СИД также именуется здесь кристаллом СИД.

Вместо размещения форсунки у основания каждого СИД для инжектирования материала прокладки под каждый СИД в матрице, осуществляется процесс формования на уровне пластины.

На фиг.3A показан один тип подходящего процесса инжекционного формования для создания прокладки для каждого СИД. Форма 36 имеет полости 38, которые задают форму затвердевшего материала прокладки после процесса формования. Форма 36 может быть выполнена из алюминия. Форма 36 имеет уплотнение 37 по периметру, которое образует плотный контакт с опорной пластиной 22, когда форма 36 выравнивается с пластиной 22 и прижимается к пластине 22.

Форма 36 имеет, по меньшей мере, один впускной канал 40 для инжектирования жидкого материала 41 прокладки (например, полиимида) и, по меньшей мере, один выпускной канал 42, соединенный с источником вакуума. Когда форма 36 образует герметичный контакт с пластиной 22, в форме 36 создается вакуум, и материал 41 прокладки инжектируется через впускной канал 40. Материал 41 прокладки втекает во все полости 38 по каналам 44 между полостями, при помощи вакуума и давления инжекции материала 41. Вакуум удаляет почти весь воздух из формы 36. В конце концов, вся форма 36 заполняется материалом 41 прокладки, включая все пустоты под СИД.

Затем форма 36 нагревается для отверждения жидкого материала прокладки. Температура формы 36 в ходе отверждения составляет около 150°C. Альтернативно, может быть использована прозрачная форма, и материал прокладки можно отверждать УФ светом.

На фиг.3B показан альтернативный процесс формования на уровне пластины, в котором не используется инжекция материала прокладки под давлением. По фиг.3B, форма 48 имеет полости 50, которые сначала заполняются жидким материалом 41 прокладки под атмосферным давлением. Опорная пластина 22 приводится в контакт с формой 48, так, что СИД погружаются в материал прокладки в каждой полости 50. Пластина 22 и форма 48 прижимаются друг к другу, что заставляет материал прокладки заполнять все пустоты. Уплотнение 53 по периметру позволяет сохранять высокое давление, в то же время, позволяя всему воздуху выходить, когда материал прокладки заполняет пустоты. Между пластиной 22 и формой 48 также можно создавать вакуум с использованием источника вакуума вокруг уплотнения 53.

Затем форма 48 нагревается для отверждения жидкого материала прокладки. Альтернативно, может быть использована прозрачная форма, и материал прокладки можно отверждать УФ светом.

Затем форма, по фиг.3A или 3B, удаляется с пластины 22, в результате чего образуется структура, по фиг.4, имеющая избыток затвердевшего материала 54 прокладки запечатывает каждый СИД. Также на поверхности пластины 22 между каждым СИД, в зависимости от формы, может быть тонкий слой затвердевшего материала прокладки.

Затем пластина 22 может подвергаться пост-отверждению при температуре около 250°C для придания материалу прокладки дополнительной твердости. Для эпоксидной формовочной смеси или полиимидной прокладки, температура (Tg) стеклования равна 260-300°C, поэтому температура пост-отверждения, меньшая Tg, предпочтительна для ограничения любого теплового расширения прокладки.

В другом варианте осуществления, материал прокладки, используемый для заполнения формы, является не жидкостью, а порошком или небольшими таблетками. Затем твердый материал нагревается в форме, по фиг.3A или фиг.3B для его плавления или размягчения. Сжатие используется для того, чтобы заставить размягченный материал принимать форму формы и для заполнять пустоты под СИД с одновременным запечатыванием СИД. Расплавленный или размягченный материал затем отверждается или охлаждается, если необходимо, вновь стать твердым. Некоторые материалы отвердевают автоматически после процесса нагрева и сжатия. Работа с твердым материалом прокладки имеет ряд преимуществ. Кроме того, некоторые подходящие материалы, которые могут быть использованы для прокладки, не являются жидкими при комнатной температуре до отверждения, поэтому нагрев твердого материала в форме с последующим сжатием значительно увеличивает количество возможных материалов, которые можно использовать в качестве прокладки. Один подходящий твердый полимер, который можно использовать, это эпоксидная формовочная смесь в виде порошка.

Для осуществления процесса лазерного отделения для удаления ростовых подложек 12, сначала нужно удалить материал 54 прокладки в пределах ростовой подложки 12. Если ростовая подложка 12 будет удаляться путем шлифовки или другого процесса механического травления, такая шлифовка может использоваться для одновременного удаления избыточного материала 54 прокладки.

На фиг.5 показано удаление избыточного материала 54 прокладки путем обдува всей поверхности пластины 22 высокоскоростными микрошариками 58. В одном варианте осуществления, микрошарики 58 имеют диаметр от 1 до 20 микрон и сформированы из NaHCO3. Микрошарики 58 ускоряются воздухом, текущим через форсунку под давлением около 100 фунтов на квадратный дюйм или менее. Форсунка может быть большой для травления материала 54 прокладки со всей или большей части пластины 22 без перемещения форсунки, или можно использовать форсунку меньшего размера для вытравления материала 54 прокладки лишь с нескольких СИД за раз с последующим перемещением форсунки в следующую позицию по пластине 22. Удаление избыточного материала любого рода с использованием микрошариков является известным процессом. Материал 54 прокладки вытравливается таким образом, чтобы его верхняя поверхность пересекала край полупроводниковых слоев СИД, гарантируя, что весь СИД поддерживается прокладкой в ходе процесса лазерного отделения подложки.

На фиг.6 показан вышеописанный процесс лазерного отделения. Лазерные импульсы представлены стрелками 60. В ходе лазерного отделения, поверхность GaN поглощает тепло, приводящее к разложению поверхностного слоя на Ga и N2. Давление N2 отталкивает сапфировую подложку от СИД. После отделения ростовых подложек 12 от полупроводниковых слоев СИД в течение процесса отделения, они удаляются с, например, помощью адгезионного листа или какого-либо другого подходящего процесса.

Затем уменьшается толщина обнаженных слоев СИД посредством, например, реактивного ионного травления (РИТ) или механического травления, поскольку обнаженный верхний слой является относительно толстым n-слоем, и поверхность была повреждена процессом лазерного отделения. Полученная в результате верхняя поверхность затем может быть сделана шершавой для повышения эффективности светоотдачи.

Другие процессы на уровне пластины также могут быть выполнены на массиве СИД, установленном на опорной пластине 22. Один такой процесс может состоять в формовании линзы поверх каждого СИД в процессе единичного формования, аналогичном показанному на фиг.3A или 3B. Детали процесса формования линзы на уровне пластины, описаны в патентной заявке США №2006/0105485 озаглавленной Overmolded Lens Over LED Die, Grigoriy Basin и др., присвоенной настоящему правообладателю и включенной сюда в качестве ссылки.

Затем опорная пластина 22 сингулируется для формирования отдельных СИД/опор. На фиг.7 изображена отдельная пара СИД/опора, припаянная к площадкам на печатной плате 64.

Поскольку существует широкий диапазон вязкости жидкого материала прокладки, пригодного при использовании описанного здесь процесса формования прокладки, материал прокладки можно выбирать, по существу, независимо от его вязкости. Диэлектрический материал прокладки можно выбирать, в основном, на основании его коэффициента теплового расширения, простоты использования и надежности при всех температурах, которым подвергается СИД. Полиимид является предпочтительным материалом прокладки, поскольку он обладает значительно более высокими показателями, чем эпоксидная смола.

Хотя выше были показаны и описаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, специалисты в данной области техники могут предложить изменения и модификации, не отклоняющиеся от этого изобретения в его более широких аспектах, и поэтому формула изобретения охватывает в своем объеме все эти изменения и модификации, если они отвечают сущности и объему изобретения.

1. Способ изготовления светоизлучающего устройства, содержащий этапы: обеспечения кристалла светоизлучающего диода (СИД) на опоре (22), причем между кристаллом СИД и опорой существует зазор, причем кристалл СИД имеет нижнюю поверхность, обращенную к опоре, и верхнюю поверхность, противоположную нижней поверхности,
формование материала (41, 54) прокладки поверх кристалла СИД так, что материал прокладки запечатывает кристалл СИД и, по существу, полностью заполняет зазор между кристаллом СИД и опорой, и
удаление материала (54) прокладки, по меньшей мере, с верхней поверхности кристалла СИД, причем кристалл СИД содержит эпитаксиальные слои (10), выращенные на ростовой подложке (12), причем поверхность ростовой подложки является верхней поверхностью кристалла СИД, при этом способ дополнительно содержит этап удаления ростовой подложки с эпитаксиальных слоев после формования материала (41, 54) прокладки поверх кристалла СИД.

2. Способ по п.1, в котором подложка (12) удалятся с эпитаксиальных слоев методом (60) лазерного отделения после этапа удаления материала (54) прокладки.

3. Способ по п.1, в котором этап удаления материала прокладки (54) содержит удаление материала прокладки путем обдувки микрошариками (58).

4. Способ по п.1, в котором этап удаления материала прокладки (54) содержит удаление материала прокладки путем травления.

5. Способ по п.1, в котором этап формования материала (41, 54) прокладки поверх кристалла СИД содержит этапы:
обеспечения твердого материала прокладки в форме (48),
нагревание формы для плавления или размягчения материала прокладки, размещение кристалла СИД на опоре (22) по отношению к форме, чтобы сжать расплавленный или размягченный материал прокладки и запечатать кристалл СИД, и
охлаждение материала прокладки.

6. Способ по п.1, в котором этап формования материала (41, 54) прокладки поверх кристалла СИД содержит этапы:
размещения кристалла СИД на опоре (22) по отношению к форме (36),
создание существенного вакуума между опорой (22) и полостью (38) формы,
заполнение полости формы под давлением жидким материалом (41) прокладки чтобы запечатать кристалл СИД, и
отверждение материала прокладки.

7. Способ по п.1, в котором этап формования материала (41, 54) прокладки поверх кристалла СИД содержит этапы:
заполнения полости (50) формы размягченным материалом (41) прокладки, погружение кристалла СИД в размягченный материал прокладки, и
отверждение материала прокладки.

8. Способ по п.1, в котором этап обеспечения кристалла СИД на опоре (22) содержит обеспечение множества кристаллов СИД на опорной пластине (22), причем опорная пластина имеет электроды (18, 20), связанные с соответствующими электродами (14, 16) множества кристаллов СИД, причем каждый кристалл СИД имеет зазор между кристаллом СИД и опорной пластиной, и при этом этап формования материала (41, 54) прокладки осуществляется одновременно на всех кристаллах СИД.

9. Способ по п.8, дополнительно содержащий этап сингуляции опорной пластины (22) для разделения кристаллов СИД, установленных в соответствующих позициях на опоре, после этапа удаления материала (54) прокладки.

10. Способ по п.1, в котором материалом (41, 54) прокладки является полимер.

11. Способ по п.1, в котором материалом (41, 54) прокладки является эпоксидная формовочная смесь.

12. Способ изготовления светоизлучающего устройства, содержащий этапы:
обеспечения кристалла светоизлучающего диода (СИД) на опоре (22), причем между кристаллом СИД и опорой существует зазор, причем кристалл СИД имеет нижнюю поверхность, обращенную к опоре, и верхнюю поверхность, противоположную нижней поверхности,
формование материала (41, 54) прокладки поверх кристалла СИД так, что материал прокладки запечатывает кристалл СИД и, по существу, полностью заполняет зазор между кристаллом СИД и опорой, и
удаление (58) материала (54) прокладки, по меньшей мере, с верхней поверхности кристалла СИД,
причем кристалл СИД содержит эпитаксиальные слои (10), выращенные на ростовой подложке (12), причем поверхность ростовой подложки является верхней поверхностью кристалла СИД, при этом этап удаления материала (54) прокладки содержит удаление материала прокладки для полного обнажения всех боковых поверхностей ростовой подложки.

13. Промежуточное светоизлучающее устройство до сингуляции, содержащее:
матрицу кристаллов СИД, установленных на опорной пластине (22), причем опорная пластина (22) припаяна припоем к печатной плате (64), причем опорная пластина имеющая электроды (18, 20), связанные с соответствующими электродами (14, 16) кристаллов СИД, причем каждый кристалл СИД имеет зазор между кристаллом СИД и опорной пластиной, и материал (41, 54) прокладки, одновременно сформованный поверх всех кристаллов СИД и полностью запечатывающий все кристаллы СИД, причем материал прокладки, по существу, полностью заполняет зазор между каждым кристаллом СИД и опорной пластиной, причем материал (41, 54) прокладки имеет температуру (Tg) стеклования вблизи или выше температуры оплавления припоя.

14. Светоизлучающее устройство, содержащее:
перевернутый кристалл
светодиода (СИД),
опору (22), на которой установлен кристалл СИД, причем между кристаллом СИД и опорой существует зазор,
печатную плату (64), на которой опора (22) припаяна припоем, и
сформованную прокладку (54) между кристаллом СИД и опорой, причем сформованная прокладка (54) имеет температуру (Tg) стеклования вблизи или выше температуры оплавления припоя.

15. Светоизлучающее устройство по п.14, в котором сформованная прокладка (54) содержит полиимид, имеющий температуру (Tg) стеклования 260-300°C.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к твердотельным источникам света на основе органических светоизлучающих диодов (ОСИД), которые используются для создания цветных информационных экранов и цветовых индикаторных устройств с высокими потребительскими свойствами, а также экономичных и эффективных источников света.

Согласно изобретению предложен способ изготовления светоизлучающего устройства (СИД). Данный способ содержит этапы: обеспечения подложки, на которой установлен, по меньшей мере, один светоизлучающий диод и; установки коллиматора, по меньшей мере, частично окружающего сбоку упомянутый, по меньшей мере, один светоизлучающий диод, и сформированный с помощью, по меньшей мере, одного самонесущего элемента стены из материала толщиной в диапазоне от 100 до 500 мкм.

Изобретение относится к люминисцентным материалам и их применению в светоизлучающих диодных устройствах. Предложен материал желтого послесвечения, имеющий химическую формулу aY2O3·bAl2O3·cSiO2:mCe·nB·xNa·yP, где a, b, c, m, n, x и y являются коэффициентами, причем a не меньше 1, но не больше 2, b не меньше 2, но не больше 3, c не меньше 0,001, но не больше 1, m не меньше 0,0001, но не больше 0,6, n не меньше 0,0001, но не больше 0,5, x не меньше 0,0001, но не больше 0,2, и y не меньше 0,0001, но не больше 0,5, причем Y, Al и Si являются основными элементами, а Ce, B, Na и P являются активаторами.

Изобретение относится к светотехнике и может быть использовано при изготовлении устройств общего и местного освещения. Люминесцентный композитный материал содержит полимерную основу 1 из оптически прозрачного полимерного материала и многослойную полимерную пленку, содержащую люминофоры, из трех слоев: оптически прозрачная полимерная пленка 2; полимерная композиция 3, включающая неорганический люминофор - иттрий-алюминиевый гранат, допированный церием, или галлий-гадолиниевый гранат, допированный церием; полимерная композиция 4 с диспергированными полупроводниковыми нанокристаллами, выполненными из полупроводникового ядра, первого и второго полупроводниковых слоев, и испускающими флуоресцентный сигнал с максимумами пиков флуоресценции в диапазоне длин волн 580-650 нм.
Изобретение может быть использовано при детектировании ионизирующего излучения и для создания источников белого света на основе нитридных гетеропереходов. Предложена гибкая (самонесущая) поликарбонатная пленка, наполненная неорганическими люминофорами из твердых растворов алюминатов и силикатов редкоземельных элементов.

Изобретение относится к полупроводниковым приборам. Светотрназистор белого света представляет собой полупроводниковое устройство, предназначенное для светового излучения на основе транзисторной структуры с чередующимся типом проводимости, образующей активную область, генерирующую синее свечение.

Описываются новые полициклические азотсодержащие гетероароматические соединения - тетрацианозамещенные 1,4,9b-триазафеналены общей формулы 1 где R означает - фенил, замещенный NO2, галогеном, С1-4алкилом или группой -OR1, где R1 - метил, - нафтил или - гетероарил состава C4H3S, и способ их получения исходя из соответствующих R-замещенных 1,1,2,2-тетрацианоциклопропанов при их кипячении в 1,2-дихлорбензоле.

Способ изготовления светоизлучающего устройства с преобразованной длиной волны содержит: светоизлучающий диод для эмитирования светового излучения с первой длиной волны, имеющего светоизлучающую поверхность, на данной поверхности расположен материал, преобразующий длину волны, который приспособлен для приема светового излучения, эмитируемого указанным светоизлучающим диодом, и преобразования по меньшей мере части указанного воспринятого светового излучения в световое излучение со второй длиной волны; размещение, по меньшей мере на части внешней поверхности указанного светоизлучающего устройства с преобразованной длиной волны, светоотверждаемого покровного материала, облучение которого световым излучением с указанной первой длиной волны эффективной интенсивности вызывает отверждение указанного светоотверждаемого покровного материала; и отверждение по меньшей мере части указанного светоотверждаемого покровного материала облучением указанного материала посредством указанного светоизлучающего диода, чтобы образовать отвержденный материал, блокирующий световое излучение.

Осветительное устройство (10), включающее в себя: светоизлучающий диод (20) (СИД), излучающий излучение СИД (21), передающее основание (50), включающее в себя люминесцентный материал (51), где люминесцентный материал (51) расположен, чтобы поглощать, по крайней мере, часть излучения СИД (21) и излучать излучение люминесцентного материала (13), при этом СИД (20) и люминесцентный материал (51) расположены, чтобы генерировать свет (115) предварительно установленного цвета; просвечивающее выходное окно (60), расположенное, чтобы передавать, по крайней мере, часть света (115); углубление СИД (11) и углубление рассеивателя (12), при этом углубление СИД (11) имеет боковую стенку углубления СИД (45) и поперечное сечение углубления СИД (211), углубление рассеивателя (12) имеет боковую стенку углубления рассеивателя (41) и поперечное сечение углубления рассеивателя (212), передающее основание (50) находится далее по ходу относительно СИД (20) и ранее по ходу относительно просвечивающего выходного окна (60); углубление СИД (11) находится ранее по ходу относительно передающего основания (50) и далее по ходу относительно СИД (20); углубление рассеивателя (12) находится далее по ходу относительно передающего основания (50) и ранее по ходу относительно просвечивающего выходного окна (60); а отношение поперечного сечения углубления рассеивателя (212) и поперечного сечения углубления СИД (211) находится в интервале от 1,01 до 2.

Светоизлучающее полупроводниковое устройство согласно изобретению содержит: подложку; первый слой из полупроводника с проводимостью n-типа, сформированный на подложке; второй слой из полупроводника с проводимостью р-типа; активный слой, расположенный между первым и вторым слоями; проводящий слой, расположенный на втором слое; первый контакт, нанесенный на подложку; второй контакт, нанесенный на проводящий слой, при этом подложка содержит, по меньшей мере, одно сквозное отверстие, выполненное в форме усеченной инвертированной пирамиды, при этом первый, второй, активный и проводящий слои нанесены как на горизонтальные участки подложки, так и на внутренние грани отверстий.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является воспроизведение света практически равномерного цвета. Осветительное устройство 12 включает в себя множество точечных источников 17 света и основание 14, на котором размещены точечные источники 17 света, классифицируемые на два или более цветовых диапазонов А, В и С, в соответствии с цветами света. Каждый цветовой диапазон определяется посредством квадрата, каждая сторона которого имеет длину, равную 0,01 в цветовом графике цветового пространства Международной Комиссии по Освещению 1931. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение может быть использовано при изготовлении твердотельных компактных мощных генераторов субтерагерцового и терагерцового диапазонов частот. Гетеропереходная структура согласно изобретению представляет собой совокупность чередующихся пар узкозонных (GaAs, либо GaN) и широкозонных (соответственно, Ga1-x Alx As, либо Ga1-xAlxN) полупроводниковых слоев. Толщины чередующихся узкозонных и широкозонных слоев выбираются одинаковыми в диапазоне 30…100 нм, узкозонные GaAs и GaN слои многослойной гетероструктуры легируются донорами до концентраций 5·1017…1·1018 см-3, а широкозонные слои Ga1-xAlxAs и Ga1-xAlxN не легируются, количество периодов пар чередующихся GaAs и Ga1-x Alx As (и, соответственно, GaN и Ga1-xAlxN) слоев мультислойной гетероструктуры выбирается от трех до нескольких десятков, мольная доля арсенида алюминия для всех слоев арсенида галлия - арсенида алюминия выбирается из диапазоне 0,20…0,35, а мольная доля нитрида алюминия для всех слоев нитрида галлия - нитрида алюминия выбирается из диапазона 0,35…0,65, при этом в слое Ga1-x Alx As (для системы GaAs-AlAs) и в слое Ga1-xAlxN (для системы GaN-AlN) из пары, наиболее удаленной от подложки, мольная доля арсенида алюминия (соответственно, нитрида алюминия) понижена и составляет около 0.7·Х, а сам этот слой покрыт более толстым (не менее 150 нм) легированным GaAs (соответственно, GaN) слоем. Вариантом заявляемой структуры может быть структура, в которой в слое твердого раствора из пары, ближайшей к подложке, мольная доля арсенида алюминия (соответственно, нитрида алюминия) составляет (0,65…0,75)·Х. Изобретение обеспечивает существенное увеличение мощности твердотельных генераторов субтерагерцового и терагерцового диапазона частот излучения 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Светоизлучающее устройство (1) содержит светоизлучающий диод (2), размещенный на монтажной подложке (3), причем упомянутое устройство имеет боковую периферийную поверхность (6) и верхнюю поверхность (8) и оптически активный слой покрытия (7), причем упомянутый слой покрытия (7) покрывает по меньшей мере часть упомянутой периферийной поверхности (6), простирается от монтажной подложки (3) до упомянутой верхней поверхности (8) и по существу не покрывает верхнюю поверхность (8). При этом по меньшей мере часть упомянутой боковой периферийной поверхности была предварительно обработана, чтобы она стала одной из полярной и аполярной, и при этом композиция покрытия, которая была использована для образования по меньшей мере части упомянутого слоя покрытия, является одной из полярной и аполярной. Также раскрыт способ получения такого устройства и предложен массив светоизлучающих устройств, состоящий из упомянутых выше светоизлучающих устройств. Изобретение обеспечивает возможность снижения потерь эффективности из-за рассеяния света через боковые поверхности светоизлучающего устройства. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

Сид-модуль // 2503093
Согласно изобретению предложен источник света, который содержит СИД-кристалл и люминесцентный преобразователь длины волны, смонтированные бок о бок на основании, причем СИД-кристалл выполнен с возможностью излучения света возбуждения в первом диапазоне длин волн, а люминесцентный преобразователь длины волны выполнен с возможностью преобразования света возбуждения в преобразованный свет во втором диапазоне длин волн; отражатель со встроенным поглощающим слоем, причем отражатель выполнен с возможностью пропускания преобразованного света от люминесцентного преобразователя длины волны, причем встроенный поглощающий слой выполнен с возможностью снижения пропускания отражателем любого света возбуждения, падающего на отражатель под, по существу, непрямыми углами; и отдельный полусферический поглотитель, расположенный вокруг люминесцентного преобразователя длины волны таким образом, что преобразованный свет от люминесцентного преобразователя длины волны проходит через отдельный полусферический поглотитель при нормальном угле падения, а свет возбуждения, пропущенный через отражатель, проходит через отдельный полусферический поглотитель под непрямым углом. Также предложен модуль светоизлучающего диода. Изобретение обеспечивает менее сложный способ удаления света возбуждения из света, выходящего из источника. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 12 ил., 2 табл.

Предложенный способ изготовления полупроводниковых излучателей применяется в технологии квантовой электроники. Получаемые полупроводниковые излучатели предназначены для использования в аппаратуре медицинской диагностики, экологической аппаратуре контроля газовых сред, волоконно-оптических датчиках давления, температуры, вибрации, химического анализа веществ, скорости потока жидкости и газов, в системах связи, контрольно-измерительной аппаратуре. Способ заключается в изготовлении полупроводникового излучателя, в котором торцевую грань, противоположную выводной, активного элемента соединяют с внешним спектрально-селективным отражателем на основе кристаллической брэгговской решетки, имеющей последовательность чередующихся параллельных слоев двух видов полупроводниковых материалов. Излучатель может быть суперлюминесцентный, лазерный одноэлементный, многоэлементный. Способ изготовления полупроводникового излучателя согласно изобретению обеспечивает упрощение технологии изготовления за счет упрощения и ускорения сборки элементов излучателя, увеличение мощности излучения при сохранении стабилизации длины волны и ширины спектра выходного излучения при изменении температуры окружающей среды и тока накачки через активный кристалл, увеличение долговечности и надежности, уменьшение габаритов излучателя, снижение его себестоимости. 8 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 пр.

Изобретение относится к светотехнике, в частности к световым приборам на светодиодах. Сущность изобретения заключается в том, что рабочая поверхность формирующей оптической системы, через которую выводится излучение светодиода, представляет собой в общем случае асимметричную асферическую поверхность. Оптический модуль согласно изобретению содержит светодиод (светодиодный кристалл) и примыкающую к нему формирующую оптическую систему (ФОС), через которую выводится излучение светодиода. Рабочая световыводящая поверхность ФОС представляет собой асимметричную асферическую поверхность, при этом форма рабочей поверхности ФОС определена из решения предложенной системы уравнений. Задача изобретения заключается в создании оптического модуля, обеспечивающего формирование требуемой индикатрисы излучения. 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является уменьшение неравномерности яркости и оттенков. Блок (49) задней подсветки устройства отображения (69) отображения, включающего в себя жидкокристаллическую панель отображения (59), включает в себя основание (41), рассеивающую пластину (43), которая поддерживается посредством основания, и точечный источник света для облучения светом рассеивающей пластины. Точечный источник света включает в себя светодиод (22), установленный на монтажной подложке (21). Предоставляется множество светодиодов, и соответственно они покрываются рассеивающими линзами (24). Оптические оси (OA) рассеивающих линз наклонены относительно рассеивающей пластины, и рассеивающие линзы, имеющие различные наклоны оптических осей, располагаются на основании смешанным образом. Рассеивающие линзы, имеющие оптические оси, наклонные в противоположных направлениях, спариваются, и пары размещаются в матрице. 6 н. и 19 з.п. ф-лы, 12 ил.

Источник света, в котором используют светоиспускающий диод с элементом, преобразующим длину волны, выполнен с возможностью получения неравномерного углового распределения цвета, которое можно использовать с конкретным оптическим устройством, которое трансформирует угловое распределение цвета в равномерное распределение цвета. Соотношение высоты и ширины элемента, преобразующего длину волны, выбирают для получения желаемого неравномерного углового распределения цвета. Использование управляемой угловой неравномерности цвета в источнике света и его использование в применениях, которые трансформируют неравномерность в равномерное распределение цвета, увеличивает эффективность системы по сравнению со стандартными системами, в которых используют равномерный угловой светоиспускающий диод. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил.
Изобретение к полупроводниковым электролюминесцентным излучателям с управляемыми цветовыми характеристиками. Полупроводниковый электролюминесцентный излучатель включает соединенный с источником электропитания полупроводниковый светоизлучающий кристалл, генерирующий световой поток при протекании через него питающего тока, при этом использован кристалл, излучающий свет, по меньшей мере, в двух различных спектральных диапазонах с регулируемым путем изменения параметров электропитания соотношением интенсивностей излучений различного спектрального диапазона. Согласно изобретению использован источник электропитания, снабженный схемой амплитудно-широтной импульсной модуляции питающего тока, обуславливающей изменение величины амплитуды и длительности импульсов питающего тока при обеспечении постоянства силы света генерируемого кристаллом светового потока. Изобретение обеспечивает повышение комфортности зрительного восприятия света, генерируемого излучателем с изменяемыми цветовыми характеристиками. 1 з.п. ф-лы.

Способ изготовления относится к области полупроводниковых светоизлучающих приборов и может использоваться для производства светодиодов. Сущность способа заключается в том, что на световыводящей поверхности GaN-n или GaN-p типов осаждается просветляющее оптическое покрытие SiO2 и в нем формируется микрорельеф в виде наноострий с плотностью 107-108 шт/см2. Данный способ позволяет создавать микрорельефную рассеивающую свет световыводящую поверхность как на GaN n-типа, так и на GaN р-типа без ухудшения параметров гетероструктуры, кроме того, способ предназначен для повышения внешней квантовой эффективности светодиодов на основе GaN. 2 ил., 1 пр.
Наверх