CN104115291A - 改进的发光设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了发光设备和方法。在一种实施方式中，发光设备可包括基台和设置在基台上的发光区。发光区可包括一个或多个发光二极管(LED)、至少部分地设置在一个或多个LED周围的嵌条以及填充材料。填充材料可设置在一个或多个LED的一部分以及嵌条的一部分上。

Description

改进的发光设备和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年2月13日提交的美国临时专利申请序号61/598,171和于2012年3月30日提交的美国部分继续专利申请序号13/435,912的优先权，将其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本文中所公开的主题整体涉及发光设备和方法。更具体地，本文中所公开的主题涉及通过增强的反射率和更加均匀的密封剂而具有增强的亮度的发光设备和方法。
背景技术
在用于提供白光(例如，感知为白色或接近白色)的封装件中可利用发光二极管(LED)芯片或LED，并且发光二极管(LED)芯片或LED作为白炽灯、荧光灯以及卤化金属高强度气体放电(HID)灯产品的替代品正在发展。LED设备的代表性实例包括具有一个LED芯片的设备，其一部分可涂敷有荧光体(phosphor)，诸如，钇铝石榴石(YAG)。荧光体涂层可将从一个或多个LED芯片发射的光转换成白光。例如，LED芯片可发射具有期望波长的光，并且荧光体反过来可发射具有约550nm峰值波长的黄色荧光。观察者将光发射的混合物感知为白光。作为转换白光的荧光体的替代品，在一个设备或封装件中可组合红色、绿色和蓝色(EGB)波长的发光设备以产生被感知为白色的光。
尽管市场上可获得各种发光设备和方法，然而，仍然需要更明亮的设备。一方面，可通过减少在设备密封过程中产生的缺陷来实现更明亮的设备。本文中所描述的发光设备和方法可有利地增强光输出性能，同时促进制造的容易度。
发明内容
根据本公开，提供了非常适用于包括工业和商用照明产品的各种应用的新型发光设备和方法。因此，本文中的本公开的目标是通过部分增强设备内的反射率来提供改进的并且更加明亮的发光设备。本公开的另一目标是减少设备内的影像光的缺陷的出现，并且提供更加均匀的密封剂。
可从本文中的公开内容变得显而易见的本公开的这些目标和其他目标至少全部或部分地通过本文所公开的主题内容来实现。
附图说明
参照附图，在说明书的其余部分中更加具体地阐述包括对本领域普通技术人员而言为最佳模式的本主题的完整并使其能实现的公开内容，其中：
图1是根据本文中的公开内容的发光设备的实施方式的顶部透视图；
图2是根据本文中的公开内容的发光设备的实施方式的侧视图；
图3A和图3B是根据本文中的公开内容的具有一个或多个发光二极管(LED)的图案的发光设备的实施方式的顶视图；
图4是根据本文中的公开内容的具有一个或多个LED的图案的发光设备的实施方式的顶部透视图；
图5是根据本文中的公开内容的发光设备的实施方式的顶视图；
图6是根据本文中的公开内容的发光设备的发光区的第一截面图；
图7是根据本文中的公开内容的发光设备的发光区的第二截面图；
图8是根据本文中的公开内容的发光设备的顶视图；
图9是根据本文中的公开内容的发光设备的间隙区(gap area)的截面图；
图10是根据本文中的公开内容的发光设备的顶视图；
图11至图14B是根据本文中的公开内容的具有一个或多个LED的图案的发光设备的实施方式的顶视图；
图15A和图15B是根据本文中的公开内容的用于LED设备的管芯附接(die attach)技术的示图；
图16至图18是根据本文中的公开内容的发光设备的截面图；以及
图19是根据本文中的公开内容的发光设备的顶视图。
具体实施方式
现将详细参考本文中的主题的可能方面或实施方式，图中示出了本公开的一个或多个实例。提供各种实例来说明主题而不是作为限制。事实上，作为一种实施方式的一部分所示出或描述的特征可用于另一种实施方式以产生又一种实施方式。本公开中所公开和预见的主题旨在覆盖这些修改和变更。
如在各个附图中所示出的，出于说明性的目的，相对于其他结构或部分放大了某些结构或部分的尺寸，并且因此，某些结构或部分的尺寸被设置为示出本主题的整体结构。而且，参考形成在其他结构、部分或两者中的结构或部分描述了本主题的各个方面。本领域技术人员将认识到，参考形成“在”另一结构或部分“上”或“上方”的结构预期可能存在另外的结构、中间部分或这两者。在没有中间结构或部分的情况下形成“在”另一结构或部分“上”的结构或部分在本公开中被描述为“直接”形成“在”该结构或部分“上”。同样，将认识到，当元件被称为“连接”、“附接”或“耦接”至另一元件时，其可直接连接、附接或耦接至另一元件，或者可存在中间元件。相反，当元件被称为“直接连接”、“直接附接”或者“直接耦接”至另一元件时，则不存在中间元件。
而且，在本文中使用诸如“在…上”、“在…上方”、“上部”、“顶部”、“下部”或“底部”等的相对术语来描述如图中所示的一个结构或部分于另一结构或部分的关系。将理解，诸如“在…上”、“在…上方”、“上部”、“顶部”、“下部”或“底部”等的相对术语旨在包括除图中所描绘的方位之外的设备的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为“在”其他结构或部分“上方”的结构或部分将被定位“在”其他结构或部分“下方”。同样，如果图中的设备沿着轴旋转，则被描述为“在”其他结构或部分“上方”的结构或部分将被定位成“毗邻”其他结构或部分或者在其他结构或部分“的左侧”。类似的标号指代遍及全文的类似元件。
根据本文中所描述的实施方式的发光设备可包括在生长基板(例如，碳化硅基板)上制作的基于第III-V族氮化物(例如，氮化镓)的发光二极管(LED)或激光器，诸如，由Cree,Inc.(Durham，North Carolina)制造和出售的设备。例如，本文中所讨论的碳化硅(SiC)基板/层可以是4H多型体碳化硅基板/层。然而，可使用诸如3C、6H和15R多型体的其他碳化硅备选多型体。从本主题的受让人(assignee)Cree,Inc.(Durham，N.C)可获得适当的SiC基板，并且在科学文献以及很多共同转让的美国专利(包括但不限于美国专利No.Re.34,861、美国专利No.4,946,547以及美国专利No.5,200,022)中阐述了用于生产这种基板的方法，通过引用将其全部公开内容结合于此。本文中预期了任何其他合适的生长基板。例如，蓝宝石和碘化钾可被用作用于制造本文中所描述的LED或激光器的生长基板。
如在本文中使用的，术语“第III族氮化物”是指氮与周期表的第III族中的一个或多个元素之间形成的半导体化合物，通常为铝(Al)、镓(Ga)和铟(In)。术语还指诸如GaN、AlGaN和AlInGaN的二元、三元和四元化合物。第III族元素可与氮结合以形成二元化合物(例如，GaN)、三元化合物(例如，AlGaN)和四元化合物(例如，AlInGaN)。这些化合物可具有其中一摩尔的氮与总共一摩尔的第III族元素结合的经验式。因此，诸如AlxGa1-xN(其中，1>x>0)的化学式通常用于描述这些化合物。用于第III族氮化物的外延生长(epitaxial growth)的技术已经得到合理的开发并且在适当的科学文献中进行了报道。
尽管本文中所公开的LED的各种实施方式包括生长基板，然而，本领域技术人员将理解，可移除包括LED的外延层在其上生长的晶体外延生长基板，并且独立外延层可设置在替代载体基板(carrier substrate)或者可具有不同于原始基板的热、电气、结构和/或光学特征的基板上。本文中所描述的主题并不局限于具有晶体外延生长基板的结构并且可与其中外延层已经从原始生长基板移除并且粘结至替代载体基板的结构结合使用。
例如，在生长基板(诸如，碳化硅基板)上可制作根据本主题的某些实施方式的基于第III族氮化物的LED，以提供水平设备(具有在LED的同一侧上的电气触点)或者垂直设备(具有在LED的相对侧上的电气触点)。而且，在制作或移除之后(例如，通过蚀刻、磨削(grinding)、抛光等)，生长基板可保持在LED上。例如，可移除生长基板，以减小所产生的LED的厚度和/或减少通过垂直LED的正向电压(forward voltage)。例如，水平设备(有或无生长基板)可倒装结合至(例如，使用焊料)或配线结合至载体基板或印刷电路板(PCB)。垂直设备(有或无生长基板)可具有焊结至载体基板、安装焊盘(pad)或PCB的第一端子以及配线结合至载体基板、电气元件或PCB的第二端子。通过举例的方式，在美国公开No.2008/0258130(Bergmann等)和美国公开No.2006/0186418(Edmond等)等中讨论了垂直和水平LED芯片结构的实例，在此通过引用将将其全部公开全部内容结合于此。
如进一步所描述的，可利用一种或多种荧光体来至少部分地涂覆一个或多个LED，其中，荧光体吸收至少部分LED光并发射不同波长的光，从而LED发射来自LED和荧光体的光的组合。在一种实施方式中，LED发射白光(其是从LED芯片和荧光体发射的光的组合)。可使用多种不同的方法来涂覆和制作一个或多个LED，其中，一种合适的方法在均题为“Wafer Level Phosphor Coating Method and Devices Fabricated UtilizingMethod”的美国专利申请序列号11/656,759和11/899,790中进行了描述，通过引用将其全部内容结合于此。在题为“Phosphor Coating Systems andMethods for Light Emitting Structures and Packaged Light Emitting DiodesIncluding Phosphor Coating”的美国专利申请序号12/014,404和题为“Systems and Methods for Application of Optical Materials to OpticalElements”的继续部分申请美国专利申请序号12/717,048中描述了用于涂敷一个或多个LED的其他合适的方法，通过引用将其全部内容结合于此。也可使用诸如电泳沉积(EPD)的其他方法来涂覆LED，其中，在题为“CloseLoop Electrophoretic Deposition of Semiconductor Devices”的美国专利申请序号11/473,089中描述了合适EPD方法，同样通过引用将其全部内容结合于此。应理解，根据本主题的LED设备、***和方法也可具有不同颜色的多个LED，其中的一个或多个可发射白光。
现参考图1至图15B，图1示出了整体以10表示的发光或LED设备的顶部视图。LED设备10可包括用于支撑一个或多个LED的基台(submount)12。一方面，整体以16表示的发射区可设置在基台12上。一方面，发射区16可相对于LED设备10大致设置在中央处。可替代地，发射区16可设置在LED设备10上的任意位置中，例如，拐角或者边缘附近。一方面，发射区16可包括大致为圆形的形状。在其他方面，发射区16可包括任何其他合适的形状，例如，大致为正方形、椭圆性或矩形的形状。LED设备10可包括单个发射区16或者一个以上的发射区16。特别地，LED设备10可包括为发射区形式的均匀光源，这能够简化需要单个部件的照明产品的制造商的制造工艺。LED设备10可进一步包括至少部分地设置在发射区16周围的保持材料14，其中，保持材料14可被称为坝(dam)。保持材料14还可设置在至少一个静电放电(ESD)保护设备上，诸如，齐纳(Zener)二极管44(图9)。在某些方面，保持材料可设置在串联连接在两个电气元件之间的两个齐纳(Zener)二极管44上(图8)。
基台12可包括任何合适的安装基台或基板，例如，印刷电路板(PCB)、金属芯印刷电路板(MCPCB)、外部电路、或者诸如LED的照明设备可安装和/附接在其上的任何其他合适的基台或基板。发射区16可与基台12电和/或热通信。一个或多个中间层可设置在发射区16与基台12之间，从而发射区16间接地设置在基台12上，从而与基台12间接地电和/或热通信。可替代地，发射区16可直接安装在基台12上，从而与基台12直接地电和/或热通信或者连接。一方面，例如但不限于，基台12可包括22毫米(mm)×22-mm平方米占用面积的紧凑尺寸(compact dimension)。在其他方面，基台12可包括任何合适的尺寸和/或形状，例如，圆形或者矩形形状。
发射区16可包括多个LED芯片或者诸如图7所示的设置在填充材料40之内和/或下面的LED25。LED25可包括任何合适的尺寸和/或形状。例如，LED25可具有矩形、正方形或任何其他合适的形状。一方面，填充材料40可包括具有在适于任何所需光发射(例如，适于白光变换)的量中的预定或选择性量的荧光体和/或发光体(lumiphor)的密封剂。填充材料40可与从多个LED25发射的光相互作用，从而，可观察到所感知的白光或者任何合适和/或期望波长的光。可使用密封剂和/或荧光体的任何合适的组合，并且可使用用于产生期望的光发射的不同荧光体的组合。在其他方面，填充材料40可包括模制透镜材料。填充材料40基本不透明，从而发射区16可根据例如所使用的荧光体的量和类型为基本不透明的(如图1所示)，透明的(transparent)或者半透明的。可适配用于分配或放置在发射区16的至少一部分周围的保持材料14。在放置保持材料14之后，可在设置在保持材料14的一个或多个内壁之间的空间内选择性地将填充材料40填充至任何合适的水平(level)。例如，可将填充材料40填充至等于保持材料14的高度的水平或者高于或低于保持材料的任何水平。填充材料40的水平可以是平面或以任何合适的方式弯曲(诸如，凹入或凸出)。
仍然参考图1，LED设备10还可包括整体以20表示的开口或孔，该开口或孔可设置成通过或至少部分通过基台12，以便于LED设备10附接至外部基板或表面。例如，通过至少一个孔20可***一个或多个螺丝，以将设备10固定至另一构件、结构或基板。LED设备10还可包括一个或多个电气附接表面18。一方面，附接表面18包括诸如焊料触点的电气触点。附接表面18可以是任何合适的配置、尺寸、形状和/或位置并且可包括正电极端子和负电极端子，当连接至外部电源时，电流或信号能够通过正电子端子和负电极端子。当使用电焊、焊接或任何已知的其他合适的附接方法时，可将一条或多条导电配线(未示出)附接或电连接至附接表面18。电流或信号可从电连接至附接表面18的外部配线流入LED设备10并且进入发射区16以便于光输出。附接表面18可与包括一个或多个LED25的发射区16电通信。附接表面18可与第一和第二导电迹线33和34(见图8)电通信并且因此与可使用电连接器来电连接的LED25电通信。电连接器可包括用于将LED25电连接至第一和第二导电迹线33和34的焊线(wirebond)或者其他合适的构件。
LED设备10可进一步包括用于表示LED设备10给定一端的电极性的指示标记或符号。例如，第一符号22可包括表示LED设备10的一端包括正电极端子的“+”标记。第二符号23可包括表示LED设备10的一端包括负电极端子的“-”标记。一个或多个测试点15可位于设备的正极端或负极端附近，以测试LED设备10的电气和/或热性能。一方面，测试点15可被设置在LED设备10的负极端或端子附近。
图2示出了LED设备10的侧视图。如图1和图2所示，保持材料14可包括设置在发射区16的至少一部分周围并且设置在基台12上的大致为圆形的坝。保持材料14可分配、位于或不然放置在基台12上并且可包括任何合适的尺寸和/或形状。保持材料14可包括任何合适的反射材料并且可包括清亮的(clear，透明)或不透明的白色材料，诸如，例如硅酮(silicone)或环氧树脂材料。例如，可使用诸如二氧化钛(TiO2)的填充颗粒并且将其添加到保持材料14中以提供不透明的材料。可使用其中可形成任何合适尺寸和/或形状的坝的自动分配机(dispensing machine)来使保持材料14分配或沉积在合适位置。一方面，尽管可分配如示出的圆形形状，但也可设置任何其他配置，诸如，例如矩形配置、弯曲配置和/或所期望的配置与截面形状的任意组合。图2示出了LED设备10的侧视图，保持材料14可包括圆形外壁，从而与基台12相对的保持材料14的上表面为圆形。保持材料14的圆形或弯曲外壁24可进一步提高由LED设备10反射的光量。
保持材料14可包括现有技术中已知的任何材料，例如，包括7％气相二氧化硅(fumed silica)+3％TiO2+甲基硅烷的硅酮材料。一方面，保持材料14被适配成反射光，并且可包括和/或涂敷有反射材料。如图3A和图3B所示，可在焊接一个或多个LED25之后，分配保持材料14，从而保持材料14设置在焊线26上并且至少部分地覆盖焊线26，以将诸如每条焊线26的一端的至少一部分包含在保持材料14内。在图3A和图3B中，用于LED25的串的电气端的焊线26可设置在保持材料14内。例如，串的电气端可包括给定组的LED(诸如设置在保持材料14内的LED25)的第一个和最后一个或者最外边缘LED25A。一方面，在室温下的分散过程中，保持材料14可以是“平面化的”，以进行准确的体积和/或高度控制。TiO2的添加能够增强关于发射区16的反射，以进一步优化LED设备10的光发射。可添加气相二氧化硅作为触变剂。分散保持材料14可增加板空间和经受高压的能力。在某些方面，LED设备10可以42伏特(V)或更高电压操作。图3A、图3B和图4示出了没有填充材料40层的发射区16。图3A和图3B示出了LED设备10以及LED的包括至少一种图案或布置的发射区16。LED25可布置、设置或安装在导电焊盘(pad，垫片)30上。LED25可布置或设置成可包括一串或多串LED的LED组，并且例如，给定组的LED可以是串联电连接或者任何其他合适配置的一串或多串LED。可设置一组以上的LED，并且每组LED可布置成平行于一个或多个其他LED组。如本文中进一步描述的，任何给定组或LED串中的LED可被布置成任何合适的图案或配置，并且甚至给定组或LED串中的LED可被布置或设置成一种或多种不同图案或配置。例如，图3A示出了被布置成三种图案的至少三组LED，例如，第一图案P1、第二图案P2以及第三图案P3。图案P1、P2和P3中的每一个可包括在发射区16上一致性的图案设计。可使用图案P1、P2和/或P3中的一种以上的图案。图案P1、P2和/或P3的每一个可变换或布置成任何合适的配置。出于说明性的目的，仅示出了三种图案。预期任意数量的图案或布置，并且图案可包括任何合适的设计，例如，棋盘设计或网格设计或者其中LED可在至少两个方向上至少大致对齐的布置。图3B示出了布置成例如将图3A中示出的图案P1、P2和P3中的一种或多种进行组合的第一图案P1A、第二图案P2和第三图案P3A的图案的至少三组LED。例如，图案P1A和P3A可包括一种以上的图案的组合。一方面，图案P1A可包括网格布置或图案以及直线布置或图案。一方面，图案P3A可包括棋盘和直线图案设计。图案P1A和P3A的每一个可包括14个LED25，七个LED设计有一种图案。出于说明性的目的，仅示出了两种组合。然而，应注意，每组LED可包括具有两种以上的图案的组合。
仍然参考图3A和图3B，导电焊盘30可以是导电和/或导热的并且可包括任何合适的导电和/或导热材料。一方面，导电焊盘30可包括导电金属。一方面，如图3A所示，发射区16可包括在导电表面或焊盘30上布置成单个图案的一个或多个LED25。可替代地，可设置如图3B所示的布置在导电焊盘30上的作为一种以上图案的LED的组合(诸如LED25)的LED。如上所述，发射区16可包括不同布置或图案的组合，例如，第一图案P1、第二图案P2和/或第三图案P3的组合，以优化光发射和设备亮度。设置在导电焊盘30上的每组或每串LED25可包括最***LED25A(一个或多个LED25设置在其间)。每串LED25可包括相同或者不同的图案，例如，图案P1、P2和/或P3。LED25的串可包括相同和/或不同颜色或者波长范围(wavelength bin)的二极管，并且不同颜色的荧光体可用于布置在相同或不同颜色的LED25上的填充材料40中，以实现期望波长的发光。一种或多种LED25的图案可包括发射区16内的LED阵列。
图3A、图3B和图4示出了包括例如10条或10串LED25的发射区16。每串LED25可包括电连接在电气端(诸如可连接至相应电气元件的最***LED25)之间的任意合适数量的LED。一方面，每串LED25可包括至少14个LED。一方面，LED设备可包括布置成阵列的至少140个LED。布置、图案和/或多种图案的组合在本文中可包括用于优化从LED设备10发射的光的颜色均匀度和亮度的阵列。使用用于附接相邻LED25的粘结焊盘(bond pad)的一条或多条焊线26可将LED串联电连接。一方面，如图3A所示，第一图案P1可包括第一和第十串的14个LED25。第一图案P1可包括设置在电气端(诸如，该系列的第一个和最后一个或者最***的LED25A)之间的LED25的两条反向线。一方面，第一图案P1包括在本文中被称为网格的布置、图案或者设计，其中，至少两个LED在至少两个方向上至少大致对齐，并且可包括位于一组或一串LED的相对端处的单个未对齐的LED。包括第一图案P1的每个LED25可串联电连接。一方面，第二布置或第二图案P2均可设置成邻近于第一图案P1，例如，位于LED25的第二串至第九串。一方面，第二图案P2可包括总共14个LED25，其中，14个LED25中的每一个可沿着直线设计或者布置中的水平线布置成邻近于彼此，并且14个LED25中的每一个可串联电连接。可以诸如串联的任何合适的配置或布置连接任何合适数量的LED25，以形成具有合适图案的串。应注意，当串联连接LED25以使得上一LED的正极或负极电连接至随后的LED的相反极性的电极，以允许电流正确地流经该串LED25。
图3A中所示的第三图案P3可包括具有棋盘设计的棋盘图案或者串联电连接的LED25的布置。一方面，至少14个LED25可包括棋盘图案，并且第三图案P3可设置在具有第二图案P2的LED串之间和/或与具有第二图案P2的LED串交替。棋盘图案或者第三图案P3可包括在上方和下方水平线上交替的一组LED25。图案P1、P2和P3并不局限于至少14个LED图案的形状，而是图案可包括任何合适的布置和任何合适数量的LED25。出于说明性的目的，尽管示出了三种图案，但可使用任何合适数量的图案。通过确保导电焊盘30上的均匀覆盖和空间对齐，第三图案P3的交替的LED25可优化光输出，从而使得光发射均匀并且得到改进。第三图案P3可从第三至第八串LED25重复。图案P1、P2和/或P3的每一个的给定LED25的串中的第一个和最后一个LED25A可电连接至第一导电迹线(conductive trace)33和第二导电迹线34(见图7和图8)，以接收和传输电流或信号并照明给定串的LED25。
甚至在发射区16中的单组或单串LED也可包括具有一种以上的图案或配置的LED。例如，图3B示出了发射区16中的一种可能布置的LED的一方面，其中，存在LED25的至少两个组(在此示出为串但并不限于此)，并且其中，LED25的某些组或串相对于LED的另一组或串布置成不同的图案或配置并且甚至布置在单个LED的组或串内。任何两个给定的单独的LED25的组或串可电连接成图案，从而在两组或两串LED中的每一个内的某些或全部LED可布置成不同图案、相同图案或图案的任何组合。换言之，任何给定组或串中的LED不仅相对于该组或串中的LED可设置成不同或相同的图案，而且还可相对于另一组或串的LED设置成任何图案，并且一方面，两组或两串可平行于彼此。例如，一方面，图3B中的LED25可设置成使得发射区16包括不同布置或图案的组合，例如，第一图案P1A、第二图案P2A和/或第三图案P3A，以优化光发射和设备亮度。
如上所述，图案P1A和P3A示出了两种不同图案的组合，例如，棋盘、直线和/或网格布置中的至少两种，然而，在此还预期两种以上的图案的组合。尽管仅公开了三种图案布置(即，棋盘、网格、直线)，但是可使用任何合适的布置或图案设计。设置在导电焊盘30上的每串LED25可包括电气端。一方面，串的电气端可包括其中一个或多个LED25设置在其间的最***的LED25A。每组和每串LED25可包括相同或不同的图案，例如，图案P1A、P2A和/或P3A。LED25的组或串可包括相同和/或不同颜色或者波长范围的二极管，并且不同颜色的荧光体可用于设置在具有相同或不同颜色的LED25上的填充材料40(图7)，以实现期望波长的发射光。LED25的一个或多个图案可包括发射区16内的LED阵列。如图3B所示，例如，在图案P3A中，LED25的组可包括所布置的其中第一LED的主(即，长)轴设置在与至少第二LED的主轴不同的方位上的矩形LED。即，给定组的LED25可包括位于不同方位上的LED25。在其他方面，例如，如图3A所示，图案P2和图案P3可包括其中主轴对于给定的组是相同的但是与其他组的方位不同的矩形LED25的组。
本文中所描述的各种LED布置和设备设计有利于提供这样一种发光设备：具有优异的性能和输出，同时仍为其中存在压力以提供小型的设备并且同时保持质量性能和光输出的小型发光设备。
图5示出了整体以50表示的在形式和功能上类似于LED设备10的LED设备的第二种实施方式。LED设备50可包括基台12和设置在基台12上的发射区16。发射区16可包括任何合适的尺寸、形状、数量和/或设置在基台12上的任何合适位置。保持材料14可设置在基台12上并且至少部分地在发射区16周围。LED设备50可包括设置成通过基台12的一个或多个开口或孔20，以便于将LED设备10附接至外部基板或表面。LED设备50可包括用于指示LED设备50的电极性的第一符号22和第二符号23。LED设备50示出了设置在设备的正极或一侧的用于测试LED设备50的电气和/或热性能的测试点15。LED设备50可进一步包括电连接至一条或多条外部配线(未示出)的至少一个电气附接表面18，以便于电流流入LED设备50的发射区16。一方面，附接表面18可包括具有弯曲拐角的形状。当将一条或多条外部导电配线(未示出)附接至LED设备50时，相比尖锐的拐角，使附接表面18的拐角或边缘变圆可更好地包含设备上的焊料流。
图6示出了沿着图3A和图3B的导电焊盘30的边缘的截面的一部分，其中，发射区16未被填充诸如密封剂和/或荧光体的填充材料40。图6示出了包括发射区16内的给定LED串的最***LED25A以及相邻LED的LED25。图7示出了其中填充材料40设置在发射区16上的图1的截面的一部分。出于说明性的目的，图7中示出了串联电连接的四个LED25。然而，如上所述，LED25的每个串或图案可包括任何合适数量的LED25。一方面，每串LED可包括14个LED25。图6和图7示出了由一条或多条焊线26串联连接的一个或多个LED25。LED25可布置在导电焊盘30上并且直接或者间接通过一个或多个中间层与导电焊盘30进行热传递。使用本领域中已知的任何附接装置，可将LED25附接至导电焊盘30或者中间层。一方面，使用焊膏、环氧树脂或焊剂可附接LED25。导电焊盘30可作为基台12的一块整体形成或者可包括设置在基台12上的单独层。导电焊盘30可散发由一个或多个LED25产生的热。
如图6和图7进一步示出的，对于LED25的系列、串或图案的诸如最***LED25A的每串电气端可电气通信或连接至一个或者多个电气元件。电气元件可包括被配置为流入或者供应电信号或电流至LED25的相应串的第一导电迹线33和第二导电迹线34。第一导电迹线33和第二导电迹线34其中一个可包括阳极并且另一个包括阴极。如上所述，电极性可由之前讨论的第一符号22和第二符号23表示(图1)。导电焊盘30与导电迹线33和34可包括任何合适的导电和导热材料并且可包括相同或者不同的材料。一方面，导电焊盘30和导电迹线可包括使用任何合适的技术沉积在基台的一部分上的铜(Cu)层(例如，图7的介电层36)。电绝缘焊料掩模(solder mask)32可至少部分地设置在导电焊盘30与相应导电迹线33和34之间，从而当使用焊料将一个或多个LED25附接在导电焊盘30上时，焊料不能与导电迹线33和34电连接，从而引起一串或多串LED25电气短路。
图6示出了保持材料14相对发射区16的各种放置区域、位置或地点。一方面，保持材料14可设置在发射区16的至少一部分或者整体周围。常规设备可包括与位于在诸如图6中虚线所示的现有技术位置PA的位置并且沿着其中焊料掩模32接触第一导电迹线34的边缘设置的分配坝相对的模制件。本主题设想设置在区域、位置或地点R1、R2和/或其间的任何位置处的保持材料14。当保持材料14设置在位置R1或R2处时，其可设置在一条或多条焊线26(其将最***的LED25A连接至诸如导电迹线34的电气元件)的至少一部分上并且将其覆盖。当位于位置R1处时，保持材料14可至少部分地设置在焊料掩模32与连接至LED25的相应串的最***LED25A的焊线26的每一个上。一方面，当位于位置R1处时，保持材料14可完全地设置在焊料掩模32的设置在导电焊盘30与导电迹线34之间的部分上和/或完全的设置在焊线26上。另一方面，保持材料14可设置在并且至少部分地或完全地覆盖设置在发射区16中的每串LED25的每个最***LED25的每条焊线26。保持材料可分配在基台12上的预定位置上，以设置保持材料14与一个或多个LED25之间的合适距离。显然，当位于位置R1处时，保持材料14可消除对料掩模32的需求，因为保持材料14将设置在导电焊盘30与第一和/或第二导电迹线33、34之间。位置R2示出了至少部分设置在焊料掩模32上并且至少部分设置在最***LED25A的焊线26上的保持材料14。如示出的，根据本公开主题的保持材料14可包括大致圆形或半球形形状的截面。使保持材料14变圆能够增加发射和/或反射光的表面面积。
图7示出了一个或多个LED25的串，出于说明性的目的，示出了四个LED25，但是LED25的串可包括任何合适数量的LED，例如，串联布置的14个LED25。图7示出了LED25可安装或不然布置在其上的基台12的截面。例如，基台12可包括导电焊盘30、第一和第二导电迹线33和34以及至少部分设置在导电焊盘30与导电迹线33和/或34的每一个之间的焊料掩模32。如上所述，如果保持材料位于邻近于每串的电气端(例如，诸如，邻近于最***LED25A)，例如，在位置R1处，可除去导电焊盘30与第一和第二导电迹线33和34之间的焊料掩模32，因为不再需要。焊料掩模32可设置在导电迹线33和34与附接表面18之间(图8)，在图7中保持材料14附近处(保持材料14的外壁24附近)可看出其近端边缘。基台12可进一步包括介电层36和芯层38。出于说明性的目的，基台12可包括MCPCB，例如，通过Chanhassan,MN的Bergquist公司可获得并且制造的MCPCB。然而，可使用任何合适的基台12。芯层38可包括导电金属层，例如，Cu或铝(Al)。介电层36可包括电绝缘、但导热的材料，以通过基台12协助散热。例如，图7示出了在位置R2处的至少部分地布置在焊料掩模32与连接至导电迹线33和34的焊线26的每一个上的保持材料14。图7示出了设置在一个或多个LED25上的填充材料40。填充材料40可选择性地填充至高于、低于或者等于保持材料14的高度的任何合适水平。如示出的，最***LED25的焊线26可至少部分地设置在保持材料14内。
图7进一步示出了可选择性填充在LED设备10内的填充材料40的第一高度H1和第二高度H2的实例。第一高度H1可包括填充材料40设置在LED25上的高度。由于工艺可变性，高度可变，因此，可使用并且控制在LED25的串以上的平均高度以实现最佳亮度。第二高度H2可包括填充材料40选择性地设置在导电焊盘30的顶面上的高度。例如，可通过控制保持材料14的位置并且是否假定位置R1、R2或者其间的任何位置，控制第二高度H2。还可通过控制分配到由保持材料14限定的腔中的填充材料40的量，控制第二高度H2。
控制在由保持材料14限定的腔或者坝内的填充材料40的体积能够影响第一高度H1和/或第二高度H2，并且能够显著地允许细调或者微调从LED设备10发射的光的颜色或者波长。因此，微调LED设备10的颜色可理想化地将产量提高至100％。例如，包括在填充材料40中的影响颜色的成分(包括但不限于荧光体)的量可选择性根据设备10内使用的LED25的波长来选择性地将第一高度H1和/或第二高度H2控制在将填充材料40填充到发射区16内的水平以下或者以上。例如，保持材料14的位置，例如，将保持材料定位在R1,R2或者其间的任何位置或距离处，也能够影响第一高度H1和/或第二高度H2。根据变化，例如，荧光体的体积与填充材料40的整个分配容量体积之比，可对多台设备或者每台设备、或者封装件实现微调颜色。根据选择用于给定设备的LED25的波长范围可调整荧光体体积与填充材料40的整个分配容量体积之比，以获得LED设备10的整体理想波长输出。例如，通过控制由保持材料14设置的坝的直径和/或保持材料14的高度(其每一个可影响高度H1和/或H2并且由此影响填充材料的体积)，可从而微调各种设备10的颜色，从而获得更高的工艺良率。显然，选择性地控制填充材料的体积使得能够细调影响填充材料的颜色的成分，允许由一个或多个LED产生的光落在预定的精确的颜色范围内。
图8示出了在将保持材料14布置、分配或不然放置在发射区16的至少一部分周围之前包括基台12的LED设备10。出于说明性的目的，仅示出了第一串LED25，然而，如上所述，发射区可包括一串以上的串联电连接的LED25。一方面，LED设备10包括10串串联连接的LED25。如示出的，在放置保持材料14之前，基台12可包括以大致圆形的布置来布置在导电焊盘30周围的第一和第二导电迹线33和34，因此，布置在导电焊盘30上的LED能够通过焊接(wirebonding)和焊线(wirebond)26或者通过任何其他合适的附接方法电连接至每条迹线。如示出的，每串的电气端可电连接至导电迹线。例如，一方面，每串的电气端可包括相应串的LED25的相应串的能够电连接至导电迹线的最***的LED25A。
至少一个间隙42可存在于导电迹线33与34之间，并且本文中所公开的LED设备10和设备可进一步包括防止来自位于或者设置在间隙42内的ESD的损坏的元件。一方面，可使用不同的元件，诸如，各种垂直硅(Si)齐纳二极管、布置成反向偏压于LED25的不同LED、表面贴装压敏电阻以及横向Si二极管。一方面，至少一个齐纳(Zener)二极管44可设置在第一导电迹线33与第二导电迹线34的端之间并且相对于LED25的串反向偏压。一方面，两个齐纳(Zener)二极管44可使用一条或多条焊线46串联电连接在第一导电迹线33与第二导电迹线34之间以用于高压应用。由于齐纳(Zener)二极管44通常是黑的并且吸收光，所以将至少一个齐纳(Zener)二极管44放置在导电迹线33与34之间的间隙42内并且还放置在保持材料14以下可进一步提高光输出强度。
图8还示出了用于导电焊盘30的一种可能性位置。即，导电焊盘30可包括设置在导电迹线33与34之间的大致定位在中央的圆形焊盘。然而，导电焊盘30可定位在基台上的任何合适位置和除设备大致中心处之外的任何位置。焊料掩模32可至少部分地设置在相应导电迹线与导电焊盘30之间，因此，焊料掩模32包括围绕导电焊盘30的大致为圆形的布置。焊料掩模32还可设置在导电迹线的外部区域中，例如，设置在相应导电迹线与一个或多个附接表面18之间。虚线52示出了包括导电迹线33和34的导电和/或导热材料的尺寸和/或形状的一种可能方面。虚线示出了如何将材料设置在焊料掩模32下方。因此，附接表面18与相应导电迹线进行电和/或热通信，并且可包括相同的材料层。外部导电配线(未示出)可电连接至附接表面18，并且电流或信号可从附接表面18流入相应导电迹线中。电流能够沿着由设置在焊料掩模32层下方的由虚线52表示的导电材料流动。电流可流入和/或流出导电迹线并且由此流入和流出安装在导电焊盘30上的LED25的相应串。
如上所述，齐纳(Zener)二极管44通常是黑的并且吸收光。图9示出了在放置保持材料之后的齐纳(Zener)二极管44。一方面，保持材料14可至少部分地设置在至少一个齐纳(Zener)二极管44上。另一方面，保持材料14可整体设置在至少一个齐纳(Zener)二极管44上，从而完全覆盖二极管以进一步提高光输出强度。齐纳(Zener)二极管44可设置在导热和/或导电表面或者区域54上，从而电流能够通过二极管44流入焊线46并且流入相应的导电迹线33和34中。
本文中所公开的LED设备有利地在提供等同或更大亮度的同时消耗较少的能量。一方面，当用于传统筒灯应用时，基于LED设备10和/或50的照明器能够提高比26瓦特的CFL或者100瓦特的白炽灯多38％的照明度，同时仅消耗14瓦特。一方面，LED设备10可实现相当于60瓦特的A-lamp，同时仅消耗11瓦特。LED设备10可包括为11瓦特的1050流明或者为27瓦特的2000流明的光输出，并且具有3000-K暖白色温度。
图10示出了整体以55表示的LED设备的另一种实施方式。LED设备55示出了在将保持材料14设置、分配或不然放置在发射区16的至少一部分周围之前的基台12。出于说明性的目的，仅示出了第一串LED25，然而，发射区可包括一串以上的串联电连接的LED25。每串LED25可包括相同或者不同的图案。在放置保持材料14之前，基台12可包括以大致为圆形的布置来布置在导电焊盘30周围的第一和第二导电迹线33和34，从而布置在导电焊盘30上的LED可通过经由焊线26的焊接或者任何其他合适的附接方法电连接至每条迹线。如示出的，相应串的LED25的最***LED25A可电连接至导电迹线。事实上，对于本文中所描述的LED设备，发射区16可包括至少部分地由最***LED25A限定的单个未划分的安装区域，其中，最***的LED25A经由焊线焊接至接触区域，诸如，导电迹线33和34。不是最***LED25A的LED25经由焊线26焊接成具有一种或多种图案或者阵列的串。
至少一个间隙42可存在于导电迹线33与34之间。在该实施方式中，一个或多个ESD保护设备或者齐纳(Zener)二极管44可设置在间隙42内并且可电连接或者安装至导电区域54。在本实施方式中，导电区域54可包括大于齐纳(Zener)二极管44的占用面积的面积。齐纳(Zener)二极管44可位于第一导电迹线33与第二导电迹线34的端之间的导电区域54上。齐纳(Zener)二极管44可相对于一串或多串LED25反向偏压。例如，当使用一个齐纳(Zener)二极管44时，一条或多条焊线46可将导电区域54连接至第一导电迹线33和第二导电迹线34中的其中一条，从而齐纳(Zener)二极管44可相对于LED25的串反向偏压。由于齐纳(Zener)二极管44通常为黑的并且吸收光，所以将至少一个齐纳(Zener)二极管44放置在导电迹线33与34之间的间隙42中并且还放置在保持材料14(图9)下面可进一步提高灯输出强度。
图10还示出了测试点15的一个可能位置。测试点15可设置在由对应于设置在焊料掩模下方的导电材料的虚线52标记的区域内。虚线52示出了可设置在基台12上或中以将导电迹线33和34与附接表面18电耦接的导电材料的尺寸和/或形状的一种可能方面。电耦接允许将电流从附接表面18传递至电连接至迹线33和34的一串或多串LED25。虚线示出了如何将材料设置在焊料掩模32下方。因此，测试点15和附接表面18与相应的导电迹线电和/或热通信并且可包括相同的材料层。焊料掩模32可至少部分地沉积或设置在相应的导电迹线与导电焊盘30之间，从而焊料掩模32包括围绕导电焊盘30的大致为圆形的布置，出于方位飞目的并且为了保持材料14适当对齐，导电焊盘30可包括一个或多个痕迹或者凹口62.
焊料掩模32还可沉积在导电迹线外部的区域中，例如，设置在相应导电迹线与一个或多个附接表面18和/或测试点15之间。外部导电配线(未示出)可电连接至附接表面18，并且电流或信号可从附接表面18流入相应的导电迹线中。电流可沿着由虚线52所指示的设置在焊料掩模32层下方的导电材料流动。电流可流入和/或流出导电迹线并且由此流入和流出安装在导电焊盘30上的LED25的相应串。一方面，测试点15可允许在使用任何合适的温度传感器(未示出)进行探测时测试该设备的热性能。由图10示出的布置(即，在放置导电材料14之前的导电迹线33和34、导电区域54、齐纳(Zener)二极管44以及测试点15的位置)可对应于之前所描述的LED设备(例如10和50)中的任一种个或者例如在图11至图14中所描述的任何设备。例如，在图11至图14中所描述的LED设备可包括整体以20所表示的至少一个开口或孔，该至少一个开口或孔可设置成通过或者至少部分通过基台12，以便于将LED设备附接至外部基板或表面。此外，第一符号22和第二符号可用于指示LED设备的包括正电极端子和负电极端子的部分。一个或多个测试点15可位于邻近设备的正极或负极端，以测试LED设备的电和/或热性能。
图11至图14示出了LED设备的不同实施方式的顶部视图。这些设备在许多方面类似于之前所描述的LED设备10和50，但是除了通过图案变化获得不同的光输出之外，还可用于一系列低压和/或高压应用。例如，图11示出了整体以60表示的可用于低压应用的LED设备的一种实施方式。一方面并且例如但不限于，LED设备60可操作在近似16V。一方面，LED设备60可操作在小于近似16V，例如，14V至16V。一方面，LED设备60可操作在大于近似16V，例如，16V至18V。一方面，使用140个以上的LED25(例如，多于LED设备10)并且改变LED25的图案可运行LED设备60操作在更低的电压应用中。一方面，通过将小于14个的LED25串联或串电连接在一起可改变图案。
图11示出了在发射区16内形成矩形阵列的布置成两种图案的LED25的至少两组LED。例如，第一组LED可包括之前所描述的第二图案P2。第二组LED可包括第四图案P4。例如，每个图案可包括30串联电连接的五个LED25。即，少于14个(图3A、图3B)的LED25可串联电连接成给定的串形式。第一串和最后一串的LED25可包括根据之前所描述的第二图案P2来串联电连接的五个LED25。第二串至第二十九串可包括不同于第一串和第三十串的另一种图案。例如，图11示出了根据图案P2来串联电连接的五个LED25，串可设置在靠近发射区16的一个或多个圆形外边缘的导电焊盘30上。例如但不限于，布置在第一串和第三十串中的LED25可彼此等距离间隔开并且根据图案P2均匀地跨过发射区16。布置成图案P2的LED25可包括其中LED25的长轴大致平行的直线布置。图案P2中的LED25的短轴也可至少大致平行。布置成图案P2的LED25的长轴可垂直于焊线26对齐。此外，布置成图案P2的LED25的长轴可垂直于布置成相邻图案(例如，图案P4)的LED25的长轴。
一方面，图案P4可包括跨过导电焊盘30的串联电连接的五个LED25。图案P4可包括直线式LED，并且五个LED25中的每一个可定位成使得LED25的长轴沿着直线大致对齐。一方面，每个LED25的长轴可沿着与焊线26(其将LED25连接至设置在保持材料14下方的导电迹线33和34)的方向相同的方向对齐。相邻串(例如，连接成图案P4的第二串至第二十九串LED25中的相邻串)可交替地位于直线的上方和下方，从而LED25形成为大致棋盘式的布置。即，布置成图案P4的第一串LED25(即，设置在包括图案P2的第一串下方的第二整串LED25)可包括等距离间隔开的五个LED25，从而在相邻的LED25之间形成空间。可替代地，图案P4中的LED25可焊接成棋盘布置，但是可增加设备60操作的电压。在布置成图案P4的第一串LED25下方，布置成图案P4的下一串LED25可定位或放置成使得LED25大致位于上一串的相邻LED25内和/或略微低于上一串的相邻的LED25之间的空间。即，布置成图案P4的LED25可包括第一串，该第一串对齐成使得该串中每个LED25的底部边缘沿着相同的第一直线对齐。在图案P4的相邻的下一串中的LED25可对齐成使得每个LED25的顶部边缘也沿着与上一串中的LED25的底部边缘相同的第一条直线对齐。因此，上一串和下一串的LED25在给定串中的相邻的LED25之间的空间上方和/或下方交替，并且在相邻串中的LED25的顶部边缘和底部边缘可沿着同一条线对齐。该布置包括大致为棋盘形状的方位，其有利地允许LED25从LED设备60均匀地发光，同时一个或多个相邻LED不会阻断光。
布置成图案P4的另外的LED25的串可根据刚才所描述的第一两串交替。包括图案P4的LED25的串可包括在发射区16上的相同或相似的宽度。即，给定串的每个相邻LED25可等距离长度地间隔开，但是，整串长度跨过发射区16上可以不一致。而是LED25可间隔为使得第二串至第二十九串或行可在发射区16上形成大致的矩形阵列。一方面，LED25在发射区16上形成矩形阵列，发射区16利用水平段的大致均匀部分或者导电焊盘30的弦杆(chord)。一方面，LED设备60可包括布置成一串以上的LED的至少一组LED25，其中，整体配置可以是预定的几何形状，诸如，例如但不限于矩形。任何合适数量的LED25可串联连接。较少数量的LED25(例如，如图11中所示出的串联连接的五个LED25)可允许使LED设备60适用于低压应用，例如，16V应用。出于说明性的目的，示出了用于在低压下操作的布置成一种或多种图案的30串每串五个LED25，然而考虑串联电连接的任何合适数量的串和/或LED25。
LED设备60可包括经由诸如焊线26的电连接器电连接至导电迹线33、34的最***LED25A(图10)。然后，保持材料14可至少部分地分配在导电焊盘30周围并且至少部分地设置在焊线26上。保持材料14可分配发射区16周围，发射区16可包括设置在诸如图7中所示出的设置在填充材料40之内和/或下方多个LED芯片或LED25。填充材料40可至少部分地包含在保持材料14内，并且可取的是，保持材料可用于控制或者调整填充材料的各个高度。显然，LED设备60可包括以单一的、结合的和未划分的发射区的形式的均匀光源，这能够简化需要单个部件的照明产品的制造商的制造工艺。LED25可间隔开合适的距离，从而设备60可有利地发射均匀的光，同时不会被一个或多个相邻LED25阻断任何光。所公开的例如在LED设备10和60中的图案和图案间距(即，相邻LED25之间的间距和LED25的相邻串之间的间距)通过减少由相邻LED25和LED25的相邻串阻断的光的量来优化光萃取。例如，例如在LED设备10和60中所公开的图案间距可通过增加相邻LED25之间的间距进一步来配置和扩展(例如，扩展至图12至图14B中所示出的图案间距)，以最大化给定串以及一串或多串之间的间距，以进一步在给定的LED设备内最大化并且获得更高的效率和光萃取。
图12至图14B示出了可操作在更高电压(诸如，例如但不仅限于近似42V)下的LED设备的顶部视图。一方面，由图12至图14B所示出的LED设备每串可包括五个以上的LED，从而设备被配置为操作在大于近似16V。图12示出了整体以70表示的例如具有五串每串14个LED25的LED设备。LED设备70可包括布置成一种或者多种不同图案的LED25的串。例如，靠近导电焊盘30的圆边缘的第一串和最后一串可包括布置成之前所描的图案P2的14个LED25。图案P2中的相邻LED25的长轴可对齐成使得它们至少大致平行。图案P2中的相邻LED25的长轴可至少大致垂直于连接相邻LED25的焊线26的方向。对于所描述的每个LED设备，考虑LED的任意形状、方位或结构。一方面，LED设备70可包括总共70个LED25。
仍参考图12，设置在第二图案P2的最***的串之间的LED25的串可包括不同的图案，例如，之前在图3A和图3B中所描述的第三图案P3。第三图案P3可包括串联电连接的LED25的大致为棋盘的图案或布置。一方面，图案P3可设置在具有第二图案P2的LED的串之间和/或与具有第二图案P2的LED的串交替。棋盘图案或者第三图案P3可包括在水平线上方和下方交替的一组LED25。例如，LED设备70可跨过发射区16和/或导电焊盘30均匀地设置。总之，LED设备70的每串中的相邻LED25可等间隔来间隔开，以利用导电焊盘30的水平段的大部分。即，设备70中的LED25可比之前所描述的LED设备60占据导电焊盘30的更大的表面面积和水平段长度。出于说明性的目的，示出了布置成两种不同图案的五串每串14个LED25，然而，考虑串联电连接的任何合适数量的串和/或LED25。
图13A和图13B示出了LED设备的进一步的实施方式。一方面，图13A和图13B中的LED设备包括六串每串14个LED25，总共84个LED25。参考图13A，整体以80表示的LED设备可包括布置成例如跨过导电焊盘30的单一图案的一串或多串LED25。设备80的一串或多串可具有相同和/或不同图案。出于说明性的目的，示出了之前所描述的图案P3。LED25可布置成在水平线上方和下方交替的棋盘式图案。相邻的LED25可跨过导电焊盘30的表面区域的大部分彼此间隔开大致均匀的距离。棋盘布置(例如，图案P3)可有利地允许LED25从LED设备80均匀地发光，同时一个或多个相邻的LED25不会阻断光。
图13B示出了整体以85表示的六串LED设备的另一种实施方式。如同LED设备80，LED设备85可包括六串每串14个LED25。最大化同一串内相邻的LED25以及不同串内的相邻的LED25之间的间距以最小化由相邻LED所吸收的光量。一方面，LED设备85包括之前示出的第一图案P1(图3A)作为第一串和最后一串。显然，图案P1和P3的LED25至少大致沿着导电焊盘30的全部长度和宽度延伸。LED设备85内的第二串至第五串LED25包括图案P3。当将图13A中的六串布置与图13B中的六串布置相比较时，显而易见的是图13B中的各串更加展开，即，在导电焊盘30上沿垂直和水平方向上进一步间隔开，以利用更多的安装区域。最大化LED25的串之间的间距可最小化由相邻LED25所吸收或者阻断的光的量。
一方面，从LED设备80至LED设备85，串内间距(即，同一串的相邻LED25之间的间距)在图案P3的垂直方向上增加了近似31％或125μm或者更大。同样，在图案P1中的LED25的串内间距在水平和垂直方向上都被增加和/或优化了。例如，从LED设备10中的P1至LED设备85中的P1，间距在水平方向上增加了近似41％或225μm或者更大，在垂直方向上增加了至少近似27％或210μm或更大。在LED设备85中，串内间距(即，相邻串的LED25之间的间距)可增加至少近似68％或750μm或者更大。显然，尽管LED设备85可包括与LED设备80相同数量的LED25(例如，84个LED)，然而，当与LED设备80相比较时，LED设备85可包括至少近似1％至3％或者更大的在效率和亮度上的增加。一方面，从一个六串布置至另一个六串布置，如上所述，增加相邻LED25之间的间距能够增加至少近似2.5％或者更大的效率，例如，LED设备85可包括相对LED设备80的2.5％或者更大的效率增加。例如，如上所述，LED设备85可具有比LED设备80的光输出高出至少近似2.5％或更高的光输出，其可包括为11瓦特的近似1050流明以上或者为27瓦特的近似2000流明以上。
图14A和图14B示出了LED设备的进一步的实施方式。一方面，图14A和图14B中的LED设备包括八串每串14个LED25。参考图14A，示出了整体以90表示的LED设备，并且可操作在更高电压下，不局限于大于或等于近似42V。LED设备90可包括跨过发射区16和/或导电焊盘30布置成一种或者多种图案的一串或多串LED25。一方面，LED设备90可包括布置成一种以上的图案的八串LED25。每串LED25可包括14个LED25或者总共112个LED。一方面，第一串和最后一串可包括之前所描述的图案P2。第二串至第七串LED25可包括之前所描述的图案P3。显然，由图11至图14B所示出的LED设备可包括为单一的、结合的和未分割的发射区的形式的均匀光源，其能够简化需要单个部件的照明产品的制造商的制造工艺。
图14B示出了整体以95表示的八串LED设备的另一种实施方式。如同LED设备90，LED设备95可包括八串每串14个LED25。最大化同一串内的相邻LED25以及不同串内的相邻LED25之间的间距以最小化由相邻LED所吸收的光的量。一方面，LED设备95可包括之前所示出的第一图案P1(图3A)作为第一串和最后一串。第二串和第七串可包括图案P2，并且第三串至第六串可包括图案P3。显然，图案P1、P2和P3的LED25至少大致沿着导电焊盘30的全部长度和宽度延伸。P1、P2和P3的LED25可在水平和垂直方向上进一步间隔开，从而可减少由相邻LED25阻断的光量。一方面。从LED设备10中的P1至LED设备95中的P1，图案P1间距在水平方向上增加了至少近似41％或225μm或者更大，并且在垂直方向上增加至少近似27％或210μm或者更大。同样，在LED设备90中，图案P2中的LED25之间的水平和/或垂直间距可增加少近似4％或者更大。在LED设备95中，串内间距(即，相邻串的LED25之间的间距)可增加至少近似68％或750μm或者更大。显然，尽管LED设备95可包括与LED设备90相同数量的LED25(例如，112个LED)，但当与LED设备90相比较时，LED设备95在效率和亮度上可具有至少近似1％至2％或者更大的增加。
一方面，由图3A、图3B以及图11至图14B所公开的LED设备10、60、70、80和90可包括在导电焊盘30上布置成一种或多种图案的大量LED25。一方面，本文中所公开的LED设备包括多于64个的量的LED25。例如，一方面，但不限于，LED设备10可包括总共140个LED，或者串联电连接的10串LED25。LED设备60可包括总共150个LED或者串联电连接的30串每串五个LED25。LED设备70可包括总共70个LED，或者五串每串14个LED25。LED设备80可包括总共84个LED或者六串每串14个LED25。LED设备90可包括总共112个LED或者八串每串14个LED25。当与导电焊盘30相比较时，本文中所描述的LED设备中使用的LED25可包括较小的占用面积或者表面面积。例如但不限于，LED25可包括下面表1中的下列尺寸的芯片。
一方面，但不限于，导电焊盘30可包括近似6.568mm的半径和近似135.5mm2的面积。因此，单个LED芯片25的面积与导电焊盘30的面积之比可为近似0.0027以下。一方面，单个LED芯片25的面积与导电焊盘30的面积之间可为近似0.0018以下。在其他方面，该比例可为近似0.0012以下。下面表2列出了各种LED25芯片尺寸和导电焊盘30的面积。LED25可包括与导电焊盘面积相比较较小的芯片，即，近似为导电焊盘面积的0.0027或更小。然而，可使用任何芯片尺寸。
因为LED25在发射区16的一部分上可布置成一种或多种均匀的图案，除了诸如高亮度等希望的光学性能之外，使用在单个发射区域上包括较小占用面积的大量LED25能够有利地允许更加均匀的光输出。LED25的凝聚图案可允许凝聚的光发射，一方面，可调整本文中所描述的一种或者多种图案中的LED25的密度或间距，从而光将不会被相邻LED25吸收或者阻断。即，本文中所公开的LED25的图案和布置可通过最小化由邻近或相邻LED25所吸收的光的量来改善光萃取。每串LED25的数量可允许LED设备操作在低电压压或者高压下。出于说明性的目的，示出了四种图案。然而，考虑LED25的任何合适图案。每串LED25可包括单一图案或者一种以上的图案的组合。
图15A和图15B示出了可例如但不限于用于根据本文中公开的LED设备的管芯(die)附接的方法。LED25可包括用于安装在导电焊盘30上的背侧金属焊盘或者粘合层100。粘合层100可包括整个底部表面LED25或者其一部分的长度。出于说明性的目的，粘合层100被示出为具有与LED25整个底部表面相同的长度，然而，考虑任意配置。LED25可包括可在LED25的上表面与底部表面之间延伸的侧面(lateral side)104。图15A和图15B示出了倾斜的侧面104，然而，侧面104可大致为垂直的或者大致为直的，其中，选择了直切(straight-cut)LED。图15A和图15B示出了具有比包括粘合层100的底部表面的面积更大的表面面积的上表面的LED25。然而，上表面可以是比粘合表面的表面面积更小的表面面积。除了具有任何合适的侧面配置之外，LED25可包括正方形、矩形或者任何合适的形状。
可使用任何合适的管芯附接方法以将LED25安装在之前所描述的任何LED设备中的导电焊盘30上。一方面，可使用任何合适的最佳管芯附接方法和/或材料。例如，最佳管芯附接方法可包括便于将一种或多种金属附接在LED与导电焊盘30上和/或LED与导电焊盘30之间的金属间(metal-to-metal)管芯附接方法。图15A示出了可共熔或者不可共熔的金属间管芯附接方法的实例。金属间管芯附接方法可包括使用辅助材料106以协助金属间管芯附接。一方面，可使用焊剂辅助的共熔金属间管芯附接方法，并且在其他方面，可使用金属辅助的非共熔金属间管芯附接方法。在焊剂辅助共熔或者焊剂共熔管芯附接方法中，粘合层100可包括具有共熔温度的金属合金，例如但不限于金(Au)与锡(Sn)的合金。例如，粘合层100可包括具有近似280℃的共熔温度的80/20 Au/Sn合金。在焊剂共熔技术中，辅助材料106可包括焊剂材料。在非共熔技术中，辅助材料106可包括金属材料以及诸如硅酮或环氧树脂的粘合剂。辅助材料106可包括在将粘合层100加热至共熔温度以上时便于在粘合层100与导电焊盘30之间的金属间管芯附接的管道(conduit)。粘合层100的金属可流入并且附接至导电焊盘30的金属。粘合层100的金属能够自动扩散并且与底部安装的导电焊盘30的原子键合。一方面，在焊剂辅助共熔方法中所使用的焊剂可包括除少量其他成分之外的例如55％-65％松香(rosin)与25％-35％聚乙二醇醚的组合物。然而，可使用任何合适的焊剂材料。
焊剂辅助共熔管芯附接方法可能比较繁杂，并且当以预定的布置和/或阵列附接大量LED25时，不期望使用该方法。根据本发明主题的焊剂共熔管芯附接可包括在室温下为液体的分配焊剂辅助材料106，它的量精确到最佳体积的量以在使用过多或过少焊剂时，避免LED25的浮动或者不良的管芯附接。根据本主题的焊剂辅助共熔管芯附接还需要发射器芯片的焊剂辅助材料106与粘合金属100的适当成分。根据本主题的焊剂辅助共熔管芯附接可最佳地使用在进行加热和冷却以加压于焊料接合点的过程中不会移动或弯曲的非常清亮的平坦表面和基板或者基台。根据本主题的焊剂辅助共熔可使用足够小以致于不阻碍发射器芯片的Au/Sn粘合表面并且同时足够大以在加热过程中允许焊剂逸出的精细表面粗糙度。加热轮廓可与粘合金属100(诸如，Au或AuSn)精确匹配，以确保粘合金属100与底层导电焊盘30之间的良好焊接。使用根据本主题的焊剂辅助共熔管芯附接还可利用惰性气体，诸如，氮气气氛，以降低氧气(O2)水平并且还允许重力对LED25施加向下的力。这可减少粘合层100与底层导电焊盘30之间的金属间粘合处的氧化量。
仍参考图15A，可使用还包括辅助材料106的非共熔金属间管芯附接方法，其中，辅助材料106可包括金属材料。在此方面，粘合层100可包括单一金属或金属合金。例如，粘合层100可包括Au、Sn或者AuSn。在非共熔方法中，粘合层不需要达到或者超过一定温度，例如，共熔温度。在此方面，辅助材料106可包括金属、硅酮或者环氧树脂材料以便于金属间粘合。例如，辅助材料106可包括AuSn膏、硅酮粘合剂或者Ag环氧树脂。可使用任何合适的粘合剂或者辅助材料106。粘合层100的金属可附接至辅助材料106的粘合剂或者金属，其中，辅助材料是金属。辅助材料106的金属还可附接至导电焊盘30的金属。一方面，利用其中使用金属辅助材料106的非共熔的金属间附接技术在粘合层100、辅助材料106与导电焊盘30之间形成金属“夹层”。如同焊剂辅助方法，金属辅助非共熔管芯附接可能比较繁杂，并且在本文中所描述的一种或者多种图案的LED设备内附接LED25时，不期望使用该方法。当在设备内附接多个小型尺寸LED时，使用辅助材料106的金属间附接很难控制并且繁杂。
图15B示出了不需要辅助材料106的金属间管芯附接技术。一种该方法可包括其中粘合层100的金属将直接附接至导电焊盘30的金属的热压缩管芯附接方法。热压缩方法可以是共熔或者非共熔的。一方面，当粘合层100包括具有共熔温度的合金时，可使用热压缩。在其他方面，粘合层100可包括不具有共熔温度的金属。在金属芯印刷电路板(MCPCB)内，导电焊盘30可包括任何合适的金属，并不局限于Cu、Al、Ag或者Pt层。粘合层100包括任何合适的金属。一方面，粘合层100可包括具有任何合适厚度的Sn层。一方面，粘合层100可包括大于近似0μm的厚度。一方面，粘合层100可包括等于或者大于至少近似0.5μm的粘合层。一方面，粘合层100可包括具有至少等于或者大于近似2.0μm的厚度的Sn层。不同于刚才所描述的焊剂辅助共熔或者金属辅助非共熔方法，热压缩金属间管芯附接技术可利用如图15B所示出的外部向下力F。
与分配焊剂或者金属辅助材料106相反，力F可包括在热环境中传递的压缩，由此被视为热压缩。热压缩技术是被开发为减少沿着导电焊盘30的金属挤压(其可形成肖特基(Shottky)或者分流缺陷)并且允许随后的电流泄露和其他各种相关问题的可替代管芯附接方法。一方面，可选地，在使导电焊盘30经过预热处理或者工艺之后，热压缩技术中的粘合温度可近似255℃-265℃。导电焊盘30可被加热至粘合层100的熔融温度以上至少20℃的安装温度。粘合时间可以近似300毫秒并且粘合力可近似50+/-10克(g)。对于本方法，包括适当预热、粘合温度、粘合时间以及粘合力的预定设置比较重要。可能难以使用和/或维持在热压缩方法中使用的设备和预定设置，并且不期望在以阵列和/或一种或者多种图案附接大量LED25时使用该方法。用于在LED设备中附接LED阵列的金属间方法是未知的，并且不期望使用焊剂辅助共熔、金属辅助非共熔或者热压缩管芯附接技术来将一串或多串LED25附接成阵列或者图案布置。
图16是整体以110表示的发光设备或LED设备的一部分的截面图。LED设备110在形式和功能上类似于本文中之前所描述的任何设备(例如，10、50、55、60、70、80、85、90和95)。一方面，LED设备110包括保持材料14和发光区16可分别设置在其上的基台12。一方面，保持材料14可分配在发光区周围以控制、封闭或者支持设置在发射区16内的填充材料40。例如，发射区16可包括设置在填充材料40下方的一个或多个LED25。LED25可与基台12的一层或多层进行电和/或热通信。一方面，多个LED25可设置在基台12上。多个LED25可串联、并联、其组合形式电连接，并且还可布置成之前所描述的一种或多种图案或者阵列。发射区16可进一步包括至少部分地在LED25周围并且沿着发射区16的一个或多个边缘设置的嵌条(fillet)构件或者嵌条112。术语“嵌条”可被广义定义为可以是任何尺寸(例如，任意宽度和/或厚度)的材料条或带，并且可包括任何直表面、凹表面和/或凸表面以放置在设备110的一个或多个部分之间。一方面，嵌条112可包括放置在设备110的一个或多个部分之间的窄带或薄带材料，从而桥接设备110的一个或多个部分。
嵌条112的一个或多个部分可至少部分地被填充材料40覆盖。例如但不限于，嵌条112可沿着发射区16的边缘布置，其设置在内侧(inboard)并且与保持材料14间隔开(图16)或者设置在内侧并且直接邻近保持材料14(图17)。即，嵌条112可设置在一个或多个LED25的一部分与保持材料14的部分之间以及一个或多个LED25的一部分与设备110的最外边缘之间。嵌条112可直接设置在邻近于基台12的一层或多层的一部分或多部分(例如，图16中所示的焊料掩模32层、介电层36或者芯层38)。在其他方面，保持材料14可形成使得其形成并且包括整个外边缘部115，整个外边缘部115可以是保持材料14的延伸并且成形为嵌条(图18)。嵌条112还可设置在最***LED25与导电迹线33的部分、焊料掩模32的部分和/或介电层36的部分之间。显然，嵌条112可包括用于提高光反射率的清亮的或者反射性材料，从而增加LED设备110的亮度。嵌条112还可有利地减少和/或消除在引入填充材料40时产生的缺陷。一方面，在施加(例如，分配)填充材料40的过程中可能产生诸如气泡的缺陷。这种缺陷可阻断和/或干扰从LED25发射的光。因此，嵌条112有利地减少和/或消除在密封过程中产生的缺陷，从而改进设备110的性能。一方面，嵌条112可有利地允许更加均匀的密封剂或者填充材料40，从而产生更少的缺陷。
如上所述，填充材料40可包括具有在适于任何所需光发射(例如，适于白光变换)的量中的预定或选择性量的荧光体和/或发光体的密封剂。填充材料40可与从多个LED25发射的光相互作用，从而可观察到所感知的白光或者任何合适和/或期望波长的光。可使用密封剂和/或荧光体的任何合适组合，并且可使用用于产生期望的光发射或者色点的不同荧光体的组合。填充材料40可被填充至发射区16内的任一水平，例如，与保持材料14的顶部表面大致齐平的水平(如示出的)，或者保持材料24的顶部表面以上和/或以下的任意水平。
在一种实施方式中，由于不适当的填充，在设备的尖锐的拐角边缘处，在密封(例如，施加填充材料40)过程中可能产生气泡或者其他缺陷。例如，因为具有充分粘性的密封剂或者填充材料40可能不能适当地填充这些区域，所以沿着发射区16内的基台12或者其他安装表面(例如，图7中的导电焊盘30)的一个或多个尖锐的拐角边缘可能产生气泡。因为填充材料40分配或者移动进入尖锐的拐角区域，气泡或者其他影响光的缺陷可能形成和浮动。气泡缺陷可阻断和/或不适当地使光偏斜，从而阻碍诸如LED设备的亮度和其他光学性能。显然，嵌条112的引入可有效地密封和/或明显减少发射区16内的尖锐拐角边缘高度，从而改善填充材料40到这些区域的流动性。这能够消除和/或大幅度减少气泡的发生率。因此，嵌条112能够有利地通过减少在密封过程中出现的缺陷来提高设备110的亮度和/或性能。
通过添加光可从其反射的另一表面，嵌条112还可提高设备110的亮度和/或性能。一方面，嵌条112可包括用于改进在密封剂过程中填充材料40的流动性的大致弯曲或者凹入的上表面114。一方面，例如，如图16所示的，嵌条112还可包括具有在弯曲上表面114附近形成的具有直角边的大致矩形成形的截面，从而截面的至少一部分形成用于有效填充或密封发射区16内的尖锐拐角的直角。一方面，在嵌条112内产生的任何气泡由于嵌条112体积较小而***或者爆裂。在密封之前(例如，在分配填充材料40之前)，可固化或者部分固化嵌条112。因此，在具有嵌条112的密封剂40内不能适当地形成气泡。一方面，嵌条112可包括与填充材料40和/或保持材料14相同的材料。在某些方面，在分配或者形成保持材料14的同时和同一处理步骤中同时分配嵌条112。
仍参考图16，根据本文中的公开内容的LED设备110或设备以及方法可包括将设置基台12并且将LED25设置在基台12上并且经由焊线26串联或者并联电连接。焊线26可从导电迹线33和34供应电流。设置LED设备110可包括至少部分地在一个或多个LED25周围和基台12上并且以任何期望的形状分配保持材料14(例如，从而发射区16和保持材料14包括任何规则的、不规则的或者不对称的形状)。保持材料14可分配在一条或多条焊线26的至少一部分上，从而覆盖一条或多条焊线26的至少一部分。在分配保持材料14之后并且在利用填充材料40填充发射区16之前，可分配并且可选择地固化清亮的或反射性嵌条112，以防止在密封过程中形成气泡。一方面，嵌条112可包括清亮的硅酮材料。在其他方面，嵌条112可包括与用于填充材料40和/或保持材料14相同的密封剂材料。在其他方面，嵌条112可包括具有加入其中的反射材料的清亮的硅酮材料。
例如但不限于，嵌条112可包括硅酮和任何反射材料或者反射颗粒材料，诸如，二氧化钛(TiO2)颗粒或者氧化铝(Al2O3)颗粒。嵌条12可包括与保持材料14相同的材料并且可选地与保持材料14在同一处理步骤中同时形成(例如，分配)。在分配并且可选地固化嵌条112之后，利用通常包含荧光体的硅酮密封剂(例如，填充材料40)密封LED设备110。嵌条112可进一步改善不同的或者不然不兼容材料的湿度并且能够改善基台12内的部分的粘结度。例如，如果基台12包括FR-4介电材料，则粘合材料可用于将介电层36的部分层压到芯层38上。本领域中已知的，这种粘合材料可包含可具有残留胺基团(其可毒化(poison)通常用于密封的某些Pt固化硅酮材料)的环氧树脂。显然，嵌条112因此能够提供与环氧树脂和硅酮材料兼容的阻挡层以及中间层，环氧树脂和硅酮材料能够改善基台12内的粘结度并且能够防止毒化用于密封的Pt固化硅酮材料(例如，Pt固化硅酮填充材料40)。
如上所述，例如但不限于，基台12可包括可略微不同于之前所描述设备(例如，图7)的FR-4介电层压面板，因为介电材料可能不全部设置在基础层上，并且因为介电层可包括不同于之前所描述的MCPCB的层的FR-4层压面板。例如，基台12可包括基础层或者芯层38、介电层36、至少一个导电迹线33以及焊料掩模32的一层或多层。基台12还可包括诸如环氧树脂的粘合层(未示出)，粘合层可设置在介电层36的各部分与芯层38和/或芯层38的各部分与一个或多个反射层116之间。第二导电迹线(例如，34)可设置在LED设备110的相反侧上并且未示出(例如，见图7中的位置34)。芯层38可包括贱金属材料，例如但不限于，Al或者Al合金材料。一方面，芯层38可包括近似0.5毫米(mm)至1.6mm厚的Al或者Al合金。考虑介于0.5mm与1.6mm之间厚度的任何子范围，例如，可使用近似0.5mm-0.8mm、0.8mm-1.2mm或者1.2mm-1.6mm的Al或者Al合金。也可使用并且考虑小于近似0.5mm并且大于近似1.6mm的厚度。诸如一个或多个薄的安装表面的反射增强层116可施加到芯层38的顶部表面以改善光输出。
一个或多个反射增强层116可作为基台12的一块整体形成或者可包括设置在基台12的芯层38的部分上的一个或多个单独的层。一方面，反射增强层116可至少部分地设置在介电层36的一个或多个部分下方。可使用之前所描述的本领域中已知的任何附接材料或者方法，将LED25附接至和/或安装在反射增强层116上。一方面，可使用粘合剂、焊料膏、环氧树脂、焊剂及其组合，将LED25附接至增强层116。一方面，反射增强层116为硅酮界面(例如，层116与嵌条112之间以及层116与填充材料40之间的界面)而最优化。在其他方面，反射增强层116可包括设置在LED25下方用于改进反射率的一个或多个透明或者反射介电层，从而提高亮度。一方面，反射增强层116可包括一个以上的层，例如，经由本领域中已知的粘合材料来粘合至和/或介于一个或多个介电增强层之间的一个或多个金属层。一方面，反射增强层116可具有近似30纳米(nm)的总厚度，然而，本公开中还考虑包括近似1nm-10nm、10nm-20nm、20nm-30nm、30nm-40nm、40nm-50nm以及大于近似50nm的厚度的子范围。
介电层36可包括FR-4介电层压材料层，其各部分可经由粘合剂(例如，环氧树脂)附接或施加至芯层38和/或反射增强层116。一方面，介电层36可包括近似100μm厚的FR-4层压板。然而，可使用厚度的其他范围或者子范围，诸如，0μm-50μm、50μm-100μm、100μm-150μm或者大于近似150μm。在此考虑任何厚度的介电层36(例如，层压面板)。显然，介电层36不在如图7所示出的整个芯层38上延伸，而是粘合至最***LED25A外部的区域。
基板12可进一步包括诸如导电迹线33(和甚至反向导电迹线)的一个或多个电气元件。导电迹线33可包括Cu或Cu-合金层并且可通过使用粘合剂、电镀或者本领域中已知的任何其他合适的附接技术来附接或者设置在介电层36上，以将Cu迹线33连接至介电层36。例如，FR-4层压板通常包括可根据标准PCB工艺蚀刻的Cu箔层。一方面，导电迹线33的厚度可近似35μm(例如，近似1盎司(oz.))。然而，例如，导电迹线33可比近似35μm更厚和/或更薄，并且可在诸如近似0μm-35μm、35μm-55μm、55μm-75μm的厚度的任何子范围内或者大于近似75μm的任意厚度。在此考虑诸如导电迹线33、34的Cu部件的任意厚度。
一方面，导电迹线33可电镀有诸如化学镀镍和浸金金属(即，ENIG)或者化学镀镍、化学镀钯、浸金金属(即，ENEPIG)的一种可焊接金属或者多种可焊接金属，以提高焊线26与迹线33之间的粘合度或粘结度。在其他方面，可单独使用导电迹线33，而无需进一步的电镀或者涂敷。在其他方面，导电迹线33可电镀或者涂敷有任何其他金属或者材料，以提高焊线26与迹线33之间的焊接性或者粘结度。基板12可进一步包括设置在导电迹线33上的一层或多层焊料掩模32，从而焊料掩模32的部分直接粘合至导电迹线33(即，被电镀或非电镀)的各部分和/或直接粘合至介电层36的各部分。导电迹线33的至少一部分可通过焊料掩模32保持未涂敷，从而其开放并且暴露以粘结或者电连接至一条或多条焊线26。导电迹线33的未覆盖部分稍后可变成至少部分被所示出的保持材料14的一部分所覆盖。焊料掩模32可包括任何合适的电绝缘材料。一方面，白色焊料掩模32可以是优选的以改进设备的反射率。
图17和图18是整体以120表示的发光设备或者LED设备的一部分的截面图。LED设备120在形式和功能上也类似于之前所描述设备的任一种设备，例如，除了保持材料14的放置和/或形状之外，设备120可类似于设备110。例如，图17和图18示出了其中保持材料14可移动和/或延伸从而其至少部分地覆盖反射增强层116的设备120。在其他方面，保持材料14可包括具有弯曲的或凹入的上表面、成形为类似于本文中所描述的嵌条112的外边缘部115(图18)。
参考图17和图18，如图16所示和所描述的，LED设备120可包括具有设置在FR-4介电层压面板基板12上的一个或多个LED25的发射区16。LED25可至少部分地被填充材料40所覆盖并且被保持材料14所包围。如图17和图18所示，保持材料14在分配过程中可移动和/或包括延伸宽度，从而保持材料14移动接近于最***的LED25并且设置在反射增强层116的至少一部分上。例如，一方面，保持材料14可整体分配在焊料掩模32的邻近于发射区16的部分上。将保持材料14至少部分地移动至发射区16(例如，至少部分在安装表面、层116上)能够允许可能潜在形成的任何气泡或缺陷设置在坝或保持材料14附近。这将不可能产生可见的缺陷，并且因此将不可能妨碍设备120的整体亮度或光学性能。即，通过减少这种缺陷的形成和/或通过提供这种缺陷(例如，气泡)能够粘结至其的表面，至少部分地在发射区16的安装表面(例如，层116)上分配保持材料14可有利地减少和/或最小化影响光的缺陷，从而降低被偏转或阻断的光的量。
如图17所示，嵌条112可与移动或拓宽的保持材料14一起使用，或者如图18所示，可单独使用移动/拓宽的保持材料14，而无需要嵌条112。例如，如图17所示，通过在发射区16内分配嵌条112或不然定位嵌条112，嵌条112可直接设置在保持材料14附近。如之前所述的，嵌条112可包括大致弯曲或凹入的上表面114，以用于改进填充材料40在密封过程中的流动性。因此，通过减少在密封过程中产生的缺陷，嵌条112可有利地提高设备110的亮度。通过加入光从其可反射的另一表面，嵌条112还可提高设备110的亮度。如图18所示，保持材料14可包括成形为大致类似于嵌条112的外边缘部115。即，外边缘部115可包括具有形成在邻近于弯曲上表面的直角边的大致为矩形形状的截面，从而部分115的截面的至少一部分形成直角，以有效填充或者密封发射区16内的尖锐拐角。因此，通过减少在密封过程中产生的缺陷，保持材料14可有利地提高设备120的亮度，并且通过加入光可从其反射的另一表面或部分115，也可提高设备110的亮度。
图19示出了在施加填充材料40之前的LED设备10的顶部视图。图19示出了设置在保持材料14的内侧并且始终沿着或者围绕发射区16和LED25的周边设置的嵌条112。嵌条112还可仅部分地沿着或者围绕发射区16和LED25的周边设置并延伸，并且嵌条112可以连续的方式来设置或者可包括多个不连续部分。发射区16可包括其中多个LED25串联焊接在反射增强层116上的单个均匀区域。一方面，LED设备110可包括在基板12上串联电连接的单串LED25，其中，该串可包括一行以上的LED25并且相比之前示出的具有跨过发射区16以单行形式延伸的串的设备可跨过基板12的更大部分延伸。显然，LED25的串可连接至导电迹线33和34的更小开口或暴露部分118。因为这些部分可设置在保持材料14下方，所以以虚线示出了暴露部分118。可通过打开(open up)(例如，通过蚀刻或者其他方法)和/或图案化(例如，通过沉积光致抗蚀剂层或者其他方式)焊料掩模32的隔离区域来创建暴露部分，因此，其不覆盖导电迹线的一个或者多个预定区域。与多个或者较大开口(例如，图8、图10)相反，创建导电迹线(诸如导电迹线33和34)的暴露部分118的一个或多个隔离区域可通过减少光与FR-4类介电层压材料的相互作用来有利地创建更明亮的LED设备。
在附图中示出和在上面描述的本公开的实施方式是可在所附权利要求的范围内做出的大量示例性实施方式。考虑LED设备的配置及其制作方法可包括除了那些具体公开之外的大量配置。

Claims (66)

1.一种发光设备，包括：
基台；
发光区，设置在所述基台上；以及
嵌条，至少部分地设置在所述发光区周围。
2.根据权利要求1所述的发光设备，其中，所述嵌条是清亮的或反射性的。
3.根据权利要求2所述的发光设备，其中，所述嵌条包括硅酮。
4.根据权利要求3所述的发光设备，其中，所述硅酮嵌条进一步包括诸如二氧化钛(TiO2)或氧化铝(Al2O3)的反射性颗粒材料。
5.根据权利要求1所述的发光设备，进一步包括填充材料，其中，所述填充材料设置在所述发光区的一部分和所述嵌条的一部分上。
6.根据权利要求5所述的发光设备，其中，所述填充材料包括含有荧光体的硅酮密封剂。
7.根据权利要求1所述的发光设备，其中，所述发光区包括至少一个发光二极管(LED)。
8.根据权利要求1所述的发光设备，其中，所述发光区包括发光二极管(LED)阵列。
9.根据权利要求8所述的发光设备，其中，所述发光区包括串联电连接的多个LED。
10.根据权利要求9所述的发光设备，包括多串串联电连接的LED。
11.根据权利要求10所述的发光二极管，其中，该多串LED的电气端电连接至导电迹线的区域。
12.根据权利要求1所述的发光设备，其中，所述基台包括基础材料和设置在所述基础材料的一部分上的介电层压板。
13.根据权利要求12所述的发光设备，其中，所述基础材料包括铝(Al)或Al合金。
14.根据权利要求13所述的发光设备，其中，所述Al或Al合金具有约0.5毫米(mm)至1.6mm的厚度。
15.根据权利要求12所述的发光设备，其中，所述基台进一步包括设置在所述介电层压板上的铜(Cu)迹线。
16.根据权利要求15所述的发光设备，其中，所述基台进一步包括至少部分地设置在所述Cu迹线上的焊料掩模层。
17.根据权利要求12所述的发光设备，其中，所述基台进一步包括设置在所述基础材料的部分与所述发光区的部分之间的至少一个反射增强层。
18.根据权利要求17所述的发光设备，进一步包括至少部分地设置在所述发光区周围的保持材料。
19.根据权利要求18所述的发光设备，其中，所述保持材料设置在所述反射增强层的一部分上。
20.根据权利要求17所述的发光设备，其中，所述反射增强层包括一个或多个透明的或反射性介电层。
21.根据权利要求1所述的发光设备，其中，所述嵌条包括用于减少在密封过程中的缺陷的弯曲上表面。
22.根据权利要求1所述的发光设备，进一步包括至少部分地设置在所述发光区周围的保持材料。
23.根据权利要求22所述的发光设备，其中，所述嵌条设置在所述发光区与一部分的所述保持材料之间的区域中。
24.根据权利要求1所述的发光设备，其中，所述嵌条设置在所述发光区与一部分的导电迹线之间的区域中。
25.一种发光设备，包括：
基台：
一个或多个发光二极管(LED)，设置在所述基台上；
嵌条，设置在所述基台的一部分上；以及
填充材料，设置在所述一个或多个LED的一部分以及所述嵌条的一部分上。
26.根据权利要求25所述的发光设备，进一步包括至少部分地设置在所述一个或多个LED周围的保持材料。
27.根据权利要求26所述的发光设备，其中，所述嵌条至少部分地设置在所述保持材料的一部分与所述一个或多个LED之间。
28.根据权利要求26所述的发光设备，其中，所述嵌条和所述保持材料由相同的材料组成。
29.根据权利要求25所述的发光设备，其中，所述嵌条和所述填充材料由相同的材料组成。
30.根据权利要求29所述的发光设备，其中，所述材料包括硅酮。
31.根据权利要求25所述的发光设备，其中，所述嵌条包括用于减少在密封过程中的缺陷的弯曲上表面。
32.根据权利要求25所述的发光设备，其中，所述嵌条是清亮的或者反射性的。
33.根据权利要求25所述的发光设备，其中，所述基台包括设置在基础材料的一部分上的介电层压板。
34.根据权利要求33所述的发光设备，其中，所述基础材料包括铝(Al)或Al合金。
35.根据权利要求34所述的发光设备，其中，所述Al或Al合金具有约0.5毫米(mm)至1.6mm的厚度。
36.根据权利要求25所述的发光设备，其中，所述一个或多个LED包括串联电连接的多个LED。
37.根据权利要求36所述的发光设备，进一步包括多串串联电连接的LED。
38.根据权利要求37所述的发光设备，其中，该多串LED的电气端电连接至导电迹线的区域。
39.一种用于设置发光设备的方法，包括：
设置基台；
将一个或多个发光二极管(LED)设置在所述基台上；以及
在所述基台的一部分上形成和设置嵌条。
40.根据权利要求39所述的方法，进一步包括在所述一个或多个LED周围形成保持材料。
41.根据权利要求40所述的方法，其中，形成所述嵌条包括在部分的所述保持材料与所述一个或多个LED之间形成所述嵌条。
42.根据权利要求39所述的方法，其中，形成所述嵌条包括分配由硅酮组成的清亮的嵌条。
43.根据权利要求39所述的方法，其中，形成所述嵌条进一步包括分配由硅酮和反射材料组成的反射嵌条，所述反射材料包括二氧化钛(TiO2)颗粒或氧化铝(Al2O3)颗粒。
44.根据权利要求39所述的方法，进一步包括将填充材料至少部分地设置在所述一个或多个LED上。
45.根据权利要求44所述的方法，其中，设置所述填充材料包括将含有荧光体的硅酮密封剂至少部分地分配在所述一个或多个LED上。
46.根据权利要求40所述的方法，其中，形成所述保持材料包括在所述一个或多个LED周围分配所述保持材料。
47.根据权利要求46所述的方法，其中，所述嵌条和所述保持材料同时形成。
48.根据权利要求39所述的方法，其中，设置所述一个或多个LED包括设置串联电连接的多个LED。
49.根据权利要求48所述的方法，其中，设置所述一个或多个LED包括设置多于一串的串联电连接的LED。
50.根据权利要求49所述的方法，其中，该多于一串的LED并联电连接。
51.根据权利要求39所述的方法，其中，形成所述嵌条包括分配具有弯曲上表面的所述嵌条。
52.根据权利要求39所述的方法，进一步包括设置导电迹线，其中，形成所述嵌条包括将所述嵌条分配在被设置在所述一个或多个LED与一部分的所述导电迹线之间的区域中。
53.一种发光设备，包括：
基台；
发光区，设置在所述基台上；以及
保持材料，至少部分地设置在所述发光区周围；
其中，所述保持材料包括形成至少部分地设置在所述发光区中的嵌条的外边缘部。
54.根据权利要求53所述的发光设备，其中，所述外边缘部包括凹入的上表面。
55.根据权利要求53所述的发光设备，其中，所述基台包括基础材料和至少一个反射增强层，其中，所述反射增强层至少部分地设置在部分的所述发光区与部分的所述基础材料之间。
56.根据权利要求55所述的发光设备，其中，所述外边缘部设置在所述反射增强层的一部分上。
57.一种发光设备，包括：
基台；
发光区，设置在所述基台上；以及
嵌条，至少部分地设置在所述发光区周围；
其中，所述嵌条直接邻近于所述基台的一部分。
58.根据权利要求57所述的发光设备，进一步包括在所述发光区周围设置的保持材料。
59.根据权利要求57所述的发光设备，其中，所述嵌条是所述保持材料的组成部分。
60.根据权利要求57所述的发光设备，其中，所述基台包括基础材料和设置在所述基础材料上的至少一个反射增强层，所述反射增强层至少部分地介于所述基础材料与所述发光区之间。
61.根据权利要求60所述的发光设备，其中，所述嵌条邻近于所述反射增强层的一部分。
62.根据权利要求60所述的发光设备，其中，所述基台进一步包括介电层压板，所述介电层压板至少部分地设置在位于所述发光区之外的区域中的所述基础材料上。
63.根据权利要求62所述的发光设备，其中，所述嵌条直接邻近于所述反射增强层的一部分和所述介电层压板的一部分。
64.根据权利要求57所述的发光设备，其中，所述发光区包括一个或多个发光二极管(LED)和填充材料。
65.根据权利要求64所述的发光设备，其中，所述填充材料包括密封剂，所述密封剂具有设置在其中的选择数量的荧光体。
66.根据权利要求65所述的发光设备，其中，所述嵌条包括凹入的上表面。
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