CN113039653A - 发光二极管封装 - Google Patents

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CN113039653A CN201980074619.8A CN201980074619A CN113039653A CN 113039653 A CN113039653 A CN 113039653A CN 201980074619 A CN201980074619 A CN 201980074619A CN 113039653 A CN113039653 A CN 113039653A
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Abstract

公开了包括发光二极管(LED)的固态照明装置，并且更具体地公开了LED封装。可以在LED封装内以特定配置设置光改变材料，以将光重定向到主发射方向。光改变材料可以布置在LED封装中的LED芯片的第一面、第二面和多个侧壁中的任何一个上。发光材料可以布置在一个或多个侧壁上。覆盖层可以布置为从第一面机械地支撑LED芯片。光改变材料可以布置在覆盖层上或分散在覆盖层内。在某些实施例中，LED封装的主发射方向基本上平行于LED封装中的LED芯片的第二面。LED封装的总厚度或高度可以小于或等于0.25mm。

Description

发光二极管封装
技术领域
本公开涉及包括发光二极管的固态照明装置、发光二极管装置和发光二极管封装。
背景技术
固态照明装置(诸如，发光二极管(LED))越来越多地用于消费和商业应用两者。LED技术的进步已经导致具有长使用寿命的高效且机械上稳健的光源。因此，现代LED已经实现了各种新的显示应用，并且越来越多地用于普通照明和各种其他应用，通常替代白炽光源和荧光光源。
LED是将电能转换为光的固态装置，并且通常包括布置在相反掺杂的n型与p型层之间的半导体材料的一个或多个有源层(或有源区域)。当跨掺杂层施加偏压时，空穴和电子被注入到一个或多个有源层中，其中，空穴和电子重新组合以生成发射，诸如可见光或紫外线发射。LED芯片通常包括有源区域，该有源区域可以例如由碳化硅、氮化镓、磷化镓、氮化铝、砷化镓基材料的外延层和/或有机半导体材料制造。沿所有方向激发由有源区域生成的光子。
通常，期望以可能的最高发光效率操作LED，这可以通过相对于输出功率的发射强度(例如，以流明每瓦特为单位)来测量。提高发射效率的实际目标是沿期望的光传输方向最大化由有源区域发射的光的提取。在图1所示的传统LED封装10中，单个LED芯片12通过焊料键合或导电环氧树脂安装在反射杯14上。一个或多个引线键合16可以将LED芯片12的欧姆接触连接到引线18A和/或18B，引线18A和/或18B可以附接到反射杯14或与反射杯14集成。反射杯14可以填充有封装材料20，该封装材料20可以包含诸如荧光体的波长转换材料。由LED芯片12以第一波长光谱发射的至少一些光可以被荧光体吸收，该荧光体可以响应地以第二波长光谱发射光。然后，整个组件被封装在透明的保护树脂22中，该保护树脂22可以被模制成透镜的形状，以在主要垂直于安装LED芯片12的反射杯14的表面的方向24上引导从LED芯片12发射的光。
图2示出了另一传统LED封装26，其中，一个或多个LED芯片28可以安装在诸如印刷电路板(PCB)载体、衬底或基台30的载体上。安装在基台30上的金属反射器32围绕一个或多个LED芯片28，并且沿主要垂直于安装一个或多个LED芯片28的基台30的表面的方向34反射由一个或多个LED芯片28发射的光。在一个或多个LED芯片28上的欧姆接触与基台30上的电迹线38A、38B之间建立一个或多个引线键合连接36。然后，安装的一个或多个LED芯片28覆盖有密封剂40，该密封剂40可以为LED芯片28提供环境和机械保护，同时还用作透镜。
图3示出了另一传统LED封装42，其中，LED芯片44可以安装在基台46上，半球透镜48形成在基台46上。LED芯片44可以由转换材料涂覆，该转换材料可以转换来自LED芯片44的全部或大部分光。半球透镜48被布置为减少光的全内反射。因此，到达透镜48的表面的增加量的LED光在第一次通过时透射通过透镜48。另外，透镜48可以用于以期望的发射模式朝向主要垂直于安装LED芯片44的基台46的表面的方向50引导来自LED芯片44的光发射。
图4示出了另一传统LED封装52，该LED封装52被布置为沿主要平行于安装有LED封装52的表面56的方向54具有主光发射。LED封装52通常包括安装在基台60上的LED芯片58。为了使主光发射沿方向54，LED封装52相对于芯片定向安装在其侧面，这有时被称为侧向观察器或侧视LED。以这种方式，方向54主要垂直于安装有LED芯片58的基台60的表面。就这一点而言，图1至图4的LED封装10、26、42和52中的每一个具有沿着或接近LED芯片安装表面以及LED芯片内的外延层的法线居中的主要发射方向。
图5是表示常规LED封装的发射模式的传统空间分布的曲线图。x轴表示从垂直于常规LED封装的LED芯片的主发射面的方向测量的以度为单位的视角。例如，0°垂直于主发射面。y轴表示给定视角的相对发光强度。如图所示，最高发光强度百分比沿着主要垂直于LED芯片的主发射面的方向居中，该方向也主要垂直于安装有LED芯片的表面。以这种方式，如前所述的常规LED封装都被配置为使LED芯片的主发射面定向为主要垂直于LED封装的主发射方向。
本技术继续寻求具有降低的光损耗并且提供能够克服与常规照明装置相关联的挑战的期望的照明特性的改进的LED和固态照明装置。
发明内容
本公开涉及包括发光二极管(LED)的固态照明装置，并且更具体地涉及LED装置或LED封装。可以在LED封装内以特定配置设置光改变材料，以将光重定向到主发射方向。光改变材料可以布置在LED封装中的LED芯片的第一面、第二面和多个侧壁中的任何一个上。在某些实施例中，发光材料可以布置在LED芯片的多个侧壁中的一个或多个侧壁上。在某些实施例中，覆盖层被布置为从第一面机械地支撑LED芯片。光改变材料可以布置在覆盖层上或分散在覆盖层内。在某些实施例中，LED封装的主发射方向基本上平行于LED封装中的LED芯片的第二面。LED封装的总厚度或高度可以小于或等于0.25mm。
在一个方面，一种LED封装包括：一个或多个LED芯片，其包括第一面、第二面和第一面与第二面之间的多个侧壁；以及光改变材料，围绕第一面、第二面和多个侧壁中的至少一个侧壁。在某些实施例中，LED封装的主发射方向基本上平行于第二面。光改变材料可以围绕第一面、第二面和多个侧壁中的至少三个侧壁。第一面或第二面上的任何材料可以没有发光材料。在某些实施例中，光改变材料围绕第一面、第二面和至少一个侧壁是连续的。在某些实施例中，光改变材料包括变薄的光改变材料，一个或多个LED芯片的一部分可以通过该变薄的光改变材料电连接。在某些实施例中，LED封装被配置为向照明灯具中的光导的边缘提供照明。
在另一方面，一种LED封装包括：一个或多个LED芯片，其包括第一面、第二面和第一面与第二面之间的多个侧壁，其中，一个或多个LED芯片安装在LED封装中的第一面或第二面上，并且LED封装的主发射方向基本上平行于第二面。LED封装可以进一步包括：第一光改变材料，基本上覆盖第一面；以及发光材料，布置在多个侧壁的第一侧壁上。LED封装可以进一步包括在第二面上的第二光改变材料。在某些实施例中，第一光改变材料沿着多个侧壁中的至少一个侧壁向第二光改变材料延伸。第一光改变材料可以在多个侧壁的三个侧壁上围绕一个或多个LED芯片。在某些实施例中，第一光改变材料包括光反射粒子、光折射粒子和不透明粒子中的至少一种。LED封装可以进一步包括：覆盖层，被配置为从第一面机械地支撑一个或多个LED芯片。在某些实施例中，覆盖层包括作为粒子的分散体的第一光改变材料。在其他实施例中，第一光改变材料布置在覆盖层上的一层或多层中。在某些实施例中，LED封装进一步包括：封装阳极焊盘和封装阴极焊盘，该封装阳极焊盘和封装阴极焊盘被布置为从第二面与LED芯片电连接。封装阳极焊盘和封装阴极焊盘可以与LED芯片的对应芯片阳极焊盘和对应芯片阴极焊盘电连接。在某些实施例中，LED封装被配置为总厚度在约0.06mm至约0.25mm的范围内的表面安装装置。LED封装可以进一步包括基台，其中，一个或多个LED芯片从一个或多个LED芯片的第二面机械地附接到基台。在某些实施例中，LED封装进一步包括封装阳极焊盘和封装阴极焊盘，该封装阳极焊盘和封装阴极焊盘通过基台的表面上的一个或多个迹线和延伸穿过基台的多个通孔电连接到一个或多个LED芯片。LED封装可以进一步包括与一个或多个LED芯片电连接的一个或多个引线键合，其中，一个或多个引线键合延伸到第一光改变材料中。
在另一方面，一种LED封装包括：LED芯片，其包括第一面、第二面和第一面与第二面之间的多个侧壁；覆盖层，被配置为从第一面机械地支撑LED芯片；第二面上的芯片阳极焊盘和芯片阴极焊盘；以及封装阳极焊盘和封装阴极焊盘，该封装阳极焊盘和封装阴极焊盘被布置为从第二面与芯片阳极焊盘和芯片阴极焊盘电连接，其中，LED封装的主发射方向基本上平行于第二面。在某些实施例中，LED封装的总厚度在约0.06mm至约0.25mm的范围内。覆盖层可以包括作为粒子的分散体的光改变材料。LED封装可以进一步包括布置在覆盖层上的一层或多层中的光改变材料。
在另一方面，一种形成LED封装的方法包括：设置包括第一面、第二面和第一面与第二面之间的多个侧壁的LED芯片；并且将LED芯片的第二面安装到LED封装的表面，其中，LED封装的主发射方向基本上平行于第二面。该方法可以进一步包括形成光学材料以覆盖LED芯片并且去除LED芯片上的光学材料的一部分。该方法可以进一步包括在LED芯片上形成一个或多个导电路径，其中，该一个或多个导电路径包括导电基座、凸块键合、焊接材料、导线和通孔中的至少一个。该方法可以进一步包括形成光改变材料以覆盖光学材料、LED芯片和一个或多个导电路径。该方法可以进一步包括去除光改变材料的一部分以暴露一个或多个导电路径。
在另一方面，一种方法包括将多个LED芯片安装或附接在包括第一光改变材料的公共覆盖层上；在多个LED芯片和覆盖层上形成可以包括一种或多种发光材料的光学材料；在光学材料和多个LED芯片上形成第二光改变材料；形成用于LED封装的电触点；并且分割单独的LED封装。在某些实施例中，可以省略第二光改变材料。
在另一方面，任何前述方面和/或本文所述的各种单独的方面和特征可以包括每个LED封装内的多个单独的LED芯片。
在另一方面，任何前述方面和/或本文所述的各种单独的方面和特征可以组合以获得额外的优点。除非本文有相反的指示，否则本文公开的各种特征和元件中的任何一个可以与一个或多个其他公开的特征和元件组合。
在结合附图阅读以下优选实施例的详细描述之后，本领域技术人员将理解本公开的范围并且认识到本公开的额外方面。
附图说明
结合在本说明书中并形成本说明书的一部分的附图示出了本公开的几个方面，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1示出了常规发光二极管(LED)的截面表示。
图2示出了常规LED的截面表示。
图3示出了常规LED的截面表示。
图4示出了常规LED的截面表示。
图5是表示常规LED封装的光发射模式的传统空间分布的曲线图。
图6A是根据本文公开的实施例的LED封装的分解截面图。
图6B是图6A的LED封装的实施例的组装截面图。
图7A是根据本文公开的实施例的LED封装的截面图。
图7B是根据本文公开的实施例的具有光学材料的替代配置的图7A的LED封装的截面图。
图8A至图8I示出了根据本文公开的实施例的示例性制造过程的各个步骤的截面图。
图9A至图9F示出了根据本文公开的实施例的省略了第二光改变材料的图8A至图8I所示的制造过程的替代制造过程的各个步骤的截面图。
图10是根据本文公开的实施例的LED封装的截面图，其中，LED芯片从LED芯片的第二面安装到基台。
图11是根据本文公开的实施例的LED封装的截面图，其中，第一光改变材料形成在覆盖层上。
图12是根据本文公开的某些实施例的LED封装的截面图。
图13是根据本文公开的某些实施例的LED封装的截面图。
图14是根据本文公开的某些实施例的LED封装的截面图。
图15A是根据本文公开的实施例的LED封装的透视图，其中，虚线箭头指示光的主发射方向。
图15B是从主发射方向截取的图15A的LED封装的侧视图。
图16示出了包括图15A和图15B的LED封装的照明装置的俯视图。
具体实施方式
下面阐述的实施例表示使本领域技术人员能够实践实施例的必要信息，并且示出了实践实施例的最佳模式。在根据附图阅读以下描述时，本领域技术人员将理解本公开的概念，并且将认识到本文没有特别提及的这些概念的应用。应当理解，这些概念和应用落在本公开和所附权利要求的范围内。
应当理解，尽管术语第一、第二等在本文中可以用于描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件和另一元件。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出项的任何和所有组合。
应当理解，当诸如层、区域或衬底的元件被称为在另一元件“上”或在另一元件“上”延伸时，其可以直接在另一元件上或直接在另一元件上延伸，或者也可以存在中间元件。相对照地，当一个元件被称为“直接在另一元件上”或“直接在另一元件上延伸”时，不存在中间元件。同样地，应当理解，当诸如层、区域或衬底的元件被称为在另一元件“上方”或在另一元件“上方”延伸时，其可以直接在另一元件上方或直接在另一元件上方延伸，或者也可以存在中间元件。相对照地，当一个元件被称为“直接在另一元件上方”或“直接在另一元件上方延伸”时，不存在中间元件。还应当理解，当一个元件被称为“连接”或“耦接”到另一元件时，其可以直接连接或耦接到另一元件，或者可以存在中间元件。相对照地，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一元件时，不存在中间元件。
诸如“在…下方”或“在…上方”或“在…上部”或“在…下部”或“水平”或“垂直”的相关术语在本文中可以用于描述附图中所示的一个元件、层或区域与另一元件、层或区域的关系。应当理解，这些术语和以上所讨论的那些术语旨在包括除了附图中所描绘的定向之外的装置的不同定向。
本文所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并且不旨在限制本公开。如本文所使用的，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”也旨在包括复数形式。还应当理解，当在本文使用时，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括(includes)”和/或“包括(including)”指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。
除非另有定义，本文所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。还应当理解，除非本文明确如此定义，否则本文所使用的术语应当被解释为具有与它们在本说明书和相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且将不以理想化或过于正式的意义来解释。
本文参考作为本公开的实施例的示意图的截面图说明来描述本公开的实施例。因此，层的实际厚度可以是不同的，并且预期例如由于制造技术和/或公差而导致的图示形状的变化。例如，被示出或描述为正方形或矩形的区域可以具有圆形或弯曲的特征，而被示出为直线的区域可以具有一种不规则性。因此，附图中所示的区域是示意性的，并且它们的形状不旨在示出装置的区域的精确形状，也不旨在限制本公开的范围。
本公开涉及包括发光二极管(LED)的固态照明装置，并且更具体地涉及LED装置或LED封装。可以在LED封装内以特定配置设置光改变材料，以将光重定向到主发射方向。光改变材料可以布置在LED封装中的LED芯片的第一面、第二面和多个侧壁中的任何一个上。在某些实施例中，发光材料可以布置在LED芯片的多个侧壁的一个或多个侧壁上。在某些实施例中，覆盖层被布置为从第一面机械地支撑LED芯片。光改变材料可以布置在覆盖层上或分散在覆盖层内。在某些实施例中，LED封装的主发射方向基本上平行于LED封装中的LED芯片的第一面或第二面。在某些实施例中，LED封装的总厚度或高度可以小于或等于0.25mm。在其他实施例中，LED封装的总厚度或高度可以大于0.25mm。本文中使用术语“覆盖层”部分是为了避免与可能是半导体发光装置的一部分的其他衬底(诸如LED芯片的生长或载体衬底或LED封装的基台)混淆。术语“覆盖层”并不旨在限制它所描述的结构的定向、位置和/或组成。
LED芯片通常包括有源LED结构或区域，该有源LED结构或区域可以具有以不同方式布置的许多不同的半导体层。LED及其有源结构的制造和操作在本领域中通常是公知的，并且仅在本文中简要讨论。有源LED结构的层可以使用已知的工艺来制造，其中，合适的工艺是使用金属有机化学气相沉积来制造。有源LED结构的层可以包括许多不同的层，并且通常包括夹在n型与p型相反掺杂的外延层之间的有源层，所有这些外延层相继形成在生长衬底上。应当理解，有源LED结构中还可以包括额外的层和元件，包括但不限于：缓冲层、成核层、超晶格结构、未掺杂层、包覆层、接触层、电流扩散层以及光提取层和元件。有源层可以包括单量子阱、多量子阱、双异质结构或超晶格结构。
有源LED结构可以由不同的材料***制造，其中，一些材料***是III族氮化物基材料***。III族氮化物是指在氮与元素周期表的III族元素(通常是铝(Al)、镓(Ga)和铟(In))之间形成的半导体化合物。氮化镓(GaN)是常见的二元化合物。III族氮化物还指三元和四元化合物，诸如氮化铝镓(A1GaN)、氮化铟镓(InGaN)和氮化铝铟镓(AlInGaN)。对于III族氮化物，硅(Si)是常见的n型掺杂剂，而镁(Mg)是常见的p型掺杂剂。因此，对于基于III族氮化物的材料***，有源层、n型层和p型层可以包括未掺杂或掺杂有Si或Mg的GaN、AlGaN、InGaN和AlInGaN的一层或多层。其他材料***包括碳化硅(SiC)、有机半导体材料和其他III至V族***，诸如磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)和相关化合物。
有源LED结构52可以在生长衬底上生长，该生长衬底可以包括许多材料，诸如蓝宝石、碳化硅、氮化铝(AlN)、GaN，其中，尽管也可以使用包括3C、6H和15R多型的其他SiC多型，但是合适的衬底是SiC的4H多型。SiC具有某些优点，诸如与其他衬底相比，与III族氮化物的晶格匹配更紧密，并且导致高质量的III族氮化物膜。SiC还具有非常高的热导率，使得SiC上的III族氮化物装置的总输出功率不受衬底散热的限制。蓝宝石是III族氮化物的另一常见的衬底，并且还具有某些优点，包括成本较低、具有已建立的制造工艺以及具有良好的透光光学特性。
根据有源层以及n型和p型层的组成，有源LED结构的不同实施例可以发射不同波长的光。在一些实施例中，有源LED结构发射峰值波长范围约为430纳米(nm)至480nm的蓝光。在其他实施例中，有源LED结构发射峰值波长范围为500nm至570nm的绿光。在其他实施例中，有源LED结构发射峰值波长范围为600nm至650nm的红光。LED芯片还可以覆盖有一种或多种发光材料或其他转换材料(诸如荧光体)，使得来自LED芯片的光中的至少一些光被一种或多种荧光体吸收，并且根据来自一种或多种荧光体的特性发射被转换为一种或多种不同的波长光谱。在一些实施例中，LED芯片和一种或多种荧光体的组合发射大致白光组合。一种或多种荧光体可以包括黄色(例如，YAG：Ce)、绿色(例如，LuAg：Ce)和红色(例如，Cai-x-ySrxEuyAlSiN3)发射荧光体及其组合。本文所述的发光材料可以是或包括荧光体、闪烁体、发光油墨、量子点材料、日光灯带等中的一个或多个。可以通过任何合适的方式(例如直接涂覆在LED的一个或多个面上、分散在被配置为覆盖一个或多个LED的密封剂材料中和/或涂覆在一个或多个光学或支撑元件上(例如，通过粉末涂覆、喷墨印刷等))提供发光材料。在某些实施例中，发光材料可以是下变频或上变频，并且可以提供下变频材料和上变频材料两者的组合。在某些实施例中，被布置为产生不同峰值波长的多种不同(例如，组成不同)发光材料可以被布置为接收来自一个或多个LED芯片的发射。
由LED芯片的有源层或区域发射的光通常具有朗伯发射图案。对于定向应用，可以采用内部反射镜或外部反射表面来将尽可能多的光重定向到期望的发射方向。内部反射镜可以包括单层或多层。一些多层反射镜包括金属反射器层和电介质反射器层，其中，电介质反射器层布置在金属反射器层与多个半导体层之间。钝化层布置在金属反射器层与第一电触点和第二电触点之间，其中，第一电触点被布置为与第一半导体层导电连通，并且第二电触点被布置为与第二半导体层导电连通。对于包括表现出小于100％反射率的表面的单层或多层反射镜，一些光可能被反射镜吸收。此外，通过有源LED结构重定向的光可能被LED芯片内的其他层或元件吸收。
如本文所使用的，当照射到层或区域上的发射辐射的至少80％通过层或区域射出时，发光装置的层或区域可以被认为是“透明的”。此外，如本文所使用的，当反射照射到层或区域上的发射辐射的至少80％时，LED的层或区域被认为是“反射的”或体现为“反射镜”或“反射器”。在一些实施例中，发射辐射包括可见光，诸如具有或不具有发光材料的蓝色LED和/或绿色LED。在其他实施例中，发射辐射可以包括不可见光。例如，在基于GaN的蓝色LED和/或绿色LED的情况下，银(例如，至少80％反射率)可以被认为是反射材料。在紫外(UV)LED的情况下，可以选择适当的材料来提供期望的并且在一些实施例中高的反射率；和/或期望的并且在一些实施例中低的吸收。在某些实施例中，“透光”材料可以被配置为透射至少50％的期望波长的发射辐射。
本公开可以用于具有多种几何形状(诸如垂直几何形状或横向几何形状)的LED芯片。垂直几何形状的LED芯片通常包括在LED芯片的相对侧上的阳极和阴极连接。横向几何形状的LED芯片通常包括在与衬底(诸如生长衬底)相对的LED芯片的同一侧上的阳极和阴极连接。在一些实施例中，横向几何形状的LED芯片可以安装在LED封装的基台上，使得阳极和阴极连接在LED芯片的与基台相对的面上。在这种配置中，引线键合可以用于提供与阳极和阴极连接的电连接。在其他实施例中，横向几何形状的LED芯片可以倒装安装在LED封装的基台上，使得阳极和阴极连接在有源LED结构的与基台相邻的面上。在这种配置中，电迹线或图案可以设置在基台上，用于提供到LED芯片的阳极和阴极连接的电连接。在倒装芯片配置中，有源LED结构被配置在LED芯片的衬底与LED封装的基台之间。因此，从有源LED结构发射的光可以以期望的发射方向穿过衬底。在一些实施例中，可以如共同转让的美国公开第2017/0098746号中所描述的那样配置倒装芯片LED芯片，该美国公开通过引用并入本文。在一些实施例中，可以如以下共同转让的美国专利和美国公开中所阐述的那样配置LED封装，这些美国专利和美国公开通过引用并入本文：美国专利第8，866，169号；第9，070，850号；第9，887，327号；以及美国公开第2015/0179903号。
LED封装可以布置在许多不同的应用中以提供物体、表面或区域的照明。在一些应用中，期望LED封装在具有尽可能小的尺寸的同时提供这种照明。其中一个示例是用于液晶显示器(LCD)(包括电视、膝上型计算机、蜂窝电话和其他手持装置)的背光照明。在某些应用中，以侧视或侧光LED封装的形式从LCD显示器的一个或多个边缘提供背光照明。随着具有LCD显示器的装置继续变得更薄，期望对应的LED封装也尽可能薄。尽管常规的侧视LED封装不断被制造得比其前代产品更薄，但是由于LED芯片如何安装在侧视封装内的配置，仍然存在厚度限制并且制造难度增加。如前所述，来自有源层的光通常具有朗伯发射轮廓。当LED芯片安装在封装中时，LED芯片的与安装表面相对的面是LED芯片的主发射面。常规的侧视封装通常具有安装在封装的表面上的LED芯片，使得LED芯片的主发射面主要垂直于封装的主发射方向定向。然后，以封装的主发射方向朝向LCD显示器的边缘定向的方式将封装安装在封装的侧边缘上。侧视LED封装的尺寸通常被测量为封装的总长度、宽度和高度。封装的总高度(也可以称为封装的总厚度)通常是最小的总尺寸。在LCD应用中，侧视封装通常沿着LCD显示器的边缘布置，使得封装的最小总尺寸与显示器的光导对准。当传统的侧视LED封装被布置为照亮显示器时，封装安装在边缘上，使得封装内部的LED芯片的面直接面向显示器。就这一点而言，常规的侧视LED封装被限制为约0.5mm或以上的厚度或高度，一些示例低至0.3mm。在本文所公开的某些实施例中，LED封装被设置为表面安装装置，其总厚度或高度小于或等于0.25mm，或在约0.06mm至约0.25mm的范围内，或在约0.1mm至约0.22mm的范围内，或在约0.1mm至约0.2mm的范围内。在其他实施例中，本文所述的方面包括总厚度大于0.25mm或大于1mm的LED封装。
在本文所公开的某些实施例中，LED封装包括具有第一面、第二面和第一面与第二面之间的多个侧壁的LED芯片。LED封装进一步包括光改变材料，其被配置为反射、折射或以其他方式重定向光，或吸收来自LED芯片的光。光改变材料可以围绕第一面、第二面和多个侧壁中的至少一个侧壁。在进一步的实施例中，光改变材料可以围绕第一面、第二面和多个侧壁中的至少三个侧壁。在某些实施例中，LED封装的主发射方向基本上平行于第一面或第二面。LED芯片或多个LED芯片可以安装在LED封装中的第一面或第二面上。以这种方式，提供了包括一个或多个LED芯片的LED封装，该一个或多个LED芯片包括第一面、第二面和第一面与第二面之间的多个侧壁，其中，一个或多个LED芯片安装在LED封装中的第一面或第二面上，并且LED封装的主发射方向基本上平行于第二面。
图6A是根据本文公开的实施例的LED封装62的分解截面图。LED封装62包括LED芯片64，该LED芯片64包括第一面66、第二面68以及第一面66与第二面68之间的多个侧壁70-1、70-2。尽管以截面图示出了LED芯片64，但是应当理解，LED芯片64包括其他侧壁。例如，正方形或矩形LED芯片将包括第一面66与第二面68之间的四个侧壁。在图6A中，LED芯片64被示出为横向倒装芯片LED，其中，芯片阳极焊盘72a和芯片阴极焊盘72b两者都位于第二面68上。在其他实施例中，LED芯片64可以包括不以如前所述的倒装芯片方式布置的垂直LED或横向LED。在某些实施例中，LED封装62包括光改变材料74-1至74-3，其被配置为反射、折射或以其他方式重定向来自LED芯片64的光。光改变材料74—1至74-3可以适于作为预成型部件分配、沉积或放置，并且可以包括许多不同的材料，包括反射、折射或以其他方式重定向光的光反射或折射材料、吸收光的光吸收材料、充当触变剂的材料及其组合。在某些实施例中，光改变材料74—1至74-3可以包括悬浮在诸如硅树脂或环氧树脂的粘合剂中的熔融氧化硅、煅制氧化硅和二氧化钛(TiO2)粒子。在其他实施例中，光改变材料74-1至74-3包括塑料、陶瓷或金属材料。在某些实施例中，光改变材料74—1至74-3可以包括足以机械稳定的厚度，或者光改变材料74-1至74-3可以沉积或涂覆在支撑部件上。在一些实施例中，光改变材料74-1至74-3可以包括白色以反射和重定向光。在其他实施例中，光改变材料74—1至74-3可以包括不透明或黑色，诸如碳、硅或用于吸收光的其他材料的粒子。LED封装62可以进一步包括布置在LED芯片64附近的一种或多种光学材料76-1至76-4。一种或多种光学材料76-1至76-4可以包括发光材料、封装材料、光漫射或散射材料、滤光材料及其组合。另外，可以提供管芯附接或键合材料以将LED芯片64安装在LED封装62内。在某些实施例中，LED封装62可以配置有一种或多种额外的材料78，该额外的材料78可以包括进一步的机械支撑、电迹线、封装键合焊盘、焊接掩模材料及其组合。对于额外的材料78包括电迹线或其他电连接的实施例，可以提供穿过光改变材料74-3和光学材料76-3(如果存在)的一个或多个导电路径79。如前所述，LED芯片64可以包括在第一面66与第二面68之间具有四个侧壁的正方形或矩形LED芯片。因此，光改变材料74-1至74-3可以围绕第一面66、第二面68和四个侧壁中的三个，而不围绕最靠近LED封装62的主发射方向定向的侧壁(70-2)中的一个。一种或多种光学材料76-1至76-4可以围绕从LED芯片64的一个至所有四个侧壁的任何地方。
图6B是图6A中更一般地描述的LED封装62的实施例的组装截面图。在图6B中，LED芯片64可以安装在LED封装62中的第一面66或第二面68上。在某些实施例中，光改变材料74-1至74-3围绕LED芯片64的第一面66、第二面68和至少一个侧壁70-1。一种或多种光学材料76-2、76-4可以设置在LED芯片64周围以及光改变材料74-1至74-3之间。在某些实施例中，LED芯片64包括四个侧壁，并且光改变材料74-1至74-3围绕四个侧壁中的三个。值得注意的是，光改变材料74—1至74-3不围绕LED芯片64的另一侧壁70-2。因此，从LED芯片64发射的全向光可以被光改变材料74-1至74-3反射、折射或以其他方式重定向或者甚至吸收，使得LED封装62的主发射方向80基本上平行于第一面66或第二面68。通过保持第一面66或第二面68基本上平行于主发射方向80，与常规的侧视封装相比，可以减小LED封装62的总厚度T。对于LED芯片64的倒装芯片配置，LED芯片64的外延层更靠近或接近第二面68。在某些实施例中，一种或多种光学材料76-2、76-4包括发光材料，该发光材料被配置为在离开LED封装62之前将LED芯片64的至少一些光转换为不同的波长。如图6B所示，一种或多种光学材料76-2、76-4可以仅定位为与LED芯片64的侧壁70-1、70-2中的一个或两个相邻。以这种方式，LED芯片64可以由光改变材料74-1、74-3或其上形成有光改变材料74-1、74-3的部件机械地支撑，并且在第一面66上或直接在第一面66上或在第二面68上或直接在第二面68上的任何材料可以没有发光材料。在某些实施例中，光改变材料74-1至74-3是围绕第一面66、第二面68和至少一个侧壁70-1的连续的或整体的单个部件。在其他实施例中，光改变材料74-1至74-3形成为不连续的段，并且在LED封装62中结合在一起。例如，光改变材料74-1可以与光改变材料74-2、74-3中的一种或每一种不连续。
在某些实施例中，LED封装可以包括不同布置的光改变材料。例如，LED封装可以包括：LED芯片，该LED芯片包括第一面、第二面和第一面与第二面之间的多个侧壁；基本上覆盖第一面的第一光改变材料；以及布置在多个侧壁的第一侧壁上的发光材料。如前所述，LED封装的主发射方向基本上平行于第一面或第二面。第一光改变材料可以布置在覆盖层上的一层或多层中，或者分散在覆盖层内，该覆盖层机械地支撑LED芯片。覆盖层可以包括作为粒子的分散体的光改变材料。第二光改变材料可以布置在LED芯片的第二面上，并且第三光改变材料可以在第一光改变材料与第二光改变材料之间延伸。第一光改变材料、第二光改变材料和第三光改变材料中的每一种可以包括相同的材料。在其他实施例中，第一光改变材料、第二光改变材料和第三光改变材料中的至少一种可以包括与其他光改变材料不同类型或量的材料。就这一点而言，LED封装的不同区域可以基于特定的应用被定制为反射、折射或以其他方式重定向光，或者吸收不同量的光。在某些实施例中，第一光改变材料、第二光改变材料和第三光改变材料中的至少一种或另一光学材料可以包括变薄的材料，其中，LED芯片的一部分可以通过该变薄的材料暴露或以其他方式电连接。
图7A是根据本文公开的实施例的LED封装82的截面图。LED封装82包括：LED芯片84，该LED芯片84包括第一面86、第二面88和第一面86与第二面88之间的多个侧壁90-1、90-2；第一光改变材料92；第二光改变材料94；以及如前所述的光学材料96。在某些实施例中，光学材料96包括布置在LED芯片84的第一侧壁90-1和第二侧壁90-2中的至少一个上的发光材料。如图所示，第一光改变材料92基本上覆盖第一面86。在某些实施例中，第一光改变材料92的至少一部分92’可以另外沿着至少第二侧壁90-2延伸，并且可选地与至少第二侧壁90-2间隔开。第一光改变材料92也可以分散在被配置为从第一面86机械地支撑LED芯片84的覆盖层中。因此，覆盖层可以包括足以机械地稳定的材料和/或厚度，如前所述。在其他实施例中，第一光改变材料92可以沉积、涂覆或以其他方式布置在单独的覆盖层上。在某些实施例中，覆盖层可以包括硅树脂、环氧树脂、塑料、陶瓷、金属、蓝宝石、Si和SiC等中的至少一种。如图7A所示，第二光改变材料94可以布置在LED芯片84的第二面88和第一光改变材料92的沿着至少第二侧壁90-2朝向第二光改变材料94延伸的部分92’上。在某些实施例中，如前所述，第一光改变材料92围绕多个侧壁90-1、90-2的三个侧壁。第二光改变材料94可以另外在光学材料96上延伸。就这一点而言，LED芯片84可以在除了第一侧壁90-1之外的任何地方被第一光改变材料92和第二光改变材料94包围。因此，来自LED芯片84的光以及由光学材料96中存在的任何发光材料转换的光可以具有来自LED封装82的基本上平行于第一面86或第二面88的主发射方向98。如图7A所示，LED芯片84进一步包括芯片阳极焊盘100和芯片阴极焊盘102。对于倒装芯片实施例，芯片阳极焊盘100和芯片阴极焊盘102可以形成在LED芯片84的第二面88上。LED封装82可以进一步包括封装阳极焊盘104和封装阴极焊盘106，该封装阳极焊盘104和封装阴极焊盘106被布置为从第二面88与LED芯片84电连接。具体地，封装阳极焊盘104和封装阴极焊盘106与对应的芯片阳极焊盘100和芯片阴极焊盘102电连接。可以形成穿过第二光改变材料94的一个或多个导电路径108以形成这些电连接。导电路径108可以包括但不限于导电基座、凸块键合、焊接材料、导线和通孔。在某些实施例中，第二光改变材料94包括变薄的光改变材料，来自LED芯片84的导电路径108通过该变薄的光改变材料暴露。另外，LED封装82可以包括位于封装阳极焊盘104与封装阴极焊盘106之间的绝缘材料110，以在安装LED封装82时提供电绝缘。绝缘材料110可以包括焊接掩模材料以及其他介电材料。
如前所述，通过将第一面86或第二面88定位为基本上平行于LED封装82的主发射方向98，与在边缘上翻转包括LED芯片在内的整个封装的常规的侧视封装相比，可以减小LED封装82的总厚度T。对于LED封装82，从第一面86测量的第一光改变材料92的厚度t1可以包括约30微米(μm)至约300μm或更大的范围或者约50μm至约150μm的范围。在某些实施例中，第一光改变材料92可以最初包括较大的厚度(例如，约150μm)，并且然后第一光改变材料92可以随后变薄至较小的厚度(例如，约50μm)。LED芯片84可以包括在约3μm至约200μm的范围内或者在约3μm至约100μm的范围内的厚度t2。对于约3μm的厚度t2，可以去除LED芯片84的生长衬底。第二光改变材料94可以包括从第二面88测量的在约3μm至约150μm的范围内或在约10μm至约100μm的范围内或在约20μm至约60μm的范围内的总厚度t3。封装阳极焊盘104和封装阴极焊盘106可以包括在约1μm至约100μm的范围内或在约10μm至约70μm的范围内或在约20μm至约50μm的范围内的厚度t4。在某些实施例中，LED封装可以被配置为具有约50μm的厚度t1、约100μm的厚度t2、约40μm的厚度t3和约30μm的厚度t4以提供约220μm或0.22mm的总厚度。因此，在本文所公开的某些实施例中，LED封装82被设置为表面安装LED封装或装置，其总厚度小于或等于0.25mm或在从约0.06mm至约0.25mm的范围内或在从约0.1mm至约0.22mm的范围内或在从约0.1mm至约0.2mm的范围内。在其他实施例中，LED封装82的总厚度可以大于0.25mm。
图7B是根据本文公开的实施例的具有光学材料96的替代配置的图7A的LED封装82的截面图。在图7B中，光学材料96以类似于图7A所示的方式位于第一光改变材料92与第二光改变材料94之间。然而，在图7B中，光学材料96的至少一部分也位于第一光改变材料92与LED芯片84的第一面86之间。以这种方式，从LED芯片84发射的穿过第一面86的光可以在被第一光改变材料92反射、折射或以其他方式重定向或甚至吸收之前与光学材料96相互作用。在某些实施例中，光学材料96包括发光材料，并且因此来自LED芯片84的穿过第一面86的光的至少一部分可以在沿主发射方向98离开封装之前被转换为不同的波长。
可以在各种处理步骤中制造根据本文公开的实施例的LED封装。具体地，在将多个LED封装分割为单独的LED封装之前，可以在公共覆盖层上批量形成多个LED封装。例如，多个LED芯片可以安装在包括第一光改变材料的公共覆盖层上。在分割单独的LED封装之前，可以包括一种或多种发光材料、第二光改变材料和用于多个LED封装的电触点的光学材料可以随后形成在公共覆盖层上。以这种方式，可以将不同的处理步骤同时应用于多个LED封装，从而节省成本并减少单独的LED封装之间的变化。
图8A至图8I示出了根据本文公开的实施例的示例性制造过程的各个步骤的截面图。在图8A中，多个LED芯片112安装在覆盖层114上。在某些实施例中，可以使用通常包含环氧树脂或硅树脂的管芯附接粘合剂来安装多个LED芯片112。以这种方式，多个LED芯片112中的每一个在多个LED芯片112中的每一个的第一面116处由覆盖层114机械地支撑。另外，多个LED芯片112中的每一个在与第一面116相对的第二面122上包括芯片阳极焊盘118和芯片阴极焊盘120。覆盖层114可以包括在多个LED芯片112之间向上延伸的多个覆盖层部分114’，并且将在稍后的处理步骤中用作单独LED封装的分隔物。如前所述，覆盖层114可以包括硅树脂、环氧树脂、塑料、陶瓷、金属、蓝宝石、Si和SiC中的至少一种，并且第一光改变材料可以沉积或涂覆在覆盖层114上或分散在覆盖层114内。第一光改变材料可以包括悬浮在诸如硅树脂或环氧树脂的粘合剂中的熔融氧化硅、煅制二氧化硅或TiO2、其他白色粒子或者甚至黑色粒子。
在图8B中，诸如光致抗蚀剂的干膜124被施加到每个LED芯片112的第二面122。提供干膜124以在后续处理步骤期间基本上覆盖和保护每个芯片阳极焊盘118和芯片阴极焊盘120。
在图8C中，光学材料126被分配或以其他方式施加到覆盖层114。如前所述，光学材料126可以包括发光材料、封装材料、光漫射或散射材料、滤光材料及其组合。在某些实施例中，光学材料126包括分散在粘合剂中的一种或多种发光材料。如图所示，光学材料126基本上覆盖每个LED芯片112和覆盖层114。每个LED芯片112上的干膜124用于防止光学材料126与每个芯片阳极焊盘118和芯片阴极焊盘120接触。
在图8D中，去除光学材料126的一部分以暴露每个LED芯片112上的干膜124。去除光学材料126的一部分可以包括平坦化、研磨、抛光和其他材料去除步骤中的一个或多个步骤。在某些实施例中，在去除光学材料126的一部分之后，也可以暴露覆盖层部分114’。
在图8E中，去除图8D的干膜124以暴露每个LED芯片112的芯片阳极焊盘118和芯片阴极焊盘120。随后，在芯片阳极焊盘118和芯片阴极焊盘120上形成多个导电路径128。如前所述，导电路径128可以包括但不限于导电基座、凸块键合、焊接材料、导线和通孔中的至少一种。
在图8F中，第二光改变材料130沉积或分配在覆盖层114上。如图所示，第二光改变材料130基本上覆盖光学材料126以及每个LED芯片112。另外，第二光改变材料130基本上覆盖芯片阳极焊盘118、芯片阴极焊盘120和导电路径128。以这种方式，第二光改变材料130的至少一部分设置在每个LED芯片112的第二面122上，在芯片阳极焊盘118和芯片阴极焊盘120所处的位置之间和周围。因此，来自特定LED芯片112的光可以被第二面122处的第二光改变材料130反射、折射或以其他方式重定向或者甚至吸收。第二光改变材料130可以包括悬浮在诸如硅树脂或环氧树脂的粘合剂中的熔融氧化硅、煅制二氧化硅或TiO2、其他白色粒子或者甚至黑色粒子，如前所述。
在图8G中，去除第二光改变材料130的一部分以暴露每个LED芯片112上的导电路径128。去除第二光改变材料130的一部分可以包括平坦化、研磨、抛光、减薄和其他材料去除步骤中的一个或多个步骤。值得注意的是，第二光改变材料130在光学材料126上变薄但没有被完全去除，从而暴露出每个LED芯片112的一部分，在这种情况下是导电路径128。就这一点而言，第二光改变材料130覆盖LED芯片112和光学材料126，同时使每个导电路径128的一部分暴露以促进与LED芯片112的电连接。
在图8H中，在每个LED芯片112和第二光改变材料130上形成封装阳极焊盘132和封装阴极焊盘134。封装阳极焊盘132和封装阴极焊盘134被布置为与每个LED芯片112的第二面122电连接。具体地，每个封装阳极焊盘132通过导电路径128电连接到每个芯片阳极焊盘118，并且每个封装阴极焊盘134通过导电路径128电连接到每个芯片阴极焊盘120。在某些实施例中，绝缘材料136可以位于封装阳极焊盘132与封装阴极焊盘134之间以提供电绝缘。绝缘材料136可以包括焊接掩模材料以及其他介电材料，如前所述。
在图8I中，已经分割单独的LED封装138-1、138-2，并且准备好被表面安装到诸如印刷电路板(PCB)的接收衬底。分割步骤可以包括用机械锯或激光进行锯切或切割。在进一步的实施例中，分割步骤可以包括用锯或激光形成切割线，随后施加机械压力以完成分割。
图9A至图9F示出了根据本文公开的实施例的省略了第二光改变材料130的图8A至图8I所示的制造过程的替代制造过程的各个步骤的截面图。为了简单起见，共同或类似元件的编号与图8A至图8I中的编号相同。在图9A中，多个LED芯片112在每个LED芯片112的第一面116处安装在覆盖层114上。在某些实施例中，可以使用通常包含环氧树脂或硅树脂的管芯附接粘合剂来安装多个LED芯片112。多个LED芯片112中的每一个进一步包括在每个LED芯片112的第二面122上的芯片阳极焊盘118和芯片阴极焊盘120。在图9A中，在后续处理步骤之前，在芯片阳极焊盘118和芯片阴极焊盘120上形成多个导电路径128。在图9B中，光学材料126被分配或以其他方式施加到覆盖层114，并且光学材料126基本上覆盖LED芯片112以及导电路径128。在图9C中，光学材料126的一部分被去除或平面化以暴露每个LED芯片112上的导电路径128。如图所示，光学材料126的一部分位于每个LED芯片112的第二面122上，在芯片阳极焊盘118和芯片阴极焊盘120所处的位置之间和周围。在图9D中，在每个LED芯片112上形成封装阳极焊盘132和封装阴极焊盘134。封装阳极焊盘132和封装阴极焊盘134被布置为与每个LED芯片112的第二面122电连接。另外，如前所述，绝缘材料136可以位于封装阳极焊盘132与封装阴极焊盘134之间。在图9E中，已经分割单独的LED封装140-1、140-2，并且准备好被表面安装到诸如PCB的接收衬底。值得注意的是，单独的LED封装140-1、140-2不具有图8H的第二光改变材料130。就这一点而言，封装阳极焊盘132和封装阴极焊盘134可以包括反射、折射、重定向和/或吸收光的至少一层或材料。图9F示出了图9E的LED封装140-1、140-2的替代配置。具体地，先前实施例的第二光改变材料130位于封装阳极焊盘132和封装阴极焊盘134与光学材料126之间以改善光学材料126与第二光改变材料130之间的界面处的光反射，从而改善封装的亮度。第二光改变材料130可以通过模版印刷、丝网印刷、照片处理等形成。
图10是根据本文公开的实施例的LED封装142的截面图，其中，LED芯片144从LED芯片144的第二面148安装到基台146。以这种方式，LED芯片144由基台146从第二面148机械地支撑。LED芯片144进一步包括与第二面148相对的第一面150。第一光改变材料152设置在第一面150上，并且可以形成有或没有如前所述的覆盖层。以这种方式，第一光改变材料152可以包括悬浮在诸如硅树脂或环氧树脂等粘合剂中的熔融氧化硅、煅制氧化硅、TiO2、其他白色粒子或黑色粒子。如前所述的光学材料154可以形成在基台146上的LED芯片144周围，并且第一光改变材料152可以被分配或以其他方式沉积在LED芯片144和光学材料154上。第二光改变材料156可以在第一光改变材料152与基台146之间围绕LED芯片144的一个或多个侧壁。在某些实施例中，第一光改变材料152包括与第二光改变材料156相同的材料或材料组。在进一步的实施例中，第一光改变材料152和第二光改变材料156可以是连续的或者彼此成一体的单个部件。在其他实施例中，第一光改变材料152包括与第二光改变材料156不同的材料或材料组。用于基台146的合适材料包括但不限于陶瓷材料(诸如氧化铝或矾土)、AlN或有机绝缘体(例如聚酰亚胺(PI)和聚邻苯二甲酰胺(PPA))。在其他实施例中，基台146可以包括PCB、蓝宝石、Si或任何其他合适的材料。对于PCB实施例，可以使用不同的PCB类型，诸如标准的FR-4PCB、金属芯PCB或任何其他类型的PCB。基台146包括第一基台表面158和与第一基台表面158相对的第二基台表面160。封装阳极焊盘162和封装阴极焊盘164设置在第二基台表面160上，并且通过延伸穿过基台146的多个通孔168连接到第一基台表面158上的对应电迹线166。LED芯片144以这样的方式安装到电迹线166，使得芯片阳极焊盘170电连接到封装阳极焊盘162，并且芯片阴极焊盘172电连接到封装阴极焊盘164。与其他实施例一样，LED封装142的主发射方向174基本上平行于LED芯片144的第一面150或第二面148。
图11是根据本文公开的实施例的LED封装176的截面图，其中，第一光改变材料178形成在覆盖层180上。LED芯片182由覆盖层从LED芯片182的第一面184机械地支撑。与第一面184相对的LED芯片182的第二面186包括芯片阳极焊盘188、芯片阴极焊盘190和对应的导电路径192，如前所述。光学材料194围绕LED芯片182，并且第二光改变材料196以类似于先前实施例的方式基本上覆盖LED芯片182和光学材料194。如前所述，封装阳极焊盘198、封装阴极焊盘200和绝缘材料202完成了封装。值得注意的是，第一光改变材料178位于覆盖层180与LED芯片182之间。另外，第一光改变材料178可以与覆盖层180和覆盖层180的朝向第二光改变材料196延伸的部分180’共形。在某些实施例中，第一光改变材料178布置在覆盖层180上的一层或多层中。一层或多层可以包括一种或多种材料，包括金属、氧化物、陶瓷、聚合物或其组合。
图12是根据本文公开的某些实施例的LED封装204的截面图。如前所述，LED封装204可以包括LED芯片206、第一光改变材料208、第二光改变材料210、光学材料212、芯片阳极焊盘214、芯片阴极焊盘216、导电路径218、封装阳极焊盘220、封装阴极焊盘222和绝缘材料224。光学材料212可以包括布置在LED芯片206的第一侧壁225上的发光材料。值得注意的是，LED芯片206的第二侧壁226被定位为使得光学材料212中的任何一个都不在第二侧壁226与第一光改变材料208之间。就这一点而言，来自LED芯片206的光可以在与光学材料212相互作用之前被第一光改变材料208的一部分和第二光改变材料210的一部分重定向。在一些实施例中，LED芯片206的三个侧壁被配置为使得光学材料212中的任何一个都不在三个侧壁与第一光改变材料208之间。
图13是根据本文公开的某些实施例的LED封装227的截面图。如前所述，LED封装227可以包括LED芯片228、第一光改变材料230、第二光改变材料232、光学材料234、芯片阳极焊盘236、芯片阴极焊盘238、导电路径240、封装阳极焊盘242、封装阴极焊盘244和绝缘材料246。值得注意的是，第一光改变材料230不包括朝向第二光改变材料232延伸的部分。在某些实施例中，第一光改变材料230是平面的。LED芯片228可以附接到第一光改变材料230，并且光学材料234形成在LED芯片228周围。第二光改变材料232基本上覆盖LED芯片228和光学材料234。另外，第二光改变材料232的一部分232’朝向第一光改变材料230延伸。以这种方式，第二光改变材料232可以围绕LED芯片228的一个或多个侧壁以及光学材料234。
图14是根据本文公开的某些实施例的LED封装248的截面图。如前所述，LED封装248可以包括LED芯片250、第一光改变材料252、第二光改变材料254、光学材料256和基台258。以类似于图10的基台146的方式，LED芯片250安装在第一基台表面260上，并且封装阳极焊盘262和封装阴极焊盘264设置在第二基台表面266上。封装阳极焊盘262和封装阴极焊盘264通过多个通孔270电连接到第一基台表面260上的对应电迹线268。与图10的LED芯片144相比，LED芯片250通过一个或多个引线键合272电连接到电迹线268。值得注意的是，在某些实施例中，一个或多个引线键合272在与电迹线268连接之前延伸或循环进入并至少部分地嵌入第一光改变材料252中。以这种方式，一个或多个引线键合272的一部分从来自LED芯片250的光路径隐藏，并且因此较少的光可以被一个或多个引线键合272吸收。在其他实施例中，一个或多个引线键合272可以仅延伸或循环进入光学材料256。
在本文公开的某些实施例中，LED封装可以包括垂直LED芯片，该垂直LED芯片在LED芯片的相对侧上具有阳极和阴极连接。就这一点而言，LED芯片的阳极和阴极连接中的一个可以电和机械地安装到基台上的电迹线，并且LED芯片的阳极和阴极连接中的另一个可以引线键合到基台上的不同电迹线。在某些实施例中，LED封装的各种元件(包括但不限于覆盖层)可以包括增强材料，诸如一种或多种陶瓷或玻璃纤维。在本文公开的某些实施例中，LED封装可以包括其他电气部件，诸如一个或多个静电放电芯片、有源或无源电气部件及其组合。
本文公开的LED封装可以特别适用于边缘照明应用，其中，LED光源沿着光导的边缘定位以提供LCD显示器的背光照明或其他照明应用中的一般照明。图15A和图15B示出了根据本文公开的实施例的代表性LED封装274的各种视图。LED封装274包括如前所述的围绕一个或多个LED芯片278-1至278-7的光改变材料276。在某些实施例中，光改变材料276是也为LED封装274提供机械支撑的刚性材料。在某些实施例中，光改变材料276形成开口280以为LED封装274提供主发射方向。图15A是LED封装274的透视图，其中，虚线箭头指示通过开口280的光的主发射方向。图15B是从主发射方向截取的LED封装274的侧视图。如前所述的光学材料281布置在开口280中，并且至少部分地围绕一个或多个LED芯片278-1至278-7。根据光学材料281的组成，一个或多个LED芯片278-1至278-7可以通过开口280可见或不可见。一个或多个LED芯片278-1至278-7包括如前所述的第一面282和第二面284。为了简单起见，在图15B中仅标记了LED芯片278-1的第一面282和第二面284。如图所示，光改变材料276围绕第一面282、第二面284以及除了靠近LED封装274的主发射方向的一侧之外的所有侧上的一个或多个LED芯片278-1至278-7。就这一点而言，如前所述，开口280垂直于第二面284，并且主发光方向基本上平行于一个或多个LED芯片278—1至278-7的第二面284。图16示出了包括图15A和图15B的LED封装274的照明装置286的俯视图。照明装置286包括光导288，该光导288可以用于背光LCD显示器或为一般照明灯具提供照明。LED封装274沿着光导288的边缘290定位，使得LED封装274的主发射方向(如虚线箭头所示)从边缘290被引导到光导288中。在某些实施例中，LED封装274或光导288可以包括一个或多个对准特征292，该对准特征292被配置为将LED封装274与光导288的边缘290对准。另外，LED封装274可以包括模块，该模块包括额外的特征，诸如驱动电子设备、光学设备、滤光器和其他形式或配合特征以辅助组装照明装置286。
本领域技术人员将认识到对本公开的优选实施例的改进和修改。所有这些改进和修改都被认为在本文公开的概念和随后的权利要求的范围内。

Claims (32)

1.一种发光二极管(LED)封装，包括：
一个或多个LED芯片，包括第一面、第二面和所述第一面与所述第二面之间的多个侧壁；以及
光改变材料，围绕所述第一面、所述第二面和所述多个侧壁中的至少一个侧壁。
2.根据权利要求1所述的LED封装，其中，所述LED封装的主发射方向基本上平行于所述第二面。
3.根据权利要求1所述的LED封装，其中，所述光改变材料围绕所述第一面、所述第二面和所述多个侧壁中的至少三个侧壁。
4.根据权利要求1所述的LED封装，其中，所述第一面或所述第二面上的任何材料都没有发光材料。
5.根据权利要求1所述的LED封装，其中，所述光改变材料是围绕所述第一面、所述第二面和所述多个侧壁中的至少-个侧壁的整体单个部件。
6.根据权利要求1所述的LED封装，其中，所述光改变材料包括围绕所述第一面、所述第二面和所述多个侧壁中的至少一个侧壁接合在一起的不连续段。
7.根据权利要求1所述的LED封装，其中，所述光改变材料包括变薄的光改变材料，所述一个或多个LED芯片的一部分能够通过所述变薄的光改变材料电连接。
8.一种照明灯具，包括根据权利要求1所述的LED封装，其中，所述LED封装被配置为向光导的边缘提供照明。
9.一种发光二极管(LED)封装，包括：
一个或多个LED芯片，包括第一面、第二面和所述第一面与所述第二面之间的多个侧壁，其中，所述一个或多个LED芯片安装在所述LED封装中的所述第一面或所述第二面上，并且所述LED封装的主发射方向基本上平行于所述第二面。
10.根据权利要求9所述的LED封装，进一步包括：
第一光改变材料，基本上覆盖所述第一面；以及
发光材料，布置在所述多个侧壁的第一侧壁上。
11.根据权利要求10所述的LED封装，其中，所述第一光改变材料包括光反射粒子、光折射粒子和不透明粒子中的至少一种。
12.根据权利要求10所述的LED封装，进一步包括在所述第二面上的第二光改变材料。
13.根据权利要求12所述的LED封装，其中，所述第一光改变材料沿着所述多个侧壁中的至少一个侧壁向所述第二光改变材料延伸。
14.根据权利要求10所述的LED封装，其中，所述第一光改变材料在所述多个侧壁的三个侧壁上围绕所述一个或多个LED芯片。
15.根据权利要求9所述的LED封装，进一步包括：覆盖层，被配置为从所述第一面机械地支撑所述一个或多个LED芯片。
16.根据权利要求15所述的LED封装，其中，所述覆盖层包括作为粒子的分散体的第一光改变材料。
17.根据权利要求15所述的LED封装，其中，第一光改变材料布置在所述覆盖层上的一层或多层中。
18.根据权利要求9所述的LED封装，进一步包括：封装阳极焊盘和封装阴极焊盘，所述封装阳极焊盘和所述封装阴极焊盘被布置为从所述第二面与所述一个或多个LED芯片电连接，其中，所述封装阳极焊盘和所述封装阴极焊盘与所述一个或多个LED芯片的对应芯片阳极焊盘和对应芯片阴极焊盘电连接。
19.根据权利要求9所述的LED封装，其中，所述LED封装被配置为总厚度在约0.06mm至约0.25mm的范围内的表面安装装置。
20.根据权利要求9所述的LED封装，进一步包括：基台，其中，所述一个或多个LED芯片从所述一个或多个LED芯片的所述第二面机械地附接到所述基台。
21.根据权利要求20所述的LED封装，进一步包括：封装阳极焊盘和封装阴极焊盘，所述封装阳极焊盘和所述封装阴极焊盘通过所述基台的表面上的一个或多个迹线和延伸穿过所述基台的多个通孔电连接到所述一个或多个LED芯片。
22.根据权利要求20所述的LED封装，进一步包括：与所述一个或多个LED芯片电连接的一个或多个引线键合，其中，所述一个或多个引线键合延伸到第一光改变材料中。
23.一种发光二极管(LED)封装，包括：
LED芯片，包括第一面、第二面和所述第一面与所述第二面之间的多个侧壁；
覆盖层，被配置为从第一面机械地支撑所述LED芯片；
所述第二面上的芯片阳极焊盘和芯片阴极焊盘；以及
封装阳极焊盘和封装阴极焊盘，所述封装阳极焊盘和所述封装阴极焊盘被布置为从所述第二面与所述芯片阳极焊盘和所述芯片阴极焊盘电连接；
其中，所述LED封装的主发射方向基本上平行于所述第二面。
24.根据权利要求23所述的LED封装，其中，所述LED封装的总厚度在约0.06mm至约0.25mm的范围内。
25.根据权利要求23所述的LED封装，其中，所述覆盖层包括作为粒子的分散体的光改变材料。
26.根据权利要求23所述的LED封装，进一步包括布置在所述覆盖层上的一层或多层中的光改变材料。
27.一种形成发光二极管(LED)封装的方法，所述方法包括：
设置包括第一面、第二面和所述第一面与所述第二面之间的多个侧壁的LED芯片；并且
将所述LED芯片的所述第二面安装到所述LED封装的表面，其中，所述LED封装的主发射方向基本上平行于所述第二面。
28.根据权利要求27所述的方法，进一步包括：形成光学材料以覆盖所述LED芯片并且去除所述LED芯片上的所述光学材料的一部分。
29.根据权利要求28所述的方法，进一步包括：在所述LED芯片上形成一个或多个导电路径，其中，所述一个或多个导电路径包括导电基座、凸块键合、焊接材料、导线和通孔中的至少一个。
30.根据权利要求29所述的方法，进一步包括：形成光改变材料以覆盖所述光学材料、所述LED芯片和所述一个或多个导电路径。
31.根据权利要求30所述的方法，进一步包括：去除所述光改变材料的一部分以暴露所述一个或多个导电路径。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，去除所述光改变材料的一部分包括平坦化、研磨、抛光和减薄的一个或多个步骤。
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