DE102008019667A1 - LED-Modul mit einer Plattform mit einer Zentralausnehmung - Google Patents

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Yanqi Wang
Hiroaki Kawaguchi
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Abstract

Ein LED-Modul (1) umfasst eine Plattform (2), welche eine Ausnehmung (3) aufweist, wobei die Ausnehmung (3) einen zentralen Abschnitt mit einem Boden und einem vergrößerten Abschnitt (26) zeigt, der den zentralen Abschnitt umgibt. Ein LED-Chip (5) ist auf dem Boden des zentralen Abschnitts angeordnet. Ein Bonddraht (4) führt vom LED-Chip (5) zum Boden des vergrößerten Abschnitts (26), um eine erste Elektrode des LED-Chips (5) zu kontaktieren.
Bei einer Ausführungsform ist der Bonddraht elektrisch mit der Rückseite der Plattform (2) mittels eines Durchgangskontakts verbunden, der vom Boden des vergrößerten Abschnitts durch die Plattform (2) zur Rückseite der Plattform (2) führt. Bei einer anderen Ausführungsform führt ein erster leitender Pfad von einer ersten Elektrode des LED-Chips über die Seitenwand der Ausnehmung (3) zur Fläche der Plattform (2) und von dort über eine Seitenwand der Plattform (2) zur Rückseite der Plattform (2). Ein zweiter leitender Pfad, der gegenüber dem ersten leitenden Pfad elektrisch isoliert ist, führt von einer zweiten Elektrode des LED-Chips (5) über die Seitenwand der Ausnehmung (3) zur Fläche der Plattform (2) und dort über eine Seitenwand der Plattform (2) zur Rückseite der Plattform (2).

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Festkörper-Beleuchtung.
  • Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf das Gebiet von LED-Modulen, welche eine Plattform haben, auf welcher zumindest ein LED-Chip (LED-Die) befestigt ist. Der LED-Chip kann insbesondere ein monochromatischer LED-Chip sein, beispielsweise ein blaulicht-emittierender LED-Chip. Wie bekannt, wird bei Anordnungen einer Schicht, welche Farbkonversionspartikel aufweist, auf dem Chip durch die Farbkonversionspartikel zumindest ein Teil des Lichts, welches von dem LED-Chip emittiert wird, umgesetzt (üblicherweise abwärts-umgesetzt), so dass eine Mischung des Spektrums, welches ursprünglich durch den LED-Chip emittiert wird, und des Spektrums, welches durch die Umsetzung der Farbkonversionspartikel erzeugt wird, vom LED-Modul emittiert wird. Über dieses Verfahren kann beispielsweise ein weißlicht-emittierendes LED-Modul bereitgestellt werden.
  • In der jüngsten Vergangenheit wurde das SMD-Verfahren für die LED-Packungsausbildung entwickelt. Die SMD-Technik hat den Vorteil, die LED-Komponentengröße zu minimieren.
  • Um einen sogenannten vertikalen LED-Chip und einen nach oben gerichteten horizontalen LED-Chip ('Face UP', FU) auf einer Packung zu befestigen (welche beispielsweise aus Silizium hergestellt ist), wird üblicherweise eine Metallisierung in einer geätzten Ausnehmung der Plattform erzeugt, um den LED-Chip zu befestigen. Zusätzlich wird zumindest eine Bandverbindung (üblicherweise aus Gold hergestellt) verwendet, um die Oberseitenelektrode des LED-Chips mit dem elektrischen Pfad zu verbinden, welche zur Rückseite der Plattform führt.
  • Die elektrische Verbindung zwischen der Vorderseite des Wafers, auf welchem der LED-Chip (bzw. die LED-Chips) befestigt ist, und der Rückseite des Wafers, wo üblicherweise die Spannungsversorgung und elektrische Schaltung angeordnet ist, werden durch Flächenmetallisierung als elektrische Schaltung realisiert.
  • Üblicherweise ist die Minimierung der Komponentengröße der LED-Packung ein wichtiges Erfordernis für moderne LED-Anwendungen, beispielsweise bei Mobiltelefonen, tragbaren Anzeigeeinrichtungen, Hintergrundbeleuchtungen für LCDs, usw.. Außerdem erfordert die Optik, beispielsweise bei Verwendung von Linsen, eine Minimierung der Lichtquelle selbst.
  • Die vorliegende Erfindung befasst sich daher mit der Aufgabe, ein Verfahren vorzuschlagen, um insbesondere ein LED-Modul, welches einen Chip in einer Ausnehmung einer Plattform hat, zu minimieren.
  • Diese Aufgabe wird mittels der Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst, wobei die abhängigen Ansprüche weiter die Zentralidee der vorliegenden Erfindung entwickeln.
  • Gemäß einem ersten Merkmal der Erfindung wird ein LED-Modul vorgeschlagen, welches zumindest ein Durchgangsloch in der Plattform hat, und welches aufweist:
    • – eine Plattform, welche eine Ausnehmung hat, wobei die Ausnehmung (3) einen zentralen Abschnitt mit einem Boden und einem stufenweisen-vergrößerten Abschnitt hat, der den zentralen Abschnitt (25) umgibt,
    • – zumindest einen LED-Chip, der auf dem Boden des zentralen Abschnitts angeordnet ist,
    • – einen Bonddraht, welcher vom LED-Chip zum Boden des vergrößerten Abschnitts führt, um eine erste Elektrode des LED-Chips zu kontaktieren, wobei der Bondddraht elektrisch mit der Rückseite der Plattform mittels einer Durchgangskontaktierung verbunden ist, die vom Boden des vergrößerten Abschnitts durch die Plattform zur Rückseite der Plattform führt.
  • Das LED-Modul kann außerdem eine Durchgangskontaktierung im Boden des zentralen Abschnitts aufweisen, welche eine zweite Elektrode des LED-Chips kontaktiert.
  • Die Plattform kann beispielsweise aus Silizium hergestellt werden.
  • Ein Farbkonversionsmedium kann vorgesehen sein, um den zentralen Abschnitt der Ausnehmung aufzufüllen, wobei die Oberseite des Farbkonversionsmediums im Wesentlichen mit dem Boden des vergrößerten Abschnitts der Ausnehmung fluchten kann.
  • Der vergrößerte Abschnitt der Ausnehmung kann mit einem transparenten Medium ausgefüllt sein, welches vorzugsweise keine Farbkonversions- und/oder Streupartikel aufweist.
  • Alternativ kann der vergrößerte Abschnitt der Ausnehmung mit einem transparenten Medium aufgefüllt sein, welches Farbkonversions- und/oder Streupartikel aufweist.
  • Die Farbkonversionspartikel im vergrößerten Abschnitt der Ausnehmung können so ausgewählt sein, dass sie Licht in ein erstes Spektrum umsetzen, während die Farbkonversionspartikel im zentralen Abschnitt Licht in ein zweites Spektrum umsetzen, welches gegenüber dem ersten Spektrum verschieden ist.
  • Der vergrößerte Abschnitt kann mit einer Kalotte ('Globe Top') aufgefüllt werden, der sich über die Oberseite der Plattform erstreckt.
  • Alternativ kann der vergrößerte Abschnitt mit einem Medium aufgefüllt sein, welches mit der Oberseite der Plattform abschliesst.
  • Der zentrale Abschnitt der Ausnehmung kann die Querschnittsform eines Quadrats oder Rechtecks zeigen.
  • Der vergrößerte Abschnitt kann die Querschnittsform eines Kreises zeigen.
  • Der Boden des zentralen Abschnitts kann eine Dicke kleiner als 300 μm zeigen, vorzugsweise zwischen 50 und 150 μm.
  • Der vergrößerte Abschnitt kann einen Durchmesser zwischen 2 mm bis 4 mm vorzugsweise 2,0 mm bis 3,0 mm haben.
  • Die Plattform kann – in einer Aufsicht – die Querschnittsform eines Quadrats oder Rechtecks zeigen.
  • Die Wände, welche den vergrößerten Abschnitt begrenzen, können beispielsweise integriert mit dem Bereich der Plattform hergestellt sein, welche die zentrale Ausnehmung begrenzen. In diesem Fall können der vergrößerte Abschnitt und der zentrale Abschnitt der Ausnehmung durch einen zweistufigen Ätzprozess erzeugt werden, beispielsweise einen anisotropischen Ätzprozess in Silizium.
  • Alternativ können die Wände, die den vergrößerten Abschnitt begrenzen, separat zu dem Bereich der Plattform befestigt sein, welcher die zentrale Ausnehmung begrenzt.
  • Eine Metallisierungsschicht auf dem Boden der zentralen Ausnehmung kann vorgesehen sein, um eine Elektrode des LED-Chips mit der Durchgangskontaktierung zu verbinden.
  • Die Durchgangskontaktierung im Boden des zentralen Abschnitts der Ausnehmung kann gegenüber dem Chip versetzt sein, d. h., außerhalb der Konturen des LED-Chips (der Chips) liegen, wenn von vorne aus betrachtet.
  • Der Bonddraht kann elektrisch mit der Rückseite der Plattform mittels einer weiteren Durchgangskontaktierung verbunden sein, welche vom Boden des vergrößerten Abschnitts über die Plattform zur Rückseite der Plattform führt.
  • Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung bezieht sich auf eine Siliziumplattform, welche eine Ausnehmung hat, mit einem zentralen Abschnitt und einem vergrößerten Abschnitt, wobei die Siliziumplattform für die Verwendung in einem LED-Modul bestimmt ist.
  • Ein weiteres Merkmal der Erfindung bezieht sich auf ein LED-Modul, bei dem eine oder mehrere Elektroden des LED-Chips über seitliche Metallisierungspfade kontaktiert sind, wobei das Modul aufweist:
    • – eine Plattform, welche eine Ausnehmung hat,
    • – zumindest einen LED-Chip, der auf dem Boden der Ausnehmung angeordnet ist,
    • – einen ersten elektronisch leitenden Pfad, der von einer ersten Elektrode des LED-Chips über die Seitenwand der Ausnehmung zu der zur Fläche der Plattform und von dort über eine Seitenwand der Plattform zur Rückseite der Plattform führt, und
    • – einen zweiten leitenden Pfad, der vom ersten leitenden Pfad elektrisch isoliert ist, welcher von einer zweiten Elektrode des LED-Chips über die Seitenwand der Ausnehmung zu der zur Plattform und von dort über eine Seitenwand der Plattform zur Rückseite der Plattform führt.
  • Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile werden für den Fachmann deutlich, wenn er die nachfolgende Beschreibung mehrerer unterschiedlicher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung liest, wenn diese in Verbindung mit den Figuren der angehängten Zeichnungen betrachtet wird.
  • 1 zeigt eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein LED-Chip, der in einer Ausnehmung einer Plattform angeordnet ist, elektrisch über einen seitlichen elektrisch leitenden Pfad (Metallisierungspfad) bzw. eine Bondverbindung kontaktiert ist;
  • 2 zeigt eine Ansicht der Vorderseite (FS) und der Rückseite (BS) des LED-Moduls von 1;
  • 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche einen vertikalen LED-Chip hat (eine Elektrode, welche an der Oberseite des LED-Chips ist, und wobei die andere Elektrode an deren Bodenseite ist);
  • 4 zeigt eine Querschnittsseitenansicht der Ausführungsform von 3;
  • 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der der LED-Chip in der Ausnehmung der Plattform über eine Bondverbindung an der Oberseite bzw. einem Durchgangsloch kontaktiert ist;
  • 6 zeigt eine noch weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein FU-befestigter LED-Chip ('Face Up') in der Ausnehmung der Plattform über zwei Bonddrähte kontaktiert ist;
  • 7 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Elektroden eines vertikalen LED-Chips über einen Metallisierungspfad bzw. einen Bonddraht kontaktiert sind;
  • 8 zeigt eine Querschnittsansicht der Ausführungsform von 7; und
  • 9 zeigt eine Modifikation der Ausführungsform von 7 und 8.
  • 1, 2:
  • Ausführungsform mit seitlichem Metallisierungspfad (Pfade)
  • (Oberflächenstrompfade):
  • Unter Bezug auf 1 und 2 wird eine Ausführungsform erläutert, bei welcher zumindest eine oder vorzugsweise sogar zwei Elektroden eines LED-Chips, welche in einer Ausnehmung in einer Plattform (beispielsweise Siliziumplattform) angeordnet sind, mit elektrischen Kontakten an der Rückseite der Plattform über zumindest einen seitlichen Metallisierungspfad, der einen Flächenstrompfad bildet, verbunden sind.
  • 1 zeigt allgemein ein LED-Modul 1, welches ausgebildet ist, Licht eines definierten Spektrums zu erzeugen. Das LED-Modul 1 umfasst eine Plattform, welche beispielsweise aus Silizium hergestellt werden kann (Silizium-Wafer). Die Plattform zeigt eine Ausnehmung 3 am Boden 4, bei dem ein LED-Chip 5 angeordnet ist, der in der Lage ist, Licht eines bestimmten Spektrums zu emittieren. Die Vertiefung, welche durch die Ausnehmung 3 begrenzt ist, kann mit einem transparenten Medium 6 aufgefüllt werden, welches Farbkonversionspartikel und/oder Streupartikel umfassen kann.
  • Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform ist die Oberseite 7 der Füllung 6 in der Ausnehmung 3 so ausgebildet, dass sie im Wesentlichen bündig mit der Oberseite 8 der Siliziumplattform ist.
  • Die Seitenwände 9 der Ausnehmung 3 sind in der 1 vertikal, können jedoch auch geneigt sein, so dass die Ausnehmung 3 in Richtung auf den oberen Rahmen, gesehen in der 1, sich öffnet.
  • Die Seitenwände 9 können reflektierend ausgebildet sein (durch Oberflächenbehandlung und/oder Metallisierung, beispielsweise Al oder Ag), wenn dies gewünscht wird.
  • Um eine erste Elektrode 10 an der Oberseite 11 des LED-Chips und eine zweite Elektrode 12, welche an der Bodenfläche des LED-Chips 5 vorgesehen ist, zu kontaktieren, können verschiedene Lösungswege eingeschlagen werden. Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform wird die Elektrode 10 an der Oberseite 11 des LED-Chips 5 über einen Bonddraht 14 kontaktiert, welcher beispielsweise aus Gold hergestellt sein kann, und welcher ausgehend über der Oberseite 7 der Füllung 6 der Ausnehmung 3 zu einem Bondkontakt (Bond pad) 15 führt, welche auf der Oberseite 8 der Plattform 2 angeordnet ist. Der elektrisch leitende Pfad verläuft dann von dem Bondkontakt 15 über eine Seitenwand 16 der Plattform 2 zur Rückseite (hinteren Seite) 17 der Plattform 2.
  • Die Elektrode 12, welche an der Bodenfläche 13 des LED-Chips 5 angeordnet ist, ist über einen elektrisch leitenden Metallisierungspfad, welcher von dem Boden 4 der Plattform 2 über eine Seitenwand 19 der Vertiefung (Ausnehmung) 3 zur Oberseite 8 der Plattform 2 und dann über eine Seitenwand 19 (unterschiedlich zur Seitenwand 16 der ersten oben erwähnten Elektrode) führt, mit einem elektrischen Kontakt 20 kontaktiert, welcher an der Rückseite (hinteren Seite) der Siliziumplattform 2 angeordnet ist. Die elektrischen Kontakte 20, 21 sind voneinander über einen Isolationsspalt 22 getrennt.
  • Es sei angemerkt, dass auch anstelle der Verwendung einer Bondkontaktierung 14 für die erste Elektrode 10 auf der Oberseite 11 des LED-Chips 5 ein anderer Metallisierungspfad ähnlich gegenüber dem Metallisierungspfad 19, jedoch elektrisch isoliert davon, verwendet werden kann.
  • Um den Bonddraht 14 mechanisch zu schützen, wird üblicherweise eine zweite transparente Schicht (in 1 nicht gezeigt) auf dem Kopf des LED-Moduls aufgebracht, so dass diese den Bonddraht 14 einkapselt.
  • In der Ausführungsform von 1 weist die Siliziumplattform neue Durchgangslöcher auf. 2 zeigt eine Ansicht der Vorderseite (FS) und der Hinterseite (Rückseite (BS)) des Moduls 1 der Ausführungsform von 1.
  • Wie man ersehen kann, kann die Ausnehmung 3 eine im Wesentlichen rechteckige oder quadratische Querschnittsform aufweisen. Außerdem können die äußeren Konturen der Siliziumplattform quadratisch oder rechteckig sein. Die Vorderseite zeigt den Bondkontakt 15 für den Bonddraht 14 (welcher in 2 nicht gezeigt ist). Der elektrisch leitende Pfad 19 ist außerdem schematisch in 2 gezeigt (Vorderseite).
  • Der Bondkontakt 15 für den Bonddraht 14 kann gegenüber dem Metallisierungspfad 19 durch eine isolierende Schicht 13 isoliert sein, welche beispielsweise durch Siliziumoxid gebildet sein kann.
  • 3 bis 9:
  • Ausführungsformen mit einem Durchgangsloch (Durchgangslöcher) in der Plattform
  • Mit Hilfe von 3 bis 9 werden nun Ausführungsformen erläutert, bei denen die elektrischen Kontakte des LED-Chips, welche in einer Ausnehmung einer (beispielsweise Silizium)-Plattform angeordnet sind, mit elektrischen Kontakten auf der hinteren Seite der Plattform über Durchgangslöcher, welche die Plattform durchqueren, verbunden sind.
  • Jedes Durchgangsloch kann mit der in Verbindung stehenden Elektrode des LED-Chips über einen Metallisierungspfad oder einen Bonddraht verbunden sein. Die Durchgangslöcher können im zentralen Abschnitt und/oder im vergrößerten Abschnitt der Ausnehmung in der Plattform vorgesehen sein, was einen Freiheitsgrad in Bezug auf konstruktive Optionen ergibt.
  • Es sei angemerkt, dass sich die Ausführungsformen nach 3, 4, 5 und 7, 8, 9 auf vertikale Chips beziehen. Ein vertikaler Chip hat je eine Elektrode auf jeder Seite des Chips. Daher verbindet zumindest ein Bonddraht die Oberseitenkathode, während die Anode auf der Chipunterseite über beispielsweise einen Goldpfad in der geätzten Ausnehmung verbunden ist.
  • Wie nachstehend ausführlicher erläutert wird, beziehen sich die Ausführungsformen der 3, 4, 5 auf Ausbildungen, bei denen die Anode, welche das Durchgangsloch kontaktiert, in der Ausnehmung ist, während die Ausführungsformen von 7, 8, 9 den Fall beschreiben, dass Durchgangslöcher für beide Elektroden des LED-Chips die Plattform außerhalb der Ausnehmung queren und somit in einem dickeren Bereich der Plattform sind (im Vergleich zur reduzierten Dicke des Bodens der Ausnehmung der Plattform).
  • Unter Bezug auf 3 wird nun eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Ein Vertikal-LED-Modul 1, welches eine Siliziumplattform 2 aufweist, und ein LED-Chip 5, welcher in einer Ausnehmung 3 angeordnet ist, ist vorgesehen. Wie man in 3 und 4 ersehen kann, umfasst diese Ausnehmung 3 einen ersten zentralen Abschnitt 25 am Boden 4, auf dem (von dem ?) der LEC-Chip 5 angeordnet ist.
  • Zusätzlich ist ein zweiter vergrößerter Abschnitt 26 über dem zentralen Abschnitt 25 angeordnet.
  • Der erste zentrale Abschnitt 25 und der zweite vergrößerte Abschnitt 26 der Ausnehmung 3 können beispielsweise über einen zweistufigen (anisotropischen) Ätzprozess hergestellt werden.
  • Die erste Elektrode 10 an der Oberseite des LED-Chips 5 wird über einen Bonddraht 14 über den zentralen Abschnitt 25 geführt und auf ein Bond pad 15 geführt, welches auf einer Bodenfläche 27 des zweiten vergrößerten Abschnitts 26 der Ausnehmung 3 angeordnet ist. Um das Bond pad 15 des Bonddrahts 14 mit der hinteren Seite der Plattform 2 zu verbinden, wird bei dieser Ausführungsform zumindest über einen Durchgangskontakt 28, welcher metallisiert sein kann, dieser über die Plattform (beispielsweise Siliziumplattform) 2 zum hinteren Seitenkontakt 20 geführt.
  • Dieser Durchgangskontakt sowie alle anderen Durchgangskontakte, welche im Rahmen der Erfindung erwähnt wurden, können beispielsweise durch ein hohes Bildseitenverhältnis-DRIE (Tief-Reaktions-Ionenätzen) hergestellt werden.
  • Die Elektrode 12 des LED-Chips 5, welche an der Bodenfläche 13 des LED-Chips 5 angeordnet ist, ist wiederum über eine Metallisierungsschicht 18 kontaktiert. Bei der Ausführungsform nach 3 und 4 ist jedoch diese Metallisierungsschicht 18 auch in Kontakt mit einem zweiten Durchgangsloch 29, welches im Boden 4 der Siliziumplattform 2 angeordnet ist. Dieses zweite Durchgangsloch 29 ist in dem Sinne versetzt, dass dies außerhalb der Konturen des LED-Chips 15 angeordnet ist (bei Betrachtung von oben). Der zweite Durchgangskontakt 29 führt wiederum zu rückseitigen Kontakten 21.
  • Wenn der zweite Durchgangskontakt 29 außerhalb der Konturen des LED-Chips 5 liegt und dieser bzgl. der Metallisierungsschicht 18 versetzt ist, können Probleme vermieden werden, welche durch das Durchgangsloch 29 auftreten könnten, welche die Metallisierungsebene 18 für den LED-Chip uneben macht und somit ein Hindernis für ein präzises Löten des LED-Chips an den Boden 4 über die Metallisierungsebene 18 darstellt.
  • Bei der Ausführungsform nach 3 und 4 ist angedeutet, dass die Wände 30, welche den zweiten vergrößerten Abschnitt der Ausnehmung 3 begrenzen, integriert mit dem Teil 31 der Plattform 2 hergestellt sein können, wobei das Teil 31 den ersten zentralen Abschnitt 25 der Ausnehmung 3 begrenzt und außerdem den Boden 4 der Plattform 2 umfasst.
  • Es sei jedoch angemerkt, dass das Teil der Siliziumplattform 2, welches die Wände 30 des zweiten vergrößerten Abschnitts 26 der Ausnehmung 3 umfasst, auch als ein separates Teil (beispielsweise Ring) auf dem Teil 31 befestigt sein kann.
  • Wie insbesondere man aus 1 ersehen kann, kann der zentrale Abschnitt 25 der Ausnehmung 3 eine rechteckige oder quadratische Form aufweisen.
  • Der zweite vergrößerte Abschnitt 26 kann eine kreisförmige oder elliptische Form aufweisen.
  • Der erste zentrale Abschnitt 25 der Ausnehmung 3 kann mit einem Konversionsmedium aufgefüllt sein, d. h., einer Matrix, beispielsweise ein Kunstharz, in welchem Farbkonversionspartikel verteilt sind.
  • Vorzugsweise ist das Material, welches zum Auffüllen des zweiten vergrößerten Abschnitts 26 der Ausnehmung 3 verwendet wird, transparent, und umfasst keine Farbkonversionspartikel. Bei der Ausführungsform von 4 ist die Füllung für den zweiten vergrößerten Abschnitt 26 in Wirklichkeit ein sogenannter 'Globe Top' (Kalotte) 24, welcher unter Verwendung der Seitenwände 30 des zweiten vergrößerten Abschnitts 26 der Ausnehmung 3 als Eingrenzung verteilt ist.
  • Bei der Ausführungsform von 5 besteht der wesentliche Unterschied darin, dass das Material 31, welches zum Füllen des zweiten vergrößerten Abschnitts 26 der Ausnehmung 3 verwendet wird, so ist, dass es mit der Oberseite 8 der Siliziumplattform 2 bündig ist.
  • Wie man aus 3, 4 und 5 ersehen kann, ist vorzugsweise die Füllung des ersten zentralen Abschnitts 25 der Ausnehmung 3 so, dass das Material 32, welches für diese Füllung verwendet wird, bündig ist mit dem Boden 27 des zweiten vergrößerten Abschnitts 26 der Ausnehmung 3.
  • In jedem Fall wird gemäß den Ausführungsformen von 1–6 die Bondverbindung 14 immer durch das erste Material 33 laufen, welche vorzugsweise die Farbkonversionspartikel aufweisen, wobei der Bogen 24 der Bondverbindung 14, welche zum Bond pad 15 führt, durch eine separat vorgesehene zweite transparente Matrix geschützt ist.
  • Die in 6 gezeigte Ausführungsform ist insbesondere für FU-Chip-Packung geeignet. Bei einem FU-Montage-Chip liegt sowohl die Anode wie auch die Kathode auf der Oberseite des LED-Chips, so dass es zumindest zwei Bondverbindungen, welche die Chip-Oberseite kontaktieren, für die Anode bzw. die Kathode gibt.
  • Daher ist bei der Ausführungsform von 6, anstelle das Durchgangsloch 26 zu haben, auch die zweite Elektrode des LED-Chips 5 elektrisch über eine zweite Bondverbindung 35 kontaktiert, welche zu einem zweiten Bond pad 36 führt, welches auch an dem Boden 27 des zweiten vergrößerten Abschnitts 26 der Ausnehmung 3 angeordnet ist. Dieses zweite Bond pad 36 ist elektrisch mit rückseitigen Kontakten 21 des LED-Moduls 1 bei der Ausführungsform von 6 über einen zweiten Durchgangskontakt 37 verbunden. Beide Durchgangskontakte, welche in 5 gezeigt sind, sind vergleichbar und haben die gleiche Länge. Das Vorlegen der beiden Durchgangslöcher (Durchgangskontakte) nach außen von dem zentralen Abschnitt der Ausnehmung minimiert die räumlichen Anforderungen und erlaubt die Herstellung kompakter LED-Module.
  • Unter Bezug auf 7 bis 9 wird nun eine weitere Ausführungsform der Erfindung erläutert, bei der zwei Durchgangslöcher den Boden des vergrößerten Abschnitts der Ausnehmung mit der Rückseite der Plattform verbinden, wobei eines der Durchgangslöcher mit einer Elektrode des LED-Chips über eine Bonddrahtverbindung verbunden ist und das andere unter Verwendung eines Metallisierungspfads über den Boden und einer Seitenwand des zentralen Abschnitts der Ausnehmung. Wenn beide Durchgangslöcher (Durchgangskontakte) vom zentralen Abschnitt der Ausnehmung nach außen verlegt werden, minimiert dies die räumlichen Anforderungen und erlaubt die Herstellung kompakterer LED-Module.
  • Vorzugsweise hat der vergrößerte Abschnitt 26 der Ausnehmung 3 bei den Ausführungsformen von 3 bis 6 (welcher die Querschnittsform eines Kreises hat) einen Durchmesser von zwischen 2 mm bis 4 mm, vorzugsweise 2,0 mm bis 3,0 mm.
  • Vorzugsweise hat der Boden des zentralen Abschnitts 25 eine Dicke von weniger als 300 μm, vorzugsweise zwischen 50 μm und 150 μm.
  • Wie in 7 und 8 gezeigt ist, gibt es bei dieser Ausführungsform den Unterschied gegenüber der Ausführungsform von 6, dass ein Metallisierungspfad 38, der die Anode des LED-Chips 5 verbindet, die Bonddrahtverbindung 35 von 5 ersetzt.
  • Gemäß der in 9 gezeigten Modifikation sind die Seitenwände des zentralen Abschnitts geneigt (im Gegensatz zu den vertikalen Wänden der Ausführungsform, welche in 7 und 8 gezeigt ist) und können beispielsweise durch Füssigphasenätzen erzeugt werden. Der Metallisierungspfad wird über den geneigten Wänden des zentralen Abschnitts der Ausnehmung aufgebracht.

Claims (21)

  1. LED-Modul (1), welches aufweist: – eine Plattform (2), welche eine Ausnehmung (3) hat, wobei die Ausnehmung (3) einen zentralen Abschnitt (25) mit einem Boden (4) und einen sich stufenweisen vergrößernden Abschnitt (26) hat, der den zentralen Abschnitt (25) umgibt, – zumindest einen LED-Chip (5), der auf dem Boden (4) des zentralen Abschnitts (25) angeordnet ist, – einen Bonddraht (4), welcher vom LED-Chip (5) zum Boden des vergrößerten Abschnitts (26) führt, um eine erste Elektrode des LED-Chips (5) zu kontaktieren, wobei der Bonddraht (4) elektrisch mit der Rückseite der Plattform (2) mittels eines Durchgangskontakts verbunden ist, der vom Boden des vergrößerten Abschnitts durch die Plattform (2) zur Rückseite der Plattform (2) führt.
  2. LED-Modul (1) nach Anspruch 1, welches außerdem einen Durchgangskontakt im Boden (4) des zentralen Abschnitts (25) aufweist, der eine zweite Elektrode des LED-Chips (5) kontaktiert.
  3. LED-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Farbkonversionsmedium den zentralen Abschnitt (25) der Ausnehmung (3) füllt, wobei die Oberseite des Farbkonversionsmediums im Wesentlichen so angeordnet ist, dass sie dem Boden des vergrößerten Abschnitts (26) der Ausnehmung (3) bündig abschliesst.
  4. LED-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der vergrößerte Abschnitt (26) der Ausnehmung (3) mit einem transparenten Medium aufgefüllt ist, welches vorzugsweise keine Farbkonversions- und/oder Streupartikel aufweist.
  5. LED-Modul (1) nach Anspruch 4, wobei die Farbkonversionspartikel im vergrößerten Abschnitt (26) der Ausnehmung (3) so ausgewählt sind, dass sie Licht in ein erstes Spektrum umsetzen, während die Farbkonversionspartikel im zentralen Abschnitt (25) Licht in ein zweites Spektrum umsetzen, welches gegenüber dem ersten Spektrum verschieden ist.
  6. LED-Modul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der zentrale Abschnitt (26) der Ausnehmung (3) mit einem transparenten Medium ohne Farbkonversionspartikel gefüllt ist, und der vergrößerte Abschnitt (26) mit einem Medium gefüllt ist, welches Farbkonversionspartikel aufweist.
  7. LED-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der vergrößerte Abschnitt (26) mit einem Globe Top aufgefüllt ist, der sich über der Oberseite (8) der Plattform (2) erstreckt.
  8. LED-Modul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der vergrößerte Abschnitt (26) mit einem Medium gefüllt ist, welches mit der Oberseite der Plattform (2) bündig ist.
  9. LED-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zentrale Abschnitt (25) der Ausnehmung (3) eine Querschnittsform eines Quadrats oder eines Rechtecks hat, eine Dicke zeigt von weniger als 300 μm, vorzugsweise zwischen 50 und 150 μm.
  10. LED-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der vergrößerte Abschnitt (26) die Querschnittsform eines Kreises hat.
  11. LED-Modul (1) nach Anspruch 10, wobei der vergrößerte Abschnitt (26) einen Durchmesser von 200 mm bis 400 mm, vorzugsweise 2,0 mm bis 3,0 mm hat.
  12. LED-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wände (30), welche den vergrößerten Abschnitt (26) begrenzen, integriert mit dem Bereich (31) der Plattform (2) ausgebildet sind, welche die zentrale Ausnehmung (3) begrenzen und den Boden (4) umfassen.
  13. LED-Modul (1) nach Anspruch 12, wobei der vergrößerte Abschnitt (26) und der zentrale Abschnitt (25) der Ausnehmung (3) durch einen zweistufigen Ätzprozess hergestellt sind.
  14. LED-Modul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Wände (30), welche den vergrößerten Abschnitt (26) begrenzen, als separates Teil an dem Bereich (31) der Plattform (2) angebracht sind, welche die zentrale Ausnehmung (3) begrenzen.
  15. LED-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Metallisierungsschicht auf dem Boden der zentralen Ausnehmung (3) eine Elektrode des LED-Chips (5) mit dem Durchgangskontakt verbindet.
  16. LED-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Durchgangskontakt im Boden des zentralen Abschnitts (25) der Ausnehmung (3) in der Aufsicht außerhalb der Konturen des LED-Chips (5) (der Chips) liegt.
  17. LED-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Bonddraht (14) mit der Rückseite der Platteform (2) mittels eines weiteren Durchgangskontakts elektrisch verbunden ist, der vom Boden des vergrößerten Abschnitts durch die Plattform (2) zur Rückseite der Plattform (2) führt.
  18. Siliziumplattform (2), welche eine Ausnehmung (3) hat, mit einem zentralen Abschnitt und einen vergrößerten Abschnitt (26), wobei die Siliziumplattform (2) zur Verwendung in einem LED-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
  19. LED-Modul (1), welches aufweist: – eine Plattform (2), welche eine Ausnehmung (3) hat, – zumindest einen LED-Chip (5), der auf dem Boden der Ausnehmung (3) angeordnet ist, – einen ersten leitenden Pfad, der von einer ersten Elektrode des LED-Chips (5) über die Seitenwand der Ausnehmung (3) zu der zur Fläche der Plattform (2) und von dort über eine Seitenwand der Plattform (2) zur Rückseite der Plattform (2) führt, und – einen zweiten leitenden Pfad, der vom ersten leitenden Pfad elektrisch isoliert ist, welcher von einer zweiten Elektrode des LED-Chips über die Seitenwand der Ausnehmung (3) zu der zur Plattform (2) und von dort über eine Seitenwand der Plattform (2) zur Rückseite der Plattform (2) führt.
  20. LED-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Plattform (2) aus Silizium hergestellt ist.
  21. LED-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Plattform (2) – in der Aufsicht – die Querschnittsform eines Quadrats oder Rechtecks hat.
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