具有易彎曲基板的電子裝置的制作方法

專利名稱：具有易彎曲基板的電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般總地涉及電子裝置，以及更具體地涉及基于陣列的電子裝置。
背景技術(shù)：
諸如發(fā)光二極管(LED)的離散光源由于它們的較高效率、較小的規(guī)格、較長的壽命以及增強的機械魯棒性而成為照明裝置中白熾燈泡的有吸引力的替代品。然而，特別在一般的照明應(yīng)用中，LED的高成本和相關(guān)聯(lián)的散熱和熱管理系統(tǒng)限制了 LED的廣泛使用?；贚ED的照明系統(tǒng)的高成本具有幾個原因。LED —般被封裝在封裝中，并且在各照明系統(tǒng)中使用多個封裝的LED以實現(xiàn)所需的光強度。為了降低成本，LED制造商開發(fā)了高功率LED，其可以通過以相對較高的電流操作來發(fā)射相對較高的光強度。在減少封裝數(shù)的同時，這些LED需要相對較高成本的封裝以適應(yīng)較高的電流水平和管理所產(chǎn)生的明顯較高的熱水平。熱負載和電流越高，就需要更昂貴的熱管理和散熱系統(tǒng)——例如，封裝中的散熱片、陶瓷或金屬基座、大的金屬或陶瓷散熱片、以及金屬芯的印刷電路板等——這也增大了成本和系統(tǒng)的尺寸。較高的操作溫度也導(dǎo)致了較短的壽命和降低的可靠性。最終，LED效能通常隨著增大的驅(qū)動電流而降低，所以與較低電流的操作相比，在相對較高的電流下的LED的操作導(dǎo)致了效能的相對降低。為了支持高電流操作，(封裝內(nèi)部的)LED芯片需要相對較大的觸點區(qū)域。另外，高功率LED通常在觸點下面具有電流截止層以防止這些區(qū)域發(fā)光。較大的觸點區(qū)域和電流截止層縮小了芯片的發(fā)光區(qū)域，導(dǎo)致了降低的效率、每個晶圓所產(chǎn)生的較少芯片以及增大的成本。觸點尺寸還由用于將LED芯片連接至封裝、另一基板或其它支撐組件的方法所限制。通常，LED芯片使用引線鍵合相互連接。引線鍵合處理需要特定的最小觸點區(qū)域，而與電流水平無關(guān)。，因此即使在低電流的LED中，觸點尺寸也不能被降低至引線鍵合所需的最小尺寸以下。用于將LED芯片連接至封裝的另一常用方法是使用諸如焊料或?qū)щ娬澈蟿┑鹊慕橘|(zhì)來將LED接合至封裝、基座或基板。這些介質(zhì)也可能相對昂貴并且需要復(fù)雜的處理以控制它們的分散，以防止LED的觸點一起短路而使得裝置不能操作；這在裝置幾何形狀(例如，觸點之間的間隔)和尺寸繼續(xù)縮小時尤其如此。便于將LED連接至各種基板的一個近來的進展是各向異性導(dǎo)電粘合劑(ACA)，其能夠在一個方向上(例如，在裝置觸點和基板觸點之間垂直地)進行相互電連接，但是防止在其它方向上(例如，在裝置觸點和基板觸點之間水平地)進行相互電連接。最先進的ACA是壓力激活的，由此需要在要接合LED的表面或者LED接合焊盤上設(shè)置“凸塊”或者其它金屬突起，以創(chuàng)建各向異性的電連接并促進粘合。此外，還存在非壓力激活類型的ACA(例如，可以從 SunRay Scientific of Mt. Laurel, New Jersey 獲得的 ZTACH,其中，在固化期間施加磁場而不是壓力，以在期望導(dǎo)電方向上對齊磁性的和導(dǎo)電的“柱”)，這種ACA不常用并且需要另外的并且可能昂貴的設(shè)備(例如，磁鐵)。如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的，壓力激活的ACA通常包括粘合基座，例如，粘合劑或環(huán)氧材料，其包含導(dǎo)電材料或者涂布有導(dǎo)電材料的絕緣材料(諸如涂布有絕緣材料的金屬或?qū)щ姴牧?的“顆?！?例如，球)。圖I示出了將電子裝置連接至基板的壓力激活的ACA的傳統(tǒng)使用。如所示出的，具有多個觸點110的電子裝置100經(jīng)由ACA130的使用而被粘合和電連接至基板120。ACA130包括粘合基座140，粘合基座140包含至少部分導(dǎo)電的分散的顆粒150。如上所述并且如圖I所示，傳統(tǒng)地，ACA的使用需要目標基板包含與要接合的裝置觸點相對的凸塊(通常具有至少30μπι-50μπι的厚度)或者從基板突出的其它導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，以·實現(xiàn)裝置和基板上的電互連之間的充分接合。即，在圖I的情況中，觸點110與基板120上的電跡線160 (為了清楚而放大了其厚度)的粘合和電連接需要凸塊170的存在。如所示出的，導(dǎo)電顆粒150提供各觸點110及其各自的跡線160之間的電連接，但是其以足夠低的密度分散在基座140內(nèi)以使得在觸點110和/或跡線160之間不形成電連接。凸塊170不僅提供電連接的一部分，而且還提供一個堅實的用于壓縮顆粒150的平臺，從而極大地增大了 ACA130的導(dǎo)電性并實現(xiàn)了通過ACA130的電連接(但是不跨越觸點/凸塊對之間的未被壓縮的ACA)。在可替換幾何體中，可以將凸塊連接至觸點110。應(yīng)當注意，涉及ACA的其它技術(shù)是可行的，并且本發(fā)明不被ACA的操作的特定模式所限制。然而，凸塊或等價的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的使用可能在許多應(yīng)用中有問題并且成本高。特別是隨著裝置和裝置觸點尺寸持續(xù)減小，凸塊對于至各觸點的連接來說通常太大。凸塊的形成也一定意味著基板上形貌的形成，這是一個復(fù)雜并且昂貴的處理，特別是在裝置觸點非共面的情況下(因為需要各種高度的凸塊)。此外，在利用未封裝的半導(dǎo)體芯片(例如，裸芯片LED)的應(yīng)用中，裝置與凸塊的接合可能導(dǎo)致有害的局部壓力(例如，如果芯片由于所施加的接合壓力而在凸塊之間彎曲)。最后，凸塊或類似結(jié)構(gòu)的使用可能導(dǎo)致塊和基板或接合芯片之間的熱膨脹失配(和伴隨的應(yīng)力)。然而，在沒有凸塊或其它突出結(jié)構(gòu)的情況下，將半導(dǎo)體芯片接合至傳統(tǒng)的基板將不會引起它們之間的可靠的電連接，特別是在半導(dǎo)體芯片上的觸點非共面的情況下。圖2示出了常見的裝置環(huán)境，其說明了問題所在。如所示出的，LED芯片200的特征是針對η摻雜層220的觸點210和針對P摻雜層240的觸點230。移除了 ρ摻雜層240的一部分以在η摻雜層220上形成觸點210，使得觸點210和230非共面。在圖2中，試圖將LED芯片200接合至傳統(tǒng)的基板120 (例如，印刷電路板)，其中，基板120是基本剛性的并且不可變形的。至少部分由于觸點210和觸點230之間的非共面，壓力激活的ACA130的顆粒150在觸點230及其相對應(yīng)的跡線160-1之間的壓縮區(qū)域中建立了電接觸，但是在沒有凸塊的情況下，由于沒有充分的壓縮，在觸點210及其相對應(yīng)的跡線160-2之間不能形成類似的電連接。即使最初在觸點210和跡線160-2之間形成了臨時的電連接，在ACA130的固化時和/或在操作期間，ACA130也可能膨脹或收縮，導(dǎo)致電連接的喪失和LED芯片200的不可操作。這種膨脹和/或收縮也可能在操作期間發(fā)生，例如由于周圍環(huán)境的加熱或者由于操作引起的自加熱，從而導(dǎo)致不可靠的操作。鑒于上述情況，需要如下述的系統(tǒng)和方法，以及基于這種系統(tǒng)和方法的低成本的可靠的基于LED的照明系統(tǒng)該系統(tǒng)和方法能夠在不使用凸塊或類似結(jié)構(gòu)的情況下經(jīng)由壓力激活的粘合劑來實現(xiàn)各種半導(dǎo)體芯片(例如，LED芯片和太陽能電池芯片)直接至基板的電跡線的低成本、可靠的接合。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)特定實施例，在不使用介入的凸塊或類似結(jié)構(gòu)的情況下利用壓力敏感的粘合 齊IJ (例如，ACA)將一個或多個半導(dǎo)體芯片接附至柔性和/或可變形基板。基板能夠由于壓縮力而局部彎曲并形成針對半導(dǎo)體芯片觸點的機械上牢固并且導(dǎo)電的連接，盡管觸點之間是非共面的。在一些實施例中，在易受力的影響和彈性的意義上，基板是“柔性的”，即，在移除力時能夠彈性地恢復(fù)至原始結(jié)構(gòu)。在對于力保形地彎曲的意義上，基板可以是“可變形的”，但是，變形可以是持久的或不持久的；即，基板可以是無彈性的。這里所使用的柔性材料可以是可變形的或不可變形的(即，它們可以通過例如在無結(jié)構(gòu)扭曲地彎曲而彈性地回應(yīng))，以及可變形基板可以是柔性的或者不是柔性的(即，它們可以響應(yīng)于受力而經(jīng)受永久的結(jié)構(gòu)扭曲)。術(shù)語“易彎曲”在這里用于意味著柔性的材料、可變形的材料或者兩者。易彎曲基板的使用簡化了接合和基板準備工序，并且也便于在不適于剛性基板的環(huán)境和/或應(yīng)用中配置半導(dǎo)體芯片。基板甚至可以是基本透明的，進一步加寬了可以利用發(fā)明的環(huán)境的潛在應(yīng)用的范圍。由于易彎曲基板能夠?qū)崿F(xiàn)特征為半導(dǎo)體芯片的陣列的組件的便宜和簡單的制造，所以本發(fā)明的實施例甚至可以在優(yōu)選是剛性基板的應(yīng)用中有利地使用。例如，柔性基板和半導(dǎo)體芯片可以被接附和/或安裝在基本剛性的框或者提供結(jié)構(gòu)支撐的其它設(shè)備中。在一個這種實施例中，可以將在一個或多個易彎曲基板上的發(fā)光半導(dǎo)體芯片的一個或多個陣列安裝在剛性框中以形成用于諸如背光照明和一般照明等的應(yīng)用的照明組件。本發(fā)明的優(yōu)點是能夠利用最小化光學(xué)損失的設(shè)計來替代現(xiàn)在的由于光學(xué)損失而效率不高的熒光燈固定裝置(例如，標準線性熒光燈凹形反光槽)。此外，熒光燈包含汞，汞可能對環(huán)境有害，除非適當?shù)?昂貴地)進行處理。與傳統(tǒng)的熒光燈固定裝置相比，本發(fā)明的實施例具有更高的發(fā)光效率。通常，相對于白熾燈、鹵素?zé)艉途o湊型熒光燈，LED照明由于其較高的效率而可以極大地降低能量損耗。在一個方面，本發(fā)明的實施例的特征在于一種電子裝置，包括半導(dǎo)體芯片，在其第一表面上具有明顯非共面的第一觸點和第二觸點；以及易彎曲基板，在其第一表面上具有第一導(dǎo)電跡線和第二導(dǎo)電跡線。第一導(dǎo)電跡線和第二導(dǎo)電跡線通過之間的間隙而在基板上分離。利用壓力激活的粘合材料將第一觸點和第二觸點分別粘合并電連接至第一導(dǎo)電跡線和第二導(dǎo)電跡線，盡管第一觸點和第二觸點非共面，并且沒有電橋接跡線或觸點。在一些實施例中，基板是柔性的但不是可變形的；在其它實施例中，基板是可變形的但不是柔性的；而在另外的實施例中，基板是柔性的并且是可變形的。半導(dǎo)體芯片可以包括LED芯片，例如無機LED芯片?？商鎿Q地，半導(dǎo)體芯片可以包括激光器并且可以包括半導(dǎo)體材料，該半導(dǎo)體材料包括或主要包含GaN、AIN、InN或者它們的合金或混合物中的至少一者，或者半導(dǎo)體材料包括或主要包含硅、6&48、11^8 3148、11^、GaP、AlP、InSb、GaSb、AlSb、ZnO或者它們的合金或混合物中的至少一者。在各種實施例中，粘合材料包括或主要包含僅將第一觸點電連接至第一跡線并且僅將第二觸點電連接至第二跡線的ACA。ACA的一部分可以被設(shè)置在間隙中以基本上將第一觸點與第二觸點絕緣。在一些實施例中，粘合材料包括基本各向同性的粘合劑，其僅將第一觸點電連接至第一跡線并且僅將第二觸點電連接至第二跡線，并且裝置還包括設(shè)置在間隙中的非導(dǎo)電粘合材料。第一跡線和第二跡線可以具有基本均勻的并且基本相等的厚度。在一些實施例中，裝置還包括在半導(dǎo)體芯片的第一表面的至少一部分上的反射材料。第一觸點和第二觸點之間的沿著與半導(dǎo)體芯片的第一表面垂直的維度的偏移是至少O. 25 μ Hi0在各種實施例中，半導(dǎo)體芯片是未封裝的。易彎曲基板可以包括第一跡線和第二跡線之間的局部變形，其中，第一觸點和基板之間的距離與第二觸點和基板之間的距離基本相等。 一般來說，半導(dǎo)體芯片將跨越第一跡線和第二跡線之間的間隙延伸，并且在一些實施例中，最接近半導(dǎo)體芯片的第二半導(dǎo)體芯片也跨越第一跡線和第二跡線之間的間隙延伸。在一些實施例中，第一導(dǎo)電跡線和第二導(dǎo)電跡線包括導(dǎo)電墨水；并且導(dǎo)電墨水可以包括例如銀、金、招、鉻、銅和/或碳。在各種實施例中，基板針對半導(dǎo)體芯片所發(fā)射的波長的反射率大于80%，而在其它實施例中，基板針對半導(dǎo)體芯片所發(fā)射的波長的透射率大于80%。基板可以包括或主要包含聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚酯、聚酰亞胺、聚乙烯和/或紙。第一跡線和第二跡線之間的間隙在大約25 μ m和大約1000 μ m之間。本發(fā)明的優(yōu)點在于在與半導(dǎo)體芯片的熱傳遞中不需要散熱片。在各種實施例中，熒光材料設(shè)置在半導(dǎo)體芯片上并且至少部分圍繞半導(dǎo)體芯片，用于將半導(dǎo)體芯片所發(fā)射的光的至少一部分轉(zhuǎn)換成不同波長的光的?？梢源嬖谠O(shè)置在易彎曲基板以及第一導(dǎo)電跡線和第二導(dǎo)電跡線上的第二基板，第二基板包括由其限定的開口 ；在該情況下，半導(dǎo)體芯片和熒光材料可以被設(shè)置在開口中。此外，透明膜可以被設(shè)置在第二基板中的開口上，第二基板可以是易彎曲的。在一些實施例中，光學(xué)透明材料可以被設(shè)置在半導(dǎo)體芯片和熒光材料之間。用于將轉(zhuǎn)換后的光反射至易彎曲基板的反射表面可以被設(shè)置在熒光材料上。在另一方面，涉及電子裝置的本發(fā)明的實施例包括半導(dǎo)體芯片，在其第一表面上具有間隔開的的第一觸點和第二觸點；以及易彎曲基板，在其第一表面上的接合區(qū)域中具有第一導(dǎo)電跡線和第二導(dǎo)電跡線，第一導(dǎo)電跡線和第二導(dǎo)電跡線在其限定間隙。此外，在沒有電橋接跡線或觸點的情況下，利用壓力激活的粘合材料將第一觸點和第二觸點分別粘合并電連接至第一導(dǎo)電跡線和第二導(dǎo)電跡線；并且至少在接合區(qū)域中，基板的第一表面上的第一跡線和第二跡線的高度不超過10 μ m (或者，在一些實施例中，不超過5 μ m,或者在其它實施例中不超過I μ m)。在另一方面，本發(fā)明涉及一種形成電子裝置的方法。在各種實施例中，該方法包括提供易彎曲基板，易彎曲基板在其第一表面上的接合區(qū)域中具有第一導(dǎo)電跡線和第二導(dǎo)電跡線，其中，第一導(dǎo)電跡線和第二導(dǎo)電跡線通過之間的間隙而在基板上分離。利用壓力激活的粘合材料，將半導(dǎo)體芯片的第一觸點和第二觸點分別粘合至第一跡線和第二跡線，通過將壓力施加至易彎曲基板或半導(dǎo)體芯片中的至少一者，從而在(i)第一觸點和第一跡線和/或(ii)第二觸點和第二跡線中至少一者之間建立電連接，但是沒有電橋接跡線或觸點。在一些實施例中，基板是柔性的但不是可變形的；在其它實施例中，基板是可變形的但不是柔性的；而在其它實施例中，基板是柔性的并且是可變形的。提供基板可以例如包括在其上印刷第一跡線和第二跡線。在一些實施例中，可以固化粘合劑。第一觸點和第二觸點可以是共面或非共面的。將壓力施加至易彎曲基板和/或半導(dǎo)體芯片可以包括在基本剛性的表面和基本柔韌的表面之間壓緊基板和半導(dǎo)體芯片，以將第一觸點和第二觸點粘合至第一跡線和第二跡線，盡管第一觸點和第二觸點之間非共面。在粘合之前，可以在第一觸點和第二觸點和/或第一跡線和第二跡線上提供粘合材料。提供粘合材料可以包括以基本液體的形式分配粘合材料。在各種實施例中，粘合材料包括或主要包含ACA?？梢栽谝讖澢迳系拈g隙內(nèi)形成非導(dǎo)電粘合材料。在一些實施例中，該方法還包括在半導(dǎo)體芯片的至少一部分上形成熒光材料；熒 光材料將半導(dǎo)體芯片所發(fā)射的光的至少一部分轉(zhuǎn)換成不同波長的光。如果需要，可以將第二基板放置在易彎曲基板的第一表面上；第二基板在其中限定放置半導(dǎo)體芯片的開口。利用熒光材料至少部分填充開口以使得熒光材料至少部分圍繞半導(dǎo)體芯片。包括放置半導(dǎo)體芯片的凹陷的第二基板可以被形成在易彎曲基板的第一表面上。熒光材料可以被放置在凹陷的表面上，和/或可以被放置在半導(dǎo)體芯片和將用于將轉(zhuǎn)換后的光朝易彎曲基板反射的反射表面之間。半導(dǎo)體芯片可以是未封裝的，并且可以是例如LED，例如無機LED芯片?？商鎿Q地，半導(dǎo)體芯片可以包括或可以是激光器。以卷對卷工藝實現(xiàn)易彎曲基板的提供和觸點至跡線的粘合。在各種實施例中，通過使用粘合材料，將第二半導(dǎo)體芯片的第一觸點和第二觸點粘合至設(shè)置在易彎曲基板的與第一表面相對的第二表面上的第三導(dǎo)電跡線和第四導(dǎo)電跡線。在一些實施例中，第一觸點和第二觸點基本共面，并且至少在接合區(qū)域中，基板的第一表面上的第一跡線和第二跡線的高度不超過 ο μ m。在另一方面，本發(fā)明涉及一種電子裝置，在各種實施例中，包括半導(dǎo)體芯片，半導(dǎo)體芯片包括多個有源半導(dǎo)體層和多個觸點。第一有源半導(dǎo)體層和第二有源半導(dǎo)體層共同限定非平面的第一表面，第一觸點和第二觸點結(jié)合到該非平面的第一表面。裝置還包括易彎曲基板，彎曲基板在其第一表面上具有第一導(dǎo)電跡線和第二導(dǎo)電跡線，第一導(dǎo)電跡線和第二導(dǎo)電跡線通過之間的間隙而在基板上分離。利用壓力激活的粘合材料將第一觸點和第二觸點分別粘合并電連接至第一導(dǎo)電跡線和第二導(dǎo)電跡線，盡管半導(dǎo)體芯片的第一表面具有非平面性，并且沒有電橋接跡線或觸點。半導(dǎo)體芯片可以包括或由設(shè)置了多個活性半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體基板組成。多個活性半導(dǎo)體層可以包括設(shè)置在第一活性半導(dǎo)體層和第二活性半導(dǎo)體層之間的發(fā)光量子阱，或由這些發(fā)光量子阱組成。通過參考以下說明、附圖和權(quán)利要求，這些以及其它目標，連同本發(fā)明的優(yōu)點和特征將變得更加顯而易見。此外，應(yīng)該理解，這里所述的各種實施例的特征不相互排斥并且可以以各種組合和排列存在。如這里所使用的，術(shù)語“基本”的意思是±10%，并且在一些實施例中為±5%。


在附圖中，相似的附圖標記在不同的附圖中通常指相同的部件。而且，附圖不必要度量、強調(diào)，而是一般性示出本發(fā)明的原理。在以下說明中，參考以下

本發(fā)明的各種實施例，其中圖I是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的經(jīng)由壓力激活的粘合劑接合至基板上的凸塊的半導(dǎo)體芯片的不意圖；圖2是在沒有凸塊的情況下經(jīng)由壓力激活的粘合劑接合至基板的半導(dǎo)體芯片的示意圖，示出了因此產(chǎn)生的不可靠電連接或電連接缺失；圖3A和3B是根據(jù)本發(fā)明 各種實施例的處理的不同階段中的半導(dǎo)體芯片的示意圖；圖3C是根據(jù)本發(fā)明實施例的半導(dǎo)體芯片的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明各種實施例利用的易彎曲基板的示意圖；圖5A和5B是根據(jù)本發(fā)明各種實施例的粘合至易彎曲基板的半導(dǎo)體芯片的示意圖；圖6A是根據(jù)本發(fā)明各種實施例的粘合至圖5所示的易彎曲基板的特征在于多個半導(dǎo)體芯片的電子裝置的示意頂視圖；圖6B是根據(jù)本發(fā)明各種實施例的與圖6A所示相似的電子裝置中粘合在導(dǎo)電跡線之間的多個半導(dǎo)體芯片的放大頂視圖；圖7A和7B是根據(jù)本發(fā)明各種實施例的電子裝置中使用的電子跡線的布局的示意頂視圖；圖8A-8D是根據(jù)本發(fā)明各種實施例的熒光材料與粘合至基板的半導(dǎo)體芯片的集成的示意截面圖；圖9A-9D是根據(jù)本發(fā)明各種其他實施例的熒光材料與粘合至基板的半導(dǎo)體芯片的集成的示意截面圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明各種實施例的特征在于半導(dǎo)體芯片和非接觸式熒光材料的電子裝置的示意截面圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明各種實施例的特征在于半導(dǎo)體芯片和包括非接觸式熒光材料的第二基板的電子裝置的示意截面圖；圖12A是根據(jù)本發(fā)明各種實施例的包括發(fā)光半導(dǎo)體芯片的電子模塊的等距視圖；圖12B是圖12A所示的模塊的一部分的放大圖；圖13是圖12A的電子模塊的一部分的分解圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明各種實施例的包括各自粘合有半導(dǎo)體芯片的多個基板的電子模塊的等距視圖；圖15是圖14的電子模塊的一部分的分解圖；圖16A是根據(jù)本發(fā)明各種實施例的包括發(fā)光半導(dǎo)體芯片和傳感器的電子模塊的等距視圖；圖16B是如圖16A所示那樣的電子模塊的網(wǎng)絡(luò)的示意圖；圖17、18A和18B是根據(jù)本發(fā)明各種實施例的用于背光照明應(yīng)用的電子模塊的部分分解截面圖19和20是根據(jù)本發(fā)明各種實施例的用于一般照明的電子模塊的部分分解截面圖；圖21是根據(jù)本發(fā)明各種實施例的包括粘合有半導(dǎo)體芯片的多個基板的電子模塊的底視圖；圖22k和22B分別是圖21的模塊的一部分的底視圖和示意截面圖；圖23是插入至機械支撐框中的圖21的模塊的示意截面圖；圖24A和24B分別是根據(jù)本發(fā)明各種實施例的用作對照明裝置的改進的電子模塊的頂視等距視圖和底視等距視圖；圖25是圖24A和24B所示的模塊的一部分的放大截面圖；圖26和27分別是根據(jù)本發(fā)明各種實施例的用作對照明裝置的改進的電子模塊的 部分分解等距頂視圖和未分解等距頂視圖；圖28A是包括可選的漫射體薄片的圖26和27所示的模塊的底視等距圖；以及圖28B是沒有可選的漫射體薄片的圖26和27所示的模塊的底視等距圖。
具體實施例方式首先參考圖3A和3B，其示出了在本發(fā)明各種實施例中使用的典型半導(dǎo)體芯片300。半導(dǎo)體芯片300—般包括其上設(shè)置有一個或多個半導(dǎo)體層320的基板310。在該典型實施例中，半導(dǎo)體芯片300表示諸如LED或激光器等的發(fā)光裝置，但是本發(fā)明的其它實施例的特征在于具有不同或另外功能的一個或多個半導(dǎo)體芯片，例如處理器、傳感器和探測器等。非LED芯片可以或可以不如這里所述被接合，并且可以具有與這些LED不同的觸點幾何形狀；此外，它們可以或可以不具有設(shè)置在如下所述的易彎曲基板上的半導(dǎo)體層。基板310可以包括或主要包含一種或多種半導(dǎo)體材料，例如，硅、GaAs, InP, GaN,并且可以是摻雜的或者基本無摻雜的(例如，未被有意地摻雜)。在一些實施例中，基板310包括或主要包含藍寶石或碳化硅?；?10可以對于半導(dǎo)體芯片300所發(fā)射的光的波長基本透明。如針對發(fā)光裝置所示出的，半導(dǎo)體層320可以包括第一摻雜層330和第二摻雜層340，其優(yōu)選被摻雜為相反的極性(S卩，一個η型摻雜以及另一個ρ型摻雜)?？梢栽趯?30、340之間設(shè)置一個或多個發(fā)光層350，例如一個或多個量子阱。各層330、340、350可以包括或主要包含一種或多種半導(dǎo)體材料，例如，硅、InAs、AlAs、GaAs、InP、A1P、GaP, InSb、GaSb、AlSb、GaN、AlN、InN和/或它們的混合物和合金(例如，三元或四元等等的合金)。在優(yōu)選實施例中，半導(dǎo)體芯片300是無機的裝置，而不是聚合的或有機的裝置。如這里所參考的，除非特別指出，半導(dǎo)體芯片可以是封裝的或未封裝的(例如，裸芯片LED是未封裝的半導(dǎo)體芯片)。在一些實施例中，在如下所述半導(dǎo)體芯片300的接合之前或之后，移除基板310的基本上全部或一部分?？梢酝ㄟ^例如化學(xué)蝕刻、激光剝離(lift off)、機械研磨和/或化學(xué)機械拋光等來進行這種移除。在一些實施例中，在如下所述半導(dǎo)體芯片300的接合之前或之后，可以移除基板310的全部或一部分并且可以將第二基板——例如，對于半導(dǎo)體芯片300所發(fā)射的光的波長透明或者反射該波長——接附至基板310或半導(dǎo)體層320。在一些實施例中，基板310包括硅，并且硅基板310的全部或一部分可以在如下所述半導(dǎo)體晶片300的接合之前或之后被移除?？梢酝ㄟ^例如化學(xué)蝕刻、激光剝離(lift off)、機械研磨和/或化學(xué)機械拋光等來進行這種移除。
如圖3B所示，在優(yōu)選實施例中，半導(dǎo)體晶片300被圖案化并被蝕刻(例如，經(jīng)由傳統(tǒng)的光刻法和蝕刻處理)，以使得層330的一部分被暴露以便于在與半導(dǎo)體晶片300的同一側(cè)上的層330和340的電接觸(并且不需要例如經(jīng)由基板310接觸層330或者利用電連接層340上的觸點焊盤與層330的旁路來接觸層330)。移除(或從未形成)層340、350的一個或多個部分以暴露層330的一部分，由此圖3B示出非共面的半導(dǎo)體芯片300的表面360，即，包含相互非共面的暴露的部分。表面360與半導(dǎo)體芯片300的外表面相對應(yīng)，包括從不存在的層的部分產(chǎn)生的任意輪廓或形貌。為了便于與半導(dǎo)體芯片300的電接觸，分別在層330,340上形成離散的電觸點370、380。電觸點370、380可以各自包括或主要包含合適的導(dǎo)電材料，例如一種或多種金屬或金屬合金導(dǎo)電氧化物、或者其它合適的導(dǎo)電材料，并且大致是非共面的(特別在具有大致相等的厚度的實施例中)，如圖3B所示。在一些實施例中，層330和層340的暴露表面之間的垂直偏移是至少O. 25微米(μ m)、至少I μ m、至少3 μ m或者甚至更大。
·
在一些實施例中，半導(dǎo)體芯片300具有正方形的形狀，而在其它實施例中，半導(dǎo)體芯片300具有矩形的形狀。在一些優(yōu)選實施例中，為了便于接合(如下所述)，半導(dǎo)體芯片300可以具有一個方向上的尺寸超過垂直方向上的尺寸的形狀(例如，矩形的形狀)，并且半導(dǎo)體芯片300的垂直方向的縱橫比(在矩形的情況下為長度比寬度)大于大約I. 2:1。在一些實施例中，半導(dǎo)體芯片300具有大于大約2:1或大于3:1的縱橫比。然而，形狀和縱橫比對于本發(fā)明來說不是關(guān)鍵的，并且半導(dǎo)體芯片300可以具有任意期望形狀。在一些實施例中，半導(dǎo)體芯片300具有小于500 μ m的橫向尺寸。半導(dǎo)體芯片300的典型尺寸可以包括 250 μ mX 600 μ m、 250 μ mX 400 μ m、 250 μ mX 300 μ m、或者 225 μ mX 175 μ m。在一些實施例中，半導(dǎo)體芯片300包括小的LED芯片，也被稱為“微LED”。微LED—般具有小于大約300 μ m的橫向尺寸。在一些實施例中，半導(dǎo)體芯片300具有小于大約200 μ m或者甚至小于大約100 μ m的橫向尺寸。例如，微LED可以具有 225 μ mX 175ym或 150ymX IOOym或 150ymX 50ym的尺寸。在一些實施例中，微LED的上表面的表面面積小于50000 μ m2或小于10000 μ m2。因為優(yōu)選實施例經(jīng)由使用導(dǎo)電粘合劑而不是例如引線鍵合來便于與觸點370、380的電接觸，所以由于可以利用粘合劑來接觸不能用線或球焊接頭(一般在一側(cè)需要至少80 μ m的鍵合區(qū)域)連接的非常小的區(qū)域，觸點370、380可以具有相對小的幾何延伸。在各種實施例中，觸點370、380的一個或全部都在一維上(例如直徑或邊長)的延伸小于大約100 μ m、小于大約70 μ m、小于大約35 μ m或甚至小于大約20 μ m。特別是如果半導(dǎo)體芯片300包括或主要包含諸如LED或激光器等的發(fā)光裝置，則觸點370、380可以是反射的(至少對于半導(dǎo)體芯片300所發(fā)射的波長中的一些或全部)并且因此將所發(fā)射的光反射回基板310。在一些實施例中，反射觸點380覆蓋層340的一部分或基本全部，而反射觸點370覆蓋層330的一部分或基本全部。除了反射觸點以外，反射器390 (在后面的圖中為了清楚而未示出)可以設(shè)置在觸點370、380的一部分之間或之上并且在層340和330的一部分或基本全部之上。反射器390對于半導(dǎo)體芯片300所發(fā)射的光的波長的至少一部分或全部是反射的并且可以包括各種材料。在一個實施例中，反射器390是非導(dǎo)電性的以不電連接觸點370、380。反射器390可以是布拉格反射器。反射器390可以包括一種或多種導(dǎo)電材料，例如，諸如銀、金、鉬等的金屬。代替或除了反射器390以外，除了觸點370、380以外的半導(dǎo)體芯片的暴露表面可以涂布有一層或多層絕緣材料，例如諸如氮化硅等的氮化物或諸如二氧化硅等的氧化物。在一些實施例中，觸點370、380包括用于連接至跡線410的鍵合部分以及用于經(jīng)由半導(dǎo)體芯片300提供更均勻的電流的電流擴散部分，并且在一些實施例中，在除了觸點370、380的接合部分以外的半導(dǎo)體芯片300的全部或一部分上形成一層或多層絕緣材料。圖3C是芯片300的示意圖，其在除了觸點370、380的鍵合部分以外有絕緣材料395覆蓋芯片300的表面。絕緣材料395可以包括或主要包含例如氮化硅、氧化硅和/或二氧化硅。這種絕緣材料395可以覆蓋半導(dǎo)體芯片300的頂面和側(cè)面的全部或部分以及層330、340和350的頂面和側(cè)面的一部分。絕緣材料395可以用于在利用粘合劑的鍵合操作期間和之后防止觸點370和380之間，或者跡線410之間(參見圖4)，或兩者全部的短路。參考圖3A、3B、3C和4，半導(dǎo)體晶片300在足夠低的電流和溫度下操作以防止對粘合劑510或?qū)?00的融化或其它損壞。例如，半導(dǎo)體晶片300的工作電流可以小于大約50mA、IOmA或者在一些實施例中小于5mA。在一些實施例中，工作電流在大約ImA和大約5mA之間。操作期間的半導(dǎo)體晶片300的結(jié)溫度可以不超過大約100° C、90° C或可以 不超過80° C。然而，應(yīng)當理解，這對于本發(fā)明來說不是關(guān)鍵的，并且在其它實施例中，結(jié)溫度可以是對基板400、粘合劑510或系統(tǒng)的其它組件不損壞或不造成不利地影響的任意值。例如，諸如PEN (聚萘二甲酸乙二醇酯)等的基板相較于PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)的基板可以耐受更高溫度，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以直接選擇適于特定應(yīng)用的基板材料。在優(yōu)選實施例中，半導(dǎo)體芯片300，特別是未封裝的半導(dǎo)體芯片300的小尺寸及其上述相對低的工作電流和溫度，避免了傳統(tǒng)使用時的較高的導(dǎo)熱基板的需要，例如陶瓷基板(諸如A1203、A1N等)、金屬芯印刷電路板(MCPCB)、或者離散或集成的散熱器(B卩，諸如板或塊的高度導(dǎo)熱的固定裝置(包括例如金屬或陶瓷材料)，其可以具有諸如散熱片等的突起以將熱傳導(dǎo)走并且將熱傳導(dǎo)至周圍環(huán)境)以與半導(dǎo)體芯片300進行熱交換。更好地，基板400本身(和例如粘合劑、跡線、甚至周圍的環(huán)境本身)在操作期間提供足夠的熱傳導(dǎo)以把熱從芯片300傳導(dǎo)走。在各種優(yōu)選實施例中，基板400上的一個或多個半導(dǎo)體晶片300是諸如LED和/或激光器等的發(fā)光裝置。傳統(tǒng)的發(fā)光組件被設(shè)計為使得每個區(qū)域發(fā)射的光量最大化。通過增大每個裝置所發(fā)射的光量的這種設(shè)計必然導(dǎo)致各裝置所生成的熱量的增大，并且由此通常需要從裝置(例如，LED結(jié))至周圍環(huán)境的低熱阻路徑。這些發(fā)光組件可以經(jīng)由使用昂貴的材料和/或復(fù)雜的熱管理方案，例如高導(dǎo)熱陶瓷、熱接觸焊盤、金屬芯電路板、大的散熱片和甚至諸如風(fēng)扇的有源冷卻裝置，來最小化沿著半導(dǎo)體芯片(例如LED和LED的結(jié))和周圍環(huán)境之間的熱路徑的熱阻。這些裝置通常具有小于2. 5° C/瓦特(° C/W)或者甚至小于1° C/W的熱阻。例如，作為高亮度封裝的LED的代表，Cree XM-L封裝的LED具有2. 5° C/W的從結(jié)至焊點的熱阻。Cree熱管理指南CLD-AP05REV2聲明利用良好的設(shè)計，可以將從焊點至散熱片的熱阻最小化為小于1° C/W。針對給定的允許的結(jié)溫度，從散熱片至周圍環(huán)境的熱阻可以如下式計算Rth.hs_a = (Tjmax-Ta-Rth. j_sX I X V-Rth. s_hsX I X V) / (I X V)其中，Rth.hs_a是從散熱片至周圍環(huán)境的熱阻，Tjfflax是最大結(jié)溫度，Ta是周圍環(huán)境溫度，Rth. j-s是從結(jié)至焊點的熱阻，I是LED電流，V是LED電壓以及Rth.s_hs是從焊點至散熱片的熱阻。如果我們使得Ta是55° C，并且規(guī)定Tjmax=150° C (從Xm-L光譜表格)，以及我們在IA和6V下操作LED，并且LED功率是6瓦特。然后，所需要的散熱片必須具有12° C/W的Rth.hS-a。由此，從結(jié)至周圍環(huán)境的總的熱阻是2. 5+1+12=15. 5° C/W。發(fā)射相對較小的光量的LED使用具有相對較高的熱阻的封裝。例如，被設(shè)計為在大約20mA下工作的部件通常具有大約300° C/W的范圍的熱阻。相反，本發(fā)明的實施例的特征在于沿著從半導(dǎo)體晶片300至周圍環(huán)境的路徑的高熱阻。該高熱阻可以應(yīng)用至沿著路徑的各獨立組件，例如基板400、粘合劑510、跡線410等，和/或可以總地應(yīng)用至整個路徑。具體地，沿著路徑的熱阻和/或沿著路徑的一個或多個組件的熱阻可以大于大約500° C/W、大于大約1000° C/W、或者甚至大于大約2000° C/W。例如，在一個實施例中，從LED300的p-η結(jié)至基板400(在該實施例中為5密爾厚的PET)上的相鄰跡線400 (在該實施例中為銀)的熱阻被測量為大約1800-2000° C/W。熱量的一部分被跡線400耗散，并且一部分流過基板400并且從基板400的背面輻射出。PET·膜具有8-18° C-cm2/W的范圍的熱阻。在該實施例中使用的芯片尺寸是250 μ mX600 μ m。如果我們假定熱量在一側(cè)流過的區(qū)域是1mm，面積是1mm2，由此PET的熱阻是除以面積(.Olcm2)后的13° C-cm2/W (平均熱阻)或1300° C/W。假定芯片的小尺寸和PET薄片僅為5密爾厚的事實的情況下，使用Imm2的面積過度保守。使用梯形近似，利用50°角的熱輻射，并且將面積作為芯片尺寸和PET的背面上的突起的平均得到O. 005cm2的面積。使用該面積得到大約2600° C/W的熱阻。由此，在該實施例中，熱阻至少為2000° C/W，并且針對經(jīng)由PET移除的熱量的部分的熱阻至少為4500° C/W?；谶@些計算，本發(fā)明的實施例至周圍環(huán)境的熱阻比傳統(tǒng)的高亮度LED的熱阻至少大100倍。此外，這可以以相對較低的結(jié)溫度，例如100° C以下，在特定實施例中實現(xiàn)。在一些實施例中，在半導(dǎo)體芯片300包括p-n結(jié)的情況下，P-η結(jié)和其上形成跡線410的基板400的表面之間的距離可以小于100 μ m、小于50 μ m或小于30 μ m。在一些實施例中，在半導(dǎo)體芯片300包括LED的情況下，層350 (參見圖3B)和其上形成跡線410的基板400的表面之間的距離可以小于100 μ m、小于50 μ m或小于30 μ m。在一些實施例中，在半導(dǎo)體芯片300包括除LED以外的裝置的情況下，半導(dǎo)體芯片300的熱生成區(qū)域和其上形成跡線410的基板400的表面之間的距離可以小于100 μ m、小于50 μ m或小于30 μ m。在一些實施例中，p-n結(jié)或半導(dǎo)體芯片300的熱生成區(qū)域和其上形成跡線410的基板400的表面之間的距離可以較短，以減小P-n結(jié)(糊或半導(dǎo)體芯片300的熱生成區(qū)域)和周圍環(huán)境之間的熱阻。本發(fā)明的實施例涉及包括使用粘合劑接附至易彎曲基板的發(fā)光半導(dǎo)體芯片的照明組件。這種組件包括設(shè)置在基板400上的發(fā)光元件的陣列。在一些實施例中，以范圍為大約3mm至大約30mm的間隔以二維陣列在基板400上設(shè)置發(fā)光元件。針對使用發(fā)光半導(dǎo)體芯片300的實施例，整個照明組件或模塊可以產(chǎn)生至少100流明、至少1000流明或者甚至至少3000流明，和/或在設(shè)置了半導(dǎo)體芯片300的面積上半導(dǎo)體芯片的密度大于大約O. 25die/cm2。這種發(fā)光系統(tǒng)的特征在于所具有的半導(dǎo)體芯片300的結(jié)溫度小于100° C或者甚至小于80° C。而且，對于設(shè)置半導(dǎo)體晶片300的面積，這種系統(tǒng)的熱密度可以小于O. OlW/cm2。此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例的系統(tǒng)所生成的熱密度可以小于大約O. OlW/cm2，或者甚至小于大約O. 005ff/cm2,而傳統(tǒng)的發(fā)光裝置一般具有大于大約O. 3ff/cm2或者甚至大于大約O. 5ff/cm2的熱密度。在一個傳統(tǒng)方法中，例如，照明組件具有一個LED并且所述面積是用于LED的印刷電路板(PCB)的面積。相似的定義可以用于具有多個LED的照明組件，即，面積是其上設(shè)置了多個LED的PCB面積。基于此，可以使用傳統(tǒng)上利用熒光燈照明的2’ X2’凹形反光槽來進行本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)之間的比較。利用LED來代替熒光燈的現(xiàn)有技術(shù)方法是使用比整個發(fā)光區(qū)域明顯小的PCB與光學(xué)部件相結(jié)合來傳播光。這可以通過邊緣照明光學(xué)元件來實現(xiàn)，其中，用于LED的PCB可以針對6in2或38. 7cm2的面積具有O. 25"乘以24"長的量級的尺寸。在基于LED的熒光替換燈(具有與熒光燈相似的規(guī)格但是使用LED發(fā)光的照明結(jié)構(gòu))的情況下，針對24in2或大約155cm2的面積，PCB可以是24〃乘以1〃的量級。這些尺寸是針對2’ X2’凹形反光槽的需要來假定的。假定兩個印刷電路板，印刷電路板面積不大于大約500cm2。該值對于管替換來說偏高，并且與針對邊緣照明方法相比大得多。針對本發(fā)明的實施例，該面積是整個2’ X 2’凹形反光槽的面積，為576in2，或至少是其7倍的3716cm2。假定在這些發(fā)光體中的LED具有1001m/W的效率，在考慮電源效率之前，作為針對2’ X 2’ 凹形反光槽的標準照明通量的3500流明的生成將需要35瓦特。如果LED是50%有效，則生成大約17瓦特的熱量。在傳統(tǒng)情況下，對于替換管熱密度大于O. 034ff/cm2,比邊緣照明方法大約大5倍，而本發(fā)明的實施例可以實現(xiàn)O. 0045ff/cm2的量級的熱密度——與傳統(tǒng)方法相比小幾乎10倍。相對于現(xiàn)有技術(shù)的熱密度，使用本發(fā)明實現(xiàn)的熱密度小得多，允許在沒有另外的散熱片的情況下操作照明組件或模塊。圖4示出在本發(fā)明的各種實施例中使用的典型基板400。基板400優(yōu)選為易彎曲的，即柔性的和/或可變形的，并且可以是柔性的或剛性的以允許半導(dǎo)體芯片上的觸點和基板上的跡線之間使用壓力激活的粘合劑進行電耦合——甚至在半導(dǎo)體芯片上的觸點非共面的實施例中——而不損壞半導(dǎo)體芯片。這可以通過例如如圖5A所示的撓曲基板或者如圖5B所示變形的基板來實現(xiàn)。這種變形可以是彈性變形(在移除負載之后返回至原始形狀)或塑性變形(在移除負載之后維持持久變形)，或者彈性變形和塑性變形的結(jié)合。在各種實施例中，基板可以是彎曲變形的。在一些實施例中，基板400是柔性的并且具有大約Im或以下、大約O. 5m或以下或者甚至大約O. Im或以下的曲率半徑。在一些實施例中，基板400具有小于大約ΙΟΟΝ/m2、小于大約50N/m2、或者甚至小于大約ΙΟΝ/m2的楊氏模量。在一些實施例中，基板400具有小于大約100的邵氏A硬度值、小于大約100的邵氏D硬度、和/或小于大約150的洛氏硬度?；?00可以包括或主要包含半晶質(zhì)的或非晶質(zhì)的材料，例如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯、聚醚砜、聚酯、聚酰亞胺、聚乙烯和/或紙?；?00可以包括多個層，例如剛性層上的可變形層，例如，在例如包括亞克力、鋁和鐵等的剛性基板上形成的例如PEN、PET、聚碳酸酯、聚醚砜、聚酯、聚酰亞胺、聚乙烯和/或紙等的半晶質(zhì)的或非晶質(zhì)的材料。根據(jù)利用本發(fā)明的實施例的期望應(yīng)用，基板400可以是基本上光學(xué)透明的、半透明的或不透明的。例如，基板400可以針對范圍在大約400nm和大約600nm之間的光學(xué)波長呈現(xiàn)大于80%的透射率或反射率。在一些實施例中，基板400可以針對半導(dǎo)體芯片300所發(fā)射的一個或多個波長呈現(xiàn)出大于80%的透射率或反射率?；?00還可以是基本上絕緣的，并且可以具有大于大約100ohm-cm、大于大約I X 106ohm_cm、或甚至大于大約I X lOlOohm-cm的電阻。
如圖4所示，在基板400上設(shè)置至少兩個導(dǎo)電跡線410以提供對連接至跡線的裝置或芯片的電連接。跡線410被間隔開，其之間限定了間隙420，該間隙420的尺寸基于裝置或芯片的尺寸和連接至跡線的裝置或芯片的觸點間距。例如，間隙420的范圍可以在大約25 μ m和大約1000 μ m之間。跡線410優(yōu)選包括或主要包含一種或多種導(dǎo)電材料，例如金屬或金屬合金、碳等。跡線410可以經(jīng)由傳統(tǒng)的沉積、光刻以及蝕刻工藝、電鍍工藝來形成，或者可以使用各種印刷工藝來形成。例如，跡線410可以經(jīng)由絲網(wǎng)印刷、柔性版印刷、噴墨印刷和/或凹版印刷來形成。跡線410可以包括或主要包含導(dǎo)電墨水，該導(dǎo)電墨水可以包括諸如銀、金、招、鉻、銅和/或碳等的一個或多個元素。如上所述，本發(fā)明的優(yōu)選實施例不利用在跡線410上的凸塊或類似的導(dǎo)電突起，因此基板400和接合至基板400的裝置之間的距離至少部分由跡線410的厚度(一般相互相等)來限定。該跡線410的厚度優(yōu)選小于大約10 μ m,并且甚至更優(yōu)選地小于大約5 μ m。盡管跡線410中的一個或多個的厚度可能變化，但厚度一般沿著跡線的長度是均勻的以簡化工藝。然而，這不是對本發(fā)明的限制，并且在其它實施例中，跡線的厚度或材料可以在基板400上變化。參考圖5A，在各種實施例中，半導(dǎo)體芯片300被接合(B卩，接附)至基板400。為了 實現(xiàn)對半導(dǎo)體芯片300的電連接，觸點370、380 —般粘附(例如，直接)至跡線410并且與跡線410電連接。如具有易彎曲基板400的圖5A所示，至少通過在跡線410之間的區(qū)域500的彎曲(即，折曲或變形)來實現(xiàn)跡線和觸點之間的牢固可靠的接合?；?00可以彎曲以使得各觸點370、380及其(所粘附至的)相應(yīng)的跡線410之間的距離幾乎相等。在優(yōu)選實施例中，觸點370、380經(jīng)由壓力激活的粘合劑510粘附至跡線410。例如，粘合劑510可以包括或主要包含壓力激活的ACA，由此，觸點370、380可以經(jīng)由諸如ACA內(nèi)的顆粒等的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)而被電連接至跡線410，而觸點370、380相互電絕緣(跡線410也同樣)。在另一實施例中，如圖5B所示，通過基板401的變形來實現(xiàn)導(dǎo)電。在該實施例中，半導(dǎo)體芯片300或觸點370、380的一部分使得區(qū)域501中基板401的一部分變形，并且通過該變形實現(xiàn)跡線410和觸點370、380之間的導(dǎo)電。在圖5B中，基板401被示出為僅在表面區(qū)域中變形，而與基板401的形成有導(dǎo)電跡線410的一面相對的的一面沒有變形。然而，這對于本發(fā)明來說不是必須的，并且在其它實施例中，可能在基板401的兩個表面上都發(fā)生變形。實際上，結(jié)合圖5A和5B中所示的行為，基板可以彎曲并且變形。如果基板400太軟，在半導(dǎo)體芯片300和基板400上施加的壓力可能導(dǎo)致基板400的變形，而沒有足夠的力施加至ACA以建立跡線410和觸點370、380之間的電連接。另一方面，如果基板400太硬，在ACA能夠建立跡線410和觸點370、380之間的電連接之前，在半導(dǎo)體芯片300和基板400上施加的壓力可能導(dǎo)致半導(dǎo)體芯片300的折斷或破裂。由此，基板400所需的變形水平可能也取決于半導(dǎo)體芯片300的機械性質(zhì)，較堅韌的半導(dǎo)體芯片300可以允許使用相對較小變形的基板400。相反地，更加易碎的半導(dǎo)體芯片300需要使用可相對較大變形的基板400。無需過度實驗，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以直接確定用于特定半導(dǎo)體芯片的基板硬度的合適程度。在一些應(yīng)用中，半導(dǎo)體芯片的韌性可以通過改變其厚度或制造材料而變化。在半導(dǎo)體芯片300至基板400的接合期間，可以以基本上液體的形式分配粘合劑510，即作為漿糊或凝膠，與諸如膠帶等的固體相對。粘合劑510可以被分配在半導(dǎo)體芯片300的一部分(例如，至少觸點370、380部分)或基板400 (例如，跡線410的至少一部分)的一部分或兩者上。然后，通過對半導(dǎo)體芯片300、基板400或兩者施加壓力，使得觸點370、380與跡線410物理接近(或接觸)并粘合至跡線410。因為在一些實施例中的粘合劑510是ACA，所以觸點370、380和跡線410之間的精確對準是不必要的，由此簡化了工藝。在使用ACA的情況下，不需要精確對準，因為僅在觸點370、380和跡線410之間的垂直方向上發(fā)生導(dǎo)電，而不在觸點370、380之間或在跡線410之間橫向地發(fā)生導(dǎo)電。在一個實施例中，在基本剛性的表面和基本柔性的表面之間壓縮半導(dǎo)體芯片300和基板400，實現(xiàn)圖5A和5B中所示的基板400的彎曲、變形或兩者以及所產(chǎn)生的至半導(dǎo)體芯片300的電傳導(dǎo)和可靠接合，盡管表面360并非平面和/或觸點370、380之間非共面。在半導(dǎo)體芯片300和基板400的壓縮(以及在優(yōu)選實施例中，粘合劑510的壓力引起的激活)之后或期間，可以通過例如應(yīng)用能量，例如熱和/或紫外光來固化粘合劑510。例如，可以根據(jù)粘合劑的性質(zhì)，通過在從大約幾秒至一分鐘至大約30分鐘的時間范圍(例如，大約10分鐘)內(nèi)，將粘合劑510加熱至從大約80° C至大約150° C (例如125° C)的溫 度。在另一實施例中，粘合劑510包括觸點370、380及其各自的跡線410之間的區(qū)域520中的各種同性的導(dǎo)電粘合劑。在該實施例中，在跡線410之間和在觸點370、380之間的區(qū)域530中，可以通過不存在粘合劑510或存在第二非導(dǎo)電粘合劑來維持絕緣。粘合劑510優(yōu)選為特征在于聚合物基體，而不是可能導(dǎo)致觸點370、380之間和/或跡線410之間的不期望的短路的完全金屬的基體。在一些實施例中，粘合劑510可反射半導(dǎo)體芯片300所發(fā)射的光的至少部分或所有波長。圖6A示出特征在于如上所述粘合在導(dǎo)電跡線410之間的半導(dǎo)體芯片300的陣列的電子裝置600。如所示出的，電子裝置600包括三個串聯(lián)連接的半導(dǎo)體芯片300的串610。電子裝置600還包括電連接至一個或多個串610的電路620。電路620可以包括或主要包含驅(qū)動電路、傳感器、控制電路、調(diào)暗電路和/或電源電路等中的一部分(在例如分布式電源/驅(qū)動器的情況下)或基本上全部，并且還可以被粘合(例如經(jīng)由粘合劑)或接附至基板400。電路620甚至可以被設(shè)置在電路板(例如印刷電路板)上，其本身可以被機械和/或電連接至基板400。在其它實施例中，電路620與基板400分離。盡管圖6A示出在串610中串聯(lián)連接的半導(dǎo)體芯片300，并聯(lián)連接或可并聯(lián)連接的串610 (也參見圖7A和7B)以及其它芯片互相連接方案也是可行的并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)。此外，可以以與圖6A所示相同或不同的方式將一個或多個半導(dǎo)體芯片300接合至基板100的背面上的跡線410，和/或其上具有半導(dǎo)體芯片300和跡線410的多個基板400可以被堆疊以形成多層裝置。在這些實施例中，基板400或多個基板400的正面和背面上的芯片，各層內(nèi)以及各層上的芯片可以全部相同或者可以是不同的，例如，不同層上的半導(dǎo)體芯片300可以發(fā)射不同的波長。在基板背面上或多個層中具有半導(dǎo)體芯片300的裝置中，各層可以具有其自己的專用電路620，或者可以在半導(dǎo)體芯片300的層和/或組之間共享電路620的全部或部分。電路620可以包括或主要包含于2010年12月30日提交的美國專利申請序列號12/982758中所述的實施例中任意實施例的全部或部分，其全部內(nèi)容通過引用包含于此。在一些實施例中，基板400的背面或正面或多個層上的半導(dǎo)體芯片和/或電路元件可以被電耦合在一起。由于電子裝置600可以基于易彎曲基板400，所以可以以卷對卷工藝形成，其中，易彎曲基板材料的薄片經(jīng)過不同的處理站。這種卷對卷工藝可以例如包括跡線410的形成、粘合劑510的分配和半導(dǎo)體芯片300的放置、以及任意另外的基板的接合和/或一種或多種熒光材料的形成(如下所述)。另外，電子裝置600還可以包括接附至基板400的其它無源和/或有源電子裝置，包括例如傳感器、天線、電阻器、電感器、電容器、薄膜電池、晶體管和/或集成電路?？梢岳谜澈蟿?10或通過其它方式將所述其它無源和/或有源電子裝置電耦合至跡線或半導(dǎo)體芯片300。此外，如圖6B所示，兩個或多個半導(dǎo)體芯片300可以并聯(lián)連接至同一跡線410(即，在跡線之間的同一間隙420內(nèi))，由此在一個半導(dǎo)體芯片300失效的情況下提供增強的功能性和/或冗余。在優(yōu)選實施例中，在跨越同一間隙420粘合的各半導(dǎo)體芯片300被構(gòu)造為不僅與其它并行操作(例如，以基本相同的 驅(qū)動電流)，而且還可以在與操作單一間隙內(nèi)設(shè)置的所有半導(dǎo)體芯片300的累積驅(qū)動電流相對應(yīng)的驅(qū)動電流下，在不過熱或損壞的情況下操作。由此，在跨越間隙420粘合的一個或多個半導(dǎo)體芯片300失效的情況下，剩余的一個或多個半導(dǎo)體芯片300將繼續(xù)以較高的驅(qū)動電流操作。例如，針對包括或主要包含諸如LED或激光器等的發(fā)光裝置的半導(dǎo)體芯片300，與跨越同一間隙的一個或多個其它裝置并聯(lián)連接的裝置的失效導(dǎo)致其它裝置以較高的電流操作并且由此產(chǎn)生強度增大的光，從而補償了失效裝置的故障。圖6B也示出上述兩種不同粘合方案。多個半導(dǎo)體芯片300中的一個半導(dǎo)體芯片僅在芯片的端部經(jīng)由粘合劑510粘合至跡線410，而在跡線之間的間隙內(nèi)的端部之間，第二粘合劑630 (優(yōu)選為非導(dǎo)電)將半導(dǎo)體芯片300的中間部分粘合至基板400。在一些實施例中，第二粘合劑630是非導(dǎo)電的，并且防止導(dǎo)電粘合劑510的兩個部分之間和/或跡線410之間和/或芯片300的兩個觸點之間的短路。如所示出的，另一個半導(dǎo)體芯片300利用接觸半導(dǎo)體芯片300的整個底面的粘合劑粘合在跡線410之間。如上所述，粘合劑510優(yōu)選為壓力激活的ACA，其僅允許在(圖6B中頁面平面外的)垂直方向上導(dǎo)電而使得跡線410相互絕緣。在其它實施例中，一個或多個半導(dǎo)體芯片300粘合在同一間隙420內(nèi)的跡線410之間，但是在間隙420 (包括跡線410的部分)內(nèi)存在足夠的“空間(real estate)”以在跡線420內(nèi)粘合至少一個另外的半導(dǎo)體芯片300。在這種實施例中，如果最初粘合在間隙420內(nèi)的一個或多個半導(dǎo)體芯片300失效，則可以在“返工”工序中將一個或多個半導(dǎo)體芯片300(基本上與任意初始半導(dǎo)體芯片300相同或不同)粘合至間隙420內(nèi)。例如，參考圖6B，僅一個所示出的半導(dǎo)體芯片300被最初粘合至跡線410，并且之后(例如在初始芯片故障之后)可以粘合另外導(dǎo)體芯片300。圖7A和7B示意性示出可以在根據(jù)本發(fā)明的各種實施例的電子裝置中使用的電子跡線410的兩種不同配置。如圖6A —樣，圖7A和7B示出用于串聯(lián)連接多個半導(dǎo)體芯片300的跡線410的平行串610 (盡管在圖7A中示出表示半導(dǎo)體芯片300的接合位置的間隙702，但為了清楚在圖7B中省略)。在圖7A中，各串610在一端具有觸點700并且在另一端具有觸點710。在各種實施例中，觸點700是用于將工作電流或電壓施加至半導(dǎo)體芯片300的“驅(qū)動”觸點，而觸點710是“共用”或接地觸點。在圖7B中，各串610跨越基板400延伸并且折轉(zhuǎn)以往回延伸至其起始點附近的點，從而使得觸點700、710位于基板400的一側(cè)。如圖7B所示，多個串610的觸點700、710中的一個或兩個可以被一起連接至共用的觸點(如圖7B中的觸點710所示)，所述方案可以簡化半導(dǎo)體芯片300和/或串610的配置和互連。盡管圖7A和7B中所示的配置以正方形或矩形柵格來定位半導(dǎo)體芯片300，但可以以其它方式排列半導(dǎo)體芯片300。同樣，跡線410可以基本上是直的，如所示出的，或者可以是曲線的、鋸齒狀的、非平行的，或者以其它方式配置。在一個或多個半導(dǎo)體芯片300是諸如LED或激光器等的發(fā)光裝置的實施例中，可以包括熒光材料以將芯片所發(fā)射的光的至少一部分的波長偏移為另一期望波長(然后單獨從較大的裝置發(fā)射或者與芯片所發(fā)射的原始光的另一部分混色)。如這里所使用的，“熒光材料”指的是偏移照射至其上的光的波長和/或是發(fā)光的、發(fā)熒光的和/或發(fā)磷光的。熒光材料包括粉末或顆粒，并且在這種情況下可以與例如硅酮的粘結(jié)劑混合。如這里所使用的，熒光材料可以包括粉末或顆?；蛘呒由险辰Y(jié)劑的粉末或顆粒。圖8A-8D示出用于將熒光材料與粘合至易彎曲基板400的半導(dǎo)體芯片300集成的典型工藝。圖8A示出粘合至基板400的兩個半導(dǎo)體芯片300的截面圖，各半導(dǎo)體芯片300跨越兩個導(dǎo)電跡線410之間的間隙420 (為了清楚，從圖中省略基板400的彎曲和/或變形、半導(dǎo)體芯片300的任意非共面、以及粘合劑510)。具有與基板400上的一個或多個半導(dǎo)體芯片300相對應(yīng)的開口 810 (優(yōu)選延伸通過基板800的整個厚度)的基板800被提供(圖8A)并接合至基板400，以使得一個或多個半導(dǎo)體芯片300位于開口 810內(nèi)(圖8B)。基板800可以是易彎曲或者基本剛性的，并且可以包括或主要包含諸如聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚酯、聚酰亞胺、聚乙烯和/或紙等的材料。如圖8C所示，基板800中的開口 810圍繞半導(dǎo)體芯片300形成“阱”。在將基板800接合至基板400之后，在一個或多個開口 810內(nèi)設(shè)置熒光材料820以使得熒光材料820被設(shè)置在開口 810中的半導(dǎo)體芯片300上并且至少部分圍繞(例如在一側(cè)或多側(cè)但是不必須接觸)半導(dǎo)體芯片300。如所示出的，熒光材料820可以基本上填充開口 810，并且可以與半導(dǎo)體芯片300接觸。在其它實施例中，在將熒光材料820設(shè)置在開口 810內(nèi)(并且可以基本上填充剩余部分)之前(參見圖8C中右邊的開口 810)，在一個或多個開口 810內(nèi)設(shè)置光學(xué)透明材料830 (例如硅酮或環(huán)氧樹脂)，并且光學(xué)透明材料830部分填充一個或多個開口810。該“非接觸式熒光材料”配置使得熒光材料820遠離半導(dǎo)體芯片300 —定距離，可以防止半導(dǎo)體芯片300的操作有害地加熱熒光材料820，由此延長其壽命和/或提高其效率。在一些實施例中，利用熒光材料820或透明材料830不完全地填充開口 810，而在其它實施例中，利用熒光材料820或透明材料830過量地填充開口 810。開口 810可以不具有任何熒光材料820和/或可以不具有任何透明材料830。在一些實施例中，以層或其它結(jié)構(gòu)來形成多個光學(xué)透明材料和熒光材料。如圖8D所示，可以可選地將保護膜840放置在基板800和開口 810的基本全部上，或者至少在其中具有熒光材料820和/或透明材料830的開口 810上，從而保護熒光材料820和/或半導(dǎo)體芯片300不接觸周圍環(huán)境和水分等。膜840可以是透明的，或者可以是反光的以使得由半導(dǎo)體芯片300發(fā)射并由熒光材料820偏移后的光被反射至基板400并且由基板400發(fā)射。在一些實施例中，將多種不同的熒光材料820設(shè)置在半導(dǎo)體芯片300上的一個或多個開口中。即，一個阱810可以具有一種類型以上的熒光材料820和/或透明材料830。不同的阱810可以例如具有不同的熒光材料820和/或不同的透明材料830。在一個實施例中，不同的(例如，以不同波長發(fā)光的)半導(dǎo)體芯片300可以與相同或不同的熒光材料820和/或透明材料830相關(guān)聯(lián)。
在一些實施例中，開口 810的側(cè)壁不與基板400的表面基本垂直(如圖SC所示)，而是傾斜或以其它方式成型和/或圖案化的以便于來自半導(dǎo)體芯片300的光的耦合輸出和/或來自熒光材料820的光的耦合輸出。開口 810的側(cè)壁甚至可以反射半導(dǎo)體芯片300所發(fā)射的光或來自熒光材料(例如，涂布有反射材料的)的光。諸如透鏡或漫射體等的光學(xué)元件可以位于半導(dǎo)體芯片300和/或熒光材料820上。阱810可以具有適于應(yīng)用的任意形狀，例如，圓形、矩形、六邊形或任意形狀。不同的阱810實際上可以具有不同的形狀。熒光材料820可以包括或主要包含例如一種或多種硅酸鹽、氮化物、量子點或其它光轉(zhuǎn)換材料，并且可以懸浮在光學(xué)透明的粘結(jié)劑(例如，硅酮或環(huán)氧樹脂)中。與一種或多種熒光材料820使用的半導(dǎo)體芯片300可以發(fā)射基本上藍色光或紫外光，并且熒光材料820的使用可以導(dǎo)致基本上白色的并且可以具有從大約2000K至大約7000K的相關(guān)色溫(CCT)的聚合光。這種芯片的例子包括包含GaN、InN, AlN和這些二元化合物的各種合金的芯片。圖9A-9D示出特征在于用于對從半導(dǎo)體芯片300發(fā)射的光的至少一部分進行波長轉(zhuǎn)換的非接觸式熒光材料的本發(fā)明的另一實施例。圖9A示出與電子裝置600相似的電子 裝置900的一部分，包括跨越兩個導(dǎo)電跡線410之間的間隙420的粘合至基板400的半導(dǎo)體芯片300 (為了清楚從圖中省略了基板400的彎曲和/或變形、半導(dǎo)體芯片300的任意非共面、以及粘合劑510)。如圖9B所示，在半導(dǎo)體芯片300上形成光學(xué)透明材料910，該光學(xué)透明材料910可以被設(shè)計為提供與半導(dǎo)體芯片300的折射率的良好光學(xué)耦合。在一些實施例中，透明材料910的折射率在大約I. O和大約I. 65之間(例如，從I. 4至I. 57)。盡管透明材料910被示出為具有半球的形狀，但這對于本發(fā)明來說不是必須的，并且透明材料910實際上可以具有任意形狀。在一些實施例中，透明材料910被圖案化成有表面輪廓或紋理，以增加熒光材料920和/或反射層930的表面面積。如圖9C所示，在材料910上形成熒光材料920 (或多層不同的熒光材料)。熒光材料920可以是上述參考熒光材料820所述的任意一種或多種材料，以及材料910物理地將熒光材料920與半導(dǎo)體芯片300相分離。盡管本發(fā)明的各種實施例利用圖9C的結(jié)構(gòu)來將經(jīng)由熒光材料920混色或轉(zhuǎn)換后的光發(fā)射至周圍環(huán)境，但圖9D示出在熒光材料920上形成反射層930的優(yōu)選實施例。在圖9D的實施例中，轉(zhuǎn)換或混色后的光在與熒光材料920相互作用之后從反射層930反射并且經(jīng)由基板400從裝置發(fā)射。反射層可以是例如高反射或漫射的反射器。在一個實施例中，反射層930是金屬，例如鋁、銀或金等。反射層930可以是白色反射器，例如MCPET?？梢允褂酶鞣N熒光材料沉積技術(shù)，包括在 Donofrio, R. L. , "Phosphor Screening, 〃SID SixthInternational Conference onAdvanced Displays (1997)，pp. 89_95中所述的內(nèi)容,其全部內(nèi)容通過引用包含于此。在優(yōu)選實施例中，高反射層360包括導(dǎo)電材料以使得可以使用電泳沉積來以均勻的厚度施加熒光材料920的保形涂層。在一個實施例中，芯片300發(fā)射藍色光940 (圖9D)。在操作時，LED300所發(fā)射的藍色光940與熒光材料層920相交。一些光被熒光材料層920中的熒光材料顆粒吸收，然后以不同的波長被發(fā)射。藍色光940的剩余部分由高反射表面930鏡面反射。該藍色光中的一些藍色光再次被熒光材料層920中的熒光材料顆粒吸收并再次發(fā)射。從熒光材料再次發(fā)射的光被熒光材料顆粒各向同性地發(fā)射。一半光將從高反射表面930鏡面反射，以使得將基本上所有的光發(fā)射至透明材料910。根據(jù)所發(fā)射的光的角度，光將與熒光材料層930的外部表面相交(如光線950所示)，或經(jīng)由透明基板400射出腔(如光線960所示)。圖10示出裝置900的另一實施例，其中，在基板400而不是材料910上直接形成熒光材料920 (熒光材料920的虛線部分表示設(shè)置在跡線410的前面和/或后面的部分)。在圖10的實施例中，從半導(dǎo)體芯片300發(fā)射的光被反射層930反射回至基板400，并且光的至少一部分與熒光材料920相交，以使得從基板400發(fā)射的聚合光是期望波長或波長的混合(例如白色光)。在圖9D和10的實施例中，跡線410可以相對較窄或者基本上透明以防止光的不期望的阻擋或背反射。例如，透明跡線410可以包括或主要包含銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁鋅氧化物、碳納米管、石墨烯、和/或諸如摻雜有聚(苯乙烯磺酸鈉)的聚(3，4-乙撐二氧噻吩)等的導(dǎo)電聚合物。如圖11所示，可以將材料910、熒光材料920和反射層930形成在基板1110中的凹處、腔或其它開口 1100內(nèi)，基板1110之后被接合至基板400以使得與圖9D的實施例相似地將這些層設(shè)置在半導(dǎo)體芯片300上。在該實施例中，材料910甚至可以被省略(B卩，可 以是空氣或真空)。盡管未被清晰地示出，但可以在基板1110的凹處形成反射層930，并且熒光材料920可以被形成在基板400上并接近半導(dǎo)體芯片300以形成類似于圖10的結(jié)構(gòu)?；?110可以是易彎曲的或基本剛性的，并且甚至可以是光學(xué)透明的或不透明的，因為來自半導(dǎo)體芯片300的光經(jīng)由基板400發(fā)射。腔1100優(yōu)選為在形狀上基本是半球形，但是也可以采用其它形狀，例如，橢圓形、拋物面、雙曲面、或椎體(具有三個以上基本平坦的側(cè)面)。在一些實施例中，腔1100被圖案化為有表面輪廓或紋理，以增大熒光材料920和/或反射層930的表面面積。在一個實施例中，利用防反射涂層來處理基板400面向透明材料910的表面以最小化來自所述表面的反射。本發(fā)明的實施例提供許多優(yōu)點，包括但不限于以下。第一，例如空氣、環(huán)氧樹脂、或硅酮的透明材料910將熒光材料層370和380與LED芯片熱絕緣，減輕了熱淬火的風(fēng)險。第二，不需要分色鏡，極大地改善了可制造性并且降低了成本?？纱娴?，鏡面360將入射到其上的由熒光材料顆粒所發(fā)射的任意光經(jīng)由熒光材料層920反射回至透明基板400。第三，非接觸式熒光材料殼的半球形狀使得暴露于LED芯片300所發(fā)射的藍色光的熒光材料層920的表面面積加倍。這有效地加倍了由透明材料910所限定的、基板400中的圓形開口的光出射度。(換句話說，由于增大的熒光材料層表面面積，從經(jīng)過透明基板400的所有角度觀察，其有效加倍了開口的光亮度。)第四，已經(jīng)不出(參見例如Yamada, K.，Y. Imai, and K. Ishi, “OpticalSimulationof Light Source Devices Composed of Blue LEDs and YAGPhosphor,，，Journal ofLight&Visual Environment27 (2) : 70-74 (2003))(以下稱為“Yamada 等，，))YAG: Ce 突光材料在透射模式中按重量以大約20%的濃度飽和，但是在反射模式中按重量以50%至60%的濃度飽和。因此，熒光材料層920可以具有較高的濃度并且從而提供增大的轉(zhuǎn)換效率。如由“Yamada等”所述，利用YAG:Ce熒光材料，50%的增大的轉(zhuǎn)換效率是可能的。第五，還示出(參見例如“Yamada等”)由藍色InGaN LED和YAG = Ce熒光材料所生成的光的色度在反射模式中比在透射模式中呈現(xiàn)顯著小的變化。因此，本發(fā)明可以提供針對熒光材料層920的厚度和均一性的寬松的制造公差。第六，鏡面930反射入射光，而與入射光的入射角度無關(guān)并且與入射光是來自LED芯片300的散射藍色光或來自熒光材料層920的發(fā)射光無關(guān)。第七，從熒光材料層表面發(fā)射的輻射具有朗伯分布。這包括反射的藍色光和熒光材料發(fā)射的光。根據(jù)輻射通量傳遞理論和視角系數(shù)幾何學(xué)，該光的一半確切地將入射在基板400上，而另一半將入射在熒光材料層上。根據(jù)該光的波長，該光可以進一步激勵熒光材料顆粒，從而提供進一步改善熒光材料的降頻轉(zhuǎn)換效率的正光學(xué)反饋的形式。(例如，YAG: Ce的激勵和發(fā)射光譜在大約475nm至525nm的區(qū)域中重疊，以使得該區(qū)域內(nèi)的發(fā)射光自激勵熒光材料而不是被吸收。)透明材料910的形狀名義上是半球形。如果熒光材料910的形狀較淺，則熒光材料層的表面面積減小，從而趨于降低透明材料910所限定的基板400中的圓形開口的光出射度。然而，來自LED芯片300的光將不垂直入射至腔周圍的熒光材料表面。根據(jù)菲涅耳方程，這將趨于增大來自熒光材料層的光譜反射，可提高圓形開口的光出射度。如果透明材料910較深，大于一半的光將在腔內(nèi)經(jīng)過多次反射，這將趨于降低光出射度。然而，這可以通過熒光材料層的自激勵來補償。實踐中，然后，根據(jù)暴露的熒光材料層表面的雙向反射分布函數(shù)(BRDF)和熒光材料從其自身的發(fā)射的自激勵所提供的光學(xué)增益，透明材料910的比·半球形狀更深或更淺的形狀是最佳的。因此，最佳的腔形狀可以是橢圓、拋物面或雙曲面。還可以是具有三個以上平坦側(cè)面的椎體。由鏡面930對熒光材料顆粒所發(fā)射的光的一半(平均)的反射和熒光材料層920的散射將使得從由透明材料910所限定的基板400中的圓形開口所發(fā)射的光均勻。結(jié)果，這將改善強度和顏色均勻性，進一步放寬了針對熒光材料層厚度和熒光材料顆粒密度的制造公差。圖12A示出根據(jù)本發(fā)明各種實施例的電子模塊1200(例如，照明模塊)的例子。模塊1200可以具有外形相對薄的一般平坦的形狀。在模塊1200的初始或者休止狀態(tài)，模塊1200可以是平坦的、在一個方向上彎曲、在兩個方向上彎曲、或者可以具有更復(fù)雜的曲率。模塊1200的特征可以在于其上具有半導(dǎo)體芯片300的陣列(在圖中未示出)的基本易彎曲的基板400。半導(dǎo)體芯片300可以在基板400上以規(guī)律的或隨機的陣列來組織。在半導(dǎo)體芯片300包括LED的實施例中，陣列中的LED間隙(即，陣列中LED之間的間隔)可以從大約2mm至大約25mm變化。在一個實施例中，通過利用所需的來自用于模塊1200的LED的光的總量除以一個LED所發(fā)射的光來確定LED間隙。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的是，LED間隙是一個LED所發(fā)射的光量的函數(shù)。例如，要產(chǎn)生相同的總光量，可使用相對較多的發(fā)光量相對小的LED，則LED間隙相對較小,可以使用相對較少的發(fā)光量相對較大的LED，則間隙相對較大。在一個實施例中，LED間隙至少部分由LED和任意相關(guān)聯(lián)的光學(xué)器件或漫射體(包含在例如板1240中或以其他方式)之間的距離來確定。在一個實施例中，LED間隙與LED及其相關(guān)聯(lián)的漫射體之間的距離相似或基本相同?？梢詫⒁粋€或多個電路板耦合至基板400。如所示出的，將三個電路板1210、1220、1230接附至基板400。電路板1210、1220、1230可以具有長的薄的矩形形狀以位于基板400的邊緣。驅(qū)動電路的部分或全部，例如電流源組件可以位于可以是易彎曲或基本剛性的一個或多個電路板1210、1220、1230上。在一個實施例中，一個或多個電路板1210、1220、1230包括或主要包含利用例如連接器、導(dǎo)電粘合劑、各向異性導(dǎo)電粘合劑或薄膜或?qū)щ姯h(huán)氧樹脂或柔性連接器而接附至基板400的印刷電路板(PCB)以將各種組件連接至各個的半導(dǎo)體芯片300。在一個實施例中，利用柔性連接器將電路板1210、1220、1230電耦合至基板400，允許電路板1210、1220、1230相對于基板400的定位的靈活性。
可選地，透明板1240可以位于基板400的頂部。在實施例中，用熒光材料920的局部沉積物圖案化板1240，如圖12B所示，熒光材料920的局部沉積物與發(fā)光半導(dǎo)體芯片300對準以使得芯片300所發(fā)射的光照射各熒光材料沉積物。在優(yōu)選實施例中，來自半導(dǎo)體芯片300的光和從突光材料920發(fā)射的光的結(jié)合產(chǎn)生具有各種相關(guān)色溫(CCT)中任一相關(guān)色溫的白光。在其它實施例中，如圖9A-9DU0或11所示，在半導(dǎo)體芯片300上形成熒光材料920，或者甚至可以在板1240的表面上將熒光材料920形成為基本連續(xù)的層。圖12B是圖12A所示的模塊1200的一角的放大圖。如所示出的，電路板1210可以用作透明板1240的位置止擋。同樣，其它電路板1220、1230可以為板1240的提供機械位置參照。圖13示出模塊1200的分解圖，示出了基板400、電路板1210、1220、1230、以及具有熒光材料920的沉積物的板1240。本發(fā)明的各種實施例的特征在于不同的物理結(jié)構(gòu)。例如，模塊1200可以具有一個、兩個、四個或多個電路板。一個或多個電路板可以不必須延伸基板400的邊緣的全部長度，和/或兩個以上電路板可以被粘貼至基板400的同一邊緣。電路板可以不與基板400的邊緣齊平，而是可以突出于一個或多個邊緣之上或者可以遠離邊緣?？梢蕴砑涌盏?即光 學(xué)透明的、沒有熒光材料920的沉積物)材料片作為平板1240的另外的定位器。板1240可以包括諸如透鏡、波導(dǎo)、反射器、衍射器和/或漫射體等的光學(xué)器件?？梢酝ㄟ^利用引線鍵合、焊接跳線、柔性連接器、各向異性導(dǎo)電膜或其它方式的電連接來組裝不同的基板400以產(chǎn)生一個或多個片的陣列來制作電子模塊1200。這種模塊1400的實施例在圖14中示出，如示出的，這種模塊1400是由多個基板400制造的?；?00可以被安裝在平面載體1410上，并且可以通過例如電路板1210、1220、1230的電路板在一側(cè)或多側(cè)上劃界。如上面針對模塊1200所述的，模塊1400的特征還可以在于具有與各種基板400上的半導(dǎo)體芯片300對準的熒光材料920或光學(xué)元件的區(qū)域的板1240?？梢詫㈦娐钒?210、1220、1230中的任意一者或全部和多個基板400安裝在具有或不具有熒光材料和/或光學(xué)元件的一個大面積的透明載體1410上以形成具有基本恒定的亮度分布的薄面板，其適用于大范圍的使用，例如用于一般的或建筑照明應(yīng)用或者作為IXD顯示面板的背光單元。圖15示出這種電子模塊1400的分解圖，示出多個基板400、電路板1210、1220、1230、以及具有熒光材料920和/或光學(xué)元件的區(qū)域的板1240。在一些實施例中，模塊1400中的各種基板400中的任意或全部可以互不相同，例如，支持不同數(shù)量和/或類型的半導(dǎo)體芯片300、熒光材料和/或光學(xué)元件。例如，不同的基板400’可以用于內(nèi)部位置，以及另一不同的基板400”可以用于角位置。各基板400可以是正方形、矩形、六邊形、三角形、L形或任意其它棋盤或非棋盤形狀。在一些實施例中，熒光材料920在所有位置是相同類型的熒光材料，而在其它實施例中，不同的熒光材料可以在不同的位置使用。熒光材料920可以以除了在板1240上的方式被集成，例如，如圖8-11所示。模塊1200的形狀不是關(guān)鍵的，并且這些模塊可以是例如矩形、方形、六邊形或任意其它形狀以滿足設(shè)計、建筑或照明需要。圖16A示出包括傳感器1610的電子模塊1600，傳感器1610用于檢測諸如空間占位、外部環(huán)境光或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它環(huán)境因素等的特征。模塊1600中可以包括一個或多個這種傳感器1610，并且由此模塊1600可以檢測不止一種環(huán)境因素。傳感器1610傳來的反饋(例如信號)可以用于操作模塊1600，例如，操作一個或多個半導(dǎo)體芯片300。例如，發(fā)光半導(dǎo)體芯片300可以被打開或關(guān)閉或者被操作以調(diào)暗從其發(fā)射的光(立即或在時間延遲之后)。驅(qū)動電路1620可以被安裝在模塊1600內(nèi)并且可以包括反饋系統(tǒng)以使得來自傳感器1610的數(shù)據(jù)能夠操作模塊1600。驅(qū)動電路1620可以包括或主要包含調(diào)暗電路。模塊1600還可以包括支撐物1630 (包括或主要包含例如有機玻璃或其它基本剛性的材料)、支撐框1640和其上粘合有一個或多個半導(dǎo)體芯片300的基板400。蓋板1650 (包括或主要包含例如有機玻璃或其它基本透明或半透明的材料)還可以包括另外的光學(xué)器件。在各種實施例中，光傳感器1610可以被合并至用作光源的多個模塊1600的各模塊中，以使得光傳感器1610對基本由該光源照射的外部環(huán)境進行采樣。如果光強度大于特定閾值水平，則光源中的模塊1600被調(diào)暗至使所感測到的光強度(S卩，來自外部環(huán)境中其它光源(例如陽光)和模塊1600本身的聚合光強度)是閾值的點。以這種方式，包括一個或多個模塊1600的新的或改進的單元可以在不需要安裝昂貴的中央照明控制系統(tǒng)的情況下通過收集日光來提供實質(zhì)的能量節(jié)省。這在安裝改進單元的情況下是特別的優(yōu)勢，因為其避免了安裝在存在的建筑中的中央控制系統(tǒng)所需的線路或其它安裝?！?br> 在另一實施例中，占位傳感器1610被合并在用作光源的一個或多個模塊1600中。以與上述相同的方式，占位傳感器1610可以對光源所照射的區(qū)域進行采樣，并且如果不存在占有者，則調(diào)暗或關(guān)閉光源。這可以在沒有“光柱”情形的情況下節(jié)省能量，其中在一個占位區(qū)域上僅開啟一個燈。該模塊1600還可以包括用于模塊之間的通信的低水平通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)附近光源的同步以在節(jié)約能量的同時提供改進的光質(zhì)量。該操作還可以與日光收集同步?？梢詫Υ耸褂貌煌耐ㄐ偶夹g(shù)，但是各種實施例可以使用有線的、無線的或光學(xué)通信，其中，以高的頻率調(diào)制一個或多個發(fā)光半導(dǎo)體芯片300以提供通信信號。在本發(fā)明的一些實施例中，上述控制電路優(yōu)選包括調(diào)制/解調(diào)電路，并且甚至可以包括諸如微處理器或微控制器等的電路以處理所發(fā)送和/或接收到的通信。信號可以例如表示調(diào)節(jié)包括模塊1600的主照明系統(tǒng)的操作的命令。合適的網(wǎng)絡(luò)和通信電路在現(xiàn)有技術(shù)中被很好地特征化，并且使得所述照明系統(tǒng)相互通信的網(wǎng)絡(luò)狀系統(tǒng)可以在沒有過度實驗的情況下直接被構(gòu)造。在各種實施例中，各模塊1600可以感測最近的鄰近模塊1600 (或其它發(fā)光固定裝置)的狀態(tài)并且基于所感測到的狀態(tài)來采取行動。例如，如圖16B所示，模塊A可以感測其本地區(qū)域中的人。周圍的模塊B、C、D和E可以不感測其本地區(qū)域中的人，但是感測A正在發(fā)光?？刂葡到y(tǒng)可以被編程以使得針對該情形，由模塊B、C、D和E照明的區(qū)域中的期望光水平是75% (與模塊A所發(fā)出的光水平相比)。次接近的鄰近模塊(未示出)可以不感測其本地區(qū)域中的占有者，但是感測它們的鄰近模塊以75%發(fā)光，并且由此可以以正常水平的例如50%的值發(fā)光。對鄰近模塊的多個水平的該方案的延伸是以下自治系統(tǒng)，該自治系統(tǒng)檢測占有者并且在模塊中自動調(diào)節(jié)來以對于占有者舒適的方式提供占有者周圍的光但是關(guān)閉不需要的光以節(jié)省能量。再次，可編程控制電路和合適的傳感器在本領(lǐng)域中是傳統(tǒng)的，并且可以在沒有過度實驗的情況下被編程來實現(xiàn)期望傳感器響應(yīng)的照明條件(例如，基于所感測到的占有者的光減弱模式)。在圖17所示的實施例中，電子模塊1700 (與模塊1500和/或1600相似)作為用于例如液晶顯示器(IXD)組件的背光照明單元(BLU)組件來操作。照明模塊1700包括用于照射基板1240 (優(yōu)選為光學(xué)透明的)上的熒光材料920的區(qū)域的、粘合至基板400的發(fā)光半導(dǎo)體芯片300 (例如LED和/或激光器)的陣列。(為了清楚，從各圖中省略了基板400的彎曲和/或變形、半導(dǎo)體芯片300的任意非平面、跡線410和粘合劑510。)合成光1710(包括或主要包含半導(dǎo)體芯片300所發(fā)射的未轉(zhuǎn)換的光和/或被突光材料920轉(zhuǎn)換成不同波長的光)穿過可以被壓印或模制在基板1730 (優(yōu)選為光學(xué)透明的)上的一個或多個光學(xué)元件1720 (例如，菲涅耳透鏡)。然后，光1710優(yōu)選照射光學(xué)漫射體1740。然后，漫射光優(yōu)選穿過交叉亮度增強膜1750、1760 (例如，由3M公司制造的Vikuiti BEF)，其部分地準直并且進一步漫射照射IXD組件1770的光。在另一實施例中，半導(dǎo)體芯片和熒光材料920如圖8-11所示被集成。圖18A示出還作為用于例如IXD組件的BLU組件操作的電子模塊1800。照明模塊1800包括粘合至基板400的發(fā)光半導(dǎo)體芯片 300 (例如，LED和/或透鏡)的陣列，其中，來自該陣列的光1810照射均勻包括或主要包含熒光材料(諸如熒光材料920)的基板1820。與模塊1700相似，然后，合成和/或轉(zhuǎn)換后的光穿過交叉亮度增強膜1750、1760，其部分準直并且進一步漫射照射IXD組件1770的光。圖18B示出還作為用于例如IXD組件的BLU組件操作的電子模塊1801。照明模塊1801包括粘合至基板400的發(fā)光半導(dǎo)體芯片300 (例如LED和/或激光器)的陣列、具有阱810 (參見圖8A)的第二基板800，其中，第二基板800位于基板400上以使得半導(dǎo)體芯片300在阱810內(nèi)，阱810完全或部分地填充有熒光材料920。包括來自半導(dǎo)體芯片300和熒光材料920的光的光1811穿過交叉亮度增強膜1750、1760，亮度增強膜1750、1760部分準直并進一步漫射照射IXD組件1770的光。圖19和20示出與用作一般照明用的平面光源的模塊1700、1800和1801相似的電子模塊。如圖19所示，電子模塊1900包括用于照射基板1240 (優(yōu)選為光學(xué)透明的)上的熒光材料920的區(qū)域的、粘合至基板400的發(fā)光半導(dǎo)體芯片300 (例如LED和/或激光器)的陣列。合成光(包括或主要包含半導(dǎo)體芯片300所發(fā)射的未轉(zhuǎn)換的光和/或被熒光材料920轉(zhuǎn)換成不同波長的光)穿過可以被壓印或模制在基板1730 (優(yōu)選為光學(xué)透明的)上的一個或多個光學(xué)元件1720 (例如，菲涅耳透鏡)。在另一實施例中，如圖8-11所示集成半導(dǎo)體芯片和熒光材料920。同樣，圖20示出還包括粘合至基板400的發(fā)光半導(dǎo)體芯片300 (例如LED和/或激光器)的陣列的電子模塊2000。在模塊2000中，以參考圖8A-8D所述的方式在熒光材料820中“封裝”一個或多個半導(dǎo)體芯片。合成光(包括或主要包含半導(dǎo)體芯片300所發(fā)射的未轉(zhuǎn)換的光和/或被突光材料820轉(zhuǎn)換成不同波長的光)可以穿過各種光學(xué)器件中的任意光學(xué)器件，例如，圖20中所示出的非對稱菲涅耳透鏡2010和/或全息漫射體2020。光學(xué)器件可以作為透明基板2030的一部分形成在透明基板2030上，和/或接合至透明基板2030。透鏡2010可以以期望距離遠離半導(dǎo)體芯片300定位，以使得在軸上觀察時各半導(dǎo)體芯片300的圖像基本均勻地填充相關(guān)聯(lián)透鏡2010的出射光瞳。發(fā)光芯片300的全部或一部分可以與例如透鏡的光學(xué)元件相關(guān)聯(lián)。在一個實施例中，發(fā)光芯片300的陣列一對一地與光學(xué)元件的陣列相關(guān)聯(lián)。參考圖21、22A和22B，在各種實施例中，各自具有粘合至其上的一個或多個發(fā)光半導(dǎo)體芯片300的多個基板400被組裝在一起以形成作為商用照明產(chǎn)品用的臨時替換的模塊2100。各基板400及其相關(guān)聯(lián)的半導(dǎo)體芯片300可以與其它模塊獨立地被組裝?；?00可以被分類(或“裝箱”)以使得它們具有相似或互補的特性，例如相關(guān)色溫、光輸出和諸如正向電壓等的電子特性。如圖22A和22B所示，各基板400的特征在于一個或多個發(fā)光半導(dǎo)體芯片300 (例如，LED和/或激光器)，并且還可以以圖8A-8D、9A-9D、10或11所述的方式接合至包含熒光材料820的區(qū)域的基板800。電跡線410可以結(jié)束于連接焊盤2200以便于半導(dǎo)體芯片300至驅(qū)動電路2210的電連接。 半導(dǎo)體芯片300的各串的電連接優(yōu)選在基板400的一側(cè)(例如以圖7B所述的方式)以將模塊2100的發(fā)光區(qū)域與驅(qū)動電路2210和/或其它電子組件分離。如圖21-23所示，幾個基板400可以被組裝在一起以形成較大的發(fā)光模塊2100?；?00可以被組裝在較大的基板2220上，基板2220可以具有在內(nèi)部包含和/或在其上接合或形成的光學(xué)元件(例如，離散光學(xué)器件、漫射體、微小光學(xué)器件和/或其它光學(xué)元件)?；?220還優(yōu)選是透明的并且可以是易彎曲或基本剛性的。優(yōu)選地，光學(xué)元件包括或主要包含被模制至剛性基板2240 (和/或基板2220)中的透鏡2230 (諸如菲涅耳透鏡)。反射器2250可以可選地被設(shè)置在模塊2100的至少一部分的頂部以反射從例如基板2220反射的任意光。如圖23所示，模塊2100可以被安裝至外殼中。模塊2100可以被接附和/或放置在剛性框2300 (可以包括或主要包含一種或多種基本剛性的材料，例如金屬、塑料)內(nèi)以提供機械支撐。用于對半導(dǎo)體芯片300和任意其它電路(例如，驅(qū)動電路2210、控制電路、接口等)供電的電源2310可以被設(shè)置在框2300的頂面2320上。由此安裝，模塊2100可以用作用于建筑中已存在的光源的改進配套元件、用于已存在光源的替換光源或用于新的構(gòu)造的新的光源產(chǎn)品。可選地在厚度上小于大約I英寸的薄的規(guī)格使得模塊2100可在許多不同的情況下使用。封裝模塊2100可以具有匹配現(xiàn)有的商用裝置的規(guī)格，例如一英尺乘四英尺、兩英尺的平方(即，兩英尺乘兩英尺)、和/或兩英尺乘4英尺，或者可以具有其它形狀和規(guī)格以滿足各種設(shè)計或照明需求。圖24A和24B分別示出可以用作針對例如兩英尺平方光源的改進的模塊2400的背面和正面。圖25示出為了清楚而省略許多組件(例如，熒光材料、光學(xué)器件和驅(qū)動電路)的模塊2400的放大后的截面。單個基板400可以(經(jīng)由粘合劑或諸如夾具等的機械裝置)被安裝至單個較大的基板2410，基板2410可以包括或主要包含例如玻璃和/或塑料。然后，基板2410可以被接附至大的機械支撐薄片2420 (其可以包括或主要包含諸如金屬等的剛性材料)。可選的漫反射器2430可以被設(shè)置在基板2410和機械支撐薄片2420之間。如所示出的，通過例如螺絲釘2450的方式將上述組件保持在c通道型擠壓件(extrusion)2440中。螺絲釘2450還可以將小的c通道2440附加至較大的c通道擠壓件2460，c通道擠壓件2460在機械支撐薄片2420的背面上幾乎垂直地延伸。以這種方式，可以使得整個組件在機械上是剛性的以防止基板2410的可預(yù)見的下陷。大的c通道擠壓件2460還有利地提供用于電源和/或驅(qū)動器2470的機械安裝點，其中電源和/或驅(qū)動器2470用于將所需電壓傳送至陣列周圍的半導(dǎo)體芯片300和驅(qū)動電路板2480。圖26示出包括漫射體薄片2600和鋼制框2610的完整的模塊2400的部分分解圖，其中，鋼制框2610保持用于典型的兩英尺平方熒光燈凹形反光槽光源的透鏡。支架2620可以用于設(shè)置漫射體薄片2600和基板2410之間的距離。如所示出的，完整的模塊和漫射體薄片可以被容易地插入框2610中，并且一旦如圖27所示被組裝，就可以如用于熒光燈光源的改進配套元件那樣提供的簡單和薄的方便的解決方案。圖28A和28B分別示出具有和不具有漫射體薄片2600的鋼制框中的完整的模塊2400的底視圖。示例示例 I在玻璃和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)基板上形成Imm寬的導(dǎo)電跡線，其中，PET基板具有大約5密爾的厚度。導(dǎo)電跡線包括順次蒸發(fā)至基板上的Cr的底層和Au的頂層。Cr的厚度是大約30nm，Au厚度是大約300nm。導(dǎo)電跡線在要接附LED的位置具有寬度大約90 μ m的間隙。LED大約13密爾寬、大約24密爾長，并且在芯片的同一側(cè)具有兩個觸點。KyOCera0604CACA被分配在間隙上，以使得與間隙鄰近的各導(dǎo)電跡線的端部的一部分以及間隙區(qū)域被ACA覆蓋。然后觸點側(cè)朝下地將LED芯片放置在ACA上，以使得η觸點的至少一 部分在間隙的一側(cè)的跡線的至少一部分上，以及P觸點的至少一部分在間隙的另一側(cè)的跡線的至少一部分上。然后，將具有LED的PET薄片在熱壓力機中放置在柔性墊上，并使LED面朝上。將一片玻璃放置在LED上，并且應(yīng)用壓力機的加熱板部分。將板設(shè)置為125° C。施加壓力并且將PET薄片留在壓力機上10分鐘，然后從壓力機移除PET薄片，并且允許在移除表面上的玻璃之前冷卻PET薄片。在熱壓操作之后，薄片在LED所在的位置微凹，這表示PET薄片在處理期間的變形。接附至PET基板的LED芯片針對導(dǎo)電100%彎曲，沒有短路或開路。經(jīng)由等同處理的接附至玻璃載片的LED芯片呈現(xiàn)大比例(約50%以上)的斷續(xù)接觸失效。示例2在具有大約5密爾的厚度的PET基板上形成Imm寬的導(dǎo)電跡線。通過銀墨的絲網(wǎng)印刷在基板上形成導(dǎo)電跡線。銀絲網(wǎng)印刷跡線的高度是大約4μπι。導(dǎo)電跡線在要接附LED的位置具有寬度為大約90 μ m至150 μ m的間隙。LED是大約13密爾寬、大約密爾長，并且在芯片的同一側(cè)具有兩個觸點。Kyocera 0604C ACA被分配在間隙上，以使得與間隙鄰近的各導(dǎo)電跡線的端部的一部分以及間隙區(qū)域被ACA覆蓋。然后觸點側(cè)朝下地將LED芯片放置在ACA上，以使得η觸點的至少一部分在間隙的一側(cè)的跡線的至少一部分上，以及P觸點的至少一部分在間隙的另一側(cè)的跡線的至少一部分上。然后，將具有LED的PET薄片在熱壓力機中放置在柔性墊上，且LED面朝上。將一片玻璃放置在LED上，并且應(yīng)用壓力機的加熱板部分。將加熱板設(shè)置為125° C。施加壓力，并且將PET薄片留在壓力機上10分鐘，然后從壓力機移除PET薄片，并且允許在從表面移除玻璃之前冷卻PET薄片。如在示例I中所提到的，在熱壓操作之后，薄片在接附LED的位置微凹，這表示PET薄片在處理期間的變形。接附至PET基板的LED芯片針對導(dǎo)電超過99. 8%彎曲，針對超過7000個芯片的放置的僅O. 2%的故障LED短路。示例3裝置的特征在于接附至如上所述的易彎曲基板的發(fā)射藍色光的LED，并且熒光材料混合物被設(shè)置在LED周圍的阱中，以使得從裝置發(fā)射的光基本上是具有特定名義相關(guān)色溫(CCT)和至少75的顯色指數(shù)(CRI)的白色。熒光材料混合物包括6%-12%重量的發(fā)黃光的A150i2Y3:Ce2+熒光材料(NYAG4563-S)、10%_50%重量(相對于第一熒光材料)的發(fā)黃褐色光的(SrBaMg) 2Si04:Eu2+熒光材料(06040)、3%_30%重量(相對于第一熒光材料)的發(fā)紅色光的CaAlSiN3:Eu2+熒光材料(R6535)、以及1%_5%重量(相對于第一熒光材料)的發(fā)綠色光的(SrBaMg) 2Si04:Eu+突光材料(Y3957),所有突光材料可以從Intematix Corporationof Fremont, CA 獲得。以1%-5%的重量比(相對于第一突光材料)的從Cabot CorporationofBillerica，MA可獲得的氣相二氧化硅(CAB-O-SIL CT-1221)和以1%_2%的重量比的從Dow Corning Corporation可獲得的光學(xué)透明的娃酮彈性體(Sylgardl84)來合成突光材料混合物。氣相二氧化硅(在其它實施例中除了氣相二氧化硅以外還配合使用氣相氧化鋁或者使用氣相氧化鋁代替氣相二氧化硅)減輕了熒光材料顆粒凝聚并且提高了從熒光材料的光提取效率。熒光材料混合物被除去氣體，然后被注入阱中。利用最大尺寸為27-32刻度的3cc注射器來注入混合物，并且通過以40psi的壓縮空氣的方式或機械啟動的注射器來注入熒光材料混合物。通過限制注射器的沖程長度或者將壓縮空氣的應(yīng)用限制為預(yù)定時間(例如，2至7秒)以獲得250到500 μ m的厚度。熒光材料混合物的兩種不同的配方產(chǎn)生了不同的CCT值。第一種混合物提供了3500K的CCT，并且包括10%的NYAG4653-S、25%的R6535、3%的氣相二氧化硅、以及具有的 的聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料，折射率為I. 43，并且具有大約250 μ m的厚度。第二種混合物提供了 5000K的CCT，并且包括8. 5%的NYAG4653-S、5%的R6535、3%的氣相二氧化硅、以及聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料，折射率為I. 43，并且具有大約250 μ m的厚度。在另一實施例中，熒光材料粘合劑是具有大約I. 53的折射率的DOW0E-6550。這里使用的術(shù)語和表達用作說明的術(shù)語和表達并且沒有限制，并且使用這些術(shù)語和表達式不意圖排除所示和所述的特征的等價物及其一部分。另外，已經(jīng)說明了本發(fā)明的特定實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員明顯的是，可以在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下使用包括這里所公開的概念的其它實施例。因此，所述實施例不考慮所有方面，僅為示出性和限制性的。
權(quán)利要求
1.一種電子裝置，包括 半導(dǎo)體芯片，在其第一表面上具有明顯非共面的第一觸點和第二觸點；以及 易彎曲基板，在其第一表面上具有第一導(dǎo)電跡線和第二導(dǎo)電跡線，其中，所述第一導(dǎo)電跡線和所述第二導(dǎo)電跡線通過之間的間隙而在所述基板上分離， 其中，利用壓力激活的粘合材料將所述第一觸點和所述第二觸點分別粘合并電連接至所述第一導(dǎo)電跡線和所述第二導(dǎo)電跡線，盡管所述第一觸點和所述第二觸點非共面，并且沒有電橋接所述跡線或所述觸點。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述基板是柔性的但是不是可變形的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述基板是可變形的但是不是柔性的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述基板是柔性的并且是可變形的。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述半導(dǎo)體芯片包括發(fā)光二極管(LED)芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述LED芯片包括無機LED芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述半導(dǎo)體芯片包括激光器。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述半導(dǎo)體芯片包括半導(dǎo)體材料，所述半導(dǎo)體材料包括GaN、AIN、InN或者它們的合金或混合物中的至少一者。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述半導(dǎo)體芯片包括半導(dǎo)體材料，所述半導(dǎo)體材料包括硅、GaAs、InAs、AlAs、InP、GaP、AlP、InSb、GaSb、Al Sb、ZnO 或者它們的合金或混合物中的至少一者。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述粘合材料包括僅將所述第一觸點連接至所述第一跡線并且僅將所述第二觸點連接至所述第二跡線的各向異性導(dǎo)電粘合劑(ACA)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述ACA的一部分被設(shè)置在所述間隙中并且基本將第一觸點與第二觸點絕緣。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述粘合材料包括僅將所述第一觸點連接至所述第一跡線并且僅將所述第二觸點連接至所述第二跡線的基本各向同性的粘合劑，并且還包括設(shè)置在所述間隙中的非導(dǎo)電粘合材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述第一跡線的厚度和所述第二跡線的厚度基本上是均勻的并且基本相互相等。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，還包括在所述半導(dǎo)體芯片的第一表面的至少一部分上的反射材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述第一觸點和所述第二觸點之間的沿著與所述半導(dǎo)體芯片的所述第一表面垂直的維度的偏移是至少O. 25 μ m。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述半導(dǎo)體芯片是未封裝的。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述基板包括所述第一跡線和所述第二跡線之間的局部變形，由此，所述第一觸點和所述基板之間的距離與所述第二觸點和所述基板之間的距尚基本相等。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述半導(dǎo)體芯片跨越所述第一跡線和所述第二跡線之間的間隙延伸，并且還包括最接近所述半導(dǎo)體芯片的、跨越所述第一跡線和所述第二跡線之間的間隙延伸的第二半導(dǎo)體芯片。
19.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述第一導(dǎo)電跡線和所述第二導(dǎo)電跡線包括導(dǎo)電墨水。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述導(dǎo)電墨水包括銀、金、鋁、鉻、銅或碳中的至少一者。
21.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述基板針對所述半導(dǎo)體芯片所發(fā)射的波長的反射率大于80%。
22.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述基板針對所述半導(dǎo)體芯片所發(fā)射的波長的透射率大于80%。
23.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述基板包括聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚酯、聚酰亞胺、聚乙烯或紙中的至少一者。
24.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述第一跡線和所述第二跡線之間的間隙的范圍在大約25 μ m和大約1000 μ m之間。
25.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，不存在與所述半導(dǎo)體芯片進行熱傳遞的散熱片。
26.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，還包括設(shè)置在所述半導(dǎo)體芯片上并且至少部分圍繞所述半導(dǎo)體芯片的、用于將所述半導(dǎo)體芯片所發(fā)射的光的至少一部分轉(zhuǎn)換成不同波長的光的熒光材料。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中，還包括設(shè)置在所述易彎曲基板以及所述第一導(dǎo)電跡線和所述第二導(dǎo)電跡線上的第二基板，所述第二基板包括由其限定的開口，所述半導(dǎo)體芯片和被設(shè)置在所述開口中的所述熒光材料。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中，還包括設(shè)置在所述第二基板中的所述開口上的透明膜。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中，所述第二基板是易彎曲的。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中，還包括設(shè)置在所述半導(dǎo)體芯片和所述熒光材料之間的光學(xué)透明材料。
31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其中，還包括設(shè)置在所述熒光材料上的、用于將轉(zhuǎn)換后的光反射至所述易彎曲基板的反射表面。
32.一種電子裝置，包括 半導(dǎo)體芯片，在其第一表面上具有相分離的第一觸點和第二觸點；以及易彎曲基板，在其第一表面的接合區(qū)域中具有第一導(dǎo)電跡線和第二導(dǎo)電跡線，其中，所述第一導(dǎo)電跡線和所述第二導(dǎo)電跡線在其之間限定間隙， 其中，(i)在沒有電橋接所述跡線或所述觸點的情況下，利用壓力激活的粘合材料將所述第一觸點和所述第二觸點分別粘合并電連接至所述第一導(dǎo)電跡線和所述第二導(dǎo)電跡線，以及(ii )至少在所述接合區(qū)域中，所述基板的第一表面上的第一跡線和第二跡線的高度不超過10 μ m。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的裝置，其中，至少在接合區(qū)域中，所述基板的第一表面上的第一跡線和第二跡線的高度不超過5 μ m。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的裝置，其中，至少在所述接合區(qū)域中，所述基板的第一表面上的第一跡線和第二跡線的高度不超過I μ m。
35.一種形成電子裝置的方法，該方法包括提供易彎曲基板，所述易彎曲基板在其第一表面上的接合區(qū)域中具有第一導(dǎo)電跡線和第二導(dǎo)電跡線，其中，所述第一導(dǎo)電跡線和所述第二導(dǎo)電跡線通過之間的間隙而在所述基板上分離；以及 利用壓力激活的粘合材料，將所述半導(dǎo)體芯片的第一觸點和第二觸點分別粘合至所述第一跡線和所述第二跡線，通過將壓力施加至所述易彎曲基板或所述半導(dǎo)體芯片中的至少一者，從而在(i )所述第一觸點和所述第一跡線或(ii )所述第二觸點和所述第二跡線中至少一者之間建立電連接，但是沒有電橋接所述跡線或所述觸點。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，所述基板是柔性的但是不是可變形的。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，所述基板是可變形的但是不是柔性的。
38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，所述基板是柔性的并且是可變形的。
39.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，提供所述基板包括在其上印刷所述第一跡線和所述第二跡線。
40.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，還包括固化粘合材料。
41.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，所述第一觸點和所述第二觸點非共面。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中，將壓力施加至所述易彎曲基板或所述半導(dǎo)體芯片中的至少一者包括在基本剛性的表面和基本柔韌的表面之間壓緊基板和半導(dǎo)體芯片，以將所述第一觸點和所述第二觸點粘合至所述第一跡線和所述第二跡線，盡管所述第一觸點和所述第二觸點之間非共面。
43.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，還包括，在粘合之前，在所述第一觸點和所述第二觸點中的至少一者或所述第一跡線和所述第二跡線中的至少一者上提供所述粘合材料。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其中，提供所述粘合材料包括以基本液體的形式分配粘合材料。
45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其中，所述粘合材料包括各向異性導(dǎo)電粘合劑(ACA)。
46.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其中，還包括在易彎曲基板上的所述間隙內(nèi)形成非導(dǎo)電粘合材料。
47.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，還包括在所述半導(dǎo)體芯片的至少一部分上形成熒光材料，其中所述熒光材料將所述半導(dǎo)體芯片所發(fā)射的光的至少一部分轉(zhuǎn)換成不同波長的光。
48.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，還包括在所述易彎曲基板的第一表面上放置第二基板，其中所述第二基板在其中限定一開口，所述半導(dǎo)體芯片設(shè)置于該開口中。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的方法，其中，還包括利用熒光材料至少部分填充所述開口以使得所述熒光材料至少部分圍繞所述半導(dǎo)體芯片。
50.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，還包括在所述易彎曲基板的第一表面上形成第二基板，其中所述第二基板包括放置所述半導(dǎo)體芯片的凹陷。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其中，還包括放置在所述凹陷的表面上的、用于將所述半導(dǎo)體芯片所發(fā)射的光的至少一部分轉(zhuǎn)換成不同波長的光的熒光材料。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中，將所述熒光材料放置在所述半導(dǎo)體芯片和用于將轉(zhuǎn)換后的光朝所述易彎曲基板反射的反射表面之間。
53.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，所述半導(dǎo)體芯片是未封裝的。
54.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，所述半導(dǎo)體芯片包括發(fā)光二極管(LED)芯片。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的方法，其中，所述LED芯片包括無機LED芯片。
56.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，所述LED芯片包括激光器。
57.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，以卷對卷工藝實現(xiàn)所述易彎曲基板的提供和所述觸點至所述跡線的粘合。
58.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，還包括，利用所述粘合材料將第二半導(dǎo)體芯片的第一觸點和第二觸點粘合至設(shè)置在所述易彎曲基板的與所述第一表面相對的第二表面上的第三導(dǎo)電跡線和第四導(dǎo)電跡線。
59.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，所述第一觸點和所述第二觸點基本共面，并且至少在所述接合區(qū)域中，所述基板的第一表面上的所述第一跡線和所述第二跡線的高度不超過10 μ m。
60.一種電子裝置，包括 半導(dǎo)體芯片，包括多個有源半導(dǎo)體層和多個觸點，第一有源半導(dǎo)體層和第二有源半導(dǎo)體層共同限定非平面的第一表面，第一觸點和第二觸點結(jié)合到該非平面的第一表面；以及 易彎曲基板，在其第一表面上具有第一導(dǎo)電跡線和第二導(dǎo)電跡線，其中所述第一導(dǎo)電跡線和所述第二導(dǎo)電跡線通過之間的間隙而在所述基板上分離， 其中，利用壓力激活的粘合材料將所述第一觸點和所述第二觸點分別粘合并電連接至所述第一導(dǎo)電跡線和所述第二導(dǎo)電跡線，盡管所述半導(dǎo)體芯片的第一表面具有非平面性，并且沒有電橋接所述跡線或所述觸點。
61.根據(jù)權(quán)利要求60所述的裝置，其中，所述半導(dǎo)體芯片包括其上設(shè)置了多個所述有源半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體基板。
62.根據(jù)權(quán)利要求60所述的裝置，其中，所述多個有源半導(dǎo)體層包括設(shè)置在所述第一有源半導(dǎo)體層和所述第二有源半導(dǎo)體層之間的發(fā)光量子阱。
全文摘要
根據(jù)特定實施例，利用壓力激活的粘合劑將半導(dǎo)體芯片直接粘合至易彎曲基板，盡管半導(dǎo)體芯片的表面具有任意非平面性或半導(dǎo)體芯片觸點非共面。
文檔編號H01L23/488GK102959708SQ201180032811
公開日2013年3月6日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者M·蒂施勒, P·?？? I·阿什道恩, C·W·辛, P·容維爾特 申請人:柯立芝照明有限公司