TWI774710B

TWI774710B - 製造發光二極體(led)載體組件之方法

Info

Publication number: TWI774710B
Application number: TW106142652A
Authority: TW
Inventors: 凱西伊朗; 佛羅倫特孟尼斯提爾; 班諾史賓格
Original assignee: 荷蘭商露明控股公司
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2017-12-06
Publication date: 2022-08-21
Also published as: CN110024495A; JP7224285B2; KR20190092516A; JP2020501370A; US11227853B2; EP3552465A1; US20190304950A1; WO2018104138A1; TW201830656A; KR102465038B1; CN110024495B

Abstract

本發明描述一種製造一發光二極體(LED)載體組件(1)之方法，該方法包括以下步驟：提供包括具有經配置以接納數個LED晶粒(11)之安裝墊(101)之一安裝表面(100)之一載體(10)；將一對準磁鐵(M_align )嵌入於該載體(10)中；提供數個LED晶粒(11)，其中一LED晶粒(11)包括數個磁性晶粒墊(M_{pad_1} 、M_{pad_2} )；及藉由將該等LED晶粒(11)配置於該載體(10)之該安裝表面(100)上方之該對準磁鐵(M_align )之磁性範圍內而將該等磁性晶粒墊(M_{pad_1} 、M_{pad_2} )與該等安裝墊(101)對準。本發明亦描述一種LED載體組件(1)。

Description

製造發光二極體(LED)載體組件之方法

本發明描述一種製造一發光二極體(LED)載體組件之方法。本發明進一步描述一種LED載體組件及LED。

為組裝或製造包括多個電子部件之一電子裝置，表面安裝技術(SMT)被廣泛地用作將電子部件安裝於其等在一印刷電路板(PCB)上之指定位置處之一既定方法。SMT部件放置系統(諸如一取置機)可將電子部件精確地且快速地放置至先前沈積之焊墊上，接著例如在一回焊(reflow solder)烘箱中將其等焊接至適當位置中。用於安裝至一載體(諸如一PCB)上之一發光二極體(LED)晶粒可包括晶粒本身及用於連接至載體上之軌道之晶粒墊。為促進電連接之SMT安裝、處置及形成以提供環境保護等，一LED晶粒亦可包括某一適當封裝。在下文中，術語「LED晶粒」及「LED」可互換地使用。術語「LED墊」及「晶粒墊」亦可互換地使用。一SMT LED之電極接觸件通常亦焊接於一PCB上之適當位置中。一LED晶粒墊與一PCB墊之間的焊料連接具有有利的低電阻及熱阻。然而，將一LED晶粒焊接於適當位置中與數個問題相關聯。首先，全部焊料將在足夠高的溫度下熔融，且因此LED晶粒與PCB之間的焊料接合限制LED晶粒之可允許接面溫度。一過高的接面溫度將軟化或甚至熔融焊料，且LED晶粒可自PCB脫離。其次，凝固焊料之材料性質使得可在反覆的溫度循環之後形成空隙或裂縫，藉此降低成品之熱衝擊(TMSK)可靠性。其次，焊接期間之焊料量及熔融與凝固程序之不確定性及隨機性意謂藉由一焊料接合安裝之一LED可能遭受三個維度(X、Y及Z)之任一者上之未對準，且可能旋轉或傾斜出一所要安裝平面。特別是在已精確指定光輸出特性之照明應用之情況中，Z方向上之一未對準通常最成問題。此外，用於LED及PCB之不同材料意謂一LED之熱膨脹係數(CTE)與PCB之CTE顯著不同。此CTE失配基本上為無法避免的，且接合至LED晶粒墊之剛性焊料在操作期間及亦儲存期間(尤其是在低溫下)將實體上加應力於LED。CTE失配最終可縮短LED之壽命，且因此亦縮短產品之壽命。本發明之一目的係提供一種將LED安裝至一載體上以克服上述問題之方式。

本發明之目的係藉由技術方案1之製造一LED載體組件之方法及技術方案8之LED載體組件而達成。根據本發明，製造一LED載體組件之方法包括以下步驟：提供包括具有經配置以接納數個LED晶粒之安裝墊之一安裝表面之一載體；將一磁鐵嵌入於該載體之該安裝表面下方；提供數個LED晶粒，其中一LED晶粒包括數個磁性晶粒墊；及藉由將該LED晶粒配置於該載體之該安裝表面上之一磁鐵之磁性範圍內而將一LED晶粒之該等磁性晶粒墊與安裝墊對準。該等LED晶粒墊與安裝墊之間的電連接及熱連接係免焊的(solderless)，且係由此等相對表面之間的實體接觸形成。本發明LED載體組件包括一載體，該載體具有經製備具有經配置以接納數個LED晶粒之安裝墊之一安裝表面。該LED載體組件進一步包括數個LED晶粒，其中一LED晶粒具有數個磁性晶粒墊，該等磁性晶粒墊藉由該等磁性晶粒墊與嵌入於該載體之該安裝表面下方之一磁鐵之間的一磁力而與該等安裝墊對準。將一磁鐵嵌入於該載體之該安裝表面下方之該步驟應被理解為意謂該磁鐵之本體未在該載體之該安裝表面上方延伸。在本發明之內容背景中，術語「載體」可被理解為包括可經製備以接納電子部件之任何適合材料。一般而言，一載體可被理解為具有形成於一非導電基板上之導電軌道、墊等之一印刷電路板(PCB)。在下文中，術語「載體」及「PCB」可互換地使用。載體可由任何適合材料(諸如FR-4、鋁金屬核心板、陶瓷等)製成，且導電軌道及墊可使用如熟習此項技術者將知曉之任何適合程序(諸如蝕刻)而形成。本發明方法及LED載體組件之一優點係：代替焊料而使用一磁力來建立一LED與載體之間的電連接。因此，LED與PCB之間的連接係一免焊連接且克服引言中提及之缺點：LED接面溫度不再受焊料約束或限制；甚至在反覆的溫度循環之後仍不再有在LED晶粒墊與PCB墊之間產生空隙及裂縫之任何風險；且LED不再經受起因於LED本身與PCB之間的一CTE失配之應力。存在由本發明方法引起之進一步優點。例如，LED不再需要在焊接期間曝露於高溫。此意謂可使用具有較低熱規格之較便宜的LED，藉此減少用於LED之材料清單。本發明方法亦可實現LED相對於載體之一「自對準」 (如下文將說明)，使得無需藉由一取置機循序地處置LED，而尤其隨著每PCB之LED之數目增加而導致一有利的快速且低成本組裝程序。另一優點係：LED晶粒與PCB墊之間不存在任何焊料接合意謂可更精確地放置LED，且本發明方法容許達成一非常精確對準，尤其是在Z方向上。在本發明方法中，LED放置之準確度將顯著改良，此係因為一LED將留在其所放置之處，即，精確地在所要安裝平面中。此外，不存在焊料意謂一LED之定向係由PCB之平坦度而非具有可變厚度及不均勻表面之一焊料層決定。本發明方法之另一優點係：當需要重工(例如以更換一PCB上之一失能LED)時，可用一適合工具(諸如鑷子、一取置機、真空鑷子等)簡單將一LED取離PCB。本發明LED載體組件中使用之一晶粒可包括具有一陽極墊及一陰極墊之一發光二極體。此等電極墊之至少一者(較佳兩者)包括數個磁性材料層。一磁性電極接觸件可使用原本將用以形成一非磁性晶粒墊之任何既定技術以一相對直接的方式實現。例如，可在一適合濺鍍或電沈積程序之應用下沈積一磁性金屬層。較佳地，藉由沈積一或多個軟磁性材料(諸如一鎳鐵合金或高導磁合金)層而形成LED晶粒墊。附屬技術方案及以下描述揭示本發明之尤其有利實施例及特徵。可視情況組合實施例之特徵。在一項技術方案類別之內容背景中描述之特徵可同樣適用於另一技術方案類別。在下文中，可假定一LED晶粒具有適合於一表面安裝製造方法之形式及實體尺寸。此一LED晶粒可具有一非常小的大小，且一般為一小型的矩形或方形部件。例如，一LED晶粒可具有一方形覆蓋區，其具有小於1 mm之邊及僅為其寬度之一分率之高度。一LED晶粒墊或電極墊對應地較小，此係因為兩個晶粒墊(陽極及陰極)必須形成於一LED晶粒之底面上。晶粒墊可在LED晶粒之底面之大部分寬度上延伸且可由一適合間隙分離。LED晶粒墊之材料可趨於隨時間腐蝕。因此，在本發明之一尤其較佳實施例中，方法包括將一保護塗層施覆至LED墊之一步驟。例如，可藉由將一貴金屬之一薄層濺鍍或沈積至LED墊之外表面而進行經應用以形成LED晶粒墊之濺鍍或沈積程序。由於一LED晶粒非常小且輕，故可藉由一對應小的磁力將其固持於載體或PCB上之適當位置中。在本發明之一尤其較佳實施例中，一磁鐵及磁性晶粒墊之尺寸及/或材料性質及/或相對位置經選取以達成一磁鐵與磁性LED晶粒墊之間的至少0.4毫牛頓(mN)、更佳至少0.6 mN、最佳至少0.8 mN之一吸引力。例如，對於具有大致1 mg之一質量之一LED，1 mN之一吸引力可足以達成大小為將作用於該LED上的重力之大致100倍之一力。較佳地，一LED晶粒墊具有至少5,000之一相對磁導率µ_r (墊材料之磁導率與自由空間之磁導率µ₀ 之比)。根據本發明，一對準磁鐵經嵌入於PCB之本體內。較佳地，將一對準磁鐵嵌入至載體之安裝表面下方至多2.0毫米之一深度。換言之，載體之安裝表面與對準磁鐵之上表面之間的距離至多為2.0毫米。在本發明之另一較佳實施例中，對準磁鐵之上表面基本上與載體之安裝表面齊平。可針對將放置至PCB之安裝表面上的各LED晶粒將一個此經嵌入磁鐵或「磁性嵌體」嵌入於PCB中。較佳地，將一磁性嵌體嵌入於載體之本體中由稍後將連接至LED晶粒墊之PCB墊之位置決定之一位置處。可視情況在一蝕刻步驟之前將磁性嵌體嵌入於PCB中以製備導電軌道及接觸墊，或反之亦然。在本發明之一較佳實施例中，一對準磁鐵之厚度包括至少0.1毫米及至多2.0毫米。較佳地，一對準磁鐵之橫向尺寸或邊長至少為0.1毫米。較佳地，一對準磁鐵之橫向尺寸或邊長至多為2.0毫米。一對準磁鐵之尺寸較佳經選取以達成具有一所要強度之一吸引力，且其亦可在某種程度上取決於安裝墊之間之距離。如上文提及，LED晶粒墊與PCD墊之間的電連接不再由焊料形成，且代替性地係由有此等相對表面之間的實體接觸形成。因此，在本發明之一較佳實施例中，製備此等表面以確保一充分程度的導電性。額外地或作為一替代，本發明方法可包括在對準步驟之前將導電及導熱材料(諸如脂)之一薄層施覆至安裝墊之一步驟。此一導電層可顯著地改良LED晶粒墊與其等對應PCB墊之間的電連接，且可以例如以一直接施配、網版印刷或噴墨程序來施覆。使用此一層之一優點在於可以一尋常方式製備LED晶粒墊及其等對應PCB墊之表面，即，不需要任何額外努力來確保一較高程度之平滑度。材料填充起因於LED晶粒墊及PCB墊之原本平坦表面中之缺陷之任何空隙。一導電及導熱材料層亦可藉由促進自LED晶粒墊至PCB墊之熱傳遞而改良組件之總體熱效能。一PCB通常可具有0.7 mm至3.0 mm之一厚度，且任何經嵌入磁性嵌體較佳可經定尺寸以裝配於此一PCB內部，同時容許用於其它元件(諸如中間介電層及PCB墊)之空間。在本發明之一尤其較佳實施例中，一磁性嵌體係一永久磁鐵，其可由一「硬」材料製成，該材料例如一稀土合金(諸如釹(Nd₂ Fe₁₄ B)、釤-鈷(SmCo₅ 、Sm(Co,Fe,Cu,Zr)₇ )或一鋁鎳鈷合金。較佳地，對準磁鐵具有至少750 kAm^-1 之一磁化強度。磁鐵之材料性質及尺寸較佳經選取以甚至在150°C範圍內之溫度下亦容許磁鐵之連續可靠行為，即，磁性吸引力不會顯著降低。在本發明之一尤其較佳實施例中，可實現磁性LED晶粒墊及(若干)對準磁鐵以達成磁化方向平行於PCB安裝表面作用之一特定組態。一磁化方向可視覺化為自磁鐵之一「南極」指向該磁鐵之「北極」之一箭頭。在一項此實施例中，對準磁鐵之磁化方向平行於將PCB陽極墊連接至PCB陰極墊之一虛擬直線，且各LED晶粒墊之磁化方向反向平行於對準磁鐵之磁化方向。藉由以此方式製備磁鐵，接近一對準磁鐵之一LED晶粒將自動旋轉以使其晶粒墊之磁化方向反向平行於對準磁鐵之磁化方向而對準。此性質被良好用於本發明方法之一「自對準」實施例中，其中分散此等LED晶粒使其等漂浮在PCB上之一薄液體層上且進行攪動。LED晶粒自動呈現(assume)相對於對準磁鐵之「正確」位置，且將因正交於PCB安裝表面作用之磁性吸引力而保持在該位置中。該液體層可包括蒸發之一溶劑。或者，可將PCB放置於一浴槽中且在對準程序期間將其緩慢提升以容許過量液體排出表面。此一自對準方法可尤其隨著每板之LED之數目增加而比一取置程序更快。為確保LED晶粒保持於適當位置中而不管與PCB之免焊連接，本發明方法較佳包括以下步驟：將一黏著塗層施覆於經對準LED晶粒及載體上方或其等觸及載體之LED之邊緣處，以固定經對準LED晶粒在載體上之位置。此一塗層可包括一膠層、一層壓層或任何其他適合層。在本發明之一較佳實施例中，該塗層包括在固化之時經歷收縮之一材料。此導致將LED晶粒拉向PCB安裝表面之一力，以維持或改良LED晶粒墊與安裝墊之間的實體連接及因此電連接及熱連接。在本發明之另一實施例中，可在組裝裝置期間使用一或多個外部對準磁鐵之一配置。在此實施例中，藉由一部件放置系統使用一或多個外部對準磁鐵，且將其等配置於具有其(若干)經嵌入對準磁鐵之PCB下方。在一對準步驟期間，(若干)外部對準磁鐵產生一強磁場，該強磁場增加經嵌入對準磁鐵之磁化強度且增加LED晶粒墊與其等對應PCB安裝墊之間的吸引力，藉此幫助正確對準LED晶粒墊與其等對應PCB安裝墊。例如，一進一步對準磁鐵可為磁化全部經嵌入對準磁鐵之一單一大電磁鐵。可例如使用如上文描述之一取置工具將LED晶粒放置於PCB墊上方且卸至適當位置中。磁性吸引力確保一旦一LED藉由取置工具卸下便將其固持於PCB上之適當位置中。使用一或多個外部對準磁鐵可容許晶粒墊及經嵌入對準磁鐵由一「軟」磁性材料製成。例如，晶粒墊及/或經嵌入對準磁鐵可由諸如鎳鐵合金或高導磁合金之一材料製成。與上文提及之「硬」磁性材料相比，此等材料明顯更容易取得且更經濟。較佳地，將晶粒與其等各別安裝墊對準之步驟之後接著進行如上文說明之施覆一塗層之一步驟，以將晶粒固持於PCB上之適當位置中。使用一外部對準磁鐵來幫助對準步驟之技術可容許使用具有極薄經嵌入對準磁鐵之一極薄PCB。例如，一PCB可形成為具有僅為一毫米之一小分率之一厚度之一薄撓性箔。在此情況中，一經嵌入對準磁鐵可具有與PCB箔之厚度相當之一厚度。自結合隨附圖式考量之以下詳細描述將明白本發明之其他目的及特徵。然而，應瞭解，圖式經設計而僅用於繪示之目的而非作為對本發明之限制之一定義。

圖1係穿過本發明LED載體組件1之一實施例之一橫截面，且其展示一LED晶粒11在一PCB 10上之適當位置中。一對準磁鐵M_align 經嵌入於PCB 10中，且被展示為在跨越用於該LED晶粒11之PCB接觸件101、102之一距離上延伸。對準磁鐵M_align 可被嵌入至最多2.0 mm之深度，即，其上表面在PCB 10之安裝表面100下方最多2.0 mm。LED晶粒11具有磁性晶粒墊M_{pad_1} 、M_{pad_2} 。對準磁鐵M_align 與磁性晶粒墊M_{pad_1} 、M_{pad_2} 之間的磁性吸引力F足以將LED晶粒11固持於PCB 10上之適當位置中。因此，LED晶粒11與PCB 10之間的電連接係完全免焊的。圖2展示從LED晶粒11之一實施例下方看之一平面圖，其展示磁性晶粒墊M_{pad_1} 、M_{pad_2} 之間具有一適合間隙，此係因為晶粒墊之一者係LED之陽極，且另一晶粒墊係陰極。此處，晶粒11具有具一寬度w₁₁ 之一基本上方形形狀，該寬度w₁₁ 對於汽車(前部、後部、其他發信號或內部)、一般照明、顯示器(直接發光或背光)、戶外(街道照明)或相機閃光燈應用而言可為約1.0 mm。對準磁鐵M_align 之尺寸(諸如其厚度h_m10 、寬度w_m10 及深度d_m10 (此處展示為與LED之深度相同))；一磁性晶粒墊M_{pad_1} 、M_{pad_2} 之尺寸(諸如其厚度h_m11 、深度d_m11 及寬度w_m11 )；以及對準磁鐵M_align 及磁性晶粒墊M_{pad_1} 、M_{pad_2} 之材料性質經選取以達成一適當強的力F，該力F在預期產品應用中將LED晶粒11牢固地固持於適當位置中。圖3展示穿過本發明LED載體組件之另一實施例之一橫截面。此處，已將一導電脂14層施覆至PCB接觸墊101、102，使得在LED晶粒墊M_{pad_1} 、M_{pad_2} 與PCB接觸墊101、102之間形成一有利的電(及熱)連接。此例示性實施例亦指示具一材料(諸如一貴金屬)之一保護層15經施覆至各LED晶粒墊M_{pad_1} 、M_{pad_2} 之外表面以保護此等LED晶粒墊M_{pad_1} 、M_{pad_2} 免受腐蝕。圖亦指示例如用於將一PCB接觸墊電連接至另一部件或電源墊之一導電軌道103 (通常為一經蝕刻銅軌道)。在圖1及圖3之實施例中，對準磁鐵M_align 經嵌入於載體10中。可使用一習知設備(諸如一取置機)將LED晶粒11放置至PCB 10上。或者，在本發明方法中之一替代對準步驟期間，可使用磁鐵之一自對準性質。圖4繪示其中對準磁鐵M_align 及LED晶粒墊M_{pad_1} 、M_{pad_2} 各自已經製備以展現平行於PCB 10之表面之一磁化方向D₁₀ 、D₁₁ 之一實施例。明確言之，對準磁鐵M_align 已經製備且經嵌入使得其磁化方向D₁₀ 對應於用於該LED 11之兩個接觸墊101、102之間之方向。或者，對準磁鐵M_align 及晶粒墊M_{pad_1} 、M_{pad_2} 可經製備使得磁化方向平行於晶粒墊之間的間隙，可藉由將圖4之對準磁鐵之磁化方向D₁₀ 以一順時針方向旋轉90°且亦將晶粒墊之磁化方向D₁₁ 旋轉90°以達成所要反向平行組態而視覺化此實施例。圖5繪示本發明方法之一替代實施例中之一自對準階段。如上文指示，具有一磁化方向D₁₀ 之對準磁鐵M_align 經嵌入於PCB 10中。然而，在此實施例中，將一或多個外部對準磁鐵M_ext 配置為在PCB 10下方之一製造設備2之部分。將PCB放置於一浴槽中，使得未固定的LED晶粒11可漂浮在PCB 10之頂部上之一液體層L之表面上。各LED晶粒11之晶粒墊M_{pad_1} 、M_{pad_2} 已經製備具有如上文描述之一磁化方向D₁₁ 。一對準磁鐵M_align 之磁場將迫使附近的一LED晶粒11自身在對準磁鐵M_align 之正上方居中且在液體L之表面上旋轉，使得其晶粒墊M_{pad_1} 、M_{pad_2} 之磁化方向D₁₁ 反向平行於對準磁鐵M_align 之磁化方向D₁₀ 而對準。在此例示性實施例中，經嵌入對準磁鐵M_align 及/或晶粒墊M_{pad_1} 、M_{pad_2} 可由一「軟」磁性材料製成。外部對準磁鐵M_ext 用以藉由磁化磁性「軟」經嵌入對準磁鐵M_align 及晶粒墊M_{pad_1} 、M_{pad_2} 而暫時地增大或放大其等之間的磁性吸引力。在圖中，左側上之LED晶粒11本身已與下方之對準磁鐵M_align 對準。右側上之LED晶粒11將旋轉以自身與下方之對準磁鐵M_align 對準。一旦LED晶粒11在其等各自接觸墊上方之適當位置中，便可使液體L蒸發或容許將其排出。由於LED 11在液體L上自由移動，故此對準程序可在一非常短的時間內完成。一旦具有其經放置晶粒之PCB從外部對準磁鐵M_ext 之影響中移除，則經嵌入對準磁鐵M_align 與晶粒墊M_{pad_1} 、M_{pad_2} 之間的殘餘磁場可能相對較弱。因此，可施覆一黏著塗層或收縮塗層以幫助將晶粒固持於其等接觸墊101、102上之適當位置中。圖6展示穿過本發明LED載體組件之另一實施例之一橫截面。此處，載體10係具有相對較薄經嵌入對準磁鐵M_align 之一極薄PCB箔10。LED晶粒11已依例如圖5中描述之方式或藉由使用一取置機將LED晶粒11 (具有其等磁性晶粒墊M_{pad_1} 、M_{pad_2} )定位於在組裝期間配置於PCB箔10下方之對準磁鐵M_align 及外部對準磁鐵M_ext (未展示)上方而對準。無論哪種方式，已將一塗層或覆蓋層16施覆於LED晶粒11上方以將此等LED晶粒11固定至PCB 10。覆蓋層16可為在固化期間收縮或繃緊之一收縮塗層，使得甚至在LED晶粒墊M_{pad_1} 、M_{pad_2} 與PCB接觸墊101、102之間無任何焊料時，LED 11仍被牢固地固持於PCB 10上之適當位置中。覆蓋層16可為半透明的且亦可塗覆LED晶粒11之外表面，或其可僅沿LED 11之外邊緣(以及PCB 10之外表面)而施覆。圖7至圖9繪示另一可能實施例。在圖7中，一PCB 10經展示為具有經塑形以容納一LED 11之一切口110或凹部110。一對準磁鐵M_align 經嵌入於PCB 10中，但與切口110對角偏移，如圖8在左手邊給出之平面圖中所示。雖然圖未展示用於該LED晶粒11之PCB接觸件，但可假定此等PCB接觸件存在於切口110之基底中，且亦可假定其等以尋常方式電連接至經蝕刻銅軌道。當LED 11經放置於PCB 10上方或經由磁性自對準發現其至切口110中之方式時，磁性吸引力F將把LED 11拉向凹部110之一隅角，如圖8在右手邊展示。此實施例可確保X及Y方向上之一有利的準確對準。由於磁性嵌體M_align 在切口110之一隅角之方向上偏移，故磁場將迫使LED 11進入切口110之一隅角，且該隅角處之兩個側壁將精確地界定LED 11之X及Y位置。在此實施例之一進一步發展中，切口110可部分填充有一導熱液體黏著劑14以改良自LED 11至PCB 10之熱接觸。若期望使用一導電液體黏著劑，則可將一「分隔壁」 109放置於切口110中或將其製造為PCB 10之部分，以將導電及導熱液體黏著劑14之兩個井電分離，此改良自LED 11至PCB 10之電及熱接觸。儘管已依較佳實施例之形式及其變動揭示本發明，然將瞭解，可在不脫離本發明之範疇之情況下對其進行許多額外修改及變動。為清楚起見，應瞭解，在本申請案各處對「一」或「一個」之使用不排除複數個，且「包括」不排除其他步驟或元件。一「單元」或一「模組」之提及不排除使用超過一個以上單元或模組。

1‧‧‧發光二極體(LED)載體組件/發光二極體(LED)組件 2‧‧‧製造設備 10‧‧‧載體/印刷電路板(PCB)/印刷電路板(PCB)箔 11‧‧‧發光二極體(LED)晶粒/發光二極體(LED) 14‧‧‧導電脂/導熱液體黏著劑 15‧‧‧保護層/保護塗層 16‧‧‧塗層/覆蓋層 100‧‧‧安裝表面 100_M‧‧‧磁鐵上表面 101‧‧‧安裝墊/印刷電路板(PCB)接觸件/印刷電路板(PCB)接觸墊 102‧‧‧安裝墊/印刷電路板(PCB)接觸件/印刷電路板(PCB)接觸墊 103‧‧‧導電軌道 109‧‧‧分隔/分隔壁 110‧‧‧切口/凹部 D‧‧‧磁化方向 D₁₀‧‧‧磁化方向 D₁₁‧‧‧磁化方向 d_m10‧‧‧深度 d_m11‧‧‧深度 F‧‧‧磁性吸引力/磁力 h_m10‧‧‧高度/厚度 h_m11‧‧‧ 高度/厚度 L‧‧‧液體層/液體 M_align‧‧‧對準磁鐵/磁性嵌體 M_ext‧‧‧外部磁鐵/外部對準磁鐵 M_{pad_1}‧‧‧磁性晶粒墊/發光二極體(LED)晶粒墊/磁性陽極晶粒墊 M_{pad_2}‧‧‧磁性晶粒墊/發光二極體(LED)晶粒墊/磁性陰極晶粒墊 w₁₁‧‧‧寬度 w_m10‧‧‧寬度 w_m11‧‧‧寬度

圖1展示穿過本發明LED載體組件之一實施例之一橫截面；圖2展示從本發明LED晶粒之一實施例下方看之一平面圖；圖3展示穿過本發明LED載體組件之另一實施例之一橫截面；圖4繪示本發明LED晶粒之一實施例與一對準磁鐵之間的自對準之原理；圖5繪示本發明方法之一實施例中之一自對準階段；圖6展示穿過本發明LED載體組件之另一實施例之一橫截面；圖7展示穿過一第一製造階段中之本發明LED載體組件之另一實施例之一橫截面；圖8展示圖7之實施例之平面圖；圖9展示穿過一稍後製造階段中之圖7之實施例之一橫截面；在圖式各處，相似符號指代相似物件。圖中之物件不一定按比例繪製。

1‧‧‧發光二極體(LED)載體組件/發光二極體(LED)組件

10‧‧‧載體/印刷電路板(PCB)/印刷電路板(PCB)箔

11‧‧‧發光二極體(LED)晶粒/發光二極體(LED)

100‧‧‧安裝表面

101‧‧‧安裝墊/印刷電路板(PCB)接觸件/印刷電路板(PCB)接觸墊

102‧‧‧安裝墊/印刷電路板(PCB)接觸件/印刷電路板(PCB)接觸墊

F‧‧‧磁性吸引力/磁力

h_m10‧‧‧高度/厚度

h_m11‧‧‧高度/厚度

M_align‧‧‧對準磁鐵/磁性嵌體

M_{pad_1}‧‧‧磁性晶粒墊/發光二極體(LED)晶粒墊/磁性陽極晶粒墊

M_{pad_2}‧‧‧磁性晶粒墊/發光二極體(LED)晶粒墊/磁性陰極晶粒墊

w_m10‧‧‧寬度

Claims

一種製造一發光二極體(LED)載體組件之方法，該方法包括：提供包括具有複數對安裝墊之一安裝表面之一載體，該複數對安裝墊之每一者包括一第一安裝墊及一第二安裝墊；將複數個對準磁鐵完全嵌入於該載體中，使得該複數個對準磁鐵之每一者設置於該複數對安裝墊之一各別者之下方；提供複數個LED晶粒，該複數個LED晶粒之每一者包括一n型區域、一p型區域、在該n型區域與該p型區域之間的一發光區域、及一對磁性晶粒墊，該對磁性晶粒墊之一磁性晶粒墊係電耦合至該n型區域且該對磁性晶粒墊之另一磁性晶粒墊係電耦合至該p型區域；及藉由配置該複數個LED晶粒於該載體之該安裝表面上方來對準該複數個LED晶粒之每一者與該複數對安裝墊之一各別者，每一者於該複數個對準磁鐵之一者的磁性範圍內，使得該複數對LED晶粒之每一者之第一磁性晶粒墊係以至少0.4mN之一吸引力磁性地耦合至相對之一對安裝墊之第一安裝墊且該複數對LED晶粒之每一者之第二磁性晶粒墊係以至少0.4mN之一吸引力磁性地耦合至相對之該對安裝墊之第二安裝墊。
如請求項1之方法，其中嵌入該對準磁鐵包括嵌入該對準磁鐵至該載體之該安裝表面下方至多2.0mm之一深度。
如請求項1之方法，其中嵌入該對準磁鐵包括嵌入該對準磁鐵，使得該對準磁鐵之一上表面基本上與該載體之該安裝表面齊平。
如請求項1之方法，其進一步包括下列至少一者：在對準該複數個磁性晶粒墊之每一者至該複數個安裝墊之一者之前，將一導電脂施覆至該複數個安裝墊；及將一保護塗層施覆至該複數個磁性晶粒墊之至少一者。
如請求項1之方法，其進一步包括：將該載體之該安裝表面浸沒於一液體中；及使該複數個LED晶粒漂浮在該液體上以準備用於對準。
如請求項1之方法，其進一步包括將一覆蓋層施覆於經對準之該等LED晶粒上以固定經對準之該等LED晶粒相對於該載體之位置。
如請求項6之方法，其中該覆蓋層包括在固化之時經歷體積收縮之一材料。
如請求項1之方法，其中該對準磁鐵係一永久磁鐵。
一種LED載體組件，其包括：一載體，其包括具有複數對安裝墊之一安裝表面，該複數對安裝墊之每一者包括一第一安裝墊及一第二安裝墊；複數個對準磁鐵，其完全嵌入於該載體之本體內，該複數個對準磁鐵之每一者設置於該複數對安裝墊之一各別者之下方；複數個LED晶粒，其中該複數個LED晶粒之每一者包括一n型區域、一p型區域、在該n型區域與該p型區域之間的一發光區域、及一對磁性晶粒墊，該對磁性晶粒墊之一磁性晶粒墊係電耦合至該n型區域且該對磁性晶粒墊之另一磁性晶粒墊係電耦合至該p型區域，該複數個LED晶粒之每一者相對該複數對安裝墊之一各別者而設置於該載體上，及該複數個對準磁鐵及每對磁性晶粒墊係組態以至少0.4mN之一吸引力，磁性地耦合該複數對LED晶粒之每一者之第一磁性晶粒墊至相對之該複數對安裝墊之第一安裝墊及該複數對LED晶粒之每一者之第二磁性晶粒墊至相對之該複數對安裝墊之第二安裝墊，使得該複數個LED晶粒不用使用黏著劑而安裝至該載體上。
如請求項9之LED載體組件，其中該複數個對準磁鐵之每一者之一厚度及該複數個對準磁鐵之每一者之一邊長之至少一者包括至少0.1mm及至多2.0mm。
如請求項9之LED載體組件，其中該複數個對準磁鐵之每一者係一永久磁鐵。
如請求項9之LED載體組件，其中該複數個對準磁鐵之對應者及該複數對磁性晶粒墊之對應者各自包括平行於該載體之該安裝表面之一磁化方向。
如請求項9之LED載體組件，其中該複數對磁性晶粒墊之每一者包括一磁性陽極晶粒墊及一磁性陰極晶粒墊之至少一者。
如請求項9之LED載體組件，其中在該複數對磁性晶粒墊中之該等磁性晶粒墊之每一者之一相對磁導率包括至少5,000。
如請求項9之LED載體組件，其中該複數個對準磁鐵及該等磁性晶粒墊之每一者之尺寸、材料性質及相對位置之至少一者經選取以達成該複數對磁性晶粒墊之每一者及於該複數對磁性晶粒墊之每一者下方之該對準磁鐵之間至少0.6mN之一吸引力。
如請求項9之LED載體組件，其中該複數個對準磁鐵及該等磁性晶粒墊之每一者之尺寸、材料性質及相對位置之至少一者經選取以達成該複數對磁性晶粒墊之每一者及於該複數對磁性晶粒墊之每一者下方之該對準磁鐵之間至少0.8mN之一吸引力。
如請求項9之LED載體組件，其中該複數個對準磁鐵之每一者係一鐵磁材料體。
如請求項9之LED載體組件，其中該複數個對準磁鐵之每一者係嵌入該載體之該安裝表面下方至多2.0mm之一深度。
如請求項9之LED載體組件，其中該複數個對準磁鐵之每一者之一上表面基本上與該載體之該安裝表面齊平。