特表 2024-542198 反射コーティングを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）パッケージ及び製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-11-13

(54)【発明の名称】反射コーティングを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）パッケージ及び製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/60 20100101AFI20241106BHJP

   H01L 33/50 20100101ALI20241106BHJP

   H01L 33/54 20100101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

H01L33/60

H01L33/50

H01L33/54

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024529486

(86)(22)【出願日】2022-11-18

(85)【翻訳文提出日】2024-07-09

(86)【国際出願番号】 US2022050457

(87)【国際公開番号】W WO2023091698

(87)【国際公開日】2023-05-25

(31)【優先権主張番号】63/280,921

(32)【優先日】2021-11-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】500507009

【氏名又は名称】ルミレッズ リミテッド ライアビリティ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100229448

【弁理士】

【氏名又は名称】中槇 利明

(72)【発明者】

【氏名】ベイスン，グリゴリー

(72)【発明者】

【氏名】フォークスマン，ミハイル

(72)【発明者】

【氏名】タンマ，ベンカタ アナント

(72)【発明者】

【氏名】ヒン，ツェ ヤン

(72)【発明者】

【氏名】ソウ，コック シアン

(72)【発明者】

【氏名】ロウ，ルエン チング

【テーマコード（参考）】

5F142

【Ｆターム（参考）】

5F142CA11

5F142CG24

5F142CG32

5F142DA14

5F142GA28

(57)【要約】

発光ダイオード（ＬＥＤ）パッケージ及び製造方法が記載される。ＬＥＤパッケージは、頂部表面、底部表面、及び側部表面を有するＬＥＤダイを含む。パッケージは、頂部表面、底部表面、及び側部表面を有する波長変換素子をさらに含む。波長変換要素の底部表面はＬＥＤダイの頂部表面に隣り合う。パッケージは、ＬＥＤダイ及び波長変換要素の両方の少なくとも側部表面を取り囲む光反射コーティングをさらに含む。光反射コーティングは、波長変換要素の頂部表面を越えて延在する、少なくとも一部を有する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光ダイオードパッケージ（ＬＥＤパッケージ）であって：
頂部表面、底部表面及び側部表面を備えるＬＥＤダイと；
頂部表面、底部表面及び側部表面を備える波長変換要素であって、前記波長変換要素の前記底部表面は前記ＬＥＤダイの前記頂部表面に隣り合う、波長変換要素と；
前記ＬＥＤダイ及び前記波長変換要素の両方の少なくとも前記側部表面を取り囲む光反射コーティングであって、前記光反射コーティングの少なくとも一部は、前記波長変換要素の前記頂部表面を越えて延在する、光反射コーティングと；
を備える、ＬＥＤパッケージ。

【請求項2】

前記波長変換要素の前記頂部表面を越えて延在する前記光反射コーティングの前記少なくとも一部は、３０～１００μｍだけ前記頂部表面を越えて延在する、
請求項１記載のＬＥＤパッケージ。

【請求項3】

前記光反射コーティングは、前記波長変換要素の前記側部表面及び前記ＬＥＤダイの前記側部表面から前記ＬＥＤパッケージの外側面に向かって延在する実質的に均一な厚さを有する、
請求項１記載のＬＥＤパッケージ。

【請求項4】

前記実質的に均一な厚さは、前記光反射コーティングの反射率が９０％以上であるような厚さである、
請求項３記載のＬＥＤパッケージ。

【請求項5】

前記光反射コーティングの内面は、少なくとも前記波長変換要素の前記頂部表面から前記光反射コーティングの前記頂部表面までテーパ状である、
請求項１記載のＬＥＤパッケージ。

【請求項6】

前記波長変換要素の上に犠牲層をさらに備え、前記犠牲層はシリコーンを含む、
請求項１記載のＬＥＤパッケージ。

【請求項7】

前記波長変換要素は、セラミック蛍光体材料、又は蛍光体粒子を含むシリコーン材料を含む、
請求項１記載のＬＥＤパッケージ。

【請求項8】

前記ＬＥＤパッケージは、チップスケールパッケージ（ＣＳＰ）である、
請求項１記載のＬＥＤパッケージ。

【請求項9】

前記ＬＥＤダイは複数の電極を備え、前記光反射コーティングは前記複数の電極間のスペースを充填する、
請求項１記載のＬＥＤパッケージ。

【請求項10】

前記光反射コーティングは、反射性粒子若しくは顔料を含むシリコーンモールディングコンパウンド又は液体シリコーンのうちの少なくとも１つを含む、
請求項１記載のＬＥＤパッケージ。

【請求項11】

ＬＥＤパッケージを製造する方法であって：
複数のＬＥＤダイアセンブリを提供するステップであって、
前記複数のＬＥＤダイアセンブリの各々は、
ＬＥＤダイと、
前記ＬＥＤダイの頂部表面に隣り合う底部表面を有する波長変換要素と、
前記波長変換要素の頂部表面に隣り合う底部表面を有する犠牲層とを含む、ステップと；
前記複数のＬＥＤダイアセンブリを個々に離間させるステップと；
前記複数のＬＥＤダイアセンブリの周囲、前記複数のＬＥＤダイアセンブリの間、及び前記複数のＬＥＤダイアセンブリの上方に光反射材料をモールディングするステップと；
前記犠牲層の頂部表面の上の前記光反射材料の少なくとも一部を除去して、ウェハを形成し、したがって、前記光反射材料の少なくとも一部が前記除去後に残り、前記波長変換要素の頂部表面を越えて延在する、ステップと；
を含む方法。

【請求項12】

前記犠牲層の少なくとも一部を除去するステップをさらに含む、
請求項１１記載の方法。

【請求項13】

前記犠牲層の前記頂部表面の上の前記光反射材料の前記少なくとも一部を除去するステップは、
前記光反射材料の頂部層を平坦化又は研削するステップを含む、
請求項１１記載の方法。

【請求項14】

前記複数のＬＥＤダイアセンブリを組み立てるステップをさらに含む、
請求項１１記載の方法。

【請求項15】

前記複数のＬＥＤダイアセンブリを組み立てるステップは：
犠牲材料を波長変換材料の頂部表面に結合し、スタックを形成する、ステップと；
前記スタックを複数の個々のサブスタックに分離するステップであって、前記複数の個々のサブスタックの各々は、前記犠牲層の一部及び前記波長変換要素の一部を含む、ステップと；
前記サブスタックのうちの１つを各ＬＥＤダイに結合するステップと；
を含む、請求項１４記載の方法。

【請求項16】

前記犠牲材料を前記波長変換材料の前記頂部表面に結合するステップは：
前記波長変換材料の前記頂部表面にシリコーン犠牲材料を積層するステップと；
前記シリコーン犠牲材料及び前記波長変換材料を硬化させるステップと；
を含む、請求項１５記載の方法。

【請求項17】

前記スタックを前記複数の個々のサブスタックに分離するステップは、ソーイングするステップを含む、
請求項１５記載の方法。

【請求項18】

前記サブスタックのうちの１つを各ＬＥＤダイに結合するステップは、接着剤を使用して前記サブスタックを各ＬＥＤダイに取り付けるステップを含む、
請求項１５記載の方法。

【請求項19】

前記ウェハを複数のＬＥＤパッケージに分離するステップをさらに含む、
請求項１１記載の方法。

【請求項20】

前記除去するステップの後に残存する前記光反射材料の部分をテーパ形状に形成するステップをさらに含む、
請求項１１記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
本願は、２０２１年１１月１８日に出願された米国仮特許出願第６３／２８０，９２１号の利益を主張し、その全体が記載されているかのように参照により組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

高いビーム強度性能を達成することは、例えば、自動車の前方照明用途にとってますます重要になっている。自動車の前方照明のホットスポット強度は、例えば、ＬＥＤ輝度、システム光学系、及びＬＥＤパッケージ設計に依存し得る。自動車用ＬＥＤは、信頼性が高く、かつ効率が高いため、チップスケールパッケージ（ｃｈｉｐ ｓｃａｌｅ ｐａｃｋａｇｅ：ＣＳＰ）ダイを使用することが多い。

【発明の概要】

【0003】

発光ダイオード（ＬＥＤ）パッケージ及び製造方法が記載される。ＬＥＤパッケージは、頂部表面、底部表面、及び側部表面を有するＬＥＤダイを含む。パッケージは、頂部表面、底部表面、及び側部表面を有する波長変換素子をさらに含む。波長変換要素の底部表面はＬＥＤダイの頂部表面に隣り合う。パッケージは、ＬＥＤダイ及び波長変換要素の両方の少なくとも側部表面を取り囲む光反射コーティングをさらに含む。光反射コーティングは、波長変換要素の頂部表面を越えて延在する、少なくとも一部を有する。

【図面の簡単な説明】

【0004】

より詳細な理解は、添付の図面と共に例示として与えられ、以下の説明から得ることができる：

【0005】

【図1】直接ディスペンス又はモールディング及びビードブラストプロセスのいずれかの後に達成される典型的な形状を有するＣＳＰ ＬＥＤパッケージの断面図である。

【0006】

【図2A】図２Ａは、例示的なＣＳＰ ＬＥＤパッケージを示す断面図である。

【0007】

【図2B】図２Ｂは、別の例示的なＣＳＰ ＬＥＤパッケージを示す断面図である。

【0008】

【図3A】図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、及び図３Ｄは、ＬＥＤパッケージを製造する例示的な方法における様々な製造段階を示す断面図である。

【図3B】図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、及び図３Ｄは、ＬＥＤパッケージを製造する例示的な方法における様々な製造段階を示す断面図である。

【図3C】図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、及び図３Ｄは、ＬＥＤパッケージを製造する例示的な方法における様々な製造段階を示す断面図である。

【図3D】図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、及び図３Ｄは、ＬＥＤパッケージを製造する例示的な方法における様々な製造段階を示す断面図である。

【0009】

【図4】図４は、ＬＥＤパッケージを製造する例示的な方法のフローチャートを示す図である。

【0010】

【図5A】図５Ａ及び図５Ｂは、ＬＥＤダイアセンブリを製造する例示的な方法における様々な製造段階を示す断面図である。

【図5B】図５Ａ及び図５Ｂは、ＬＥＤダイアセンブリを製造する例示的な方法における様々な製造段階を示す断面図である。

【0011】

【図6】図６は、ＬＥＤダイアセンブリを製造する例示的な方法のフローチャートを示す図である。

【0012】

【図7】図７は、例示的な車両ヘッドランプシステムを示す図である。

【0013】

【図8】図８は、別の例示的な車両ヘッドランプシステムを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

異なる光照明システム及び／又は発光ダイオード（「ＬＥＤ」）の実施例は、添付の図面を参照して以下にさらに詳細に説明される。これらの実施例は、相互に排他的ではなく、一実施例において見出される特徴は、追加の実装を達成するために、１つ以上の他の実施例において見出される特徴と組み合わせられ得る。したがって、添付の図面に示された実施例は、例示目的のためにのみ提供されており、それらは、本開示をいかなる方法においても限定することを意図するものではないことが理解されるであろう。同様の参照符号は全体を通して同様の要素を指す。

【0015】

本明細書では、第１、第２などの用語は、種々の要素を記載するために用いられ得るが、これらの要素はこれらの用語によって限定されるべきではないことが理解されるであろう。これらの用語は、１つの要素を別の要素から区別するためにのみ使用され得る。例えば、本発明の範囲から逸脱することなく、第１の要素は第２の要素と称され得、同様に、第２の要素は第１の要素と称され得る。本明細書中で使用される場合、用語「及び／又は」は、関連する列挙されたアイテムの１つ以上の任意の及びすべての組み合わせを含み得る。

【0016】

層、領域、又は基板などのある要素が、他の要素の「上に（ｏｎ）」ある又は「上へ（ｏｎｔｏ）」延在すると称される場合、それは、直接他の要素の上にあり若しくは他の要素の上へ延在することができるか、又は、介在要素が存在することもできると理解されるであろう。対照的に、ある要素が「直接上に（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ）」ある又は「直接上へ（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎｔｏ）」延在すると称される場合、介在要素は存在しない。要素が「接続されている」又は「結合されている」と称される場合、要素は、他の要素に直接接続され又は結合され得る、及び／又は、１つ以上の介在要素を介して他の要素に接続され又は結合され得る。対照的に、要素が「直接接続（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」又は「直接結合（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ）」されていると称される場合、その要素と他の要素との間に介在要素は存在しない。これらの用語は、図中に示される任意の方向に加えて、要素の異なる方向を包含することが意図されることが理解されるであろう。

【0017】

「下又は下回る（ｂｅｌｏｗ，）」、「上又は越える（ａｂｏｖｅ）」、「上方（ｕｐｐｅｒ）」、「下方（ｌｏｗｅｒ）」、「水平（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」又は「垂直（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」などの相対的な用語は、本明細書では、図示のように、ある要素、層又は領域と別の要素、層又は領域との関係を説明するために使用され得る。これらの用語は、図示される方向に加えて、デバイスの異なる方向を包含することが意図されることが理解されるであろう。

【0018】

ＣＳＰダイが自動車用途に使用される場合、例えば、ＬＥＤダイ及び波長変換要素を高反射率材料で取り囲むことが重要であり得る。これは、例えば、ＬＥＤが迷光を最小化しながら可能な限り高い輝度を有することを確実にする。これは、例えば、ＬＥＤダイ及び波長変換要素の側壁を高光反射率材料でコーティングするために、モールディングプロセス又は直接ディスペンスプロセスを使用して行われ得る。高光反射率材料は、光反射体として機能し、迷光を最小化し、パッケージ効率を改善し、ダイの発光領域（ＬＥＡ）の外側に鋭い輝度カットオフを提供することができる。側部コートモールディングプロセスの後には、しばしば、ビードブラストが続き、これは、波長変換要素の頂部表面から余分な側部コート材料を除去するために必要であり得る。

【0019】

図１は、直接ディスペンスプロセス、又は、モールディング及びビードブラストプロセスのいずれかの後に達成される典型的な形状を有するＣＳＰ ＬＥＤパッケージ１００の断面図である。図１に示される例において、ＣＳＰ ＬＥＤパッケージ１００は、ＬＥＤダイ１０６と、ＬＥＤダイ１０６の上方の又はＬＥＤダイ１０６をおおう（ｏｖｅｒ ｔｈｅ ＬＥＤ ｄｉｅ １０６）波長変換材料１０４と、ＬＥＤダイ１０６及び波長変換材料１０４の側部表面を取り囲む反射側部コーティング１０２とを含む。図１に示される例において、反射側部コーティング１０２は、頂部表面１０８上に湾曲したメニスカスを有し、これは、ディスペンス中の表面張力から生じ得る。

【0020】

図１の矢印は、湾曲したメニスカス形状の頂部表面１０８に伴う潜在的な問題を示す。例えば、ＬＥＤダイ１０６及び波長変換材料１０４の外縁からＣＳＰ ＬＥＤパッケージ１００の外縁に向かう反射側部コーティング１０２の厚さは不均一であり、これにより、光がＣＳＰ ＬＥＤパッケージ１００の側部表面を通って漏出することが可能になる。例えば、いくつかの領域は、他の領域よりもはるかに薄い反射側部コーティング１０２を有し、特定の厚さ未満の領域は、色変換及び波長変換材料１０４の頂部表面１１０を通る最終的な発光のために、光がＬＥＤダイ１０６又は波長変換材料１０４内に反射して戻ることなく漏れ出ることを可能にする。別の例として、ビーズブラストプロセス中に除去が望まれない領域から反射性側面コーティング１０２の一部が除去されることがあり、これもまた、ＣＳＰ ＬＥＤパッケージ１００の側部表面を通る光漏れをもたらすことがある。かかる光漏れは、光の高いエタンデュが必要とされる用途には著しく不利である。

【0021】

図２Ａは、例示的なＣＳＰ ＬＥＤパッケージ２００ａの断面図である。図２Ａに示される例では、ＣＳＰ ＬＥＤパッケージ２００ａは、ＬＥＤダイ２０８ａ、波長変換材料２１０ａ、電気接点２０４ａ及び２０６ａ、反射側部コーティング２０２ａ、及び犠牲材料２１２を含む。ＬＥＤダイ２０８ａは、任意のタイプのＬＥＤダイであってもよい。いくつかの実施形態では、ＬＥＤダイ２０８ａは、ＩｎＧａＮフリップチップパターン表面サファイアダイであってもよい。しかしながら、本明細書に記載される実施形態から逸脱することなく、多くの他のＬＥＤダイが使用されてもよい。ＬＥＤダイ２０８ａは、基板上方に（ｏｖｅｒ）形成された、例えばＳｉで、ドープされた１つ以上のｎ型層、１つ以上のｎ型層上方に形成された活性領域内の１つ以上の発光層、及び活性領域上方に形成された、例えばＭｇでドープされた、１つ以上のｐ型層を含む。電気接点２０４ａ及び２０６ａは、それぞれ、ｎ型及びｐ型領域上に、それに隣接して及び／又はそれと接触して形成されてもよい。

【0022】

いくつかの実施形態では、波長変換材料２１０ａは、従来の蛍光体、粉末蛍光体、又は有機蛍光体などの蛍光体であってもよく、又はそれらを含んでもよく、例えば、バインダマトリックス中に分散された予備成形構造又は粒子の形態であってもよい。いくつかの実施形態では、波長変換材料２１０ａは、セラミック蛍光体層であってもよい。波長変換材料２１０ａは、ＬＥＤダイ２０８ａの上に配置されてもよく、ＬＥＤダイ２０８ａの頂部表面（ラベルなし）と直接接触する底部表面（ラベルなし）を有してもよく、又は接着材料によってＬＥＤダイ２０８ａの頂部表面に固定されてもよい。

【0023】

反射側部コーティング２０２ａは、ＬＥＤダイ２０８ａの側部表面２２２及び波長変換材料２１０ａの側部表面２２４を取り囲んで配置され得る。図１に示されるＣＳＰ ＬＥＤパッケージ１００と比較すると、反射側部コーティング２０２ａは、波長変換材料２１０ａの頂部表面２１８を越えて（ａｂｏｖｅ）延在する。さらに、波長変換材料２１０ａの頂部表面２１８を越えて延在する反射側部コーティング２０２ａの部分の内部表面２１６は、反射側部コーティング２０２ａの幅が、少なくとも波長変換材料２１０ａの頂部表面２１８から又はその周囲から、反射側部コーティング２０２ａの頂部表面２２６まで減少し得るように、傾斜又はテーパ状であり得る。この設計は、光学システム効率及びホットスポット強度を増加させ得、フラッシュモジュール、自動車の前方照明、又は投影ＬＥＤシステムなどの用途に有益であり得る。いくつかの実施形態では、反射側部コーティング２０２ａは、波長変換材料２１０ａの頂部表面２１８を距離Ｈだけ越えて延在し得る。距離Ｈは、例えば、３０～１００μｍであってもよく、これは、ＣＳＰ ＬＥＤパッケージ２００ａの側部表面を通る側面発光を排除し、最小の光損失で、発光面２１４を通って光学要素（例が以下の図７及び図８に示される）に向かって光を方向付けるのに役立ち得る。反射側部コーティング２０２ａは、９０％以上の反射率などの、高光反射性の側部コーティングであり得る。コーティングの反射率は、例えば、コーティングの厚さに依存してもよく、したがって、反射側部コーティング２０２ａは、９０％以上の反射率が達成され得るように、均一な又は実質的に均一な厚さを有してもよい。

【0024】

図２Ａに示される例では、犠牲材料２１２が波長変換材料２１０ａの上に設けられる。いくつかの実施形態では、犠牲材料２１２は、製造プロセスの一部として波長変換材料２１０ａの上に配置されてもよく、波長変換材料２１０ａ又は反射側部コーティング２０２ａの部分が副生成物として不所望に除去されない（ｎｏｔ ｕｎｄｅｓｉｒａｂｌｙ ｒｅｍｏｖｅｄ）ことを確実にするために、全て又は一部が残されてもよい。付加的に又は代替的に、犠牲材料２１４の少なくとも一部は、波長変換材料２１０ａを損傷及び／又は汚染から保護するために意図的に残されてもよい。犠牲材料２１２は、例えば、シリコーン、又は屈折率が一致する無機材料で充填されたシリコーンであってもよい。

【0025】

図２Ｂは、別の例示的なＣＳＰ ＬＥＤパッケージ２００ｂの断面図である。例示的なＣＳＰ ＬＥＤパッケージ２００ｂは、犠牲材料２１２が完全に又は実質的に除去されて、無視できる量しか残らないか又はさもなければ含まれないことを除いて、図２ＡのＣＳＰ型ＬＥＤパッケージ２００ａと同様である。犠牲材料２１２は図２Ｂには存在しないか又は視認できないので、発光表面は、波長変換材料２１０ｂの頂部表面２２０であるか又は本質的に頂部表面２２０であってもよい。特に明記しない限り、ＬＥＤダイ２０８ｂ、波長変換材料２１０ｂ、電気接点２０４ｂ及び２０６ｂ、並びに反射側部コーティング２０２ｂは、図２Ａの対応する構成要素と同じ又は類似であってもよい。

【0026】

図２Ａ及び図２Ｂでは、様々な要素が異なる幅を有する（例えば、波長変換層がＬＥＤダイよりも広く、犠牲層が波長変換層よりも広い）が、要素は、本明細書に記載される実施形態と一致して、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ及び図３Ｄに示されるように、同じ幅、より狭い幅、又は実質的に同じ幅であってもよい。

【0027】

図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、及び図３Ｄは、ＬＥＤパッケージを製造する例示的な方法における様々な製造段階を示す断面図である。図４は、ＬＥＤパッケージを製造する例示的な方法のフローチャート４００を示す図である。

【0028】

図４に示される例では、方法は、ＬＥＤダイアセンブリを提供すること（４０２）を含む。方法は、ＬＥＤダイアセンブリを離間させること（４０４）も含み得る。図３Ａは、離間した複数のＬＥＤダイの例を示す。図３Ａに示される例では、複数のＬＥＤダイは、一旦ＬＥＤパッケージが完成し、及び／又は一旦個別のＬＥＤパッケージに個片化されると、容易に除去することができるテープ又は他の基板などの一時的基板２１４上で離間して（ｓｐａｃｅｄ ａｐａｒｔ）いる。図３Ａに示される例では、ＬＥＤダイアセンブリの各々は、ＬＥＤダイ２０８、波長変換要素２１０、及び犠牲層２１２を含み得る。波長変換要素２１０は、ＬＥＤダイの頂部表面に隣り合う底部表面を有する。ＬＥＤダイは電極２０４及び２０６を含むことができ、これらは一時的基板２１４の上、一時的基板２１４の上方、又は一時的基板２１４と接触して配置されることができる。犠牲層２１２は、波長変換要素の頂部表面に隣り合う底部表面を有することができる。

【0029】

ＬＥＤパッケージを製造する例示的な方法は、ＬＥＤダイアセンブリの周り、間、及び上方に光反射材料をモールディング又はディスペンスすることを含み得る（４０６）。図３Ｂは、周囲にモールディングされた光反射材料２０２を有する、離間された複数のＬＥＤダイの例を示す。いくつかの実施形態では、上述のように、光反射材料は、光反射粒子及び／又は材料／顔料を含み得るシリコーン成形コンパウンド又は液体シリコーンであってもよく、又は含んでもよい。光反射材料は、ＬＥＤダイアセンブリの側部表面、及び／又はＬＥＤダイアセンブリ間の領域、及び／又は電極間の領域を完全に覆うことができる。光反射材料２０２は、ＬＥＤダイの頂部表面（例えば、図３Ａ及び図３Ｂに示される犠牲材料２１２の頂部表面）を越えて延在し、ＬＥＤダイアセンブリの直上の（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｂｏｖｅ）光反射材料２０２の少なくとも一部が除去されると、ＬＥＤダイアセンブリを越えて延在する光反射材料２０２の一部が残り、図２Ａ及び図２Ｂに示されるようなパッケージ化されたＬＥＤを形成する。

【0030】

ＬＥＤパッケージを製造する例示的な方法は、犠牲層の頂部表面上方の光反射材料を除去すること（４０８）を含むことができる。図３Ｃは、犠牲材料２１２の全て又は一部が依然として所定の位置にある状態で、犠牲材料２１２の頂部表面を越える全ての光反射材料２０２の層が除去されたものを示す。いくつかの実施形態では、光反射材料２０２は、光反射材料の頂部層を平坦化又は研削する（ｐｌａｎａｒｉｚｉｎｇ ｏｒ ｇｒｉｎｄｉｎｇ）ことによって除去されてもよい。図２Ａに示され、上述されたように、犠牲材料２１２の全て又は一部が図３Ｃの所定の位置に残っているが、犠牲材料２１２の全て又は実質的に全ては、本明細書に記載された実施形態に従って除去されてもよい。さらに、図３Ｃは、光反射材料２０２の頂部層の除去後に、光反射材料２０２の頂部表面が犠牲材料２１２の頂部表面と同一平面にあることを示しており、例えば図２Ｂに示すように犠牲材料２１２の一部が除去される場合、犠牲材料２１２及び光反射材料２０２の頂部表面は、例えば、本明細書に記載の実施形態に従って、非平面であることが可能である。

【0031】

図４のフローチャートには示されていないが、図３Ｃに示される製造段階は、ダイシングされ、個々のＬＥＤパッケージが個片化（ｓｉｎｇｕｌａｔｅｄ）され得る。図３Ｄは、隣接するＬＥＤパッケージ間にカット又は他の開口２１４が形成される例示的な個片化を示す。この時点で、一時的基板２１４も除去して、個々の個片化されたＬＥＤパッケージをリリースすることができる。図３Ｄに示されるように、例えば、光反射材料２０２の一部は、波長変換材料２１０の頂部表面を越えて延在し、これにより、個々の個片化されたＬＥＤパッケージが上述の利点を達成することが可能になる。上述したように、波長変換材料２１０の頂部表面を越えて延在する光反射材料の部分は、図３Ｄには示されていないが、上述したような付加的又は代替的な利点を提供するために、テーパ状であってもよい。これは、モールドされた光反射材料２０２が犠牲材料の所望の形状を取るように犠牲材料２１２を所望の形状を有するように形成することによって、又はモールド後に光反射材料の一部を除去し、場合によっては犠牲材料の一部又は全部も除去することによってなど、いくつかの異なる方法で実行され得る。

【0032】

図５Ａ及び図５Ｂは、ＬＥＤダイアセンブリを製造する例示的な方法における様々な製造段階を示す断面図である。図６は、ＬＥＤダイアセンブリを製造する例示的な方法のフローチャート６００を示す図である。

【0033】

図６に示される例において、方法は、波長変換材料に犠牲材料を結合してスタックを形成すること（６０２）を含む。図５Ａは、犠牲材料２０８及び波長変換材料２１０を含む例示的なスタックを示す。いくつかの実施形態では、結合することは、犠牲材料を波長変換材料に積層すること、及び、犠牲材料及び波長変換材料を硬化させること、を含むか又はそれらであり得る。いくつかの実施形態では、犠牲材料は、透明シリコーンフィルムであるか又は含んでもよい。図５Ａに示される例では、積層及び硬化は、テープなどの一時的基板５０２上で行われる。

【0034】

ＬＥＤダイアセンブリを製造する例示的な方法は、個々の犠牲層／波長変換要素のサブスタックにスタックを分離すること（６０４）も含み得る。サブスタックは図５Ｂに示されている。図５Ｂに示す例では、分離前に、ソーテープ（ｓａｗ ｔａｐｅ）などのダイシング表面５０４上にスタックを配置することができる。分離は、ソーイング（ｓａｗｉｎｇ）などの任意のダイシング又は分離方法によって行われてもよい。

【0035】

ＬＥＤダイアセンブリを製造する例示的な方法は、ＬＥＤダイにサブスタックを取り付けること（６０６）も含み得る。完全に組み立てられたＬＥＤダイアセンブリは、例えば、図３Ａに示される。いくつかの実施形態では、サブスタックは、グルー又は他のタイプの接着剤を使用して、ＬＥＤダイに取り付けられてもよい。

【0036】

図７は、本明細書に記載された実施形態及び実施例のうちの１つ以上を組み込むことができる例示的な車両ヘッドランプシステム７００の図である。図７に示す例示的な車両ヘッドランプシステム７００は、電力線７０２、データバス７０４、入力フィルタ及び保護モジュール７０６、バス送受信器７０８、センサモジュール７１０、ＬＥＤ直流－直流（ＤＣ／ＤＣ）モジュール７１２、論理低ドロップアウト（ＬＤＯ）モジュール７１４、マイクロコントローラ７１６、及びアクティブヘッドランプ７１８を含む。

【0037】

電力線７０２は、車両から電力を受け取る入力を有してもよく、データバス７０４は、車両と車両ヘッドランプシステム７００との間でデータが交換され得る入力／出力を有してもよい。例えば、車両ヘッドランプシステム７００は、車両内の他の位置から、方向指示信号をオンにするか、又はヘッドランプをオンにする命令などの命令を受信してもよく、必要に応じて、車両内の他の位置にフィードバックを送信してもよい。センサモジュール７１０は、データバス７０４に通信可能に結合されてもよく、例えば、環境条件（例えば、時刻、雨、霧、又は周囲光レベル）、車両状態（例えば、駐車中、移動中、移動速度、又は移動方向）、及び他の物体（例えば、車両又は歩行者）の存在／位置に関連する追加のデータを車両ヘッドランプシステム７００又は車両内の他の位置に提供してもよい。車両データバスに通信可能に結合された任意の車両コントローラとは分離されたヘッドランプコントローラも、車両ヘッドランプシステム７００に含まれ得る。図７において、ヘッドランプコントローラは、マイクロコントローラ（μｃ）７１６などのマイクロコントローラであってもよい。マイクロコントローラ７１６は、データバス７０４に通信可能に結合されてもよい。

【0038】

入力フィルタ及び保護モジュール７０６は、電力線７０２に電気的に結合されてもよく、例えば、伝導放出を低減し、電力耐性を提供するために、種々のフィルタをサポートしてもよい。さらに、入力フィルタ及び保護モジュール７０６は、静電放電（ＥＳＤ）保護、ロードダンプ保護、オルタネータ電界減衰保護、及び／又は逆極性保護を提供し得る。

【0039】

ＬＥＤ ＤＣ／ＤＣモジュール７１２は、入力フィルタ及び保護モジュール１０６とアクティブヘッドランプ７１８との間に結合されて、フィルタリングされた電力を受け取り、アクティブヘッドランプ７１８内のＬＥＤアレイ内のＬＥＤに電力供給するための駆動電流を供給することができる。ＬＥＤ ＤＣ／ＤＣモジュール７１２は、約１３．２ボルトの公称電圧を有する７～１８ボルトの入力電圧と、（例えば、負荷、温度、又は他の要因によるファクター又は局所的な較正及び動作条件調整によって決定されるような）ＬＥＤアレイの最大電圧よりもわずかに高い（例えば、０．３ボルト）出力電圧とを有することができる。

【0040】

論理ＬＤＯモジュール７１４は、フィルタリングされた電力を受け取るために入力フィルタ及び保護モジュール７０６に結合され得る。論理ＬＤＯモジュール７１４は、マイクロコントローラ７１６及びアクティブヘッドランプ７１８に結合されて、マイクロコントローラ７１６及び／又はＣＭＯＳ論理回路などのアクティブヘッドランプ７１８内の電子機器に電力を供給することもできる。

【0041】

バス送受信器７０８は、例えば、汎用非同期送受信機（ＵＡＲＴ）又はシリアル周辺インターフェース（ＳＰＩ）インターフェースを有してもよく、マイクロコントローラ７１６に結合されてもよい。マイクロコントローラ７１６は、センサモジュール７１０からのデータに基づく又はそれを含む車両入力を変換してもよい。変換された車両入力は、アクティブヘッドライト７１８内の画像バッファに転送可能なビデオ信号を含んでもよい。さらに、マイクロコントローラ７１６は、デフォルト画像フレームをロードし、起動中にオープン／ショートピクセルをテストすることができる。実施形態において、ＳＰＩインターフェースは、ＣＭＯＳ内の画像バッファをロードすることができる。画像フレームは、フルフレーム、差分フレーム、又は部分フレームであり得る。マイクロコントローラ７１６の他の特徴は、ダイ温度を含むＣＭＯＳ状態の制御インターフェース監視、ならびに論理ＬＤＯ出力を含み得る。実施形態において、ＬＥＤ ＤＣ／ＤＣ出力は、ヘッドルームを最小化するように動的に制御されることができる。画像フレームデータを提供することに加えて、サイドマーカ又は方向指示ライトと併せた補完的使用、及び／又は日中走行ライトの起動等の他のヘッドランプ機能もまた、制御されることができる。

【0042】

図８は、別の例示的な車両ヘッドランプシステム８００の図である。図８に示される例示的な車両ヘッドランプシステム８００は、アプリケーションプラットフォーム８０２、２つのＬＥＤ照明システム８０６及び８０８、並びに二次光学系８１０及び８１２を含む。

【0043】

ＬＥＤ照明システム８０８は、光ビーム８１４（図８の矢印８１４ａと８１４ｂとの間に示される）を放射し得る。ＬＥＤ照明システム８０６は、光ビーム８１６（図８の矢印８１６ａと８１６ｂとの間に示される）を放射し得る。図８に示される実施形態では、二次光学系８１０は、ＬＥＤ照明システム８０８に隣り合い、ＬＥＤ照明システム８０８から放射された光は二次光学系８１０を通過する。同様に、二次光学系８１２は、ＬＥＤ照明システム８０６に隣り合い、ＬＥＤ照明システム８０６から放射された光は二次光学系８１２を通過する。代替的な実施形態では、車両ヘッドランプシステムに二次光学系８１０／８１２は設けられない。

【0044】

含まれる場合、二次光学系８１０／８１２は、１つ以上の光ガイドであってもよく、又はそれを含んでもよい。１つ以上の光ガイドは、エッジライトであり得るか、又は光ガイドの内部エッジを画定する内部開口を有し得る。ＬＥＤ照明システム８０８及び８０６は、１つ以上の光ガイドの内部エッジ（内部開口光ガイド）又は外部エッジ（エッジライト光ガイド）に光を注入するように、１つ以上の光ガイドの内部開口に挿入され得る。実施形態において、１つ以上の光ガイドは、ＬＥＤ照明システム８０８及び８０６によって放射される光を、例えば、勾配、面取り分布、狭い分布、広い分布、又は角度分布などの所望の方法で成形することができる。

【0045】

アプリケーションプラットフォーム８０２は、図７の電力線７０２及びデータバス７０４のうちの１つ以上又は一部を含み得る線８０４を介して、ＬＥＤ照明システム８０６及び／又は８０８に電力及び／又はデータを供給し得る。１つ以上のセンサ（車両ヘッドランプシステム８００内のセンサ又は他の追加のセンサであってもよい）は、アプリケーションプラットフォーム８０２のハウジングの内部又は外部にあってもよい。代替的に又は追加的に、図７の例示的な車両ヘッドランプシステム７００に示されるように、各ＬＥＤ照明システム８０８及び８０６は、それ自体のセンサモジュール、接続及び制御モジュール、電力モジュール、及び／又はＬＥＤアレイを含み得る。

【0046】

様々な実施形態では、車両ヘッドランプシステム８００は、ＬＥＤが選択的に活性化されて操作可能な光を提供し得る操作可能な光ビームを有する自動車を表し得る。例えば、ＬＥＤ又はエミッタのアレイは、形状若しくはパターンを画定若しくは投影し、又は道路の選択された部分のみを照明するために使用され得る。例示的な実施形態では、ＬＥＤ照明システム８０６及び８０８内の赤外線カメラ又は検出器ピクセルは、照明を必要とするシーンの部分（例えば、車道又は横断歩道）を識別する（例えば、図７のセンサモジュール７１０内のセンサと同様の）センサであり得る。

【0047】

実施形態を詳細に説明してきたが、当業者であれば、本発明の概念の意図から逸脱することなく、本明細書に記載した実施形態に修正を加え得ることを理解するであろう。したがって、本発明の範囲は、図示及び説明された特定の実施形態に限定されることを意図するものではない。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【手続補正書】

【提出日】2024-07-19

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光ダイオードパッケージ（ＬＥＤパッケージ）であって：
頂部表面、底部表面及び側部表面を備えるＬＥＤダイと；
頂部表面、底部表面及び側部表面を備える波長変換要素であって、前記波長変換要素の前記底部表面は前記ＬＥＤダイの前記頂部表面に隣り合う、波長変換要素と；
前記ＬＥＤダイ及び前記波長変換要素の両方の少なくとも前記側部表面を取り囲む光反射コーティングであって、前記光反射コーティングの少なくとも一部は、前記波長変換要素の前記頂部表面を越えて延在する、光反射コーティングと；
を備えるＬＥＤパッケージ。

【請求項2】

前記波長変換要素の前記頂部表面を越えて延在する前記光反射コーティングの前記少なくとも一部は、３０～１００μｍだけ前記頂部表面を越えて延在する、
請求項１記載のＬＥＤパッケージ。

【請求項3】

前記光反射コーティングは、前記波長変換要素の前記側部表面及び前記ＬＥＤダイの前記側部表面から前記ＬＥＤパッケージの外側側部表面に向かって延在する実質的に均一な厚さを有する、
請求項１記載のＬＥＤパッケージ。

【請求項4】

前記実質的に均一な厚さは、前記光反射コーティングの反射率が９０％以上であるような厚さである、
請求項３記載のＬＥＤパッケージ。

【請求項5】

前記光反射コーティングの内側表面は、少なくとも前記波長変換要素の前記頂部表面から前記光反射コーティングの前記頂部表面までテーパ状である、
請求項１記載のＬＥＤパッケージ。

【請求項6】

前記波長変換要素の上方に犠牲層をさらに備え、前記犠牲層はシリコーンを含む、
請求項１記載のＬＥＤパッケージ。

【請求項7】

前記波長変換要素は、セラミック蛍光体材料、又は蛍光体粒子を含むシリコーン材料を含む、
請求項１記載のＬＥＤパッケージ。

【請求項8】

前記ＬＥＤパッケージは、チップスケールパッケージ（ＣＳＰ）である
請求項１記載のＬＥＤパッケージ。

【請求項9】

前記ＬＥＤダイは複数の電極を備え、前記光反射コーティングは前記複数の電極間のスペースを充填する、
請求項１記載のＬＥＤパッケージ。

【請求項10】

前記光反射コーティングは、反射性粒子若しくは顔料を含むシリコーンモールディングコンパウンド又は液体シリコーンのうちの少なくとも１つを含む、
請求項１記載のＬＥＤパッケージ。

【請求項11】

ＬＥＤパッケージを製造する方法であって：
複数のＬＥＤダイアセンブリを提供するステップであって、
前記複数のＬＥＤダイアセンブリの各々は、
ＬＥＤダイと、
前記ＬＥＤダイの頂部表面に隣り合う底部表面を有する波長変換要素と、
前記波長変換要素の頂部表面に隣り合う底部表面を有する犠牲層とを含む、ステップと；
前記複数のＬＥＤダイアセンブリを個々に離間させるステップと；
前記複数のＬＥＤダイアセンブリの周囲、前記複数のＬＥＤダイアセンブリの間、及び前記複数のＬＥＤダイアセンブリの上方に光反射材料をモールディングするステップと；
前記犠牲層の頂部表面の上方の前記光反射材料の少なくとも一部を除去して、ウェハを形成し、したがって、前記光反射材料の少なくとも一部が前記除去後に残り、前記波長変換要素の頂部表面を越えて延在する、ステップと；
を含む方法。

【請求項12】

前記犠牲層の少なくとも一部を除去するステップをさらに含む、
請求項１１記載の方法。

【請求項13】

前記犠牲層の前記頂部表面の上方の前記光反射材料の前記少なくとも一部を除去するステップは、前記光反射材料の頂部層を平坦化又は研削するステップを含む、
請求項１１記載の方法。

【請求項14】

前記複数のＬＥＤダイアセンブリを組み立てるステップをさらに含む、
請求項１１記載の方法。

【請求項15】

前記複数のＬＥＤダイアセンブリを組み立てるステップは：
犠牲材料を波長変換材料の頂部表面に結合し、スタックを形成する、ステップと；
前記スタックを複数の個々のサブスタックに分離するステップであって、
前記複数の個々のサブスタックの各々は、前記犠牲層の一部及び前記波長変換要素の一部を含む、ステップと；
前記サブスタックのうちの１つを前記ＬＥＤダイの各々に結合するステップと；
を含む、請求項１４記載の方法。

【請求項16】

前記犠牲材料を前記波長変換材料の前記頂部表面に結合するステップは：
前記波長変換材料の前記頂部表面にシリコーン犠牲材料を積層するステップと；
前記シリコーン犠牲材料及び前記波長変換材料を硬化させるステップと；
を含む、請求項１５記載の方法。

【請求項17】

前記スタックを前記複数の個々のサブスタックに分離するステップは、ソーイングするステップを含む、
請求項１５記載の方法。

【請求項18】

前記サブスタックのうちの１つを前記ＬＥＤダイの各々に結合するステップは、接着剤を使用して前記サブスタックを前記ＬＥＤダイの各々に取り付けるステップを含む、
請求項１５記載の方法。

【請求項19】

前記ウェハを複数のＬＥＤパッケージに分離するステップをさらに含む、
請求項１１記載の方法。

【請求項20】

前記除去するステップの後に残存する前記光反射材料の部分をテーパ形状に形成するステップをさらに含む、
請求項１１記載の方法。

【国際調査報告】