專利名稱：一種直接使用交流電的led芯片組及芯片模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及LED芯片組及由其組成的LED芯片模塊，尤其是一種可直接使用交流電源的LED芯片組及芯片模塊，屬于半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
LED (Light Emitting Diode)作為一種新型的綠色光源產(chǎn)品，具有高效率、高亮度、體積小、使用壽命長、耗電量低、不含Hg等有害物優(yōu)點(diǎn)，有望取代傳統(tǒng)白熾燈、日光燈、鹵素?zé)艏皞鹘y(tǒng)背光源，成為廣泛應(yīng)用的優(yōu)質(zhì)光源。目前，LED發(fā)光需要提供低壓直流電，而傳統(tǒng)的照明電源為高壓交流電，在一個交流電的周期中有具有兩個電流方向相反的半周期，因此需要將高壓交流電轉(zhuǎn)化為直流和低電壓，才能適合LED使用。而轉(zhuǎn)化過程容易導(dǎo)致耗電增加，發(fā)光量受損，成本增加，轉(zhuǎn)化效率·低等問題；這些都極大的制約著LED照明的普及。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的解決上述技術(shù)問題，提出一種可直接使用交流電源的LED芯片組及芯片模塊。本實(shí)用新型的目的，將通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)一種直接使用交流電的LED芯片組，所述芯片組包括第一子芯片組，第二子芯片組，第三子芯片組，第四子芯片組，第五子芯片組；所述第一子芯片組與第二子芯片組以金屬導(dǎo)電層連接于節(jié)點(diǎn)A，所述第三子芯片組與第四子芯片組以金屬導(dǎo)電層連接于節(jié)點(diǎn)C ；所述第二子芯片組與第三子芯片組以金屬導(dǎo)電層連接于節(jié)點(diǎn)B，所述第四子芯片組與第一子芯片組以金屬導(dǎo)電層連接于節(jié)點(diǎn)D ；所述第五子芯片組連接于節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)C之間，所述節(jié)點(diǎn)B與節(jié)點(diǎn)D為交流電輸入端，所述第一子芯片組、第三子芯片組的子芯片數(shù)量之和與第二子芯片組、第四子芯片組中的子芯片數(shù)量之和相等且每個子芯片組中的子芯片數(shù)量至少為一個，這樣使得第一、第三子芯片組上形成的電壓與第二、第四子芯片組上形成的電壓相等，芯片可靠性好。優(yōu)選地，所述第一子芯片組、第二子芯片組、第三子芯片組和第四子芯片組中的子芯片數(shù)量均相等且至少為一個。優(yōu)選地，所述第五子芯片組至少含有兩個子芯片，所述子芯片之間串聯(lián)連接。優(yōu)選地，所述第五子芯片組至少含有兩組子芯片，每組所述子芯片之間并聯(lián)連接。其中，一組子芯片是指并聯(lián)中每一路的各個子芯片形成的支路，兩組子芯片是指至少有兩條支路。優(yōu)選地，每組子芯片至少包括兩個子芯片串聯(lián)連接。優(yōu)選地，所述每組子芯片中含有的子芯片數(shù)量相等。使得每組子芯片形成的電壓相等，可靠性更好。[0015]優(yōu)選地，所述子芯片包括依次形成在襯底上的外延層、透明導(dǎo)電層、鈍化層，所述的外延層包括依次形成的N層、量子阱層和P層，所述透明導(dǎo)電層覆蓋所述P層。優(yōu)選地，所述的P層為P-GaN層，所述的N層為N-GaN層。優(yōu)選地，一種直接使用交流電源的LED芯片模塊，所述LED芯片模塊由以上所述的任意一種直接使用交流電的LED芯片組串聯(lián)或并聯(lián)或混聯(lián)組成。本實(shí)用新型的有益效果主要體現(xiàn)在本實(shí)用新型LED芯片模塊具有更高的排版及使用的靈活性，能直接使用交流電或直流電作為電源，同時可以直接通過多對芯片組或子芯片組的組合達(dá)到任何的使用電壓和亮度，從而能直接接入220V市電，方便了 LED封裝及LED燈具生產(chǎn)，節(jié)省生產(chǎn)和使用成本。

圖I是本實(shí)用新型LED芯片組的電路不意圖； 圖2是本實(shí)用新型一種實(shí)施方式電路示意圖；圖3是本實(shí)用新型另一實(shí)施方式電路示意圖；圖4是本實(shí)用新型的LED子芯片結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型揭示了一種直接使用交流電的LED芯片組，所述LED芯片組是以子芯片組為基礎(chǔ)單元組成整流電路。如圖I所示，所述芯片組包括第一子芯片組101，第二子芯片組102，第三子芯片組103，第四子芯片組104，第五子芯片組105 ；所述第一子芯片組101與第二子芯片組102以金屬導(dǎo)電層連接于節(jié)點(diǎn)A，所述第三子芯片組103與第四子芯片組104以金屬導(dǎo)電層連接于節(jié)點(diǎn)C ；所述第二子芯片組102與第三子芯片組103以金屬導(dǎo)電層連接于節(jié)點(diǎn)B，所述第四子芯片組104與第一子芯片組101以金屬導(dǎo)電層連接于節(jié)點(diǎn)D ；所述第五子芯片組105連接于節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)C之間，所述節(jié)點(diǎn)B與節(jié)點(diǎn)D為交流電輸入端，所述第一第三子芯片組的子芯片數(shù)量之和與第二、第四子芯片組中的子芯片數(shù)量之和相等且每個子芯片組中的子芯片數(shù)量至少為一個。例如，第一子芯片組101中包含有一個子芯片，第三子芯片組103中包含有兩個子芯片，同時，第二子芯片組102包含有二個子芯片，第三子芯片組103中包含有一個子芯片。這樣，在通電發(fā)光時，兩條線路電壓相同，從而具有更好的可靠性。進(jìn)一步地，所述第一子芯片組101、第二子芯片組102、第三子芯片組103和第四子芯片組104中的子芯片數(shù)量均相等且至少為一個。例如，第一、第二、第三、第四子芯片組中的子芯片均為兩個，這樣使得芯片組的加工工藝更方便。所述第五子芯片組105包含有若干子芯片，所述第五子芯片組105由至少兩個子芯片串聯(lián)組成。第五子芯片組105有若干子芯片組成，其中子芯片數(shù)量根據(jù)所需電壓作相應(yīng)調(diào)整。當(dāng)然，根據(jù)需要，第五子芯片組105可以至少兩個子芯片并聯(lián)組成，如圖3所示。為使得每組子芯片形成的電壓相等，可靠性更好，所述每組子芯片中含有的子芯片數(shù)量相等。如圖2所示，一種直接使用交流電源的LED芯片模塊，所述LED芯片模塊由一種直接使用交流電的LED芯片組串聯(lián)組成。當(dāng)然，也可以將直接使用交流電的LED芯片組并聯(lián)或混聯(lián)組成LED芯片模塊。本實(shí)用新型中，混聯(lián)是表示既有串聯(lián)的芯片組，又有并聯(lián)的芯片組。其中，每個芯片組相互獨(dú)立工作。具體的，如圖2所示的交流LED芯片模塊包含有大于一個芯片組，每個芯片組相互獨(dú)立工作，此處不一一列舉出所有芯片組，僅取外接焊墊附近兩個芯片組作說明。其中包括第一芯片組的第一子芯片組201、第二子芯片組202、第三子芯片組203、第四子芯片組204、第五子芯片組205，及第二芯片組的第一子芯片組206、第二子芯片組207、第三子芯片組208、第四子芯片組209、第五子芯片組210。第一芯片組的第一子芯片組201、第二子芯片組202、第三子芯片組203、第四子芯片組204、第五子芯片組205由若干子芯片組成，每組子芯片組的中的子芯片數(shù)量根據(jù)所需電壓作相應(yīng)調(diào)整；第一芯片組的第一子芯片組201的N極、第五子芯片組205的P極與第二子芯片組202的N極由金屬導(dǎo)電層共同連接于節(jié)點(diǎn)A ;第一芯片組的第二子芯片組202的P極與第三子芯片組203的N極由金屬導(dǎo)電層連接于節(jié)點(diǎn)B ;第一芯片組的第三子芯片組203的P極、第五子芯片組205的N極與第四子芯片組204的P極由金屬導(dǎo)電層共同連接于節(jié)點(diǎn)C ； 第一芯片組的第四子芯片組204的N極與子第二子芯片組202的P極由金屬導(dǎo)電層連接于節(jié)點(diǎn)D，節(jié)點(diǎn)D為交流電源的輸入端，節(jié)點(diǎn)B為與另一芯片組的輸入端相連。相同的，第二芯片組的第一子芯片組206、第二子芯片組207、第三子芯片組208、第四子芯片組209、第五子芯片組210由若干子芯片組成，每組子芯片組的中的子芯片數(shù)量根據(jù)所需電壓作相應(yīng)調(diào)整；與第一芯片組的子芯片組連接相同，第二芯片組的第一子芯片組206的N極、第五子芯片組210的P極與第二子芯片組207的N極由金屬導(dǎo)電層共同連接于節(jié)點(diǎn)E ;第二子芯片組207的P極與第三子芯片組208的N極由金屬導(dǎo)電層連接于節(jié)點(diǎn)F ;第二芯片組第三子芯片組208的P極、第五子芯片組210的N極與第四子芯片組209的P極由金屬導(dǎo)電層共同連接于節(jié)點(diǎn)G ;第二芯片組的第四子芯片組209的N極與第一子芯片組206的P極由金屬導(dǎo)電層連接于節(jié)點(diǎn)H，節(jié)點(diǎn)F為交流電源的的另一輸入端，節(jié)點(diǎn)H為與另一芯片組的輸入端相連。圖3作為本實(shí)用新型的另一具體實(shí)施方式
電路示意圖，以下具體描述此交流LED芯片模塊包含一個芯片組，其中包括第一子芯片組301、第二子芯片組302、第三子芯片組303、第四子芯片組304、第五子芯片組305。第一、第二、第三、第四子芯片組的子芯片數(shù)量都為一個，第五子芯片組305的子芯片數(shù)量為兩個及兩個以上的任意整數(shù)。第一子芯片組301的N極、第五子芯片組305的P極與第二子芯片組302的N極由金屬導(dǎo)電層共同連接于節(jié)點(diǎn)A ;第二子芯片組302的P極與第三子芯片組303的N極由金屬導(dǎo)電層連接于節(jié)點(diǎn)B ;第三子芯片組303的P極、第五子芯片組305的N極與第四子芯片組304的P極由金屬導(dǎo)電層共同連接于節(jié)點(diǎn)C ;第四子芯片組304的N極與第一子芯片組301的P極由金屬導(dǎo)電層連接于節(jié)點(diǎn)D ;節(jié)點(diǎn)B和節(jié)點(diǎn)D為交流電源的輸入端。第五子芯片組305的芯片至少有兩顆子芯片的P極與P極相連，同時至少有兩顆子芯片的N極與N極相連。第五子芯片組305與節(jié)點(diǎn)A連接的子芯片都為P極與節(jié)點(diǎn)A相連，N極與下一個子芯片的P極相連，與節(jié)點(diǎn)C相連的子芯片都為N極與節(jié)點(diǎn)C相連，P極與下一個子芯片的N極相連。下面簡要闡述下本實(shí)用新型的LED芯片模塊的制備方法[0038]如圖4所示，從上而下依次為金屬導(dǎo)電層401、透明導(dǎo)電層402、鈍化層403、P-GaN404、量子阱 405、N-GaN 406、襯底 407。以上所有實(shí)施例中子芯片相應(yīng)層都同時生長，其芯片方面制造方法主要為步驟一、先在襯底407上外延生長N-GaN 406、量子阱405及P-GaN 404成為完整LED結(jié)構(gòu)外延片。步驟二、在P-GaN 404表面，利用光刻膠或其它介質(zhì)層作掩膜，用腐蝕或干法刻蝕的方法，露出N-GaN 406。步驟三、采用氣相沉積的方法沉積透明導(dǎo)電層，利用光刻膠作掩膜，用腐蝕或干法刻蝕的方法，得到需要的透明導(dǎo)電層402。步驟四、利用光刻和氣相沉積的方法得到金屬導(dǎo)電層401。步驟五、沉積介質(zhì)層后利用光刻作掩膜，用腐蝕或干法刻蝕的方法得到所需鈍化層 403。本實(shí)用新型尚有多種實(shí)施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種直接使用交流電的LED芯片組，所述芯片組包括第一子芯片組，第二子芯片組，第三子芯片組，第四子芯片組，第五子芯片組； 所述第一子芯片組與第二子芯片組以金屬導(dǎo)電層連接于節(jié)點(diǎn)A，所述第三子芯片組與第四子芯片組以金屬導(dǎo)電層連接于節(jié)點(diǎn)C ； 所述第二子芯片組與第三子芯片組以金屬導(dǎo)電層連接于節(jié)點(diǎn)B，所述第四子芯片組與第一子芯片組以金屬導(dǎo)電層連接于節(jié)點(diǎn)D ； 所述第五子芯片組連接于節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)C之間，所述節(jié)點(diǎn)B與節(jié)點(diǎn)D為交流電輸入端，其特征在于所述第一子芯片組、第三子芯片組的子芯片數(shù)量之和與第二子芯片組、第四子芯片組中的子芯片數(shù)量之和相等且每個子芯片組中的子芯片數(shù)量至少為一個。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種直接使用交流電的LED芯片組，其特征在于所述第一子芯片組、第二子芯片組、第三子芯片組和第四子芯片組中的子芯片數(shù)量均相等且至少為一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種直接使用交流電的LED芯片組，其特征在于所述第五子芯片組至少含有兩個子芯片，所述子芯片之間串聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種直接使用交流電的LED芯片組，其特征在于所述第五子芯片組至少含有兩組子芯片，每組所述子芯片之間并聯(lián)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種直接使用交流電的LED芯片組，其特征在于每組子芯片至少包括兩個子芯片串聯(lián)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種直接使用交流電的LED芯片組，其特征在于所述每組子芯片中含有的子芯片數(shù)量相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一種直接使用交流電的LED芯片組，其特征在于所述子芯片包括依次形成在生產(chǎn)襯底上的外延層、透明導(dǎo)電層、鈍化層，所述的外延層包括依次形成的N層、量子阱層和P層，所述透明導(dǎo)電層覆蓋所述P層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種直接使用交流電的LED芯片組，其特征在于所述的P層為P-GaN層，所述的N層為N-GaN層。
9.一種直接使用交流電源的LED芯片模塊，其特征在于所述LED芯片模塊由權(quán)利要求1-6所述的任意一種直接使用交流電的LED芯片組串聯(lián)或并聯(lián)或混聯(lián)組成。
專利摘要本實(shí)用新型揭示了一種直接使用交流電源的LED芯片組及芯片模塊，芯片組包括第一、第二、第三、第四和第五子芯片組；第一與第二子芯片組以金屬導(dǎo)電層連接于節(jié)點(diǎn)A，第三與第四子芯片組以金屬導(dǎo)電層連接于節(jié)點(diǎn)C；第二與第三子芯片組以金屬導(dǎo)電層連接于節(jié)點(diǎn)B,第四與第一子芯片組以金屬導(dǎo)電層連接于節(jié)點(diǎn)D；第五子芯片組連接于節(jié)點(diǎn)A、C，節(jié)點(diǎn)B、D為交流電輸入端，第一、第二、第三和第四子芯片組中的子芯片數(shù)量均相等且至少為一個。本實(shí)用新型LED芯片模塊具有更高的排版及使用的靈活性，能直接使用交流電或直流電作為電源，可直接通過多對芯片組或子芯片組的組合達(dá)到任何使用電壓和出光效率，方便了LED封裝及LED燈具生產(chǎn)，降低了成本。
文檔編號H01L25/075GK202495445SQ20122000256
公開日2012年10月17日 申請日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者吳思, 孔俊杰, 徐金雄, 王勇, 王懷兵, 王輝, 黃強(qiáng) 申請人:蘇州新納晶光電有限公司