一种LED封装结构的制作方法

本实用新型属于光电器件技术领域，具体涉及一种LED封装结构。

背景技术：

LED(Light Emitting Diode)即发光元件是将电转换为光，与以往的光源相比，体积小、寿命长久、消费电力少、反应快，因此，广泛应用于汽车仪表类显示元件、用于光通信的光源等各种电子设备的显示用灯、数字显示装置或计算机的读卡机、倒车灯等各种领域。

LED制造过程中，一般是直接将荧光粉涂敷在芯片表面上的，LED灯芯激发荧光粉，形成白光，然而由于荧光粉的光散射特性使得相当一部分的正向入射光线会被后向散射，因此，芯片对于后向散射的光线存在吸收作用，致使LED封装光源的整体光通量下降，从而限制了LED光源整体光效的提高。

因此，如何提高LED的取光效率，并延长LED封装结构的使用寿命是目前本领域的技术热点问题。

技术实现要素：

针对以上存在的问题，本实用新型提出了一种新的LED封装结构，具体的实施方式如下。

具体的，本实用新型的一个实施例提供了一种LED封装结构，其中，包括，

散热基板21；

LED芯片，固接在所述散热基板21上；

硅胶层，包括依次设置于所述LED芯片上表面的第一透镜层22、第一封装层23、第二透镜层24和第二封装层25，其中，所述第一透镜层22和所述第二透镜层24分别由多个半球形透镜组成，且所述第二透镜层24和所述第二封装层25含有荧光粉。

在本实用新型的一个实施例中，所述第二封装层25的上表面为弧形。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一透镜层22和所述第一封装层23由耐高温硅胶制成。

在本实用新型的一个实施例中，还包括支架，所述散热基板21通过卡扣或粘胶方式固定于所述支架上。

在本实用新型的一个实施例中，所述LED芯片为氮化镓基蓝光芯片。

本实用新型的有益效果为：

1、通过设置第一透镜层和第二透镜层，使得光照更加集中，并将第二封装层的上表面设置为弧形，对光束进行整形，避免了增加额外透镜，降低了生产成本。

2、通过在第二透镜层和第二封装层设置荧光粉，避免了将荧光粉直接涂敷在LED芯片上，解决了在高温条件下引起的荧光粉的量子效率下降的问题。

3、本实用新型实施例通过设置双透镜层，透镜可以改变光的传播方向，能够有效地抑制全反射效应，有利于更多的光发射到LED外面，提高LED的发光效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种LED封装结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种GaN基蓝光芯片的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种LED封装结构发光原理示意图；

图4A、图4B为本实用新型实施例提供的一种多个半球形透镜的排列示意图。

附图标记说明：

21-散热基板；

22-第一透镜层；

23-第一封装层；

24-第二透镜层；

25-第二封装层。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

实施例一

请参考图1，图1为本实用新型实施例提供的一种LED封装结构的结构示意图；其中，本实用新型实施例提供的LED封装结构，包括，

散热基板21；

LED芯片，固接在所述散热基板21上；

硅胶层，包括依次设置于所述LED芯片上表面的第一透镜层22、第一封装层23、第二透镜层24和第二封装层25，其中，所述第一透镜层22和所述第二透镜层24分别由多个半球形透镜组成，且所述第二透镜层24和所述第二封装层25含有荧光粉。

进一步的，所述第二封装层25的上表面为弧形。

进一步的，所述第一透镜层22和所述第一封装层23由耐高温硅胶制成。

进一步的，还包括支架，所述散热基板21通过卡扣或粘胶方式固定于所述支架上。

进一步的，所述LED芯片为氮化镓基蓝光芯片。

本实用新型的有益效果具体为：

1、通过设置第一透镜层和第二透镜层，使得光照更加集中，并将第二封装层的上表面设置为弧形，对光束进行整形，避免了增加额外透镜，降低了生产成本。

2、通过在第二透镜层和第二封装层设置荧光粉，避免了将荧光粉直接涂敷在LED芯片上，解决了在高温条件下引起的荧光粉的量子效率下降的问题。

3、本实用新型实施例通过设置双透镜层，透镜可以改变光的传播方向，能够有效地抑制全反射效应，有利于更多的光发射到LED外面，提高LED的发光效率。

实施例二

请结合图1、图3以及图4A和图4B所示，图1为本实用新型实施例提供的一种LED封装结构的结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的一种LED封装结构发光原理示意图；图4A、图4B为本实用新型实施例提供的一种多个半球形透镜的排列示意图。

其中，本实用新型实施例提供的LED封装结构，包括

散热基板21；

LED芯片，固接在所述封装散热基板21上；

硅胶层，包括依次设置于所述LED芯片上表面的第一透镜层22、第一封装层23、第二透镜层24和第二封装层25，其中，所述第一透镜层22和所述第二透镜层24分别由多个半球形透镜组成。

由此可知，本实用新型实施例的LED封装结构中，第一透镜层22和第二透镜层24堆叠，形成多层透镜结构，该种结构使得光照在集中区更加均匀，而且与LED芯片接触的第一透镜层22和第一封装层23均不含有荧光粉，这样避免了芯片将向后散热的光线吸收掉，所以提高了取光效率。

在本实用新型实施例中，LED芯片为氮化镓基蓝光芯片，所述第二透镜层24和所述第二封装层25含有黄色荧光粉，当氮化镓基蓝光芯片发光，如图3所示，LED芯片照射到黄色荧光粉上时，激发黄色荧光粉发光最终形成白光，这样将LED芯片与荧光粉分离，解决了在高温条件下引起的荧光粉的量子效率下降的问题。

本实用新型实施例中，所述散热基板21材料为实心铜板，且所述散热基板21的厚度大于0.5毫米、小于10毫米，其中，铜板的热容大，导热性好，LED芯片工作时产生的热量，可以快速地通过实心铜板散发出去，而且散热基板21的厚度介于0.5-10mm之间，厚度较大可以防止散热基板21受热变形，保证散热基板21与LED芯片紧密接触，保证散热效果。

本实用新型实施例中，所述第一透镜层22的折射率大于所述第一封装层23的折射率，所述第二透镜层24大于所述第二封装层25的折射率，所述第一封装层23的折射率小于所述第二封装层25的折射率。本实用新型实施例中，第一透镜层22和第二透镜层24上的多个半球形透镜的材料可以是由聚碳酸脂、聚甲基丙烯酸甲脂和玻璃混合而成，根据各个成分的不同可调节半球形透镜的折射率，第一封装层23不含有荧光粉，其主要构成材料可以是有机硅材料等，而第二封装层25的材料可以是甲基硅橡胶和苯基高折射率有机硅橡胶混合而成，本实用新型实施例中，透镜层的折射率大于封装层的折射率，封装层的折射率从下向上依次增大，该种设置方式能够较好地抑制全反射现象，使得光照最大化地照射出去，避免全反射使得光被封装结构吸收变为热量，提高了取光效率。

需要说明的是，本实用新型实施例中，第二封装层25的折射率越小越好，不超过1.5，以避免与外界空气形成较大的折射率差，导致光全反射，被封装材料吸收转为热量，影响出光效率。

需要说明的是，本实用新型实施例中，第一透镜层22上包含多个第一半球形透镜，该些第一半球形透镜为“平凸镜”，其焦距f＝R/(n2-n1)，其中，n2是第一透镜层22的折射率和第二透镜层24的折射率取平均值，n1是取第二透镜层24上下两层封装层的折射率的平均值(本实用新型实施例中第一封装层23的折射率小于第二封装层25，但二者的折射率取值较为相近似，折射率差不大)，R是第一半球形透镜的半径。

为了保证光从第一透镜层22出射后到达第二透镜层24时为聚拢状态，本实用新型实施例中，第一透镜层22和第二透镜层24之间的距离L的高度应该在2倍焦距以内，也即L的范围不超过2R/(n2-n1)。

此外，本实用新型实施例中，第二封装层25的厚度较厚，第二透镜层24的顶面到第二封装层25的上表面一般在50-500微米之间。

本实用新型实施例中，所述第二封装层25的上表面为弧形，所述弧形具体可以为半球形、抛物线型或者扁平形，其中半球形出光角最大，适合于普通照明应用；抛物面出光角最小，适合于局部照明应用；而扁平形介于两者之间，适合于指示照明；因此，可根据产品应用场所来选择具体的形状，以期达到最好的使用效果。这样中间高，两边低的外观结构使得第二封装层25具有透镜的作用，当光照射到第二封装层25表面时，经过第二封装层25的整形，使得光照更加集中均匀，而且不需要增加外部透镜，降低了生产成本。

由于LED工作时，会产生大量的热，导致硅胶材料受热会发生黄化，影响光照颜色以及产品使用寿命，因此，本实用新型实施例中，与LED芯片直接接触的第一透镜层22和第一封装层23由耐高温硅胶制成。

本实用新型实施例中，多个所述半球形透镜的直径为10-200微米，且多个所述半球形透镜均匀间隔排列，间距为10-200微米，如图1所示，多个半球形透镜的直径为2R，介于10-200微米之间，需要说明的是，多个半球形透镜的直径可以相同也可以不同，相邻两个半球形透镜之间的距离为A，A的范围介于10-200微米之间，相邻的两个半球形透镜之间的距离越小越好，并且间距A可以各不相同，也可以均匀排列，本实施例对此不做限制。

本实用新型实施例中，对多个半球形透镜的排列方式也进行了适当限定，如图4A所示，多个半球形透镜呈矩形排列，或者如图4B所示，多个半球形透镜交错排列。具体的，本实用新型实施例中，第一透镜层22采用矩形排列，第二透镜层24采用交错排列，或者相互调换，以实现第一透镜层22和第二透镜层24的半球形透镜交错排列的效果，交错排列可以将相邻透镜间的光聚拢，产生聚焦作用。

而当第一透镜层22和第二透镜层24的半球形透镜的排列方式一致时，可以对LED芯片产生的杂乱无章的光进行整形，使光聚拢。

本实用新型实施例中，所述封装结构还包括支架，散热基板21固定于支架上，固定方式有卡扣、粘胶等方式。

具体的，本实用新型实施例中，散热基板21为实心铜质基板，散热基板21的厚度D介于0.5-10mm之间，散热基板21的宽度W根据LED芯片的大小进行裁切，在此不做限制，铜质基板热容大，导热性好，而且不易受热变形，使得对LED芯片的散热性更好。第一透镜层22，每个半球形透镜的半径为R，相邻两个半球形透镜的间距为A，第一透镜层22的顶面到第二透镜层24的底面的距离为L，L介于0—2R/(n2-n1)之间，第二透镜层24设置于第一封装层23的上方，第二透镜层24上的多个半球形透镜的半径也为R，且第二透镜层24上的多个半球形透镜的顶面到第二封装层25的上表面的距离介于50-500微米，本实用新型实施例中，第二封装层25的上表面为弧形，形成了一个较大的透镜，以对光束进行二次整形，而避免了增加外部透镜，因此降低了生产成本。

综上所述，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例提供的一种LED封装结构的实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的结构及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以所附的权利要求为准。