具有底部反射体的封装led透镜的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及封装发光二极管(LED)，并且具体地涉及利用具有底部反射特征的透镜封装LED管芯。
【背景技术】
[0002]将LED管芯安装在基板(衬底)上并且将预形成的圆顶透镜定位在LED管芯之上以封装它是常见的。圆顶透镜具有用于LED管芯的腔体，其包含透明或半透明弹性硅树脂。透镜的底部以其它方式是平坦的。当圆顶透镜被按压在LED管芯之上时，硅树脂填充LED管芯周围的空隙。
[0003]利用这样的结构，光发射一般是朗伯式的。从LED管芯侧面或者以浅角度发射的光时常是浪费的光，因为有用的光发射一般是在前向方向上发射的光。这样的经封装的LED管芯已经安装在小反射锥形杯中以将所有光定向在前向方向上，但是这样的杯为LED模块增加了成本和尺寸。
[0004]此外，在向下方向上发射的光可能在某种程度上被基板表面吸收并且在浅角度处反射。因此，该光也可能被浪费。
[0005]所需要的是不遭受以上提到的缺陷的透镜封装技术。
【发明内容】
[0006]在一个实施例中，LED管芯的阵列安装在基板晶片上，其中LED管芯的电极电气连接到基板晶片上的金属垫。可以使用倒装芯片LED或引线键合LED。本发明还适用于一次处理单个LED。
[0007]透镜是预形成的，诸如通过模制过程。透镜可以由硬化的硅树脂或其它合适的透明材料形成。透镜典型地为圆形并且可以具有被成形为圆顶或其它形状以实现期望的光图案的顶表面。透镜具有用于LED管芯的腔体。将反射体图案模制到透镜的底表面中，诸如具有成角表面的刻面环。在一个实施例中，刻面是模制到透镜的底表面中的成角凹陷。角可以是平角或圆角。
[0008]刻面和透镜的底部可以可选地涂敷有反射膜，诸如反射金属膜。
[0009]在腔体中分配软化的硅树脂。
[0010]当透镜被按压在LED管芯之上时，腔体中的硅树脂封装LED管芯，并且LED管芯被刻面环围绕。刻面环的成角表面向上反射来自LED管芯的向下或浅光发射。如果反射膜不涂敷刻面，则向上反射可以通过全内反射(TIR)。
[0011]不同半径和高度的多个同心刻面环可以形成在透镜的底部中以用于分散光发射。不同刻面环的角度可以不同或相同。在另一实施例中，刻面环不需要为圆形，而是可以取决于期望的发射图案而为方形、矩形、椭圆形或其它形状。类似地，透镜可以具有任何形状。
[0012]刻面环可以形成为导致LED模块发射窄射束或其它光发射图案。透镜的顶表面可以成形为实现任何光发射图案。
[0013]在另一实施例中，透镜的底表面形成为磨圆的以向上反射LED光。
[0014]基板晶片的顶表面可以涂敷有反射膜。
[0015]封装过程可以在晶片级执行以简化处置并且降低成本。在封装过程之后，基板晶片被单分以形成单独的LED模块。
[0016]描述了其它实施例。
【附图说明】
[0017]图1是填入有LED管芯的阵列的基板晶片的自顶向下视图。
[0018]图2是平分透镜的横截面视图，其图示了依照本发明的一个实施例的形成在透镜底部中的反射刻面和LED管芯腔体。
[0019]图3是示出LED管芯腔体和圆形刻面的顶点的图2的透镜的自底向上视图。
[0020]图4是填入有LED管芯的基板晶片的横截面视图，其中图2的透镜已经定位在LED管芯之上以封装它们。
[0021]图5是依照本发明的另一实施例的平分透镜的横截面视图。
[0022]相同或类似的元件用相同的标号标记。
【具体实施方式】
[0023]图1图不了填入有LED管芯12的阵列的基板晶片10。在另一实施例中，一次仅处理单个LED管芯12。LED管芯12可以是任何类型，包括倒装芯片、垂直、引线键合等。在简化示例中，仅示出十二个LED管芯12，但是在实际实施例中，数百个LED管芯12将典型地安装在单个基板晶片10上。LED管芯12典型地为每侧大约1mm。基板晶片10可以是常规的，诸如具有导电迹线的陶瓷晶片，或者可以由另一材料形成。晶片10还可以是矩形、六边形或任何其它合适的形状。
[0024]图2是依照本发明的一个实施例的预形成的透镜14的横截面视图。图3是图示了刻面18和22的顶点以及LED管芯腔体16的轮廓的透镜14的自底向上视图。图4图示了安装在LED管芯12之上的透镜14。透镜14可以是经模制的硅树脂。对于典型的LED管芯，透镜14可以具有大约3-5mm的直径。
[0025]透镜14具有中央腔体16，其略微大于LED管芯12。围绕腔体16的是向上重定向LED管芯的侧光的反射特征。在图2的示例中，圆形第一刻面18具有向上反射任何侧光的成角面，如通过光线20在图4中所示。圆形第二刻面22延伸到透镜14中的更大距离并且具有同样向上反射撞击光的成角面，诸如图4中的光线24。任何其它类型的反射特征可以形成在透镜14的底表面中以向上反射光。
[0026]在另一实施例中，刻面18和22的光撞击面不是平坦的，而是弯曲的(诸如抛物线地)以创建更窄的射束。添加不同高度的更多同心刻面环可以服务于跨透镜14的顶表面分散开光发射。
[0027]在另一实施例中，刻面18和22取决于期望的发射图案而形成方形、矩形、椭圆形或其它形状的环。透镜14也可以取决于期望的发射图案而为方形、矩形、椭圆形或其它形状。
[0028]在一个实施例中，刻面18和22以及透镜14的底表面的其余部分涂敷有反射膜，诸如反射金属膜。在另一实施例中，不存在涂敷刻面18和22的反射膜，并且刻面18和22限定气隙。当光在某一角度范围内撞击时，透镜/空气界面处的不同折射率导致TIR。甚至穿过刻面18和22的光仍旧可以通过被刻面18和22折射的光而发射，并且在一些情况中，反射离开基板晶片10的表面。
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