专利名称：大功率发光二极管封装结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及半导体光电子技术领域，具体地说，涉及一种大功率发光二极管封装结构。
背景技术：
GaAs红外大功率发光二极管主要用在测距、定向、夜视、空间通讯等领域。GaAs红外大功率发光二极管一般是采用液相外延生长的方法制造，用液相外延材料制作，其工艺复杂，制作周期长，效率低、性能一致性差，难以满足市场需要。通常其LED管芯被内封的硅胶或环氧树脂等胶体所覆盖，这些内封的胶体对LED管芯发出的光形成光路障碍，光路不畅通，一部分光被内封胶体吸收或阻挡，加大了光的损耗，导致出光率低，出光效果不佳； 其封装也有采用玻璃磨球工艺的，先将玻璃材料磨成近似于球体，再将玻璃球与固定有LED 管芯的基座进行封装，但采用玻璃磨球封装存在的缺陷是一方面，难以保证磨球后的玻璃的尺寸精度，封装该玻璃磨球后的整个器件的发散角的一致性差，另一方面，封装后一部分玻璃球体仍然会对LED管芯发出的光形成光路障碍，导致出光率低，出光效果不佳。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能减少光路障碍，确保光路畅通，降低光的损失，出光效果佳的大功率发光二极管封装结构。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是大功率发光二极管封装结构，包括基座，所述基座上设有管芯，所述基座与所述管芯之间设有用于将两者固定为一体的焊接层，所述管芯的外围封装有透镜，所述透镜与所述管芯之间围成真空空腔。作为优选的技术方案，所述透镜为玻璃透镜。由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是由于本实用新型的大功率发光二极管封装结构中管芯的外围封装有透镜，透镜与管芯之间围成真空空腔，不存在传统封装结构中的内封胶体，管芯发出的光不会被胶体所吸收或阻挡，自真空空腔穿透透镜后直接射出，光路畅通，无障碍，光损耗低，出光率高，出光效果佳。当本实用新型的大功率发光二极管封装结构的外封透镜采用玻璃透镜时，玻璃透镜透光率高，可达97 %，产品一致性好，精密度高，保证了器件发散角的一致性，封装后的产品出光效果佳，合格率高，且可以极大地提高生产效率，适合批量生产。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型实施例的封装结构示意图；图2是本实用新型实施例的发散角分布曲线图；图3是本实用新型实施例的直流特性曲线图；图4是本实用新型实施例的发光光谱分布曲线图；[0013]图5是本实用新型实施例的功率特性曲线图；图中1-基座；11-安装支架；2-焊接层；3-管芯；4-真空空腔；5_透镜；6_散热板；7-导热支架。
具体实施方式
如图1所示，本实施例中的大功率发光二极管封装结构为940nmGaAS红外大功率发光二极管封装结构，包括基座1，所述基座1上设有管芯3，所述基座1与所述管芯3之间设有用于将两者固定为一体的焊接层2，所述管芯3的外围封装有透镜5，所述透镜5与所述管芯3之间围成真空空腔4，其中，所述透镜5为玻璃透镜。本实施例中，所述基座1的另一端还设有安装支架11，以便与实际的应用场合螺纹连接或者插接安装；本实施例中， 所述基座1与所述管芯3之间还设有散热板6，以提高整个封装结构的散热效果，所述散热板6上设有导热支架7，所述导热支架7穿过所述基座1，在安装该封装结构时可以起到辅助固定封装结构的作用。本实施例中，由于透镜5与管芯3之间围成真空空腔4，封装结构中不存在传统封装结构中的内封胶体，管芯3发出的光不会被胶体所阻挡或吸收，自真空空腔4穿透透镜5 后直接射出，光路畅通，无障碍，光损耗低，出光率高，出光效果佳；由于封装结构的外封透镜5采用玻璃透镜，玻璃透镜透光率高，可达97%，产品一致性好，精密度高，保证了器件发散角的一致性，封装后的产品出光效果佳，合格率高，且可以极大地提高生产效率，适合批量生产，实际生产时，只需根据不同的出光角度的要求，选用具有不同的出光角度如60°、 90°等成品玻璃透镜进行真空封装即可满足要求。本实施例中的大功率发光二极管封装结构是采用包括以下步骤的封装方法制备而成的(1)基座清洗，用超声波清洗机或等离子清洗机将基座1清洗干净，烘干；(2)在清洗烘干后的基座上点涂焊料，所用焊料为金属焊料，例如可选用锡金焊料、锡铜焊料或导电银胶焊料，将检测完好的管芯3贴到基座1的焊料区；(3)烧结，将经步骤(2)后的器件置于烧结炉中进行烧结，本实施例中的烧结炉选用氧气炉，烧结后焊料固化成焊接层2，同时将管芯3固定在基座1上；进行本烧结步骤时， 向烧结炉中通入氢气，氢气具有还原作用，能够除去器件表面的有机杂质粘污，同时保护管芯3和焊料不被氧化，可以减小后续焊线连接时的串联电阻。本烧结步骤中的烧结温度为180°C 230°C，烧结时间为60min 90min ；最好的的烧结温度为200°C，烧结时间为75min(4)压焊，管芯3经烧结步骤焊接固定在基座1之后，利用金丝焊机将电极片与管芯3的引脚线焊接，完成管芯3的内外引线的连接；进行本步骤时，通入氮气做保护。(5)真空封装，在真空条件下，通过压合机将透镜5与散热板6真空压合在一起，透镜5即封装在管芯3的外围，因而在所述透镜5与所述管芯3之间围成真空空腔4。对采用以上的封装方法所制备的封装结构进行试验，在试验中，经过+85°C 至-45°C五次循环，每次半小时，器件无一损坏；经过M小时100°C的高温存贮试验，X、 Y方向500g的冲击试验，器件性能无一损坏；器件在2A电流下老化4000小时，功率不变。对器件进行测试后得出的器件的参数正向压降，IOOmA下，1.25V左右；光谱范围，940nm士20nm ；直流功率，3A下输出功率200 400mW ；发散角在50度士 10度，器件发散角的范围都在要求的范围之内，其中图2是经试验分析后的发散角分布曲线图；图3是经试验分析后的直流特性曲线图；图4是经试验分析后的发光光谱分布曲线图；图5是经试验分析后的功率特性曲线图。以上试验说明，通过本封装方法所制备的大功率发光二极管封装结构，极大地提高了器件的可靠性，使批量生产成为可能。上述实施例仅仅是本实用新型具体实施方式
的举例，未详细述及部分为本领域中的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.大功率发光二极管封装结构，包括基座，所述基座上设有管芯，所述基座与所述管芯之间设有用于将两者固定为一体的焊接层，其特征在于所述管芯的外围封装有透镜，所述透镜与所述管芯之间围成真空空腔。
2.如权利要求1所述的大功率发光二极管封装结构，其特征在于所述透镜为玻璃透镜
专利摘要本实用新型公开了一种大功率发光二极管封装结构，所述的封装结构包括基座，所述基座上设有管芯，所述基座与管芯之间设有焊接层，所述管芯的外围封装有透镜，所述透镜为玻璃透镜，所述透镜与所述管芯之间围成真空空腔。用本实用新型的封装方法所制备的大功率发光二极管封装结构，能减少光路障碍，确保光路畅通，降低光的损失，出光效果佳，生产效率高，适合批量生产。
文档编号H01L33/48GK201946627SQ20102066764
公开日2011年8月24日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年12月9日
发明者吉爱华, 李玉芝 申请人:潍坊广生新能源有限公司