一种led集成封装结构及其方法

文档序号:7009171阅读:178来源:国知局
一种led集成封装结构及其方法
【专利摘要】本申请提供一种LED集成封装结构及封装方法,其中LED集成封装结构包括支架(1),LED芯片(2)和透光片(4),其中在支架(1)上形成有凹面,该凹面用于反射LED芯片(2)发射的光,所述LED芯片(2)设置在所述凹面中,透光片(4)覆盖在凹面的上部。在LED芯片(2)上方设置聚焦透镜(7,8)。其中聚焦透镜(7,8)设置在LED芯片(2)和透光片(4)之间和/或设置在透光片(4)的表面。
【专利说明】一种LED集成封装结构及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体领域,更具体地说,涉及一种新型LED结构及其集成封装方法【背景技术】
[0002]目前单独封装的光源亮度都较高,而采用相同芯片集成封装出的LED光源光效普遍下降20-30%。经分析,其主要原因有两个方面:一是由于散热不佳引起的温度过高,既而导致芯片的发光效率降低;二是支架导光问题,一般芯片的出光量包括正面出光和侧面出光的总和,在一些水平型芯片中,侧面出光量占总出光量的20-25 %,如果不能把这部分光有效的取出,那么封装后的LED光源亮度将会明显降低。在集成封装中,目前支架都是平面形的,芯片也都靠得非常近,采用这样的支架封装后,芯片的侧面光几乎全部在芯片之间来回多次反射,慢慢消耗掉,而无法形成有效出光。
[0003]另外,在LED光源中荧光粉的作用在于光色复合,形成白光。其特性主要包括粒度、形状、发光效率、转换效率、稳定性(热和化学)等,其中,发光效率和转换效率是关键。研究表明,随着温度上升,荧光粉量子效率降低,出光减少,辐射波长也会发生变化,从而引起白光LED色温、色度的变化,较高的温度还会加速荧光粉的老化。传统LED器件存在两个问题,一是荧光粉与硅胶混合后直接涂覆与在LED晶片上,LED荧光粉紧靠热源,容易造成荧光粉整体温度偏高,引起使荧光粉激发效率降低,因此光效偏低,并且荧光粉长时间在温度过高的环境下很容易造成光衰;二是荧光粉涂敷方式是将荧光粉与灌封胶混合,然后点涂在晶片上。由于无法对荧光粉的涂敷厚度和形状进行精确控制,导致出射光色彩不一致,出现偏蓝光或者偏黄光。

【发明内容】

[0004]本发明的目的在于提供一种新型的LED结构及其封装方法,以克服上面提到的技术问题。
[0005]本发明提供一种LED集成封装结构,其特征在于:包括支架,LED芯片和透光片,其中在支架上形成有凹面,该凹面用于反射LED芯片发射的光,所述LED芯片设置在所述凹面中,透光片覆盖在凹面的上部,其中透光片为玻璃片,荧光粉内渗或外涂于玻璃片上。
[0006]其中在LED芯片上方设置有聚焦透镜,用于完成配光。
[0007]其中聚焦透镜设置在LED芯片和透光片之间和/或设置在透光片的表面。
[0008]其中在LED芯片和聚焦透镜之间填充有惰性气体。
[0009]其中在透光片和聚焦透镜之间填充有硅胶。
[0010]其中设置在透光片表面的多个聚焦透镜形成透镜阵列,聚焦透镜是直径0.1mm的半球形透镜。
[0011]本发明还提供一种LED集成封装结构的封装方法,其特征在于,包括:
[0012]在支架上形成凹面,该凹面用于反射LED芯片发射的光;
[0013]将LED芯片设置在所述凹面中;[0014]使LED芯片与支架导通;
[0015]将透光片覆盖在凹面的上部;
[0016]在LED芯片上方设置聚焦透镜;
[0017]将荧光粉内渗或外涂于透光片上。
[0018]其中聚焦透镜设置在LED芯片和透光片之间和/或设置在透光片的表面。
[0019]所述的方法还包括在聚焦透镜和透光片之间注入硅胶。
[0020]所述的方法还包括:在聚焦透镜和LED芯片之间充入惰性气体。
[0021]本发明通过在支架上形成碗形凹面,有效地将芯片侧面光取出,并且通过在芯片上方形成聚焦透镜,可以进行多次配光,达到最佳出光光效,提高器件可靠性,而且可以提高取光效率(60%)。将荧光粉内渗或外涂于玻璃表面,不仅可提高荧光粉的均匀度,而且可提高封装效率和产品光色的一致性。
【专利附图】

【附图说明】
[0022]如在附图中图示的,其中不同附图中相同的部分采用相同的附图标记指代。附图不一定是按比例的,相反的,重点在于图示本发明的原理和构思。
[0023]图1示出本发明第一实施例的LED结构;
[0024]图2示出本发明第二实施例的LED结构;
[0025]图3示出本发明第三实施例的LED结构;
[0026]图4示出本发明第四实施例的LED结构。
【具体实施方式】
[0027]需要说明的是,不同的实施例仅用于示例性的说明本发明的原理和思想,并不是对本发明范围的限制。而且,不同实施例之中的特征也可以相互组合以形成新的技术方案。
[0028]实施例一
[0029]如图1所示为LED集成封装结构中的一个LED的封装结构。在该封装中,I代表支架,在支架I上形成一个碗形的凹面,该碗形的凹面可以反射光,有效地将芯片侧面光取出,在支架I的凹面内设置一个或多个芯片2,例如可以将芯片2设置在凹面的底部上。芯片2例如可以是GaN芯片,当然可以是其它任何合适的LED芯片。可以采用银胶和/或绝缘胶来将芯片2固定在凹面的底部,然后给芯片2焊接导线3,使芯片2和支架I导通。导线3例如可以使用金线,或其它适合的金属导线。透光片4覆盖在碗形凹面的上部。透光片的下面涂覆一层很薄荧光粉5,荧光粉5也可以内渗的方式形成于透光片4的表面。透光片4可以是玻璃片,在透光片4和芯片2之间注满硅胶6。透光片4距芯片2 —定距离,例如可以为大约0.88mm。
[0030]本实施例一借鉴单独封装的支架设计形式,在集成封装结构上给一个或一组芯片在支架上造一个凹面的碗,使支架的内凹侧面将光反射出来,能很好的将侧面出光量取出。
[0031]实施例二
[0032]参见图2所示,其结构与图1中的LED集成封装结构基本相同,其区别在于芯片2上方和透光片4之间设置有透镜7,透镜7为聚焦透镜,透镜7包围芯片2。透镜7与支架I围成的空间内充满惰性气体。在透光片4和透镜之间注满了硅胶6。将荧光粉内渗或外涂于玻璃片形成透光片4。
[0033]本实施例中,透镜7可以根据照明需要做配光设计,完成一次配光。通过在芯片上布置一个聚焦透镜7,并将透光片4置于距芯片一定位置,可以提高器件可靠性,而且可以提高取光效率。
[0034]实施例三
[0035]参见图3所示,其结构与图1中的LED集成封装结构基本相同,其区别在于在透光片4表面上形成有多个微透镜8,多个微透镜8形成微透镜阵列,微透镜阵列可采用直径
0.1mm的半球形透镜阵列,微透镜8为聚焦透镜。
[0036]透光片4和芯片之间注满了硅胶6。将荧光粉内渗或外涂于玻璃片形成透光片4。
[0037]本实施例中,微透镜8可以根据照明需要做配光设计,完成一次配光。通过在透光片4表面布置微透镜8,并将透光片4置于距芯片一定位置,可以提高器件可靠性,而且可以提高取光效率。
[0038]实施例四
[0039]参见图4所示,其封装结构组合了实施例二和实施例三中的结构。在芯片2上方和透光片4之间设置有聚焦透镜7,透镜7包围芯片2。透镜7与支架I围成的空间内充满惰性气体。在透光片4和透镜之间注满了硅胶6。另外在透光片4表面上形成有多个微透镜8,多个微透镜8形成微透镜阵列,微透镜阵列可采用直径0.1mm的半球形透镜阵列,微透镜8为聚焦透镜。
[0040]本实施例中通过微透镜8和透镜7可以完成两次配光设计。并将透光片4置于距芯片一定位置,可以进一步提高器件可靠性,而且可以提高取光效率。
[0041]此外,LED芯片的集成封装结构,可以是圆形或椭圆形,也可以是正方形、长方形、三角形、菱形等等任何合适的形状。
[0042]在本发明中,硅胶可采用注胶方式形成,省去moding机。
[0043]本发明通过在支架上形成碗形凹面,有效地将芯片侧面光取出,并且通过在芯片上方形成聚焦透镜,可以进行多次配光,达到最佳出光光效,提高器件可靠性,而且可以提高取光效率(60%)。将荧光粉内渗或外涂于玻璃表面,不仅可提高荧光粉的均匀度,而且可提高封装效率和产品光色的一致性。
【权利要求】
1.一种LED集成封装结构,其特征在于:包括支架(I),LED芯片(2)和透光片(4),其中在支架(I)上形成有凹面,该凹面用于反射LED芯片(2)发射的光,所述LED芯片(2)设置在所述凹面中,透光片(4)覆盖在凹面的上部,其中透光片(4)为玻璃片,荧光粉(5)内渗或外涂于玻璃片上。
2.根据权利要求1所述的LED集成封装结构,其中在LED芯片(2)上方设置有聚焦透镜(7、8),用于完成配光。
3.根据权利要求2所述的LED集成封装结构,其中聚焦透镜(7)设置在LED芯片(2)和透光片(4)之间和/或设置在透光片(4)的表面。
4.根据权利要求2或3所述的LED集成封装结构,其中在LED芯片(2)和聚焦透镜(7)之间填充有惰性气体。
5.根据权利要求2或3所述的LED集成封装结构,其中在透光片(4)和聚焦透镜(7)之间填充有硅胶(6)。
6.根据权利要求3所述的LED集成封装结构,其中设置在透光片(4)表面的多个聚焦透镜(8)形成透镜阵列,聚焦透镜(8)是直径0.1mm的半球形透镜。
7.—种权利要求1-6中任一项所述的LED集成封装结构的封装方法,其特征在于,包括: 在支架(I)上形成凹面,该凹面用于反射LED芯片(2)发射的光; 将LED芯片(2)设置在所述凹面中; 使LED芯片⑵与支架⑴导通; 将透光片(4)覆盖在凹面的上部; 在LED芯片(2)上方设置聚焦透镜(7,8); 将荧光粉(5)内渗或外涂于透光片(4)上。
8.根据权利要求7所述的方法,其中聚焦透镜(7,8)设置在LED芯片(2)和透光片(4)之间和/或设置在透光片(4)的表面。
9.根据权利要求8所述的方法,还包括: 在聚焦透镜(7)和透光片(4)之间注入硅胶(6)。
10.根据权利要求8所述的方法,还包括: 在聚焦透镜(7)和LE D芯片(2)之间充入惰性气体。
【文档编号】H01L33/58GK103579457SQ201310503737
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】何瑞科, 贾伟东 申请人:西安重装渭南光电科技有限公司
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