具有双层荧光粉层的led封装结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种具有双层荧光粉层的LED封装结构，涉及发光半导体的封装技术，用于提高出光率，改善器件的性能和提高荧光粉的利用率。其技术方案如下：LED芯片固定在一分压片的上面，分压片通过银胶固定在芯片槽内；分压片的底部包括光处理区和固晶区，光处理区相对固晶区呈向上的倾角；在底部的边缘设弯折挡板，其使银胶被围在一组弯折挡板中间；芯片为倒装芯片，其包括倒装基板上非焊接区的表面涂敷有RGB荧光粉层；在光处理区的表面向下依次涂敷有RGB荧光粉层、黄色荧光粉层和反射层。在芯片槽槽口下方位置的下沉台阶，电极导线设在下沉台阶上；引线被封装在封胶内；在下沉台阶以上至槽口的芯片槽区域为黄色荧光粉胶封装区域。
【专利说明】具有双层荧光粉层的LED封装结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发光半导体的封装技术。
【背景技术】
[0002]现有的大功率LED发光器件的封装方式参见图1所示的方案。LED芯片7通过银胶6固定在支架4的芯片槽5内。引线I将LED芯片的电极与支架上的电极导线3连接在一起。LED芯片通过封胶固定在芯片槽内。这种LED器件在工作的时候芯片内部的结温会超过100摄氏度，灯腔内的温度也在70?90摄氏度。芯片槽内的封胶以环氧树脂材料为例，引线为金线的情况下，环氧树脂在几十度的温差下会产生较为明显的热胀冷缩，金线的膨胀系数仅为其五分之一以下，相比环氧树脂并不明显。如图1所示的示意图，虚线为热膨胀后的情况，由于封胶内部应力作用，封胶会表现出鼓起状，形成升温后封胶顶部2，变形后的封胶会带动引线I的上部发生偏移，即造成引线被拉长，升温后引线I’拉长后会产生延展长度L。发生这种现象的原因，是因为封胶与金线的膨胀系数相差巨大造成的。
[0003]LED是可以频繁开关的器件。在频繁的开关过程中，金线的这种拉伸会频繁进行。对金线短期的拉伸，金线会将拉力传导到其两端的焊接处，对焊接处造成拉扯效应，这给焊点造成脱焊的风险，也会造成焊点处电阻增大。如果LED常亮，金线所受的拉伸力持续进行，则会造成金线局部发生永久性形变，即变细。金线变细会导致金线上各处电阻差异明显，在变瘦处，电阻增大，发热增多。金线本身具有一定的导热功能，上述情况会增加金线的导热负担，降低芯片向外导热的能力，严重的情况会造成断线死灯。金线承受的封胶应力以及可能发生的偏移在一次封装的过程中同样存在。由于一次封装的温度较器件出厂使用时的温度更高(一般封装温度为150?180摄氏度)，金线以及其焊接部位产生故障的几率也比较高。
[0004]在将LED芯片进行固晶的时候，需要用到银胶。银胶为导体，其点胶时的用量需要非常精确。过多的银胶会堆砌在芯片周围，造成芯片短路或漏电；过少的银胶量又可能导致固晶不牢。由于芯片涂敷银胶的面非常小，因此银胶的量的把握和位置的涂敷经常会出现差错，在量足的情况下，点胶位置不精准也会由于银胶分布不均造成短路或漏电问题。
[0005]除此以外，银胶中的银粉会吸收光。在芯片槽内漫反射的光线会被银胶吸收，且银胶用量越多，吸收的光线会越明显，因此无论银胶中的提高银的含量还是增加银胶的用量都会导致芯片槽内的光线被吸收，进而造成光损，降低出光率。
实用新型内容
[0006]本实用新型所要解决的第一个技术问题是提供一种LED封装器件，用于提高出光率，改善器件的性能，以及提高荧光粉的利用率。
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种具有双层荧光粉层的LED封装结构，包括蓝光LED芯片和支架，LED芯片通过银胶固定在支架的芯片槽内；支架上设有电极导线，LED芯片通过引线与电极导线电连接；[0008]所述LED芯片固定在一分压片的上面，分压片通过其下面的银胶固定在芯片槽内；
[0009]所述分压片包括底部和连接在底部上的引线抬升部；引线抬升部由底部向上呈一定的倾角，在引线抬升部的上端设有用于固定引线的焊位，引线将焊位与所述电极导线电连接在一起，在底部或引线抬升部的下端设有一级引线焊位，所述焊位与一级引线焊位通过导线连接，在一级引线焊位与LED芯片的电极通过一级引线电连接；所述底部包括用于给LED芯片传热的固晶区和光处理区，固晶区位于光处理区的中间，固晶区的固晶表面为平面，光处理区相对固晶区呈向上的倾角，LED芯片固定在固晶区上；所述底部的下面为固定分压片和支架的银胶；在所述底部的边缘设有弯折挡板，弯折挡板通过弯折部位与底部的边缘连接，该弯折挡板将光处理区下方的倾斜空间与外面隔断，使银胶被围在一组弯折挡板中间；
[0010]所述LED芯片为倒装芯片，其包括倒装基板上非焊接区的表面涂敷有RGB荧光粉层；在光处理区的表面涂敷有RGB荧光粉层，在该RGB荧光粉层的下面的层结构中包括单基色荧光粉层，在单基色荧光粉层的下面的层结构中包括反射层；
[0011]所述芯片槽包括设在槽口下方位置的下沉台阶，所述电极导线设在下沉台阶上；引线被封装在封胶内；封装采用远端荧光粉结构，在所述下沉台阶以上至槽口的芯片槽区域为单基色荧光粉胶封装区域。单基色荧光粉胶优选为黄光荧光粉胶。
[0012]优选地:所述底部的轮廓的平面投影结构为正多边形，且正多边形的边数为不少于四边的多边形。可以为四边形、五边形、六边形、七边形和八边形等等多边形。多边形结构比较利于制作弯折挡板，且在弯折挡板弯折后，弯折部位形成较小的缝隙，但本实用新型的此处结构不限于正多边形结构，也可以呈圆形，圆形有利于光处理区的平均反射效果。
[0013]优选地:所述LED芯片为经过倒装的蓝宝石衬底芯片，且蓝宝石衬底为PSS衬底。PSS衬底为图形化衬底。图形化的结构可以是衬底上的冠面凸起或奶嘴状凸起。PSS蓝宝石衬底是LED芯片外延的需要。此外，蓝宝石衬底还可以为非图形化平面衬底。本例中，LED芯片焊接在倒装基板上后，不需要剥离蓝宝石衬底，利用蓝宝石衬底上的凸起对紫外线进行反射和散射；在其它实施例中，也可以采用剥离蓝宝石衬底的结构，那么紫外线的反射和散射就完全依赖于紫外线增反膜，也可以同时保留PSS蓝宝石衬底和增反膜结构。
[0014]优选地:在LED芯片上设有用于反射紫外线的增反膜玻片。选用的增反膜为对紫外线有反射作用的器件，其设计的反射的主要紫外线波长可以介于近紫外线与远紫外线之间，以减小对蓝光LED芯片发出的蓝光的反射作用。增反膜玻片可以是无机玻璃、石英或有机玻璃基质。
[0015]优选地:在所述光处理区上设有用于支撑所述增反膜玻片的载玻台。载玻台为透明树脂材料，其用于保证增反膜玻片处于等高高度和便于增反膜玻片固定在LED芯片上。如果没有载玻台，则增反膜玻片可以直接放置在LED芯片上，然后固化在封胶内。
[0016]优选地:所述光处理区的高度与所述LED芯片与或增反膜的顶部位置等高。光处理区的主要功能就是处理紫外线和对LED芯片的侧面发出的光进行初步处理，初步处理包括转化波长和反射。因此光处理区的高度可以不用比LED芯片高。由于LED芯片可以包括较厚倒装基板，例如硅基板，如果再加上蓝宝石衬底，LED芯片的高度会比较高，例如可以是1000微米以及以上，小芯片可以是500微米。光处理区的高度超过上述要求也是可以的，由于底部优选用铜、银、金等较为贵重的金属材料制作，因此其省材的设计比较适用。在一个实施例中，光处理区的高度超过蓝宝石衬底的高度或者增反膜玻片的高度，那么超出部分的朝向LED芯片的内侧表面涂敷有单基色荧光粉层，单基色荧光粉层下面有反射层，反射层与分压片上的电路绝缘；或者超出部分的朝向LED芯片的内侧表面为反射面。
[0017]优选地:在所述倒装基板与所述倒装基板表面涂层之间设有反射镜；或者所述弯折挡板的外侧表面为反射面。本实用新型需要选用一个较大的倒装基板，倒装基板优选为硅基板，还可以是金属复合基板或含碳基板，倒装基板最好基本上覆盖到整个固晶区，因此LED外延倒装到倒装基板上会显得很小。LED外延发出的光一部分会直接投射到倒装基板上。由于PSS蓝宝石衬底的反射作用或增反膜的作用，由LED外延发出的大量紫外线会首先射向倒装基板的表面，因此在其上设置RGB荧光粉(红绿蓝三基色荧光粉)可以很好的吸收紫外线，将其转化为白光，另由于其上有反射镜，可以避免倒装基板吸收过多的转化光和原始光。弯折挡板的外侧表面做成反射面可以避免其吸收光，弯折挡板为金属，做成反射面最简单的结构就是抛光，也可以电镀镍、银等进一步表面反光处理。
[0018]优选地:所述器件的封装采用远端荧光粉结构，在所述芯片槽的槽口设有单基色荧光粉。LED芯片为蓝光芯片，则单基色荧光粉为黄光荧光粉。
[0019]优选地:所述引线抬升部的表面为单基色荧光粉层包裹，在单基色荧光粉层下面设有反射层，该反射层与引线抬升部上的电路之间绝缘。引线抬升部会占用一定的芯片槽空间，特别是其位于芯片发光方向上，如果不对其进行处理，其会吸收光。由于引线抬升部有一定的体量，相比引线的纤细“身板”，对引线抬升部可以选用的处理方式为表面反射处理，即在引线抬升部的表面增加一层反射层，该反射层与电路绝缘；本实用新型另辟蹊径，采用直接吸收LED芯片主波并将其转化成其它波长的光的方式，例如LED芯片发出蓝光，则引线抬升部上的单基色荧光粉为黄光荧光粉，蓝光在引线抬升部上直接转化为黄光并被反射出来，进而避免了蓝光被引线抬升部的框架吸收。
[0020]所述分压片为MCPCB，即指金属基印刷电路板(Metal Core PCB)。金属基底可以为铜、招、银或它们的合金。
[0021]所述底部和引线抬升部上的反光层的结构:反光层为涂敷在它们表面的绝缘反光膜。反光膜可以先在它们表面涂胶，再涂铝，然后再涂胶，形成绝缘的反光膜。或者采用微玻璃珠反光膜技术。在引线抬升部施加反光层的时候，需要掩盖其上的电路导线，形成复合层，即在电路导线上依次设绝缘层、反光金属层，或者再加一层透明绝缘层。
[0022]光处理区为固晶区的裙带，还有一个重要作用是作为固晶区的扩展，增大底盘面积，在使用更多量银胶的情况下，固晶仍然是安全的，银胶的量和涂敷位置的可操作性更大。在达到同样的固化粘力效果的情况下，银胶的使用量增大，可以认为银胶的粘性减小，从银胶的配方来说，可以在银胶中适当增加导电粒子的配比，减小胶的含量，增加导电粒子的配比，可以增加银胶的导热效果。导电粒子可以是金、银、铜、铝、锌、铁、镍的粉末和石墨及一些导电化合物。在达到同样导热效果的情况下，可以选用更为廉价的导电粒子材料。将底部细分为固晶区和反射区两个功能区，可以使底部的作用更加突出，反射区可以对LED芯片侧面发出的光进行利用，减少光线在芯片槽内反射的次数和能量损失，增加出光率。一般银胶中银的含量为60%左右，由于银胶的用量较少，银的含量过多会影响银胶的粘性，银的含量过少，则会影响其导电导热性。本实用新型由于可以使用现有技术数倍的银胶量，因此可以使用银含量高的银胶。银胶中银的含量可以在60?90 %，70 %、75 %、80 %、85 %等含量均是较佳的选择。银胶银的含量增多，则需要选择粘性较强的基体粘胶，以及配合使用分散剂和固化剂等添加剂。上述银胶中的银的配方含量可以用其它金属替代，例如上面提及的金、铜、铝、锌、铁、镍的粉末以及石墨。银胶中导电粒子的提高可以银胶本身的电阻，即增加其导电性能和导热性能。
[0023]所述引线抬升部包括弹性关节，弹性关节位于引线抬升部的下端，其横截面呈半弧形。半弧形的弧拱可以向上，也可以向下。引线抬升部呈现片状，其为具有一定的弹性金属基底。具有一定的弹性有利于打线。事实上，引线抬升部在芯片工作发热的时候所需要的微弱变形程度并不要求其具有很明显的弹性，因此引线抬升部的弹性要求并不是必须的。
[0024]引线抬升部上的焊位的高度为与电极导线的高度比的范围为1/2?I。所述引线抬升部上的焊位与电极导线等高度，即高度比为1，例如，比值还可以为2/3。引线抬升部上的焊位与电极导线等高度的这种情况，应该是一种很好发挥本实用新型技术优势的一个较佳方案。此时，在高度方向上，引线基本上不受封胶热胀冷缩的拉扯作用。由于芯片槽宽的限制，相对封胶在高度方向的变化，在水平方向的变化几乎可以忽略不计。引线抬升部上的焊位在高度上越向上接近支架上的电极导线，引线所承受的封胶应力越不明显。
[0025]本实用新型提出一种用于制造LED封装器件的制造方法，包括以下步骤:将经过倒装的LED芯片通过共晶焊固定在分压片的底部；用一级引线将LED芯片的电极与分压片上的一级引线焊位连接在一起；在分压片的底部的下面涂敷银胶，然后将分压片和LED芯片置于芯片槽内固化处理；弯折弯折挡板使其将光处理区下方的倾斜空间与外面隔断，使银胶被围在一组弯折挡板中间；将引线焊接在焊位与电极导线之间；对芯片槽的下沉台阶以下进行一次封装固化，封胶为透明环氧树脂或硅胶；然后再用单基色荧光粉胶对芯片槽进行二次封装，将引线埋入单基色荧光粉胶内。
[0026]对于有增反膜玻片的结构，优选地:将增反膜玻片固定在所述底部上。增反膜玻片除了采用玻璃、石英、树脂等材料外，还可以选用用于做衬底的人造蓝宝石薄膜材料。
[0027]本实用新型的有益效果:
[0028]相比现有技术，本实用新型为LED芯片设计了一个分压片结构，该分压片具有一个伸长臂，将引线进行抬升，进而减少引线在封胶内的长度，进而避免引线在封胶的热胀冷缩的情况下发生“瘦身”，甚至断裂的情况，也保护了引线的两端的焊点，减小了虚脱的几率，使LED芯片更加稳定。同时分压片的底部整体托住LED芯片，使银胶不容易接近LED芯片，因此，即使使用现有技术数倍的量，也不会造成LED芯片短路和漏电的问题。这样有利于采用银胶中更高导电粒子配比的银胶，以及更多的量，以增加导热效果，对于单电极的芯片还可以增加导电能力。芯片也可以更牢固的固定在芯片槽内，提高整个器件的抗震能力。
[0029]本实用新型的特别之处在于设计了一个弯折挡板结构，其用于包围银胶，用以减少银胶吸光。本实用新型用的银胶量明显多于常规用量，因此，银胶的吸光量也高于现有技术，弯折挡板可以有效阻止在芯片槽内不停反射的光线射向银胶，进而提高了出光率；另外弯折挡板作为金属体还可以起到芯片散热作用。
[0030]光处理区以及倒装基板上的荧光粉涂层可以就近处理LED芯片发出的少量紫外线，避免其深入封胶对封胶和单基色荧光粉长期的老化作用。本实用新型尤其适用于蓝光LED芯片结合黄光荧光粉的白光照明方案。目前技术的蓝光LED芯片均有不等紫外辐射。抽样实验数据表明紫外光谱从310nm延伸到400nm,发射峰在359nm附近,其相对强度大约为461nm蓝光主峰的1.9%，且UV光发射强度随正向电流的增加而增强。由于LED芯片在电流波动的时候存在反复“蓝移”现象，因此，紫外线的辐射会发生增强现象。蓝光LED芯片除了产生较多的近紫外线外，还会产生较微量的波长200-280nm远紫外线，远紫外线对封胶和黄光荧光粉的老化会更加强烈。本实用新型的上述技术方案控制了紫外线的扩散区域，减少了整个芯片槽内的封胶和单基色荧光粉接触紫外线的机会，从而降低了它们的老化速度，进而延长了器件的使用寿命。
[0031]本发明的下沉台阶设计结合远端荧光粉技术，下沉台阶有利于将引线埋入胶体中，其降低了引线弯折损坏的风险。下沉台阶可以给器件提供芯片槽的二次封装的平台。第一次封装以下沉台阶为封装的封顶面，将LED芯片以及分压片用透明封胶封装起来，第二次封装则将引线封闭起来并且可以实现平均布置黄色荧光粉。相比现有技术在整个芯片槽内分布突光粉，本发明的突光粉分布仅为一次封胶上表面上的一层，其形成一个工整的出光面，不会发生现有技术中荧光粉堆积在芯片四周的情况，所以荧光粉的利用率大为提高，且荧光粉远离LED芯片，即远离热源，其减弱了荧光粉的老化作用，同时，荧光粉在转换波长的时候释放的热量也不会干扰LED芯片。本发明的另一个特点是远端荧光粉结合光处理区的荧光粉形成双重光转换结构，下沉台阶上的荧光粉捕捉的是芯片射向正上方的光线，光处理区的突光粉捕捉的是芯片侧边的出光。由于LED芯片射向正上方的光线明显多于芯片侧边的出光，因此，上述双重配粉结构和方式可以最大程度的提高荧光粉的利用率，以及减小荧光粉对芯片的负担。本实用新型技术提高LED器件的稳定性和整体品质，非常适用于大功率白光LED照明器件。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1是现有LED器件的结构示意图。
[0033]图2是与本实用新型有关的封装器件的结构示意图。
[0034]图3是图2中封装器件在使用状态的变化图。
[0035]图4是芯片槽的俯视结构示意图。
[0036]图5是分压片的结构示意图。
[0037]图6是LED芯片倒装在固晶区上的截面结构图。
[0038]图7是光处理区的层结构示意图。
[0039]图8是LED芯片内部光线反射的不意图。
[0040]图9是本实用新型的实施例结构的示意图。
[0041]图10是InGaN蓝光LED的实验紫外EL光谱图。
【具体实施方式】
[0042]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0043]图2至图8为与本实用新型有关的一个封装器件的实施例，LED芯片19固定在支架的芯片槽15内。支架上设有电极导线12，LED芯片19通过引线11与电极导线12电连接。LED芯片19固定在分压片9的上面，分压片9通过其下面的银胶固定在芯片槽内。分压片9包括底部21和连接在底部上的引线抬升部8。在一个实施例中，引线抬升部由底部向上呈一定的倾角，倾角可以是15°?60°，例如可以是15°、30°或45°。在引线抬升部的上端设有用于固定引线的焊位16，引线11将焊位16与电极导线12电连接在一起，参见图5，在底部或引线抬升部的下端设有一级引线焊位36，焊位16与一级引线焊位36通过导线35连接，在一级引线焊位36与LED芯片的电极通过一级引线37电连接。底部包括用于给LED芯片传热的固晶区29，LED芯片固定在固晶区上。底部的下面为固定分压片和支架的银胶17。芯片槽15具有反射坡面14。
[0044]分压片9优选为MCPCB，即指金属基印刷电路板(Metal Core PCB)。金属基底可以为铜、铝、银或它们的合金。引线抬升部上的焊位16的高度为与电极导线的高度比为2/3 (即2/3: I)。引线11的焊点通过引线抬升部8抬升到抬升位13处。图2显示是常温下的封装器件的状态，当LED器件工作的时候，温度上升到100摄氏度左右，参见图3，封胶10会发生热涨现象，封胶表面会发生细微的上升，膨胀线26表示封胶的膨胀效果。封胶的膨胀会带动其内的引线抬升部发生移动。引线抬升部由常温位置抬升偏移到如图3所示的虚线位置，高位引线抬升部25比常温状态的高度有所升高，引线的位置如高位引线23所示，引线抬升部的焊位也位于高位焊位24的位置。高位线27与低位线28之间的高度差为抬升高度h。引线抬升部承受了封胶升温过程中产生的应力，而减小了引线所受的应力，其不但保护了引线，还保护引线的焊点不受过大的拉扯应力。由于引线抬升部有弹性形变的能力，其发生偏移后，其自身所受的应力有所减弱。
[0045]参见图4，分压片9通过银胶固定在槽底29上，槽壁为反射坡面14，弯折挡板22处于向下的弯折状态。分压片9的布线以及层结构参见图5至图7所示。槽底29可以做成反射镜结构，也可不必做成镜面反射面，做成漫反射面即可，以降低成本，例如，涂敷硫酸锁、氧化钦等白色涂层。
[0046]分压片的底部包括用于给LED芯片传热的固晶区29和光处理区39。在光处理区上做一级引线焊位36，固晶区29位于光处理区的中间部位，固晶区的固晶表面为平面，光处理区相对固晶区呈向上的倾角，倾角可以是5°?75°，但不限于该范围，本例为30°。一级焊位36通过导线35与焊位16连接。导线35可以是电镀铜。焊位和一级引线焊位可以是在铜层上面复合银层或锡层结构。在一个实施例中，MCPCB分压片的基础结构是:以铜为金属基板，固晶区暴露，在其它区域的铜上制作绝缘层，在绝缘层上制作铜导线，在引线焊位和焊位处的铜导线上制作银层或锡层。金属基板还可以是铝材质，或铜合金，或铝合金。LED芯片19固定在固晶区29上。底部的下面为固定分压片和支架的银胶。在底部的边缘设有弯折挡板22，弯折挡板22通过弯折部位32与底部的边缘连接，参见图2，弯折挡板22将光处理区下方的倾斜空间与外面隔断，使银胶被围在一组弯折挡板中间。参见图6，LED芯片为倒装芯片，其包括倒装基板33上非焊接区的表面涂敷有由紫外线至光的RGB荧光粉层(三基色荧光粉层)38，倒装基板的侧面可以有RGB荧光粉层，也可以没有。非焊接区指的是LED芯片焊接区域以及压焊电极所占据的区域。在RGB荧光粉层38的下面有反射镜43，反射镜下面为倒装基板33。倒装基板优选为硅基板，也可以为复合金属基板，以及含碳基板。倒装基板33通过焊料，即粘结层44，焊接在固晶区29上，焊料可以是金或金锡合金等焊料。[0047]蓝宝石衬底40下面为LED芯片的外延层41。LED芯片的两个电极42焊接在压焊电极30上。压焊电极30上焊接有一级引线37。一级引线可以选用金材质。蓝宝石衬底为PSS衬底。PSS衬底为图形化衬底。图形化的结构可以是衬底上的冠面凸起或奶嘴状凸起。PSS蓝宝石衬底是LED芯片外延的需要。此外，蓝宝石衬底还可以为非图形化平面衬底。本例中，LED芯片焊接在倒装基板上后，不需要剥离蓝宝石衬底，利用蓝宝石衬底上的凸起对紫外线进行反射和散射。在其它实施例中，也可以采用剥离蓝宝石衬底的结构，那么紫外线的反射和散射就完全依赖于紫外线增反膜，也可以同时保留PSS蓝宝石衬底和增反月吴结构。
[0048]参见图8所示PSS蓝宝石衬底在本实用新型中的应用。PSS蓝宝石衬底40上有冠面凸起58，其下方依次为N型电极59、发光层65、P型电极60、芯内反射镜61以及焊料62。发光层64向上发出的紫外线入射光线66在冠面凸起处会发生部分散射,形成散射光线67。由于紫外线波长短，折射明显，以及发生大量的反射，所以这种散射和反射会相比蓝光更为强烈。发光层向下发出的紫外线一部分会直接射向倒装基板，另一部分会通过芯内反射镜61反射，由芯片侧边射出，见图中的反射光线63。紫外线活跃在近芯片的区域。
[0049]参见图5和图7，在光处理区的表面涂敷有紫外致光的三基色荧光粉层45。底部的金属载体是铜，由光处理区的表面向下依次是:单基色荧光粉46、反射层47、第二绝缘层48、导线层49、第一绝缘层50和金属载体的金属层51。LED芯片为蓝光芯片，则单基色荧光粉为黄光荧光粉。需要注意的是，在制作焊盘的时候，在使导线层与焊盘电连接的时候，需要是反射层与焊盘绝缘。
[0050]底部的轮廓的平面投影结构为正多边形，且正多边形的边数为不少于四边的多边形。可以为四边形、五边形、六边形、七边形和八边形等等多边形。多边形结构比较利于制作弯折挡板，且在弯折挡板弯折后，弯折部位形成较小的缝隙，但本实用新型的此处结构不限于正多边形结构，也可以呈圆形，圆形有利于光处理区的平均反射效果。在一个实施例中，底部的下表面为非平滑的表面，例如可以进行粗化。非平滑的表面可以是表面粗化处理后的自然磨砂状态，也可以是经过精细加工后的锯齿形、蜂窝形或者球凸形。底部设计成凸凹结构可以增加银胶与底部的接触面，进而提高它们之间的牢固度。
[0051]参见图2，在LED芯片上设有用于反射紫外线的增反膜玻片20。选用的增反膜为对紫外线有反射作用的器件，其设计的反射的主要紫外线波长可以介于近紫外线与远紫外线之间，以减小对蓝光LED芯片发出的蓝光的反射作用。增反膜玻片可以是无机玻璃、石英或有机玻璃基质。例如可以是对200?300nm紫外波长范围的反射率的紫外用铝膜增反射平面反射玻片。在光处理区上设有用于支撑所述增反膜玻片的载玻台18。载玻台为透明树脂材料，其用于保证增反膜玻片处于等高高度和便于增反膜玻片固定在LED芯片上。如果没有载玻台，则增反膜玻片可以直接放置在LED芯片上，然后固化在封胶内。光处理区的高度与LED芯片与或增反膜的顶部位置等高。
[0052]引线抬升部包括弹性关节34，弹性关节34位于引线抬升部8的下端，其横截面呈半弧形。半弧形的弧拱可以向上，也可以向下。引线抬升部呈现片状，其无论选用塑料还是金属基底，其均具有一定的弹性。除了以上半弧形截面的弹性关节以外，其实弹性关节也可以不做任何特殊的截面图形设计。由于引线抬升部与底部有一定的夹角，又由于分压片有金属弹性，此时弹性关节既是底部与引线抬升部的结合处。专门的弹性关节设计可以使底部与引线抬升部的功能分开。上述半弧形设计可以作为银胶使用量的标准，即银胶扩散到弹性关节的半弧形处即可认定银胶的用量符合质量标准。如果引线抬升部的下部关节处没有弹性，则打线工艺会比较繁琐，例如，可以采用衬垫技术，即将引线抬升部用硬物托住打线，然后再撤去硬物。引线抬升部有了弹性，对于打线，最简单的办法是:可以用外力将其顶在芯片槽的槽壁上，此时引线抬升部会有一定的弯曲变形，然后打线，完成后撤去外力即可。
[0053]引线抬升部的表面为单基色荧光粉层包裹，在单基色荧光粉层下面设有反射层，该反射层与引线抬升部上的电路之间绝缘。例如LED芯片发出蓝光，则引线抬升部上的单基色荧光粉为黄光荧光粉，蓝光在引线抬升部上直接转化为黄光并被反射出来，进而避免了蓝光被引线抬升部的框架吸收。
[0054]上述LED封装器件的制造方法，包括以下步骤:将经过倒装的LED芯片通过共晶焊固定在分压片的底部；用一级引线将LED芯片的电极与分压片上的一级引线焊位连接在一起；在分压片的底部的下面涂敷银胶，然后将分压片和LED芯片置于芯片槽内固化处理；弯折弯折挡板使其将光处理区下方的倾斜空间与外面隔断，使银胶被围在一组弯折挡板中间；将引线焊接在焊位与电极导线之间；将增反膜玻片固定在所述底部上；然后对芯片槽内的部件进行封装处理。
[0055]参见6和图8，LED芯片向下射出的紫外线首先会被RGB荧光层38吸收并发出白光，白光通过反射镜43向上射出。LED芯片向下射出的紫外线包括发光层向下射出的，还包括PSS蓝宝石衬底向下反射的，以及增反膜玻片向下反射的紫外线。一部分向下侧向射出的紫外线会被光处理区上的RGB荧光粉捕捉转化。还有一部分紫外线会由芯片的侧边向上射出，此时，光处理区39上的RGB荧光粉就会吸收捕捉路过的紫外线。由于LED芯片周围是紫外线的密集区，其存在大量游离紫外线，由于光处理区的区域面积较大，因此它还可以捕捉紫外线的机会也会大增。经过上述结构清理后，能够射向远离芯片的芯片槽区域的紫外线明显减少。同时芯片发出的紫外线变成白光被反射了出来，其增加了器件的亮度，变废为宝。紫外线除了对封胶有老化效应外，还会对单基色荧光粉有老化效应，因此，消除紫外线有利于增加突光粉和封胶的寿命。
[0056]在光处理区的RGB荧光粉层下面增加了黄光荧光粉，这也是特别的需要。在增加了增反膜玻片后，蓝光的出光存在微量的减少，这是由于存在这样的一种情况，如果增反膜针对的紫外线波长比较长的话，蓝光一部分近紫外线的波长会被反射，而不能透过玻片，其又不能被RGB荧光粉吸收，这部分能量最终会被各个部件吸收而损失。在光处理区上增加黄光荧光粉，其可以将一部分蓝光转化为黄光，黄光完全不受增反膜阻碍，进而减少了蓝光的损失。
[0057]上述方案可以很好的解决LED芯片发出的紫外线对封胶的老化效应问题。参见图10，其为铟镓氮蓝光LED的紫外电至发光光谱，实验数据表明，LED芯片会300?400nm的紫外线，图10中显示紫外线主波为350nm左右。且紫外线的强度平均占到2%，这个能量强度会明显缩短LED器件的老化周期。本实用新型虽然不能让芯片减少发射紫外线，但是，本实用新型可以限制紫外线的扩散，避免芯片槽内大范围的封胶受到紫外线的作用。结合本实用新型方案中对电极引线的保护结构，以及对银胶的包裹结构，本实用新型可以很好的导出光线，且器件的稳定性和寿命大为提高。[0058]图9为本实用新型的实施例结构。器件的封装采用远端荧光粉结构。
[0059]芯片槽包括设在槽口下方位置的下沉台阶68。电极导线55设在下沉台阶68上。引线53被封装在封胶内。该器件的封装采用远端荧光粉结构，在下沉台阶以上至槽口的芯片槽区域为黄色荧光粉胶52封装区域，其下沉台阶以下的芯片槽区域可以用透明封胶封装，这样比较节省荧光粉，以及提高荧光粉的利用率。引线抬升部57上的焊位56与电极导线55等高度。引线抬升部57上的焊位56的高度与电极导线55等高，见等高线54的表示，引线53连接焊位和电极导线。在本例中，增反膜玻片可以做成发散透镜结构，有利于光线覆盖远端荧光粉区域。
【权利要求】
1.一种具有双层荧光粉层的LED封装结构，包括蓝光LED芯片和支架，LED芯片通过银胶固定在支架的芯片槽内；支架上设有电极导线，LED芯片通过引线与电极导线电连接；其特征在于: 所述LED芯片固定在一分压片的上面，分压片通过其下面的银胶固定在芯片槽内； 所述分压片包括底部和连接在底部上的引线抬升部；引线抬升部由底部向上呈一定的倾角，在引线抬升部的上端设有用于固定引线的焊位，引线将焊位与所述电极导线电连接在一起，在底部或引线抬升部的下端设有一级引线焊位，所述焊位与一级引线焊位通过导线连接，在一级引线焊位与LED芯片的电极通过一级引线电连接；所述底部包括用于给LED芯片传热的固晶区和光处理区，固晶区位于光处理区的中间，固晶区的固晶表面为平面，光处理区相对固晶区呈向上的倾角，LED芯片固定在固晶区上；所述底部的下面为固定分压片和支架的银胶；在所述底部的边缘设有弯折挡板，弯折挡板通过弯折部位与底部的边缘连接，该弯折挡板将光处理区下方的倾斜空间与外面隔断，使银胶被围在一组弯折挡板中间； 所述LED芯片为倒装芯片，其包括倒装基板上非焊接区的表面涂敷有RGB荧光粉层；在光处理区的表面涂敷有RGB荧光粉层，在该RGB荧光粉层的下面的层结构中包括单基色荧光粉层，在单基色荧光粉层的下面的层结构中包括反射层； 所述芯片槽包括设在槽口下方位置的下沉台阶，所述电极导线设在下沉台阶上；引线被封装在封胶内；封装采用远端荧光粉结构，在所述下沉台阶以上至槽口的芯片槽区域为单基色荧光粉胶封装区域。
2.根据权利要求1所述具有双层荧光粉层的LED封装结构，其特征在于:所述底部的轮廓的平面投影结构为正多边形，且正多边形的边数为不少于四边的多边形。
3.根据权利要求1所述具有双层荧光粉层的LED封装结构，其特征在于:所述LED芯片为经过倒装的蓝宝石衬底芯片，且蓝宝石衬底为PSS衬底。
4.根据权利要求1所述具有双层荧光粉层的LED封装结构，其特征在于:在LED芯片上设有用于反射紫外线的增反膜玻片。
5.根据权利要求4所述具有双层荧光粉层的LED封装结构，其特征在于:在所述光处理区上设有用于支撑所述增反膜玻片的载玻台。
6.根据权利要求1所述具有双层荧光粉层的LED封装结构，其特征在于:所述光处理区的高度与所述LED芯片与或增反膜的顶部位置等高。
7.根据权利要求要求I所述具有双层荧光粉层的LED封装结构，其特征在于:所述引线抬升部的表面为单基色荧光粉层包裹，在单基色荧光粉层下面设有反射层，该反射层与引线抬升部上的电路之间绝缘。
【文档编号】H01L33/62GK203562444SQ201320593876
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2013年9月22日
【发明者】刘创兴 申请人:深圳市百通利电子有限公司