发光二极管封装结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种发光二极管封装结构，且特别是有关于一种全周光发光二极管封装结构。
【背景技术】
[0002]自从1995年日本日亚(Nichia)的中村修二博士在蓝宝石基板上成功磊晶成长GaN材料后，制作出第一颗可量产的蓝光发光二极管(blue LED)，补足了 LED先前只有红光以及绿光产品，使得LED正式走入全彩。而在1996年发表利用InGaN蓝光LED搭配荧光粉的混光封装方式，开发出白光LED后，开启了各种LED的应用方式，使得LED蓬勃的渗入生活环境中，而此白光的LED封装至今为主流技术之一。
[0003]LED封装最主要的目的在于保护LED，防止水气以及使用时的触碰。通过较佳的支架散热结构，可提升LED产品的可靠性及工作寿命，再搭配好的光学设计的封装外型，可以产生不同的光型及其应用方式。业界的主要LED封装产品，依照封装的外型可分为炮弹或支架型LED (Lamp LED)、表面粘着型LED (SMD LED)、食人鱼LED (Paranha LED)、塑胶晶粒乘载封装 LED(PLCC LED)、点阵封装 LED (Digital/Dot Matrix Display LED)、印刷电路板LED (PCB LED)、高功率LED (High Power LED)以及板上连接式LED (COB LED)等类型为主流，封装形式形形色色，相对应用这些封装产品也是百花齐放。
[0004]因为LED的特征为轻薄短小，所以上述的封装形式都是将LED固着于一导热的支架上，LED利用金线与支架连接，为保护连接的金线，需要于LED周围覆盖封装胶来保护LED避免有触碰至LED本体的风险，因为此架构形式，导致LED具有很强的指向性，其发光角度最多只接近140度至150度，所以依据此特性所开发的LED光源模块在照明应用设计上，面临到发光角度不理想、单向光源等与传统光源发光特性不同，导致不适用于传统光源灯具使用。因此，LED照明产品除了取代卤素灯的珠宝灯、装饰橱窗摆饰应用的MR16灯具上广为被接受以及推广外，LED发光角度不理想与价格问题，限制了 LED照明产品的市场推广。如能将LED的光学技术突破，开发出全周光型的封装形式，可大幅加速LED在取代传统光源进入传统灯具应用的力道。
[0005]目前已知的封装技术，将单颗或数颗发光二极管用胶材固定在导热基板上，利用金线把发光二极管的正负极与导热基板连接，最后用含有荧光粉的胶材封住基板上的发光二极管，用来保护发光二极管以及在导电时混光形成白光。此封装设计因为使用胶材保护住发光二极管，使封装后的发光二极管方便于运输以及可根据客户需求变化不同的使用设计，但是胶材是不易散热的材料，而发光二极管在运作过程中会产生热，热对半导体材料会导致效率变低以及缩短寿命等问题，胶材又导致热的蓄积，所以必须通过支架将热引导出来，而封装胶材又会限制发光的角度，所以造就了封装过后的发光二极管的特征:指向性、面光源，此光型设计在照明使用上会导致不同于传统的光源，在一些传统的灯具使用上，照明效果无法产生与传统光源一样的舒适感。
[0006]美国专利公告号US6，576，488揭露发光二极管通过电泳披覆技术将荧光层沉积形成于导电基板或非导电基板上，或者是，将荧光涂布片直接贴附于芯片上，以达到增进发光二极管的发光效能目的。但此专利揭露的电泳披覆技术，其制造成本相当昂贵，因此无法降低发光二极管的成本，使得以此一做法制造而成的发光二极管在市场上并不具备价格优势。另外，以荧光涂布片贴附于芯片上的做法，其荧光涂布片必须另外制造，导致备料过程繁复，且贴附荧光涂布片的步骤必须相当精确，其良率不易控制，相对造成制造成本的上升。
[0007]中国台湾专利公开号TW201222889揭露分离式荧光粉的封装方式，其主要跟传统的封装差异为多层封装胶体进行包覆发光二极管，因为荧光粉在高温时会有效率衰减导致效率变差以及色温偏移等现象，而发光二极管本身是主要的热源，所以此专利应用多层封装方式，将荧光粉置放于最外层来提升白光效率的稳定性，但此方式并不会解决传统封装发光二极管指向性等问题。
[0008]中国专利公开号CN103322525为一 LED灯丝封装方式，把蓝光发光二极管置放在透明的基板上，利用透明基板的两端衔接金属导体，把发光二极管的正负电极串连至金属导体后，利用混和荧光粉的封装胶封住整个透明基板，利用此方式来达到全周光的发光效果，但是封装胶还是附着在整个发光二极管上，会导致温度难以溢散，可靠度不佳。
[0009]有鉴于前述问题与缺点，发明人乃根据多年实务经验及研究实验，并主要依据照明需求原理，重新定义全新的封装架构，突破传统封装的限制以及缺点，开发出符合照明应用的发光二极管封装结构。
【发明内容】
[0010]为解决现有技术中的上述问题，本发明主要目的在于，提供一种发光二极管封装结构，其具有较佳的整体发光效能、较佳的反射光线的均匀性及全周光的发光角度的至少其中之一。
[0011]本发明的发光二极管封装结构，包括封装外壳、荧光层、基板以及发光二极管芯片。封装外壳具有容置空间。荧光层涂布于封装外壳一侧。基板设置于容置空间中。发光二极管芯片设置于基板的第一表面上，其中发光二极管芯片表面上未直接覆盖一胶体，且发光二极管芯片与封装外壳彼此分离一距离。
[0012]在本发明的一实施例中，上述的封装外壳包括一开口，基板通过开口设置于容置空间中，一密封元件设置于开口，用以密封基板及发光二极管芯片于容置空间中。
[0013]在本发明的一实施例中，上述的发光二极管封装结构更包括一介质，设置于发光二极管芯片及荧光层之间，其中介质的折射率小于或等于1.2。
[0014]在本发明的一实施例中，上述的介质为空气。
[0015]在本发明的一实施例中，上述的连接器电性连接基板与发光二极管芯片，其中连接器设置于基板上并延伸于开口外。
[0016]在本发明的一实施例中，上述的发光二极管封装结构更包括一导线模块形成于基板上，其中导线模块的二导线电性连接发光二极管芯片及连接器的二电极。
[0017]在本发明的一实施例中，上述的密封元件的材料包括塑胶、陶瓷以及环氧树脂(epoxy)中的任一种。
[0018]在本发明的一实施例中，上述的基板为一透明基板。
[0019]在本发明的一实施例中，上述的透明基板的材料包括蓝宝石(Sapphire)、BK7、氟化镁(MgF2)、氮化铝 _)、石英(Quartz)、SFll、LaSFN9、NSF8、砸化锌(ZnSe)、B270、聚甲基丙稀酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)、氟化I丐(CaF2)、二氧化娃(Si02)以及氧化铝(A1203)中的任一种。
[0020]在本发明的一实施例中，上述的基板具有一第二表面，此第二表面相对于第一表面，且第二表面上设置多个微结构。
[0021]在本发明的一实施例中，上述的这些微结构为方形微结构、圆形微结构、三角形微结构、六角形微结构、圆柱状微结构、圆锥状微结构以及多边形微结构的任一种。
[0022]在本发明的一实施例中，上述的发光二极管