專利名稱：一種led封裝結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)其表面粗化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED封裝結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)其表面粗化的方法。
背景技術(shù)：
高功率LED發(fā)光效率的提升，除可透過(guò)LED芯片內(nèi)量子效率的提高外，還可通過(guò)增加LED光子的取出效率而提高。而芯片表面粗化是一種提高LED光子的取出效率的有效方法。據(jù)司乃耳定律(Sneirs law)，當(dāng)光線由折射率較高介質(zhì)入射至折射率較低介質(zhì)時(shí)，入射角大于臨界角的光線，將會(huì)被反射回原介質(zhì)當(dāng)中。對(duì)于LED晶粒而言，晶粒材料折射率往往高于外層的封裝材料，諸如硅膠或環(huán)氧樹脂等材料，因此晶粒中發(fā)光層所發(fā)出的光線，僅有小于臨界角的光線有機(jī)會(huì)離開晶粒，而大于脫離角的光線，將被反射回晶粒中而被材料再吸收，這樣造成的內(nèi)全反射大大限制了 LED的發(fā)光效率。
利用幾何形狀破壞LED芯片表面發(fā)生的內(nèi)全反射現(xiàn)象，是目前最常被使用的方法。其中，利用濕式蝕刻(Wet Etching)等方法實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片表面進(jìn)行微型粗化(surfacetexturing)是主要方法之一。而光子晶體(photonic crystal)技術(shù),貝U是在LED晶粒表面制作一系列規(guī)律排列的諸如圓孔等三維幾何形狀的陣列，這些陣列結(jié)構(gòu)直經(jīng)約接近納米等級(jí)的100 250nm，而LED晶粒中發(fā)光層所發(fā)出的光線，便會(huì)經(jīng)由這些陣列孔將光線直接導(dǎo)出組件表面。利用光子晶體技術(shù)可讓LED晶粒取出效率進(jìn)一步地提升，提升效率更勝表面粗化技術(shù)。為了進(jìn)一步提升LED的發(fā)光效率，還需從封裝的角度進(jìn)行提高，最常見的是對(duì)封裝包覆材料、散熱、光學(xué)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行改良。但源于司乃耳定律(Sneirs law)引起的內(nèi)全反射現(xiàn)象不僅在芯片到芯片周圍的包覆材料界面會(huì)發(fā)生，在光線從LED封裝體到空氣界面也同樣會(huì)發(fā)生。因?yàn)榭諝獾恼凵渎蕿?，大大低于LED封裝體的折射率。因此限制了 LED的出光效率。如果在LED封裝體的表平面進(jìn)行粗化，將有助于出光效率的提升。然而要在硅膠或環(huán)氧膠這樣的封裝材料構(gòu)成的LED封裝體上進(jìn)行粗化有一定的工藝?yán)щy，如對(duì)LED封裝體表面粗化通過(guò)壓塑成型，則會(huì)存在硅膠粘連的現(xiàn)象。要實(shí)現(xiàn)其生產(chǎn)化則更是不易。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述問(wèn)題而提供一種LED封裝結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)其表面粗化的方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下一種LED封裝結(jié)構(gòu)，包括LED封裝體和設(shè)置在LED封裝體內(nèi)的LED芯片，所述LED封裝體表面設(shè)有凹凸結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，凹凸結(jié)構(gòu)為呈周期性排布在LED封裝體表面的幾何形狀 進(jìn)一步的，凹凸結(jié)構(gòu)為微結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，所述凹凸結(jié)構(gòu)與LED封裝體一體成型。一種LED封裝結(jié)構(gòu)表面粗化的方法，它包括以下步驟
步驟I :在塑料薄膜上制作凹凸結(jié)構(gòu)；
步驟2 :將塑料薄膜放在設(shè)有LED芯片的壓塑模具上模、和壓塑模具下模之間，塑料薄膜上具有凹凸結(jié)構(gòu)的一側(cè)面向LED芯片；
將LED芯片設(shè)置在壓塑模具上模中，然后將塑料薄膜放在壓塑模具上模和壓塑模具下模之間，且塑料薄膜上具有凹凸結(jié)構(gòu)的一側(cè)面向LED芯片。步驟3 :將壓塑模具下模與塑料薄膜之間抽真空，從而使塑料薄膜與壓塑模具下模緊密貼合；
步驟4:在壓塑模具下模內(nèi)注入有機(jī)封模材料，將壓塑模具上模與壓塑模具下模進(jìn)行合模，然后將壓塑模具放在80 150°C的溫度下烘烤I 10分鐘；
步驟5 :打開壓塑模具，取出表面粗化成型的LED封裝結(jié)構(gòu)，分離塑料薄膜。進(jìn)一步的，它還包括步驟6 選擇性地，可把LED封裝體放入烤箱中進(jìn)行進(jìn)一步烘
烤，使有機(jī)封模材料實(shí)現(xiàn)完全固化。進(jìn)一步的，所述步驟I中，塑料薄膜上的凹凸結(jié)構(gòu)采用光刻模具制成，或采用壓塑模具壓塑成型。進(jìn)一步的，所述步驟I中，塑料薄膜上的凹凸結(jié)構(gòu)為微結(jié)構(gòu)，根據(jù)塑料薄膜的尺寸大小，以及預(yù)定的凹凸結(jié)構(gòu)的深度和形狀，設(shè)定凹凸結(jié)構(gòu)在塑料薄膜上的分布。進(jìn)一步的，所述步驟4中有機(jī)封模材料為硅膠或環(huán)氧樹脂。進(jìn)一步的，所述塑料薄膜材料為乙烯-四氟乙烯共聚物，其厚度為25微米 200微米。本發(fā)明的有益效果是通過(guò)在LED封裝結(jié)構(gòu)表面形成凹凸結(jié)構(gòu)，有效且簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)了 LED封裝體表面的粗化，從而提升了高效率LED的發(fā)光效率。


圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)實(shí)施例I示意 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例3結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。如圖I所示，一種LED封裝結(jié)構(gòu)，包括LED封裝體I和設(shè)置在LED封裝體內(nèi)的LED芯片2，所述LED封裝體I表面設(shè)有凹凸結(jié)構(gòu)3。凹凸結(jié)構(gòu)3可以為周期性排布在LED封裝體表面的幾何形狀，或凹凸結(jié)構(gòu)3為微結(jié)構(gòu)，微結(jié)構(gòu)的數(shù)量級(jí)為納米級(jí)，即該凹凸結(jié)構(gòu)3的尺寸為納米級(jí)，如300納米 500納米寬度及深度。凹凸結(jié)構(gòu)3的尺寸取決于LED芯片的波長(zhǎng)及封裝尺寸和結(jié)構(gòu)，1000納米 2000納米的凹凸幾何尺寸也能有效。所述凹凸結(jié)構(gòu)3與LED封裝體I 一體成型。如圖2所示，實(shí)施例2 :本實(shí)施例與實(shí)施例I的區(qū)別在于，凹凸結(jié)構(gòu)3的截面為梯形。如圖3，所示，實(shí)施例3 :本實(shí)施例與實(shí)施例I的區(qū)別在于，LED封裝體的表面為突起狀，其截面為圓弧形，在這樣的LED封裝體表面進(jìn)行粗化，塑料薄膜的要求有很強(qiáng)的伸縮性。如圖4所示，一種LED封裝結(jié)構(gòu)表面粗化的方法，它包括以下步驟
步驟I :在塑料薄膜上制作凹凸結(jié)構(gòu)，塑料薄膜上的凹凸結(jié)構(gòu)為規(guī)則的幾何形狀則可采用光刻模具制成，或采用壓塑模具壓塑成型，凹凸結(jié)構(gòu)為微結(jié)構(gòu)(必須借助于光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡才能觀察到的晶體結(jié)構(gòu))，根據(jù)塑料薄膜的尺寸大小，以及預(yù)定的凹凸結(jié)構(gòu)的深度和形狀，設(shè)定凹凸結(jié)構(gòu)在塑料薄膜上的分布。塑料薄膜材料可以是乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)，薄膜厚度一般在25微米到200微米之間。步驟2 :將塑料薄膜放在設(shè)有LED芯片的壓塑模具上模和壓塑模具下模之間，塑料薄膜上具有凹凸結(jié)構(gòu)的一側(cè)面向LED芯片；
步驟3 :將壓塑模具下模與塑料薄膜之間抽真空，從而使塑料薄膜與壓塑模具下模緊密貼合；
步驟4 :在壓塑模具下模內(nèi)注入硅膠或環(huán)氧樹脂等有機(jī)封模材料，將壓塑模具上模與壓塑模具下模進(jìn)行合模，壓塑模具設(shè)置在80 150°C的溫度下，烘烤I 10分鐘以實(shí)現(xiàn)有機(jī)封模材料的固化或半固化，從而實(shí)現(xiàn)LED封裝體的同時(shí)在LED封裝體表面形成凹凸結(jié)構(gòu)；
步驟5 :打開壓塑模具，取出表面粗化成型的LED封裝結(jié)構(gòu)，取下塑料薄膜。在此步驟中的塑料薄膜同時(shí)用于LED封裝結(jié)構(gòu)壓縮成型時(shí)的離模薄膜；
當(dāng)步驟4中有機(jī)封模材料只達(dá)到半固化，則繼續(xù)進(jìn)行步驟6，
步驟6 :把LED封裝結(jié)構(gòu)放入100 200°C的烤箱中烘烤30-120分鐘，以使有機(jī)封模材料實(shí)現(xiàn)完全固化。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種LED封裝結(jié)構(gòu)，包括LED封裝體和設(shè)置在LED封裝體內(nèi)的LED芯片，其特征在于所述LED封裝體表面設(shè)有凹凸結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述凹凸結(jié)構(gòu)為呈周期性排布在LED封裝體表面的幾何形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述凹凸結(jié)構(gòu)為微結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述凹凸結(jié)構(gòu)與LED封裝體一體成型。
5.一種LED封裝結(jié)構(gòu)表面粗化的方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟I :在塑料薄膜上制作凹凸結(jié)構(gòu)； 步驟2 :將塑料薄膜放在設(shè)有LED芯片的壓塑模具上模、和壓塑模具下模之間，塑料薄膜上具有凹凸結(jié)構(gòu)的一側(cè)朝向LED芯片； 步驟3 :將壓塑模具下模與塑料薄膜之間抽真空，從而使塑料薄膜與壓塑模具下模緊密貼合； 步驟4 :在壓塑模具下模內(nèi)注入有機(jī)封模材料，將壓塑模具上模與壓塑模具下模進(jìn)行合模，然后將壓塑模具放在80 150°C的溫度下烘烤I 10分鐘； 步驟5 :打開壓塑模具，取出完成封模并形成表面粗化的LED封裝結(jié)構(gòu)，取下塑料薄膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種LED封裝結(jié)構(gòu)表面粗化的方法，其特征在于它還包括步驟6 :對(duì)LED封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行烘烤，以使有機(jī)封模材料實(shí)現(xiàn)完全固化。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種LED封裝結(jié)構(gòu)表面粗化的方法，其特征在于所述步驟I中，塑料薄膜上的凹凸結(jié)構(gòu)采用光刻模具制成，或采用壓塑模具壓塑成型。
8.根據(jù)權(quán)利要求5、6或7所述的一種LED封裝結(jié)構(gòu)表面粗化的方法，其特征在于所述步驟I中，塑料薄膜上的凹凸結(jié)構(gòu)為微結(jié)構(gòu)，根據(jù)塑料薄膜的尺寸大小，以及預(yù)定的凹凸結(jié)構(gòu)的深度和形狀，設(shè)定凹凸結(jié)構(gòu)在塑料薄膜上的分布。
9.根據(jù)權(quán)利要求5、6或7所述的一種LED封裝結(jié)構(gòu)表面粗化的方法，其特征在于所述步驟4中有機(jī)封模材料為硅膠或環(huán)氧樹脂。
10.根據(jù)權(quán)利要求5、6或7所述的一種LED封裝結(jié)構(gòu)表面粗化的方法，其特征在于所述塑料薄膜材料為乙烯-四氟乙烯共聚物，其厚度為25微米 200微米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種LED封裝結(jié)構(gòu)，包括LED封裝體和設(shè)置在LED封裝體內(nèi)的LED芯片，所述LED封裝體表面設(shè)有周期的凹凸結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還涉及一種實(shí)現(xiàn)LED封裝結(jié)構(gòu)表面粗化的方法。本發(fā)明的有益效果是通過(guò)在LED封裝結(jié)構(gòu)表面形成凹凸結(jié)構(gòu)，有效且簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)了LED封裝體表面的粗化，從而提升了高效率LED的發(fā)光效率。
文檔編號(hào)H01L33/48GK102820400SQ20111015075
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者劉國(guó)旭 申請(qǐng)人:易美芯光(北京)科技有限公司