專利名稱：將熒光晶片用于大功率白光led的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種大功率白光LED的封裝結(jié)構(gòu)，特別涉及將熒光晶片用于大功率白光LED的封裝結(jié)構(gòu)，屬于照明技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode)光源作為一種新型綠色照明光源，以其無(wú)污染、長(zhǎng)壽命、低損耗、光色純、耐震動(dòng)等特點(diǎn)在全球范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。自90年代以來(lái)，白光LED新興產(chǎn)業(yè)已成為了照明行業(yè)的新寵，迅速崛起并高速發(fā)展。目前,商品化白光LED產(chǎn)品以藍(lán)光芯片與突光粉組合產(chǎn)生白光為發(fā)展主流。白光LED的制作方法通常是利用波長(zhǎng)為460 470nm的InGaN/GaN基藍(lán)光LED作為基礎(chǔ)光源來(lái)激發(fā)Y3Al5O12 = Ce(YAG = Ce)熒光粉，熒光粉受激發(fā)后發(fā)出的黃光與剩余藍(lán)光混合形成白光。采用這種方法得到的白光LED，由于熒光粉封裝材料緊貼芯片發(fā)熱源，芯片溫度升高導(dǎo)致熒光粉性能劣化，同時(shí)芯片散發(fā)的熱量和短波輻射會(huì)使封裝材料加速老化導(dǎo)致透過(guò)率下降，白光LED使用壽命縮短。此外，由于熒光粉在膠體中分布的不均勻性，出現(xiàn)不同白光LED器件之間白光質(zhì)量不一致的問(wèn)題?，F(xiàn)階段雖然在提高熒光粉封裝的均勻性、穩(wěn)定性、老化性及器件散熱性能方面有一定的進(jìn)展，但仍然不能滿足高光效、高顯色指數(shù)、長(zhǎng)壽命的大功率白光LED照明的發(fā)展需求。釔鋁石榴石單晶相比熒光粉具有激發(fā)發(fā)射效率高、受熱穩(wěn)定、熱導(dǎo)率高、機(jī)械強(qiáng)度好等優(yōu)點(diǎn)，非常適合作為傳統(tǒng)熒光粉的替代材料。已有學(xué)者嘗試用單晶等熒光材料制備白光LED :河南理工大學(xué)的關(guān)榮峰等利用摻雜Ce =YAG熒光粉的玻璃進(jìn)行了 LED封裝(“用于白光LED的摻雜Ce-YAG 熒光玻璃的研制”發(fā)表在電子元件與材料，26 (12)，2007);中國(guó)專利CN1815765A (發(fā)明名稱一種YAG晶片式白光發(fā)光二極管及其封裝方法，
公開日2006年08月09日)采用透明硅膠或樹脂與塑料模封裝了一種YAG晶片式白光發(fā)光二極管；專利CN101894900A(發(fā)明名稱一種將單晶體用于白光LED的制作方法，
公開日2010年11月24日)敘述了一種將摻鈰釔鋁石榴石單晶體用于白光LED的制作方法，該方法中單晶體緊貼發(fā)光芯片，正常工作時(shí)芯片溫度升高導(dǎo)致晶片綜合性能下降?，F(xiàn)已公開的封裝方法均是將發(fā)射主波長(zhǎng)為530nm附近的摻鈰釔鋁石榴石材料與芯片直接扣裝，與以黃色熒光粉和紅色熒光粉組合形式封裝的白光LED相比明顯缺乏紅光成分，色溫偏高且顯色能力不足，限制了晶片封裝白光LED在日常照明領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展。目前公開文獻(xiàn)關(guān)于制備大功率白光LED沒有涉及到釔鋁石榴石單晶片的封裝結(jié)構(gòu)及方法。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種將熒光晶片用于大功率白光LED的封裝結(jié)構(gòu)，提高大功率白光LED器件的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)LED器件使用壽命。下面對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做具體說(shuō)明。本實(shí)用新型的提供了一種將熒光晶片用于大功率白光LED的封裝結(jié)構(gòu)，所述封裝結(jié)構(gòu)包括呈碗杯狀結(jié)構(gòu)的反光支架、LED芯片、熒光晶片和透鏡，所述的LED芯片設(shè)置在所述反光支架的底部基板預(yù)置的固晶位，所述的熒光晶片架設(shè)在所述反光支架的杯沿內(nèi)側(cè)，所述的透鏡扣在所述的反光支架的頂部。進(jìn)一步，所述的反光支架的底部外側(cè)設(shè)置有散熱組件，以提高大功率白光LED器件的散熱性能，從而進(jìn)一步提供其穩(wěn)定性。進(jìn)一步，反光支架的材質(zhì)為導(dǎo)熱性金屬，其內(nèi)側(cè)為反射鏡面。更進(jìn)一步，反光支架的材質(zhì)為銅或鋼。本實(shí)用新型中，所述熒光晶片為稀土摻雜釔鋁石榴石單晶等熒光材料，能在藍(lán)光激發(fā)下，發(fā)出一種或多種波段的光。厚度為O. 2^2mm,表面經(jīng)過(guò)單面或雙面拋光處理，或者雙面都不經(jīng)拋光處理。進(jìn)一步，所述熒光晶片的數(shù)量至少為一個(gè)；當(dāng)熒光晶片的數(shù)量多于I個(gè)時(shí)，各熒光晶片上下疊加架設(shè)在反光支架的上部。因此，本實(shí)用新型可通過(guò)組合不同數(shù)量、不同厚度、不同發(fā)光波段的熒光晶片來(lái)獲得各種不同顏色的光以達(dá)到調(diào)諧白光LED光學(xué)性能的目的，實(shí)現(xiàn)光源色溫的可控以及顯色能力的提高，滿足實(shí)際生活環(huán)境對(duì)光源的要求。進(jìn)一步，所述熒光晶片的邊緣與反光支架之間無(wú)縫接觸，即無(wú)需引入硅膠或樹脂，晶片邊緣直接與反光支架相接觸，利用晶片優(yōu)異的熱導(dǎo)性提高器件的散熱性能。本實(shí)用新型中，LED芯片為藍(lán)光LED芯片。進(jìn)一步，所述LED芯片的數(shù)量至少為一個(gè)，芯片放在反光支架底部基板預(yù)置的固晶位。進(jìn)一步，所述的光學(xué)透鏡優(yōu)選為光學(xué)級(jí)有機(jī)玻璃。
本實(shí)用新型還提供了一種將熒光晶片用于大功率白光LED的封裝結(jié)構(gòu)的封裝方法，所述封裝方法包括以下步驟(I)通過(guò)固晶的方式將LED芯片固定在反光支架的碗杯狀結(jié)構(gòu)底部基板預(yù)留的固晶位，然后進(jìn)行焊線；(2)將熒光晶片架設(shè)在反光支架上部預(yù)留的杯沿內(nèi)側(cè)位置，進(jìn)行固定；(3)在反光支架上扣上透鏡。進(jìn)一步，所述的封裝方法還包括如下步驟在反光支架底部加上散熱組件。本實(shí)用新型采用前述結(jié)構(gòu)以及封裝方法后具有如下優(yōu)點(diǎn)(I)以熒光晶片替代熒光粉的技術(shù)方案，具有激發(fā)發(fā)射效率高、物理化學(xué)性能穩(wěn)定、高度均勻性、熱導(dǎo)率高、后處理工藝簡(jiǎn)單等一系列優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)LED的無(wú)硅膠或樹脂封裝，克服熒光粉封裝的穩(wěn)定性差、易老化等問(wèn)題。(2)米用突光材料與芯片分開的遠(yuǎn)場(chǎng)激發(fā)方式,結(jié)合碗杯狀反光支架和光學(xué)透鏡設(shè)計(jì)，有效提升白光LED的出光效率，改善散熱性能，提高產(chǎn)品質(zhì)量和壽命。(3)本實(shí)用新型的封裝結(jié)構(gòu)，多片熒光晶片可組合使用，因此，可通過(guò)組合不同數(shù)量、不同厚度、不同發(fā)光波段的熒光晶片來(lái)獲得各種不同顏色的光以達(dá)到調(diào)諧白光LED光學(xué)性能的目的，實(shí)現(xiàn)光源色溫的可控以及顯色能力的提高，滿足實(shí)際生活環(huán)境對(duì)光源的要求。(4)該大功率白光LED封裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其制作工藝簡(jiǎn)易，適合大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。
附圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為L(zhǎng)ED芯片為一個(gè)時(shí)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4為由六個(gè)LED芯片組成LED芯片組時(shí)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但絕非限制本實(shí)用新型。實(shí)施例1 :如圖1所示，該LED封裝結(jié)構(gòu)包括呈碗杯狀結(jié)構(gòu)的反光支架2,設(shè)置在所述反光支架2底部、具體位于碗杯狀結(jié)構(gòu)底部基板預(yù)置固晶位的藍(lán)光LED芯片1，以及架設(shè)在所述反光支架2上部的熒光晶片3 (反光支架2在制作時(shí)，即在上部預(yù)留了用于安裝熒光晶片3的位置，具體是碗杯狀結(jié)構(gòu)的杯沿內(nèi)側(cè)，圖1中標(biāo)號(hào)為6)，在所述的熒光晶片3的頂部扣有透鏡5，在所述的反光支架2的底部外側(cè)設(shè)置有散熱組件4。其中，反光支架2采用導(dǎo)熱性能良好的金屬銅或鋼制成，且其內(nèi)側(cè)為反射鏡面。所述的熒光晶 片3采用稀土摻雜釔鋁石榴石單晶等熒光材料，能在藍(lán)光激發(fā)下，發(fā)出一種或多種波段的光。熒光晶片3為片狀結(jié)構(gòu)，厚度為O. 2-2mm，表面經(jīng)過(guò)單面或雙面拋光處理，或者雙面都不經(jīng)拋光處理。熒光晶片3的邊緣與反光支架2之間無(wú)縫接觸，即熒光晶片3的邊緣直接與反光支架2相接觸，提高器件的散熱性能。所述透鏡5為光學(xué)級(jí)有機(jī)玻璃。本實(shí)用新型通過(guò)固晶的方式將單個(gè)或多個(gè)LED芯片I固定在反光支架2底部基板預(yù)置的固晶位，然后進(jìn)行焊線；然后將熒光晶片3架設(shè)在反光支架2上部預(yù)留的特定位置(碗杯狀結(jié)構(gòu)的杯沿內(nèi)側(cè))，進(jìn)行固定；接著在反光支架2上扣上透鏡5，最后在反光支架2底部外側(cè)加上散熱組件4。實(shí)施例2 在該實(shí)施例中，熒光晶片包括第一熒光晶片31和第二熒光晶片32，組裝時(shí)，第一熒光晶片31以及第二熒光晶片32按一定次序上下疊加扣裝在反光支架上部預(yù)留的特定位置，進(jìn)行固定即可，其余同實(shí)施例1，不再贅述，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。本實(shí)用新型還可具有多種實(shí)施例，如可以由增加多片熒光晶片(組合不同數(shù)量、不同厚度、不同發(fā)光波段的熒光晶片)，多個(gè)LED芯片I組成的LED芯片組(單個(gè)LED芯片如圖3所示，多個(gè)LED芯片組成的LED芯片組如圖4所示)，更換反光支架、透鏡材質(zhì)等替換上述實(shí)施例中的各個(gè)部件。本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施方式，如果對(duì)本實(shí)用新型的各種改動(dòng)或變形不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，倘若這些改動(dòng)和變形屬于本實(shí)用新型的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變形。
權(quán)利要求1.一種將熒光晶片用于大功率白光LED的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于該封裝結(jié)構(gòu)包括呈碗杯狀結(jié)構(gòu)的反光支架(2 )、LED芯片(I)、熒光晶片和透鏡(5 )，所述的LED芯片(I)設(shè)置在所述反光支架(2)的底部基板預(yù)置的固晶位，所述的熒光晶片架設(shè)在所述反光支架(2)的杯沿內(nèi)側(cè)，所述的透鏡(5)扣在所述的反光支架(2)的頂部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將熒光晶片用于大功率白光LED的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的反光支架(2)的底部外側(cè)設(shè)置有散熱組件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的將熒光晶片用于大功率白光LED的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于反光支架(2)的材質(zhì)為導(dǎo)熱性金屬，其內(nèi)側(cè)為反射鏡面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的將熒光晶片用于大功率白光LED的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于反光支架(2)的材質(zhì)為銅或鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將熒光晶片用于大功率白光LED的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述熒光晶片的數(shù)量至少為一個(gè)；當(dāng)熒光晶片的數(shù)量多于I個(gè)時(shí)，各熒光晶片上下疊加架設(shè)在反光支架(2)的杯沿內(nèi)側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的將熒光晶片用于大功率白光LED的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述熒光晶片的邊緣與反光支架(2)之間無(wú)縫接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的將熒光晶片用于大功率白光LED的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述突光晶片的厚度為O. 2-2mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的將熒光晶片用于大功率白光LED的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的熒光晶片表面經(jīng)過(guò)單面或雙面拋光處理，或者雙面都不經(jīng)拋光處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的將熒光晶片用于大功率白光LED的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述熒光晶片為稀土摻雜釔鋁石榴石單晶片。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將熒光晶片用于大功率白光LED的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述LED芯片(I)的數(shù)量至少為一個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種將熒光晶片用于大功率白光LED的封裝結(jié)構(gòu)，所述封裝結(jié)構(gòu)包括呈碗杯狀結(jié)構(gòu)的反光支架、LED芯片、熒光晶片和透鏡，所述的LED芯片設(shè)置在所述反光支架底部基板預(yù)置的固晶位，所述的熒光晶片架設(shè)在所述反光支架的杯沿內(nèi)側(cè)，所述的透鏡扣在所述的反光支架的頂部。本實(shí)用新型的封裝結(jié)構(gòu)提高大功率白光LED器件的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)LED器件使用壽命，且制作工藝簡(jiǎn)易，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)H01L33/50GK202905773SQ20122047488
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者向衛(wèi)東, 張志敏, 陳兆平, 鐘家松, 劉炳峰, 梁曉娟, 趙寅生, 趙斌宇 申請(qǐng)人:溫州大學(xué)