一種led集成封裝結構及其方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┮环NLED集成封裝結構及封裝方法，其中LED集成封裝結構包括支架(1)，LED芯片(2)和透光片(4)，其中在支架(1)上形成有凹面，該凹面用于反射LED芯片(2)發(fā)射的光，所述LED芯片(2)設置在所述凹面中，透光片(4)覆蓋在凹面的上部。在LED芯片(2)上方設置聚焦透鏡(7，8)。其中聚焦透鏡(7，8)設置在LED芯片(2)和透光片(4)之間和／或設置在透光片(4)的表面。
【專利說明】一種LED集成封裝結構及其方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體領域，更具體地說，涉及一種新型LED結構及其集成封裝方法【背景技術】
[0002]目前單獨封裝的光源亮度都較高，而采用相同芯片集成封裝出的LED光源光效普遍下降20-30%。經(jīng)分析，其主要原因有兩個方面:一是由于散熱不佳引起的溫度過高，既而導致芯片的發(fā)光效率降低；二是支架導光問題，一般芯片的出光量包括正面出光和側面出光的總和，在一些水平型芯片中，側面出光量占總出光量的20-25 %，如果不能把這部分光有效的取出，那么封裝后的LED光源亮度將會明顯降低。在集成封裝中，目前支架都是平面形的，芯片也都靠得非常近，采用這樣的支架封裝后，芯片的側面光幾乎全部在芯片之間來回多次反射，慢慢消耗掉，而無法形成有效出光。
[0003]另外，在LED光源中熒光粉的作用在于光色復合，形成白光。其特性主要包括粒度、形狀、發(fā)光效率、轉換效率、穩(wěn)定性(熱和化學)等，其中，發(fā)光效率和轉換效率是關鍵。研究表明，隨著溫度上升，熒光粉量子效率降低，出光減少，輻射波長也會發(fā)生變化，從而引起白光LED色溫、色度的變化，較高的溫度還會加速熒光粉的老化。傳統(tǒng)LED器件存在兩個問題，一是熒光粉與硅膠混合后直接涂覆與在LED晶片上，LED熒光粉緊靠熱源，容易造成熒光粉整體溫度偏高，引起使熒光粉激發(fā)效率降低，因此光效偏低，并且熒光粉長時間在溫度過高的環(huán)境下很容易造成光衰；二是熒光粉涂敷方式是將熒光粉與灌封膠混合，然后點涂在晶片上。由于無法對熒光粉的涂敷厚度和形狀進行精確控制，導致出射光色彩不一致，出現(xiàn)偏藍光或者偏黃光。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種新型的LED結構及其封裝方法，以克服上面提到的技術問題。
[0005]本發(fā)明提供一種LED集成封裝結構，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，該凹面用于反射LED芯片發(fā)射的光，所述LED芯片設置在所述凹面中，透光片覆蓋在凹面的上部，其中透光片為玻璃片，熒光粉內(nèi)滲或外涂于玻璃片上。
[0006]其中在LED芯片上方設置有聚焦透鏡,用于完成配光。
[0007]其中聚焦透鏡設置在LED芯片和透光片之間和/或設置在透光片的表面。
[0008]其中在LED芯片和聚焦透鏡之間填充有惰性氣體。
[0009]其中在透光片和聚焦透鏡之間填充有硅膠。
[0010]其中設置在透光片表面的多個聚焦透鏡形成透鏡陣列，聚焦透鏡是直徑0.1mm的半球形透鏡。
[0011]本發(fā)明還提供一種LED集成封裝結構的封裝方法，其特征在于，包括:
[0012]在支架上形成凹面，該凹面用于反射LED芯片發(fā)射的光；
[0013]將LED芯片設置在所述凹面中；[0014]使LED芯片與支架導通；
[0015]將透光片覆蓋在凹面的上部；
[0016]在LED芯片上方設置聚焦透鏡；
[0017]將熒光粉內(nèi)滲或外涂于透光片上。
[0018]其中聚焦透鏡設置在LED芯片和透光片之間和/或設置在透光片的表面。
[0019]所述的方法還包括在聚焦透鏡和透光片之間注入硅膠。
[0020]所述的方法還包括:在聚焦透鏡和LED芯片之間充入惰性氣體。
[0021]本發(fā)明通過在支架上形成碗形凹面，有效地將芯片側面光取出，并且通過在芯片上方形成聚焦透鏡，可以進行多次配光，達到最佳出光光效，提高器件可靠性，而且可以提高取光效率(60%)。將熒光粉內(nèi)滲或外涂于玻璃表面，不僅可提高熒光粉的均勻度，而且可提高封裝效率和產(chǎn)品光色的一致性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]如在附圖中圖示的，其中不同附圖中相同的部分采用相同的附圖標記指代。附圖不一定是按比例的，相反的，重點在于圖示本發(fā)明的原理和構思。
[0023]圖1示出本發(fā)明第一實施例的LED結構；
[0024]圖2示出本發(fā)明第二實施例的LED結構；
[0025]圖3示出本發(fā)明第三實施例的LED結構；
[0026]圖4示出本發(fā)明第四實施例的LED結構。
【具體實施方式】
[0027]需要說明的是，不同的實施例僅用于示例性的說明本發(fā)明的原理和思想，并不是對本發(fā)明范圍的限制。而且，不同實施例之中的特征也可以相互組合以形成新的技術方案。
[0028]實施例一
[0029]如圖1所示為LED集成封裝結構中的一個LED的封裝結構。在該封裝中，I代表支架，在支架I上形成一個碗形的凹面，該碗形的凹面可以反射光，有效地將芯片側面光取出，在支架I的凹面內(nèi)設置一個或多個芯片2，例如可以將芯片2設置在凹面的底部上。芯片2例如可以是GaN芯片，當然可以是其它任何合適的LED芯片。可以采用銀膠和/或絕緣膠來將芯片2固定在凹面的底部，然后給芯片2焊接導線3，使芯片2和支架I導通。導線3例如可以使用金線，或其它適合的金屬導線。透光片4覆蓋在碗形凹面的上部。透光片的下面涂覆一層很薄熒光粉5，熒光粉5也可以內(nèi)滲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之間注滿硅膠6。透光片4距芯片2 —定距離，例如可以為大約0.88mm。
[0030]本實施例一借鑒單獨封裝的支架設計形式，在集成封裝結構上給一個或一組芯片在支架上造一個凹面的碗，使支架的內(nèi)凹側面將光反射出來，能很好的將側面出光量取出。
[0031]實施例二
[0032]參見圖2所示，其結構與圖1中的LED集成封裝結構基本相同，其區(qū)別在于芯片2上方和透光片4之間設置有透鏡7，透鏡7為聚焦透鏡，透鏡7包圍芯片2。透鏡7與支架I圍成的空間內(nèi)充滿惰性氣體。在透光片4和透鏡之間注滿了硅膠6。將熒光粉內(nèi)滲或外涂于玻璃片形成透光片4。
[0033]本實施例中，透鏡7可以根據(jù)照明需要做配光設計，完成一次配光。通過在芯片上布置一個聚焦透鏡7，并將透光片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]實施例三
[0035]參見圖3所示，其結構與圖1中的LED集成封裝結構基本相同，其區(qū)別在于在透光片4表面上形成有多個微透鏡8，多個微透鏡8形成微透鏡陣列，微透鏡陣列可采用直徑
0.1mm的半球形透鏡陣列,微透鏡8為聚焦透鏡。
[0036]透光片4和芯片之間注滿了硅膠6。將熒光粉內(nèi)滲或外涂于玻璃片形成透光片4。
[0037]本實施例中，微透鏡8可以根據(jù)照明需要做配光設計，完成一次配光。通過在透光片4表面布置微透鏡8，并將透光片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]實施例四
[0039]參見圖4所示，其封裝結構組合了實施例二和實施例三中的結構。在芯片2上方和透光片4之間設置有聚焦透鏡7，透鏡7包圍芯片2。透鏡7與支架I圍成的空間內(nèi)充滿惰性氣體。在透光片4和透鏡之間注滿了硅膠6。另外在透光片4表面上形成有多個微透鏡8，多個微透鏡8形成微透鏡陣列，微透鏡陣列可采用直徑0.1mm的半球形透鏡陣列，微透鏡8為聚焦透鏡。
[0040]本實施例中通過微透鏡8和透鏡7可以完成兩次配光設計。并將透光片4置于距芯片一定位置，可以進一步提高器件可靠性，而且可以提高取光效率。
[0041]此外，LED芯片的集成封裝結構，可以是圓形或橢圓形，也可以是正方形、長方形、三角形、菱形等等任何合適的形狀。
[0042]在本發(fā)明中，硅膠可采用注膠方式形成，省去moding機。
[0043]本發(fā)明通過在支架上形成碗形凹面，有效地將芯片側面光取出，并且通過在芯片上方形成聚焦透鏡，可以進行多次配光，達到最佳出光光效，提高器件可靠性，而且可以提高取光效率(60%)。將熒光粉內(nèi)滲或外涂于玻璃表面，不僅可提高熒光粉的均勻度，而且可提高封裝效率和產(chǎn)品光色的一致性。
【權利要求】
1.一種LED集成封裝結構，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，該凹面用于反射LED芯片(2)發(fā)射的光，所述LED芯片(2)設置在所述凹面中，透光片(4)覆蓋在凹面的上部，其中透光片(4)為玻璃片，熒光粉(5)內(nèi)滲或外涂于玻璃片上。
2.根據(jù)權利要求1所述的LED集成封裝結構，其中在LED芯片(2)上方設置有聚焦透鏡(7、8),用于完成配光。
3.根據(jù)權利要求2所述的LED集成封裝結構，其中聚焦透鏡(7)設置在LED芯片(2)和透光片(4)之間和/或設置在透光片(4)的表面。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的LED集成封裝結構，其中在LED芯片(2)和聚焦透鏡(7)之間填充有惰性氣體。
5.根據(jù)權利要求2或3所述的LED集成封裝結構，其中在透光片(4)和聚焦透鏡(7)之間填充有硅膠(6)。
6.根據(jù)權利要求3所述的LED集成封裝結構，其中設置在透光片(4)表面的多個聚焦透鏡(8)形成透鏡陣列，聚焦透鏡(8)是直徑0.1mm的半球形透鏡。
7.—種權利要求1-6中任一項所述的LED集成封裝結構的封裝方法，其特征在于，包括: 在支架(I)上形成凹面，該凹面用于反射LED芯片(2)發(fā)射的光； 將LED芯片(2)設置在所述凹面中； 使LED芯片⑵與支架⑴導通； 將透光片(4)覆蓋在凹面的上部； 在LED芯片(2)上方設置聚焦透鏡(7，8)； 將熒光粉(5)內(nèi)滲或外涂于透光片(4)上。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中聚焦透鏡(7，8)設置在LED芯片(2)和透光片(4)之間和/或設置在透光片(4)的表面。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，還包括: 在聚焦透鏡(7)和透光片(4)之間注入硅膠(6)。
10.根據(jù)權利要求8所述的方法，還包括: 在聚焦透鏡(7)和LE D芯片(2)之間充入惰性氣體。
【文檔編號】H01L33/58GK103579457SQ201310503737
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權日:2013年10月23日
【發(fā)明者】何瑞科, 賈偉東 申請人:西安重裝渭南光電科技有限公司