專利名稱：一種rgb三色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LED封裝結(jié)構(gòu)技術(shù)，具體涉及一種RGB三色LED的封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
LED具有體積小，低壓直流，綠色環(huán)保，壽命長，顯色性高等優(yōu)點(diǎn)，在照明領(lǐng)域有著廣寬的應(yīng)用前景。近年來，LED固體燈照明相關(guān)技術(shù)得到了快速發(fā)展，特別是平板燈具，因?yàn)榘l(fā)光面積大，光線柔和，沒有刺眼的眩光，正在迅速代替白熾燈在室內(nèi)照明的應(yīng)用。平板燈需要側(cè)面LED模塊作為光源，光線由LED發(fā)出，耦合進(jìn)平板燈的導(dǎo)光板，然后被均勻地漫反射從而實(shí)現(xiàn)大面積的平板照明。面板照明不傷害眼睛，屬于健康照明，因此是室內(nèi)照明重要發(fā)展方向。目前，平板燈側(cè)入射的LED模組，一般是采用單顆藍(lán)光LED芯片，在上面涂以一定厚度的黃色熒光粉，從熒光粉發(fā)出的黃光加上透射出來的藍(lán)光混合而得所需要的白光，色溫取決于黃光與藍(lán)光的比例。顯然，一旦LED封裝好之后，色溫就固定下來了，再也無法改變，這色溫恒定的狀況與普通白熾燈是一樣。并且面板在較大尺寸下，由于LED光源出射光束是圓對稱性，需要耦合進(jìn)去的發(fā)光面板是一塊二維的平板，即使加大側(cè)邊LED的密度，大尺寸的面板的發(fā)光均勻性和發(fā)光亮度仍難以令人滿意。很明顯，不管是色溫問題還是光耦合進(jìn)面板及之后的光強(qiáng)分布問題，歸根結(jié)底是LED的封裝問題。傳統(tǒng)的功率型LED封裝結(jié)構(gòu)如圖1所示。它包括熱沉鋁基板1，固晶膠2，熒光粉3，芯片4，金絲5，透鏡6，電極7。熱沉鋁基板I用刨槽方式做出碗狀反射器，在LED發(fā)光芯片4涂上固晶膠2貼在碗狀的反射器內(nèi)，芯片焊上金絲5后，在上面涂抹熒光粉，使得可以出射白光，最后是灌膠成透鏡6，透鏡既有提高LED的出光率的作用，又有保護(hù)內(nèi)部的芯片的作用。這類的LED封裝產(chǎn)品，色溫是恒定，工作過程中不可調(diào)整；出射光線是正面對稱大角度出射，對于需要導(dǎo)光板的燈具來說，光耦合效率低，容易得到正向中心位置光強(qiáng)高，然后隨著角度偏離與距離增加，光強(qiáng)將迅速降低。光強(qiáng)分布不均勻是研制這類型燈具的難點(diǎn)之一，也直接影響到大尺寸的面板燈具的推廣與應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容本發(fā)的目的在于克服現(xiàn)有LED封裝技術(shù)中存在的缺點(diǎn)與不足，提供一種RGB三色LED的封裝結(jié)構(gòu)，該封裝結(jié)構(gòu)把RGB三色LED芯片封裝成一體。本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種RGB三色LED的封裝結(jié)構(gòu)，包括熱沉鋁基板、RGB三色LED芯片和硅膠透鏡；所述熱沉鋁基板上設(shè)有反射槽和電極片，所述RGB三色LED芯片通過固晶膠固定在反射槽的底平面上，LED芯片的正負(fù)電極通過金線與熱沉鋁基板上的電極片連接；所述硅膠透鏡覆于反射槽和RGB三色LED芯片上方；所述RGB三色LED芯片的出光側(cè)面傾斜于反射槽的槽形方向。優(yōu)選的，所述反射 槽具有沿槽形方向的兩個拋物線形的內(nèi)側(cè)面，所述RGB三色LED芯片設(shè)于該拋物線形的焦點(diǎn)上。優(yōu)選的，所述RGB三色LED芯片，各LED芯片的底面對角線位于反射槽底平面的半
高線上。優(yōu)選的，所述RGB三色LED芯片的出光側(cè)面與反射槽的槽形方向之間的夾角為45度。優(yōu)選的，所述RGB三色LED芯片，各LED芯片沿反射槽的槽形方向等間距排列。優(yōu)選的，所述RGB三色LED芯片，各LED芯片之間獨(dú)立控制。RGB三色LED芯片封裝成一體使得RGB三色的光強(qiáng)在一個LED燈珠內(nèi)可分別控制，紅綠藍(lán)三色光強(qiáng)比例可大范圍隨意調(diào)整，也就是說LED燈珠的色溫可根據(jù)需要隨意調(diào)整。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:(I)本實(shí)用新型通過采用RGB三色LED芯片封裝于一體得到白色光，不使用熒光粉，克服熒光粉長期使用波長改變，發(fā)光效率降低等問題。LED芯片發(fā)出的RGB三色光線沒有波長轉(zhuǎn)變這一環(huán)節(jié)，直接混合得到白光，光能量沒有額外的損耗，得到充分的利用，并且長期穩(wěn)定。(2)本實(shí)用新型的LED亮度色溫可根據(jù)需要大范圍內(nèi)隨意調(diào)整。(3)本實(shí)用新型封裝尺寸與單個管芯利用熒光法實(shí)現(xiàn)白光發(fā)射的封裝尺寸相同，而本實(shí)用新型內(nèi)部封裝有三個管芯，因此本實(shí)用新型的LED亮度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有單個管芯普通熒光粉LED的亮度。
·[0018](4)本實(shí)用新型對LED發(fā)射的光向加入了控制結(jié)構(gòu)，對不利于導(dǎo)光板均勻光強(qiáng)分布的垂直于板面的大角度方向的光線，改變?yōu)橛欣趯?dǎo)光板光強(qiáng)均勻分布的平面光。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中帶突光粉的白光LED封裝結(jié)構(gòu)不意圖。圖2為本實(shí)用新型的LED芯片在反射槽底部平面上擺放示意的俯視圖。圖3為本實(shí)用新型的LED芯片在側(cè)向拋物線形的反射曲面擺放示意的剖面圖。圖4為本實(shí)用新型的LED芯片以45度角擺放的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實(shí)用新型LED封裝結(jié)構(gòu)的橫向剖面圖。圖6為本實(shí)用新型LED封裝結(jié)構(gòu)的縱向剖面圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。如圖2所示，為本實(shí)施例一種RGB三色LED芯片封裝一體的結(jié)構(gòu)，LED芯片擺放方式的俯視圖。其中，8是熱沉鋁基板反射槽的底部平面，11是紅光LED芯片，10是綠光LED芯片，9是藍(lán)光LED芯片，即RGB三色LED芯片。芯片可選用散熱要求相對較小的小尺寸的背光源的芯片，如大小可以為10X23mil (毫英寸)，芯片的對角線于長方形的擺放平面半高線重合，芯片之間最近的兩點(diǎn)距離為大于等于llmil，使得芯片光滑的長側(cè)面發(fā)射的光束沒有受到附近芯片的阻擋；如果芯片長側(cè)面存在不平整的表面結(jié)構(gòu)，存在更大角度的出射光線，也因?yàn)槭谴蠼嵌热肷涞搅硪粋€芯片表面而產(chǎn)生高反射，能量將損失很少地掠表面而過。熱沉鋁基板反射槽的底部平面8總長度為120mil，即約為3mm。按照上面的方案擺放好芯片，并且用固晶膠把芯片烘干固定。對于正面表發(fā)射的光線，因?yàn)樾酒话愣疾捎昧?ITO掩膜，表面顆粒化等技術(shù)處理，出射光束的角度大小基本相同，可達(dá)到120度。三顆LED芯片間距很小，光束張開的角度又基本相同，因此上表面出射的三色光線混合得很充分的，耦合到導(dǎo)光板后進(jìn)一步混合再發(fā)散照明，RGB三色混合成白色的效果是很好的。如圖3所示，為LED芯片固定在熱沉鋁基板反射槽的底部平面上的橫向剖面。其中，12為熱沉鋁基板，13為LED芯片，14是以此橫剖面圖上LED芯片中心為焦點(diǎn)的拋物線，用作對LED芯片側(cè)面發(fā)射出來垂直于LED燈珠長邊側(cè)面的光線，即平行于此橫剖面方向的光線，反射為豎直向上的方向，反光面進(jìn)行了拋光使得更有效控制高反射。對于芯片側(cè)面發(fā)射的低于O度或大于180度的下半個光錐的光線，將被反光槽底平面反射上來；對于平行于LED燈珠長邊側(cè)面的底平面上方的光線，將不作任何限制，光線將以垂直或近似垂直通過的硅膠封裝的透鏡曲面，能量最大程度地發(fā)射出去。圖4是本實(shí)用新型的LED芯片擺放45度角立體的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，15為用作熱沉和反光的熱沉鋁基板，16為傾斜擺放的LED芯片，17為經(jīng)過拋光的高反射面。其中反射面結(jié)構(gòu)高度約為0.5mm，下面的熱沉鋁片厚度為0.3mm。整個鋁材結(jié)構(gòu)長度約為3mm，寬度約為1.4mm,高度約為0.8mm,圖5是本實(shí)用新型LED封裝結(jié)構(gòu)的橫向剖面圖，其中，18是熱沉鋁基板，19是LED芯片，20是側(cè)面的拋物線型反射面，21是金絲，22是電極，23是灌封LED的硅膠。
用固定膠固定LED芯片在反射槽底平面上，電極焊上金絲，并連接到熱沉鋁基板上的電極片。在反射槽內(nèi)灌封硅膠，保護(hù)芯片及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高LED的出光率。圖6是本實(shí)用新型LED縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖，其中，24是熱沉鋁基板，25是電極，26是硅膠透鏡。RGB三色在燈珠封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)就得到充分的混合，混合光線經(jīng)過正上方的透射曲面或者側(cè)邊的反射曲面后再出射。對于芯片上表面，LED芯片一般都采用了 ITO掩膜，表面顆粒化等技術(shù)處理，出射光束的大小基本相同，可達(dá)到120度。三顆LED芯片間距很小，光束張開的角度又基本相同，因此上表面出射的三色光線混合得很充分的；對于芯片的側(cè)邊，光束大小也約是120度。由于芯片側(cè)邊與鋁片熱沉反射槽有一個傾斜角，發(fā)射的光束對于反射槽來說可分為垂直分量和平面分量，光線的垂直分量，將被反射槽側(cè)邊的拋物線形反射曲面反射變成豎直向上；光線的平面分量，反射后不改變原來的出射角度。對于側(cè)向發(fā)射的光束，在平面下方的半束光線，也就是低于O度或大于180度的約具有60度張角的半束光椎，光線將被底平面反射上來。因此，燈珠發(fā)射的是0-180度RGB三色均勻混合的準(zhǔn)平面光線。上述為本實(shí)用新型RGB三色LED封裝結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施過程，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施的限制，如LED芯片擺放順序，有左到右的芯片可以是綠光、藍(lán)光、紅光芯片，也可以是三色芯片任意其他順序；芯片大小也可以是其他尺寸；電極連接位也可以調(diào)整到LED的短邊方向上。其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效·的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種RGB三色LED的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括熱沉鋁基板、RGB三色LED芯片和硅膠透鏡；所述熱沉鋁基板上設(shè)有反射槽和電極片，所述RGB三色LED芯片通過固晶膠固定在反射槽的底平面上，LED芯片的正負(fù)電極通過金線與熱沉鋁基板上的電極片連接；所述硅膠透鏡覆于反射槽和RGB三色LED芯片上方；所述RGB三色LED芯片的出光側(cè)面傾斜于反射槽的槽形方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RGB三色LED的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述反射槽具有沿槽形方向的兩個拋物線形的內(nèi)側(cè)面，所述RGB三色LED芯片設(shè)于該拋物線形的焦點(diǎn)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RGB三色LED的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述RGB三色LED芯片，各LED芯片的底面對角線位于反射槽底平面的半高線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RGB三色LED的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述RGB三色LED芯片的出光側(cè)面與反射槽的槽形方向之間的夾角為45度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RGB三色LED的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述RGB三色LED芯片，各L ED芯片沿反射槽的槽形方向等間距排列。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種RGB三色LED的封裝結(jié)構(gòu)，包括熱沉鋁基板、RGB三色LED芯片和硅膠透鏡；所述熱沉鋁基板上設(shè)有反射槽和電極片，所述RGB三色LED芯片通過固晶膠固定在反射槽的底平面上，LED芯片的正負(fù)電極通過金線與熱沉鋁基板上的電極片連接；所述硅膠透鏡覆于反射槽和RGB三色LED芯片上方；所述RGB三色LED芯片的出光側(cè)面傾斜于反射槽的槽形方向，實(shí)現(xiàn)了RGB三色LED芯片封裝于一體。本實(shí)用新型封裝的LED，具有色溫根據(jù)要求隨意調(diào)整，并且可準(zhǔn)平面大角度出光，光耦合效率高，光強(qiáng)分布的均勻性高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H01L25/075GK203165893SQ20132013166
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者鄧云龍, 文尚勝, 陳穎聰 申請人:華南理工大學(xué)