[發明專利]利用摻雜稀土元素的透明陶瓷為基座的LED封裝結構

無效

• 申請號: 201110241307.7
• 申請日: 2011-08-20
• 公開（公告）號: CN102569597A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 曹永革;劉著光;黃秋鳳;鄧種華;王充;蘭海;王方宇;王文超
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/64;C04B35/44;C04B35/622
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技術領域

????本發明涉及一種新型的LED封裝基座，尤其涉及到一種新型的白光LED的封裝結構與出光方式。????

背景技術

LED作為一種新型光源，由于具有節能、環保、壽命長、啟動速度快、能控制發光光譜和禁止帶幅的大小使色彩度更高等傳統光源無可比擬的優勢而得到了空前的發展。

一般而言，傳統的白光LED封裝結構，如圖1，主要設有一具凹槽A1的基座A，該凹槽A1內結合一芯片B，該芯片B再通過一連結線C與另一支架D連結，最后再通過一透光層E的射出成型，將基座A、芯片B、連結線C及另一支架D結合為一體，完成LED的封裝。

但普通LED的發光是各向的，同時所激發的熒光粉發出的光也是各向的。而上述傳統的LED結構使射向LED芯片背面與側面的光的提取效率較低，其中一部分光被封裝基底吸收，另一部分光通過在密封物中的多次反射和折射最終轉化為熱量。這樣不但降低了LED的光效，而且由于熱量無法及時導出而聚集在芯片的背面，造成芯片的溫度逐漸升高，最終影響了LED芯片的光輸出和壽命。

目前，改進的方法是在基座A的凹槽A1內鍍上高反射率的金屬Ag薄膜，大幅提高基座的反射率。但這又帶來另一個問題，金屬Ag薄膜在點亮的LED芯片的高溫下容易發黃變色，造成光波段的反射率降低，導致封裝LED的光效與顯色指數降低，加快了LED的光衰。

基于現有普通LED封裝結構以及其改進方法的不足，本發明設計了“摻雜稀土元素的透明陶瓷作為封裝基座的LED封裝方案”。

發明內容

本發明旨在解決現有技術的前述問題，因此本發明的目的在于提供一種新型的白光LED封裝結構，實現LED封裝的雙面白光發射。提高白光LED的出光效率，同時避免Ag基底變色造成白光LED封裝的可靠性下降。同時透明陶瓷具有高的耐電擊穿性以及較高的熱導率，進一步保證LED封裝的可靠性。

本發明的LED封裝采用以下技術方案：

本發明提供的利用稀土摻雜的透明陶瓷作為LED封裝基座的雙面發射白光的LED封裝結構，藍光LED芯片采用固晶方式固定于已經圖案化電極的稀土摻雜的透明陶瓷基座上，并用金線或鋁線與基座電極形成電連接；在所述的LED芯片與基座上方覆蓋有保護LED芯片與電連接線的密封物。

本發明提供的LED封裝結構如圖2、3所示，其包括一稀土離子摻雜的透明陶瓷基座10，在基座的上表面101之上形成有兩電極501與502；藍光LED芯片20，芯片采用固晶膠201固定于封裝基座10之上，同時通過金線或鋁線30與基底上的兩電極實現電連接；以及密封物40，密封物覆蓋所述LED芯片20以及所述金線或鋁線30與基座電極501與502的電連接部分。

所述稀土離子摻雜的透明陶瓷基座，使用稀土離子摻雜的透明陶瓷可以為YAG透明陶瓷，Al₂O₃透明陶瓷、AlN透明陶瓷或其他體系的透明陶瓷，陶瓷在大于綠光波長的區域的透過率均大于≥50%。

所述稀土離子摻雜的透明陶瓷基座，摻雜的稀土離子為?Ce³⁺、Pr³⁺、Nd³⁺、Eu³⁺、Dy³⁺、Ho³⁺、Er³⁺、Tm³⁺、Yb³⁺、Lu³⁺等中的一種或數種。

所述稀土離子摻雜的透明陶瓷基座，其特征在于，透明YAG陶瓷上的圖案化電極可采用網印方式印刷或應用光刻技術制備。

所述藍光LED芯片，其特征在于芯片采用透明固晶膠固定于透明陶瓷基座之上，并用金線或鋁線與基座電極形成電連接。

所述密封物由在其內混合并均勻分散熒光體的透明環氧樹脂膠或硅膠成型制成。

本封裝結構具有如下優點：

1．以上所述的封裝結構可以實現雙面發射白光，其上表面藍光激發熒光粉混合成白光，下表面藍光通過透明陶瓷基座激發稀土離子從而混合成白光。

2．透明陶瓷基座具有高的絕緣性，其擊穿電場大于4000V/cm。

3．透明陶瓷基座的熱導率大于10W/m·K，可以滿足小功率LED芯片封裝要求。

附圖說明??

圖1是現有普通LED芯片的封裝結構；

圖2是本發明實施例的整體結構側視圖；

圖3是本發明實施例的整體結構俯視圖；

圖4是本發明實施例的光路示意圖；