[實用新型]一種具有熒光轉換層的LED封裝結構

有效

• 申請號: 201220536541.2
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN202888234U
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 李建國;林明通
• 申請（專利權）人: 廈門乾球光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及LED（Light-Emitting?Diode，發光二極管），特別是涉及一種具有熒光轉換層的LED封裝結構。

背景技術

LED具有節能環保、壽命長、響應快、小而輕等特點，是新一代的照明技術，廣泛應用于景觀照明、汽車市場、交通燈市場、戶外大屏幕顯示和特殊工作照明等領域，正朝著高亮度、高色彩性、高耐氣候性、高發光均勻性的方向發展。白光LED正在引發第四次照明革命。

目前白光LED的實現方法主要有：1）紅、綠、藍三種芯片組合；2）YAG：Ce黃色熒光粉或紅、綠熒光粉與藍光芯片組合；3）紅、綠、藍熒光粉與紫外光芯片組合。目前市場的主流還是第二種形式。另外，單芯片多量子阱型白光LED正在開發之中。YAG：Ce黃色熒光粉的發射光譜寬，對所匹配的藍光波長有較寬的選擇范圍，而且熒光轉換效率較高，因而易獲得高的成品率，且造價低。但是，YAG：Ce黃色熒光粉存在以下問題：1）合成條件需要高溫還原性氣氛；2）摻雜的不均勻性；3）粒徑大小難于操控；4）粒子形貌不規則；5）稀土材料激活劑的價格較貴；6）暖色系的配制尚未成功；7）發光強度隨溫升的衰減大；8）發射光譜中的紅色成分較少，高顯色指數和低色溫的白光LED難于實現；9）發光顏色隨驅動電壓及熒光層的厚度變化而改變；10）熒光粉的光通量、發光效率、穩定性和顯色性需要進一步提高。

LED的封裝結構目前普遍采用反射杯式和透鏡式封裝結構。反射杯式的封裝封裝工藝包括固定晶粒、電極連接、透鏡放置、注入第一硅膠層、制作熒光粉膠、烘烤固化等步驟。透鏡式的封裝工藝包括鏡檢、擴片、銀膠點膠、備膠、手工刺片、自動裝架、燒結、壓焊、熒光膠點膠、灌封、模壓、固化、熱老化、切筋和劃片、測試、包裝等步驟。

申請日為2010.05.11、申請公布號為CN?101867007?A的發明專利，公開了一種LED燈熒光粉層的制備方法，其列舉了兩種與藍色LED芯片搭配的YAG：Ce熒光粉層制備途徑：1）熒光粉膠配制、涂敷、去膠；2）感光熒光粉膠配制、涂敷、曝光和顯影、去除感光膠。申請日為2010.06.21、申請公布號為CN?101872829?A的發明專利，公開了一種高發光效率的白光?LED?及其封裝方法，其列舉了三種針對反射杯式封裝結構的涂敷熒光粉膠的方式，包括均勻分布式、表敷式、遠距離分布式。均勻分布式在第一或第二硅膠層摻入熒光粉，這種熒光粉層雖然制備相對容易，但存在熒光粉的沉淀問題，而且芯片發射的較短波長因熒光粉顆粒或界面多次反射和散射而存在吸收的問題。表敷式在芯片表面涂敷熒光粉，激發效率較高，但存在沉淀和散熱的問題。遠距離分布式在遠離芯片的位置如第二硅膠層的表面或光學透鏡玻璃窗口的內或外表面涂布熒光粉，可以提升外部量子效率，點亮時受晶片的影響較小，但工藝繁瑣，且對支架碗杯的尺寸有要求。

上述熒光粉層的制備及涂布方法是目前YAG：Ce黃色熒光粉與藍光芯片搭配實現白色LED發光的主流技術，雖然已經成熟的應用，但還存在以下問題：熒光層厚、均勻性差、膠的老化、熒光粉用量大、發光衰減、工藝復雜、所用的膠特別是光刻膠存在環境污染問題、發光顏色一致性差、光的散射引起的吸收問題、多種材料的界面反射、界面應力、熒光粉摻和低溫玻璃及去膠工藝需高溫燒結、生產周期長、封裝不夠緊湊、透鏡和內部的封裝膠容易產生氣隙以及成本高。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種工藝易于實現、可以獲得高的熒光轉換效率、成本低的具有熒光轉換層的LED封裝結構，以解決現有技術之不足。

為了解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是，一種具有熒光轉換層的LED封裝結構，包括LED芯片、光學透鏡、熒光轉換層和電路基板。其中，所述電路基板上設有若干個LED芯片，每個LED芯片的正負極通過金線引出。熒光轉換層和光學透鏡設置于LED芯片的出光方向上，且完全覆蓋所述LED芯片。

所述熒光轉換層是真空鍍膜方法形成的，其可以直接沉積到LED芯片表面或直接沉積到光學透鏡的內表面或直接沉積到光學透鏡的外表面，或通過薄膜轉移方法把熒光轉換層粘結到LED芯片的出光方向上。其中，真空鍍膜方法可以有多種，例如真空蒸發法（如電阻加熱法、電子束加熱法、激光加熱法等）、激光閃蒸法、脈沖激光沉積法（PLD）、濺射法（如射頻磁控濺射、直流磁控濺射、離子束濺射）、化學氣相沉積法（如熱解CVD、等離子增強CVD、金屬有機化學氣相沉積（MOCVD））等等。另外，熒光轉換層還可以通過軟化學方法進行制備，如溶膠-凝膠法（sol-gel）、液相浸涂法等。