[實用新型]一種LED封裝結構

有效

• 申請號: 201320031484.7
• 申請日: 2013-01-22
• 公開（公告）號: CN203055985U
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 羅小兵;鄭懷;張可;王立慧
• 申請（專利權）人: 東莞市石碣華中電子技術創新服務有限公司;華中科技大學
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/54;H01L33/50
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 吳世民

技術領域

本實用新型屬于LED封裝技術，涉及LED封裝中的一種用于實現高光色品質的LED熒光粉保形涂覆方法的封裝結構，將特別應用于大規模LED封裝生產中。

背景技術

LEDs（Light?Emitting?Diodes）是一種基于P-N結電致發光原理制成的半導體發光器件，具有電光轉換效率高、使用壽命長、環保節能、體積小等優點，被譽為21世紀綠色照明光源，如能應用于傳統照明領域將得到十分顯著的節能效果，這在全球能源日趨緊張的當今意義重大。隨著以氮化物為代表的第三代半導體材料技術的突破，基于大功率高亮度發光二極管（LED）的半導體照明產業在全球迅速興起，正成為半導體光電子產業新的經濟增長點，并在傳統照明領域引發了一場革命。LED由于其獨特的優越性，已經開始在許多領域得到廣泛應用，如景觀照明、汽車大燈、路燈和背光等，被業界認為是未來照明技術的主要發展方向，具有巨大的市場潛力。

LED取代傳統照明方式的首要任務是提高其出光效率和可靠性，通過多年的研究和技術發展，目前商用LED產品的出光效率已經達到100?-130?lm/W,?而實驗室水平更是達到了231?lm/W，遠高于傳統光源的光效；同時，隨著封裝工藝的改進、散熱結構的優化以及驅動可靠性的提高，LED的可靠性也得到了大幅的提高。為了進一步提高LED產品的照明質量，LED光色品質越來越受到大家的重視，具體可以包括LED光色一致性和LED空間顏色均勻性兩方面，例如美國能源部將提高LED光色一致性、減少分Bin數量作為LED照明發展的主要五大挑戰之一，同時美國能源之星（Energy?Star）于2008年已經將LED封裝及燈具的空間顏色均勻性列為LED照明質量評估指標之一。隨著LED在室內照明領域的迅速推廣（如商業照明、家居照明、辦公室照明等），人們對LED照明的要求已經從“照亮”逐步轉變為“照舒服”，因此LED封裝時通過準確控制的封裝工藝，提高LED光色一致性和空間顏色均勻性，已成為拓寬LED照明領域，加速LED取代傳統照明的一個重要的技術目標。

大功率白光LED通常是由兩波長光（藍色光+黃色光）或者三波長光（藍色光+綠色光+紅色光）混合而成。目前廣泛采用的白光LED是通過藍色LED芯片（GaN）和黃色熒光粉（YAG或TAG）組成。在LED封裝中熒光粉層參數嚴重影響LED的出光效率、色溫、空間顏色均勻性等重要光學性能。當前，在LED封裝中最普遍采用的一種熒光粉涂覆方式為熒光粉自由點膠涂覆，該種熒光粉涂覆方式擁有工藝簡單和低成本等優點；然而該種熒光粉涂覆方式常常導致最終LED封裝產品色溫空間分布存在較大的差異，嚴重影響著LED產品的照明質量。國內外的研究者開展了許多研究工作，發現LED熒光粉保形涂覆的方法，即熒光粉層均勻厚度涂覆于LED芯片表面。保形涂覆方式要求能夠控制熒光粉幾何形狀和厚度等參數，從而提高LED封裝產品的光色一致性和空間顏色均勻性；然而該封裝實現工藝較難。為了實現熒光粉的保形涂覆，全球著名LED封裝企業先后開發的電泳法（U.?S.?patent?6,576,488），溶液蒸發法?(U.?S.?patent?7,217,583)，圓片級封裝（B.?Braune?et?al.,?Proc.?SPIE?6486,?64860X,?2007）以及目前相關文獻描述的脈沖噴涂的工藝方法(H.?T.?Huang?et?al.,?OPTICS?EXPRESS,?18,?A201,?2010)。其中電泳法和溶液蒸發法實現保形涂覆較為復雜，成本較高；圓片級封裝和脈沖噴涂的工藝方法對封裝設備要求較高，工藝必須精確控制，且不能實現LED水平芯片的保形涂覆。為此發展一種工藝簡單、低成本且適用于所有LED芯片類型的熒光粉保形涂覆對封裝高光學質量的LED光學產品至關重要。

發明內容

本實用新型提出一種LED封裝結構，該結構能夠用于實現熒光粉保形涂覆。采用該結構能夠根據微流體自對準效應來實現熒光粉保形涂覆。

本實用新型提出的LED封裝結構，其特征在于，包括LED封裝基板和透明薄板；所述LED封裝基板在固定LED芯片處增加一凸臺結構，所述凸臺結構的側壁可以垂直或者傾斜于LED封裝基板的水平面，凸臺結構的高度可以為0.01至3毫米，凸臺結構的尺寸為1至3毫米，凸臺結構為圓臺、方臺或多邊形棱臺；所述LED封裝基板的材料可為金屬、塑料材質、陶瓷材料或者其它目前用于LED封裝的材質；所述透明薄板尺寸為1至3毫米,?厚度為0.1至1毫米，透明薄板的材料為玻璃等透明無機材料或者PMMA等透明有機材料，形狀為圓臺、方臺或多邊形棱臺。