[發明專利]用于無損信號傳輸的紅外LED一體式封裝結構

在審

• 申請號: 201711034957.8
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107731986A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 馮海濤;施光典
• 申請（專利權）人: 深圳萊特光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/50;H01L33/60;H01L33/64
• 代理公司: 惠州市超越知識產權代理事務所(普通合伙)44349
• 代理人: 魯慧波

技術領域

本發明屬于LED封裝技術領域，具體涉及一種用于無損信號傳輸的紅外LED一體式封裝結構。

背景技術

燈具有節能高效的優點，但是LED芯片的光轉換效率在20%-30%左右，剩余能量轉換為內能導致芯片溫度升高。溫度過高會加劇燈具光衰，從而影響燈具壽命。研究表明，溫度不僅影響LED芯片的壽命，也會引發熒光粉的熱失效問題，甚至當溫度高于某一閾值時，熒光粉出現不發光現象，亦即“熱猝滅”現象。熒光粉的溫升主要來自于熒光粉光吸收的自熱作用和LED芯片發熱的互熱作用。實測表明，在工作狀態下，熒光粉溫度較芯片溫度高。隨著白光LED的大量商業化應用，LED芯片的功率也逐步升高到了瓦級以上，LED芯片散熱技術成為了制約大功率LED燈應用的關鍵。

現有的大部分LED封裝的熱設計集中在提高LED封裝外部的散熱能力，包括散熱器的主動散熱和被動散熱設計，關于LED封裝內部的散熱設計，尤其是熒光粉硅膠混合物的散熱設計還很少。同時，LED光源是一種低壓直流器件，在工作過程中容易受到各種干擾。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種可以避免紅外LED在工作過程中受到外界的干擾，同時提供優異的散熱效果，確保紅外LED的穩定工作的無損信號傳輸的紅外LED一體式封裝結構。

本發明的技術方案為：用于無損信號傳輸的紅外LED一體式封裝結構，其特征在于，包括陶瓷基座、反光杯體，所述反光杯體設于所述陶瓷基座上方，所述陶瓷基座表面對稱設有紅外發射芯片和紅外接收芯片，所述反光杯體上設有發射透鏡，所述發射透鏡與所述紅外發射芯片處于同一軸線上；所述發射透鏡包括位于所述反光杯體下方的第一熒光粉層、位于反光杯體上方的第二熒光粉層、透鏡層，所述第一熒光粉層、第二熒光粉層、透鏡層依次排布。

進一步，所述反光杯體與所述陶瓷基座之間的區域填充有惰性氣體。

進一步，所述反光杯體的水平截面為等腰梯形。

進一步，所述反光杯體的表面設有抗干擾粉層。所述抗干擾粉層為現有技術中的抗干擾粉劑板層?？捎行У乇苊夥庋b結構內部受到外界因素的干擾，保證穩定運行。

進一步，所述紅外發射芯片與陶瓷基座之間設有鉑金線，紅外接收芯片與陶瓷基座之間設有鉑金線，以此提供良好的電性連接方案。

本發明中，通過反光杯體與所述陶瓷基座之間的區域填充有惰性氣體，以及陶瓷基座的共同作用，基于陶瓷基座具有良好的導熱性和穩定性的優點，能夠為本發明的封裝結構內部提供優異的散熱方案。

進一步，所述第一熒光粉層為Li2-x（AlBO4）：xEu3+,0≤x≤0.25，易被激發，具有高效的光導效率。

進一步，所述第二熒光粉層為(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+氮化物熒光粉層。具體的，所述熒光粉層為Sr0.8Ca0.192AlSiN3:0.008Eu2+熒光粉、Sr0.6Ca0.392AlSiN3:0.008Eu2+熒光粉中的任一種或兩種的結合。經過發明人的大量實驗證明，本發明的熒光粉層能夠有效改善白光LED光源的性能，獲得顯色指數Ra為85，光效為86.8lm/W的優異白光，且其色溫能夠通過封裝條件的簡單調變而在4000K～6000K范圍內進行調節。

通過本發明第一熒光粉層與第二熒光粉層的協效復配，可以使得本發明封裝結構的發光效率更高、使用壽命更長、光色一致性更好。

進一步，所述透鏡層為為雙層聚碳酸酯透鏡層。本發明透鏡層是一種新型雙層TIR( Total Internal Reflection) 透鏡，類似兩個TIR 透鏡銜接在一起，可有效降低透鏡的口徑和高度，前出光面設計可為內凹曲線，不僅可對出射光進行調整，還可縮短生產注塑周期，降低產品的成本。

本發明主要解決熒光粉型LED在散熱設計中存在的不足，在分析現有熒光粉型LED封裝結構及散熱特點的基礎上，提出在封裝結構中將熒光粉層與芯片熱隔離的同時開辟獨立的熒光粉層散熱路徑的熱設計方法。再通過仿真分析得出，在封裝設計中增加熒光粉層與芯片之間的距離、在芯片基座上設置專門用于熒光粉層的熱傳導通道，能夠有效隔離熒光粉層與芯片之間的熱傳導，同時能夠在不增加燈珠徑向尺寸的同時改善熒光粉層的散熱效果。新的封裝方法將芯片和熒光粉層的散熱問題相互獨立出來，既避免了二者的相互加熱問題，又增大了燈珠光學設計的自由度。