[發(fā)明專利]一種無熒光粉多基色LED封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法

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• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112234134A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭醒;朱昕;羅昕;徐龍權(quán);王光緒;張建立;江風(fēng)益
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌大學(xué);南昌硅基半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類號: H01L33/56
• 分類號: H01L33/56;H01L33/48;H01L25/075
• 代理公司: 江西省專利事務(wù)所 36100
• 代理人: 張文

本發(fā)明公開了一種無熒光粉多基色LED封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法，該封裝結(jié)構(gòu)包括封裝基板、若干顆間隔放置的LED芯片、固晶層、引線和復(fù)合封裝膠結(jié)構(gòu)；封裝基板上有通過固晶層鍵合的若干LED芯片，LED芯片通過引線和基板電路連接，多基色LED芯片上有復(fù)合封裝膠結(jié)構(gòu)，復(fù)合封裝膠結(jié)構(gòu)由純封裝膠的第一封裝膠層和摻有微納米散射顆粒摻雜的第二封裝膠層組成，并且第二封裝膠層位于第一封裝膠層周圍。如此保證大部分光線直接從第一封裝膠層出射，而大角度的光線在微米納米顆粒摻雜的第二封裝膠層內(nèi)與微米納米顆粒發(fā)生散射作用，從而改善不同LED芯片出光的各向均勻性，實現(xiàn)大視角的混光，同時保證高光提取效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及LED封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種無熒光粉多基色LED封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法。

背景技術(shù)

LED(Light Emitting Diodes)是一種基于P-N結(jié)電致發(fā)光原理制成的半導(dǎo)體發(fā)光器件，具有電光轉(zhuǎn)換效率高、使用壽命長、環(huán)保節(jié)能、體積小等優(yōu)點，已經(jīng)開始在背光、路燈、汽車大燈，頭燈和室內(nèi)照明等許多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，隨著LED效率的不斷提升和應(yīng)用產(chǎn)品的推廣，人們對LED照明的需求已經(jīng)從“照亮”逐步轉(zhuǎn)變?yōu)椤罢帐孢m”，因此空間顏色均勻性成為LED照明質(zhì)量的重要評估指標(biāo)之一。

當(dāng)前合成白光LED的方式主要有兩種，一種是利用藍(lán)色LED芯片激發(fā)熒光粉合成白光；另一種是通過多色LED芯片（如藍(lán)，青，綠，黃和紅光LED芯片）合成白光。由藍(lán)光芯片結(jié)合黃光熒光粉合成白光，其光譜中存在藍(lán)光過多、青光缺失和紅光不足的問題。越來越多的研究表明，采用這種方法合成白光LED光源隨著時間的推移存在嚴(yán)重的藍(lán)光泄露問題，由于光譜中藍(lán)光占比較大，將對用戶產(chǎn)生非視覺生物效應(yīng)，影響褪黑素分泌，造成生物鐘紊亂，睡眠質(zhì)量差等。此外，黃光熒光粉還會隨使用時間老化，導(dǎo)致LED的發(fā)光效率下降、色溫飄移等問題因此，采用藍(lán)光芯片結(jié)合黃光熒光粉合成白光的方法存在嚴(yán)重的不足。

利用多色LED芯片合成白光具有壽命長，光譜連續(xù)可調(diào)以及光品質(zhì)高等優(yōu)點，在智能照明、健康照明和可見光通信等領(lǐng)域有更廣闊的前景。多基色白光LED能夠有效解決熒光粉轉(zhuǎn)換LED在使用過程中由于熒光粉老化所帶來的色溫漂移和藍(lán)光泄露等問題。根據(jù)美國能源部發(fā)布的LED照明計劃的預(yù)測，熒光粉轉(zhuǎn)換白光LED的極限效率約為250lm/W，而多基色白光LED的極限效率約為350lm/W，因此高品質(zhì)，高可靠性和高光效的多基色白光LED是下一代綠色健康照明的必然趨勢。

在LED封裝中，光學(xué)調(diào)控是不可或缺的部分，它直接影響LED的出光效率和混光效率，是實現(xiàn)多基色LED照明應(yīng)用需求的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的封裝結(jié)構(gòu)如仿流明封裝、SMD封裝等并不能滿足多基色LED的均勻混光和高提取效率的需求。采用多基色LED直接合成白光，不同顏色LED芯片在空間分布位置不同。由于不同顏色LED芯片出光在不同角度的光強不匹配，導(dǎo)致LED封裝模塊的出光在空間各個視角色溫不一致，存在色溫偏差。并且，將多基色LED封裝模塊應(yīng)用于燈具時，燈具的二次透鏡將加劇空間不同視角的色溫偏差，尤其是在大視角甚至?xí)霈F(xiàn)分色的現(xiàn)象，造成目標(biāo)平面得到的不是多基色芯片合成的白光，而是區(qū)域彩色光斑，大大的降低了照明品質(zhì)，不能滿足高質(zhì)量照明的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一個目的在于提供一種無熒光粉多基色LED封裝結(jié)構(gòu)，該封裝結(jié)構(gòu)利用散射顆粒摻雜的封裝膠體層解決了不同顏色LED芯片出光不均勻的問題，不僅提高了空間顏色均勻性，而且同時保證了高光提取效率。

本發(fā)明的第二個目的在于提供一種無熒光粉多基色LED封裝方法，該封裝方法避免了熒光粉的使用，簡化了封裝工藝，同時提高了封裝模塊的可靠性，能解決傳統(tǒng)封裝方法出光藍(lán)光過多、青光缺失和紅光不足的缺陷。

本發(fā)明的第一個目的是這樣實現(xiàn)的：