一種大功率led封裝結構的製作方法
2023-06-15 02:45:16
專利名稱：一種大功率led封裝結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及LED技術領域，特別涉及一種大功率LED封裝結構。
背景技術：
LED即發光二極體，是一種可直接將電能轉化為可見光和輻射能的發光器件，發光二極體的結構包括兩大部分承載部以及不同極性的導電端，承載部中設有晶片及螢光材料，利用金線聯接晶片的電極層與導電端，最後完成封裝工序。與傳統照明技術相比，這種新型光源具有高效節能、長壽命、小體積、成本低、綠色環保等領先優勢。目前常用的LED主要是利用晶片的光線與螢光材料的波長結合，進而形成特定光色表現效果。利用LED晶片激發螢光粉的光轉換方式可以實現各種顏色光的輸出，這也是目前 LED實現照明白光的主要途徑。其基本原理是在電的作用下，晶片透過螢光材料射出的光線與螢光材料的波長結合，從而形成特定的光色。例如常見的白光LED，主要是利用藍光單晶片加上黃色螢光粉，以晶片所發出的藍光透過黃色螢光材料射出，經過藍、黃光波結合， 形成白光表現效果。然而目前LED在應用時，經常遇到黃圈與光斑問題，LED的黃圈和光斑直接影響到照明效果。造成黃圈和光斑的一個原因是支架，由於支架與晶片的結構關係，晶片側光發射比較複雜，不能直接激發外圍螢光粉發光，而是通過多重漫反射後才與螢光粉混合發光，並且由於透鏡的折射率不同，導致晶片外側與晶片中心產生白光的色溫不統一，產生黃圈和光斑。造成黃圈與光斑的另一個原因是螢光粉。目前運用最廣泛的黃色螢光粉是YAG系列螢光粉，這系列的螢光粉顆粒尺寸都在17um以上，它們存在一些缺陷，如顆粒大、粉體團聚嚴重、樣硬、形貌不規則、顆粒流動性差等，這正是引起光斑主要原因。因為它們的折射率大於或等於1. 85，與矽膠的折射率不同，而矽膠折射率一般在1. 5左右。由於兩者間折射率的不匹配，以及螢光粉顆粒尺寸遠大於光散射極限(30nm)，出現散射光的波長(或頻率)與入射光不一致，因而在螢光粉顆粒表面存在光散射，破壞了出光的均勻性，進而出現黃圈和光斑。
發明內容針對上述的缺陷，本發明的目的在於提供一種LED螢光膠及LED支架，以使LED發光更為均勻，有效改善光色質量，更好地解決黃圈與光斑問題。本發明提出的技術方案為一種LED封裝結構，包括LED發光晶片及LED晶片支架，晶片表面塗覆螢光膠，支架上方蓋有透鏡，螢光膠塗覆在晶片表面位置厚度大於晶片側邊位置，使塗覆螢光膠形成弧形，其弧度與所蓋透鏡弧度一致。所述支架碗杯杯壁與杯底形成的角度α為40° 50°，碗杯高度h為 0. 3mm 0. 45mm。所述晶片尺寸為24milX24mil 45milX45mil。[0010]所述螢光膠通過在大顆粒螢光粉中加入小顆粒混合，把混合後螢光粉與與矽膠結合攪拌一段時間後進行抽真空處理形成。所述大顆粒螢光粉半徑是小顆粒螢光粉的1.5倍，大顆粒量為a，小顆粒量為b， a和b的比例關係為a/b= (a+b) /a或a2 =bc，其中c=a+b0所述螢光膠與透鏡之間填有填充矽膠。本發明的LED支架能使晶片最大側光(180度)通過碗杯斜度，只經一次反射，便與晶片表面光束接近平行，以8(Γ100°出光，確保側光與晶片表面光發射統一，直接與螢光粉混合發光。所述的LED支架的碗杯深度配合碗杯杯壁斜度，即碗杯杯壁與杯底形成角度α， 能更好地使塗覆在晶片側面螢光粉均勻分布。通過在大顆粒螢光粉中加入小顆粒混合，能夠使矽膠折射率提高到1. 8以上，降低光散射，有效改善光色質量，更好地解決光斑問題。在顆粒尺寸較大的螢光粉中摻入小尺寸顆粒，以便與大顆粒混合後所發射的波長和晶片波長更好配合形成白光，而且混合後的折射率更接近矽膠折射率，降低光散射，有效地提高螢光粉均勻度，改善光色質量，修復光斑。
圖1是LED封裝步驟流程圖。圖2是測試屏和LED位置示意圖。圖3是支架俯視圖。圖4是支架截面圖。圖5是晶片側面出光示意圖。圖6是螢光粉混合工藝示意圖。圖7是螢光粉表面塗覆和透鏡覆蓋放大圖。
具體實施方式
[0022]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。通常LED封裝是將外引線連接到LED晶片的電極上，確保半導體晶片和下層電路間之正確電氣和機械性的互相接續，同時保護好LED晶片，不讓其受到機械、熱、潮溼及其它種種的外來衝擊，並且起到提高發光效率的作用。參見圖1，LED封裝步驟流程簡要說明如下。1、固晶，發光晶片用銀膠固定在特殊支架上，並烘烤加熱固化。2、焊線，將外引線連接到LED晶片的電極上。3、配膠，將大小顆粒螢光粉與矽膠按比例進行混合調製，均勻攪拌10-15分鐘，抽真空20分鐘，再將螢光膠塗覆在晶片表面。4、點螢光膠，用點膠針頭將螢光膠點到支架(碗杯)中心，讓其均勻的覆蓋在晶片表面上。5、烘烤，烘烤的目的是使螢光膠固化，烘烤要求對溫度進行監控，防止批次性不良。螢光膠烘烤的溫度一般控制在150°C，烘烤時間30分鐘。根據實際情況可以調整。
4[0029]6、蓋透鏡，採用專業的蓋透鏡機把透鏡自動蓋到LED晶片上。7、灌膠，把蓋好透鏡的半成品注入填充矽膠。8、烘烤，讓填充矽膠充分固化，一般條件為120°C，烘烤時間20分鐘。9、分光分色，大功率封裝好成品進行測試，包括漏電測試，相對色溫，光通亮，色品坐標χ，y和顯色指數分檔測試。本發明實施例製作一個IW白光LED，採用350mA恆流電源驅動，電壓3. 0-3. 6V。光斑實驗測試平臺通過9點法測試每個LED的9個點色坐標，以判斷單個LED出射光斑各個方向上發光的空間均勻性。實驗條件採用350mA恆流電源驅動，電壓3. 5V左右。LED距離屏的距離相同，為 60cm，測試所用工具為CHR0MA METER CS-100 MINOLTA色彩色差計。色度坐標的離散性可以用每個LED的9個測試點的色度坐標的標準方差來表示，
設9個測試點的色坐標為(巧，乃)(i=l，2，…，9)，9個測試點的色坐標平均值為( ,)
)則標準差為δ
權利要求1.一種大功率LED封裝結構，包括LED發光晶片及LED晶片支架，晶片表面塗覆螢光膠，支架上方蓋有透鏡，其特徵在於，螢光膠塗覆在晶片表面位置厚度大於晶片側邊位置， 使塗覆螢光膠形成弧形，其弧度與所蓋透鏡弧度一致。
2.如權利要求1所述的大功率LED封裝結構，其特徵在於所述支架碗杯杯壁與杯底形成的角度α為40° 50°，碗杯高度h為0. 3mnT0. 45mm。
3.如權利要求2所述的大功率LED封裝結構，其特徵在於所述晶片尺寸為 24mi1X24mi 廣45mi1X45mi1。
4.如權利要求1-3任一項所述的大功率LED封裝結構，其特徵在於所述透鏡與晶片之間有填充矽膠。
專利摘要本實用新型公開了一種大功率LED封裝結構，包括LED發光晶片及LED晶片支架，晶片表面塗覆螢光膠，支架上方蓋有透鏡，螢光膠塗覆在晶片表面位置厚度大於晶片側邊位置，使塗覆螢光膠形成弧形，其弧度與所蓋透鏡弧度一致，螢光膠通過在大顆粒螢光粉中加入小顆粒混合，把混合後螢光粉與與矽膠結合攪拌一段時間後進行抽真空處理而形成，支架碗杯杯壁與杯底形成的角度α為40°~50°，碗杯高度h為0.3mm~0.45mm，可使LED發光更為均勻，有效改善光色質量，更好地解決光斑問題。
文檔編號H01L33/60GK202205806SQ20112014679
公開日2012年4月25日 申請日期2011年5月10日 優先權日2011年5月10日
發明者張奕聰, 曾賢平 申請人:深圳市光核光電科技有限公司