具有雙層螢光粉層的led封裝結構的製作方法
2023-12-11 15:27:17
具有雙層螢光粉層的led封裝結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種具有雙層螢光粉層的LED封裝結構，涉及發光半導體的封裝技術，用於提高出光率，改善器件的性能和提高螢光粉的利用率。其技術方案如下：LED晶片固定在一分壓片的上面，分壓片通過銀膠固定在晶片槽內；分壓片的底部包括光處理區和固晶區，光處理區相對固晶區呈向上的傾角；在底部的邊緣設彎折擋板，其使銀膠被圍在一組彎折擋板中間；晶片為倒裝晶片，其包括倒裝基板上非焊接區的表面塗敷有RGB螢光粉層；在光處理區的表面向下依次塗敷有RGB螢光粉層、黃色螢光粉層和反射層。在晶片槽槽口下方位置的下沉臺階，電極導線設在下沉臺階上；引線被封裝在封膠內；在下沉臺階以上至槽口的晶片槽區域為黃色螢光粉膠封裝區域。
【專利說明】具有雙層螢光粉層的LED封裝結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發光半導體的封裝技術。
【背景技術】
[0002]現有的大功率LED發光器件的封裝方式參見圖1所示的方案。LED晶片7通過銀膠6固定在支架4的晶片槽5內。引線I將LED晶片的電極與支架上的電極導線3連接在一起。LED晶片通過封膠固定在晶片槽內。這種LED器件在工作的時候晶片內部的結溫會超過100攝氏度，燈腔內的溫度也在70?90攝氏度。晶片槽內的封膠以環氧樹脂材料為例，引線為金線的情況下，環氧樹脂在幾十度的溫差下會產生較為明顯的熱脹冷縮，金線的膨脹係數僅為其五分之一以下，相比環氧樹脂並不明顯。如圖1所示的示意圖，虛線為熱膨脹後的情況，由於封膠內部應力作用，封膠會表現出鼓起狀，形成升溫後封膠頂部2，變形後的封膠會帶動引線I的上部發生偏移，即造成引線被拉長，升溫後引線I』拉長後會產生延展長度L。發生這種現象的原因，是因為封膠與金線的膨脹係數相差巨大造成的。
[0003]LED是可以頻繁開關的器件。在頻繁的開關過程中，金線的這種拉伸會頻繁進行。對金線短期的拉伸，金線會將拉力傳導到其兩端的焊接處，對焊接處造成拉扯效應，這給焊點造成脫焊的風險，也會造成焊點處電阻增大。如果LED常亮，金線所受的拉伸力持續進行，則會造成金線局部發生永久性形變，即變細。金線變細會導致金線上各處電阻差異明顯，在變瘦處，電阻增大，發熱增多。金線本身具有一定的導熱功能，上述情況會增加金線的導熱負擔，降低晶片向外導熱的能力，嚴重的情況會造成斷線死燈。金線承受的封膠應力以及可能發生的偏移在一次封裝的過程中同樣存在。由於一次封裝的溫度較器件出廠使用時的溫度更高(一般封裝溫度為150?180攝氏度)，金線以及其焊接部位產生故障的機率也比較高。
[0004]在將LED晶片進行固晶的時候，需要用到銀膠。銀膠為導體，其點膠時的用量需要非常精確。過多的銀膠會堆砌在晶片周圍，造成晶片短路或漏電；過少的銀膠量又可能導致固晶不牢。由於晶片塗敷銀膠的面非常小，因此銀膠的量的把握和位置的塗敷經常會出現差錯，在量足的情況下，點膠位置不精準也會由於銀膠分布不均造成短路或漏電問題。
[0005]除此以外，銀膠中的銀粉會吸收光。在晶片槽內漫反射的光線會被銀膠吸收，且銀膠用量越多，吸收的光線會越明顯，因此無論銀膠中的提高銀的含量還是增加銀膠的用量都會導致晶片槽內的光線被吸收，進而造成光損，降低出光率。
實用新型內容
[0006]本實用新型所要解決的第一個技術問題是提供一種LED封裝器件，用於提高出光率，改善器件的性能，以及提高螢光粉的利用率。
[0007]為了解決上述技術問題，本實用新型提出一種具有雙層螢光粉層的LED封裝結構，包括藍光LED晶片和支架，LED晶片通過銀膠固定在支架的晶片槽內；支架上設有電極導線，LED晶片通過引線與電極導線電連接；[0008]所述LED晶片固定在一分壓片的上面，分壓片通過其下面的銀膠固定在晶片槽內；
[0009]所述分壓片包括底部和連接在底部上的引線抬升部；引線抬升部由底部向上呈一定的傾角，在引線抬升部的上端設有用於固定引線的焊位，引線將焊位與所述電極導線電連接在一起，在底部或引線抬升部的下端設有一級引線焊位，所述焊位與一級引線焊位通過導線連接，在一級引線焊位與LED晶片的電極通過一級引線電連接；所述底部包括用於給LED晶片傳熱的固晶區和光處理區，固晶區位於光處理區的中間，固晶區的固晶表面為平面，光處理區相對固晶區呈向上的傾角，LED晶片固定在固晶區上；所述底部的下面為固定分壓片和支架的銀膠；在所述底部的邊緣設有彎折擋板，彎折擋板通過彎折部位與底部的邊緣連接，該彎折擋板將光處理區下方的傾斜空間與外面隔斷，使銀膠被圍在一組彎折擋板中間；
[0010]所述LED晶片為倒裝晶片，其包括倒裝基板上非焊接區的表面塗敷有RGB螢光粉層；在光處理區的表面塗敷有RGB螢光粉層，在該RGB螢光粉層的下面的層結構中包括單基色螢光粉層，在單基色螢光粉層的下面的層結構中包括反射層；
[0011]所述晶片槽包括設在槽口下方位置的下沉臺階，所述電極導線設在下沉臺階上；引線被封裝在封膠內；封裝採用遠端螢光粉結構，在所述下沉臺階以上至槽口的晶片槽區域為單基色螢光粉膠封裝區域。單基色螢光粉膠優選為黃光螢光粉膠。
[0012]優選地:所述底部的輪廓的平面投影結構為正多邊形，且正多邊形的邊數為不少於四邊的多邊形。可以為四邊形、五邊形、六邊形、七邊形和八邊形等等多邊形。多邊形結構比較利於製作彎折擋板，且在彎折擋板彎折後，彎折部位形成較小的縫隙，但本實用新型的此處結構不限於正多邊形結構，也可以呈圓形，圓形有利於光處理區的平均反射效果。
[0013]優選地:所述LED晶片為經過倒裝的藍寶石襯底晶片，且藍寶石襯底為PSS襯底。PSS襯底為圖形化襯底。圖形化的結構可以是襯底上的冠面凸起或奶嘴狀凸起。PSS藍寶石襯底是LED晶片外延的需要。此外，藍寶石襯底還可以為非圖形化平面襯底。本例中，LED晶片焊接在倒裝基板上後，不需要剝離藍寶石襯底，利用藍寶石襯底上的凸起對紫外線進行反射和散射；在其它實施例中，也可以採用剝離藍寶石襯底的結構，那麼紫外線的反射和散射就完全依賴於紫外線增反膜，也可以同時保留PSS藍寶石襯底和增反膜結構。
[0014]優選地:在LED晶片上設有用於反射紫外線的增反膜玻片。選用的增反膜為對紫外線有反射作用的器件，其設計的反射的主要紫外線波長可以介於近紫外線與遠紫外線之間，以減小對藍光LED晶片發出的藍光的反射作用。增反膜玻片可以是無機玻璃、石英或有機玻璃基質。
[0015]優選地:在所述光處理區上設有用於支撐所述增反膜玻片的載玻臺。載玻臺為透明樹脂材料，其用於保證增反膜玻片處於等高高度和便於增反膜玻片固定在LED晶片上。如果沒有載玻臺，則增反膜玻片可以直接放置在LED晶片上，然後固化在封膠內。
[0016]優選地:所述光處理區的高度與所述LED晶片與或增反膜的頂部位置等高。光處理區的主要功能就是處理紫外線和對LED晶片的側面發出的光進行初步處理，初步處理包括轉化波長和反射。因此光處理區的高度可以不用比LED晶片高。由於LED晶片可以包括較厚倒裝基板，例如矽基板，如果再加上藍寶石襯底，LED晶片的高度會比較高，例如可以是1000微米以及以上，小晶片可以是500微米。光處理區的高度超過上述要求也是可以的，由於底部優選用銅、銀、金等較為貴重的金屬材料製作，因此其省材的設計比較適用。在一個實施例中，光處理區的高度超過藍寶石襯底的高度或者增反膜玻片的高度，那麼超出部分的朝向LED晶片的內側表面塗敷有單基色螢光粉層，單基色螢光粉層下面有反射層，反射層與分壓片上的電路絕緣；或者超出部分的朝向LED晶片的內側表面為反射面。
[0017]優選地:在所述倒裝基板與所述倒裝基板表面塗層之間設有反射鏡；或者所述彎折擋板的外側表面為反射面。本實用新型需要選用一個較大的倒裝基板，倒裝基板優選為矽基板，還可以是金屬複合基板或含碳基板，倒裝基板最好基本上覆蓋到整個固晶區，因此LED外延倒裝到倒裝基板上會顯得很小。LED外延發出的光一部分會直接投射到倒裝基板上。由於PSS藍寶石襯底的反射作用或增反膜的作用，由LED外延發出的大量紫外線會首先射向倒裝基板的表面，因此在其上設置RGB螢光粉(紅綠藍三基色螢光粉)可以很好的吸收紫外線，將其轉化為白光，另由於其上有反射鏡，可以避免倒裝基板吸收過多的轉化光和原始光。彎折擋板的外側表面做成反射面可以避免其吸收光，彎折擋板為金屬，做成反射面最簡單的結構就是拋光，也可以電鍍鎳、銀等進一步表面反光處理。
[0018]優選地:所述器件的封裝採用遠端螢光粉結構，在所述晶片槽的槽口設有單基色螢光粉。LED晶片為藍光晶片，則單基色螢光粉為黃光螢光粉。
[0019]優選地:所述引線抬升部的表面為單基色螢光粉層包裹，在單基色螢光粉層下面設有反射層，該反射層與引線抬升部上的電路之間絕緣。引線抬升部會佔用一定的晶片槽空間，特別是其位於晶片發光方向上，如果不對其進行處理，其會吸收光。由於引線抬升部有一定的體量，相比引線的纖細「身板」，對引線抬升部可以選用的處理方式為表面反射處理，即在引線抬升部的表面增加一層反射層，該反射層與電路絕緣；本實用新型另闢蹊徑，採用直接吸收LED晶片主波並將其轉化成其它波長的光的方式，例如LED晶片發出藍光，則引線抬升部上的單基色螢光粉為黃光螢光粉，藍光在引線抬升部上直接轉化為黃光並被反射出來，進而避免了藍光被引線抬升部的框架吸收。
[0020]所述分壓片為MCPCB，即指金屬基印刷電路板(Metal Core PCB)。金屬基底可以為銅、招、銀或它們的合金。
[0021]所述底部和引線抬升部上的反光層的結構:反光層為塗敷在它們表面的絕緣反光膜。反光膜可以先在它們表面塗膠，再塗鋁，然後再塗膠，形成絕緣的反光膜。或者採用微玻璃珠反光膜技術。在引線抬升部施加反光層的時候，需要掩蓋其上的電路導線，形成複合層，即在電路導線上依次設絕緣層、反光金屬層，或者再加一層透明絕緣層。
[0022]光處理區為固晶區的裙帶，還有一個重要作用是作為固晶區的擴展，增大底盤面積，在使用更多量銀膠的情況下，固晶仍然是安全的，銀膠的量和塗敷位置的可操作性更大。在達到同樣的固化粘力效果的情況下，銀膠的使用量增大，可以認為銀膠的粘性減小，從銀膠的配方來說，可以在銀膠中適當增加導電粒子的配比，減小膠的含量，增加導電粒子的配比，可以增加銀膠的導熱效果。導電粒子可以是金、銀、銅、鋁、鋅、鐵、鎳的粉末和石墨及一些導電化合物。在達到同樣導熱效果的情況下，可以選用更為廉價的導電粒子材料。將底部細分為固晶區和反射區兩個功能區，可以使底部的作用更加突出，反射區可以對LED晶片側面發出的光進行利用，減少光線在晶片槽內反射的次數和能量損失，增加出光率。一般銀膠中銀的含量為60%左右，由於銀膠的用量較少，銀的含量過多會影響銀膠的粘性，銀的含量過少，則會影響其導電導熱性。本實用新型由於可以使用現有技術數倍的銀膠量，因此可以使用銀含量高的銀膠。銀膠中銀的含量可以在60?90 %，70 %、75 %、80 %、85 %等含量均是較佳的選擇。銀膠銀的含量增多，則需要選擇粘性較強的基體粘膠，以及配合使用分散劑和固化劑等添加劑。上述銀膠中的銀的配方含量可以用其它金屬替代，例如上面提及的金、銅、鋁、鋅、鐵、鎳的粉末以及石墨。銀膠中導電粒子的提高可以銀膠本身的電阻，即增加其導電性能和導熱性能。
[0023]所述引線抬升部包括彈性關節，彈性關節位於引線抬升部的下端，其橫截面呈半弧形。半弧形的弧拱可以向上，也可以向下。引線抬升部呈現片狀，其為具有一定的彈性金屬基底。具有一定的彈性有利於打線。事實上，引線抬升部在晶片工作發熱的時候所需要的微弱變形程度並不要求其具有很明顯的彈性，因此引線抬升部的彈性要求並不是必須的。
[0024]引線抬升部上的焊位的高度為與電極導線的高度比的範圍為1/2?I。所述引線抬升部上的焊位與電極導線等高度，即高度比為1，例如，比值還可以為2/3。引線抬升部上的焊位與電極導線等高度的這種情況，應該是一種很好發揮本實用新型技術優勢的一個較佳方案。此時，在高度方向上，引線基本上不受封膠熱脹冷縮的拉扯作用。由於晶片槽寬的限制，相對封膠在高度方向的變化，在水平方向的變化幾乎可以忽略不計。引線抬升部上的焊位在高度上越向上接近支架上的電極導線，引線所承受的封膠應力越不明顯。
[0025]本實用新型提出一種用於製造LED封裝器件的製造方法，包括以下步驟:將經過倒裝的LED晶片通過共晶焊固定在分壓片的底部；用一級引線將LED晶片的電極與分壓片上的一級引線焊位連接在一起；在分壓片的底部的下面塗敷銀膠，然後將分壓片和LED晶片置於晶片槽內固化處理；彎折彎折擋板使其將光處理區下方的傾斜空間與外面隔斷，使銀膠被圍在一組彎折擋板中間；將引線焊接在焊位與電極導線之間；對晶片槽的下沉臺階以下進行一次封裝固化，封膠為透明環氧樹脂或矽膠；然後再用單基色螢光粉膠對晶片槽進行二次封裝，將引線埋入單基色螢光粉膠內。
[0026]對於有增反膜玻片的結構，優選地:將增反膜玻片固定在所述底部上。增反膜玻片除了採用玻璃、石英、樹脂等材料外，還可以選用用於做襯底的人造藍寶石薄膜材料。
[0027]本實用新型的有益效果:
[0028]相比現有技術，本實用新型為LED晶片設計了一個分壓片結構，該分壓片具有一個伸長臂，將引線進行抬升，進而減少引線在封膠內的長度，進而避免引線在封膠的熱脹冷縮的情況下發生「瘦身」，甚至斷裂的情況，也保護了引線的兩端的焊點，減小了虛脫的機率，使LED晶片更加穩定。同時分壓片的底部整體託住LED晶片，使銀膠不容易接近LED晶片，因此，即使使用現有技術數倍的量，也不會造成LED晶片短路和漏電的問題。這樣有利於採用銀膠中更高導電粒子配比的銀膠，以及更多的量，以增加導熱效果，對於單電極的晶片還可以增加導電能力。晶片也可以更牢固的固定在晶片槽內，提高整個器件的抗震能力。
[0029]本實用新型的特別之處在於設計了一個彎折擋板結構，其用於包圍銀膠，用以減少銀膠吸光。本實用新型用的銀膠量明顯多於常規用量，因此，銀膠的吸光量也高於現有技術，彎折擋板可以有效阻止在晶片槽內不停反射的光線射向銀膠，進而提高了出光率；另外彎折擋板作為金屬體還可以起到晶片散熱作用。
[0030]光處理區以及倒裝基板上的螢光粉塗層可以就近處理LED晶片發出的少量紫外線，避免其深入封膠對封膠和單基色螢光粉長期的老化作用。本實用新型尤其適用於藍光LED晶片結合黃光螢光粉的白光照明方案。目前技術的藍光LED晶片均有不等紫外輻射。抽樣實驗數據表明紫外光譜從310nm延伸到400nm,發射峰在359nm附近,其相對強度大約為461nm藍光主峰的1.9%，且UV光發射強度隨正向電流的增加而增強。由於LED晶片在電流波動的時候存在反覆「藍移」現象，因此，紫外線的輻射會發生增強現象。藍光LED晶片除了產生較多的近紫外線外，還會產生較微量的波長200-280nm遠紫外線，遠紫外線對封膠和黃光螢光粉的老化會更加強烈。本實用新型的上述技術方案控制了紫外線的擴散區域，減少了整個晶片槽內的封膠和單基色螢光粉接觸紫外線的機會，從而降低了它們的老化速度，進而延長了器件的使用壽命。
[0031]本發明的下沉臺階設計結合遠端螢光粉技術，下沉臺階有利於將引線埋入膠體中，其降低了引線彎折損壞的風險。下沉臺階可以給器件提供晶片槽的二次封裝的平臺。第一次封裝以下沉臺階為封裝的封頂面，將LED晶片以及分壓片用透明封膠封裝起來，第二次封裝則將引線封閉起來並且可以實現平均布置黃色螢光粉。相比現有技術在整個晶片槽內分布突光粉，本發明的突光粉分布僅為一次封膠上表面上的一層，其形成一個工整的出光面，不會發生現有技術中螢光粉堆積在晶片四周的情況，所以螢光粉的利用率大為提高，且螢光粉遠離LED晶片，即遠離熱源，其減弱了螢光粉的老化作用，同時，螢光粉在轉換波長的時候釋放的熱量也不會干擾LED晶片。本發明的另一個特點是遠端螢光粉結合光處理區的螢光粉形成雙重光轉換結構，下沉臺階上的螢光粉捕捉的是晶片射向正上方的光線，光處理區的突光粉捕捉的是晶片側邊的出光。由於LED晶片射向正上方的光線明顯多於晶片側邊的出光，因此，上述雙重配粉結構和方式可以最大程度的提高螢光粉的利用率，以及減小螢光粉對晶片的負擔。本實用新型技術提高LED器件的穩定性和整體品質，非常適用於大功率白光LED照明器件。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1是現有LED器件的結構示意圖。
[0033]圖2是與本實用新型有關的封裝器件的結構示意圖。
[0034]圖3是圖2中封裝器件在使用狀態的變化圖。
[0035]圖4是晶片槽的俯視結構示意圖。
[0036]圖5是分壓片的結構示意圖。
[0037]圖6是LED晶片倒裝在固晶區上的截面結構圖。
[0038]圖7是光處理區的層結構示意圖。
[0039]圖8是LED晶片內部光線反射的不意圖。
[0040]圖9是本實用新型的實施例結構的示意圖。
[0041]圖10是InGaN藍光LED的實驗紫外EL光譜圖。
【具體實施方式】
[0042]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0043]圖2至圖8為與本實用新型有關的一個封裝器件的實施例，LED晶片19固定在支架的晶片槽15內。支架上設有電極導線12，LED晶片19通過引線11與電極導線12電連接。LED晶片19固定在分壓片9的上面，分壓片9通過其下面的銀膠固定在晶片槽內。分壓片9包括底部21和連接在底部上的引線抬升部8。在一個實施例中，引線抬升部由底部向上呈一定的傾角，傾角可以是15°?60°，例如可以是15°、30°或45°。在引線抬升部的上端設有用於固定引線的焊位16，引線11將焊位16與電極導線12電連接在一起，參見圖5，在底部或引線抬升部的下端設有一級引線焊位36，焊位16與一級引線焊位36通過導線35連接，在一級引線焊位36與LED晶片的電極通過一級引線37電連接。底部包括用於給LED晶片傳熱的固晶區29，LED晶片固定在固晶區上。底部的下面為固定分壓片和支架的銀膠17。晶片槽15具有反射坡面14。
[0044]分壓片9優選為MCPCB，即指金屬基印刷電路板(Metal Core PCB)。金屬基底可以為銅、鋁、銀或它們的合金。引線抬升部上的焊位16的高度為與電極導線的高度比為2/3 (即2/3: I)。引線11的焊點通過引線抬升部8抬升到抬升位13處。圖2顯示是常溫下的封裝器件的狀態，當LED器件工作的時候，溫度上升到100攝氏度左右，參見圖3，封膠10會發生熱漲現象，封膠表面會發生細微的上升，膨脹線26表示封膠的膨脹效果。封膠的膨脹會帶動其內的引線抬升部發生移動。引線抬升部由常溫位置抬升偏移到如圖3所示的虛線位置，高位引線抬升部25比常溫狀態的高度有所升高，引線的位置如高位引線23所示，引線抬升部的焊位也位於高位焊位24的位置。高位線27與低位線28之間的高度差為抬升高度h。引線抬升部承受了封膠升溫過程中產生的應力，而減小了引線所受的應力，其不但保護了引線，還保護引線的焊點不受過大的拉扯應力。由於引線抬升部有彈性形變的能力，其發生偏移後，其自身所受的應力有所減弱。
[0045]參見圖4，分壓片9通過銀膠固定在槽底29上，槽壁為反射坡面14，彎折擋板22處於向下的彎折狀態。分壓片9的布線以及層結構參見圖5至圖7所示。槽底29可以做成反射鏡結構，也可不必做成鏡面反射面，做成漫反射面即可，以降低成本，例如，塗敷硫酸鎖、氧化欽等白色塗層。
[0046]分壓片的底部包括用於給LED晶片傳熱的固晶區29和光處理區39。在光處理區上做一級引線焊位36，固晶區29位於光處理區的中間部位，固晶區的固晶表面為平面，光處理區相對固晶區呈向上的傾角，傾角可以是5°?75°，但不限於該範圍，本例為30°。一級焊位36通過導線35與焊位16連接。導線35可以是電鍍銅。焊位和一級引線焊位可以是在銅層上面複合銀層或錫層結構。在一個實施例中，MCPCB分壓片的基礎結構是:以銅為金屬基板，固晶區暴露，在其它區域的銅上製作絕緣層，在絕緣層上製作銅導線，在引線焊位和焊位處的銅導線上製作銀層或錫層。金屬基板還可以是鋁材質，或銅合金，或鋁合金。LED晶片19固定在固晶區29上。底部的下面為固定分壓片和支架的銀膠。在底部的邊緣設有彎折擋板22，彎折擋板22通過彎折部位32與底部的邊緣連接，參見圖2，彎折擋板22將光處理區下方的傾斜空間與外面隔斷，使銀膠被圍在一組彎折擋板中間。參見圖6，LED晶片為倒裝晶片，其包括倒裝基板33上非焊接區的表面塗敷有由紫外線至光的RGB螢光粉層(三基色螢光粉層)38，倒裝基板的側面可以有RGB螢光粉層，也可以沒有。非焊接區指的是LED晶片焊接區域以及壓焊電極所佔據的區域。在RGB螢光粉層38的下面有反射鏡43，反射鏡下面為倒裝基板33。倒裝基板優選為矽基板，也可以為複合金屬基板，以及含碳基板。倒裝基板33通過焊料，即粘結層44，焊接在固晶區29上，焊料可以是金或金錫合金等焊料。[0047]藍寶石襯底40下面為LED晶片的外延層41。LED晶片的兩個電極42焊接在壓焊電極30上。壓焊電極30上焊接有一級引線37。一級引線可以選用金材質。藍寶石襯底為PSS襯底。PSS襯底為圖形化襯底。圖形化的結構可以是襯底上的冠面凸起或奶嘴狀凸起。PSS藍寶石襯底是LED晶片外延的需要。此外，藍寶石襯底還可以為非圖形化平面襯底。本例中，LED晶片焊接在倒裝基板上後，不需要剝離藍寶石襯底，利用藍寶石襯底上的凸起對紫外線進行反射和散射。在其它實施例中，也可以採用剝離藍寶石襯底的結構，那麼紫外線的反射和散射就完全依賴於紫外線增反膜，也可以同時保留PSS藍寶石襯底和增反月吳結構。
[0048]參見圖8所示PSS藍寶石襯底在本實用新型中的應用。PSS藍寶石襯底40上有冠面凸起58，其下方依次為N型電極59、發光層65、P型電極60、芯內反射鏡61以及焊料62。發光層64向上發出的紫外線入射光線66在冠面凸起處會發生部分散射,形成散射光線67。由於紫外線波長短，折射明顯，以及發生大量的反射，所以這種散射和反射會相比藍光更為強烈。發光層向下發出的紫外線一部分會直接射向倒裝基板，另一部分會通過芯內反射鏡61反射，由晶片側邊射出，見圖中的反射光線63。紫外線活躍在近晶片的區域。
[0049]參見圖5和圖7，在光處理區的表面塗敷有紫外致光的三基色螢光粉層45。底部的金屬載體是銅，由光處理區的表面向下依次是:單基色螢光粉46、反射層47、第二絕緣層48、導線層49、第一絕緣層50和金屬載體的金屬層51。LED晶片為藍光晶片，則單基色螢光粉為黃光螢光粉。需要注意的是，在製作焊盤的時候，在使導線層與焊盤電連接的時候，需要是反射層與焊盤絕緣。
[0050]底部的輪廓的平面投影結構為正多邊形，且正多邊形的邊數為不少於四邊的多邊形。可以為四邊形、五邊形、六邊形、七邊形和八邊形等等多邊形。多邊形結構比較利於製作彎折擋板，且在彎折擋板彎折後，彎折部位形成較小的縫隙，但本實用新型的此處結構不限於正多邊形結構，也可以呈圓形，圓形有利於光處理區的平均反射效果。在一個實施例中，底部的下表面為非平滑的表面，例如可以進行粗化。非平滑的表面可以是表面粗化處理後的自然磨砂狀態，也可以是經過精細加工後的鋸齒形、蜂窩形或者球凸形。底部設計成凸凹結構可以增加銀膠與底部的接觸面，進而提高它們之間的牢固度。
[0051]參見圖2，在LED晶片上設有用於反射紫外線的增反膜玻片20。選用的增反膜為對紫外線有反射作用的器件，其設計的反射的主要紫外線波長可以介於近紫外線與遠紫外線之間，以減小對藍光LED晶片發出的藍光的反射作用。增反膜玻片可以是無機玻璃、石英或有機玻璃基質。例如可以是對200?300nm紫外波長範圍的反射率的紫外用鋁膜增反射平面反射玻片。在光處理區上設有用於支撐所述增反膜玻片的載玻臺18。載玻臺為透明樹脂材料，其用於保證增反膜玻片處於等高高度和便於增反膜玻片固定在LED晶片上。如果沒有載玻臺，則增反膜玻片可以直接放置在LED晶片上，然後固化在封膠內。光處理區的高度與LED晶片與或增反膜的頂部位置等高。
[0052]引線抬升部包括彈性關節34，彈性關節34位於引線抬升部8的下端，其橫截面呈半弧形。半弧形的弧拱可以向上，也可以向下。引線抬升部呈現片狀，其無論選用塑料還是金屬基底，其均具有一定的彈性。除了以上半弧形截面的彈性關節以外，其實彈性關節也可以不做任何特殊的截面圖形設計。由於引線抬升部與底部有一定的夾角，又由於分壓片有金屬彈性，此時彈性關節既是底部與引線抬升部的結合處。專門的彈性關節設計可以使底部與引線抬升部的功能分開。上述半弧形設計可以作為銀膠使用量的標準，即銀膠擴散到彈性關節的半弧形處即可認定銀膠的用量符合質量標準。如果引線抬升部的下部關節處沒有彈性，則打線工藝會比較繁瑣，例如，可以採用襯墊技術，即將引線抬升部用硬物託住打線，然後再撤去硬物。引線抬升部有了彈性，對於打線，最簡單的辦法是:可以用外力將其頂在晶片槽的槽壁上，此時引線抬升部會有一定的彎曲變形，然後打線，完成後撤去外力即可。
[0053]引線抬升部的表面為單基色螢光粉層包裹，在單基色螢光粉層下面設有反射層，該反射層與引線抬升部上的電路之間絕緣。例如LED晶片發出藍光，則引線抬升部上的單基色螢光粉為黃光螢光粉，藍光在引線抬升部上直接轉化為黃光並被反射出來，進而避免了藍光被引線抬升部的框架吸收。
[0054]上述LED封裝器件的製造方法，包括以下步驟:將經過倒裝的LED晶片通過共晶焊固定在分壓片的底部；用一級引線將LED晶片的電極與分壓片上的一級引線焊位連接在一起；在分壓片的底部的下面塗敷銀膠，然後將分壓片和LED晶片置於晶片槽內固化處理；彎折彎折擋板使其將光處理區下方的傾斜空間與外面隔斷，使銀膠被圍在一組彎折擋板中間；將引線焊接在焊位與電極導線之間；將增反膜玻片固定在所述底部上；然後對晶片槽內的部件進行封裝處理。
[0055]參見6和圖8，LED晶片向下射出的紫外線首先會被RGB螢光層38吸收並發出白光，白光通過反射鏡43向上射出。LED晶片向下射出的紫外線包括發光層向下射出的，還包括PSS藍寶石襯底向下反射的，以及增反膜玻片向下反射的紫外線。一部分向下側向射出的紫外線會被光處理區上的RGB螢光粉捕捉轉化。還有一部分紫外線會由晶片的側邊向上射出，此時，光處理區39上的RGB螢光粉就會吸收捕捉路過的紫外線。由於LED晶片周圍是紫外線的密集區，其存在大量游離紫外線，由於光處理區的區域面積較大，因此它還可以捕捉紫外線的機會也會大增。經過上述結構清理後，能夠射向遠離晶片的晶片槽區域的紫外線明顯減少。同時晶片發出的紫外線變成白光被反射了出來，其增加了器件的亮度，變廢為寶。紫外線除了對封膠有老化效應外，還會對單基色螢光粉有老化效應，因此，消除紫外線有利於增加突光粉和封膠的壽命。
[0056]在光處理區的RGB螢光粉層下面增加了黃光螢光粉，這也是特別的需要。在增加了增反膜玻片後，藍光的出光存在微量的減少，這是由於存在這樣的一種情況，如果增反膜針對的紫外線波長比較長的話，藍光一部分近紫外線的波長會被反射，而不能透過玻片，其又不能被RGB螢光粉吸收，這部分能量最終會被各個部件吸收而損失。在光處理區上增加黃光螢光粉，其可以將一部分藍光轉化為黃光，黃光完全不受增反膜阻礙，進而減少了藍光的損失。
[0057]上述方案可以很好的解決LED晶片發出的紫外線對封膠的老化效應問題。參見圖10，其為銦鎵氮藍光LED的紫外電至發光光譜，實驗數據表明，LED晶片會300?400nm的紫外線，圖10中顯示紫外線主波為350nm左右。且紫外線的強度平均佔到2%，這個能量強度會明顯縮短LED器件的老化周期。本實用新型雖然不能讓晶片減少發射紫外線，但是，本實用新型可以限制紫外線的擴散，避免晶片槽內大範圍的封膠受到紫外線的作用。結合本實用新型方案中對電極引線的保護結構，以及對銀膠的包裹結構，本實用新型可以很好的導出光線，且器件的穩定性和壽命大為提高。[0058]圖9為本實用新型的實施例結構。器件的封裝採用遠端螢光粉結構。
[0059]晶片槽包括設在槽口下方位置的下沉臺階68。電極導線55設在下沉臺階68上。引線53被封裝在封膠內。該器件的封裝採用遠端螢光粉結構，在下沉臺階以上至槽口的晶片槽區域為黃色螢光粉膠52封裝區域，其下沉臺階以下的晶片槽區域可以用透明封膠封裝，這樣比較節省螢光粉，以及提高螢光粉的利用率。引線抬升部57上的焊位56與電極導線55等高度。引線抬升部57上的焊位56的高度與電極導線55等高，見等高線54的表示，引線53連接焊位和電極導線。在本例中，增反膜玻片可以做成發散透鏡結構，有利於光線覆蓋遠端螢光粉區域。
【權利要求】
1.一種具有雙層螢光粉層的LED封裝結構，包括藍光LED晶片和支架，LED晶片通過銀膠固定在支架的晶片槽內；支架上設有電極導線，LED晶片通過引線與電極導線電連接；其特徵在於: 所述LED晶片固定在一分壓片的上面，分壓片通過其下面的銀膠固定在晶片槽內； 所述分壓片包括底部和連接在底部上的引線抬升部；引線抬升部由底部向上呈一定的傾角，在引線抬升部的上端設有用於固定引線的焊位，引線將焊位與所述電極導線電連接在一起，在底部或引線抬升部的下端設有一級引線焊位，所述焊位與一級引線焊位通過導線連接，在一級引線焊位與LED晶片的電極通過一級引線電連接；所述底部包括用於給LED晶片傳熱的固晶區和光處理區，固晶區位於光處理區的中間，固晶區的固晶表面為平面，光處理區相對固晶區呈向上的傾角，LED晶片固定在固晶區上；所述底部的下面為固定分壓片和支架的銀膠；在所述底部的邊緣設有彎折擋板，彎折擋板通過彎折部位與底部的邊緣連接，該彎折擋板將光處理區下方的傾斜空間與外面隔斷，使銀膠被圍在一組彎折擋板中間； 所述LED晶片為倒裝晶片，其包括倒裝基板上非焊接區的表面塗敷有RGB螢光粉層；在光處理區的表面塗敷有RGB螢光粉層，在該RGB螢光粉層的下面的層結構中包括單基色螢光粉層，在單基色螢光粉層的下面的層結構中包括反射層； 所述晶片槽包括設在槽口下方位置的下沉臺階，所述電極導線設在下沉臺階上；引線被封裝在封膠內；封裝採用遠端螢光粉結構，在所述下沉臺階以上至槽口的晶片槽區域為單基色螢光粉膠封裝區域。
2.根據權利要求1所述具有雙層螢光粉層的LED封裝結構，其特徵在於:所述底部的輪廓的平面投影結構為正多邊形，且正多邊形的邊數為不少於四邊的多邊形。
3.根據權利要求1所述具有雙層螢光粉層的LED封裝結構，其特徵在於:所述LED晶片為經過倒裝的藍寶石襯底晶片，且藍寶石襯底為PSS襯底。
4.根據權利要求1所述具有雙層螢光粉層的LED封裝結構，其特徵在於:在LED晶片上設有用於反射紫外線的增反膜玻片。
5.根據權利要求4所述具有雙層螢光粉層的LED封裝結構，其特徵在於:在所述光處理區上設有用於支撐所述增反膜玻片的載玻臺。
6.根據權利要求1所述具有雙層螢光粉層的LED封裝結構，其特徵在於:所述光處理區的高度與所述LED晶片與或增反膜的頂部位置等高。
7.根據權利要求要求I所述具有雙層螢光粉層的LED封裝結構，其特徵在於:所述引線抬升部的表面為單基色螢光粉層包裹，在單基色螢光粉層下面設有反射層，該反射層與引線抬升部上的電路之間絕緣。
【文檔編號】H01L33/62GK203562444SQ201320593876
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年9月22日 優先權日:2013年9月22日
【發明者】劉創興 申請人:深圳市百通利電子有限公司