專利名稱：發(fā)光二極管封裝框架中承載晶片的金屬塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種發(fā)光二極管封裝的封裝結(jié)構(gòu)，特別是指一種大功
率發(fā)光二極管封裝框架中承載晶片的金屬塊，能夠改善白光LED發(fā)光的 均勻性。
背景技術(shù)：
目前一般白光LED (發(fā)光二極管)封裝器件的發(fā)光原理是晶片發(fā) 出藍(lán)光中 一部分藍(lán)光激發(fā)涂覆在晶片四周的熒光粉使熒光粉發(fā)出黃光， 另 一部分藍(lán)光與黃光混合使得白光LED封裝器件呈現(xiàn)發(fā)出白光的效果。 而熒光粉的涂覆通常都是由混有熒光粉的膠水封裝在晶片的四周，由于 很難在晶片的四周均勻涂覆熒光粉，白光LED封裝器件所發(fā)出的光形有 較大的缺陷，主要體現(xiàn)在其照射光斑不均勻，存在黃圈、黃斑現(xiàn)象。在 眾多的LED封裝框架中，針對發(fā)光光形，特別是對白光大功率LED的光 斑均勻性的設(shè)計(jì)方面尚未有得到足夠的重視。
如專利申請?zhí)枮?00510133986. 0號，名稱為"LED封裝框架和具有 該LED封裝框架的LED封裝"的中國專利申請中，公布了 一種LED封 裝框架，包括LED芯片；導(dǎo)熱構(gòu)件，由一塊高導(dǎo)熱材料制成，在側(cè)部 具有容納部分，并裝配有LED芯片；引線， 一端插入導(dǎo)熱構(gòu)件的容納部 分，并電連接到LED芯片；電絕緣層，緊密接觸地位于引線和導(dǎo)熱構(gòu)件 的容納部分之間以將引線和容納部分分開，將引線插入導(dǎo)熱構(gòu)件，可減 小尺寸，同時(shí)保持高導(dǎo)熱性和穩(wěn)定性，另外，可通過不使用夾具將引線 固接到導(dǎo)熱構(gòu)件來提供LED封裝框架和大功率LED封裝。但是該專利申 請并沒有對改善LED的光形做出特別的表述。
承載晶片的金屬塊是發(fā)光二極管中即起固定晶片又起導(dǎo)熱、光線利 用作用的 一個(gè)重要的零件，在大部分情形下它鑲在封裝框架的中心部
3位。如圖8所示，現(xiàn)有的發(fā)光二極管封裝框架中用來承載晶片的金屬塊
r為圓柱體，金屬塊r的頂面的截面為一圓形，在金屬塊i，的頂面 中心位置點(diǎn)上銀膠或錫膏或者其它起固定作用的膠水/焊接物，放入晶 片2，，通過加熱或uv照射或者其它方法把晶片2，固定在該金屬塊r 上，用金絲焊線機(jī)引出晶片的電極3，。將混有焚光粉的膠水(下稱熒光
粉膠水4，)攪拌均勻并去除熒光粉膠水內(nèi)的氣泡，往晶片2，上加入熒 光粉膠水4'，熒光粉膠水4'漫擴(kuò)散到金屬塊l，頂面的邊緣12 '。通 過加熱或UV照射或其他方法使熒光粉膠水4'形態(tài)變成固態(tài)或不具流動(dòng) 性的狀態(tài)。涂覆的熒光并分膠水4，并不均勻地分布在晶片的四周，如圖 9所示，從晶片2，側(cè)面發(fā)出的藍(lán)光亮度原本就比正面的弱，而其所經(jīng) 過更厚的熒光粉層，故從正面、側(cè)面發(fā)出的黃光和藍(lán)光之混合情況是不 一致的，這就造成白光LED封裝器件所發(fā)出的白光呈現(xiàn)部分偏黃或偏藍(lán) 現(xiàn)象。另外，如圖10所示，由于熒光粉膠水4，的厚度分布情況為自里 向外呈圓形遞減，其與晶片的亮度分布之配合程度不夠理想，不可避免 的出現(xiàn)混光不均勻情況。采用現(xiàn)有承載晶片2，的金屬塊1，的發(fā)光二 極管的整體光路示意圖如圖11所示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種形狀特別的發(fā)光二極管 封裝框架中承載晶片的金屬塊，該金屬塊的結(jié)構(gòu)便于改善熒光粉涂覆的
進(jìn)而有利于改善發(fā)光的均勻性。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的 一種發(fā)光二極管 封裝框架中承載晶片的金屬塊，金屬塊的頂面承載晶片的部位向下凹陷 形成一凹坑，所述金屬塊的頂面的邊界形狀是與晶片橫截面形狀相同的 方形，晶片承載在所述凹坑內(nèi)。
該發(fā)明可進(jìn)一步具體為
所述凹坑的頂端邊框是與晶片橫截面形狀相同的方形，凹坑的底端 邊框也是與晶片4黃截面形狀相同的方形，凹坑的底端邊框的長度及寬度 分別小于頂端邊框的長度及寬度，且所述凹坑底面的長度和寬度分別大于晶片的長度和寬度，凹坑的深度大于晶片的高度。
所述凹坑的側(cè)壁的^f黃截面呈曲線結(jié)構(gòu)，該曲線為向凹坑的內(nèi)部彎曲 的弧線。
所述凹坑i殳置在金屬塊的頂面的中心位置。
所述金屬塊為頂面是方形的柱體，或者所述金屬塊為橫截面為方形 的棱臺。
所述凹坑的表面、金屬塊的頂面上都鍍有反射光線的金屬。
所述金屬為Ag或Ni或Au或者其合金中的任一種。 所述晶片通過膠水固定在所述凹坑底面，或者所述晶片焊接在所迷 凹坑底面。
本發(fā)明發(fā)光二極管封裝框架中承載晶片的金屬塊的優(yōu)點(diǎn)在于改善 了熒光粉涂覆的均勻性，并有效利用從晶片側(cè)面發(fā)出之雜散光，增強(qiáng)了 黃光和藍(lán)光混合的均勻性，其效果在于白光LED封裝器件的照射光斑更 均勻，黃圈、黃斑現(xiàn)象不明顯。


下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn) 一 步的描述。
圖1是本發(fā)明發(fā)光二極管封裝框架中承載晶片的金屬塊第一實(shí)施例
的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是將晶片2放置在圖1所示的凹坑中的示意圖。
圖3是本發(fā)明發(fā)光二極管封裝框架中承載晶片的金屬塊的承載架后視圖。
圖4是使用本發(fā)明承載晶片的金屬塊時(shí)發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)部分示 意圖。
圖5是使用本發(fā)明發(fā)光二極管封裝框架中承載晶片的金屬塊后熒光 粉膠水在金屬塊的頂面上的厚度分布情況圖。
圖6是將晶片放在圖1所示的凹坑內(nèi)時(shí)發(fā)出的光線分布示意圖。 圖7是晶片發(fā)光亮度分布情況圖。
圖8是使用現(xiàn)有金屬塊承載晶片的發(fā)光二極管封裝結(jié)構(gòu)部分示意圖。
圖9是使用現(xiàn)有承載晶片的金屬塊時(shí)晶片發(fā)出的光線示意圖。
圖10是使用現(xiàn)有承載晶片的金屬塊時(shí)熒光粉膠水的厚度分布情況圖。
圖11是采用現(xiàn)有承載晶片的金屬塊的發(fā)光二極管的整體光路示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，使本發(fā)明第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明提供一種 在LED (發(fā)光二極管)封裝框架中起承載晶片作用的金屬塊1,其與現(xiàn) 有技術(shù)的區(qū)別在于，該金屬塊的頂面12承載晶片的部位向下凹陷形成 一凹坑14，通常承載晶片的部位設(shè)置在金屬塊1的頂面12的中心位置。
該金屬塊1的頂面12的邊界形狀是與晶片橫截面形狀相同或者相 似的方形。該實(shí)施例中，該金屬塊1為頂面是方形的柱體。該凹坑14 頂端邊框142形成形狀與晶片橫截面形狀相同或者相似的方形，該凹坑 14的底端邊框144也形成形狀與晶片橫截面形狀相同或者相似的方形。 該凹坑14的側(cè)壁146的橫截面呈曲線結(jié)構(gòu)，該曲線為向凹坑14的內(nèi)部 彎曲的弧線。且該凹坑14的底端邊框144的長度及寬度分別小于頂端 邊框142的長度及寬度。
該凹坑14的底面為平整度較高的方形平面。且凹坑14的包括底面 及側(cè)面的表面、金屬塊1的頂面12上都鍍有光反射率較高的金屬(圖 未標(biāo)示)，該光反射率較高的金屬優(yōu)選的為Ag、 Ni、 Au以及它們的合金 中的任一種。
如圖2所示，是將晶片2放置在該凹坑14中的示意圖，可以看出， 凹坑14底面的長度和寬度分別大于晶片2的長度和寬度，該凹坑14的 深度D大于晶片2的高度H。
請參閱圖3所示，是本發(fā)明第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。其與上述第 一實(shí)施例的區(qū)別在于，所述金屬塊1為橫截面為方形的棱臺，其他結(jié)構(gòu) 與上述第一實(shí)施例完全相同，不再贅述。下面以本發(fā)明第一實(shí)施例的金屬塊1的結(jié)構(gòu)為例，說明晶片固定在 該金屬塊1的過程以及封裝后的發(fā)光的效果。
如圖4所示，首先在凹坑14的底面中心位置點(diǎn)上4艮膠或錫膏或者 其它起固定作用的膠水或者焊接物，然后將晶片2放入該膠水或者焊接 物，通過加熱或UV照射或者焊接等其它方法把晶片2固定在凹坑14的 底面，從而固定在金屬塊l上，再用金絲焊線機(jī)引出晶片2的電極22。 將混有焚光粉的膠水(下稱熒光粉膠水3)攪拌均勻并去除熒光粉膠水 3內(nèi)的氣泡，往凹坑14內(nèi)加入熒光粉膠水3，填滿凹坑14,且讓熒光粉 膠水3漫出凹坑14并擴(kuò)散到金屬塊1頂面12的邊緣122。通過加熱或 UV照射或其他方法使熒光粉膠水3形態(tài)變成固態(tài)或不具流動(dòng)性的狀態(tài)。 后續(xù)還有封膠等其它LED封裝工序，并不影響本發(fā)明的功能，可以采用 現(xiàn)有的封裝技術(shù)，再次不再贅述。
由于膠水具有一般液體的吸附力、張力作用，因此，熒光粉膠水3 在金屬塊1的頂面12上的厚度是以類似方形邊界之外形分布向里逐漸 增厚，如5所示。經(jīng)加熱烤干形成的膠體填充了凹坑14及覆蓋住 金屬塊1的頂面12。
如圖6所示，晶片2發(fā)出的藍(lán)光，大部分從正面射出且越往中心強(qiáng) 度越大，其亮度是自里向外以類似晶片2外形的分布逐漸減弱，如圖7 所示。晶片2上方的熒光粉膠水3形成的膠體的厚度分布與晶片2的亮 度分布是比較一致的，故從正面發(fā)出的是黃光和藍(lán)光混合較為均勻的白 光。從晶片2側(cè)面發(fā)出的藍(lán)光，即使穿透膠體也仍然會(huì)被凹坑14的內(nèi) 部側(cè)壁反射回膠體內(nèi)部，因凹坑14內(nèi)部側(cè)壁起到散射鏡面的作用，故 這些藍(lán)光最終從膠體出來呈現(xiàn)的是漫射效果，從側(cè)面發(fā)出的藍(lán)光有一部 分會(huì)激發(fā)熒光粉產(chǎn)生黃光并從膠體內(nèi)部漫射出來，從整體上看漫射出來 的藍(lán)光和黃光是混合均勻的。
雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技 術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，我們所描述的具體的實(shí)施例只是說明性的，而不是用 于對本發(fā)明的范圍的限定，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在依照本發(fā)明的精神 所作的等效的修飾以及變化，都應(yīng)當(dāng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求所保護(hù)的 范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管封裝框架中承載晶片的金屬塊，其特征在于金屬塊的頂面承載晶片的部位向下凹陷形成一凹坑，所述金屬塊的頂面的邊界形狀是與晶片橫截面形狀相同的方形，晶片承載在所述凹坑內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝框架中承載晶片的金屬塊， 其特征在于、所述凹坑的頂端邊框是與晶片橫截面形狀相同的方形，凹 坑的底端邊框也是與晶片橫截面形狀相同的方形，凹坑的底端邊框的長 度及寬度分別小于頂端邊框的長度及寬度，且所述凹坑底面的長度和寬 度分別大于晶片的長度和寬度，凹坑的深度大于晶片的高度。
3. 如權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管封裝框架中承載晶片的金屬塊， 其特征在于所述凹坑的側(cè)壁的橫截面呈曲線結(jié)構(gòu)，該曲線為向凹坑的 內(nèi)部彎曲的弧線。
4. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝框架中承載晶片的金屬塊， 其特征在于所述凹坑設(shè)置在金屬塊的頂面的中心位置。
5. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝框架中承載晶片的金屬塊， 其特征在于所述金屬塊為頂面是方形的柱體，或者所述金屬塊為橫截 面為方形的棱臺。
6. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝框架中承載晶片的金屬塊， 其特征在于所述凹坑的表面、金屬塊的頂面上都鍍有反射光線的金屬。
7. 如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管封裝框架中承載晶片的金屬塊， 其特征在于所述金屬為Ag或Ni或Au。
8. 如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管封裝框架中承載晶片的金屬塊， 其特征在于所述金屬為Ag、 Ni、 Au的合金中的任一種。
9. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝框架中承載晶片的金屬塊， 其特征在于所述晶片通過銀膠固定在所述凹坑底面。
10. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管封裝框架中承載晶片的金屬塊, 其特征在于所述晶片焊接在所述凹坑底面。
全文摘要
一種發(fā)光二極管封裝框架中承載晶片的金屬塊，金屬塊的頂面承載晶片的部位向下凹陷形成一凹坑，所述金屬塊的頂面的邊界形狀是與晶片橫截面形狀相同的方形，晶片承載在所述凹坑內(nèi)。本發(fā)明的金屬塊的優(yōu)點(diǎn)在于改善了熒光粉涂覆的均勻性，并有效利用從晶片側(cè)面發(fā)出之雜散光，增強(qiáng)了黃光和藍(lán)光混合的均勻性，其效果在于白光LED封裝器件的照射光斑更均勻，黃圈、黃斑現(xiàn)象不明顯。
文檔編號H01L33/00GK101640237SQ200810142589
公開日2010年2月3日 申請日期2008年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者華 房, 李漫鐵 申請人:深圳雷曼光電科技有限公司