專利名稱：一種提高多晶封裝led光源取光效率的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種提高多晶封裝LED光源取光效率的裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及LED封裝結(jié)構(gòu)，特別是一種提高多晶封裝LED光源取光效率的裝置。
背景技術(shù)：
[0002]LED (Lighting Emitting Diode)即發(fā)光二極管，是一種固態(tài)顯示、照明器件。當(dāng)前節(jié)能環(huán)保是全球重要問題，低碳生活逐漸深入人心。在照明領(lǐng)域，功率LED發(fā)光產(chǎn)品的應(yīng)用正吸引著世人的目光，二十一世紀(jì)將進(jìn)入以LED為代表的新型照明光源時(shí)代。LED具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、結(jié)構(gòu)牢固，響應(yīng)時(shí)間快、色度純，色域?qū)?；禁帶寬度同樣決定了用于顯示，照明的LED不存在紅外、紫外輻射，不會(huì)造成二次污染，可以廣泛應(yīng)用于各種普通照明、 背光源、顯示，指示和城市夜景等領(lǐng)域。其中多晶封裝LED光源封裝形式成為主流的技術(shù)路線之一，其單顆光源光通量高，可以滿足一般照明光通量的需求。[0003]一般的多晶封裝LED光源熒光粉涂覆方法而言，都是采用先涂覆熒光粉、再涂覆硅膠層的方法。由于芯片和硅膠層的折射率不匹配的原因，導(dǎo)致部分光線由于全反射的原因被禁錮在器件中，生成了熱量；另外由于一般多晶封裝LED光源混熒光粉硅膠層直接和藍(lán)光芯片接觸，而PN結(jié)溫度較高，熒光粉層的溫度也隨之升高，在溫度作用的結(jié)果下，熒光粉層量子效率降低，出光減少，輻射波長也會(huì)發(fā)生變化。混熒光粉層粘附在芯片周圍，而芯片的表面溫度比較高，而熒光粉涂層本身是由環(huán)氧樹脂或者硅膠與黃色熒光粉調(diào)配而成， 散熱性能比較差，熱量的積累使熒光粉涂·層在溫度比較高的狀態(tài)下工作，因此當(dāng)使用環(huán)氧樹脂時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)碳化現(xiàn)象。這種熱量同時(shí)會(huì)引入熱應(yīng)力，使得材料內(nèi)部產(chǎn)生脫層或者材料之間界面產(chǎn)生脫層，對(duì)器件的可靠性產(chǎn)生破壞性的影響。而PN結(jié)溫度較高，由于熒光粉直接和芯片相接觸，熒光粉的溫度也隨之升高，在溫度作用的結(jié)果下，熒光粉量子效率降低，出光減少，輻射波長也會(huì)發(fā)生變化，從而使得光源出光效率減低，光衰增加，壽命變短。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種提高多晶封裝LED光源取光效率的裝置，在多晶封裝LED光源芯片陣列上制備折射率由高到低的均勻硅膠層，從而減少由于折射率不匹配導(dǎo)致的全反射，使得光源的取光效率得以提升，從而減少了耗散功率，增強(qiáng)了光源的可靠性；由于光通量增加，光衰減少，從而使光源的壽命得以延長。而如果使得混熒光粉層或者單獨(dú)制備的熒光粉層遠(yuǎn)離芯片，則同時(shí)可以減低PN結(jié)溫度對(duì)熒光粉層的影響。[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是[0006]一種提高多晶封裝LED光源取光效率的裝置，包括多晶LED光源散熱基板，所述多晶LED光源散熱基板上設(shè)置有LED管芯，所述LED管芯通過固晶材料連接在多晶LED光源散熱基板上，在LED管芯表面涂覆有熒光粉層和硅膠層；所述LED管芯通過正負(fù)電極金屬鍵合線分別與正、負(fù)電極相連。[0007]進(jìn)一步的，所述LED管芯為陣列式LED管芯。[0008]本實(shí)用新型通過在固晶、打線完成后的LED藍(lán)光裸芯片陣列上依次制備折射率由高到低的硅膠層；硅膠層的涂覆方法可以為在多晶封裝LED光源基板中自然流平的方式，也可以采用噴涂、旋涂或者噴墨打印的方式。其中，所述陣列式LED管芯上涂覆的硅膠層為折射率由高到低的硅膠層，硅膠層可以為兩層，也可以為多層；并且其中任何一層或者兩層以致多層都可以采取混熒光粉的方式或者不混熒光粉的方式。所述熒光粉層為單純的熒光粉層，或者其中任何一層或多層都采取混合硅膠或者不混合硅膠；所述不含硅膠的熒光粉涂覆層在硅膠層的上方或熒光粉涂覆層在硅膠層的下方。進(jìn)一步的，所述固晶材料為固晶膠、錫膏或共晶焊料。在芯片和較高折射率硅膠層中制備純熒光粉均勻涂層，在使得提高增加取光效率的同時(shí)，降低了芯片高溫對(duì)熒光粉層的影響。本實(shí)用新型采用多晶封裝的封裝方式，采取了在藍(lán)光裸芯片陣列表面涂覆折射率由高到低漸變硅膠層的方式來提高封裝器件的取光效率，并且熒光粉可以混合在任何一層或多層硅膠層中，亦可以單獨(dú)制備一層或者多層。而采取折射率由高到低漸變硅膠層的方式則可以提高器件的取光效率，增加光源整體的光通量，從而在額定功率的條件下，相對(duì)于一般多晶封裝光源的制作方式，減低了耗散功率，增強(qiáng)了器件的可靠性，延長了器件的使用壽命。采用手動(dòng)或者自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)，可以采用自然流平的方式，從而可以極大的減小表面張力對(duì)熒光粉涂覆形狀的影響，并且，在此基礎(chǔ)上，可以采用噴涂、旋涂或者噴墨打印的方式，可以使得熒光粉的涂覆更加的均勻，從而使得各個(gè)方向的出光色溫差異變小，更加均勻，有利于照明。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、電極金屬鍵合線；2、電極；3、突光粉層；4、娃膠層；5、陣列式LED管芯；6、固晶材料；7、LED光源散熱基板。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖1所示，該提高多晶封裝LED光源取光效率的裝置，包括多晶LED光源散熱基板7，其中多晶LED光源散熱基板7上設(shè)置有LED管芯5，LED管芯5通過固晶材料6連接在多晶LED光源散熱基板7上，固晶材料6為固晶膠、錫膏或者共晶焊料；在LED管芯5表面涂覆有熒光粉層3和硅膠層4 ；LED管芯5通過正負(fù)電極金屬鍵合線I分別與正、負(fù)電極2相連。在圖1所示裝置中，LED管芯5為陣列式LED管芯，芯片為GaN藍(lán)光芯片或AlInGaN藍(lán)光芯片。陣列式LED管芯上涂覆的硅膠層4為折射率由高到低的硅膠層，硅膠層4為兩層或多層；并且其中任何兩層或多層都可采取混合熒光粉或者不混合熒光粉。所述熒光粉層3為單純的熒光粉層，或者其中任何一層或多層都采取混合硅膠或者不混合硅膠。不含硅膠的熒光粉層3與硅膠層4的位置允許上下層互換。該裝置的點(diǎn)膠工藝為在固晶、打線完成后的LED藍(lán)光裸芯片陣列上依次制備折射率由高到低的硅膠層；多晶LED光源取光效率提高的具體實(shí)施主要過程是I)芯片及熒光粉的選取芯片可以為GaN藍(lán)光芯片或者AlInGaN等藍(lán)光芯片，也可以為紫外光芯片。熒光粉需要選取激發(fā)譜與藍(lán)光裸芯片或者紫外光芯片發(fā)射譜相匹配的黃色熒光粉或者綠色和紅色熒光粉。將熒光粉與硅膠以一定的比例混合，從而取得相應(yīng)的色溫和色坐標(biāo)值；也可以采取單獨(dú)制備熒光粉層的方式。2)清洗支架可以采取plasma的方式，也可以采取超聲清洗的方式。3)固晶。可以采用手工或者自動(dòng)固晶機(jī)來固晶?？梢圆扇↑c(diǎn)銀膠、錫膏、或者共晶焊接的方式。4)打線可以采用金絲球焊接或者鋁絲超聲波焊接的方式，也可以采用銅絲鍵合 的方式。5)涂覆由高到低折射率漸變硅膠層，其中硅膠層可以一層或者多層混有熒光粉，也可以不混?？梢圆捎米詣?dòng)點(diǎn)膠機(jī)或者手工點(diǎn)膠，然后自然流平的方式；也可以采用噴涂或者旋涂的方式，或者保型涂覆的方式。6)涂覆熒光粉將一定比例的熒光粉與硅膠攪拌均勻?？梢詾樵诩墒絃ED光源基板的碗杯或者圍壩膠中自然流平的方式，也可以采用噴涂、旋涂或者噴墨打印的方式；同樣可以米取單獨(dú)制備一層均勻突光粉層的方式。半導(dǎo)體照明產(chǎn)品具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于各種各種普通照明、背光源、顯示，指示和城市夜景等領(lǐng)域。這種多晶封裝LED光源由高到低折射率漸變?cè)黾尤」庑实姆绞?，減少了芯片與空氣之間折射率不匹配的影響，提高了光源的光效，降低了光源的耗散功率，使得色坐標(biāo)偏移、正向電壓偏移、主波長紅移、材料內(nèi)部產(chǎn)生脫層或者材料之間界面產(chǎn)生脫層等可靠性問題得到了一定程度的抑制。本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)所做的案例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)或者超于本權(quán)利書所定義的范圍，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種提高多晶封裝LED光源取光效率的裝置，包括多晶LED光源散熱基板(7)，其特征在于所述多晶LED光源散熱基板(7)上設(shè)置有LED管芯(5)，所述LED管芯(5)通過固晶材料(6)連接在多晶LED光源散熱基板(7)上，在LED管芯(5)表面涂覆有熒光粉層(3)和硅膠層(4);所述LED管芯(5)通過正負(fù)電極金屬鍵合線(I)分別與正、負(fù)電極(2)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高多晶封裝LED光源取光效率的裝置，其特征在于所述LED管芯(5)為陣列式LED管芯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種提高多晶封裝LED光源取光效率的裝置，其特征在于所述陣列式LED管芯上涂覆的硅膠層(4)為折射率由高到低的硅膠層，所述硅膠層(4)為兩層或多層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高多晶封裝LED光源取光效率的裝置，其特征在于所述熒光粉層(3)為單純的熒光粉層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高多晶封裝LED光源取光效率的裝置，其特征在于所述固晶材料(6)為固晶膠、錫膏或共晶焊料。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種提高多晶封裝LED光源取光效率的裝置，包括多晶LED光源散熱基板，所述多晶LED光源散熱基板上設(shè)置有LED管芯，所述LED管芯通過固晶材料連接在多晶LED光源散熱基板上，在LED管芯表面涂覆有熒光粉層和硅膠層；所述LED管芯通過正負(fù)電極金屬鍵合線分別與正、負(fù)電極相連。在LED管芯芯片上有兩層或多層折射率由高到低漸變硅膠層，其中可以任何一層都混熒光粉或者任何一層都不混熒光粉。不僅使得溫度對(duì)熒光粉的影響減弱，而且減少了芯片對(duì)散射回的黃光的吸收，提高了封裝器件的取光效率，芯片產(chǎn)生熱量小。從而提高了在相同工作電流下器件的光通量和發(fā)光效率，使得器件的光衰減小，延長了器件的工作壽命。
文檔編號(hào)H01L33/50GK202839742SQ20122018021
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者千學(xué)著, 田仿民, 洪建芳, 高旋, 劉友輝, 李濤 申請(qǐng)人:陜西光電科技有限公司