專利名稱：一種led封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED封裝領(lǐng)域，尤其涉及一種新型LED封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode-LED)可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能。LED芯片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，主要是電子。當這兩種半導(dǎo)體連接起來的時候，它們之間就形成一個“P-N結(jié)”。當電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。LED作為一種新型光源，由于具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長等特點已經(jīng)被日益廣泛地應(yīng)用于照明領(lǐng)域。日本日亞化學(xué)最早申請了以藍寶石襯底為襯底的藍光LED專利申請?zhí)柗謩e為 JP19960198585、19960244339、JP19960245381、JP19960359004、JP19970081010，但以藍寶石為襯底的LED芯片的發(fā)光是360度立體角，而目前的LED封裝光源都為單面光源，這就意味著需要利用反射式的基板將由LED芯片背面以及側(cè)面發(fā)出的光經(jīng)基板反射后由正面射出。這將造成很大一部分光線由于多次的反射而被材料吸收，致使LED封裝光源的整體光通量下降，從而限制了 LED光源整體光效的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的前述問題，而提供一種結(jié)構(gòu)簡單，光效高而且性能可靠的封裝結(jié)構(gòu)。本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn):一種LED封裝結(jié)構(gòu)，在透明LED封裝基板上封裝LED芯片，其特征在于，所述LED封裝光源為正反面雙面發(fā)光。根據(jù)上述的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述LED芯片背面發(fā)出的光，所述光透過透明LED封裝基板直接射出所述LED封裝結(jié)構(gòu)，從而形成一個正反面雙面發(fā)光的LED封裝光源。根據(jù)上述任一項的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述透明LED封裝基板在380-780nm范圍內(nèi)的可見光區(qū)透過率大于50%。根據(jù)上述任一項的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述LED芯片固定于透明LED封裝基板的一面或正反兩面。根據(jù)上述任一項所述的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，對于單色LED封裝，在所述透明LED封裝基板單面固定所述LED芯片，并在固定LED芯片的一面封透明膠體。根據(jù)上述任一項的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，對于白光LED封裝，所述透明LED封裝基板的兩面都封混有熒光粉的透明膠體。根據(jù)本發(fā)明，所述LED芯片為I顆以上。根據(jù)本發(fā)明，所述LED封裝基板的一面或兩面制備有導(dǎo)電電極。
具體地，本發(fā)明提供一種LED封裝結(jié)構(gòu)，包括透明LED封裝基板10和一顆以上的LED芯片20，任選地，在透明LED封裝基板10的一面或正反兩面設(shè)置導(dǎo)電電極30。根據(jù)本發(fā)明，在透明LED封裝基板10的一面或正反兩面點有透明膠體或混有熒光粉的透明膠體40。根據(jù)本發(fā)明，所述透明LED封裝基板10為透明玻璃，透明石英片，透明陶瓷片，或者透明晶體。本發(fā)明的封裝基板在380-780nm范圍內(nèi)的可見光區(qū)透過大于50%。優(yōu)選地，所述透過率大于70%。根據(jù)本發(fā)明，所述透明LED封裝基板10的一面可以設(shè)置一對或者多對導(dǎo)電電極，以滿足一顆以上的LED芯片20的焊線要求。也可以在透明LED封裝基板10的正反兩面都設(shè)置有導(dǎo)電電極，以滿足正反兩面分別進行兩顆以上LED芯片的焊線要求。根據(jù)本發(fā)明，所述LED芯片為透明襯底，如藍寶石襯底、氮化鎵襯底等，上制備的LED芯片。根據(jù)LED芯片的發(fā)光波長不同，制備LED芯片的外延材料可以不同。如制備藍光與綠光LED芯片通常采用氮化鎵基材料，制備黃光與紅光LED芯片通常采用砷化鎵基材料。本發(fā)明的LED封裝結(jié)構(gòu)在封裝完成后可以實現(xiàn)由LED芯片20背面發(fā)出的光透過透明LED封裝基板10而直接射出該封裝結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)透明LED封裝基板10的雙面均能發(fā)光。根據(jù)本發(fā)明，對于該LED封裝結(jié)構(gòu)的單色光或白光封裝，可以選擇在透明LED封裝基板10的一面或正反兩面進行LED芯片的固晶與焊線。對于單色光LED封裝，如果只在透明LED封裝基板10的一面進行固晶與焊線，則只要在固定有芯片的一面點上透明膠體以保護LED芯片20。對于白光LED封裝，無論是在透明LED封裝基板10的一面進行LED芯片20的固晶與焊線還是在透明LED封裝基板10的正反兩面分別進行LED芯片的固晶與焊線，都需要在LED芯片的位置點上混有熒光粉的透明膠體，這一方面是為了保護LED芯片，另一方面是為了使由該LED封裝結(jié)構(gòu)正反兩面發(fā)出的白光的色溫與色坐標一致。根據(jù)本發(fā)明，對于所述LED封裝結(jié)構(gòu)的單色光封裝，只要使用相應(yīng)波長的LED芯片即可。對于該LED封裝結(jié)構(gòu)的白光封裝，使用公知的藍光LED芯片加熒光粉或紫外LED芯片加熒光粉的封裝方式。根據(jù)本發(fā)明，所述LED封裝基板10可以為平面型，十字形或兩個以上平面相交的任意圖形。本發(fā)明還提供一種LED封裝結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:(I)LED芯片20通過透明膠體40固定于透明LED基板10的一面或正反兩面上，(2)采用焊線工藝將LED芯片20的兩電極通過金屬導(dǎo)線連接至透明LED基板10的兩電極30上；(3)通過透明膠體或混有熒光粉的透明膠體40將LED芯片與連接導(dǎo)線封裝。本發(fā)明利用透明材料作為LED封裝基板，同時采用新型的雙面發(fā)光的LED封裝結(jié)構(gòu)，使由LED背面與側(cè)面發(fā)出的光也能透過透明的基板并很容易地射出。從而避免了光線在封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)的多次反射造成的光通量損失，使LED封裝光源的光通量與光效較現(xiàn)有的LED封裝方式提高了 50%左右。


圖1為單面固晶藍光LED封裝結(jié)構(gòu)圖
圖2為雙面固晶藍光LED封裝結(jié)構(gòu)3為單面固晶白光LED封裝結(jié)構(gòu)4為雙面固晶白光LED封裝結(jié)構(gòu)5為十字形透明基板白光LED封裝結(jié)構(gòu)6為單面固晶藍光LED封裝結(jié)構(gòu)測試光譜7為雙面固晶藍光LED封裝結(jié)構(gòu)測試光譜8為單面固晶高光效白光LED封裝結(jié)構(gòu)測試光譜9為雙面固晶高光效白光LED封裝結(jié)構(gòu)測試光譜10為單面固晶高顯指白光LED封裝結(jié)構(gòu)測試光譜11為雙面固晶高顯指白光LED封裝結(jié)構(gòu)測試光譜12為十字形透明基板白光LED封裝結(jié)構(gòu)測試光譜圖其中各附圖標記的含義如下:10、透明封裝基板(或載玻片)；20, LED芯片；30、電極；40、透明硅膠。
具體實施例方式實施例1如圖1所不,將一顆峰值波長為450nm的藍光LED芯片20通過透明娃膠固定于載玻片10上，并采用焊線工藝將藍光LED芯片20的兩電極通過金屬導(dǎo)線連接至載玻片10的兩電極30上。最后通過透明硅膠40將藍光LED芯片與連接導(dǎo)線封于其內(nèi)。該藍光LED封裝光源的測試條件為20mA直流驅(qū)動，其測試結(jié)果為:輻射通量0=35mW，其測試光譜圖如圖6所示，其輻射通量與同等條件下的普通貼片3528封裝提高了 50%。實施例2如圖2所示，其封裝制備過程與例I相似，其不同在于在載玻片10的正反兩面都固定了藍光LED芯片20并進行了焊線與點膠。該藍光LED封裝光源的兩藍光LED芯片20為并聯(lián)連接，其測試條件為40mA直流驅(qū)動，其測試結(jié)果為:輻射通量0=68mW，其測試光譜圖如圖7所示。實施例3如圖3所不,將一顆峰值波長為450nm的藍光LED芯片20通過透明娃膠固晶于透明YAG陶瓷基板10上，并采用焊線工藝將藍光LED芯片20的兩電極通過金屬導(dǎo)線連接至透明YAG陶瓷基板10的兩電極30上。同時在透明YAG陶瓷基板10的正反兩面都點有混合了黃色熒光粉的透明硅膠40。熒光粉與硅膠的混合比列為1:12。該白光LED封裝光源的測試條件為20mA直流驅(qū)動，其測試結(jié)果為:色溫Tc=5744K，顯色指數(shù)Ra=64.5，光效n=2241m/W。其測試的光譜圖如圖8所示。實施例4如圖4所示，將兩顆峰值波長為450nm的藍光LED芯片20通過透明硅膠固定于透明YAG陶瓷基板10的正反兩面，并采用焊線工藝將兩藍光LED芯片20的兩電極通過金屬導(dǎo)線分布連接至透明YAG陶瓷基板10正反兩面的電極30上。同時在透明YAG陶瓷基板10的正反兩面都點上混合了黃色熒光粉的透明硅膠40。熒光粉與硅膠的混合比列為1:12。該白光LED封裝光源的兩藍光LED芯片為并聯(lián)連接，其測試條件為40mA直流驅(qū)動，其測試結(jié)果為:色溫Tc=5714K，顯色指數(shù)Ra=63.3，光效n=2131m/W。其測試的光譜圖如圖9所示。實施例5如圖3所示，將一顆峰值波長為450nm的藍光LED芯片20通過透明硅膠固定于透明YAG陶瓷基板10上，并采用焊線工藝將藍光LED芯片20的兩電極通過金屬導(dǎo)線連接至透明YAG陶瓷基板10的兩電極30上。同時在透明YAG陶瓷基板10的正反兩面都點有混合了綠色與紅色熒光粉的透明硅膠40。綠色熒光粉、紅色熒光粉與硅膠的混合比列為9:1:80。該白光LED封裝光源的測試條件為20mA直流驅(qū)動，其測試結(jié)果為:色溫Tc=5880K，顯色指數(shù)Ra=93.9，光效η =156.71m/ff0其測試的光譜圖如圖10所示。實施例6如圖4所示，將兩顆峰值波長為450nm的藍光LED芯片20通過透明硅膠固定于透明YAG陶瓷基板10的正反兩面，并采用焊線工藝將兩藍光LED芯片20的兩電極通過金屬導(dǎo)線分布連接至透明YAG陶瓷基板10正反兩面的電極30上。同時在透明YAG陶瓷基板10的正反兩面都點上混合了綠色與紅色熒光粉的透明硅膠40。綠色熒光粉、紅色熒光粉與硅膠的混合比列為9:1:80。該白光LED封裝光源的兩藍光LED芯片為并聯(lián)連接，其測試條件為40mA直流驅(qū)動，其測試結(jié)果為:色溫Tc=5769K，顯色指數(shù)Ra=93.2，光效η =139.51m/W。其測試的光譜圖如圖11所示。實施例7如圖5所示，將四顆峰值波長為450nm的藍光LED芯片20通過透明硅膠固定于十字形透明YAG陶瓷基板10的四個軸上，并采用焊線工藝將四顆藍光LED芯片20的兩電極通過金屬導(dǎo)線分布連接至十字形透明YAG陶瓷基板10四個軸的電極30上。同時在十字形透明YAG陶瓷基板10的每個軸的正反兩面都點上混合了黃色熒光粉的透明硅膠40。熒光粉與硅膠的混合比列為1:12。該白光LED封裝光源的四顆藍光LED芯片為并聯(lián)連接，其測試條件為80mA直流驅(qū)動，其測試結(jié)果為:色溫Tc=5880K，顯色指數(shù)Ra=66.5，光效n=1981m/W。其測試的光譜圖如圖12所示。上述內(nèi)容只是本發(fā)明的具體實施例，而并非對本發(fā)明的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對上面的實施例所作的任何細微修改、等同變化與修飾，如透明基板的材料，形狀，芯片的排布與串并聯(lián)關(guān)系等，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容和范圍。
權(quán)利要求
1.一種LED封裝結(jié)構(gòu)，在透明LED封裝基板上封裝LED芯片，其特征在于，所述LED封裝光源為正反面雙面發(fā)光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述LED芯片背面發(fā)出光，所述光透過透明LED封裝基板直接射出所述LED封裝結(jié)構(gòu)，從而形成一個正反面雙面發(fā)光的LED封裝光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述透明LED封裝基板在380-780nm范圍內(nèi)的可見光區(qū)透過率大于50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述LED芯片固定于透明LED封裝基板的一面或正反兩面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，對于單色LED封裝，在所述透明LED封裝基板單面固定所述LED芯片，并在固定LED芯片的一面封透明膠體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，對于白光LED封裝，所述透明LED封裝基板的兩面都封混有熒光粉的透明膠體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項的LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述封裝結(jié)構(gòu)包括透明LED封裝基板10和一顆以上的LED芯片20，任選地，在透明LED封裝基板10的一面或正反兩面設(shè)置導(dǎo)電電極30。
8.—種權(quán)利要求1-7任一項的LED封裝結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)LED芯片20通過透明膠體40固定于透明LED基板10的一面或正反兩面上， (2)采用焊線工藝將LED芯片20的兩電極通過金屬導(dǎo)線連接至透明LED基板10的兩電極30上； (3)任選地，通過透明膠體或混有熒光粉的透明膠體40將LED芯片與連接導(dǎo)線封裝。
全文摘要
本發(fā)明提供一種LED封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，采用在透明的LED封裝基板上進行LED芯片封裝，利用透明LED封裝基板替代了現(xiàn)有LED封裝的反射式基板，同時在透明LED基板的正反兩面都點有透明膠體或混合了熒光粉的透明膠體，形成一個雙面發(fā)光光源。本發(fā)明利用了LED芯片正反兩面都能出光的特性，利用透明LED封裝基板使LED芯片正反兩面發(fā)出的光都能有效射出，極大地增加了LED封裝光源的發(fā)光效率。
文檔編號H01L33/48GK103187514SQ201310123520
公開日2013年7月3日 申請日期2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者曹永革, 劉著光, 陳東川, 鄧種華, 蘭海 申請人:中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所