本實(shí)用新型涉及LED封裝技術(shù)，尤其是藍(lán)色發(fā)光二極體晶片白光封裝裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今LED照明的兩大課題，一為提升光品質(zhì)，另一則是價格下降，以刺激市場需求。近年來具有節(jié)能環(huán)保特點(diǎn)的LED成為低碳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的新寵。照明應(yīng)用的各式光源已逐漸被LED取代，因為LED的發(fā)光效率以及亮度已經(jīng)發(fā)展到較為理想的水平，相對于傳統(tǒng)光源具有節(jié)能優(yōu)勢。在照明應(yīng)用上使用最多的通常是白光LED，LED產(chǎn)生白光的方式有很多種，其中以藍(lán)色發(fā)光芯片搭配黃色熒光粉是最普便的方式。然而，LED封裝結(jié)構(gòu)會因不同角度光線通過熒光粉的厚度不同而產(chǎn)生色差問題，加上二次擴(kuò)光組件將不同角度的光線再次擴(kuò)散，因此色差現(xiàn)象更加明顯。提高白光LED的發(fā)光效率，成為LED產(chǎn)業(yè)中芯片制造者和熒光粉工程師最為緊迫的任務(wù)。
一個典型的發(fā)光二極體包含晶粒、封裝體、金線、支架等主要發(fā)光的部分則是封裝體里面的晶粒。封裝體的主要成分是環(huán)氧樹酯用來固定支架且可以把封裝體的頂端制成可聚光的透鏡以控制LED的發(fā)光角度。金線是把電流由支架導(dǎo)入發(fā)光晶粒，聚光碗杯則是把LED發(fā)出的光線反射至上方出光以增加發(fā)光效率，隨著應(yīng)用的不同封裝體可以任意改變成為不同的型態(tài)。采用擴(kuò)片機(jī)對黏結(jié)晶片的膜進(jìn)行擴(kuò)張，使是LED晶片的間距拉伸到約0.6mm。也可以采用手工擴(kuò)張但很容易造成晶片掉落浪費(fèi)等不良問題。在LED支架的相應(yīng)位置點(diǎn)上銀膠或絕緣膠。對於GaAs、SiC導(dǎo)電襯底具有背面電極的紅光、黃光、黃綠晶片采用銀膠。對於藍(lán)寶石絕緣襯底的藍(lán)光、綠光LED晶片采用絕緣膠來固定晶片。制程難點(diǎn)在於點(diǎn)膠體高度、點(diǎn)膠位置均有詳細(xì)的制程要求。把銀膠涂在LED背面電極上然后把背部帶銀膠的LED安裝在LED支架上，備膠的效率遠(yuǎn)高於點(diǎn)膠但不是所有產(chǎn)品均適用備膠制程。
多種其他顏色的光波長較長的光當(dāng)所有光混合起來后看起來便像白光。這種光波波長轉(zhuǎn)化作用稱為螢光原理是短波長的光子如藍(lán)光或紫外光被螢光物質(zhì)如磷光劑中的電子吸收后電子被激發(fā)跳至較高能量、不穩(wěn)定的激發(fā)狀態(tài)之后電子在返回原位時一部份能量散失成熱能一部份以光子形式放出由於放出的光子能量比之前的小所以波長較長。轉(zhuǎn)化過程中有部份能量化成熱能造成能量損耗因此這類白光LED的效率型都較低。發(fā)光單元有采用藍(lán)光LED的也有采用紫外光LED的。日亞化工開發(fā)并從1996年開始生產(chǎn)的白光LED采用藍(lán)光LED作發(fā)光單元波長450nm 470nm磷光劑通常是摻雜了鈰的釔-鋁-鎵Ce3:YAG實(shí)際上單晶的摻鈰Ce的YAG被視為閃爍器多於磷光體。LED發(fā)出的部份藍(lán)光由螢光劑轉(zhuǎn)換成黃光為主的較寬光譜光譜中心約為580nm由於黃光能刺激人眼中的紅光和綠光受體加上原有余下的藍(lán)光刺激人眼中的藍(lán)光受體看起看起來就像白色光而其所呈現(xiàn)的色澤常被稱作月光的白色。另一種白光LED的發(fā)光原理跟螢光燈是一樣的。發(fā)光單元是紫外光LED外面包著兩種磷光劑混合物一種是發(fā)紅光和藍(lán)光的銪另一種磷光劑是發(fā)綠光的銅和鋁摻雜了硫化鋅ZnS。內(nèi)里的紫外光LED發(fā)出的紫外光被外層的磷光劑轉(zhuǎn)換成紅、藍(lán)、綠三色光混合后就成了白光。而有時這些外層封裝會被上色但這只是為了裝飾或增加對比度實(shí)質(zhì)上并不能改變發(fā)光二極體發(fā)光的顏色。
無封裝白光發(fā)光二極體(WhiteLEDChip)。有別于其他LED晶粒大廠積極力推晶粒尺寸封裝(CSP)技術(shù)，無封裝白光LED與3030傳統(tǒng)熱固性(EMC)高封裝熱阻比較，前者的熱阻低于1℃/W，而后者則有20℃/W。低熱阻LED封裝在燈泡市場可以帶來成本優(yōu)勢，以該公司10瓦、800流明輸出的LED燈泡為例，比較使用3030的EMC封裝和1313無封裝白光LED，其中無封裝LED可省卻后段封裝及導(dǎo)線架費(fèi)用，故在LED模組和機(jī)械方面，總計可節(jié)省約9％的成本。由于無封裝白光LED使用無基板螢光貼片的工法，可直接以現(xiàn)有表面黏著技術(shù)(SMT)設(shè)備進(jìn)行打件，以簡化制造流程、降低熱阻。不僅如此，無封裝白光LED尺寸極小，遂可將燈板面積縮小67％，增加燈具設(shè)計的彈性。
發(fā)明專利ZL200610159447.9指出，Y3Al5O12∶Ce，Pr，Dy熒光粉有560nm，585nm和610nm光譜和藍(lán)光LED共四條譜線，組成全彩真白光，其光色質(zhì)量超過“460nm+560nm”兩條譜線形成的假白光，晶格完整，晶形為似球形或準(zhǔn)球形，顆粒大小相近似，一致性好的熒光粉比無定形體，粒徑分布離散度大的熒光粉，流明效率大幅度提高。目前,國內(nèi)的整體封裝水平在100-110lm/W左右，盡快普及130-140lm/W技術(shù)，并使之量產(chǎn)是當(dāng)務(wù)之急，普及和提高需要大量的細(xì)致工作。
LED采用熒光粉實(shí)現(xiàn)白光的方法并沒有完全成熟，由此嚴(yán)重地影響白光LED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用，具體的操作是在藍(lán)光LED芯片上涂敷能被藍(lán)光激發(fā)的黃色熒光粉，藍(lán)光LED芯片發(fā)出的藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的黃光互補(bǔ)形成白光。該技術(shù)的缺點(diǎn)在于該熒光體中的例子發(fā)射光譜不具連續(xù)光譜特性，顯色性差，難以滿足低色溫照明的要求，同時發(fā)光效率還不夠高，需要通過開發(fā)新型的高效熒光粉來改善。
在生產(chǎn)中，在已經(jīng)規(guī)?；募庸ぶ圃鞓I(yè)成熟基礎(chǔ)上，對于藍(lán)色發(fā)光二極體進(jìn)行適當(dāng)封裝以獲得白光仍然是基于經(jīng)濟(jì)便捷選擇。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的是提供藍(lán)色發(fā)光二極體晶片白光封裝裝置。
本實(shí)用新型的目的將通過以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：覆晶芯片后端緣連接散熱電源固定座，同時，覆晶芯片頂表面有熒光膠，覆晶芯片底面以及側(cè)面有熒光陶瓷玻璃。
尤其是，熒光陶瓷玻璃周緣向上翻起包覆在覆晶芯片以及熒光膠側(cè)面外，并且在頂面與熒光膠頂面平齊。
尤其是，熒光陶瓷玻璃后端緣延伸包覆在散熱電源固定座外壁以及填充到散熱電源固定座內(nèi)部。
尤其是，熒光陶瓷玻璃中部為透光的熒光陶瓷薄片，其內(nèi)側(cè)底面為鍍有電路的凹槽板或平面板，并設(shè)置覆晶芯片晶片貼放的位置與電極點(diǎn)。
尤其是，散熱電源固定座上有正負(fù)電極點(diǎn)，散熱電源固定座外緣有螺紋或卡口。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果：熒光陶瓷玻璃與熒光膠封裝結(jié)構(gòu)保證了產(chǎn)品的白光穩(wěn)定性，芯片覆晶有效保證不脫落，器件體積最高可降低80％，光通量更大，可以有效地激發(fā)成品之光斑獲得品質(zhì)較好的白光，提高封裝LED產(chǎn)品的整體一致性，結(jié)構(gòu)簡潔可靠穩(wěn)定，死燈概率降低了90％，耐候性佳，價格低廉，使用便捷。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記包括：
熒光陶瓷玻璃1、熒光膠2、覆晶芯片3、散熱電源固定座4。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1：如附圖1所示，覆晶芯片3后端緣連接散熱電源固定座4，同時，覆晶芯片3頂表面有熒光膠2，覆晶芯片3底面以及側(cè)面有熒光陶瓷玻璃1。
前述中，熒光陶瓷玻璃1周緣向上翻起包覆在覆晶芯片3以及熒光膠2側(cè)面外，并且在頂面與熒光膠2頂面平齊。
前述中，熒光陶瓷玻璃1后端緣延伸包覆在散熱電源固定座4外壁以及填充到散熱電源固定座4內(nèi)部。
前述中，熒光陶瓷玻璃1由黃色熒光粉加上陶瓷材料燒結(jié)成透光的熒光陶瓷薄片，做成一個凹槽板，也可是平面板，凹槽底部或板面頂面會鍍上電路，以及設(shè)置覆晶芯片3晶片貼放的位置與電極點(diǎn)。
前述中，熒光膠2由黃色熒光粉與硅樹脂混合的膠體制成，應(yīng)用時，再混合點(diǎn)膠在已經(jīng)貼上覆晶芯片3晶片的凹槽或平板面位置，再包覆覆晶芯片3晶片并填滿凹槽，并覆蓋在覆晶芯片3上。
前述中，熒光膠2含碳材料金剛石熒光粉為熒光膠體或LED熒光膠體。
前述中，散熱電源固定座4把覆晶芯片3晶片所產(chǎn)生的熱由電路與包覆材料導(dǎo)出，再傳至于底座他處，同時，散熱電源固定座4是結(jié)構(gòu)的正負(fù)電極點(diǎn)，散熱電源固定座4外緣有螺紋或卡口，以便使封裝獲得燈體固定于燈具底座。
在本實(shí)施例中，熒光陶瓷玻璃1包括熒光玻璃或熒光陶瓷，也稱稀土熒光玻璃或熒光陶瓷；稀土熒光玻璃是由稀土元素和碳元素?fù)诫s在玻璃中，并利用稀土離子的光譜性質(zhì)使基礎(chǔ)玻璃產(chǎn)生可見熒光而形成的。通過對稀土元素電子構(gòu)型、光譜特征的分析研究,闡述了稀土元素n2在玻璃陶瓷中的應(yīng)用。稀土元素自由原子的基態(tài)電子組態(tài)未飽和的4f電子，在紫外、可見等高能射線的激發(fā)下，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，然后再從激發(fā)態(tài)返回到能量較低的能態(tài)時，放出輻射能而發(fā)出熒光。熒光陶瓷或發(fā)光陶瓷是將稀土材料經(jīng)高溫高壓激化處理而成的一種高純、高科技尖端材料。它可以吸收陽光或其它散射光，吸蓄光能以后發(fā)生活化，而發(fā)出強(qiáng)光，發(fā)光時間長達(dá)12小時以上，并且發(fā)光性能可重復(fù)再現(xiàn)，維持發(fā)光效果長達(dá)15年。發(fā)光陶瓷可以摻入油漆或樹脂中制成涂料或注塑成型。透明熒光陶瓷材料最顯著的特點(diǎn)就是可實(shí)現(xiàn)大功率密度封裝，如何實(shí)現(xiàn)，還必須開發(fā)獨(dú)特的封裝導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)。
熒光膠2，由變色硅膠、正硅酸乙酯、環(huán)氧硅膠樹脂固化劑、分散劑、光擴(kuò)散劑、丙烯酸、十二烷基硫酸鈉以及硅石礦粉劑制成，具有高純度、高耐光、耐候性佳、信賴度優(yōu)良且價格低廉、使用便捷，可以有效地激發(fā)成品之光斑，提高封裝LED產(chǎn)品的整體一致性。
覆晶芯片3采用芯片覆晶技術(shù)(Flip-Chip)制造,也稱“倒晶封裝”或“倒晶封裝法”,是芯片封裝技術(shù)的一種。此一封裝技術(shù)主要在于有別于過去芯片封裝的方式，以往是將芯片置放于基板上，再用打線技術(shù)將芯片與基板上之連結(jié)點(diǎn)連接。覆晶封裝技術(shù)是將芯片連接點(diǎn)長凸塊，然后將芯片翻轉(zhuǎn)過來使凸塊與基板直接連結(jié)而得其名。覆晶LED集成光源由于免去了打金線的環(huán)節(jié)，死燈概率降低了90％，從而保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
本實(shí)用新型中，藍(lán)色發(fā)光二極體晶片的光由晶片的上下還有側(cè)邊四面共六個面取得的，藍(lán)色光晶片下方的光由下層的熒光陶瓷玻璃1片激發(fā)取得、晶片的上面與側(cè)邊四面藍(lán)光由上層覆蓋全部晶片的熒光膠2封裝包覆覆晶芯片3全體晶片的熒光體激發(fā)波長轉(zhuǎn)化產(chǎn)生白光。由于晶片的藍(lán)光幾乎已經(jīng)全部被取出所以有電產(chǎn)生的熱相對很少，可以用封裝材料本身，還有由底部的散熱電源固定座4導(dǎo)出而且晶片的光幾乎轉(zhuǎn)化成白光，所以可以非常高效率的產(chǎn)生白光，而且，由此結(jié)構(gòu)所封裝可取光往四面八方即全角度、全方位發(fā)光，有別與以往led單向發(fā)光、單面散熱的封裝方式。