本實(shí)用新型涉及LED半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種具有高出光率而且散熱性良好的LED封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
LED產(chǎn)業(yè)在近幾年備受關(guān)注,LED產(chǎn)品具有節(jié)能環(huán)保、省電、高效率、響應(yīng)速度快、使用壽命長(zhǎng)、且不含汞等優(yōu)點(diǎn)。LED大功率產(chǎn)品為了獲得所需要的亮度與顏色,在LED芯片表面涂覆一層折射率高的灌封膠,以及在LED封裝結(jié)構(gòu)中還有一個(gè)反射層設(shè)置。隨著倒裝芯片技術(shù)的日益成熟,針對(duì)倒裝芯片結(jié)構(gòu)的封裝也多種多樣。如圖6所示為現(xiàn)有技術(shù)中的一種封裝方式,此封裝方式先將倒裝芯片固晶到基板上,再將熒光膠模頂?shù)交迳闲纬蓪?duì)LED芯片的五面包裹,最后在熒光膠上面再涂有封裝膠層,從而完成元器件的模頂封裝,但是這種封裝方式的出光量較低、散熱不理想、器件尺寸也比較大。
另外,已有的一些倒裝結(jié)構(gòu)中反射層通常由透明塑料制成,這樣的塑料在產(chǎn)品小型化而且薄化反射層的過(guò)程中,LED芯片發(fā)出的光容易穿過(guò)所述反射層,因此不但會(huì)造成產(chǎn)品出光的飽和度不足,還會(huì)因?yàn)楣饩€穿過(guò)所述反射層時(shí)發(fā)生折射,使得封裝結(jié)構(gòu)出現(xiàn)光暈現(xiàn)象,進(jìn)一步地影響到了LED的發(fā)光效率,同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致顯色指數(shù)下降、色坐標(biāo)偏移等問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種具有高出光率、散熱性良好的LED倒裝結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種LED倒裝結(jié)構(gòu),主要包括LED芯片、封裝膠層(硅膠或環(huán)氧樹(shù)脂)、反射杯、熒光膠、導(dǎo)電薄膜、焊盤(pán)、透鏡、用于提高出光率減少反射效果的減反膜和矽膠層。所述LED倒裝芯片通過(guò)焊盤(pán)分別焊接在導(dǎo)電薄膜上,且兩部分導(dǎo)電薄膜之間相互隔開(kāi)絕緣。所述直角三角形結(jié)構(gòu)的絕緣反射杯都設(shè)置在導(dǎo)電薄膜上,與導(dǎo)電薄膜相連接,用于反射LED芯片側(cè)面發(fā)出的部分光線以及固定LED的封裝形態(tài)。導(dǎo)電薄膜的底部還設(shè)有用于散熱的、導(dǎo)熱性好、散熱快、質(zhì)量輕、熒光強(qiáng)度衰減低的藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜(導(dǎo)電薄膜分別生長(zhǎng)在倒T型陶瓷薄膜兩端凹槽處的上表面),藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜在導(dǎo)電薄膜之間向上凸出,形成隔離導(dǎo)電薄膜的凸臺(tái),增大與導(dǎo)電薄膜、芯片和焊盤(pán)之間的接觸面,可以對(duì)LED芯片進(jìn)行有效熱傳遞、散熱。焊盤(pán)頂部與LED芯片焊腳處進(jìn)行電氣連接,導(dǎo)電薄膜兩端面上與焊盤(pán)相連接的地方分別鍍有對(duì)應(yīng)的電極(電極可有可無(wú),即:d焊盤(pán)與導(dǎo)電薄膜連接處所鍍電極的厚度≥0),其中,凸臺(tái)的寬度可調(diào):凸臺(tái)較窄時(shí),剛好把兩端凹槽處的耐高溫導(dǎo)電薄膜隔離開(kāi),防止其直接相導(dǎo)通,起到絕緣的作用;較寬時(shí),凸臺(tái)的寬度越寬,與芯片的接觸面越大,散熱越快。同樣地,凸臺(tái)的高度可高可低:凸臺(tái)的高度不夠高時(shí),需要用導(dǎo)熱膠來(lái)填充;凸臺(tái)的高度剛剛合適時(shí),無(wú)需導(dǎo)熱膠層,此時(shí)陶瓷薄膜凸臺(tái)高度繼續(xù)增大,取代了對(duì)應(yīng)位置處的導(dǎo)熱膠層。
具體的,本實(shí)用新型中的凸臺(tái)組成和高度包括下述四種方案:
方案一:凸臺(tái)僅由藍(lán)寶石襯底構(gòu)成,藍(lán)寶石襯底的中部向上凸起,一直延伸至LED芯片底部,并與LED芯片底部抵接,以便將熱量快速散去。
方案二:凸臺(tái)由藍(lán)寶石襯底和陶瓷薄膜構(gòu)成,陶瓷薄膜生長(zhǎng)在藍(lán)寶石襯底表面上,藍(lán)寶石襯底的中部向上凸起,一直延伸至LED芯片的底部,并使得陶瓷薄膜的上表面與LED芯片的底部抵接,可以加快LED芯片的散熱。
方案三:凸臺(tái)由藍(lán)寶石襯底和導(dǎo)熱膠層構(gòu)成,藍(lán)寶石襯底的中部向上凸起一定高度,但未觸及LED芯片,凸臺(tái)與LED芯片之間的空隙由導(dǎo)熱膠層填充,使得LED芯片散發(fā)的熱量經(jīng)導(dǎo)熱膠層和藍(lán)寶石襯底快速散去。
方案四:凸臺(tái)由藍(lán)寶石襯底、陶瓷薄膜和導(dǎo)熱膠層構(gòu)成,陶瓷薄膜生長(zhǎng)在藍(lán)寶石襯底表面上,藍(lán)寶石襯底在的中部向上凸起一定高度,但陶瓷薄膜的上表面并未觸及LED芯片,陶瓷薄膜與LED芯片之間的空隙由導(dǎo)熱膠層填充,使得LED芯片產(chǎn)生的熱量經(jīng)導(dǎo)熱膠層、陶瓷薄膜和藍(lán)寶石襯底快速散去。
所述LED芯片和焊盤(pán)位于絕緣反射杯的底部,所述焊盤(pán)底部與導(dǎo)電薄膜相匹配進(jìn)而進(jìn)行電氣連接(也可以通過(guò)在導(dǎo)電薄膜上鍍上電極,再與焊盤(pán)相焊接);同樣地,在導(dǎo)電薄膜邊緣處的兩端面上也分別鍍有電極,通過(guò)在電極處焊接金線與外界連接形成閉合回路。所述矽膠層、熒光膠、透鏡、減反膜和封裝膠層均設(shè)置在絕緣反射杯內(nèi),且由內(nèi)而外依次覆蓋在LED芯片上。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,所述矽膠層和熒光膠主要涂于LED芯片的多個(gè)面(除去兩個(gè)焊盤(pán)之間的小部分底面),形成芯片的多面包裹,使得封裝器件發(fā)光面增大,提高了LED器件的整體發(fā)光效率。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,為了提高透光性,所述矽膠層采用高折射率的透明矽膠制成,所述矽膠層位于LED芯片和熒光膠之間,從而有效減少了光子在分界面上的損失,提高了出光效率。此外,所述透明矽膠層還可以對(duì)芯片進(jìn)行機(jī)械保護(hù)和應(yīng)力釋放,并作為一種光導(dǎo)結(jié)構(gòu),矽膠層還具有透光率高、熱穩(wěn)定性好、流動(dòng)性好、易于噴涂等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),透明的矽膠層還具有低吸濕性、低應(yīng)力、耐老化等特性,提高了LED封裝的可靠性。在實(shí)際封裝時(shí),將LED芯片置于透明矽膠溶液中采用通電發(fā)熱、旋轉(zhuǎn)和浸漬等方法進(jìn)行鍍膠涂敷處理,一段時(shí)間后取出,等到均勻覆蓋在芯片上的矽膠冷卻、凝固之后,再放回真空干燥箱內(nèi)進(jìn)一步地烘干、凝固處理1h,使LED芯片的多個(gè)表面均涂有矽膠層,以上鍍膠操作過(guò)程需要重復(fù)4-5次,以便獲得較均勻的矽膠覆蓋層。此外,還可通過(guò)改變混膠比例、烘烤工藝等手段,在LED芯片的周圍形成矽膠的多面包裹,使其多面出光。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,為了更好地透光,將經(jīng)過(guò)再次研磨、提純處理過(guò)的螢光粉內(nèi)摻或外涂于曲面型透鏡的表面(上凸下凹的曲面),通過(guò)光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將熒光粉與芯片分離,使得熒光粉和芯片之間的距離進(jìn)一步拉大(具體地應(yīng)用了遠(yuǎn)程熒光粉技術(shù),間隔地設(shè)置了熒光膠、內(nèi)摻或外涂熒光粉的透鏡這兩層熒光粉結(jié)構(gòu),使得透鏡上的熒光粉和熒光膠中的熒光粉均與芯片分開(kāi)),降低熒光粉的工作環(huán)境溫度,提高螢光粉的均勻度和穩(wěn)定性,使得發(fā)出的光線更多、更均勻,增加光通量,改善白光LED的照明品質(zhì)和光效,提高封裝的效率;同時(shí),將熒光粉內(nèi)摻在透鏡里面,可以起到防水隔氧的作用,避免了熒光粉直接與外界接觸而造成污染,進(jìn)而影響發(fā)光效率。
進(jìn)一步的,為了盡量避免光暈現(xiàn)象以及提高出光質(zhì)量,所述絕緣反射杯的外側(cè)還設(shè)有用于增強(qiáng)反射效果的金屬反射杯,LED芯片側(cè)面出射的光線中大多數(shù)被絕緣反射杯反射回去,部分光線繼續(xù)穿過(guò)絕緣反射杯后被金屬反射杯再次反射,從而使光線更集中,避免光線分散地往側(cè)面射出。進(jìn)而可以維持LED芯片出射光線的光飽和度、色品坐標(biāo)、色溫、流明效率、顏色對(duì)比度(色域)、發(fā)光效率(發(fā)光質(zhì)量)、發(fā)光均勻度、和顯色性(顯色指數(shù))以及解決芯片發(fā)光時(shí)的熱穩(wěn)定性問(wèn)題,最終獲得理想的發(fā)光效果。
進(jìn)一步的,雖然金屬反射杯能夠反射穿透絕緣反射杯的絕大部分光線,但仍有極少部分光線能夠繼續(xù)從金屬反射杯界面處射出,因此,為了進(jìn)一步避免光暈現(xiàn)象以及獲得更好的出光質(zhì)量,所述金屬反射杯的外側(cè)還設(shè)有用于避免光線散射的光吸收層,使得從金屬反射杯界面處出射的光線全部被光吸收層吸收,從根本上避免光線對(duì)外散射以及光暈現(xiàn)象的產(chǎn)生,最終確保出射光線只在垂直方向上平行射出(豎直平面優(yōu)質(zhì)光源)。
進(jìn)一步的,為了提高LED芯片的散熱效果,所述LED芯片的底部位于焊盤(pán)之間填充用于散熱的導(dǎo)熱膠。具體的,在藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜的凸臺(tái)與LED芯片底部的兩個(gè)焊盤(pán)之間通過(guò)導(dǎo)熱膠將其完全填充,形成導(dǎo)熱膠層,LED芯片產(chǎn)生的熱量一部分通過(guò)焊盤(pán)、導(dǎo)電薄膜和陶瓷薄膜進(jìn)行快速散熱,而且焊盤(pán)、導(dǎo)電薄膜、導(dǎo)熱膠層和陶瓷薄膜之間相互接觸傳遞熱量,使散熱效率更高、效果更好;另一部分可以通過(guò)導(dǎo)熱膠層和陶瓷薄膜等散熱結(jié)構(gòu)快速散熱,提升了散熱效果。另外,為了確保散熱效果,應(yīng)嚴(yán)格控制陶瓷薄膜倒T型結(jié)構(gòu)中的凸臺(tái)高度與導(dǎo)熱膠層的厚度之和等于焊盤(pán)高度和導(dǎo)電薄膜厚度之和,即導(dǎo)熱膠層頂部與LED芯片的底部完全相抵接,導(dǎo)熱膠層底部與陶瓷薄膜的凸臺(tái)完全相抵接(即:導(dǎo)熱膠完全填充在倒裝LED芯片的底部和陶瓷薄膜凸臺(tái)上表面這兩者之間,用簡(jiǎn)單的關(guān)系式可表示為:d藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜凸臺(tái)的厚度=d焊盤(pán)的厚度+d焊盤(pán)與導(dǎo)電薄膜連接處所鍍電極的厚度+d耐高溫導(dǎo)電薄膜的厚度,其中有d焊盤(pán)與導(dǎo)電薄膜連接處所鍍電極的厚度≥0)。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,所述導(dǎo)電薄膜采用耐高溫、導(dǎo)電性好、散熱快(熱傳導(dǎo)性好)的薄膜,該導(dǎo)電薄膜可以通過(guò)磁控濺射、化學(xué)氣相沉積、氫化物氣相外延、黃光微影等方法來(lái)制備。具體方法是,在磁控濺射實(shí)驗(yàn)時(shí),將藍(lán)寶石襯底進(jìn)行預(yù)處理,形成一種倒T型結(jié)構(gòu);再通過(guò)在倒T型結(jié)構(gòu)的藍(lán)寶石襯底表面上生長(zhǎng)一層陶瓷薄膜外延片;同樣地,接著在藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜兩端凹槽處上表面再分別生長(zhǎng)一層導(dǎo)電薄膜。具體地,選用的是ZnO靶材中同時(shí)摻雜適量Mg和Ga混合物(ZnO:Mg:Ga)的濺射靶材,實(shí)驗(yàn)環(huán)境中,使用的本底真空度達(dá)到了10-5的數(shù)量級(jí),濺射氣壓選擇低壓值4Pa-5Pa,濺射功率維持在200W,生長(zhǎng)2h后,再在N2環(huán)境中600℃退火處理。通過(guò)X射線衍射、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)和掃描電子顯微鏡等設(shè)備來(lái)測(cè)試并分析薄膜的導(dǎo)電性、厚度等性能,通過(guò)該方法制備的耐高溫導(dǎo)電薄膜具有類似于ZnO的晶體結(jié)構(gòu)、光線透過(guò)率高、導(dǎo)電性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)。
類似地,作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,為了達(dá)到更好的散熱效果,防止芯片過(guò)熱,延長(zhǎng)LED使用壽命,所述散熱陶瓷薄膜采用藍(lán)寶石襯底的AlN或SiC薄膜。具體的,該藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜加工步驟如下:按照結(jié)構(gòu)圖中元器件之間的厚度、高度比例進(jìn)行光刻、鏤空等預(yù)處理,形成一種倒T型結(jié)構(gòu),接著在所述倒T型藍(lán)寶石襯底結(jié)構(gòu)的上表面生長(zhǎng)一層陶瓷薄膜,同時(shí)根據(jù)結(jié)構(gòu)圖中各部分元器件之間的比例關(guān)系,在長(zhǎng)有陶瓷薄膜的倒T型結(jié)構(gòu)兩端凹槽處的上表面再生長(zhǎng)一層耐高溫導(dǎo)電薄膜,在與焊盤(pán)相匹配處的耐高溫導(dǎo)電薄膜上再分別鍍上電極(可有可無(wú),即:d焊盤(pán)與導(dǎo)電薄膜連接處所鍍電極的厚度≥0)。該藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜可以通過(guò)磁控濺射、溶劑揮發(fā)法、電噴霧、黃光微影方式備制電路,輔以濺鍍、電/電化學(xué)沉積或者光刻鏤空等方式來(lái)改變線路厚度,使得產(chǎn)品具有高線路精準(zhǔn)度、高平整度、熱傳導(dǎo)性好、散熱快等特點(diǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)封裝時(shí),利用分選排列設(shè)備將倒裝芯片按照固定的周期序列進(jìn)行排列,導(dǎo)電體芯片焊盤(pán)與芯片電極區(qū)域相匹配,將導(dǎo)電體芯片焊盤(pán)分別直接緊密地抵在耐高溫導(dǎo)電薄膜上所鍍電極處,使焊盤(pán)與導(dǎo)電薄膜形成電氣連接。同時(shí)將藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜按照封裝結(jié)構(gòu)所示的圓周弧線方向進(jìn)行切割,將多余的陶瓷薄膜切割去除,以形成獨(dú)立的元器件結(jié)構(gòu),最后將多個(gè)獨(dú)立的元器件進(jìn)行組合排列,形成完整的封裝元器件,如圖5所示。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,所述熒光膠由熒光粉和硅膠混合而成,為了獲得更好的透光效果采用的是稀土熒光粉(顆粒尺寸較大),具有發(fā)光亮度高、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐高溫性能優(yōu)異、可承受大功率的電子束、高能輻射和強(qiáng)紫外光的作用等優(yōu)點(diǎn),進(jìn)一步地將熒光粉多次研磨和提純,使得熒光粉粒徑在5um左右,以獲得更高的發(fā)光效率和流明效率,且所述熒光粉與硅膠(普通硅膠)混合時(shí)的重量比為10:90。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,為了提高絕緣反射杯的反射效果及封裝時(shí)的固定效果,所述封裝結(jié)構(gòu)均關(guān)于中心軸對(duì)稱,因此將絕緣反射杯的半截面(中心軸線和任意一條半徑所構(gòu)成的平面去截取絕緣反射杯,得到的截面為半截面)都設(shè)計(jì)為直角三角形,其中,角度關(guān)系如圖8所示,直角三角形中較大的夾角α∈(45°,90°),以始終確保β≥90°,使得入射到絕緣反射杯表面處的光線更好的反射回去,提高出光量;同樣的,另外一個(gè)直角三角形也考慮這樣的角度設(shè)計(jì)。
進(jìn)一步的,所述絕緣反射杯采用密度分布不均勻的透明絕緣材料制成,絕緣反射杯的密度ρ和厚度d跟絕緣反射杯與芯片的距離r成反比,即:絕緣反射杯由內(nèi)而外密度逐漸降低,厚度逐漸減小(用簡(jiǎn)單的關(guān)系式可以表示為:同理,其中k1,k2是不同的比例系數(shù))。光線出射量大的地方,絕緣反射杯密度就加大、加厚處理,以增強(qiáng)絕緣反射杯的入射面處(即:結(jié)構(gòu)圖中直角三角形的斜邊)入射光線的反射量,也就是同時(shí)減少絕緣反射杯的出射面處(即:直角三角形豎立的直角邊)出射光線的出射量,絕緣反射杯處出射的光線減少(即:金屬反射杯處入射的光線減少),金屬反射杯所需要反射的光線也就相應(yīng)的減少,這就確保了從源頭處一開(kāi)始就避免對(duì)后續(xù)的封裝裝置中光線的循環(huán)干擾影響。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,涂覆的矽膠層太厚,會(huì)影響到LED芯片的出光效率,出光損耗增大,以及出現(xiàn)LED芯片自身發(fā)熱嚴(yán)重、散熱困難等問(wèn)題;涂覆的矽膠層太薄,也會(huì)影響到LED芯片的出光效率。因此,本實(shí)用新型將所述矽膠層的厚度設(shè)為0.05mm。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,耐高溫導(dǎo)電薄膜和藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜共同取代了傳統(tǒng)的散熱鋁基板,沒(méi)有了鋁基板限制,封裝器件的尺寸十分接近芯片面積,明顯縮小了封裝器件的面積,且具有制造精密、集成度高、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn),能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的芯片級(jí)集成LED封裝。
本實(shí)用新型的工作過(guò)程和原理是:LED芯片多個(gè)面發(fā)出的光線大部分經(jīng)過(guò)矽膠層、熒光膠、透鏡、減反膜和封裝膠層集中在豎直方向平行射出,散發(fā)到四周的光線也能夠被絕緣反射杯反射回來(lái),其中小部分光線在絕緣反射杯處發(fā)生折射后到達(dá)金屬反射杯,并在金屬反射杯處發(fā)生反射,甚至有極少數(shù)光線能夠繼續(xù)穿過(guò)金屬反射杯,但金屬反射杯后還設(shè)有光吸收層,能夠?qū)⒋┻^(guò)金屬反射杯的光線予以完全吸收,從而避免光線散射到外側(cè)以及光暈現(xiàn)象的產(chǎn)生。LED芯片底部的焊盤(pán)通過(guò)電極和導(dǎo)電薄膜電氣連接,導(dǎo)電薄膜底部設(shè)有用于散熱的陶瓷薄膜,LED芯片底部與陶瓷薄膜之間填充導(dǎo)熱膠層,LED芯片產(chǎn)生的熱量可以通過(guò)焊盤(pán)、導(dǎo)電薄膜、陶瓷薄膜快速散熱,也可以通過(guò)導(dǎo)熱膠層、陶瓷薄膜快速散熱,焊盤(pán)、導(dǎo)電薄膜、導(dǎo)熱封裝膠層和陶瓷薄膜之間相互接觸加快散熱速率,獲得更好的散熱效果。本實(shí)用新型具有高出光率、散熱效果好、封裝尺寸小的優(yōu)點(diǎn)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型還具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)本實(shí)用新型采用導(dǎo)電薄膜和陶瓷薄膜取代傳統(tǒng)的散熱鋁基板,使得封裝的尺寸十分接近LED芯片面積,封裝質(zhì)量輕,提高了封裝和制造的精密性和集成度,實(shí)現(xiàn)真正意義上的芯片級(jí)集成封裝。
(2)本實(shí)用新型在LED芯片的表面涂上高折射率的透明矽膠,能夠有效減少光子在分界面上的損失,提高LED器件的出光效率,同時(shí),該矽膠層還可以對(duì)LED芯片實(shí)現(xiàn)物理上的保護(hù),釋放封裝時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力,還具有透光率高,折射率高,熱穩(wěn)定性好,流動(dòng)性好,易于噴涂等優(yōu)點(diǎn),以及低吸濕性、低應(yīng)力、耐老化等特性。
(3)本實(shí)用新型在LED芯片上依次覆蓋矽膠層、熒光膠、透鏡、減反膜和封裝膠層,其中,矽膠層能提高出光率,也可以通過(guò)采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)使得透鏡內(nèi)摻或表面上外涂熒光粉(外涂熒光粉的厚度為0.02mm),進(jìn)而使得透鏡更透光,而減反膜可以有效減少光線的反射,增加透光量。
(4)本實(shí)用新型采用直角三角形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的絕緣反射杯,并在絕緣反射杯后設(shè)有直角梯形結(jié)構(gòu)的金屬反射杯和光吸收層,反射杯最大程度地將光線集中反射回去,光吸收層將繼續(xù)投射過(guò)反射杯的光線完全予以吸收,避免光線向四周散射,從而有效避免光暈現(xiàn)象的產(chǎn)生。
(5)本實(shí)用新型采用藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜作為散熱材料,顯著提高了LED芯片的耐熱性能;配合倒裝LED芯片底部的導(dǎo)熱膠層,可以將LED芯片所產(chǎn)生的一部分熱量通過(guò)陶瓷薄膜、導(dǎo)熱膠層快速地散發(fā)出去;同樣地,耐高溫導(dǎo)電薄膜通過(guò)所鍍的電極分別直接抵在芯片的兩個(gè)焊盤(pán)上,可以將LED芯片所產(chǎn)生的一部分熱量通過(guò)焊盤(pán)、耐高溫導(dǎo)電薄膜快速地散發(fā)出去,散熱效率高、速度快、效果好。
(6)本實(shí)用新型先將芯片置于透明矽膠溶液中進(jìn)行通電發(fā)熱,一段時(shí)間后取出,使得芯片表面均勻覆蓋一層矽膠,重復(fù)以上操作4-5次,然后放回干燥箱內(nèi)烘烤、凝固1h等處理,這種通電發(fā)熱鍍膠的方法使得所鍍矽膠層更均勻,發(fā)熱后矽膠里面不會(huì)含有氣泡,所鍍矽膠層的厚度也好控制,跟傳統(tǒng)的涂覆矽膠層的方法相比,要優(yōu)異很多。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型所提供的LED倒裝結(jié)構(gòu)的方案一的示意圖。
圖2是本實(shí)用新型所提供的LED倒裝結(jié)構(gòu)的方案二的示意圖。
圖3是本實(shí)用新型所提供的LED倒裝結(jié)構(gòu)的方案三的示意圖。
圖4是本實(shí)用新型所提供的LED倒裝結(jié)構(gòu)的方案四的示意圖。
圖5是本實(shí)用新型所提供的由多個(gè)獨(dú)立的LED倒裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行排列組合后的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是現(xiàn)有技術(shù)中的一種五面出光的LED倒裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是現(xiàn)有技術(shù)中LED倒裝芯片采用模頂封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是本實(shí)用新型所提供的LED倒裝結(jié)構(gòu)中兩部分絕緣反射杯之間的角度關(guān)系示意圖。
上述附圖中的標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
1-封裝膠層,2-絕緣反射杯,3-光吸收層,4-熒光膠,5-導(dǎo)電薄膜,5a-基板,6-LED芯片,7-焊盤(pán),8-陶瓷薄膜,9-透鏡,10-減反膜,11-金屬反射杯,12-矽膠層,13-導(dǎo)熱膠層,14-藍(lán)寶石襯底,15-散熱孔。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確,以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1:
如圖1所示,本實(shí)用新型公開(kāi)了一種LED倒裝結(jié)構(gòu),主要包括LED芯片6、絕緣反射杯2、熒光膠4、封裝膠層1、導(dǎo)電薄膜5、焊盤(pán)7、透鏡9、用于提高出光率減少反射效果的減反膜10、矽膠層12、藍(lán)寶石襯底14。所述導(dǎo)電薄膜5之間、焊盤(pán)7之間相互隔開(kāi)絕緣。所述絕緣反射杯2設(shè)置在導(dǎo)電薄膜5上,與導(dǎo)電薄膜5固定連接,用于反射LED芯片6發(fā)出的光線以及固定LED的封裝形態(tài)。導(dǎo)電薄膜5的底部還設(shè)有用于散熱的陶瓷薄膜8,藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜8在兩片導(dǎo)電薄膜5之間向上凸出,形成隔離導(dǎo)電薄膜5的凸臺(tái),增大與導(dǎo)電薄膜5和焊盤(pán)7的接觸面,對(duì)LED芯片6進(jìn)行有效散熱。所述LED芯片6和焊盤(pán)7位于絕緣反射杯2的底部,所述焊盤(pán)7底部與導(dǎo)電薄膜5通過(guò)兩者之間所鍍的電極相匹配后進(jìn)行電氣連接,頂部與LED芯片6電氣連接,進(jìn)而通過(guò)金線與外部形成回路。所述矽膠層12、熒光膠4、透鏡9、減反膜10和封裝膠層1均設(shè)置在絕緣反射杯2內(nèi),且由內(nèi)而外依次覆蓋在LED芯片6上。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,所述矽膠層12和熒光膠4涂于LED芯片6的多個(gè)面(除了少部分底面),形成芯片的多面包裹,使得封裝器件多面發(fā)光,明顯提高了LED器件的發(fā)光率。
具體的,結(jié)合圖1、圖2、圖3和圖4所示,本實(shí)用新型中的凸臺(tái)組成和高度包括下述四種方案:
方案一:凸臺(tái)僅由藍(lán)寶石襯底14構(gòu)成,藍(lán)寶石襯底14的中部向上凸起,一直延伸至LED芯片6的底部,并與LED芯片6的底部抵接,以便將熱量快速散去。
方案二:凸臺(tái)由藍(lán)寶石襯底14和陶瓷薄膜8構(gòu)成,陶瓷薄膜8生長(zhǎng)在藍(lán)寶石襯底14上,藍(lán)寶石襯底14的中部向上凸起,一直延伸至LED芯片6的底部,并使陶瓷薄膜8的上表面與LED芯片6的底部抵接,可以加快LED芯片6的散熱。
方案三:凸臺(tái)由藍(lán)寶石襯底14和導(dǎo)熱膠層13構(gòu)成,藍(lán)寶石襯底14的中部向上凸起一定高度,但未觸及LED芯片6,凸臺(tái)與LED芯片6之間的空隙由導(dǎo)熱膠層13填充,使得LED芯片6發(fā)出的熱量經(jīng)導(dǎo)熱膠層13和藍(lán)寶石襯底14快速散去。
方案四:凸臺(tái)由藍(lán)寶石襯底14、陶瓷薄膜8和導(dǎo)熱膠層13構(gòu)成,陶瓷薄膜8生長(zhǎng)在藍(lán)寶石襯底14上,藍(lán)寶石襯底14的中部向上凸起一定高度,但陶瓷薄膜8的上表面并未觸及LED芯片6,陶瓷薄膜8與LED芯片6之間的空隙由導(dǎo)熱膠層13填充,使得LED芯片6產(chǎn)生的熱量經(jīng)導(dǎo)熱膠層13、陶瓷薄膜8和藍(lán)寶石襯底14快速散去。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,為了提高透光性,所述矽膠層12采用高折射率的透明矽膠制成,所述矽膠層12位于LED芯片6和熒光膠4之間,從而有效減少了光子在分界面上的損失,提高了出光效率。所述透明矽膠層12還可以對(duì)芯片進(jìn)行機(jī)械保護(hù)和應(yīng)力釋放,并作為一種光導(dǎo)結(jié)構(gòu),矽膠層12還具有透光率高、折射率高、熱穩(wěn)定性好、流動(dòng)性好、易于噴涂等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),透明的矽膠層12還具有低吸濕性、低應(yīng)力、耐老化等特性,極大地提高了LED封裝的可靠性。在實(shí)際封裝時(shí),將LED芯片6置于透明矽膠溶液中進(jìn)行通電發(fā)熱鍍膠處理,一段時(shí)間后取出,等到均勻覆蓋在芯片上的矽膠冷卻、凝固之后,再放回真空干燥箱內(nèi)進(jìn)一步地烘干、凝固處理1h,使LED芯片6的多個(gè)表面均涂有矽膠層12,這個(gè)過(guò)程需要重復(fù)噴涂4-5次,以便獲得較均勻的矽膠覆蓋層。此外,還可通過(guò)改變混膠比例、烘烤等手段,在LED芯片6的周圍形成矽膠的多面包裹,使其多面出光。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,為了更好地透光,將螢光粉內(nèi)摻或外涂于透鏡9的表面,將熒光粉涂敷在透鏡的表面,方法包括電泳沉積、濺射沉積噴涂、旋涂等,不僅提高了螢光粉的均勻度,還提高了封裝的效率。
進(jìn)一步的,為了盡量避免光暈現(xiàn)象以及提高出光質(zhì)量,所述絕緣反射杯2的外側(cè)還設(shè)有用于增強(qiáng)反射效果的金屬反射杯11,LED芯片6發(fā)射的光線一部分被絕緣反射杯2反射,另一部分穿過(guò)絕緣反射杯2后被金屬反射杯11再次反射,從而使光線更集中,避免光線分散地往側(cè)邊射出。進(jìn)而可以維持LED芯片6出射光線的光飽和度、色坐標(biāo)、顏色對(duì)比度和顯色指數(shù),最終獲得理想的發(fā)光效果。
進(jìn)一步的,雖然金屬反射杯11能夠反射絕大部分光線,但還有極小部分光線能夠穿透金屬反射杯11,因此,為了獲得更好的出光質(zhì)量,所述金屬反射杯11的外側(cè)還設(shè)有用于避免光線向側(cè)邊散射的光吸收層3,穿透金屬反射杯11的光線全部被光吸收層3吸收,從而避免光暈現(xiàn)象的產(chǎn)生。
進(jìn)一步的,為了提高LED芯片6的散熱效果,所述LED芯片6的底部位于焊盤(pán)7之間填充用于散熱的導(dǎo)熱膠層13。具體的,在藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜8的凸臺(tái)與LED芯片6的底部之間通過(guò)導(dǎo)熱膠將其完全填充,形成導(dǎo)熱膠層13,LED芯片6產(chǎn)生的熱量一部分通過(guò)焊盤(pán)7、導(dǎo)電薄膜5和陶瓷薄膜8進(jìn)行快速散熱,另一部分可以通過(guò)導(dǎo)熱膠層13和陶瓷薄膜8快速散熱,提升了散熱效果,而且焊盤(pán)7、導(dǎo)電薄膜5、導(dǎo)熱膠層13和陶瓷薄膜8之間相互接觸、傳遞熱量,使散熱效率更高、更快。另外,為了確保散熱效果,應(yīng)嚴(yán)格控制陶瓷薄膜8倒T型結(jié)構(gòu)中的凸臺(tái)高度與導(dǎo)熱膠層13的厚度之和等于焊盤(pán)7高度和導(dǎo)電薄膜5厚度之和,即導(dǎo)熱膠層13頂部與LED芯片6的底部抵接,底部與陶瓷薄膜8的凸臺(tái)接觸。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,所述導(dǎo)電薄膜5采用耐高溫的導(dǎo)電薄膜5,該導(dǎo)電薄膜5可以通過(guò)磁控濺射、化學(xué)氣相沉積、氫化物氣相外延、黃光微影等方法來(lái)制備。具體方法是,在磁控濺射實(shí)驗(yàn)時(shí),先通過(guò)在倒T型結(jié)構(gòu)的藍(lán)寶石襯底的兩端凹槽處上表面生長(zhǎng)一層陶瓷薄膜8外延片,同樣地,在藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜8上再生長(zhǎng)一層耐高溫導(dǎo)電薄膜5,具體地,使用的ZnO靶材中同時(shí)摻雜適量Mg和Ga的混合物(ZnO:Mg:Ga),并通過(guò)X射線衍射、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)和掃描電子顯微鏡等設(shè)備分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過(guò)該方法制備的耐高溫導(dǎo)電薄膜5光線透過(guò)率高、電阻率低、導(dǎo)電性能優(yōu)越。根據(jù)圖5所示,將單個(gè)已封裝好的獨(dú)立元器件按照?qǐng)A周弧線(圖中小圓圈)方向進(jìn)行切割,將多余的藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜8切割去除,以形成完整的元器件結(jié)構(gòu);同時(shí),從整體效果上來(lái)分析時(shí),在進(jìn)行多個(gè)LED獨(dú)立元件的排列組合時(shí),底部均設(shè)置在用于散熱的陶瓷薄膜8和藍(lán)寶石襯底14上,并且在藍(lán)寶石襯底14上設(shè)有一定數(shù)量、大小不一的散熱孔,以便獲得更好的散熱效果。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,為了達(dá)到更好的散熱效果,防止芯片過(guò)熱,延長(zhǎng)LED使用壽命,所述陶瓷薄膜8采用藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜8。具體的,該藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜8加工步驟如下:按照結(jié)構(gòu)圖中元器件之間的厚度、高度比例對(duì)藍(lán)寶石襯底14進(jìn)行光刻、鏤空等預(yù)處理,形成一種倒T型結(jié)構(gòu),接著在所述倒T型藍(lán)寶石襯底結(jié)構(gòu)凹槽處的上表面生長(zhǎng)一層陶瓷薄膜8,再根據(jù)結(jié)構(gòu)圖中的比例關(guān)系,接著在長(zhǎng)有陶瓷薄膜8的倒T型結(jié)構(gòu)的凹槽處的上表面再生長(zhǎng)一層耐高溫導(dǎo)電薄膜5。該藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜8可以通過(guò)磁控濺射、黃光微影方式備制電路,輔以濺鍍、電/電化學(xué)沉積或者光刻鏤空等方式來(lái)改變線路厚度,使得產(chǎn)品具有高線路精準(zhǔn)度和高平整度的特性。在實(shí)際生產(chǎn)封裝時(shí),利用分選排列設(shè)備將倒裝芯片按照固定的周期序列進(jìn)行排列,導(dǎo)電體芯片焊盤(pán)7與芯片電極區(qū)域相匹配,將導(dǎo)電體芯片焊盤(pán)7通過(guò)所鍍的電極分別直接緊密地抵在倒T型結(jié)構(gòu)兩端凹槽處的耐高溫導(dǎo)電薄膜5上,使焊盤(pán)7與導(dǎo)電薄膜5進(jìn)行電氣連接。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,所述熒光膠4由熒光粉和硅膠混合而成,為了獲得更好的透光效果,一方面,所述熒光粉需要經(jīng)過(guò)多次的研磨和提純,且所述熒光粉與硅膠混合時(shí)的重量比為10:90;另一方面,采用不同的封裝工藝,分別間隔地設(shè)置了兩層熒光粉結(jié)構(gòu)。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,為了提高絕緣反射杯2的反射效果及封裝時(shí)的固定效果,所述單個(gè)獨(dú)立的LED封裝結(jié)構(gòu)均關(guān)于中心軸對(duì)稱,同時(shí)將絕緣反射杯2的半截面(中心軸線和任意一條半徑所構(gòu)成的平面去截取絕緣反射杯2,得到的截面為半截面)都設(shè)計(jì)為直角三角形,且該直角三角形中較大的夾角α∈(45°,90°),以始終確保β≥90°。
進(jìn)一步的,所述絕緣反射杯2采用密度分布不均勻的透明絕緣材料制成,絕緣反射杯2的密度ρ和厚度d跟絕緣反射杯2與LED芯片6的距離r成反比,即絕緣反射杯2由內(nèi)而外密度逐漸降低,厚度逐漸減小。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,涂覆的矽膠層12太厚,會(huì)影響到LED芯片6的出光效率,出光損耗增大,以及出現(xiàn)LED芯片6自身發(fā)熱嚴(yán)重、散熱困難等問(wèn)題;而涂覆的矽膠層12太薄,也會(huì)影響到LED芯片6的出光效率。因此,本實(shí)用新型將所述矽膠層12的厚度設(shè)為0.05mm。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,耐高溫導(dǎo)電薄膜5和藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜8共同取代了傳統(tǒng)旳散熱鋁基板,沒(méi)有了鋁基板限制,封裝器件的尺寸十分接近芯片面積,封裝器件的面積縮小,質(zhì)量更輕,且具有制造精密、集成度高的優(yōu)點(diǎn),能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的芯片級(jí)集成LED封裝。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案,所述導(dǎo)熱膠層13的位置可以繼續(xù)用陶瓷薄膜8所取代,即:陶瓷薄膜的凸臺(tái)高度繼續(xù)增加,增加的距離等于導(dǎo)熱膠層的厚度。
本實(shí)用新型的工作過(guò)程和原理是:LED芯片6發(fā)出的光線大部分經(jīng)過(guò)矽膠層12、熒光膠4、透鏡9、減反膜10和封裝膠層1沿豎直方向集中平行射出,發(fā)向四周的少數(shù)光線也能夠被絕緣反射杯2反射射出,其中小部分光線在絕緣反射杯2處發(fā)生折射后到達(dá)金屬反射杯11,并在金屬反射杯11處反射射出,有極少數(shù)光線能夠穿過(guò)金屬反射杯11,但金屬反射杯11后還設(shè)有光吸收層3,能夠?qū)⒋┻^(guò)金屬反射杯11的光線全部吸收,從而避免光暈現(xiàn)象的產(chǎn)生。LED芯片6底部?jī)啥说暮副P(pán)7通過(guò)所鍍電極和導(dǎo)電薄膜5進(jìn)行電氣連接,導(dǎo)電薄膜5底部設(shè)有用于散熱的陶瓷薄膜8,LED芯片6底部與陶瓷薄膜8之間填充有導(dǎo)熱膠層13,LED芯片6產(chǎn)生的熱量可以通過(guò)焊盤(pán)7、導(dǎo)電薄膜5、陶瓷薄膜8快速散熱,也可以通過(guò)導(dǎo)熱膠層13、陶瓷薄膜8快速散熱,焊盤(pán)7、導(dǎo)電薄膜5、導(dǎo)熱封裝膠層1和陶瓷薄膜8之間相互接觸加快散熱速率,獲得更好的散熱效果。本實(shí)用新型具有高出光率、散熱性好、封裝尺寸小的優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施例2:
如圖1所示,一種LED倒裝結(jié)構(gòu),包括:LED芯片6、內(nèi)摻或外涂有熒光粉的透鏡9、熒光膠4、絕緣反射杯2、金屬反射杯11、減反膜10、封裝膠層1、透明矽膠層12、焊盤(pán)7、耐高溫導(dǎo)電薄膜5、光吸收層3、藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜8、導(dǎo)熱膠層13。采用倒裝結(jié)構(gòu)的LED芯片6封裝在熒光膠4內(nèi),LED芯片表面涂覆折射率高的透明矽膠層12,LED芯片6正面的兩個(gè)導(dǎo)電體焊盤(pán)7通過(guò)所鍍電極分別抵在耐高溫導(dǎo)電薄膜5上進(jìn)行電氣連接,熒光膠4上表面安裝有內(nèi)摻或外涂有熒光粉的透鏡9,所述透鏡9上表面還設(shè)有增強(qiáng)透光性的減反膜10,減反膜10上表面再均勻噴涂封裝膠層1,熒光膠4、透鏡9、減反膜10和封裝膠層1填充在絕緣反射杯2內(nèi),其特征在于:絕緣反射杯2的外側(cè)設(shè)有金屬反射杯11,金屬反射杯11的外側(cè)還設(shè)有光吸收層3。
如圖6所示為現(xiàn)有技術(shù)中一種五面出光的LED倒裝結(jié)構(gòu),包括LED芯片6,所述LED芯片6的正面具有芯片焊盤(pán)7,LED芯片6的五個(gè)面均涂有混合均勻的熒光膠4,熒光膠4的外部設(shè)有封裝膠層1。圖7所示為現(xiàn)有技術(shù)中一種倒裝芯片采用模頂封裝方式,具體地,LED芯片6通過(guò)導(dǎo)電體焊盤(pán)分別直接抵在基板5a上,同時(shí),熒光膠4將LED芯片進(jìn)行包裹。以上LED封裝結(jié)構(gòu)中,熒光粉與芯片的距離較近,工作過(guò)程中芯片所釋放的熱量很容易被熒光粉吸收(熱輻射作用較強(qiáng)),但LED自身體積較小,不能和外界發(fā)生有效的熱交換,封裝器件會(huì)由于不能良好的散熱而損壞,影響其穩(wěn)定性和使用壽命。
通過(guò)磁控濺射、化學(xué)氣相沉積、氫化物氣相外延、黃光微影等方法來(lái)制備耐高溫導(dǎo)電薄膜5,磁控濺射實(shí)驗(yàn)時(shí),先通過(guò)在倒T型結(jié)構(gòu)的藍(lán)寶石襯底的上表面生長(zhǎng)一層陶瓷薄膜8外延片,同樣地,緊接著在藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜8兩端凹槽處的上表面再生長(zhǎng)一層耐高溫導(dǎo)電薄膜5,具體地,在ZnO靶材中同時(shí)摻雜適量Mg和Ga的混合物(ZnO:Mg:Ga),并通過(guò)X射線衍射、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)和掃描電子顯微鏡等設(shè)備分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,所制備的耐高溫導(dǎo)電薄膜5光線透過(guò)率高、電阻率低、導(dǎo)電性能優(yōu)越。如圖5所示,將藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜8按照?qǐng)A周弧線方向進(jìn)行切割,將多余的藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜切割去除,以形成獨(dú)立的元器件結(jié)構(gòu)。
為了能夠更好地透光,透鏡9內(nèi)摻或外涂有螢光粉,不僅提高了螢光粉的均勻度使得發(fā)出的光線更均勻,而且提高了封裝效率,封裝膠體內(nèi)混合的熒光粉都經(jīng)過(guò)了多次研磨和提純,熒光膠中熒光粉和硅膠混合時(shí)的質(zhì)量比控制為10:90。同時(shí),透鏡9上表面還設(shè)有增強(qiáng)透光性的減反膜。LED芯片6表面均勻涂覆一層折射率高的透明矽膠層12,所述矽膠層位于LED芯片6和熒光膠4之間,從而有效的減少了光子在分界面上的損失,提高了出光效率。此外,所述透明矽膠層12還可以對(duì)芯片進(jìn)行機(jī)械保護(hù)、應(yīng)力釋放,并作為一種光導(dǎo)結(jié)構(gòu),具有透光率高,折射率高,熱穩(wěn)定性好,流動(dòng)性好,易于噴涂等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)透明矽膠層12具有低吸濕性、低應(yīng)力、耐老化等特性,提高了LED封裝的可靠性。
為了能夠更好地散熱,防止芯片過(guò)熱,延長(zhǎng)LED使用壽命,藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜8以磁控濺射、黃光微影方式備制電路,輔以濺鍍、電/電化學(xué)沉積或者光刻鏤空等方式來(lái)改變線路厚度,使得產(chǎn)品具有高線路精準(zhǔn)度和高平整度的特性。利用分選排列設(shè)備將倒裝芯片6按照固定的周期序列進(jìn)行排列組合,導(dǎo)電體芯片焊盤(pán)7與芯片電極區(qū)域相匹配,將導(dǎo)電體芯片焊盤(pán)7分別直接緊密地抵在倒T型結(jié)構(gòu)兩端凹槽處的耐高溫導(dǎo)電薄膜5上,在倒T型結(jié)構(gòu)凸臺(tái)處通過(guò)導(dǎo)熱膠層13完全填充、抵在倒裝芯片正面的兩個(gè)焊盤(pán)之間,嚴(yán)格確保倒T型結(jié)構(gòu)中凸臺(tái)的高度等于芯片焊盤(pán)、所鍍電極和耐高溫載膜這三者的厚度之和。
為了能夠避免光暈現(xiàn)象,增加出光質(zhì)量,絕緣反射杯2外側(cè)設(shè)有金屬反射杯11,金屬反射杯11外側(cè)還設(shè)有光吸收層3。其中,絕緣反射杯2所使用的是密度分布不均勻的絕緣透明型材料,絕緣反射杯的密度厚度設(shè)計(jì)與距離芯片的位置成反比;同時(shí)直角三角形中較大的夾角α∈(45°,90°),以始終確保β≥90°。
本實(shí)用新型中將LED芯片6置于透明矽膠溶液中進(jìn)行通電發(fā)熱鍍膠處理,一段時(shí)間后取出,以上操作重復(fù)3-4次,等到均勻覆蓋在芯片上的矽膠冷卻、凝固之后,再放回真空干燥箱內(nèi)進(jìn)一步地烘干、凝固處理1h,所述LED芯片6的多個(gè)表面均涂有矽膠層12,這個(gè)操作過(guò)程循環(huán)噴涂4-5次,以獲得較均勻的矽膠覆蓋層,覆蓋層厚度為0.05mm。同時(shí),也可以通過(guò)改變混膠比例、烘烤等工藝,在芯片的周圍形成矽膠的多面包裹。緊接著,在表面涂覆了矽膠的LED芯片6的多個(gè)表面再均勻噴涂熒光膠4,使得封裝器件多面發(fā)光。本實(shí)用新型的工作原理如下:
所述絕緣反射杯2的外部設(shè)有金屬反射杯11,金屬反射杯11的外部還設(shè)有光吸收層3,LED芯片6穿過(guò)絕緣反射杯2的少數(shù)光線發(fā)生折射時(shí),入射到金屬反射杯11的表面,可以被金屬反射杯11反射,而繼續(xù)透射過(guò)金屬反射杯11的極少數(shù)光線還可以被光吸收層3予以完全吸收,而不會(huì)在本實(shí)用新型的外側(cè)產(chǎn)生光暈現(xiàn)象;內(nèi)摻或外涂有熒光粉的透鏡9外表面還設(shè)有減反膜10,減小了光線的反射量;LED芯片6的表面涂覆折射率高的透明矽膠層12,增加了光線的出射量,進(jìn)而可以維持本實(shí)用新型的光飽和度、顯色指數(shù)、色坐標(biāo)和顏色對(duì)比度,克服目前所存在的缺點(diǎn)。
所述熒光膠4上表面設(shè)有內(nèi)摻或外涂熒光粉的透鏡9,熒光膠中所混合的熒光粉經(jīng)過(guò)了多次研磨和提純,同時(shí)控制熒光膠中熒光粉的比重。LED芯片6的表面均勻涂覆折射率高的透明矽膠層12,采用通電發(fā)熱鍍膠的方法,依次將透明矽膠、熒光膠均勻的覆蓋在LED的多個(gè)表面,發(fā)光面積增大,光線出射率大大增強(qiáng),進(jìn)而提高了出光質(zhì)量。
所述耐高溫導(dǎo)電薄膜5和藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜8共同取代了一些現(xiàn)有技術(shù)中的傳統(tǒng)散熱鋁基板,沒(méi)有鋁基板的限制,器件尺寸可以做的很小,封裝元器件質(zhì)量減輕,封裝器件尺寸能夠?qū)崿F(xiàn)芯片級(jí)封裝,同時(shí)在耐高溫導(dǎo)電薄膜5的底面、LED倒裝芯片的兩個(gè)焊盤(pán)7和藍(lán)寶石襯底的陶瓷薄膜8之間還可以填充導(dǎo)熱膠層13,散熱性能也得到較大地提高。
上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式,但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制,其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化,均應(yīng)為等效的置換方式,都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。