CN100388483C - 复合发光二极管封装结构 - Google Patents

Abstract

一种复合发光二极管封装结构，包括有上发光二极管封装结构，以及下发光二极管封装结构，与其封装成一体。上发光二极管封装结构包含：具有镂空结构的上基板；及上发光二极管透明芯片，位于镂空结构中并通过透光填充物上下包覆固定于其中；下发光二极管封装结构包含：下基板；及下发光二极管芯片，位于下基板上，并封装于该镂空结构中，具有一透光保护层。

Description

复合发光二极管封装结构

技术领域

本发明涉及一种发光二极管封装结构，特别是一种复合发光二极管封装结构。

背景技术

白光LED是最被看好的LED新兴产品，其在照明市场的发展潜力很大。与白炽钨丝灯泡及萤光灯相比，LED具有体积小(多颗、多种组合)、发热量低(没有热幅射)、耗电量低(低电压、低电流起动)、寿命长(1万小时以上)、反应速度快(可在高频操作)、环保(耐震、耐冲击不易破、废弃物可回收，没有污染)、可平面封装易开发成轻薄短小产品等优点，没有白炽灯泡的耗电高、易碎及日光灯废弃物含汞污染的问题等缺点，是被业界看好在未来10年内，成为替代传统照明器具的一大有潜力商品。

随着发光二极管LED制造工艺的不断进步和新型材料(氮化物晶体和萤光粉)的开发及应用，使发白色光的LED半导体固体光源性能不断完善并进入实用阶段。所谓白光是多种颜色混合而成的光，以人类眼睛所能见的白光形式至少须两种光混合，如二波长光(蓝光+黄光)或三波长光(蓝光+绿光+红光)。目前已商品化的产品仅有二波长蓝光单芯片加上YAG黄色萤光粉，例如日亚化学(Nichia)以460nm波长的InGaN蓝光晶粒涂上一层YAG萤光物质，利用蓝光LED照射此一萤光物质以产生与蓝光互补的555nm波长黄光，再利用透镜原理将互补的黄光、蓝光予以混合，便可得出肉眼所需的白光。另一方面或是用蓝色芯片、绿色芯片、红色芯片分别产生三波长光，再由封装构造的设计混出白光。而未来较被看好的另有以无机紫外光芯片加红绿蓝三颜色萤光粉所混出的白光。

但以目前来说，不论是以蓝光单芯片加上黄色萤光粉混出白光，或是以三种波长发光芯片构装混成白光都各有其缺点。例如前者利用的萤光粉在使用一段时间后会衰减，导致产生的白光会有色准的问题；而后者需利用到三种波长之芯片，制造成本较高。

鉴于目前混出白光的机构仍存有上述的问题，故有其必要针对混出白光的机构再做改善，以期能降低制造成本，使其更具竞争优势，促进白光发光二极管的普及。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明的主要目的在于提供一种复合发光二极封装结构，通过上下发光二极管芯片的封装结构，混出单一颜色光源，以大体上解决现有技术所存在的问题。由本发明的封装结构设计，可根据所需光源的波长，选择上下搭配的发光二极管芯片，如此便能轻易混出所需的光源。例如上发光二极管芯片可为黄色发光二极管芯片，下发光二极管芯片可为蓝色发光二极管芯片，如此便可混出白色光源。

另一方面，通过上下发光二极管芯片各别的电路设计，还可控制其一起发光或各别单独发光或控制其个别电流大小以产生混色的变化，如此增加了本发明应用的灵活性。

因此，为达到上述目的，本发明所公开的一种复合发光二极管封装结构，包含：一上发光二极管封装结构，包含：具有一镂空结构的一上基板；及一上发光二极管透明芯片，位于该镂空结构中并通过由一透光填充物上下包覆固定于其中；及一下发光二极管封装结构，与该上发光二极管封装结构一体封装，包含：一下基板；及一下发光二极管芯片，位于该下基板上，并封装于该镂空结构中，具有一透光保护层。

上述下发光二极管封装结构是可通过由该透光保护层与该透光填充物的粘结而与上发光二极管封装结构结合及/或透过该下基板与该上基板的粘结而与上发光二极管封装结构结合。

上述上发光二极管透明芯片可通过一接线电连接于上基板；上述下发光二极管芯片可通过一接线电连接于下基板。而发出的光源可分别为互补光源，例如蓝光与黄光。

再者，透光填充物与透光保护层是可一体形成，而成为该复合发光二极管结构的盖体。

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，现结合实施方式详细说明如下。以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明是用以示范与解释本发明的原理，并且提供本发明的权利要求书更进一步的解释。

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求书及附图，任何本领域技术人员可容易地理解本发明相关的目的及优点。

附图说明

图1为本发明复合发光二极管封装结构构造前的一较佳实施方式；

图2为本发明复合发光二极管封装结构构造后的一较佳实施方式；

图3为本发明复合发光二极管封装结构构造后的另一较佳实施方式；

图4为本发明复合发光二极管封装结构构造后的再一较佳实施方式；

图5为图4中复合发光二极管封装结构构造后的另一较佳实施方式；及

图6为图2中本发明该较佳实施方式的俯视图。

其中，附图标记：

1     上基板

2     上发光二极管封装结构

3     镂空结构

4     下发光二极管封装结构

5     上发光二极管芯片

6     粘胶

7     盖体

9     接线

11    焊盘

13    下基板

15    下发光二极管芯片

17    接线

19    焊盘

21    透光保护层

具体实施方式

请参阅图1与图2，分别为本发明复合发光二极管封装结构构造前与构造后的一较佳实施方式。

如图所示，本发明复合发光二极管封装结构包含两发光二极管封装部份，一为上发光二极管封装结构2，一为下发光二极管封装结构4。其特征在于该下发光二极管封装结构4的发光二极管芯片15是对着该上发光二极管封装结构2的发光二极管芯片5的尾部结合。以下将详细叙述其各别组件的功能。

上发光二极管封装结构2，包含具有镂空结构3的一上基板1；一上发光二极管芯片5位于该镂空结构3并由透光填充物上下包覆固定于其中形成盖体7。该盖体7为透光材料所组成，故该封装结构使得该上发光二极管芯片5得以上下发光。

上基板1，可为金属基板或非金属基板，在该基板1外包含提供发光二极管芯片5电性连接的焊盘11或者电路图样。各焊盘11或电路图样间是不连通呈绝缘隔离状态；接线9可通过一导电胶(图中未示)涂布以耦合连接焊盘11与发光二极管芯片5。为易于焊接而不至于脱落，导电胶一般均以金、银、锡、铬、镍或者其合金作为导电材料，由于金材料较贵，且黄色光的反射效果较差，所以较少采用。

上发光二极管芯片5，可为任何公知或商品中常见的各种颜色的芯片，但需要为上下可发光芯片或为透明芯片提供上下方向的光源。

下发光二极管封装结构4，具有一下基板13；一下发光二极管芯片15位于该基板13上。

下基板13，可为金属基板或非金属基板，该基板13上可包含提供发光二极管芯片15电连接的焊盘19或者电路图样。各焊盘19或电路图样间是不连通呈绝缘隔离状态；若提供的为焊盘19，该接线17可通过一导电胶(图中未示)涂布以耦合连接焊盘19与发光二极管芯片15。为易于焊接而不至于脱落，导电胶一般均以金、银、锡、铬、镍或者其合金作为导电材料，由于金材料较贵，且黄色光的反射效果较差，所以较少被采用。

下发光二极管芯片15，可为任何公知或商品中常见的各种颜色的芯片。

盖体7，由透光材料组成，可利用填充材料在镂空结构3中覆盖上发光二极管芯片5与接线9而形成，所利用的技术包含低压成型的铸模(molding)技术或封胶(encapsulated)技术以完成该盖体7的保护功能。

另外，该下发光二极管封装结构2与上发光二极管封装结构4各自组装时，另覆盖例如一透光保护层21以完成该发光二极管芯片的保护功能。该透光保护层21也是由透光材料组成的，利用低压成型的铸模(molding)技术或通过封胶(encapsulated)技术形成。

上述透光材料例如是环氧树脂。

以下将详细叙述上下发光二极管封装结构的接合过程。

各自组装好的上下发光二极管封装结构2，4之后，使下发光二极管结构4对齐上发光二极管结构2的镂空部份，再通过由上基板1与下基板13的接合或是通过由一粘胶6使透光保护层21与盖体7粘合而结合，便完成了本发明复合发光二极管封装结构的制作。

另外，上述利用的下发光二极管封装结构也可为SMD构形，其中芯片可直接与焊盘19或电路图样接触以提供电性连接，而仅另需利用一条接线17与另一侧焊盘连接，如此形成的复合发光二极管封装结构便如图3所示。

另一方面，如图4所示，为本发明复合发光二极管封装结构构造后的又一较佳实施方式。上下发光二极管封装结构2，4也可在下发光二极管结构4对齐上发光二极管结构2的镂空部份3后，再在该镂空结构3中填充透光填充材料覆盖该上下发光二极管芯片5，15及其接线9，17，通过集成形成盖体7而结合上下两者，便完成了本发明复合发光二极管封装结构的制作。

其中上下基板1，13的接合可透过各自的焊盘11，19。

同样的，如图5所示，图4所示的复合发光二极管封装结构中的下发光二极管封装结构也可为SMD构形，仅具有一条接线，而利用芯片与焊盘19或电路图样的直接接触提供电连接。

其中上下发光二极管封装结构2，4的电路设计可根据需求而定，例如上下发光二极管封装结构2，4可采并联或串联的电路设计。另外，上下发光二极管封装结构2，4除了可采用同时发光模式以产生混光效果外，也可采用各别的电路设计使其根据需要可同时发光或各别发光。上述电路设计均为公知，且非本发明的重点，因此不再赘述。

图6为图2中本发明该较佳实施方式的俯视图，用以显示该盖体7覆盖于基板及镂空部份的情形，上下对应的发光二极管芯片所发出的光线，是透过该盖体7而发射，为单发光方向的封装结构。图中所示的该盖体7为圆形，也可为一矩形盖体。此外，还可以任何形状的盖体，来达到本发明的功效，而本发明的实施方式并非用于限定本发明的范围。

根据以上所述，本发明复合发光二极管封装结构可通过由上下发光二极管封装结构与上透明发光二极管封装结构对齐结合达到两波长光线混光并透过该盖体单一方向发射的效果，因此通过本发明，便可利用上下发光二极管封装结构的搭配，混出所需波长的单一光源。例如下发光二极管封装结构发出蓝光，上发光二极管封装结构发出黄光时，便可透过盖体发出白光；下发光二极管封装结构发出蓝光，上发光二极管封装结构发出红光时，便可透过盖体发出紫光；下发光二极管封装结构发出绿光，上发光二极管封装结构发出红光时，便可透过盖体发出黄光。

并且，通过由上下电路的各别设计，该复合发光二极管封装结构不但可产生混光效果，也可根据需要单独透过盖体发出上发光二极管封装结构或下发光二极管封装结构的色光。

综上所述，本发明仅需利用上下两发光二极管芯片便可混出白光，不需要像公知的利用到易衰减的萤光粉，也不需利用到三个发光二极管芯片，所以能达到降低制造成本的效果。另外通过由电路设计，上下发光二极管芯片可同时或各别发光，更能增加应用上的灵活性。

再者，通过本发明，可根据所需的光源选择适宜的上下发光光源进行搭配而获得较佳的发光效果。

当然，本发明还可有其它多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种复合发光二极管封装结构，包含：

一上发光二极管封装结构，包含：

具有一镂空结构的一上基板；及

一上发光二极管透明芯片，位于所述镂空结构中并通过一透光填充物上下包覆固定于其中；及

一下发光二极管封装结构，与所述上发光二极管封装结构一体封装，包含：

一下基板；及

一下发光二极管芯片，位于所述下基板上，并封装于所述镂空结构中，具有一透光保护层。

2.如权利要求1所述的复合发光二极管封装结构，其中所述上发光二极管透明芯片与所述下发光二极管芯片发出的色光为互补光源。

3.如权利要求1所述的复合发光二极管封装结构，其中所述上发光二极管透明芯片与所述下发光二极管芯片发出的色光混出互补白光。

4.如权利要求1所述的复合发光二极管封装结构，其中所述下发光二极管封装结构是通过所述透光保护层与所述透光填充物的粘结而使所述下发光二极管封装结构与所述上发光二极管封装结构结合。

5.如权利要求1所述的复合发光二极管封装结构，其中所述下发光二极管封装结构是通过所述下基板与所述上基板的粘结而使所述下发光二极管封装结构与所述上发光二极管封装结构结合。

6.如权利要求1所述的复合发光二极管封装结构，其中所述上发光二极管透明芯片是通过一接线电性连接于所述上基板。

7.如权利要求1所述的复合发光二极管封装结构，其中所述下发光二极管芯片是通过一接线电性连接于所述下基板。

8.如权利要求1所述的复合发光二极管封装结构，其中所述透光填充物与所述透光保护层是形成一体。

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