CN101132041A - 提高功率型发光二极管出光效率的封装结构 - Google Patents

Abstract

提高半导体发光二极管出光效率的封装结构，金属散热板(1)的上表面设有一个环形槽，在该环形槽中设有一个环形的线路板(2)，在环形的线路板(2)的中间设有一个反射杯或开口透镜(3)，在金属散热板(1)的上表面的中间设有一个发光芯片(5)，电极引线(4)的两端分别接发光芯片(5)和环形的线路板(2)，在反射杯或开口透镜(3)填有透明胶(7)。由于荧光粉不直接涂敷在发光芯片表面，而是涂敷在与发光芯片有一定距离的透镜上，使得荧光粉反射回来的光被再次反射出去，提高出光效率。

Description

提高功率型发光二极管出光效率的封装结构

技术领域

本发明涉及提高半导体发光二极管发光效率的封装结构，尤其是改善功率型发光二极管因使用封闭式透镜及荧光粉涂敷而带来发光效率降低的封装结构。

背景技术

半导体发光二极管是一种节能、环保、长寿命的固体光源，因此近十几年来对半导体发光二极管技术的研究一直非常活跃，希望将来能够取代目前普遍使用的日光灯、白炽灯。全世界许多大公司投入大量资金致力于提高大功率半导体发光二极管的发光效率，包括芯片的设计、制备工艺以及器件的封装技术。对于大功率发光二极管来说，其需要使用透镜来调节发光的角度以及使用荧光粉来调节光的色彩。但是由于光穿过透镜会造成一定的光损失，而涂敷在芯片表面的荧光粉会反射掉一部分光，导致发光效率下降，因此改善发光二极管的出光效率是大功率发光二极管封装技术的一个关键。现在常用的封装结构是将荧光粉直接涂敷在发光芯片的表面，然后再用透镜将芯片罩住，透镜内灌入透明胶。这种结构的缺点是从芯片发出的光要经过透镜以及会有一部分光被荧光粉反射回来，使得光在传输过程中损失掉一部分。因此减少光在传输过程中的损失对于改善发光二极管的出光效率就变得非常重要。

发明内容

技术问题：为了改善大功率发光二极管的出光效率，本发明提供了提高功率型发光二极管出光效率的封装结构，能够改进普通封装结构中由于使用封闭式透镜及将荧光粉直接涂敷在发光芯片表面而带来的光在传输过程中的损失，提高出光效率。

技术方案：本发明的方案是：金属散热板的上表面设有一个环形槽，在该环形槽中设有一个环形的线路板，在环形的线路板的中间设有一个反射杯或开口透镜，在金属散热板的上表面的中间设有一个发光芯片，电极引线的两端分别接发光芯片和环形的线路板，在反射杯或开口透镜填有透明胶。

在反射杯或开口透镜的开口处设有涂敷荧光粉的透镜。反射杯或开口透镜内壁镀反射膜，其上下端开口形状做成圆形或方形，开口尺寸可以大于或小于其底部尺寸，也可以上下尺寸一样，侧面可以是平面或曲面。荧光粉涂敷在透镜的上表面或下表面，也可以两面都涂敷荧光粉，透镜的上下表面可以根据不同情况做成球面、锥形、倒锥形或其他形状。

采用开口式的透镜或反射杯来减少因光穿过透镜而带来的损失，而且荧光粉不直接涂敷在芯片表面，而是涂敷在一个与发光芯片有一定距离的透镜表面，这样被荧光粉反射回来的一部分光将会被再次反射出来重新利用，就可以减少由于荧光粉反射而带来的光损失。通过这种方式将可以提高发光二极管的出光效率。

有益效果：本发明的有益效果是尽可能地减少发光芯片发出的光在传输过程中的损失，提高出光效率。将封闭的透镜改为开口的反射杯或透镜以减少因光穿过透镜而带来的损失，将荧光粉涂敷在一个与发光芯片有一定距离的透镜表面，这样可以使荧光粉反射回来的光被再次反射出去，提高出光效率；

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明基本结构的剖面示意图。

图2是本发明设有涂敷荧光粉的透镜8的剖面示意图。

图中有：金属散热板1、线路板2、反射杯或开口透镜3、电极引线4、发光芯片5、焊接材料6、透明胶7、涂敷荧光粉的透镜8、荧光粉9。

具体实施方式

在图1中，发光芯片5通过焊接材料6固定在表面镀银的金属散热板1的中心圆柱上。线路板2是用来将发光芯片5的正负极通过电极引线4引出，以便在使用时连接外部引线。线路板2用粘结剂固定在金属散热板1上。反射杯或开口透镜3固定在线路板2上。反射杯或开口透镜3可以用透明材料或不透明材料制作。与常用的透镜不同的是其上端不是封闭的，而是一个开口，以减少因光穿过透镜而带来的损失。这个上端的开口尺寸可以比反射杯的下端大，也可以小，其侧面可以是平面，也可以是曲面。反射杯或开口透镜3内部充入透明胶7。

在图2的实施例中，在反射杯3的上面加了一个透镜8。透镜8与发光芯片有一定距离。在透镜8的表面涂覆有荧光粉9。可以根据实际情况，透镜8的上下两个面可以做成各种形状，这些形状要有利于从荧光粉反射回来的光被反射杯再反射出来，提高出光效率。

在图1中，反射杯或开口透镜3的材料可以是金属、陶瓷、塑料以及其他透明与非透明材料。其内壁可以镀反射膜。其上下端开口形状可以做成圆形或方形。开口可以大于或小于其底部，也可以上下尺寸一样。侧面可以是平面或曲面。目的是减少因透镜带来的光损失。反射杯或开口透镜3的固定可以用粘结剂、螺丝或其他方式。反射杯或开口透镜3内充入透明胶7。

在图2中，荧光粉9涂敷在透镜8的上表面或下表面，也可以两面都涂敷荧光粉。透镜8的上下表面可以根据不同情况做成球面、锥形、倒锥形或其他形状。目的是让荧光粉散射回来的光能够尽量多地被再次反射出去，提高出光效率。透镜8可以固定在反射杯或开口透镜3的上面或反射杯或开口透镜3内，与发光芯片5保持一定距离。反射杯或开口透镜3与透镜8之间充满透明胶7。透明胶7是柔性硅胶或环氧树脂。

Claims (4)

1.一种提高半导体发光二极管出光效率的封装结构，其特征在于：金属散热板(1)的上表面设有一个环形槽，在该环形槽中设有一个环形的线路板(2)，在环形的线路板(2)的中间设有一个反射杯或开口透镜(3)，在金属散热板(1)的上表面的中间设有一个发光芯片(5)，电极引线(4)的两端分别接发光芯片(5)和环形的线路板(2)，在反射杯或开口透镜(3)填有透明胶(7)。

2.根据权利要求1所述的提高半导体发光二极管出光效率的封装结构，其特征在于在反射杯或开口透镜(3)的开口处设有涂敷荧光粉的透镜(8)。

3.根据权利要求1所述的提高半导体发光二极管出光效率的封装结构，其特征在于反射杯或开口透镜(3)内壁镀反射膜，其上下端开口形状做成圆形或方形，开口尺寸可以大于或小于其底部尺寸，也可以上下尺寸一样，侧面可以是平面或曲面。

4.根据权利要求1所述的提高半导体发光二极管出光效率的封装结构，其特征在于荧光粉涂敷在透镜的上表面或下表面，也可以两面都涂敷荧光粉，透镜的上下表面可以根据不同情况做成球面、锥形、倒锥形或其他形状。

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