CN101313415A - 发光装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种发光装置(1)，包括：LED芯片(10)；安装基板(20)，其用于安装LED芯片；封装部件(50)，其由封装树脂材料制成，用以封装LED芯片；以及透镜(60)，其由透明树脂材料制成。透镜(60)在其底部被提供有凹部(40)；并且，通过将封装部件(50)安置在凹部(40)内，将透镜(60)固定至安装基板(20)。由于封装部件(50)被限定在透明树脂材料的透镜的凹部内，从而使得封装部件和其周围之间线性膨胀系数的差异最小化，进而抑制了低温下封装部件中的空洞产生。

Description

发光装置

技术领域

本发明涉及使用发光二极管(Light Emitting Diode，LED)芯片的发光装置及其制造方法。

背景技术

日本未经审查专利申请公布No.2001-85748(以下称为专利文献1)和日本未经审查专利申请公布No.2001-148514(以下称为专利文献2)提出了一种发光装置，该发光装置包括LED芯片、安装该LED芯片的电路板、包围位于该电路板表面上的LED芯片的金属支架(例如铝制的)、以及填充于该支架中以封装该LED芯片和连接该LED芯片的接合线的封装部件(例如由诸如环氧树脂和硅树脂的透明树脂制成)。专利文献1和2中公开的支架为如下形状，其中具有的缺口随距离该电路板越远就越大，且其被磨光为具有作为反射板反射该LED芯片发射的光的镜面内表面。

更进一步，专利文献2公开的发光装置被配置为，通过利用发射出蓝光的蓝光LED芯片和淡黄色荧光材料来发射出白光光谱；其中该淡黄色荧光材料散布在封装该蓝光LED芯片的透明树脂中，以通过从该蓝光LED芯片发射出的光来实现白色光发射。

当环氧树脂用作发光装置中封装部件的材料时，在做交替重复-40℃低温期和80℃高温期的热循环测试(温度循环测试)时，由于在高温环境下安装在电路板基板上的导电图案的热膨胀，接合线可能断裂。另外，当环氧树脂用作封装部件的材料时，其所展现的耐气候性比硅树脂的低。

另一方面，当硅树脂用作发光装置中封装部件的材料时，接合线在热循环测试的高温期不会断裂，这是因为该封装部件是胶状的并具有弹性。但是，由于作为封装部件材料的硅树脂的线性膨胀系数是作为支架材料的铝的10多倍，在封装部件中可能因硅树脂和铝之间线性膨胀系数的差异而产生空洞。

此外，在发光装置中，虽然LED芯片发射出的光可通过具有镜面内表面的支架有效地到达封装部件的外部，但是仍存在因支架内表面上光反射导致的光损失。

同时，在根据专利文献1的发光装置中，当在封装部件和支架上布置有控制LED芯片发射光方向的透镜时，由于支架和透镜的尺寸不准确或者它们的位置不准确，而导致在LED芯片和透镜之间存在光轴偏离，可能会降低光输出。

专利文献2还公开了一种发光装置，其中LED芯片的封装部件和与其相连的接合线被配置为，具有定形为凸透镜的部分。然而，封装部件可能要承受外力，并将可传送的压力扩展到LED芯片和接合线。所传送的压力可能会改变LED芯片的发光特性，并使接合线破裂，或者将外部的潮气转移到LED芯片。

发明内容

针对上述问题完成了本发明；同时，本发明目的是提供一种发光装置以及用于制造该发光装置的方法，其能够提高光输出以及可靠性。

本发明的发光装置包括发光二极管(LED)芯片、用于安装所述LED芯片的安装基板、由封装树脂材料制成并用以封装所述LED芯片的封装部件、和由透明树脂塑造而成的透镜。所述透镜具有凹部，其面向所述安装基板的表面；并且所述透镜被固定在所述安装基板上，使得所述封装部件被放置在所述凹部内。

与使用金属支架包围封装部件的传统方案相比，利用由透明树脂制成的透镜包围封装部件，可以降低封装部件和其周围材料之间线性膨胀系数的差异。因此，该发光装置能够抑制在热循环测试的低温期中封装部件内的空洞产生，从而可以提高装置的可靠性。与传统方案中的金属支架相比，由于覆盖封装部件，由透明树脂制成的透镜能够减少反射损失，从而增加光输出。由透明树脂制成的透镜可以减少组件或部件数，并将因LED芯片和透镜间光轴的差异导致的光输出降低最小化。

优选地，本发明的发光装置包括包含荧光材料的颜色转换部件，所述荧光材料被从所述LED芯片发射出的光激发，从而发射出颜色与所述LED芯片发光颜色不同的光。在这种情况下，可通过由LED芯片和荧光材料所发射出的光的混合，获得混合而成的颜色(例如，白色光)。

进一步，优选地，将所述颜色转换部件设置为覆盖所述透镜，从而在所述颜色转换部件和所述透镜的光输出面之间形成空气层。

在这种情况下，由于没有紧密接触透镜，颜色转换部件可以确保避免由于颜色转换部件的尺寸不准确或者位置不准确而导致的成品率较低，以及抑制颜色转换部件响应于其中外力而通过透镜和封装部件向LED芯片的压力传送。在LED芯片发射出的光通过封装部件和透镜入射到颜色转换部件上之后，将被颜色转换部件中的荧光颗粒散射出去，由于颜色转换部件和透镜之间空间的存在，使得透镜能够只通过所散射出来的光的小部分，从而使得装置的光提取效率得到了提升，并抑制了外部潮气向LED芯片的转移。

更进一步，优选地，所述透镜被定形为具有凸曲线的光输出面，使得在所述光输出面和所述空气层之间的分界面，不会出现从面向所述封装部件光输入面辐射出来的光的全反射。

在这种情况下，LED芯片发射出的光可以轻易地到达颜色转换部件，而不用在光输出面和空气层之间的分界面处经历全反射，从而能够实现高的光通量。

优选地，所述颜色转换部件被定形为圆顶状。

在这种情况下，可以降低颜色的不均匀性。

优选地，所述安装基板包括由热传导材料制成的导热板，和堆叠在所述导热板上的介质基板；其中，所述介质基板在其与所述导热板相对的表面上提供有一对引线图案，用于分别电连接所述LED芯片的电极。所述介质基板具有通孔；并且，在所述通孔内，通过插入在所述导热板和所述LED芯片之间的平板状辅助安装部件将所述LED芯片安装至所述导热板。所述辅助安装部件的尺寸比所述LED芯片的大；并且，为了减轻由于所述LED芯片和所述导热板之间线性膨胀系数的差异而施加于所述LED芯片的压力，所述辅助安装部件将所述LED芯片热耦合至所述导热板。

在这种情况下，辅助安装部件有效地通过导热板和辅助安装部件将LED芯片中产生的热量辐射出去，并减轻了由于LED芯片和导热板之间线性膨胀系数的差异而施加于LED芯片的压力。

优选地，所述辅助安装部件被设计为具有一厚度，使得所述LED芯片面向所述辅助安装部件的表面到所述导热板的距离，大于所述导热板与所述颜色转换部件相对所述安装基板的边缘之间的距离。

在这种情况下，可防止从LED芯片侧面发射出的光通过所述颜色转换部件和所述安装基板之间的接合点泄漏出去。

制造所述发光装置的方法优选地包括如下步骤：

步骤(a)，在将所述LED芯片安装至所述安装基板之后，利用未固化的第一封装树脂材料覆盖所述LED芯片，其中所述第一封装树脂材料形成所述封装部件的一部分；

步骤(b)，将未固化的第二封装树脂材料注入所述透镜的凹部，然后通过将覆盖着所述第一封装树脂材料的所述LED芯片设置在所述凹部内，从而将所述透镜安装至所述安装基板；其中，所述第二封装树脂材料由与所述第一封装树脂材料相同的材料制成，并形成所述封装部件的剩余部分；

步骤(c)，固化所述第一和第二封装树脂材料中的每一个，以形成所述封装部件。

使用这种方法，所述封装部件能够在制造过程中几乎不产生空洞。

优选地，所述透镜被形成为具有：注射口，其用于将所述封装树脂材料注入所述凹部；以及排放口，用于将多余的所述封装树脂材料排出。

进一步，制造本发明发光装置的方法可包括如下步骤：

步骤(a)，在将所述LED芯片安装至所述安装基板之后，将所述透镜固定在所述安装基板上，从而将所述LED芯片设置在所述透镜的凹部；

步骤(b)，通过所述透镜的注射口，将未固化的封装树脂材料注入所述透镜的凹部；

步骤(c)，固化所述封装树脂材料，以形成所述封装部件。

同样，使用这种方法，所述封装部件也能够在制造过程中几乎不产生空洞。

此外，制造发光装置的方法可包括如下步骤：

步骤(a)，在将所述LED芯片安装至所述安装基板之后，利用未固化的第一封装树脂材料覆盖所述LED芯片，其中所述第一封装树脂材料形成所述封装部件的一部分；

步骤(b)，通过将覆盖着所述第一封装树脂材料的所述LED芯片设置在所述透镜的凹部内，将所述透镜固定在所述安装基板上；

步骤(c)，将未固化的第二封装树脂材料通过所述透镜的注射口注入所述透镜的凹部；其中，所述第二封装树脂材料由与所述第一封装树脂材料相同的材料制成，并形成所述封装部件的另一部分；

步骤(d)，固化所述第一和第二封装树脂材料中的每一个，以形成所述封装部件。

同样，使用这种方法，所述封装部件也能够在制造过程中几乎不产生空洞。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的发光装置的横截面视图；

图2是上述发光装置部分断开的剖视图；

图3是上述发光装置的基本部件的俯视图；

图4是应用在上述发光装置中的辅助安装部件的透视图；

图5A是应用在上述发光装置中的介质基板的俯视图；

图5B是上述介质基板沿图5A中线A-B-C-D的横截面视图；

图5C是上述图5A介质基板部分断开的仰视图；

图6A是上述发光装置的基本部件的解释性视图；

图6B是上述发光装置的基本部件的解释性视图；

图7是解释性视图，用于阐明制造上述发光装置的方法；

图8是解释性视图，用于阐明制造上述发光装置的方法；

图9是上述发光装置的另一结构图；

图10是根据本发明第二实施例的发光装置的横截面视图；

图11是解释性视图，用于阐明制造上述发光装置的方法；

图12是根据本发明第三实施例的发光装置的横截面视图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细解释本发明。

(第一实施例)

如图1至图3所示，本实施例的发光装置1包括：LED芯片10；用于安装LED芯片10的安装基板20；封装部件50，其具有弹性，并由封装树脂材料制成，用以封装LED芯片10和连接至LED芯片10的接合线14；透镜60，其由透明树脂材料制成；圆顶状颜色转换部件70，其安装在安装基板20上，用以覆盖透镜60的光输出面60b。颜色转换部件70是由透明材料和荧光材料塑造而成的；其中，荧光材料被从LED芯片10发射出的光激发，从而发射出颜色与LED芯片10发光颜色不同的光。透镜60具有面对安装基板20表面的凹部40；并且，通过将封装部件50设置在凹部40内，将透镜60固定在安装基板20上。将颜色转换部件70布置为覆盖透镜60，使得在颜色转换部件70和透镜60的光输出面60b之间形成空气层80。

本实施例的发光装置1被调整为用作例如照明器具的光源，并通过由例如印刷电路基板制成的介电层90将其安装在该器具的金属(例如，具有高温传导性能的金属，比如Al、Cu)物体100上。因为安装在该器具的金属物体100上，可以降低从LED芯片10到物体100的热阻，从而改进了散热能力。进一步，由于可以抑制在LED芯片10的结处的温度升高，能够得到增加的输入功率，从而给出高的光输出。请注意在这种连接中，当发光装置1用于照明器具时，为了利用相互串联或并联连接的发光装置1获得期望的光输出功率，可以在器具的金属物体100上安装多个发光装置1。

安装基板20包括由热传导材料制成的金属板(导热板)21，以及堆叠在金属板21上由玻璃纤维环氧树脂板(FR4)制成的介质基板22。虽然本实施例的金属板21是由Cu制成的，它也可以由其它具有相对高的热传导特性的金属制成，比如Al。通过接合金属层25将金属板21固定在介质基板22上(参见图1和图5B，图5C)，接合金属层25由沉积在介质基板22与金属板21相对的表面上的金属材料(在本实施例中为Cu)制成。

介质基板22包括一对引线图案23，其电耦合至与金属板21相对的表面上LED芯片10的两个电极(未示出)，并且在与LED芯片10相对应的位置形成有通孔24。

在通孔24内，通过插入在LED芯片10和金属板21之间的辅助安装部件30，将LED芯片10安装至金属板21。辅助安装部件30被制成尺寸大于LED芯片10的矩形板形状；并且，为了减轻由于LED芯片10和金属板21之间线性膨胀系数的差异而施加于LED芯片的压力，辅助安装部件30将LED芯片10热耦合至金属板21。LED芯片10中产生的热量被传递给金属板21，并不通过介质基板22。辅助安装部件30具有热传导特性，从而在大于LED芯片10芯片尺寸的区域上将LED芯片10中产生的热量辐射给金属板21。在本实施例中，通过插入在LED芯片10和金属板21之间的辅助安装部件30，LED芯片10被如此安装至金属板21，因此LED芯片10中产生的热量可以通过辅助安装部件30和金属板21有效地辐射出去，而这减轻了因LED芯片10和金属板21之间线性膨胀系数的差异而施加于LED芯片10的压力。

在本实施例中，虽然AIN因其相对高的热传导特性和绝缘性能而被采用作为辅助安装部件30的材料，但辅助安装部件30的材料并不限于AIN，而可以是其线性热膨胀系数与由6H-SiC制成的导电基板11的非常接近、并具有相对高的热传导特性的一种材料(例如，SiC、Si等的合成物)。

进一步，辅助安装部件30包括形成在导电图案31周围的反射膜(例如，Ni膜和Ag膜的层积)，以反射从LED芯片10发射出的光。

每个引线图案23均被配备为Cu膜、Ni膜和Ag膜的层积。由发白的树脂制成的抗蚀层26(参见图1和图5A、图5B)叠加在介质基板22远离金属板21的表面上，以覆盖每个引线图案23。抗蚀层26被形成为在其中心具有中心圆孔26a，以暴露每个引线图案23的内引线23a；而在其边角分别具有圆孔26b，以暴露每个引线图案23的外引线23b。

LED芯片10是GaN基的蓝光LED芯片，发射出蓝光。LED芯片10包括导电基板11，其由具有晶格常数、且晶状结构相比蓝宝石更接近于GaN的导电n型SiC制成。形成在导电基板11主表面上的是发光部分12，其由GaN基的半导体材料制成，并且是通过外延生长(例如MOVPE过程)而得到的，以具有例如双异质结构的层积结构。阴极电极(n型电极)(未示出)形成在导电基板11的背面上，作为阴极侧上的电极。阳极电极(p型电极)(未示出)形成在发光部分12的表面(导电基板11的主表面的最前面)上，作为阳极侧上的电极。简言之，LED芯片在其一个表面上具有阳极电极，而在其另一表面上具有阴极电极。辅助安装部件30在其面向LED芯片10的表面上具有导电图案31(如图4所示)。LED芯片10通过导电图案31以及接合线14(例如，细金线、细铝线等)将阴极电极电连接至引线图案23中的一个，并通过接合线14将阳极电极电连接至另一引线图案23。

虽然在本实施例，阴极电极和阳极电极均是由Ni膜和Au膜的层积构成，但阴极电极和阳极电极的材料并没被特别限定，而可以是具有良好欧姆特性的一种材料(例如，Al等)。进一步，本实施例描述LED芯片10安装至金属板21，其中LED芯片10的发光部分12经由辅助安装部件30比导电基板11距离金属板21更远。然而，同样可能将LED芯片10安装至金属板21，其中发光部分12比导电基板11更接近金属板21。虽然从光提取效率的角度需要将发光部件12与金属板21隔开，但发光部分12相对金属板21的接近设置不会增加光提取损失，这是因为在本实施例中，导电基板11和发光部分12具有相同级别的折射率。

请注意在这个连接中，虽然可通过例如SnPb、AuSn、SnAgCu、或银粘合剂的焊料连接LED芯片10和辅助安装部件30，但优选地使用例如AuSn、SnAgCu的无铅焊料。

在本实施例中，用于封装部件50的封装树脂材料由硅树脂制成。但是封装部件50的材料并不限于硅树脂，而可以由例如丙烯酸树脂的其它树脂制成。

透镜60为具有凸透镜形状的模制品，包括具有凸曲线的光输出面60b，并如上所述在其底表面包括有凹部40。凹部40的上表面(如图1所示)，也就是透镜60的光输入面60a，被定形为平面状。

透镜60由透明树脂(也即本实施例中的硅树脂)塑造而成，且其折射率和线性膨胀系数与封装部件50的相同。一般希望，利用折射率和弹性系数比封装部件50所用封装树脂材料的大或与之相等的透明树脂材料来塑造透镜60。例如，当使用丙烯酸树脂作为封装树脂材料时，可同样利用该丙烯酸树脂塑造透镜60。另外，还希望，透镜60的透明树脂材料的线性膨胀系数与封装树脂材料的相同。

优选地，透镜60的光输出面60b被定形为凸面，从而使得，在光输出面60b和空气层80之间的分界面处，不会出现从光输入面60a辐射出来的光的全反射。在本实施例中，光输出面60b被形成为包括球形表面部分；并且，将透镜60安置为，使其光输出面的中心位于沿LED芯片10厚度方向通过发光部分12中心的线上。换句话说，将透镜60布置为，使透镜60的光轴与沿LED芯片10厚度方向通过发光部分12中心的线重合。在光从LED芯片发射出来并随后被透镜60的光输入面60a接收之后，这种布置使得在光输出面60b和空气层80之间的分界面处不会出现上述光的全反射。因此，光可以轻易地到达颜色转换部件70，从而能够实现高的光通量。

颜色转换部件70是由例如硅树脂的透明树脂材料和淡黄色荧光微粒材料的混合物塑造而成的；其中，荧光材料被从LED芯片10发射出的蓝光激发，从而辐射出宽带的偏淡黄色白光(也即，颜色转换部件70包含荧光材料)。在本实施例的发光装置1中，从LED芯片10发射出的蓝光和从淡黄色荧光材料发射出的光通过颜色转换部件70的外表面70b发射出去，从而获得白色的光。

通过粘合剂(例如，硅树脂、环氧树脂)将颜色转换部件70开放侧的外围固定至安装基板20，从而在颜色转换部件70和透镜60光输出面60b之间形成空气层80。颜色转换部件70被定形为与透镜60光输出面60b保持一致，从而使得颜色转换部件70的内表面70a与透镜60的光输出面60b相隔开的距离几乎一致，并被配置为在整个表面具有常量壁厚。

空气层80形成于颜色转换部件70和透镜60之间，用以减小透镜60和颜色转换部件70之间因其中所传递外力而接触的可能性。因此，空气层使得LED芯片和各个接合线14免于承受如下压力，该压力响应于外力而产生在颜色转换部件70中并随后通过透镜60和封装部件50被传递，作为结果可靠性得到了改善。此外，通过在颜色转换部件70和透镜60之间提供空气层80，可以抑制外部潮气向LED芯片10的转移。进一步，由于不与透镜60紧密接触，颜色转换部件70可以确保避免由于颜色转换部件70的尺寸不准确或位置不准确而导致的成品率较低。在本实施例的发光装置1中，最后装配颜色转换部件70，这样可以选择荧光材料和透明树脂的合适比例，以与从LED芯片10发射出的光的波长相匹配，从而抑制从发光装置1最终成品发射出的光的颜色不均匀度。此外，圆顶状颜色转换部件70可以通过颜色转换部件70的常量壁厚来抑制颜色不均匀。

在LED芯片10所发射出的光通过封装部件50和透镜60入射到颜色转换部件70上之后，将被颜色转换部件70中的荧光颗粒散射出去，而由于颜色转换部件70和透镜60之间空气层80的存在，使得透镜60能够只通过所散射出来的光的小部分，从而使得装置的光提取效率得到了提升。

参考图6A和6B解释了这样一种情况，其中从LED芯片10发射出的蓝光，在颜色转换部件70沿与LED芯片10光轴对齐的光轴的中心点P处，各个方向地散射。在这种情况下，光以内表面70a上逃逸锥(escape cone)ECa内的扩散角(spread angle)2θa，向颜色转换部件70的内侧面散射；同时，光以外表面70b上逃逸锥ECb内的扩散角2θb，向颜色转换部件70的外侧面散射。如图6A所示，当全内反射角φa、φb等于40°时，给定扩散角2θa等于60°、2θb等于98°；而如图6B所示，当全内反射角φa、φb等于50°时，给定扩散角2θa等于76°、2θb等于134°。全内反射角φa是在颜色转换部件70和空气层80之间的分界面处测定的，而全内反射角φb是在颜色转换部件70和外部媒介空间之间的分界面处测定的。当折射率(n)的透明材料用于颜色转换部件70时，将在P点处散射并定向为通过内表面70a上逃逸锥ECa的蓝光的最大发射效率(η)表示为η＝(1/4n²)×100(％)。这样，当如上所述采用折射率(n)等于1.4的硅树脂作为透明材料时，η≈13％。也就是，通过在颜色转换部件70和透镜60之间插入空气层80，散射于点P处的蓝光仅有13％反射回透镜60；与此相比，在没有空气层的情况下，散射于点P处的蓝光有多达50％反射回透镜60。因此，光提取效率得到改善，同时限制了封装部件50因蓝光引起的恶化。为了减轻通过逃逸锥ECa反射回的蓝光，优选地，颜色转换部件70具有增加的厚度。

用于颜色转换部件70的材料，透明材料并不限于硅树脂，而可以是例如丙烯酸树脂、环氧树脂和玻璃的其它材料。此外，与颜色转换部件70的透明材料混合的荧光材料，并不限于淡黄色荧光材料。例如，可通过例如淡红色和淡绿色的其它荧光材料的混合物，也可得到白光。

为了防止从LED芯片10侧面发射出的光通过颜色转换部件70和安装基板20之间的接合点泄漏出去(也即，防止从LED芯片10发射出的蓝光不通过颜色转换部件70向外发射出去)，优选地，LED芯片10面向辅助安装部件的表面比颜色转换部件70接近安装基板的边缘距离金属板21更远。为此，本实施例被配置为，选择辅助安装部件30的厚度，使得LED芯片接近辅助安装部件30的表面比颜色转换部件的边缘距离金属板更远。具体而言，调节辅助安装部件30的厚度，使得LED芯片10的底部在垂直于安装基板20的最上表面(抗蚀层26的表面)的方向上与该表面隔开。

下面，解释制造根据本发明的发光装置1的方法。

如图7所示，可以通过如下一种方法制造发光装置，在该方法中：首先将LED芯片10连接至接合线14；然后在透镜60的凹部填充液态封装树脂材料(例如，硅树脂)50c，其中封装树脂材料50c稍后形成封装部件50；以及，随后固化封装树脂材料以形成封装部件50，其中透镜60被保持在安装基板20上的位置。然而，这种方法将需要忍受在封装部件50中产生空洞。

有鉴于此，本实施例的制造方法优选地包括如下步骤。首先，将LED芯片10安装至安装基板20，其中安装基板20待通过接合线14与LED芯片连接；以及，如图8所示，随后利用液态(未固化)的第一封装树脂材料(例如，硅树脂)50a覆盖LED芯片10和接合线14(步骤(a))，其中第一封装树脂材料50a成为封装部件50的一部分。接下来，将液态(未固化)的第二封装树脂材料(例如，硅树脂)50b注入透镜的凹部40，并随后将透镜60安装在安装基板20上，使得覆盖着固化的第一封装树脂材料的LED芯片和接合线14被限制在凹部40内(步骤(b))。此后，封装树脂材料50a、50b均被固化，以形成封装部件50(步骤(c))。

使用这种方法，封装部件50能够在制造过程中几乎不产生空洞。可以在注入第二封装树脂材料50b的步骤之前，将第一封装树脂材料50a固化至特定程度。在这种情况下，由于第一封装树脂材料50a被降低的粘性，限制在凹部中的空洞很可能跑出来。

在本实施例中，形成在安装基板20上抗蚀层26中心部分的圆形孔26a被配置为，其内径稍大于颜色转换部件70的最大外径；以及，当灌装第一封装树脂材料50a时，第一封装树脂材料50a的一部分会流入孔26a的内部，从而利用第一封装树脂材料50a作为粘合剂将颜色转换部件70固定至安装基板20。

既然由透明树脂材料制成的透镜60被安排为，包围本实施例发光装置1中的封装部件50，由于封装部件50和透镜60之间线性膨胀系数的差异非常小，能够在热循环测试的低温期抑制封装部件中的空洞产生，从而可以提高可靠性和光输出。由透明树脂制成的透镜可以减少组件或部件数，并将由LED芯片10和透镜60之间光轴的差异导致的光输出降低最小化。

在本实施例中，虽然颜色转换部件70的内表面70a与透镜60的光输出面60b相隔开的距离几乎一致，透镜60的光输出面60b可部分地接触颜色转换部件70的内表面70a，如图9所示。在本实施例中，利用例如硅树脂的胶状树脂将透镜60固定。通常，胶状树脂具有低的玻璃转化点(Tg)，且在高温情况下会变软并降低其粘性；也即，透镜60可能在决定于环境的高温下因外力而受到损失。因此，如图9所示，通过透镜60与颜色转换部件70的部分接触，可以防止限制在颜色转换部件70内部空间中的透镜60的脱离。通过这种安排，LED芯片更接近颜色转换部件70，从而减小了用于实现白色光的发射部分的尺寸，也因此使得用于控制光方向的透镜的设计变得简单。为了达到这种效果，将透镜60光输出面60b和颜色转换部件70内表面70a之间的空隙设置为0至0.1mm。

(第二实施例)

本实施例的发光装置1由图10示出，且其基本部件与第一实施例的几乎一致。因此，用同样的附图标记标识同样的部件，并不再赘述相关解释。

在本实施例中，将形成在抗蚀层26中心部分的圆形孔26a的内径设置为稍小于颜色转换部件70的内径最大值，并通过粘合剂75将颜色转换部件70安装在安装基板20上，其中颜色转换部件70的整个圆周结合至圆形孔26a的外围。

本实施例发光装置1的制造方法包括下列步骤。首先，将LED芯片10安装至安装基板20，且通过接合线14将LED芯片10连接至安装基板20，如图11所示，并随后利用液态(未固化)的第一封装树脂材料(例如，硅树脂)覆盖LED芯片10和接合线14(步骤(a))，其中第一封装树脂材料成为封装部件的一部分。接下来，将液态(未固化)的第二封装树脂材料50b注入透镜60的凹部40中，然后将透镜60安装在安装基板20上(步骤(b))；其中第二封装树脂材料50b与第一封装树脂材料50a相同，并成为封装部件的另一部分。继续，固化第一封装树脂材料50a和第二封装树脂材料50b，以形成封装部件50(步骤(c))。此后，利用粘合剂将颜色转换部件70固定至安装基板20。

在本实施例中，对抗蚀层26进行配置，以防止第一封装树脂材料50a向颜色转换部件70的连接部分流出，并使得颜色转换部件70和安装基板20之间粘合剂(连接部分)75的厚度控制变得轻松，既然颜色转换部件70是通过粘合剂而被粘附于封装基板20的边缘。通过这种安排下，可以改进可靠性。一般希望，粘合剂(连接部分)75是由与颜色转换部件70相同的材料制成。

(第三实施例)

本实施例的发光装置1由图12示出，且其基本部件与第一实施例的几乎一致。因此，用同样的附图标记标识同样的部件，并不再赘述相关解释。

在本实施例中，透镜60被提供有：注射口41，用于将封装树脂材料注入至凹部40；以及排放口42，用于将多余的封装树脂材料排出。

本实施例中发光装置1的制造方法包括下列步骤。首先，将LED芯片10安装至安装基板20，以及通过接合线14将LED芯片连接至安装基板20。然后，将透镜60粘附于安装基板20，以在透镜的凹部40中安置LED芯片10和接合线14(步骤(a))。其次，通过透镜的注射口41将未固化的封装树脂材料注入透镜的凹部40(步骤(b))。接下来，固化封装树脂材料，以形成封装部件50(步骤(c))。此后，将颜色转换部件70粘附于安装基板20上。使用这种方法，封装部件50能够在制造过程中几乎不产生空洞。

更进一步，发光装置1的制造方法优选地包括如下步骤。首先，将LED芯片10安装至安装基板20，并通过接合线14将LED芯片10连接至安装基板20，以及利用未固化的第一封装树脂材料覆盖LED芯片10和接合线14(步骤(a))，其中第一封装树脂材料成为封装部件50的一部分。接下来，将透镜60粘附于安装基板20，使得覆盖着第一封装树脂材料的LED芯片10和接合线14限制在凹部中(步骤(b))。继续，将未固化的第二封装树脂材料50b通过透镜的注射口41注入由颜色转换部件70和安装基板20共同限定的空间(步骤(c))；其中第二封装树脂材料50b与第一封装树脂材料相同，并成为封装部件50的另一部分。此后，固化第一封装树脂材料和第二封装树脂材料，以形成封装部件50(步骤(d))。使用这种方法，封装部件50能够在制造过程中几乎不产生空洞。

虽然上述实施例均采用发射出蓝光的蓝光LED芯片作为LED芯片10，以及采用SiC基板作为导电基板11，但可以用GaN基板代替SiC基板。与使用蓝宝石基板作为介电外延生长基板相比，使用SiC基板和GaN基板作为外延生长基板能够增加热传导特性并降低其热阻。进一步，LED芯片10的发光颜色并不限于蓝色，而可以是红色、绿色等。也即，LED芯片10发光部分12的材料并不限于GaN基半导体材料的化合物，而可根据LED芯片10的发光颜色从GaAs基、GaP基半导体材料等的化合物选择。同时，导电基板11并不限于SiC基板，而可根据发光部分12的材料随意选择GaAs基板、GaP基板等。而且，请注意，在LED芯片10和安装基板20之间线性膨胀系数只存在少许差异的情况下，上述各实施例中均提及的辅助安装部件30并不是必需的。此外，安装基板20可被配置为与以上实施例中所描述的均不同。

如上所述，根据本发明的技术概念显然可以实现许多广泛不同的实施例。因此，除非在权利要求中进行了定义，本发明并不限定于特定的实施例。

Claims (11)

1.一种发光装置，包括：

LED芯片；

安装基板，其被配置为用于安装所述LED芯片；

封装部件，其由封装树脂材料制成，用以封装所述LED芯片；以及

透镜，其由透明树脂材料制成；

其中，所述透镜被固定于所述安装基板；并且，在所述透镜与所述安装基板相对的表面提供有凹部，用于在其中容纳所述封装部件。

2.如权利要求1所述的发光装置，还包括：

颜色转换部件，其被配置为包括荧光材料，且所述荧光材料被从所述LED芯片发射出的光激发，从而发射出颜色与所述LED芯片发光颜色不同的光。

3.如权利要求2所述的发光装置，其中

所述颜色转换部件被安置在所述安装基板上，用以覆盖所述透镜；以及

在所述颜色转换部件和所述透镜的光输出面之间形成空气层。

4.如权利要求3所述的发光装置，其中

所述透镜具有凸的形状，使得入射至所述透镜面向所述封装部件的光输入面上的光，不会在所述光输出面和所述空气层之间的分界面处发生全内反射。

5.如权利要求2所述的发光装置，其中

所述颜色转换部件为圆顶状。

6.如权利要求1所述的发光装置，其中

所述安装基板包括由热传导材料制成的导热板，以及堆叠在所述导热板上的介质基板；其中，在所述介质基板与所述导热板相对的表面上提供有一对引线图案，用于分别电连接所述LED芯片的电极；

所述介质基板在与所述LED芯片相对应的位置形成有通孔；

在所述通孔内，通过平板状辅助安装部件将所述LED芯片安装至所述导热板；

所述辅助安装部件大于所述LED芯片，并被配置为将所述LED芯片热耦合至所述导热板，以减轻由于所述LED芯片和所述导热板之间线性膨胀系数的差异而作用在所述LED芯片上的压力。

7.如权利要求6所述的发光装置，其中

所述辅助安装部件具有一厚度，使得所述LED芯片面向所述辅助安装部件的一个表面到所述导热板的距离，大于所述颜色转换部件与所述安装基板相对的侧到所述导热板的距离。

8.如权利要求1所述的发光装置，其中所述透镜具有：

注射口，其用于将所述封装树脂材料注入到所述凹部；以及

排放口，其用于将多余的所述封装树脂材料排出。

9.一种制造如权利要求1所述发光装置的方法，该方法包括以下步骤：

(a)将所述LED芯片安装至所述安装基板，并随后利用未固化的第一封装树脂材料覆盖所述LED芯片，其中所述第一封装树脂材料形成所述封装部件的一部分；

(b)将未固化的第二封装树脂材料注入所述透镜的凹部，并通过将覆盖着所述第一封装树脂材料的所述透镜收纳在所述凹部内，将所述透镜安置在所述安装基板上；其中，所述第二封装树脂材料由与所述第一封装树脂材料相同的材料制成，以形成所述封装部件的剩余部分；以及

(c)固化各个所述封装树脂材料，以形成所述封装部件。

10.一种制造如权利要求8所述发光装置的方法，该方法包括以下步骤：

(a)将所述LED芯片安装至所述安装基板，并随后将所述透镜固定至所述安装基板，从而将所述LED芯片安置在所述凹部内；

(b)通过所述透镜的注射口，将未固化的封装树脂材料注入所述透镜的凹部；以及

(c)固化所述封装树脂材料，以形成所述封装部件。

11.一种制造如权利要求8所述发光装置的方法，该方法包括以下步骤：

(a)将所述LED芯片安装至所述安装基板，并随后利用未固化的第一封装树脂材料覆盖所述LED芯片，其中所述第一封装树脂材料形成所述封装部件的一部分；

(b)通过将覆盖着所述第一封装树脂材料的所述LED芯片安置在所述凹部内，将所述透镜固定至所述安装基板；

(c)将未固化的第二封装树脂材料通过所述透镜的注射口注入所述透镜的凹部；其中，所述第二封装树脂材料由与所述第一封装树脂材料相同的材料制成，并形成所述封装部件的剩余部分；以及

(d)固化各个所述封装树脂材料，以形成所述封装部件。

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