CN101771024A

CN101771024A - 发光二极管及其封装方法

Info

Publication number: CN101771024A
Application number: CN200810247595A
Authority: CN
Inventors: 张丽蕾; 邵喜斌; 赵星星; 孙小斌; 万丽芳
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2028-12-30
Also published as: CN101771024B

Abstract

本发明公开了一种发光二极管及其封装方法，其中，发光二极管包括电路板，所述电路板上直接焊接有多个以一定阵列排布的发光二极管LED芯片，该LED芯片上浇注有透明封装体，该透明封装体中含有扩散颗粒和/或荧光粉，所述电路板的端面上设置有正电极与负电极。其中多个LED芯片以一行多列排布，所述LED为线光源；或者，多个LED芯片以多行多列排布，所述LED为面光源。本发明实施例只需要对LED芯片进行一次封装便可形成应用于照明和显示领域的LED面光源或线光源，大大简化了LED的生产工艺，并节省了不必要的LED生产工艺中所需的生产原料，降低了LED的生产成本。

Description

发光二极管及其封装方法

技术领域

本发明涉及发光器件，尤其是一种发光二极管(Light Emitting Diode，以下简称：LED)及其封装方法。

背景技术

LED由半导体基底上的P型磊晶层与N型磊晶层构成。当向PN结加正向电压时，能将注入PN结的少数载流子与多数载流子复合，使得PN结中多余的能量以光的形式释放出来，从而将电能直接转换为光能。由于LED的无汞环保、色彩表现力好、使用寿命长且为固体光源的优势，逐渐在显示、照明等领域普及开来。

为了将外引线连接到LED芯片的电极上，以及保护LED芯片不被损坏，且提高LED芯片的光效，需要对LED芯片进行封装。目前，应用在各领域的LED主要为点光源。如图1所示，为现有技术单个LED芯片的封装结构示意图。图1中，101为透明封装体，其由荧光粉与树脂构成；102为LED芯片，103为不透明封装体，104与105分别为正、负电极。根据LED芯片的不同颜色，目前有两种封装类型：一种是红绿蓝不同颜色芯片单独封装，因芯片颜色不同，LED灯点亮后呈现红绿蓝不同的颜色；另一种是单芯片白光LED的整体封装，通常采用蓝色芯片加红绿荧光粉或者黄色荧光粉。

对于多个LED芯片，通常也有两种集中封装结构：一种是红绿蓝三色芯片的集中封装，该封装结构中，可以通过对红绿蓝芯片的电流的单独控制，来调节LED灯的颜色。如图2所示，为现有技术多个LED芯片的一个集中封装结构示意图，图2中，201为绿色芯片，202为红色芯片，203为蓝色芯片；另一种是通过对多个蓝色芯片加黄色荧光粉或加红绿荧光粉的封装，形成集中封装的白光LED，该LED封装结构通电点亮后仍然可见LED芯片，为点光源。如图3所示，为现有技术多个LED芯片的另一个集中封装结构示意图，图3中，301为发光面，302、303、304、305、306与307为电极。

除了根据芯片的数量和颜色进行封装分类外，目前LED封装的结构基本相同，通常由支架、导线、电极、散热基座等结构部件组成，部分LED的封装结构中可以省掉支架。对于发热量不大的LED，还可以省掉散热基座。但是，在生产工艺上基本没有节省。由自动化设备对LED芯片进行封装的整个工艺过程需要经过以下步骤：扩片、点胶、备胶、手工刺片、自动装架、烧结、压焊、点胶封装、灌胶封装、模压封装、固化与后固化以及切筋和划片。

由此可知，无论是多芯片封装的LED还是单芯片封装的LED，其封装工艺都十分复杂，并且需要自动化设备进行精确控制。另外，对这两种封装的LED来说，LED都为点光源形式封装，要在背光和照明中应用LED做光源，需要根据实际需要设计LED的电路板布局结构，将封装好的LED点光源以一定布局结构焊接在电路板上，并在电路板上布置电极接插件，并通过光学元器件对各封装好的LED点光源进行混光，形成的LED面光源或线光源才能应用于照明和显示领域。因此，需要对LED芯片进行两次封装才能形成LED面光源或线光源，第一次是LED芯片的封装，第二次是LED芯片封装成的LED点光源在电路板上的排布设计，生产工艺复杂，且浪费原料。

发明内容

本发明实施例的目的是：提供一种发光二极管及其封装方法，以简化LED面光源与线光源的生产工艺，并节省原料。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供的一种发光二极管，包括电路板，所述电路板上直接焊接有多个以一定阵列排布的发光二极管LED芯片，该LED芯片上浇注有透明封装体，该透明封装体中含有扩散颗粒和/或荧光粉，所述电路板的端面上设置有正电极与负电极。

本发明实施例提供的一种发光二极管的封装方法，包括：

在电路板上直接焊接多个以一定阵列排布的发光二极管LED芯片；

在所述LED芯片上浇注透明封装体，该透明封装体中含有扩散颗粒和/或荧光粉。

基于本发明实施例提供的发光二极管及其封装方法，在电路板上直接焊接有多个以一定阵列排布的LED芯片，并在LED芯片上浇注有透明封装体，只需要对LED芯片进行一次封装便可形成应用于照明和显示领域的LED面光源或线光源，并且，仅需包括压焊、灌胶封装与固化工艺，与现有技术相比，大大简化了LED的生产工艺，并节省了不必要的LED生产工艺中所需的生产原料，降低了LED的生产成本。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为现有技术单个LED芯片的封装结构示意图；

图2为现有技术多个LED芯片的一个集中封装结构示意图；

图3为现有技术多个LED芯片的另一个集中封装结构示意图；

图4为本发明LED线光源一个实施例的侧面结构示意图；

图5为图4所示实施例的正面结构示意图；

图6为本发明LED面光源一个实施例的侧面结构示意图；

图7为图6所示实施例的正面结构示意图；

图8为本发明LED线光源另一个实施例的侧面结构示意图；

图9为图8所示实施例的正面结构示意图；

图10为本发明LED面光源另一个实施例的侧面结构示意图；

图11为图10所示实施例的正面结构示意图；

图12为本发明LED的封装方法一个实施例的流程图。

具体实施方式

本发明实施例提供的一种发光二极管，包括电路板401，具体地，该电路板401可以为印制电路板(Printed circuit board，以下简称：PCB)。电路板401上直接焊接有多个以一定阵列排布的发光二极管LED芯片402。LED芯片402上浇注有透明封装体403。该透明封装体403在浇注到焊接有LED芯片402的电路板401上之前是液态，其在电路板401上浇注，覆盖住电路板401上的所有LED芯片402即可，固化后形成的透明封装体403可以为任意形状。透明封装体403具体可以选用光透过率较高的树脂或其它材料。透明封装体403中含有扩散颗粒和/或荧光粉。荧光粉可以采用单一颜色的荧光粉，或者采用由多个颜色的荧光粉按照预定比例组合的混合物，采用的荧光粉的颜色和比例，可以根据对LED的具体颜色要求确定。由于荧光粉与透明封装体403本体的浓度不同，在透明封装体403中不包含扩散颗粒时，经过LED芯片402的光线照射后也可以实现均匀出光的目的。

电路板401的端面上设置有正电极404与负电极405，进行LED芯片402的点亮和关断操作。

其中，多个LED芯片402可以以一行多列排布，此时，LED为线光源LED。如图4所示，为本发明LED线光源一个实施例的侧面结构示意图，图5为图4所示实施例的正面结构示意图。

另外，多个LED芯片402也可以以多行多列排布，此时，LED为面光源LED。如图6所示，为本发明LED面光源一个实施例的侧面结构示意图，图7为图6所示实施例的正面结构示意图。

本发明实施例中，可以在电路板401的表面直接焊接LED芯片402，将含有荧光粉或扩散颗粒和/或荧光粉的液态透明封装体403原料直接浇注在电路板401上，从而完成线光源LED与面光源LED的封装，大大减化了LED点光源的生产工艺，同时，一次封装完成就形成线光源LED或面光源LED，其中的线光源LED相当于目前的LED灯条，本发明实施例相当于将LED的封装工艺与二次光学设计工艺相结合，节省了LED点光源的封装生产工艺，工艺简单易于应用，并节省了不必要的LED生产工艺中所需的生产原料，降低了LED的生产成本。

作为本发明的一个实施例，多个LED芯片402可以采用蓝色芯片，作为激发荧光粉的光源，相应的，单一颜色的荧光粉为黄色荧光粉，或者，多个颜色的荧光粉为由红色荧光粉与绿色荧光粉按照预定比例组合的混合物，这样，本发明实施例的LED就可以发出白光，即：LED为白色面光源。

在图4、图5、图6与图7所示的实施例中，正电极404与负电极405分布在电路板401的一端。另外，作为其它实施例，本发明LED实施例中的正电极404与负电极405也可以分别分布在电路板401的两端。具体地，正电极404与负电极405为驱动LED芯片402所需电流进入电路板401的接口，其可以采用任何易于连接的接插件。

进一步地，本发明实施例提供的LED中还可以设置有侧壁406，以防止在焊接有LED芯片402的电路板401上浇注液态封装体原料，例如：透明封装体树脂，以形成固态透明封装体403时，液态封装体原料流出电路板401表面。该侧壁406与电路板401的四边相连，侧壁406与电路板401形成一个凹腔407，电路板401为凹腔407的底面。另外，侧壁406与电路板401可以一体设置，即：侧壁406为电路板401的一部分，与作为凹腔407底面的电路板401不同的是，侧壁406中不设置有电路。在设置侧壁406的情况下，可以采用较小浓度的液态封装体原料。在图4-图7所示的实施例中未采用侧壁406时，宜采用浓度较高、较为粘稠且易固化的液态封装体原料。

如图8所示，为本发明LED线光源另一个实施例的侧面结构示意图，图9为图8所示实施例的正面结构示意图，与图4、图5所示的实施例相比，该实施例的LED线光源中包括侧壁406。图10所示为本发明LED面光源另一个实施例的侧面结构示意图，图11为图10所示实施例的正面结构示意图，与图6、图7所示的实施例相比，该实施例的LED线光源中包括侧壁406。

如图12所示，为本发明LED的封装方法一个实施例的流程图，其包括以下流程：

步骤501，在电路板401上直接焊接多个以一定阵列排布的发光二极管LED芯片402。

其中电路板401的长度可以根据实际需求设计，电路板可以采用普通的电路板，也可以采用PCB。

步骤502，在LED芯片402上浇注透明封装体403，该透明封装体403中含有扩散颗粒和/或荧光粉。该透明封装体403在浇注到焊接有LED芯片402的电路板401上之前是液态，其在电路板401上浇注，覆盖住电路板401上的所有LED芯片402即可，固化后形成的透明封装体403可以为任意形状。

在LED芯片402上浇注透明封装体403可以不借助于专业模具设备。

具体地，透明封装体403具体可以为光透过率较高的树脂或其它材料。其中的荧光粉可以采用单一颜色的荧光粉，或者采用由多个颜色的荧光粉按照预定比例组合的混合物。采用的荧光粉的颜色和比例，可以根据对LED的具体颜色要求确定。作为本发明的一个实施例，多个LED芯片402可以采用蓝色芯片，相应的，单一颜色的荧光粉为黄色荧光粉，或者，多个颜色的荧光粉为由红色荧光粉与绿色荧光粉按照预定比例组合的混合物，这样，本发明实施例的LED就可以发出白光，即：LED为白色面光源。

具体地，步骤501中可以以一行多列的布局排布多个LED芯片402，此时，通过图12所示流程封装成的LED为线光源LED。另外，步骤501中也可以以多行多列排布多个LED芯片402，此时，通过图12所示流程封装成的LED为面光源LED。

另外，本发明LED的封装方法的另一个实施例中，在步骤501之前、或者步骤501与步骤502之间、或者步骤502之后，在电路板401的端面上设置正电极404与负电极405。正电极404与负电极405具体可以采用接插件。具体地，可以将正电极404与负电极405设置在电路板401的一端，也可以将正电极404与负电极405分别设置在电路板401的两端。基于该实施例，可以得到如本发明图4、图5与图6、图7所示实施例的LED。

进一步地，在本发明LED的封装方法的又一个实施例中，在步骤502之前、在电路板401的四边设置侧壁406，侧壁406与电路板401形成一个凹腔407，电路板401为凹腔407的底面。另外，也可以将一个大的电路板折成凹腔407，作为凹腔407例壁406的电路板中不设置电路，仅在作为凹腔407底面的电路板401中设置电路，此时，侧壁406与电路板401一体设置。基于该实施例，可以得到如本发明图8、图9与图10、图11所示实施例的LED。在设置侧壁406的情况下，可以采用较小浓度的液态封装体原料。在未采用侧壁406时，宜采用浓度较高、较为粘稠且易固化的液态封装体原料。

最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明作限制性理解。尽管参照上述较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这种修改或者等同替换并不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种发光二极管，其特征在于，包括电路板，所述电路板上直接焊接有多个以一定阵列排布的发光二极管LED芯片，该LED芯片上浇注有透明封装体，该透明封装体中含有扩散颗粒和/或荧光粉，所述电路板的端面上设置有正电极与负电极。

2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，还包括侧壁，所述侧壁与电路板的四边相连，形成凹腔，所述电路板为所述凹腔的底面。

3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述侧壁与所述电路板一体设置。

4.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述电路板为印制电路板PCB；或者，所述透明封装体为树脂。

5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述正电极与所述负电极分布在所述电路板的一端，或者，所述正电极与所述负电极分别分布在所述电路板的两端。

6.根据权利要求5所述的发光二极管，其特征在于，所述正电极与所述负电极采用接插件。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的发光二极管，其特征在于，多个LED芯片以一行多列排布，所述LED为线光源；或者，多个LED芯片以多行多列排布，所述LED为面光源。

8.根据权利要求7所述的发光二极管，其特征在于，所述荧光粉为单一颜色的荧光粉，或者为由多个颜色的荧光粉按照预定比例组合的混合物。

9.根据权利要求8所述的发光二极管，其特征在于，多个LED芯片为蓝色芯片；单一颜色的荧光粉为黄色荧光粉，或者，多个颜色的荧光粉为由红色荧光粉与绿色荧光粉按照预定比例组合的混合物，使所述LED为白色面光源。

10.一种发光二极管的封装方法，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述电路板的端面上设置正电极与负电极，所述正电极与所述负电极分布在所述电路板的一端，或者，所述正电极与所述负电极分别分布在所述电路板的两端。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：

在电路板的四边设置侧壁，使所述侧壁与所述电路板形成凹腔，所述电路板为所述凹腔的底面。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述侧壁与所述电路板一体设置。

14.根据权利要求10至13任意一项所述的方法，其特征在于，所述多个以一定阵列排布的发光二极管LED芯片具体为：多个LED芯片以一行多列排布，所述LED为线光源；或者，多个LED芯片以多行多列排布，所述LED为面光源。

15.根据权利要求10至13任意一项所述的方法，其特征在于，所述荧光粉为单一颜色的荧光粉，或者为由多个颜色的荧光粉按照预定比例组合的混合物。