CN102074641A - 一种led封装方法、led和led照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于照明领域，提供了一种LED封装方法、LED和LED照明装置，所述LED封装方法包括以下步骤：将LED芯片固晶焊线于基板；经化学沉积出将所述LED芯片包覆的内封装材料，所述内封装材料的折射率接近于所述LED芯片的折射率；由多层外封装材料依次包覆所述内封装材料，各层外封装材料的折射率由内至外依次递减且均小于所述内封装材料的折射率。本发明经化学沉积出将LED芯片包覆的内封装材料，由多层外封装材料依次包覆内封装材料，各层外封装材料的折射率由内至外依次递减且均小于内封装材料的折射率，这样相邻封装材料的折射率之差较小，LED芯片发出的光于相邻封装材料的界面发生全反射的概率大大降低，极大地提升了LED芯片的出光效率。

Description

一种LED封装方法、LED和LED照明装置
技术领域
本发明属于照明领域，尤其涉及一种LED封装方法、LED和LED照明装置。
背景技术
众所周之，LED作为新一代绿色照明光源，具有光效高、寿命长、色彩鲜艳、节能、环保等众多优点，应用领域越来越广泛，如室内外照明、背光源、医疗、交通、植物生长等。
人们对节能的要求越来越高，而光效是LED节能的直接指标，即对LED的光效提出了更高的要求。由于LED芯片材料的折射率(折射率为2.3～3.5)比较高，LED芯片发光后到达空气时会在发生全反射导致其出光效率较低。目前为提高LED芯片的出光效率，较多的采用硅胶或环氧树脂(折射率为1.4～1.6)进行封装。虽然这样的封装形式对LED的出光效率有一定的提高，但其提高的程度是非常有限的。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种LED封装方法，旨在解决现有LED出光效率低的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种LED封装方法，包括以下步骤：
将LED芯片固晶焊线于基板；
经化学沉积出将所述LED芯片包覆的内封装材料，所述内封装材料的折射率接近于所述LED芯片的折射率；
由多层外封装材料依次包覆所述内封装材料，各层外封装材料的折射率由内至外依次递减且均小于所述内封装材料的折射率。
本发明实施例的另一目的在于提供一种LED，所述LED采用上述封装方法制得。
本发明实施例的另一目的在于提供一种LED照明装置，所述LED照明装置具有上述LED。
本发明实施例经化学沉积出将LED芯片包覆的内封装材料，由多层外封装材料依次包覆内封装材料，各层外封装材料的折射率由内至外依次递减且均小于内封装材料的折射率，这样相邻封装材料的折射率之差较小，LED芯片发出的光于相邻封装材料的界面发生全反射的概率大大降低，极大地提升了LED芯片的出光效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的LED封装方法的实现流程图；
图2是本发明实施例提供的LED半成品的结构示意图(固晶后)；
图3是本发明实施例提供的LED半成品的结构示意图(焊线后)；
图4是本发明实施例提供的LED半成品的结构示意图(涂覆光刻胶后)；
图5是本发明实施例提供的LED半成品的结构示意图(刻蚀出沉积碗杯后)；
图6是本发明实施例提供的LED半成品的结构示意图(沉积出内封装材料后)；
图7是本发明实施例提供的LED半成品的结构示意图(刻蚀余下的光刻胶后)；
图8是本发明实施例提供的LED半成品的结构示意图(涂敷第一外封装材料后)；
图9是本发明实施例提供的LED成品的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例经化学沉积出将LED芯片包覆的内封装材料，由多层外封装材料依次包覆内封装材料，各层外封装材料的折射率由内至外依次递减且均小于内封装材料的折射率，这样相邻封装材料的折射率之差较小，LED芯片发出的光于相邻封装材料的界面发生全反射的概率大大降低，极大地提升了LED芯片的出光效率。
本发明实施例提供的LED封装方法包括以下步骤：
将LED芯片固晶焊线于基板；
经化学沉积出将所述LED芯片包覆的内封装材料，所述内封装材料的折射率接近于所述LED芯片的折射率；
由多层外封装材料依次包覆所述内封装材料，各层外封装材料的折射率由内至外依次递减且均小于所述内封装材料的折射率。
本发明实施例提供的LED采用上述封装方法制得。
本发明实施例提供的LED照明装置具有上述LED。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述。
图1示出了本发明实施例提供的LED封装方法的实现流程，详述如下：
在步骤S101中，将LED芯片固晶焊线于基板；
如图2和图3所示，LED芯片1由固晶材料10固设于基板2，由金线3电连接LED芯片1的电极与基板2上的线路即得LED半成品。
在步骤S102中，经化学沉积出将LED芯片包覆的内封装材料，内封装材料的折射率接近于LED芯片的折射率；
如图4～6所示，先于黄光室内基板2上涂敷覆盖LED芯片1的光刻胶4。接着利用掩盖膜通过光照、显影、定影等操作刻蚀出沉积碗杯5，露出LED芯片1，沉积碗杯5的上缘高于LED芯片1的上缘，刻蚀完毕后用水清洗残留的光刻胶。然后通过化学沉积法沉积出将LED芯片1包覆的内封装材料6，内封装材料6的折射率小于LED芯片材质的折射率。
本发明实施例中，内封装材料6优选高折射率的透明单晶材料，例如TiO2(二氧化钛)单晶材料，该TiO2单晶材料的折射率略低于LED芯片材质的折射率。
在上述沉积碗杯5中添加由氟钛酸铵溶液(钛源)、硼酸(沉淀剂)和二氧化钛的纳米晶粒(诱导二氧化钛结晶的成核剂)组成的混合溶液，使混合溶液漫过LED芯片。该混合溶液发生化学反应生成二氧化钛，化学反应的温度为35～65℃，时间为0.5～2h，使生成的二氧化钛颗粒沉积在LED芯片1的表面和周围。烘烤二氧化钛使之形成二氧化钛透明单晶材料，烘烤的温度为80～120℃，时间为1～3h。
通过光照、显影、定影等操作刻蚀余下的光刻胶，如图7所示，用水清洗残留的光刻胶。上述化学沉积工艺极其简单，成本低。
在步骤S103中，由多层外封装材料依次包覆内封装材料，各层外封装材料的折射率由内至外依次递减且均小于内封装材料的折射率。
如图8和图9所示，先在内封装材料6的表面涂敷第一外封装材料7并固化，使第一外封装材料7包覆内封装材料6。然后在第一外封装材料7的表面涂敷第二外封装材料8并固化，使第二外封装材料8包覆第一外封装材料7。
第一外封装材料7和第二外封装材料8的折射率均小于内封装材料6的折射率，第一外封装材料7的折射率大于第二外封装材料8的折射率。第一外封装材料7和第二外封装材料8均为透明材料，如硅胶、环氧树脂等。
相邻封装材料的折射率之差较小，LED芯片发出的光直接经内封装材料折射至第一外封装材料，经第一外封装材料折射至第二外封装材料，经第二外封装材料折射至外界。因而LED芯片发出的光于相邻封装材料的界面发生全反射的概率大大降低，极大地提升了LED芯片的出光效率。
当然，可在第一外封装材料或第二外封装材料内添加荧光粉，以获得所需颜色的光。又因荧光粉距LED芯片较远，还可提高荧光粉的激发效率。
本发明实施例经化学沉积出将LED芯片包覆的内封装材料，由多层外封装材料依次包覆内封装材料，各层外封装材料的折射率由内至外依次递减且均小于内封装材料的折射率，这样相邻封装材料的折射率之差较小，LED芯片发出的光于相邻封装材料的界面发生全反射的概率大大降低，极大地提升了LED芯片的出光效率。各步骤工艺极其简单，成本低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LED封装方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将LED芯片固晶焊线于基板；
经化学沉积出将所述LED芯片包覆的内封装材料，所述内封装材料的折射率接近于所述LED芯片的折射率；
由多层外封装材料依次包覆所述内封装材料，各层外封装材料的折射率由内至外依次递减且均小于所述内封装材料的折射率。
2.如权利要求1所述的LED封装方法，其特征在于，所述经化学沉积出将所述LED芯片包覆的内封装材料的步骤具体为：
于黄光室内所述基板上涂敷覆盖所述LED芯片的光刻胶；
利用掩盖膜刻蚀所述光刻胶，使所述LED芯片露出并形成沉积碗杯，所述沉积碗杯的上缘高于所述LED芯片的上缘；
于所述沉积碗杯内沉积出将所述LED芯片包覆的内封装材料。
3.如权利要求2所述的LED封装方法，其特征在于，所述内封装材料为二氧化钛透明单晶材料；
所述于所述沉积碗杯内沉积出将所述LED芯片包覆的内封装材料的步骤具体为：
于所述沉积碗杯中添加由氟钛酸铵溶液、硼酸和二氧化钛的纳米晶粒组成的混合溶液，使所述混合溶液漫过所述LED芯片；
使所述混合溶液发生化学反应并生成二氧化钛，所述二氧化钛沉积在所述LED芯片的表面和周围；
烘烤所述二氧化钛使之成为二氧化钛透明单晶材料。
4.如权利要求3所述的LED封装方法，其特征在于，所述化学反应的温度为35～65℃，时间为0.5～2h；所述烘烤的温度为80～120℃，时间为1～3h。
5.如权利要求1所述的LED封装方法，其特征在于，所述由多层外封装材料依次包覆所述内封装材料的步骤具体为：
于所述内封装材料的表面涂敷第一外封装材料并固化，使所述第一外封装材料包覆所述内封装材料；
于所述第一外封装材料的表面涂敷第二外封装材料并固化，使所述第二外封装材料包覆所述第一外封装材料；
其中所述第一外封装材料和第二外封装材料的折射率均小于所述内封装材料的折射率，所述第一外封装材料的折射率大于所述第二外封装材料的折射率。
6.如权利要求5所述的LED封装方法，其特征在于，所述第一外封装材料和第二外封装材料均为环氧树脂或硅胶。
7.如权利要求5所述的LED封装方法，其特征在于，所述第一外封装材料或第二外封装材料内均布有与所述LED芯片相匹配的荧光粉。
8.如权利要求1所述的LED封装方法，其特征在于，所述将LED芯片固晶焊线于基板的步骤具体为：
LED芯片由固晶材料固设于基板；
由金线电连接所述LED芯片的电极与所述基板上的线路。
9.一种LED，其特征在于，所述LED采用如权利要求1～8任一项所述的封装方法制得。
10.一种LED照明装置，其特征在于，所述LED照明装置具有如权利要求9所述的LED。
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