CN102544337B - 一种利用凹面镜形透明yag陶瓷或晶体提高led芯片光效的封装结构 - Google Patents
一种利用凹面镜形透明yag陶瓷或晶体提高led芯片光效的封装结构 Download PDFInfo
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Abstract
本技术涉及一种利用凹面镜形透明YAG陶瓷或晶体提高LED芯片光效的封装结构。所述封装结构包括：一高反射率凹面镜型封装基座以及安装其内的上表面水平下表面凹面镜型的YAG透明陶瓷或晶体，所述YAG透明陶瓷或晶体的上表面位于凹面镜的焦平面上；两个引线框；普通LED芯片，芯片安装于YAG陶瓷或晶体的上表面并位于所述凹面镜的焦点上；以及密封物，密封物为透明树脂或混合透明树脂和荧光剂形成，将LED芯片封于其内，以完成LED封装结构。本技术方案通过利用凹面镜形透明YAG陶瓷或晶体的基座将LED芯片背面发出的光通过凹面镜的反射平行取出，从而提高了LED的光效并同时减少了热量在LED芯片背面的聚集。
Description
技术领域
本技术方案涉及一种LED封装结构，尤其涉及到一种提高LED光效的封装基座。
背景技术
LED作为一种新型光源，由于具有节能、环保、寿命长、启动速度快、能控制发光光谱和禁止带幅的大小使色彩度更高等传统光源无可比拟的优势而得到了空前的发展。
一般而言，传统的LED封装结构，如图1，主要设有一具凹槽A1的基座A，该凹槽A1内结合一芯片B，该芯片B再通过一连结线C与另一支架D连结，最后再通过一透光层E的射出成型，将基座A、芯片B、连结线C及另一支架D结合为一体，完成LED的封装。
但普通LED的发光是各向的，即LED芯片的正面、背面以及各个侧面都有光发出。而上述传统的LED结构无法将LED芯片背面发出的光提取出来，而这部分光通过在背面多次的反射和折射而最终转化为热量。这样不但降低了LED的光效，同时由于使用传统的环氧树脂封装基座，其热传导率仅为0.47W/mK，使得热量无法及时导出而聚集在芯片的背面，从而造成芯片的温度逐渐升高，以致影响LED芯片的光输出和寿命。
基于现有普通LED封装结构的不足，本发明人设计了“一种利用凹面镜形透明YAG陶瓷或晶体提高LED芯片光效的封装结构”。
发明内容
本技术方案针对上述现有普通LED封装技术的不足要解决的技术问题是：提供一种将普通LED芯片背面发出的光提取出来的封装结构，该封装结构将提高LED的发光效率、较少LED产生的热量，降低LED的光衰并提高LED寿命，同时对于解决LED的眩光问题也是有益的。
本技术方案内容如下：
利用凹面镜形透明YAG陶瓷或晶体提高LED芯片光效的封装结构包括：一高反射率凹面镜形封装基座，其上表面为抛物线旋转面，并进行抛光或镀有高反射金属层；一透明YAG陶瓷或晶体，YAG陶瓷或晶体的上表面水平，下表面与所述凹面镜形封装基座的上表面吻合，所述透明YAG陶瓷或晶体的上表面正好处于所述凹面镜的焦平面上；第一引线框和第二引线框，用以分别引出LED芯片的两极；普通LED芯片，安装于所述透明YAG陶瓷或晶体的上表面且处于所述凹面镜的焦点上，以导线连接至第一引线框和第二引线框；密封物，通过透明树脂或混合透明树脂和荧光剂形成，将LED芯片封于其内，以完成LED封装结构。
所述的高反射率凹面镜形基座，其上表面为抛物线旋转面，其最大直径应为LED芯片边长尺寸的6.5~7.5倍，其深度应为LED芯片边长尺寸的2~2.5倍，其凹面镜表面可进行抛光或镀高反射率的金属层以提高光的反射率，该凹面镜用于将从LED芯片背面发出的光通过凹面镜反射成为平行光并使之从正面发射出来。
所述的透明YAG陶瓷或晶体，其上表面水平，下表面与基座凹面镜为同一抛物线旋转面，YAG陶瓷的尺寸为：上表面的直径为LED芯片边长尺寸的6倍，其横截面的高度为LED芯片边长尺寸的1.5倍，这样的设计是为了使YAG陶瓷或晶体的上表面正好处于凹面镜的焦平面上，其作用在于YAG陶瓷或晶体与普通LED芯片的蓝宝石衬底界面处不会发生光的全反射，从而最大限度地取出由衬底发出的光。同时YAG陶瓷或晶体的热导率为10W/mK，较传统的环氧树脂的热导率有很大提高，更加有利于LED芯片的热传导。
所述LED芯片的结构为正面出光的发光二极管，其结构包括蓝宝石衬底，其上依次为GaN缓冲层、n型GaN层、发光层、p型GaN层，以及分别从n型GaN层和p型GaN层引出的n型电极和p型电极，所述的普通LED芯片安装于YAG陶瓷或晶体的上表面且处于所述凹面镜的焦点上，以导线连接至第一引线框和第二引线框，并最终将LED芯片、凹面镜形基座、透明YAG陶瓷或晶体，第一和第二引线框封装于密封物内。这样由LED芯片背面发出的光通过凹面镜的反射可变为平行光由LED芯片正面射出。
本技术方案提供了一种新的LED芯片的封装结构，其能够有效的提取由LED芯片背面发出的光并使之转换成平行光由正面射出。同时降低了热量在LED芯片背面的聚集，从而减小了LED芯片的光衰延长了LED芯片的寿命。
本技术方案的其他特点及具体实施例可于以下配合附图的详细说明中进一步了解。
附图说明
下面结合附图和实施例对本技术方案进一步说明。
图1是现有普通LED芯片的封装结构；
图2是本技术方案实施例的整体结构侧视图；
图3是本技术方案实施例的整体结构俯视图；
图4是本技术方案实施例的效果侧视图。
具体实施方式
参照图2与图3，本技术方案是这样实施的：
一高反射率凹面镜形封装基座（10）。其上表面（1）为一抛物线旋转面，其最大直径R为LED芯片边长尺寸W2的6.5~7.5倍，其深度H为LED芯片边长尺寸W2的2~2.5倍。凹面镜表面（1）可用磁控溅射或电子束蒸发的方法镀上一层高反射的Ag膜。
一透明YAG陶瓷或晶体，在本实施例中为YAG陶瓷（20），其上表面（2）水平，下表面（3）与基座凹面镜（1）为同一抛物线旋转面，YAG陶瓷（20）的尺寸为：上表面（2）的直径W1为LED芯片尺寸W2的6倍，其横截面的高度H为LED芯片尺寸的1.5倍，这样的设计是为了使LED芯片正好安放于凹面镜的焦点处。将YAG陶瓷（20）镶嵌于基座凹面镜（1）内并可用胶体固定。
普通LED芯片（6）安装于YAG陶瓷的上表面（2）的中心处，如附图3所示，处于所述凹面镜的焦点上，这样由LED芯片背面发出的光通过凹面镜的反射可变为平行光由LED芯片正面射出，效果如图4所示。
完成LED芯片的导线连接，将LED芯片（6）的两级分别通过金属导线连接到第一引线框（4）和第二引线框（5）上。最后通过透明树脂或混合透明树脂和荧光剂形成密封物（30），并将LED芯片封于其内，以完成LED封装结构。
以上所述仅是本技术方案的一种LED封装的较佳实施例而已，并非对本技术方案的技术范围作任何的限制，凡是依据本技术方案的技术实质对上面的实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍然属于本技术方案的技术内容和范围。
Claims (1)
1.一种利用凹面镜形透明YAG陶瓷或晶体提高LED芯片光效的封装结构，包括：一高反射率凹面镜形封装基座，其上表面为抛物线旋转面，并进行抛光或镀有高反射金属层；一透明YAG陶瓷或晶体，YAG陶瓷或晶体的上表面水平，下表面与所述凹面镜形封装基座的上表面吻合，所述透明YAG陶瓷或晶体的上表面正好处于所述凹面镜的焦平面上；第一引线框和第二引线框，用以分别引出LED芯片的两极；普通LED芯片，安装于所述透明YAG陶瓷或晶体的上表面且处于所述凹面镜的焦点上，以导线连接至第一引线框和第二引线框；密封物，通过透明树脂或混合透明树脂和荧光剂形成，将LED芯片封于其内，以完成LED封装结构；所述LED芯片的结构为正面出光的发光二极管，其结构包括蓝宝石衬底，其上依次为GaN缓冲层、n型GaN层、发光层、p型GaN层，以及分别从n型GaN层和p型GaN层引出的n型电极和p型电极，所述的普通LED芯片安装于YAG陶瓷或晶体的上表面且处于所述凹面镜的焦点上，以导线连接至第一引线框和第二引线框，并最终将LED芯片、凹面镜形基座、透明YAG陶瓷或晶体，第一和第二引线框封装于密封物内；其特征在于：所述的高反射率凹面镜形基座，其上表面为抛物线旋转面，其最大直径应为LED芯片边长尺寸的6．5~7．5倍，其深度应为LED芯片边长尺寸的2~2．5倍，其凹面镜表面可进行抛光或镀高反射率的金属层以提高光的反射率，该凹面镜用于将从LED芯片背面发出的光通过凹面镜反射成为平行光并使之从正面发射出来；所述的透明YAG陶瓷或晶体，其上表面水平，下表面与基座凹面镜为同一抛物线旋转面，YAG陶瓷的尺寸为：上表面的直径为LED芯片边长尺寸的6倍，其横截面的高度为LED芯片边长尺寸的1．5倍，这样的设计是为了使YAG陶瓷或晶体的上表面正好处于凹面镜的焦平面上，其作用在于YAG陶瓷或晶体与普通LED芯片的蓝宝石衬底界面处不会发生光的全反射，从而最大限度地取出由衬底发出的光。
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