CN103199184A - 一种提高垂直发光二极管芯片亮度的封装结构 - Google Patents

一种提高垂直发光二极管芯片亮度的封装结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种垂直发光二极管芯片亮度的封装结构，至少包括一支架系统、一胶杯与支架系统之外围相连接、一含有吸光基板LED芯片置于支架系统之上及封装胶分布于硅基板LED芯片之外围，其特征在于：吸光基板的侧面与封装胶接口处形成气泡结构。利用封装胶、气泡以及硅基板材料折射率差异，形成反射层，从而有效地减少或避免原本会被基板所吸收的光线，并将其反射出封装结构，增强出光几率，进而提升垂直发光二级管芯片的光强。

Description

一种提高垂直发光二极管芯片亮度的封装结构
技术领域
本发明涉及一种提高垂直发光二极管芯片亮度的封装结构，通过支架的设计避免吸光基板接触而造成光损失，提升垂直芯片封装亮度，属于发光二极管领域。
背景技术
发光二极管芯片按结构分，大致可以分为三大类，分别为正装发光二极管芯片、倒装发光二极管芯片以及垂直发光二极管芯片。目前，应用端应用最多的为正装发光二极管芯片，其优势为制作成本较低良率高，所以目前正装发光二极管芯片使用较普及，但近来随着智能型手机崛起，智能型手机使用的闪光灯部分一般为高功率发光二极管的灯珠，其所需求的高功率正装芯片已经无法满足，开发垂直发光二极管芯片应运而生，垂直电极设计使得垂直发光二极管芯片可以承受较大的功率使用，一般可使用的功率约为正装发光二极管芯片的1.5倍，但由于垂直电极的设计，所以垂直发光二极体芯片也须采用导电基板，在性价比的考虑下，硅基板成为较为理想的选择。
传统的硅基板LED垂直芯片封装结构，如图1所示，由发光二级管芯片提供蓝光后与蓝光进入荧光粉后激发出黄光，利用蓝光与黄光混合后产生白光，在蓝光进入荧光粉颗粒的过程中荧光粉颗粒只会吸收部分蓝光，而剩余的蓝光会被折射进入下一颗荧光粉颗粒，所以在一系列混光的过程中蓝光会不断的被折射改变光的路径，甚至有些蓝光会被反射回芯片，由于硅基板会对所有可见光范围内的光进行吸收，特别是对于在可见光范围内的蓝光与黄光有一定的吸收率，所以当垂直发光二极管封用于照明系统，比如封成LED灯珠后，会造成蓝光转换白光效率变差，其亮度会下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高垂直发光二极管芯片亮度的封装结构，通过改进封装结构的内部设计来提升垂直发光二极管的亮度。
为实现以上目的，本发明的技术方案是一种新型高效垂直发光二极管芯片亮度的封装结构，至少包括一支架系统、一胶杯与支架系统之外围相连接、一吸光基板LED芯片置于支架系统之上及封装胶分布于硅基板LED芯片之外围，其特征在于：基板侧面与封装胶接口处形成气泡结构。
本发明提供了一种提高垂直发光二极管芯片亮度的封装结构，其包含支架系统，主要用来承载吸光基板LED垂直芯片，支架系统可以选用金属支架，其功用为电极导通以及散热用，基板侧面与封装胶接口处形成气泡结构，利用封装胶、气泡以及吸光基板材料折射率差异，形成反射层，功用为减少或避免LED芯片反射出的光线被基板所吸收，并将其反射出封装结构；胶杯与支架系统的外围相连接，胶杯形状可以根据控制光形的需要进行调整；LED芯片可以通过固晶等方式置于支架系统之上；封装胶可通过涂布等方式分布于LED芯片之外围。
进一步地，优选的是，所述气泡结构与吸光基板侧面之间镀覆有非亲水性材质。
进一步地，优选的是，所述吸光基板具有垂直侧面。
进一步地，优选的是，所述吸光基板具有靠近所述基板LED芯片的一侧上与水平平面成倾斜角并从上向下变窄的侧面。
进一步地，优选的是，所述吸光基板具有靠近所述吸光基板LED芯片的一侧上与水平平面成倾斜角并从上向下变窄的第一侧面及远离所述吸光基板LED芯片的一侧上与水平平面成垂直的第二侧面。
进一步地，优选的是，所述倾斜角的角度范围为不小于5°、不大于85°。
进一步地，优选的是，所述吸光基板可选用硅基板或者砷化镓基板等。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在封装结构中的吸光基板的侧面与封装胶接口处形成气泡结构，利用封装胶、气泡以及硅基板材料折射率差异，形成反射层，从而有效地减少或避免原本会被基板所吸收的光线，并将其反射出去，增强出光几率，进而提升垂直发光二级管芯片的光强。此外，本发明提供的封装结构适合用于照明系统，特别适合用于封装成LED灯珠。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。 
附图说明
图1 为传统的硅基板LED垂直芯片封装结构。
图2为本发明一个较佳实施例的吸光基板LED垂直芯片封装结构的截面示意图。
图3为本发明另一个较佳实施例的吸光基板LED垂直芯片封装结构的截面示意图。
图4为本发明再一个较佳实施例的吸光基板LED垂直芯片封装结构的截面示意图。
图中各标号表示：
1——金属支架；2——胶杯；3——LED芯片；4——吸光基板；5——封装胶；6——蓝光（实线）；7——黄光（虚线）；8——气泡结构。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1
请参阅图2所示，本实施例的一种提高垂直发光二极管芯片亮度的封装结构，其包含支架系统，主要用来承载硅基板LED垂直芯片3，支架系统可以选用金属支架1，其功用为电极导通以及散热用；胶杯2与支架系统的外围相连接，胶杯形状可以根据控制光形的需要进行调整；硅基板LED芯片3可以通过固晶等方式置于支架系统之上；含黄色YAG的封装胶5通过涂布方式均匀分布于硅基板LED芯片3之外围；具有垂直侧面的硅基板4的侧面与封装胶5接口处形成气泡结构8。
上述提高垂直发光二极管芯片亮度的封装结构中，所述气泡结构是通过在硅基板4的垂直侧面镀覆非亲水性材质使得侧面不易与封装胶紧密贴合而形成。
请参阅图2所示，在该封装结构中，利用封装胶、气泡以及硅基板材料折射率差异，充当反射层，减少或避免LED芯片3反射出的光线被硅基板4所吸收，将光线反射出封装结构，进而提升垂直发光二级管芯片的光强，该封装结构适合用于照明系统，特别适合用于封装成LED灯珠。
实施例2
请参阅图3所示，与实施例1不同的是，本实施例的另一种提高垂直发光二极管芯片亮度的封装结构，硅基板4具有靠近LED芯片的一侧上与水平平面成倾斜角并从上向下变窄的侧面。倾斜角α的角度范围为不小于5°、不大于85°，在本实施例中倾斜角α选用60°。
上述提高垂直发光二极管芯片亮度的封装结构中，由于硅基板4的侧面为从上向下变窄的倾斜状，更容易在硅基板4的侧面与封装胶5接口处形成气泡结构8。利用封装胶、气泡以及硅基板材料折射率差异，充当反射层，减少或避免LED芯片3反射出的光线被硅基板4所吸收，将光线反射出封装结构，进而提升垂直发光二级管芯片的光强，该封装结构适合用于照明系统，特别适合用于封装成LED灯珠。
实施例3
请参阅图4所示，与实施例1不同的是，本实施例的再一种提高垂直发光二极管芯片亮度的封装结构，硅基板4具有靠近LED芯片的一侧上与水平平面成倾斜角并从上向下变窄的第一侧面及远离LED芯片的一侧上与水平平面成垂直的第二侧面。倾斜角α的角度范围为不小于5°、不大于85°，在本实施例中倾斜角α选用45°。
上述提高垂直发光二极管芯片亮度的封装结构中，由于硅基板4的侧面大致分为两段，即具有靠近LED芯片的一侧上与水平平面成倾斜角并从上向下变窄的第一侧面及远离LED芯片的一侧上与水平平面成垂直的第二侧面，这种结构使得在硅基板4的侧面与封装胶5接口处更容易形成气泡结构8。在该封装结构中，利用封装胶、气泡以及硅基板材料折射率差异，发挥反射作用，减少或阻挡LED芯片3反射出的光线被硅基板4所吸收，将光线反射出封装结构，进而实现更多的光萃取，示意光取出路径如图4所示。该封装结构适合用于照明系统，特别适合用于封装成LED灯珠。

Claims (10)

1.一种提高垂直发光二极管芯片亮度的封装结构，至少包括一支架系统、一胶杯与支架系统之外围相连接、一含有吸光基板LED芯片置于支架系统之上及封装胶分布于LED芯片之外围，其特征在于：基板侧面与封装胶接口处形成气泡结构。
2.根据权利要求1所述的一种提高垂直发光二极管芯片亮度的封装结构，其特征在于：所述封装结构是利用封装胶、气泡以及吸光基板材料折射率差异形成反射层，减少或避免基板吸光。
3.根据权利要求1所述的一种提高垂直发光二极管芯片亮度的封装结构，其特征在于：所述气泡结构与吸光基板侧面之间镀覆有非亲水性材质。
4.根据权利要求1所述的一种提高垂直发光二极管芯片亮度的封装结构，其特征在于：所述吸光基板具有垂直侧面。
5.根据权利要求1所述的一种提高垂直发光二极管芯片亮度的封装结构，其特征在于：所述吸光基板具有靠近所述吸光基板LED芯片的一侧上与水平平面成倾斜角并从上向下变窄的侧面。
6.根据权利要求1或5所述的一种提高垂直发光二极管芯片亮度的封装结构，其特征在于：所述吸光基板具有靠近所述吸光基板LED芯片的一侧上与水平平面成倾斜角并从上向下变窄的第一侧面及远离所述吸光基板LED芯片的一侧上与水平平面成垂直的第二侧面。
7.根据权利要求5或6所述的一种提高垂直发光二极管芯片亮度的封装结构，其特征在于：所述倾斜角的角度范围为5°~85°。
8.一种照明系统，其设有发光二极管芯片的封装结构，所述封装结构至少包括：一支架系统、一胶杯与支架系统之外围相连接、一含有吸光基板LED芯片置于支架系统之上及封装胶分布于吸光基板LED芯片之外围，所述吸光基板的侧面与封装胶接口处形成气泡结构。
9.根据权利要求8所述的一种照明系统，其特征在于：所述封装结构为LED灯珠结构。
10.根据权利要求8所述的一种照明系统，其特征在于：所述吸光基板具有靠近所述吸光基板LED芯片的一侧上与水平平面成倾斜角并从上向下变窄的侧面。
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